CN114126842A - 用于增材制造的重涂器系统 - Google Patents

Abstract

公开的实施方式涉及用于与增材制造系统一起使用的重涂器系统。重涂器组件能够相对于构建表面沿着多个自由度进行调节，这可以允许对重涂器组件与构建表面之间的间距进行调节和/或相对于构建表面的取向对重涂器组件的取向进行调节。在一些实施方式中，重涂器组件可以由在构建表面上方延伸的四个支承柱支承，并且重涂器组件与支承柱之间的附接件可以独立地调节以相对于构建表面调节重涂器。

Description

用于增材制造的重涂器系统

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2019年5月28日提交的序列号为No.62/853,436的美国临时申请的优先权的权益，该美国临时申请的公开内容通过参引全部并入本文中。

技术领域

公开的实施方式涉及增材制造重涂器系统以及相关方法。

背景技术

增材制造系统采用多种技术以从二维层产生三维对象。在将一层前体材料沉积至构建表面上之后，该层的一部分可以通过暴露于一个或更多个能量源而被熔融，从而在该层内产生固化材料的期望二维几何形状。接下来，可以对构建表面进行索引，并且可以沉积前体材料的另一层。例如，在常规系统中，构建表面可以被向下索引与层的厚度相对应的距离。该过程可以逐层重复，以将许多二维层熔融成三维对象。

一些增材制造系统可以包括用于将前体材料沉积和/或散布到构建表面上的系统。例如，在粉末床熔融系统中，可以使用重涂器组件将一层粉末沉积到构建表面上。重涂器组件可以包括连接至重涂器支承结构的重涂器刀片，可以对该重涂器支承结构进行控制以便拖拽重涂器刀片跨过构建表面，对沉积的粉末进行平滑以提供均匀厚度的层。

发明内容

在一个实施方式中，一种增材制造系统包括：构建室，该构建室包括构建表面，以及重涂器，该重涂器定位在构建室内。重涂器包括第一重涂器刀片。该系统还包括重涂器刀片更换系统，该重涂器刀片更换系统包括：刀片更换室，该刀片更换室能够经由接头以可移除的方式附接至构建室的外部，以及阀，该阀定位在刀片更换室与构建室之间。重涂器能够在构建室内移动至刀片更换位置，使得当重涂器处于刀片更换位置时，第一重涂器刀片与刀片更换室对准。

在一个实施方式中，一种更换重涂器刀片的方法包括：将包括定位在构建室内的重涂器刀片的重涂器移动至刀片更换位置以使重涂器与刀片更换室对准；打开阀以使刀片更换室暴露于构建室；以及将重涂器刀片从重涂器移除。

应当理解的是，可以以任何合适的组合来布置前述概念以及下面所讨论的其他概念，因为本公开内容不限于该方面。此外，通过以下结合附图考虑时的各种非限制性实施方式的详细描述，本公开内容的其他优点和新颖特征将变得明显。

附图说明

附图并非意在按比例绘制。在附图中，在各个附图中图示的每个相同或几乎相同的部件可以由相似的标记表示。为了清楚的目的，并非在每个附图中都标记了每个部件。在附图中：

图1是增材制造系统的一个实施方式的示意性立体图；

图2是图1的增材制造系统的示意性俯视图；

图3是图1的增材制造系统的示意性横截面前视图；

图4是图1的增材制造系统的示意性侧视图；

图5A是根据一些实施方式的增材制造系统的构建表面处于水平取向的示意性侧视图；

图5B是根据一些实施方式的增材制造系统的构建表面处于非水平取向的示意性侧视图；

图6是增材制造系统的一个实施方式的示意性俯视图，其中，重涂器处于成角度的取向；

图7是构造成检测构建表面上的障碍物的增材制造系统的一个实施方式的示意性俯视图；

图8是增材制造系统的一个实施方式的示意性俯视图，其图示了重涂器取向的动态调节；以及

图9是包括重涂器刀片更换系统的增材制造系统的一个实施方式的示意性横截面前视图。

具体实施方式

发明人已经认识到并理解与增材制造系统中相对于固定的构建表面可移动和可调节的重涂器组件相关联的许多优点。例如，重涂器组件的这种可调节性可以有助于重涂器的对准。对于使用重涂器来沉积粉末层的任何增材制造系统，存在至少两次重要的对准。第一，重涂器应当跨构建表面的宽度保持水平。即，重涂器本身应当相对于构建表面沿着重涂器的长度保持水平。第二，重涂器应当沿着构建表面的长度保持水平。即，当重涂器相对于构建表面移动(例如，沿着垂直于重涂器的长度的方向)以沉积一层粉末时，重涂器应当保持与构建表面的恒定间隔。如果重涂器在上述两种情况中的任一种情况下都没有很好地对准，则可能会导致误差和/或缺陷。例如，未对准的重涂器可能导致沉积的粉末层厚度不均匀，这可能损害制造部件的质量。另外地，未对准的重涂器可能不期望地与构建表面或粉末床接触，这可能导致对制造部件的损坏和/或对增材制造系统的损坏。对于可能只有几十微米数量级的层厚度，即使轻微的未对准也会导致这种误差和/或损坏。在常规系统中，其中，用于重涂器的支承结构相对于构建表面在空间上是固定的，在增材制造系统的初始设置期间通常执行一次对准。因为需要精确对准来避免误差，所以增材制造系统的初始对准可能决定机器架构的重要部分。然而，不管初始对准已经执行得有多好，在之后的时间、比如在更换重涂器刀片之后或者在开始新的制造过程时，可能还是需要额外的重新对准。因为重涂器支承结构相对于常规架构中的系统可以是固定的，所以这些之后的重新对准通常需要大量的人工干预，这可能涉及对人员需求的增加以及处理时间的损失。

鉴于以上所述，发明人已经认识到并了解与增材制造系统相关联的许多优点，该增材制造系统包括能够相对于构建表面沿着多个自由度移动的重涂器组件。与仅能够沿着平行于构建表面的单一方向平移的常规重涂器系统相比，本文中描述的重涂器组件能够相对于构建表面沿着多个方向移动。如下文更详细地描述的，重涂器组件的这种移动可以便于对重涂器组件进行各种调节和对准，以在增材制造过程中提供改进的精度和可靠性，并且可以允许增材制造系统的尺寸按比例增大。

关于重涂器组件的对准，在一些实施方式中，能够相对于构建表面沿着多个自由度移动的重涂器组件可以实现重涂器的快速且容易的重新定向，以校正任何未对准。例如，重涂器组件能够沿着第一自由度移动以校正重涂器刀片水平跨构建表面的宽度的未对准，并且重涂器刀片组件能够沿着第二自由度移动以校正重涂器沿着构建表面的长度的未对准。以这种方式，可以避免上面讨论的关于固定的重涂器系统的精确手动对准的许多挑战。在一些实施方式中，重涂器组件的这种调整和重新对准可以是自动化的。例如，增材制造系统可以包括用以检测重涂器的一个或更多个对准的一个或更多个传感器，并且重涂器组件可以响应于传感器检测到重涂器未对准而沿着多个自由度移动。

关于增加增材制造系统的规模，发明人已经认识到并理解的是，增材制造系统设计的常规方法可能不能很好地适合较大规模的系统，与常规的较小规模的系统相比，较大规模的系统可能有利于较大部件的制造和/或大量部件的并行生产。例如，一些挑战可能来自较大系统中所需粉末量的增加，以及相应地，支承在构建表面上的粉末的质量的增加。如上所述，在常规的增材制造系统中，构建表面可以相对于系统的其余部分移动，而重涂器组件可以保持竖向静止。然而，发明人已经认识到并理解的是，在较大规模的系统中，以下操作可能是有利的：采用固定的构建表面以避免必须通过对应于层厚度的小的增量来移动较大的粉末质量。例如，移动支承了较大质量的构建表面可能会对增材制造系统的各种部件施加不适当的压力，并且可能会大大降低系统的可实现精度。另外地，随着额外的粉末层沉积在构建表面上，支承在构建表面上的粉末的质量在整个制造过程中可以是可变的。

鉴于以上所述，发明人已经认识到并理解的是，能够相对于构建表面沿着多个自由度移动的重涂器组件可以有利地促进重涂器相对于固定的构建表面的竖向移动。在一些实施方式中，重涂器组件可以将一层材料沉积到构建表面上，并且随后重涂器可以在固定的构建表面上方被向上索引对应于层厚度的距离。以这种方式，为了在增材制造过程中沉积粉末层，系统可能仅需要移动较小且质量恒定的重涂器组件，而不是移动较大且质量可变的粉末床和构建表面。

除了以上所述，发明人已经理解的是，较大规模的增材制造系统可能需要较大的支承结构来支承系统的各种部件，比如构建表面、重涂器组件和/或光学组件。相对于常规的较小规模的增材制造系统中的支承结构，这些较大(例如，较长)的支承结构可能倾向于较大的偏转，这可能导致增材制造系统的部件之间的未对准、比如重涂器组件与粉末床之间的未对准，从而潜在地导致制造误差或缺陷。因此，本文中描述的一些方面可以有助于系统的部件(例如，重涂器)的调节，以校正这种未对准和/或支承结构偏转。

在一些实施方式中，可调节重涂器组件可以包括重涂器，该重涂器能够沿着构建表面上方的支承柱和支承轨移动以便于沿着多个自由度对重涂器进行调节。例如，在一个实施方式中，重涂器组件可以包括在构建表面上方延伸的四个支承柱，并且重涂器可以被支承在一对支承轨上，该对支承轨在支承柱之间延伸。具体地，第一支承轨可以在第一支承柱与第二支承柱之间延伸，并且第二支承轨可以在第三支承柱与第四支承柱之间延伸。重涂器能够沿着支承轨移动以允许重涂器刀片沿着构建表面的长度移动，从而将一层粉末沉积至构建表面上。另外地，第一支承轨和第二支承轨中的每个支承轨都可以经由能够沿着支承柱独立地移位的附接件连接至支承柱。如下文更详细地描述的，使附接件沿着支承柱移位可以允许重涂器相对于构建表面绕至少两个独立的轴线重新定向，这可以有助于重涂器相对于构建表面的对准和/或校正由一个或更多个支承结构的偏转导致的未对准。特别地，重涂器系统的各种支承结构可能表现出不可忽略的偏转量(尤其是当系统尺寸按比例放大到较大尺寸时)，这可能导致当重涂器沿着支承轨移动时，重涂器与构建表面之间的间距变化。例如，重涂器支承轨的支承在重涂器支承轨的端部附近的中间部分相对于支承轨的端部部分可能表现出较大的偏转。在增材制造过程中，在单个层的高度可能在几十微米的数量级的情况下，这种可变偏转可能对应于层高度的相当大的一部分，这可能导致制造部件中的缺陷。因此，如下面进一步讨论的，本文中描述的一些方面可以允许重涂器组件在重涂器沿着支承轨移动时动态地调节重涂器与构建表面之间的间距以适应支承轨的偏转，从而保持恒定的层厚度。

此外，支承轨和重涂器可以沿着支承柱竖向地移位，以将重涂器索引至与制造过程中的后续粉末层相对应的新位置。以这种方式，重涂器组件可以与具有固定的构建表面的增材制造系统(例如，大规模增材制造系统)结合使用。

除了上述内容之外，发明人已经认识到的是，在一些增材制造系统中，构建表面可能在系统内未对准，使得构建表面相对于系统主水平取向不水平，这可能导致如上所述的误差、缺陷和/或损坏。根据一些方面，本文中描述的可调节重涂器组件可以有助于在开始增材制造过程之前调平构建表面。例如，在一些实施方式中，可调节重涂器组件可以操作成形成一个或更多个具有不均匀厚度的部分粉末层，以实现水平构建表面。在沉积每个部分层之后，部分层可以被至少部分地熔融。例如，可以熔融整个部分层，或者可以熔融部分层的部分，比如熔融与后续制造过程中的锚点相对应的部分。通过沉积和熔融部分层，构建表面的“低的”部分(即、远离构建表面上方的参照点、比如重涂器或激光系统的部分)可以更靠近构建表面的剩余部分。当然，在构建表面明显不平整和/或需要多个较薄的部分层的情况下，可以沉积和熔融多个部分层。

本文中描述的可调节重涂器系统的另一个优点在于，重涂器能够在增材制造过程期间在未使用的粉末堆上移动，这可以允许减少粉末浪费。在常规系统中，重涂器在接近其跨构建表面的行程的终点时，通常将推动多余的、未使用的粉末。这种未使用的粉末通常将被推离构建表面，并且在许多情况下被丢弃。相比之下，本文中描述的能够相对于构建表面沿着多个自由度移动的重涂器组件可以在一次通过终点时从构建表面移开以跨过未使用的粉末，允许在下一次通过时再次使用该粉末，从而减少浪费并降低成本。

虽然与重涂器组件相关联的某些优点是重涂器组件能够在垂直于构建表面的方向上(例如，在构建表面的竖向上方)移动并且能够绕与构建表面的平面平行的轴线旋转(例如，用以调节重涂器的对准)，但是发明人还认识到并理解与能够绕与构建表面的平面垂直的轴线旋转的重涂器相关联的优点。因此，与常规的增材制造系统——在常规的增材制造系统中，重涂器被限制成在垂直于重涂器长度的方向上跨构建表面行进——相反，本文中描述的重涂器系统可以允许重涂器跨构建表面移动，同时重涂器刀片不垂直于重涂器的移动方向。在一些实施方式中，对重涂器刀片的角度的这种调节可以用于在期望的方向上在构建表面上引导粉末。通常，粉末将优先地在垂直于重涂器刀片的方向上进行跟踪。这样，相对于重涂器的运动方向可以成角度的重涂器能够根据需要在各个方向上推动粉末。以这种方式，粉末可以被转向至构建表面的期望部分。例如，当形成一层时，该层的某些区域可能包含较大量的熔化粉末。因为粉末在熔化时可能会收缩，所以这些区域可能比其他区域消耗较多的粉末。重涂器可以通过将粉末引导至高使用率的这些区域来补偿粉末的这种相对不足。替代性地或另外地，重涂器可以用于在增材制造过程期间将过量粉末转向远离用量相对较低的区域。

除了以上所述，发明人已经理解的是，根据本文中描述的一些实施方式的重涂器角度的可调节性可以提供与检测和/或避免构建表面上的障碍物相关的许多优点。例如，在某些情况下，当重涂器沿着构建表面移动时，重涂器可能会在增材制造过程期间遇到障碍物(例如，从前一层突出到当前层中的高点，或污染物)。在重涂器的角度被限制为垂直于其行进方向的常规系统中，与障碍物的碰撞事件可能仅告知操作者沿着由重涂器刀片限定的线的某处存在障碍物。相反，本文中描述的可调节重涂器系统可以允许操作者确定构建表面上的障碍物的具体位置。例如，在一个实施方式中，在检测到重涂器第一次通过时与障碍物碰撞的第一位置后，可以将重涂器取向调整至新角度，并且可以在第二次通过时检测到与障碍物碰撞的第二位置。以这种方式，可以基于与重涂器刀片在第一碰撞位置和第二碰撞位置处的取向相对应的第一线和第二线的交点来确定障碍物的位置。

另外地，发明人已经理解的是，能够在重涂器跨构建表面行进时调节重涂器的角度可以提供下述优点：该优点与避免可能发生在重涂器与制造部件之间的某些干涉相关联。通常，制造部件的一层可以包含一个或更多个直边缘，并且可能期望避免重涂器刀片与这种直边缘之间的平行接触。例如，平行接触可能会导致重涂器系统堵塞、可能会损坏重涂器刀片和/或可能会损坏正在制造的部件。尽管通过在构建表面上进行深思熟虑的部件布局可以避免一些平行接触，但是在具有带有固定取向的重涂器的增材制造系统中，一些平行接触可能是不可避免的。相比之下，本文中描述的可调节重涂器系统能够在重涂器刀片跨构建表面行进时相对于部件边缘的取向对重涂器刀片的取向进行动态地调节，从而防止和/或避免平行接触。

除了上述内容之外，包括许多金属增材制造系统的一些增材制造系统可以利用包含工艺气体的封闭构建体积，对该工艺气体进行选择以在增材制造过程期间在构建表面周围保持期望的气体环境。例如，一些系统可以利用惰性气体来避免粉末的不期望的氧化和/或限制杂质或其他不期望的过程。如果在增材制造过程期间需要进入构建体积内的位置，比如如果增材制造系统的一个或更多个部件需要被调节或替换，则可能需要从构建体积中吹扫工艺气体。在具有相应较大的构建体积的较大规模系统中，工艺气体的这种吹扫可能导致增材制造系统停止使用的时段相对较长，以及较大量的气体使用。发明人已经理解的是，系统停止使用的时间的增加、操作者维护系统所占用的时间的增加以及吹扫期间消耗的大量气体的增加都导致增材制造系统的成本较高且效率降低。因此，如下文更详细地描述的，本文中描述的一些方面涉及下述系统：该系统在不需要吹扫整个构建体积的情况下用于进入构建体积的内部以执行一个或更多个部件的调节和/或替换(例如，重涂器刀片的替换)。

在一些实施方式中，增材制造系统可以包括重涂器刀片更换系统，重涂器刀片更换系统构造成在不需要吹扫封闭构建体积的情况下允许从非惰性外部环境(即、封闭构建体积外部的开放制造空间)更换重涂器刀片。在一些情况下，当重涂器刀片损坏或因其他原因需要替换时，可能需要更换重涂器刀片。例如，即使没有损坏(例如，由于与障碍物的碰撞)，重涂器刀片上的正常磨损也可能导致沉积层厚度的不一致，并且因此，可能期望定期(例如，在重涂器通过预定次数之后)替换重涂器刀片，包括在增材制造过程期间替换一次或更多次。在一个实施方式中，重涂器刀片更换系统可以包括构建体积中的一个或更多个阀，该一个或更多个阀可以与各种刀片更换室接合。重涂器可以在构建体积内移动以便靠近阀，此时重涂器刀片可以被释放并通过阀被拉入刀片更换室中。新的重涂器刀片可以通过阀从刀片更换室转移到构建体积中，并且然后附接至重涂器。以这种方式，在不需要吹扫构建体积和/或直接进入构建体积的内部的情况下，在整个增材制造过程中，可以更换一次或更多次重涂器刀片，并且因此可以最小化增材制造过程的中断。

转到附图，进一步详细描述了特定的非限制性实施方式。应当理解的是，相对于这些实施方式描述的各种系统、部件、特征和方法可以单独地和/或以任何期望的组合使用，因为本公开内容不限于仅本文中所描述的具体实施方式。

图1至图4是根据一些实施方式的增材制造系统100的示意图。在所描绘的实施方式中，增材制造系统100包括：四个支承柱102；两个支承轨104；重涂器组件，该重涂器组件包括重涂器支承件110、重涂器刀片壳体116和重涂器刀片118；以及构建表面120。如下所述，四个支承柱和两个支承轨在构建表面上方的期望高度和取向处支承重涂器组件。

每个支承柱102可以位于构建表面120的拐角附近，如在图1至图2中可以最佳看到的。为了清楚起见，构建表面可以被描述为包含在平行于图1至图4中所示的XY平面(即、由X轴和Y轴限定的平面)的平面内。X轴可以是平行于构建表面的长度的方向，而Y轴可以是平行于构建表面的宽度的方向。应当理解的是，本公开内容不限于支承柱相对于构建表面的任何特定位置，例如在X方向或Y方向上。例如，构建表面120不需要包含在由四个支承柱限定的周缘内，如图1至图4中所示出的。在一些实施方式中，构建表面120的部分可以延伸超过一个或更多个支承柱102。此外，尽管图1至图4中示出了包括四个支承柱102的系统，但是应当理解的是，其他构型可以是合适的。例如，一些实施方式可以包括多于四个支承柱。

为了清楚起见，四个支承柱102中的每个支承柱可以分别标识。在不失一般性的情况下，第一支承柱102a可以是最接近坐标系的原点的支承柱，如图1至图4中所示。第二支承柱102b可以位于沿着平行于X轴的轴线距第一支承柱第一距离处。第三支承柱102c可以位于沿着平行于Y轴的轴线距第一支承柱第二距离处。第四支承柱102d可以位于沿着平行于X轴的轴线距第一支承柱第一距离并且沿着平行于Y轴的轴线距第一支承柱第二距离处。每个支承柱可以沿竖向方向延伸。如本文中所使用的，术语“竖向”可以指基本平行于Z轴的方向，其中，Z轴可以定义为垂直于参考平面，该参考平面可以例如包括水平的构建表面120。以这种方式，支承柱102可以在构建表面120上方竖向地延伸。

系统100还包括连接至四个支承柱102的两个支承轨104。特别地，两个支承轨中的每个支承轨连接至四个支承柱102中的两个支承柱。每个支承轨的长度可以沿着平行于X轴的轴线，如图1至图4中所示。在描绘的实施方式中，第一支承轨104a连接至第一支承柱102a和第二支承柱102b，并且第二支承轨104b连接至第三支承柱102c和第四支承柱102d。

经由平移附接件106和旋转附接件108实现支承轨104与支承柱102之间的联接。特别地，第一支承轨104a经由第一平移附接件106a和第一旋转附接件108a联接至第一支承柱102a。第一支承轨104a还经由第二平移附接件106b和第二旋转附接件108b联接至第二支承柱102b。类似地，第二支承轨104b分别经由第三平移附接件106c和第四平移附接件106d以及分别经由第三旋转附接件108c和第四旋转附接件108d联接至第三支承柱102c和第四支承柱102d。

各种平移附接件106可以允许每个支承轨104的端部沿着支承柱102竖向(即、沿平行于Z轴的方向)平移。旋转附接件108可以允许支承轨104绕每个支承轨与支承轨所附接至的相应支承柱102之间的连接点旋转。例如，参照图4，第一旋转附接件108a可以允许第一支承轨104a绕第一支承轨104a与第一支承柱102a之间的连接点旋转。在该实施方式中，这种旋转绕平行于Y轴的轴线。

在一些情况下，如果支承轨104的两个端部沿着对应的支承柱平移相等的距离，则支承轨可能竖向平移并且支承轨的取向可能不变。在其他情况下，如果支承轨104的两个端部沿着对应的支承柱平移不同的距离，则支承轨的取向可能改变。通过旋转附接件108可以促进这种取向的改变。此外，在支承轨可以改变取向的一些实施方式中，支承轨可以构造成延伸和/或缩回，以适应支承轨与支承柱之间的附接件之间的可变距离。

如上所述，重涂器组件包括重涂器支承件110、重涂器刀片壳体116和重涂器刀片118。重涂器刀片壳体116可以构造成牢固地保持重涂器刀片并且可以安装至重涂器支承件。重涂器支承件110可以联接至支承轨104。在所描绘的实施方式中，如图1所示，重涂器支承件100沿着平行于Y轴的轴线在支承轨104之间延伸。特别地，重涂器轨110经由第一重涂器平移附接件112a和第一重涂器旋转附接件114a联接至第一支承轨104a。类似地，重涂器支承件110经由第二重涂器平移附接件112b和第二重涂器旋转附接件114b联接至第二支承轨104b。

重涂器平移附接件112可以允许重涂器支承件110的端部相对于构建表面沿着支承轨104水平平移(即、在平行于X轴的方向上平移，如图1中所示)。重涂器旋转附接件114可以允许重涂器支承件110绕重涂器支承件与支承轨104之间的连接点旋转。例如，参照图2，第一重涂器旋转附接件114a可以允许重涂器支承件110绕重涂器支承件110与第一支承轨104a之间的连接点旋转。在一些实施方式中，这种旋转可以绕平行于Z轴的轴线。在一些实施方式中，该旋转可以替代性地或另外地绕平行于X轴的轴线。即，重涂器旋转附接件114可以绕至少两个轴线(即、平行于X轴的轴线和平行于Z轴的轴线，如图1中所示)实现旋转。

在一些应用中，本文中描述的各种平移附接件的重新定位可能引起重涂器组件的不同位置和取向。例如，四个平移附接件106的相等平移可以引起重涂器竖向平移而不改变相对于构建表面120的取向。成对平移附接件106的有差别的平移可以相对于构建表面重新定向重涂器。例如，使第一平移附接件106a和第二平移附接件106b平移第一距离——该第一距离不同于由第三平移附接件102c和第四平移附接件106d平移的第二距离——可以使重涂器“滚转”(即、使重涂器绕平行于X轴的轴线旋转)。类似地，以不同于第二平移附接件106b和第四平移附接件106d的方式平移第一平移附接件106a和第三平移附接件106c可以使重涂器“俯仰”(即、使重涂器绕平行于Y轴的轴线旋转)。类似地，重涂器平移附接件的重新定位可以引起重涂器组件的不同位置和取向。例如，两个重涂器平移附接件112的相等平移可以引起重涂器水平平移(即、在平行于X轴的方向上平移)而不改变取向。重涂器平移附接件的有差别的平移可以在由平移附接件106限定的平面内重新定向重涂器组件。即，以不同于第二平移附接件112b的方式平移第一重涂器平移附接件112a可以使重涂器“偏航”(即、使重涂器绕平行于Z轴的轴线旋转)。当然，应当理解的是，这种滚转调节、俯仰调节和偏航调节的各种组合可以用于实现重涂器组件相对于构建表面的期望定向。

应当理解的是，重涂器组件的一些旋转和其他调节可能引起重涂器组件的有效长度(图2中描绘为“L”)的改变。例如，当重涂器组件偏航时，可能会改变两个支承轨上的附接件之间的距离。类似地，当重涂器滚转时，可能会改变两个支承轨之间的距离。因此，在一些实施方式中，重涂器组件可以构造成调节其长度L以适应附接件之间的距离和/或支承轨之间的距离的改变。例如，平移附接件114和/或旋转附接件116可以包括可延伸联动装置未描绘)或其他合适的结构以适应这种延伸。替代性地或另外地，重涂器支承件110可以是可延伸的(例如，经由伸缩构型)，以适应重涂器组件长度的这种变化。

根据特定实施方式，出于各种原因，可能期望重新定位和/或重新定向重涂器。例如，重涂器组件可以在X方向上平移以在构建表面120上均匀地散布粉末，从而为通过暴露于能量源、比如一个或更多个激光能量源而图案化做准备。可以例如通过使第一重涂器平移附接件112a和第二重涂器平移附接件112b分别沿着第一支承轨104a和第二支承轨104b平移期望的距离来实现重涂器在X方向上的平移。

另外，在构建表面上沉积一层材料之后(例如，在制造过程中图案化层之间的间隔期间)，重涂器组件可以相对于构建表面竖向地重新定位，以将重涂器组件索引至与制造过程的后续层相对应的位置。如先前所讨论的，在一些增材制造系统中，构建表面可以相对于重涂器被向下索引与期望的层高度相等的距离。然而，如上所述，存在与移动的构建表面相关联的某些缺点。因此，本文中描述的系统允许重涂器相对于构建表面被向上索引，构建表面可以在整个制造过程中保持固定就位。该索引可以对应于重涂器在Z方向上的平移，这可以通过使四个平移附接件106沿着对应的支承柱102平移一距离(例如，平移对应于层厚度的距离)来实现。

根据特定实施方式，重涂器与构建表面之间的距离可以经由任何合适类型的测量系统或控制系统来测量和/或控制。例如，重涂器组件的竖向运动(例如，沿着支承柱102的竖向运动)可以由运动级、比如滚珠丝杠驱动级、线性马达级、线性致动器、气动致动器、液压致动器等驱动。此外，这种竖向运动级的位置可以经由诸如滚珠丝杠上的旋转编码器、线性光学编码器、LVDT传感器、激光位移传感器等之类的系统来跟踪和/或测量。例如，在一个实施方式中，竖向运动级可以由滚珠丝杠驱动的线性致动器驱动，并且运动级的位置可以经由线性光学编码器来跟踪。当然，应当理解的是，本公开内容不限于竖向运动级的类型和/或用于跟踪或测量运动竖向运动级的位置的系统的任何特定组合。类似地，本文中公开的系统可以包括用于适应重涂器组件沿着支承轨104的运动的运动级的任何合适类型。例如，重涂器组件可以经由滚珠丝杠驱动的线性滑动件、皮带驱动的线性致动器、气动致动器、液压致动器等沿着支承轨被驱动，并且重涂器组件的位置可以经由旋转编码器、线性光学编码器、LVDT传感器、激光位移传感器等中的一者或更多者来监控。

如上所述，本文中描述的可调节重涂器组件可以有利地允许重涂器组件被调节以实现重涂器组件的期望对准。例如，各种附接件的不同移位可以实现重涂器绕各种轴线的重新定向。在一些情况下，绕平行于构建表面的轴线对重涂器进行重新定向的能力可以消除在增材制造系统的初始设置期间对重涂器的精确对准的需要。此外，可以在没有操作者干预的情况下自动执行重涂器的后续重新对准，这可以减少增材制造系统无法进行维护的时间。应当理解的是，本文中描述的关于重涂器与构建表面之间的对准的可调节重涂器组件的这些益处能够适用于具有固定的构建表面或可移动的构建表面的增材制造系统。

在一些实施方式中，增材制造系统可以包括一个或更多个传感器和致动器，该一个或更多个传感器和致动器可以用于至少部分地对重涂器组件的对准过程进行自动化。例如，图1的系统100包括第一传感器152和第二传感器154，第一传感器152构造成检测构建表面120的取向，第二传感器154构造成检测重涂器组件的取向。如果确定重涂器与构建表面不对准(例如，基于由传感器152和154所测量的取向)，则重涂器可以被重新定向成与构建表面对准。传感器152和154中的每个传感器操作性地联接至控制器150，控制器150可以确定适当的调节以使重涂器组件和构建表面对准。例如，控制器150可以确定将重涂器组件调节成使得重涂器组件在调节后平行于构建表面。此外，控制器150可以操作性地联接至与附接件106、108、112和/或114中的一者或更多者相关联的一个或更多个致动器，并且控制器可以控制每个致动器的操作以移动重涂器组件并实现期望的调节。取决于特定实施方式，一个或更多个传感器可以包括接触探针、激光位移传感器、加速度计、陀螺仪和/或任何其他合适类型的传感器，因为本公开内容在这方面不受限制。

如前所述，增材制造系统的各种支承结构可以表现出不可忽略的偏转量。例如，参照图1和图4，第一支承轨104a可以仅在其两个端部处被支承。这样，部分地由于第一支承轨自身的重量，以及部分地由于第一支承轨所支承的重涂器组件的重量，第一支承轨可以在竖向方向(即，沿着Z轴的方向)上发生偏转。对于可能在几十微米数量级的层高度，即使是增材制造系统中的支承结构的最小偏转也可能产生影响。如本领域技术人员将理解的，支承轨104的偏转量可以作为沿着支承轨长度的位置的函数而变化。具体而言，支承轨的偏转在靠近支承柱102的点处可能较小，而在靠近支承轨中心的点处可能较大。因此，支承轨104的一部分的构建表面120上方的高度可以作为沿着支承轨的长度的函数而变化。因此，在一些实施方式中，增材制造系统可以通过在重涂器沿着支承轨行进时移动支承轨的两个端部来补偿支承轨的这种高度变化，以在整个制造过程中保持恒定的层厚度。

例如，参照图4，重涂器可以最初在构建表面120上方的第一高度处定位在第一支承柱102a附近，并且可以构造成沿着第一支承轨104a朝向第二支承柱102b平移。当重涂器平移离开第一支承柱时，重涂器可以沿着第一支承轨在构建表面上方的第二高度处的位置处。如上所述，由于第一支承轨的偏转，第二高度可以小于第一高度。为了补偿第一高度与第二高度之间的差，第一平移附接件106a和第二平移附接件106b可以向上平移，使第一支承轨104a竖向移动离开构建表面120一距离，该距离可以等于第一高度与第二高度之间的差。类似地，第三平移附接件106c和第四平移附接件106d也可以向上平移，使第二支承轨104b竖向移动相同距离，以防止重涂器绕平行于X轴的轴线旋转(即、防止使重涂器滚转)。当然，当重涂器沿着支承轨平移时，这样的过程可以连续发生，从而允许重涂器在构建表面上方保持恒定的高度，因此实现恒定厚度的层。此外，在一些实施方式中，增材制造系统可以包括一个或更多个传感器，该一个或更多个传感器构造成当重涂器沿着构建表面移动时动态地测量重涂器组件与构建表面120之间的距离。增材制造系统可以构造成自动调节重涂器组件沿着支承柱的竖向位置，以保持重涂器组件与构建表面之间的恒定距离用于通过重涂器沉积的每层。

发明者已经认识到并理解的是，在一些情况下，增材制造系统的构建表面相对于增材制造系统的主参考水平可能变得不水平。如上所述，增材剂制造系统的一些实施方式可以包括一个或更多个传感器，该一个或更多个传感器构造成检测构建表面的取向。如果传感器检测到构建表面相对于重涂器组件未对准，补偿这种未对准的一种策略可以是如上所述通过调节轨道与柱之间的各种附接件来重新定向重涂器。除了该策略之外，在增材制造系统中相对于构建表面可移动和可调节的重涂器组件也可以用于通过调平构建表面来适应未对准的构建表面，如下面结合图5A至图5B所讨论的。

图5A示出了构建表面220，其中，第一材料(例如，粉末)层222a沉积在构建表面上。在图5A中，构建表面220相对于增材制造系统的重涂器和主参考取向对准，如通过垂直于构建表面的Z轴的取向所示。在构建表面相对于重涂器对准的情况下，比如在图5A中，可能不需要调节构建表面的水平。

相反地，图5B示出了具有多层222的构建表面220。应当理解的是，该图中的构建表面相对于系统的重涂器和主参考取向未对准，如通过形成在Z轴与构建表面之间的角度所图示的。在构建表面相对于系统的重涂器和主参考取向未对准的情况下，比如在图5B中，构建表面可以通过沉积一个或更多个部分层来被调平，如下详述。

部分层可以是前体材料(例如，粉末)的层222，该层可以不覆盖整个构建表面220。部分层可以通过仅在重涂器跨构建表面移动的一部分时间内沉积粉末来实现。即，在重涂器完成跨构建表面移动之前，重涂器组件可以停止沉积粉末，因此仅在构建表面的一部分上沉积粉末。一旦沉积了部分层，部分层中的一部分和/或全部部分层可以被熔融，从而允许根据需要沉积额外的部分层(或全部层)。

参照图5B，沉积在未对准的构建表面220上的第一层222a可以是部分层。第一层222a可以沉积成使得第一层222a的顶部表面相对于重涂器组件对准(如在图5B中由第一层222a的顶部表面与X轴之间的平行关系所示)。在第一层222a的至少一部分被熔融之后，可以沉积第二层222b。因为第一层222a可以是部分层，因此第二层222b可以部分地沉积在第一层222a上并且部分地沉积在构建表面220上。同样，第二层的至少一部分可以被熔融，在第二层上可以沉积第三层222c。在熔融第三层的至少一部分之后，可以沉积第四层222d。在图5B中所示的示例中，第四层222d覆盖整个构建表面220的区域。因此，对层222d进行沉积和选择性地熔融可以完全调平构建表面，从而为制造过程做准备。虽然在图5B中示出了三个部分层222a至222c，但是应当理解的是，本公开内容不限于与实现水平构建表面结合使用的任何特定数量的部分层。例如，其他实施方式可以采用少于三个部分层，或者多于三个部分层。

在一些实施方式中，部分层可以包括具有基本均匀厚度的部分以及具有可变厚度的部分。例如，参照图5B，第三层222c的用于覆盖层222b的大部分层可以有基本均匀的厚度，但是在层222c的与构建表面220直接接触的一部分中，该层可以开始逐渐变薄，从而产生该层的一部分的可变厚度。

应当理解的是，为了调平构建表面，整个部分层不需要被熔融或以其他方式固化。在一些情况下，可以仅对部分层中的部分进行熔融。例如，可以仅对部分层的可以用于支承制造部件的部分、比如锚固点进行熔融。对一个或更多个部分层进行选择性地熔融可以实现较快的构建板调平过程并且可以限制粉末浪费。

图6示出了包括成角度的重涂器组件的增材制造系统300的一个实施方式的俯视示意图。如上所述，通过调节重涂器支承件与支承轨之间的连接点、比如通过控制重涂器平移附接件312的位置，可以绕Z轴(即“偏航”方向)对重涂器进行重新定向。在一些实施方式中，第一重涂器平移附接件312a和第二重涂器平移附接件312b中的一者可以是经致动的并且另一者可以是被动的。在一些实施方式中，第一重涂器平移附接件和第二重涂器平移附接件两者都可以是经致动的。在第一重涂器平移附接件和第二重涂器平移附接件两者都是经致动的的实施方式中，单个致动器可以联接至两个附接件，或者专用致动器可以与每个附接件相关联，并且专用致动器可以通过控制器被联接。

发明人已经理解与能够以这种方式偏航的重涂器组件相关联的多个优点。例如，这种重涂器组件能够沿期望的方向推动粉末。如本领域技术人员将理解的，粉末可以优先地在垂直于重涂器刀片的长度的方向上进行跟踪。在常规的增材制造系统中，其中，重涂器的取向可能受到限制，粉末可能仅能够沿单一方向被推动，该方向可以是重涂器的行进方向。在具有可以偏航的重涂器的增材制造系统中，对重涂器进行重新定向可能会改变粉末可以被重涂器刀片推动的方向。如图6中所示出的，被偏航的重涂器可以沿方向D推动粉末，方向D与重涂器的行进方向不同(在该示例中，重涂器的行进方向可以是平行于X轴的方向)。在一些情况下，方向D——粉末沿该方向被推动——可以在整个制造过程中和/或在单个重涂覆步骤期间被动态地调整，以在构建表面上沉积一层材料。将粉末引导至构建表面的不同部分的能力可以有利于补偿高粉末用量的区域和/或引导过量粉末远离低粉末用量的区域。例如，当粉末被熔化并固化以形成制造部件的部分时，粉末可能收缩；因此，构建表面的包含许多部件特征的部分可以比构建表面的其他部分使用较多的粉末。引导粉末的能力可以有助于重新填充高粉末用量的这些区域。

除了引导粉末之外，如上所述的使重涂器偏航的能力可以与检测位于构建表面上的障碍物结合使用。例如，障碍物可以包括前一层的高点、污染物或可能阻碍重涂器组件运动的任何其他物理对象。在一些实施方式中，检测障碍物的方法可以包括使重涂器跨构建表面沿不同的取向移动。当重涂器在这些不同的取向上与障碍物接触时，可以如下面结合图7所讨论的那样来确定障碍物的位置。

图7图示了用于检测构建表面上的障碍物的方法的一个示例。首先，重涂器可以跨构建表面420沿第一取向O1移动。当重涂器刀片与障碍物424接触时，可以记录重涂器组件的端部的位置。例如，可以用一个或更多个编码器、位移传感器或者通过监测输送至可以移动重涂器的马达的电流来记录重涂器端部的位置。当然，其他传感器或机构也可以用于记录重涂器的端部的位置，并且本公开内容在这方面不受限制。在重涂器的两个端部的位置被记录的情况下，可以限定跨构建表面的第一线。重涂器组件可以随后被偏航至第二取向O2。在使重涂器偏航至该第二取向之后，可以重复该过程，从而限定跨构建表面的第二线。可以基于第一线和第二线的交点来确定障碍物424的位置。

除了以上所述，当重涂器刀片跨构建表面移动以沉积一层材料时，使重涂器偏航的能力可以具有下述益处：该益处与避免损坏制造部件和/或重涂器刀片相关联。发明人已经理解的是，可能期望能够避免重涂器刀片与制造过程的前一层(即、前一印刷层)中形成的制造部件的直边缘之间的平行接触。相反，可以优选地使用重涂器刀片以相对于这样的部件边缘的角度接近制造部件的直边缘。尽管战略性部件取向可以减少一些平行接触，但是其他平行接触可能是不可避免的。例如，一些部件可以包括作为高度的函数旋转的直边缘，这可以极大地增加至少一层可以包含能够平行于重涂器刀片的取向的直边缘的机会。能够改变取向的重涂器组件能够避免平行边缘接触，而不管部件的取向如何。

参照图8，制造过程中的特定层可以包含多个直边障碍物526。重涂器最初可以处于第一构型，其中，重涂器的长度平行于Y轴。如果重涂器以该第一构型跨构建表面520行进，则重涂器刀片可以与第一直边障碍物526a平行接触。然而，如图8中所示，如果重涂器在到达第一直边障碍物之前偏航至第一取向Oa上，则可以避免平行接触。在移动通过第一直边障碍物后，重涂器可以接近第二直边障碍物526b。类似地，如果重涂器继续沿第一取向Oa行进，则重涂器刀片可以与第二直边障碍物526b进行平行接触。然而，为了避免这种平行接触，重涂器可以偏航至第二取向Ob上。最后，在到达第三直边障碍物526c之前，重涂器可以再次偏航至第三取向Oc上以避免发生下述情况：可能已经发生平行接触，因为重涂器在到达第三直边障碍物526c时仍保持在第二取向Ob上。如上所述，应当理解的是，当重涂器跨构建表面移动时，重涂器的偏航可以动态地完成，并且重涂器组件不需要为了偏航而停止。以这种方式，可以对重涂器组件进行调节以避免在增材制造过程期间与部件中的任何合适数量的边缘平行接触。

在一些情况下，增材制造系统的重涂器刀片可能会被损坏(例如，由于与障碍物接触和/或经由重涂器刀片上的正常磨损)。例如，随着时间的推移，重涂器刀片与粉末、部件边缘或障碍物之间的重复接触可能造成在重涂器刀片中形成切口和/或凹槽。这些切口和/或凹槽可能不期望地在粉末层中留下轨迹，所述轨迹可能又在制造部件中造成空隙和/或夹杂物，这可能使制造部件的质量折衷。在一些情况下，可以通过捕获制造过程的每一层之后的图像并自动扫描所捕获的图像以得到所捕获的图像与预测的层图像之间的差异(例如，从计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)程序)从而确定重涂器刀片质量。在其他情况下，在粉末层被重涂器沉积后但在该层发生任何熔融之前，可以通过对粉末层进行扫描或成像来检测对重涂器刀片的损坏。例如，对重涂器刀片的损坏可以被检测为重涂器刀片中的线、凹口或其他缺陷，否则重涂器刀片应当是光滑的粉末表面。

根据特定实施方式，重涂器刀片可以由诸如金属、陶瓷、塑料和/或橡胶的任何合适类型的材料制成。然而，不管用于重涂器刀片的材料的具体类型如何，刀片在使用期间、包括在增材制造过程期间都可能会损坏。在一些情况下，重涂器刀片能够使用的时间段(该时间段可以基于可以用特定重涂器刀片进行的涂覆通过次数来确定)可以小于与单个增材制造过程相关联的时间段。例如，单个增材制造过程涉及的层数可以大于单个重涂器刀片可以执行的通过次数。因此，在制造过程期间可能需要替换重涂器刀片。

在常规的增材制造系统中，重涂器刀片替换可以由操作者手动进行。这种替换可能会很慢，因为需要足够的时间来使制造部件冷却，这可能会改变部件的热历史并且潜在地影响构建质量。当然，这种手动干预也需要操作者的积极参与，从而防止操作者执行一些其他有用任务。另外地，如上所述，重涂器刀片的手动更换可能需要吹扫构建体积以允许接近位于构建体积内的重涂器组件，这可能是耗时的并且会导致工艺气体的浪费。

在一些常规的增材制造系统中，构建体积内可以包括自动化系统以实现重涂器刀片的自动更换。额外的刀片可以被预加载至构建体积中使得自动化机构能够自动地更换一个或更多个刀片。然而，发明人已经认识到与这种系统相关联的许多缺点。例如，这些系统要求为给定的制造过程装载足够数量的刀片。随着构建体积尺寸的增加，完成整个过程的印刷层的数目可能开始接近10000层或更多层。能够预测和支持足够的备用刀片以实现充足的刀片更换从而支持一些制造过程可能需要内部更换和存储机构，该内部更换和存储机构太大和/或太贵而不实用。相反，本文中描述的系统和方法可以在不污染构建体积内的惰性气体环境的情况下允许新的刀片从外部环境(例如，具有非惰性气体环境的制造空间)被引入到气密构建体积中，。对于给定的制造过程，这种交换可以执行无限次数，并且与常规方法相比，可以大幅降低系统的尺寸和成本。

发明人已经理解的是，包括下述重涂器刀片更换系统的增材制造系统可以解决常规增材制造系统的许多上述缺点：该重涂器刀片更换系统要求对制造过程的最小中断并且允许在封闭的构建体积的外部与构建体积的内部之间进行刀片更换。图9示出了用于增材制造系统600的重涂器刀片更换系统的一个实施方式。类似于上述实施方式，该系统包括重涂器组件，该重涂器组件包括重涂器支承件610、重涂器刀片壳体616和重涂器刀片618。

当需要替换重涂器刀片618时(例如，如果重涂器刀片损坏)，重涂器组件可以移动至构建室628内的重涂器刀片更换位置以便于更换重涂器刀片。特别地，系统600包括重涂器刀片更换室632，重涂器刀片更换室632在与重涂器刀片更换位置相关联的位置处安装至构建室628。一旦处于重涂器刀片更换位置，重涂器刀片壳体616就可以从重涂器支承件610拆卸。重涂器刀片夹持器634可以通过阀630至少部分地接纳在构建室中，从而接合重涂器刀片壳体616。随后，重涂器刀片夹持器可以将重涂器刀片壳体616(和重涂器刀片618)拉出构建室并拉入重涂器刀片更换室632中。在一些实施方式中，新的重涂器刀片壳体和重涂器刀片然后可以与重涂器刀片夹持器一起插入到构建室中并附接至重涂器支承件。在其他实施方式中，重涂器刀片可以在从构建室移除之后从刀片壳体移除，并且替换刀片可以附接至重涂器刀片壳体。如上所述，壳体和替换刀片可以重新插入到构建室中并经由夹持器附接至重涂器支承件。

在一些实施方式中，可以准备和储存重涂器刀片和重涂器刀片壳体的组件以用于随后使用，使得在增材制造过程期间能够获得多个这种组件。根据实施方式，额外的组件可以储存在构建室628内、重涂器刀片更换室632中或增材剂制造系统600外部。在一些实施方式中，增材制造系统可以包括多个重涂器刀片更换室。例如，可以将用过的和/或损坏的重涂器刀片移动至第一刀片更换室中，并且随后，可以将重涂器移动成与包含替换刀片的第二刀片更换室对准，并且替换刀片(和刀片壳体)可以附接至重涂器支承件。用过的和/或损坏的刀片之后可以从第一室移除，并且可以将新的刀片准备并装载到第一室中以用于随后的替换操作。

在所描绘的实施方式中，重涂器刀片更换室632通过阀630联接至构建室628。例如，阀可以是隔离阀、比如球阀。阀可以在关闭位置与打开位置之间移动，在关闭位置，构建室628与外部环境隔离，在打开位置，阀可以允许通过阀进入构建室。在一些实施方式中，重涂器刀片更换系统可以包括单个阀，通过该阀可以移除用过的和/或损坏的重涂器刀片组件，并且通过该阀可以插入新的重涂器刀片组件。在其他实施方式中，可以包括两个或更多个阀。例如，第一阀可以用于移除用过的重涂器刀片组件，并且第二阀可以用于插入和附接替换重涂器刀片组件。在具有两个或更多个阀的实施方式中，增材制造系统600可以包括多个重涂器刀片更换室632、多个重涂器刀片更换位置和/或多个重涂器刀片夹持器634。

再次参照图6，系统600包括密封件636，密封件636定位在重涂器刀片更换室632的与阀630相反的端部处。该密封件可以允许重涂器刀片夹持器634的一部分延伸至重涂器刀片更换室632的外侧例如以由操作者操纵。当阀630处于打开位置时，密封件可以避免或防止构建室628内部与外部环境之间的气体交换。根据实施方式，密封件可以是弹簧加载的唇形密封件、迷宫式密封件或任何其他合适类型的密封件，因为本公开内容在这方面不受限制。

如上所述，重涂器刀片夹持器634可以通过阀630插入并进入到构建室628中。例如，夹持器可以手动操作(例如，经由对系统的外部上的夹持件的操控)，或者夹持器可以自动操作、比如利用线性致动器自动操作。重涂器刀片夹持器可以构造成经由任何合适类型的接合、比如机械、磁性、电动和/或粘合剂接合部与重涂器刀片壳体和重涂器刀片接合并且将重涂器刀片壳体和重涂器刀片移入和移出构建室。

在一些实施方式中，重涂器刀片更换室632可以经由接头638、比如可断开连接接头能够以可移除的方式附接至构建室628的周围的封围件。以这种方式，在将用过的重涂器刀片618移除到重涂器刀片更换室632中之后，阀630可以关闭、接头638可以断开连接并且重涂器刀片更换室可以从系统移除。随后，可以将替换重涂器刀片装载到重涂器刀片更换室中，并且该室可以重新附接至接头638。在拧紧接头以固定更换室之后，更换室可以在打开阀630以将替换刀片插入构建体积之前用惰性气体进行吹扫以去除任何氧气和/或湿气。

本文中所描述的技术的上述实施方式可以以多种方式中的任何方式实现。例如，可以使用硬件、软件或其组合来实现实施方式。当以软件实现时，软件代码可以在任何合适的处理器或处理器集合上执行，而不管是设置在单个计算装置中还是分布在多个计算装置中。这样的处理器可以被实现为集成电路，其中，集成电路部件中的一个或更多个处理器包括本领域中已知的名为例如CPU芯片、GPU芯片、微处理器、微控制器或者协处理器的商业可获得的集成电路部件。替代性地，处理器可以在定制电路、比如ASIC中或在由配置可编程逻辑装置而产生的半定制电路中实现。作为又一替代方案，无论是商业可获得的、半定制的或定制的，处理器可以是较大的电路或半导体装置的一部分。作为具体示例，一些商业可获得的微处理器具有多个核，使得这些核中的一个核或这些核的子集可以构成处理器。然而，可以使用呈任何适合形式的电路实现处理器。

此外，应当理解的是，可以以多种形式中的任何形式、比如机架安装式计算机、台式计算机、膝上型计算机或平板计算机来实施计算装置。另外地，计算装置可以嵌入在通常不被认为是计算装置但具有合适的处理能力的装置中，该装置包括个人数字助理(PDA)、智能电话、平板电脑或任何其他合适的便携式或固定式电子设备。

同样，计算装置可以具有一个或更多个输入装置和输出装置。除其他之外，这些装置可以用于呈现用户界面。可以用于提供用户界面的输出装置的示例包括用于输出的视觉呈现的显示屏以及用于输出的听觉呈现的扬声器或其他声音生成装置。可以用于用户界面的输入装置的示例包括键盘、单独按钮和比如鼠标、触摸板和数字化平板的指向装置。作为另一示例，计算装置可以通过语音识别或以其他可听格式来接收输入信息。

这种计算装置可以通过一个或更多个网络以任何合适的形式、包括作为局域网或诸如企业网络或因特网的广域网互连。这样的网络可以基于任何合适的技术并且可以根据任何合适的协议来运行，并且可以包括无线网络、有线网络或光纤网络。

同样，本文中概述的各种方法或过程可以被编码为软件，该软件能够在采用各种操作系统或平台中的任一者的一个或更多个处理器上执行。另外地，这样的软件可以使用许多合适的编程语言和/或编程工具或脚本工具中的任一者来编写，并且还可以被编译为在架构或者虚拟机上执行的可执行机器语言代码或者中间代码。

在这方面，本文中描述的实施方式可以体现为通过一个或更多个程序编码的计算机可读存储介质(或多个计算机可读介质)(例如，计算机存储器、一个或更多个软盘、致密盘(CD)、光盘、数字视频盘(DVD)、磁带、闪存、RAM、ROM、EEPROM、现场可编程门阵列或其他半导体装置中的电路配置、或者其他有形计算机存储介质)，该一个或更多个程序当在一个或更多个计算机或其他处理器上执行时执行实现以上讨论的各种实施方式的方法。如从前述示例中明显的是，计算机可读存储介质可以保留信息达足够的时间以提供非暂态形式的计算机可执行指令。这样的一个或多个计算机可读存储介质可以是可传输的，使得存储在其上的一个或多个程序可以被加载到一个或更多个不同的计算装置或其他处理器上以实现如上所讨论的本公开内容的各个方面。如本文所使用的，术语“计算机可读存储介质”仅包括可以被认为是制品(即，制造品)或机器的非暂态计算机可读介质。替代性地或另外地，本公开内容可以体现为除了计算机可读存储介质以外的计算机可读介质、比如传播信号。

本文中在一般意义上使用术语“程序”或“软件”来指代可以被采用以对计算装置或其他处理器进行编程从而实现如以上讨论的本公开内容的各个方面的任何类型的计算机代码或计算机可执行指令集。另外地，应当理解的是，根据本实施方式的一个方面，当被执行时执行本公开内容的方法的一个或更多个计算机程序不需要驻留在单个计算装置或处理器上，而是可以以模块化方式分布在许多不同的计算机或处理器中以实现本公开内容的各个方面。

计算机可执行指令可以有许多形式，比如由一个或更多个计算机或者其他装置执行的程序模块。通常来说，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。通常，在多种实施方式中，程序模块的功能可以根据期望进行组合或分布。

本文中描述的实施方式可以体现为方法，已经提供了该方法的示例。作为该方法的部分执行的动作可以以任何合适的方式排序。因此，可以构建这样的实施方式，其中，以不同于所示顺序的顺序执行动作，这可以包括同时执行一些动作，即使在说明性实施方式中示出为顺序动作。

此外，一些动作描述为由“使用者”采取。应当理解的是，“使用者”不必是单个个体，并且在一些实施方式中，可归因于“使用者”的动作可以由一组个体和/或个体与计算机辅助工具或其他机构相结合来执行。

虽然已经结合各种实施方式和示例描述了本教导，但是并不旨在本教导限于这样的实施方式或示例。相反，本教导涵盖了本领域技术人员将理解的各种替代方案、修改方案和等同方案。因此，前面的描述和附图仅是示例。

Claims (20)

1.一种增材制造系统，所述增材制造系统包括：

构建室，所述构建室包括构建表面；

重涂器，所述重涂器定位在所述构建室内，所述重涂器包括第一重涂器刀片；以及

重涂器刀片更换系统，所述重涂器刀片更换系统包括：

刀片更换室，所述刀片更换室能够经由接头以可移除的方式附接至所述构建室的外部，以及

阀，所述阀定位在所述刀片更换室与所述构建室之间，

其中，所述重涂器能够在所述构建室内移动至刀片更换位置，使得当所述重涂器处于所述刀片更换位置时，所述第一重涂器刀片与所述刀片更换室对准。

2.根据权利要求1所述的增材制造系统，其中，所述接头是可断开连接接头。

3.根据权利要求1或2中的任一项所述的增材制造系统，还包括定位在所述刀片更换室内的重涂器刀片夹持器。

4.根据权利要求3所述的增材制造系统，其中，所述重涂器刀片夹持器构造成当所述阀打开以使所述刀片更换室暴露于所述构建室时延伸至所述构建室中并将所述第一重涂器刀片从所述重涂器移除。

5.根据权利要求4所述的增材制造系统，其中，所述重涂器刀片夹持器构造成在移除所述第一重涂器刀片之后将第二重涂器刀片从所述刀片更换室移动至所述重涂器。

6.根据权利要求4或5中的任一项所述的增材制造系统，其中，当所述阀关闭并且所述刀片更换室与所述接头分离时，所述第一重涂器刀片能够从所述刀片更换室移除。

7.根据权利要求4至6中的任一项所述的增材制造系统，其中，所述重涂器更换系统还包括：第二刀片更换室，所述第二刀片更换室能够经由第二接头以可移除的方式附接至所述构建室的外部；第二阀，所述第二阀定位在所述构建室与所述第二刀片更换室之间；以及第二重涂器刀片夹持器，所述第二重涂器刀片夹持器定位在所述第二刀片更换室内。

8.根据权利要求7所述的增材制造系统，其中，在所述第一重涂器刀片从所述重涂器移除之后，所述重涂器能够在所述构建室内移动至第二刀片更换位置。

9.根据权利要求8所述的增材制造系统，其中，当所述重涂器移动至所述第二刀片更换位置时，所述重涂器与定位在所述第二刀片更换室内的第二重涂器刀片对准。

10.根据权利要求9所述的增材制造系统，其中，所述第二重涂器刀片夹持器构造成当所述重涂器处于所述第二刀片更换位置并且所述第二阀打开时将所述第二重涂器刀片置于所述重涂器中。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的增材制造系统，还包括入口阀，所述入口阀定位在所述刀片更换室的与所述阀相反的端部处并且构造成当所述阀关闭时提供到所述刀片更换室的入口。

12.一种更换重涂器刀片的方法，所述方法包括：

将包括定位在构建室内的第一重涂器刀片的重涂器移动至第一刀片更换位置以使所述重涂器与第一刀片更换室对准；

打开第一阀以使所述第一刀片更换室暴露于所述构建室；以及

将所述第一重涂器刀片从所述重涂器移除。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述第一重涂器刀片从所述重涂器移除包括将第一重涂器刀片夹持器从所述第一刀片更换室延伸至所述构建室中。

14.根据权利要求12或13中的任一项所述的方法，还包括将所述第一重涂器刀片从所述构建室移动至所述第一刀片更换室中。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，将所述第一重涂器刀片从所述构建室移动至所述第一刀片更换室中包括将所述第一重涂器刀片夹持器从所述构建室缩回至所述第一刀片更换室中。

16.根据权利要求12至15中的任一项所述的方法，还包括将第二重涂器刀片从所述第一刀片更换室移动至所述构建室。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，将所述第二重涂器刀片从所述第一刀片更换室移动至所述构建室包括将所述第一重涂器刀片夹持器从所述第一刀片更换室延伸至所述构建室中。

18.根据权利要求12至15中的任一项所述的方法，还包括：

将所述重涂器移动至第二刀片更换位置以使所述重涂器与包括所述第二重涂器刀片的第二刀片更换室对准；

打开第二阀以将所述第二刀片更换室暴露于所述构建室；以及

将所述第二重涂器刀片置于所述重涂器中。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，将所述第二重涂器刀片置于所述重涂器中包括将第二重涂器刀片夹持器从所述第二刀片更换室延伸至所述构建室中。

20.根据权利要求18或19中的任一项所述的方法，还包括在打开所述第二阀之前关闭所述第一阀。

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