CN113677506A

CN113677506A - 细丝容器

Info

Publication number: CN113677506A
Application number: CN202080025927.4A
Authority: CN
Inventors: E·J·耶维克; M·R·米切尔; W·J·麦克尼什三世
Original assignee: Essentim
Current assignee: Essentim
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-02-06
Publication date: 2021-11-19
Anticipated expiration: 2040-02-06
Also published as: WO2020205056A1; US20200307088A1; EP3930988A1; EP3930988A4; CN113677506B; US20220194000A1; US11198250B2

Abstract

一种用于容纳细丝卷轴的细丝容器包括限定内部容积的底座和盖子。盖子可旋转地附接到底座并可在关闭位置和打开位置之间移动，其中，在关闭位置时，内部容积基本上是密封的，而在打开位置时，可进入内部容积。第一水平轴和第二水平轴可旋转地支撑在内部容积内，并相互平行且间隔一定距离，且第一水平轴和第二水平轴均可绕各自的纵向轴线旋转。第一水平轴和第二水平轴适于将细丝卷轴垂直地支撑在内部容积内，并且当从卷轴和细丝容器中拉出细丝时，允许细丝卷轴围绕水平轴线自由旋转，水平轴线与第一水平轴和第二水平轴中每一个的纵向轴线平行且与其间隔开。

Description

细丝容器

技术领域

本公开涉及一种与增材制造机一起使用的细丝容器。细丝通常通过卷轴提供并且直接从卷轴拉入增材制造机，用于制造各种零件。增材制造机中常用的材料包括聚合物和热塑性塑料。在大部分情况下，聚合物或热塑性材料的卷轴被放于容器中，该容器适于以使细丝容易地从卷轴拉入增材制造机的方式支撑卷轴。

背景技术

一种细丝卷轴容器的另一个重要方面是为细丝提供受控环境。为了保证成品部件的高质量和精度，在将细丝送入增材制造机时确保细丝的干净度非常重要。此外，细丝上的水分会对成品质量产生负面影响。

增材制造机中使用的聚合物和热塑性塑料具有吸湿性，这意味着它们会吸收空气中的水分。当挤压“湿”细丝时，水分的存在就成为了一个问题。当加热细丝时，多余的水分蒸发并在打印品中产生气泡和空隙，从而在结构上削弱了它。此外，“湿”细丝会导致脆性增加、直径增大、降解、起泡和断丝。与“湿”细丝相反，通过适当的储存保持“干燥”的细丝可以始终如一地提供较高质量的打印品，甚至可以提高精度。

因此，虽然现今的细丝输送系统实现了预期目的，但仍需要一种新型改良的与增材制造机相接合，为细丝卷轴提供受控环境并支持不同尺寸细丝卷轴的细丝容器，以有助于将细丝轻松地送入增材制造机，并便于装载/卸载细丝卷轴。

发明内容

根据本公开的几个方面，一种适于容纳用于增材制造机细丝卷轴的细丝容器包括底座和盖子，其中，所述底座和所述盖子限定所述细丝容器的内部容积。所述盖子可旋转地附接到所述底座并且可以在关闭位置和打开位置之间移动，其中，在所述关闭位置时，所述细丝容器的内部容积基本上是密封的，而在所述打开位置时，所述细丝卷轴可以从所述细丝容器的内部容积中插入或移除。第一水平轴和第二水平轴可旋转地支撑在所述细丝容器的内部容积内。所述第一水平轴和所述第二水平轴相互平行并间隔一定距离，并且所述第一水平轴和所述第二水平轴均可以绕各自的纵向轴线旋转。所述第一水平轴和所述第二水平轴适于将细丝卷轴垂直地支撑在所述内部容积内，并且当从所述卷轴和所述细丝容器中拉出细丝时允许所述细丝卷轴围绕水平轴线自由旋转，所述水平轴线与所述第一水平轴和所述第二水平轴中每一个的纵向轴线平行并与其间隔开。

根据本公开的另一方面，所述第一水平轴和所述第二水平轴在所述内部容积内独立移动，并且所述第一水平轴和所述第二水平轴之间的距离是选择性变化的，其中，所述细丝容器适于选择性地容纳不同尺寸的细丝卷轴。

根据本公开的另一方面，所述细丝容器进一步包括安装在所述内部容积内所述底座上的第一轴承支撑轨和第二轴承支撑轨，以及安装在所述第一水平轴和所述第二水平轴中每一个上的一对轴承。所述第一水平轴和所述第二水平轴中每一个的每个相对远端上安装一个轴承。所述轴承支撑轨均包括形成在其内的多个槽口。所述第一轴承支撑轨内形成的槽口与所述第二轴承支撑轨内的槽口对齐。所述第一轴承支撑轨和所述第二轴承支撑轨彼此间隔开，使得所述第一轴承支撑轨和所述第二轴承支撑轨内对齐的槽口支撑安装在所述第一水平轴远端上的轴承，以及所述第一轴承支撑轨和所述第二轴承支撑轨内对齐的槽口支撑安装在所述第二水平轴远端上的轴承。所述轴承适于使所述第一水平轴和所述第二水平轴自由旋转。

根据本公开的另一方面，所述第一水平轴和所述第二水平轴均包括形成在其内的通道，所述通道适于将支撑在其上的细丝卷轴保持在所述第一水平轴和所述第二水平轴远端之间的中心位置。

根据本公开的另一方面，所述细丝容器还包括至少一个适于支撑所述内部容积内的空气调节装置的支架。

根据本公开的另一方面，所述空气调节装置是空气加热器、空气冷却器、除湿器和加湿器中的一种。

根据本公开的另一方面，所述空气调节装置是一包适于去除所述内部容积中湿气的干燥剂材料。

根据本公开的另一方面，所述细丝容器还包括适于将经调节的空气泵入所述细丝容器内部容积中的进气口和适于让空气流出所述内部容积的出气口。

根据本公开的另一方面，所述进气口适于连接到外部空气调节单元，所述外部空气调节单元通过所述进气口将经调节的空气泵入所述内部容积中。

根据本公开的另一方面，所述进气口和所述出气口均包括可以在打开位置和关闭位置之间移动的基本气密的门，所述进气口的门可以打开以允许气流通过所述进气口，或关闭以阻止气流通过所述进气口，所述出气口的门可以打开以允许气流通过所述出气口，或关闭以阻止气流通过所述出气口。

根据本公开的另一方面，所述进气口和所述出气口适于与所述增材制造机上相应端口相接合，其中，经调节的空气可以通过所述进气口从安装于所述增材制造机内的空调泵入所述内部容积，并且所述内部容积中的空气通过所述出气口排出。

根据本公开的另一方面，所述进气口和所述出气口的门通过弹簧铰链附接到所述细丝容器上，其中，所述铰链被偏置以使所述进气口和所述出气口的门保持在关闭位置。

根据本公开的另一方面，所述细丝容器还包括与所进气口对齐并向外延伸的第一突起和与所述出气口对齐并向外延伸的第二突起，其中，当所述细丝容器移动到与所述增材制造机相接合时，所述第一突起和所述第二突起均适于推开所述增材制造机中相应端口的门。

根据本公开的另一方面，所述细丝容器还包括安装到所述细丝容器外表面上的磁板，所述磁板适于与所述增材制造机上的铁质表面相接合，以将所述细丝容器保持在相对于所述增材制造机的适当位置。

根据本公开的另一方面，所述磁板定位在进气口和出气口之间。

根据本公开的另一方面，所述细丝容器还包括存储所述细丝容器内细丝卷轴信息的电子通信设备。所述电子通信设备进一步适于与所述增材制造机通信，以使所述增材制造机接收存储在其内的信息。

根据本公开的另一方面，所述电子通信设备为具有读/写能力的射频标签。

根据本公开的另一方面，所述细丝容器还包括安装在所述底座底面上的多个脚轮。

根据本公开的另一方面，所述细丝容器还包括形成在所述盖子内并且适于使细丝从所述细丝容器中拉出的细丝端口。

根据本公开的另一方面，所述细丝容器还包括在所述盖子和所述底座之间延伸的密封件，以在所述盖子处于所述关闭位置时基本密封所述内部容积。

根据本公开的另一方面，所述盖子还包括允许对所述内部容积进行可视检查的窗口、安装在外表面上的把手和将所述盖子保持在所述关闭位置的闩锁机构，其中所述闩锁适于使所述盖子选择性地打开和关闭。

在本文提供的描述中，更广阔的适用领域将变得显而易见。应当理解的是，描述和具体示例仅用于说明的目的，并不用于限制本公开的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何形式限制本公开的范围。

图1是本公开根据示例性实施例的细丝容器的前透视图；

图2是图1所示细丝容器的后透视图；

图3是图1所示移除其盖子的细丝容器的透视图；

图4是图1所示细丝容器沿4-4线的截面图；

图5是本公开根据另一示例性实施例的细丝容器的后透视图；

图6是图5所示移除其盖子的细丝容器的透视图；

图7是图5一部分的放大图；和

图8是细丝容器水平轴的截面图。

具体实施方式

下述描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。

参考图1和图2，本公开的细丝容器10适于容纳用于增材制造机的细丝卷轴。细丝容器10包括底座12和盖子14。底座12包括前面板16、顶面板18、后面板20、底面板22、第一侧面板24和第二侧面板26。盖子包括前面板28、顶面板30、第一侧面板32和第二侧面板34。

多个脚轮90安装在底座12底面板22的底面92上。根据细丝卷轴的尺寸和卷轴上细丝的类型，装上细丝卷轴的细丝容器10的重量可能会很大。脚轮90使细丝容器10无需抬起也便于移动。

底座12和盖子14限定了细丝容器10的内部容积36。盖子14可旋转地附接于底座12。如图3、图4所示，盖子14通过两个铰链38附接于底座12上。铰链38将盖子14牢牢地固定在底座12上并允许盖子14在关闭位置和打开位置之间移动。在关闭位置时，细丝容器10的内部容积36基本上是密封的。而在打开位置时，细丝卷轴可从细丝容器10的内部容积36中插入或移除。

细丝端口94形成在盖子14的顶面板30内。细丝端口94将来自于细丝容器10内部容积36内卷轴上的细丝从细丝容器10拉入增材制造机。盖子14还包括对内部容积36进行可视检查的窗口96。把手98安装在盖子14前面板28的外表面100上。闩锁机构102将盖子14保持在关闭位置，并适于使盖子14选择性地打开和关闭。

参考图3，示出了未将盖子14连接到其上的底座12。底座12的两个侧面板24和26以及顶面板18和前面板16的边缘限定了开口40。密封件104围绕开口40并在盖子14和底座12之间延伸，以在盖子14处于关闭位置时，基本上密封内部容积36。

当盖子14打开时，开口40将细丝卷轴置于内部容积36内。细丝容器10适于支撑内部容积36内的圆柱形细丝卷轴。第一水平轴42和第二水平轴44可旋转地支撑在细丝容器10的内部容积36内。如图4中46处的虚线所示，第一和第二水平轴42、44适于将细丝卷轴垂直地支撑在内部容积36内。

第一和第二水平轴42、44相互平行并间隔一定距离48。第一和第二水平轴42、44均可绕各自的纵向轴线50、52旋转。第一和第二水平轴42、44均包括一对轴承54，每个相对的远端上安装一个轴承54。

第一轴承支撑轨56和第二轴承支撑轨58安装在内部容积36内的底座12上。第一轴承支撑轨56水平地安装到底座12第一侧面板24的内表面上，第二轴承支撑轨58水平地安装到底座12第二侧面板26的内表面上。第一轴承支撑轨56包括形成在其内的多个槽口60，第二轴承支撑轨58包括形成在其内的多个槽口62。第一轴承支撑轨56内形成的槽口60与第二轴承支撑轨58内的槽口62对齐。槽口60、62适于支撑安装在第一和第二水平轴42、44远端上的轴承54。

第一和第二轴承支撑轨56、58彼此间隔开。安装在第一水平轴42远端上的轴承54由第一和第二轴承支撑轨56、58内的第一对对齐的槽口60、62支撑。安装在第二水平轴44远端上的轴承54由第一和第二轴承支撑轨56、58内的第二对对齐的槽口60、62支撑。

轴承54使第一和第二水平轴42、44自由旋转。当细丝从支撑在细丝容器10内的细丝卷轴拉出时，随着细丝从卷轴上解开，卷轴将围绕水平中心轴线旋转，水平中心轴线与第一和第二水平轴42、44中每一个的纵向轴线50、52平行且间隔开。随着卷轴转动，卷轴与第一和第二水平轴42、44之间的摩擦接触使第一和第二水平轴42、44沿着卷轴转动相反的方向随卷轴一起转动，从而使卷轴与第一和第二水平轴42、44之间无滑动接触。

第一和第二轴承支撑轨56、58均包括多个对齐的槽口60、62。第一和第二水平轴42、44可在不同对对齐的槽口60、62之间移动。通过第一和第二水平轴42、44相对彼此地移动，使第一和第二水平轴42、44之间的距离可以选择性地变化。这种使第一和第二水平轴42、44之间的距离变化的能力使细丝容器10能适应于不同尺寸的卷轴。

参考图8，在一个非限制性示例性实施例中，第一和第二水平轴42、44均包括形成在其内的通道64。通道64适于将支撑在其上的细丝卷轴保持在第一和第二水平轴42、44远端之间的中心位置。如图8所示，第一和第二水平轴42、44的外表面内形成大致为U形的通道64。U形通道64完全围绕第一和第二水平轴42、44中每一个的圆周延伸，并沿着轴承54之间的第一和第二水平轴42、44中每一个的长度纵向延伸。通道64包括边缘66，边缘66提供用于防止卷轴向第一和第二水平轴42、44的任一远端移动的前档块。这样，除了与第一和第二水平轴42、44接触外，能防止卷轴与轴承54或内部容积36的任一表面接触。如前所述，第一和第二水平轴42、44转动，从而减少细丝容器10内卷轴转动的摩擦阻力。通过将卷轴保持在第一和第二水平轴42、44的中心位置上，从而防止卷轴与阻碍卷轴转动的其他表面接触。

细丝容器10进一步包括至少一个适于支撑内部容积内空气调节装置70的支架68。为了保持存储其内细丝的完整性，可以调节细丝容器10的内部容积36使内部容积36保持在特定的温度或湿度条件下。作为非限制性示例，空气调节装置可以是空气加热器、空气冷却器，除湿器和加湿器中的一种。处理聚合物和热塑性塑料时，一个常见的问题是细丝内外的水分含量。本公开细丝容器10的支架68支持使用一包干燥剂材料71，以控制内部容积36内的湿度水平。作为非限制性示例，干燥剂材料包71可以包含用于吸收空气中的水分并降低内部容积36的湿度的硅胶或颗粒。

本公开的细丝容器10还包括将置于细丝容器10内的细丝卷轴有关信息与细丝容器10一起存储的电子通信设备106。电子通信设备106适于与增材制造机通信，以使增材制造机接收存储在其内的信息。

在本公开的示例性实施例中，电子通信设备106为具有读/写能力的射频标签108。当把细丝卷轴装入细丝容器10中时，有关细丝的识别信息可写入射频标签108中。当使细丝容器10于与增材制造机相接合时，增材制造机读取存储在射频标签108上的信息以使增材制造机核实当前操作使用的细丝类型是否正确。射频标签108具有读/写能力，因此，可重复使用。当细丝容器10内的细丝发生变化时，新的信息覆盖到射频标签108上以替换现有的信息，从而确保从射频标签108发送到增材制造机的信息是准确的。

参考图5、图6和图7，在示例性实施例中，细丝容器110包括适于将经调节的空气泵入所述细丝容器110内部容积36中的进气口72和适于让空气流出所述内部容积36的出气口74。进气口72适于连接到外部空气调节单元，外部空气调节单元通过进气口72将经调节的空气泵入内部容积36中。

进气口72和出气口74均包含可在打开位置和关闭位置之间移动的基本气密的门76。每扇门76通过弹簧铰链78连接到细丝容器10。铰链78被偏置以使进气口72和出气口74的门76保持在关闭位置。当用足够的力向内推门76以克服铰链78的弹簧偏压时，门76将枢转至关闭位置。进气口72的门76可以打开以允许气流通过进气口72进入内部容积36，或关闭以阻止气流通过进气口72。出气口74的门76可以打开以允许气流通过出气口74流出内部容积36，或关闭以阻止气流通过出气口74。

进气口72和出气口74适于与增材制造机上的相应端口相接合。增材制造机可配置有空气调节装置，其中，当细丝容器10连接到增材制造机，经调节的空气通过进气口72泵入内部容积36。通常，由于内部容积的水分是主要问题，因此，加热的干燥气体被泵入到内部容积36中以促使存储在细丝容器110内细丝中的水分蒸发。同时，使内部容积36内的空气通过出气口74流出内部容积36。当加热的干燥气体被泵入到内部容积36中，湿度较高的空气便通过出气口74流出内部容积36。通过出气口74流出内部容积36的空气可以直接排放到外面。或者，从内部容积36排出的空气可以被增材制造机内的空气调节装置捕获以进行分析。可以测量从内部容积36排出的空气湿度，以确定细丝容器10内的湿度水平并控制增材制造机内的空气调节装置。

细丝容器110包括与进气口72对齐并向外延伸的第一突起80。第一突片82从进气口72的门76前方的底座12后面板20横向延伸。第一突起80从远离底座12后面板20的第一突片82向外延伸。细丝容器110包括与出气口74对齐并向外延伸的第二突起84。第二突片86从出气口74的门76前方的底座12后面板20横向延伸。第二突起84从远离底座12后面板20的第二突片86向外延伸。当细丝容器110移动到与增材制造机相接合时，第一和第二突起80、84均适于推开增材制造机中相应端口的门。增材制造机将配置有类似的适于推靠进气口72和出气口74的门76的突起以克服铰链78的弹簧偏压，从而打开进气口72和出气口74的门76。

磁板88安装在底座12后面板20的外表面上，以使细丝容器10、110与增材制造机保持接合。磁板88适于与增材制造机上的铁质表面相接触，以将细丝容器10、110保持在相对于增材质制造机的适当位置。如图所示，磁板88定位于进气口72和出气口74之间。将磁板88定位在紧邻进气口72和出气口74的位置有助于确保进气口72、出气口74和增材制造机上相应端口之间能基本密封连接。

本公开的细丝容器10、110有若干个优点。由于卷轴支撑在第一和第二水平轴42、44的顶部，因此可以通过前/顶开口轻松地装载和卸载不同尺寸的细丝卷轴。卷轴未支撑在中心轴上，故无需拆卸/重装配中心轴来从细丝卷轴中移除卷轴或将卷轴插入细丝卷轴中。此外，本公开的细丝容器10、110提供进气口72和出气口74，以使经调节的空气从可以集成到增材制造机的外部空气调节单元通过细丝容器10、110的内部容积36进行循环。

本公开的描述本质上仅是示例性的，并且不脱离本公开主旨的变化旨在落入本公开的范围内。这种变化不应被视为是违背本公开的精神和范围。

Claims

1.一种适合容纳用于增材制造机的细丝卷轴的细丝容器，包括：

底座和盖子，其中，所述底座和所述盖子限定所述细丝容器的内部容积，所述盖子可旋转地附接到所述底座并且可以在关闭位置和打开位置之间移动，其中，在所述关闭位置时，所述细丝容器的内部容积基本上是密封的，而在所述打开位置时，所述细丝卷轴可以从所述细丝容器的内部容积中插入或移除；和

可旋转地支撑在所述细丝容器内部容积内的第一水平轴和第二水平轴，所述第一水平轴和所述第二水平轴相互平行并间隔一定距离，并且所述第一水平轴和所述第二水平轴均可以绕各自的纵向轴线旋转，和

其中所述第一水平轴和所述第二水平轴适于将所述细丝卷轴垂直地支撑在所述内部容积内，并且当从所述卷轴和所述细丝容器中拉出细丝时允许所述细丝卷轴围绕水平轴线自由旋转，所述水平轴线与所述第一水平轴和所述第二水平轴中每一个的纵向轴线平行并与其间隔开。

2.根据权利要求1所述的细丝容器，其中，所述第一水平轴和所述第二水平轴能够在所述内部容积内独立移动，并且所述第一水平轴和所述第二水平轴之间的距离是选择性变化的，所述细丝容器适于选择性地容纳不同尺寸的细丝卷轴。

3.根据权利要求2所述的细丝容器，还包括：

安装在所述内部容积内所述底座上的第一轴承支撑轨和第二轴承支撑轨；和

安装在所述第一水平轴和所述第二水平轴中每一个上的一对轴承，所述第一水平轴和所述第二水平轴中每一个的每个相对远端上安装一个轴承，和

其中所述轴承支撑轨均包括形成在其内的多个槽口，所述第一轴承支撑轨内形成的槽口与所述第二轴承支撑轨内的槽口对齐，所述第一轴承支撑轨和所述第二轴承支撑轨彼此间隔开，使得所述第一轴承支撑轨和所述第二轴承支撑轨内对齐的槽口支撑安装在所述第一水平轴远端上的轴承，以及所述第一轴承支撑轨和所述第二轴承支撑轨内对齐的槽口支撑安装在所述第二水平轴远端上的轴承，所述轴承适于使所述第一水平轴和所述第二水平轴自由旋转。

4.根据权利要求1所述的细丝容器，其中所述第一水平轴和所述第二水平轴均包括形成在其内的通道，所述通道适于将支撑在其上的细丝卷轴保持在所述第一水平轴和所述第二水平轴远端之间的中心位置。

5.根据权利要求1所述的细丝容器，还包括：

至少一个适于支撑所述内部容积内的空气调节装置的支架。

6.根据权利要求5所述的细丝容器，其中所述空气调节装置是空气加热器、空气冷却器、除湿器和加湿器中的一种。

7.根据权利要求5所述的细丝容器，其中所述空气调节装置是一包适于去除所述内部容积中湿气的干燥剂材料。

8.根据权利要求1所述的细丝容器，还包括适于将经调节的空气泵入所述细丝容器内部容积中的进气口和适于让空气流出所述内部容积的出气口。

9.根据权利要求8所述的细丝容器，其中所述进气口适于连接到外部空气调节单元，所述外部空气调节单元通过所述进气口将经调节的空气泵入所述内部容积中。

10.根据权利要求8所述的细丝容器，其中所述进气口和所述出气口均包括可以在打开位置和关闭位置之间移动的基本气密的门，所述进气口的门可以打开以允许气流通过所述进气口，或关闭以阻止气流通过所述进气口，所述出气口的门可以打开以允许气流通过所述出气口，或关闭以阻止气流通过所述出气口。

11.根据权利要求10所述的细丝容器，其中所述进气口和所述出气口适于与所述增材制造机上相应端口相接合，其中，经调节的空气可以通过所述进气口从安装于所述增材制造机内的空调泵入所述内部容积，并且所述内部容积中的空气通过所述出气口排出。

12.根据权利要求11所述的细丝容器，其中所述进气口和所述出气口的门通过弹簧铰链附接到所述细丝容器上，其中所述铰链被偏置以使所述进气口和所述出气口的门保持在关闭位置。

13.根据权利要求12所述的细丝容器，还包括与所述进气口对齐并向外延伸的第一突起和与所述出气口对齐并向外延伸的第二突起，其中，当所述细丝容器移动到与所述增材制造机相接合时，所述第一突起和所述第二突起均适于推开所述增材制造机中相应端口的门。

14.根据权利要求1所述的细丝容器，还包括安装到所述细丝容器外表面上的磁板，所述磁板适于与所述增材制造机上的铁质表面相接合，以将所述细丝容器保持在相对于所述增材制造机的适当位置。

15.根据权利要求14所述的细丝容器，其中，所述磁板定位在进气口和出气口之间。

16.根据权利要求1所述的细丝容器，还包括存储所述细丝容器内细丝卷轴信息的电子通信设备，所述电子通信设备进一步适于与所述增材制造机通信，以使所述增材制造机接收存储在其内的信息。

17.根据权利要求16所述的细丝容器，其中所述电子通信设备为具有读/写能力的射频标签。

18.根据权利要求1所述的细丝容器，还包括安装在所述底座底面上的多个脚轮。

19.根据权利要求1所述的细丝容器，还包括形成在所述盖子内并且适于使细丝从所述细丝容器中拉出的细丝端口。

20.根据权利要求1所述的细丝容器，还包括在所述盖子和所述底座之间延伸的密封件，以在所述盖子处于所述关闭位置时基本密封所述内部容积。

21.根据权利要求1所述的细丝容器，其中所述盖子还包括允许对所述内部容积进行可视检查的窗口、安装在外表面上的把手和将所述盖子保持在所述关闭位置的闩锁机构，其中所述闩锁适于使所述盖子选择性地打开和关闭。