CN114206591A - 用于增材制造设备的清洁系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及增材制造设备、结合在其中的清洁站以及使用清洁站的清洁方法。

Description

用于增材制造设备的清洁系统及其使用方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年5月23日提交且名称为“用于增材制造设备的清洁系统及其使用方法”的美国临时申请序列号62/852,034的权益和优先权，其全部内容通过引用的方式并入文中。

技术领域

本公开大体涉及增材制造设备，并且更具体地涉及用于增材制造设备的清洁系统及其使用方法。

背景技术

可以运用增材制造设备以分层方式从构建材料(诸如有机或无机粉末)“构建”物体。增材制造设备的早期迭代被用来原型制作3维(3D)零件。然而，随着增材制造技术的改进，对运用增材制造设备进行零件的大规模商业生产的兴趣越来越大。将增材制造设备扩展到商业生产的一个问题是提高增材制造设备的生产量，以满足商业需求。

由此，存在对于改进制造生产量的替代性增材制造设备及其部件的需要。

发明内容

第一方面A1，一种用于增材制造系统的清洁站，其中，清洁站包含：清洁站容器，该清洁站容器包含湿擦清洁器部段和湿擦拭器部段下游的干擦清洁器部段，其中：湿擦清洁器部段包含联接到致动器的湿擦构件，该致动器能够操作成使湿擦构件竖直地升高和降低到清洁站容器中；并且，干擦清洁器部段包含联接到致动器的干擦构件，该致动器能够操作成使干擦构件竖直地升高和降低到清洁站容器中，其中，湿擦清洁器部段和干擦清洁器部段依次布置，使得湿擦构件配置成将清洁流体施加到打印头，并且干擦构件配置成在通过湿擦清洁器部段清洁之后从打印头去除多余的清洁流体。

第二方面A2包括方面A1所述的清洁站，进一步包含加盖部段，加盖部段能够操作成，当打印头空闲时使打印头维持在湿润状态下。

第三方面A3包括方面A2所述的清洁站，其中，加盖部段包含联接到致动器的海绵，该致动器能够操作成使海绵竖直地升高和降低到清洁站容器中。

第四方面A4包括方面A3所述的清洁站，其中，海绵的至少一部分在清洁流体的液位上方延伸。

第五方面A5包括方面A2所述的清洁站，其中，加盖部段联接到致动器，该致动器能够操作成使加盖部段竖直地升高和降低到清洁站容器中。

第六方面A6包括前述方面A1-A5中任一方面所述的清洁站，其中，清洁站容器包含多个入口端口和排口，多个入口端口定位在清洁站容器以内，以循环清洁站容器内的清洁流体，并且排口定位在清洁站容器内，污染物和清洁流体通过排口离开清洁站容器。

第七方面A7包括前述方面A1-A6中任一方面所述的清洁站，其中，清洁站容器与溢流容器流体连通，溢流容器包含第一液位感测器和第二液位感测器，其中，响应于第一液位感测器和第二液位感测器检测到清洁流体，清洁流体从溢流容器泵送出来，直到第一液位感测器和第二液位感测器均未检测到清洁流体为止。

第八方面A8针对一种清洁在增材制造系统中使用的打印头的方法，增材制造系统包含清洁站和构建平台，其中，清洁站包含：粘合剂清除箱以及清洁站容器，清洁站容器包含湿擦清洁器部段和干擦清洁器部段，其中，清洁站容器包含清洁流体，并且其中，该方法包含：使打印头在粘合剂清除箱上经过，以便于经由背压将污染物从打印头排出；将打印头引入湿擦清洁器部段，从而清洁流体通过湿擦构件施加到打印头；以及，将打印头引入干擦清洁器部段，从而清洁流体通过干擦构件被去除，借此清洁打印头。

第九方面A9包括方面A8所述的方法，进一步包含：将打印头引入干擦清洁器部段下游和构建平台上游的附加清除箱。

第十方面A10包括前述方面A8-A9中任一方面所述的方法，其中，在完成将污染物从打印头排出之前，干擦构件竖直地升高到清洁流体之外。

第十一方面A11包括前述方面A8-A10中任一方面所述的方法，其中，当将污染物从打印头排出完成时，湿擦构件竖直地升高到清洁流体之外。

第十二方面A12包括前述方面A8-A11中任一方面所述的方法，其中，在重涂头在向构建平台的工作表面供给构建材料的方向上操作的同时，多余的粘合剂排出到粘合剂清除箱中。

第十三方面A13包括前述方面A8-A12中任一方面所述的方法，其中，在重涂头在从构件平台朝向重涂原始位置的方向上行进的同时，施行将打印头引入湿擦清洁器部段和将打印头引入干擦清洁器部段的步骤。

第十四方面A14包括前述方面A8-A13中任一方面所述的方法，进一步包含，如果清洁流体的液位超过最大液位，则从清洁站容器中去除清洁流体。

第十五方面A15包括前述方面A8-A14中任一方面所述的方法，进一步包含调整清洁站的一个或多个部件，该调整包含：将湿擦构件的顶边缘和干擦构件的顶边缘中的一个或多个的竖向位置调整到一位置，使得湿擦构件的顶边缘和干擦构件的顶边缘中的一个或多个在竖向上低于高度计的具有第一竖向位置的第一部段，并且在竖向上高于高度计的具有第二竖向位置的第二部段；其中，高度计固定到包含打印头的打印头组件。

第十六方面A16包括前述方面A8-A15中任一方面所述的方法，进一步包含：在使打印头在粘合剂清除箱上经过之前，将打印头引入干擦清洁器部段和湿擦清洁器部段中的至少一个，以预清洁打印头。

第十七方面A17包括前述方面A8-A16中任一方面所述的方法，进一步包含：在将污染物从打印头排出之后，将打印头引入清除擦拭构件，从而在将打印头引入湿擦清洁器部段之前，从带有污染物的打印头排出的粘合剂流体从打印头的面部被擦拭。

第十八方面A18针对一种用于存储打印头的方法，包含：使用湿擦构件将清洁流体施加到打印头；使用干擦构件从打印头去除清洁流体；以及，将封盖施加到打印头，以在打印头周围生成非固化环境。

第十九方面A19包括方面A18所述的方法，其中，施加封盖包含，致动联接到湿海绵的致动器，以使清洁站容器内的湿海绵升高成与打印头接触。

第二十方面A20包括方面A18所述的方法，其中，施加封盖包含，使打印头与含有清洁流体的清洁容器接触，以维持打印头与清洁容器之间的湿度水平。

文中描述的增材制造设备及其部件的附加特征和优势将在随后的详细描述中阐述，并且从该描述中或者通过实践文中描述的实施例来认识，对于本领域技术人员而言将会部分地容易显明，包括随后的详细描述、权利要求以及附图。

应要理解，前面的大体描述和以下详细描述描述各种实施例，意在提供用于理解要求保护的主题的本质和特点的概述或框架。附图被包括，以提供各种实施例的进一步理解，并且被并入并构成本说明书的一部分。附图图示文中描述的各种实施例，并且与描述一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。

附图说明

图1示意性地描绘根据文中示出和描述的一个或多个实施例的增材制造设备；

图2示意性地描绘根据文中示出和描述的一个或多个实施例的用于增材制造设备的致动器组件的实施例。

图3A是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的增材制造设备的清洁站的示意性顶视图；

图3B是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的增材制造设备的清洁站的侧横截面视图；

图3C是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的增材制造设备的清洁站容器的侧横截面视图；

图4A是根据文中示出和描述的一个或多个实施例在增材制造设备的湿擦清洁部段中包括两个刮片的湿擦构件的示意性立体视图；

图4B是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的在增材制造设备的湿擦清洁部段中的湿擦构件的横截面前视图；

图4C是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的在增材制造设备的湿擦清洁部段中包括单个刮片的湿擦构件的示意性立体视图；

图4D是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的在增材制造设备的湿擦清洁部段中的湿擦构件的横截面前视图；

图4E是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的在增材制造设备的湿擦清洁部段中的无刮片湿擦构件的横截面侧视图；

图4F是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的在增材制造设备的湿擦清洁部段中的真空擦拭构件的横截面侧视图；

图4G是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的在增材制造设备的湿擦清洁部段中包括具有不同竖向位置的两个刮片的湿擦构件的横截面侧视图；

图5A是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的在增材制造设备的干擦清洁部段中的倾斜干擦构件的顶视图；

图5B是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的图5A的部分顶视图，没有包括倾斜擦拭器用于图示；

图5C是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的干擦构件的擦拭器安装构件的横截面前视图；

图5D是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的包括处于干擦构件的不同竖向位置处的刮片的擦拭器安装构件的横截面前视图；

图6A是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的浸没在清洁站容器的干擦部段中的清洁流体中的干擦构件的横截面前视图；

图6B是描绘根据文中示出和描述的一个或多个实施例的图6A的干擦构件的一端升高到清洁流体的液位上面的横截面前视图；

图6C是描绘根据文中示出和描述的一个或多个实施例的图6A的干擦构件的两端均升高到清洁流体的液位上面的横截面前视图；

图6D是描绘根据文中示出和描述的一个或多个实施例的图6A的湿擦构件的一端升高到清洁流体的液位上面的横截面前视图；

图6E是描绘根据文中示出和描述的一个或多个实施例图6A的湿擦构件的两端均升高到清洁流体的液位上面的横截面前视图；

图6F是描绘根据文中示出和描述的一个或多个实施例的用于联接清洁站容器内的清洁站的一个构件时使用的可调整硬止动件的横截面前视图；

图7A是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的包括海绵的清洁站的加盖部段的横截面侧视图；

图7B是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的包括盖帽的清洁站的加盖部段的横截面侧视图；

图7C是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的清洁站的横截面前视图，在清洁站中，清洁站容器被竖向上致动，以覆盖打印头；

图7D是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的清洁站的横截面前视图，在清洁站中，清洁站容器周围的密封件被竖向上致动，以覆盖打印头；

图7E是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的清洁站的横截面前视图，在清洁站中，清洁站容器包括放气密封件；

图7F是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的清洁站的横截面前视图，在清洁站中，图7E的放气密封件被充气，以与打印头形成密封；

图8是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的流体管理系统(粘合剂路线和清洁流体路线)的处理流程示图；

图9是描绘根据文中示出和描述的一个或多个实施例的清洁流体维护的实施例的流程图；

图10示意性地描绘根据文中示出和描述的一个或多个实施例的用于控制粘合剂路线和清洁流体路线的部件的控制系统；以及

图11是根据文中示出和描述的一个或多个实施例的其上具有计量器的打印头的横截面侧视图，计量器用于设定清洁站的一个或多个部件的最大竖向高度。

具体实施方式

现在将详细参考增材制造设备及其部件的实施例，其示例在附图中图示。只要可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或类似的部分。图1中示意性地描述了包括清洁站110的增材制造设备100的一个实施例。清洁站110一般可包括湿擦清洁器部段和干擦清洁器部段。清洁站与清洁流体储存器流体连通，并将清洁流体施加到打印头以清洁打印头。用于增材制造设备的清洁站、包括清洁站的增材制造设备以及使用其的方法的各种实施例在此具体参考附图进一步详细描述。

文中，范围可以表述为从“约”一个特殊数值和/或，到“约”另一特殊数值。当表述这种范围时，另一实施例包括从该一个特殊数值和/或到该另一特殊数值。相似地，当数值表述为近似值时，通过使用先行词“约”，将会理解，该特殊数值形成另一实施例。将会进一步理解，每个范围的端点相对另一端点均是重要的，并且独立于另一端点。

文中使用的方向术语-例如上、下、右、左、前、后、顶、底-仅是参考绘制的附图而做出，并不意在暗示绝对取向，除非另有明确声明。

除非另有明确声明，否则文中阐述的任何方法绝不意在被诠释为要求其步骤以特定顺序施行，也绝不意在要求任何设备特定取向。由此，如若方法权利要求实际上没有叙述其步骤所遵循的顺序，或者任何设备权利要求实际上没有叙述单个部件的顺序或取向，或者在权利要求或描述中没有另外特定声明步骤受限于特定顺序，或者未叙述设备的部件的特定顺序或方向，则绝不意在任何方面推断出顺序或方向。这适用于任何可能的非明确解释基础，包含：关于步骤安排、操作流程、部件顺序或部件取向的逻辑问题；源自于语法组织或标点符号的简单含义，以及；说明书中描述的实施例的数目或类型。

除非上下文另有清楚指示，否则，文中使用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代。因而，例如，对“一”部件的引用包括具有两个以上个这种部件的方面，除非上下文另有清楚指示。

在增材制造设备的操作过程中，打印头的功效和性能是至关重要的。打印头暴露在热量下，并且也会受到由重涂头分布的多余构建材料和/或来自打印头的粘合剂材料的影响。这些污染物(即，多余的构建材料和粘合剂材料)的组合会导致打印头中的堵塞的喷嘴，这可能对增材制造设备的操作产生不利影响。

本文描述的实施例针对增材制造设备和用于增材制造设备的部件，特别是增材制造设备中的清洁系统，其可用于对增材制造设备进行自动化常规维护，以减少或消除打印头中堵塞的喷嘴和其他污染的存在。

增材制造设备

现在参考图1，示意性地描绘常规的增材制造设备100的实施例。增材制造设备100包括清洁站110、构建平台120和致动器组件102。可选地，增材制造设备100可以包括供给平台130。除其他元件外，致动器组件102包含用于分布构建材料400的重涂头140和用于沉积粘合剂材料500的打印头150。致动器组件102可以构设成便于沿着增材制造设备100的工作轴线116独立控制重涂头140和打印头150。这允许重涂头140和打印头150在相同方向和/或相反方向上横穿增材制造设备100的工作轴线116，以及，允许重涂头140和打印头150以不同速度和/或相同速度横穿增材制造设备100的工作轴线。重涂头140和打印头150的独立致动和控制进而允许增材制造处理的至少一些步骤同步地施行，借此使增材制造处理的总周期时间减少到小于针对每个单独步骤的周期时间的总和。在文中描述的增材制造设备100的实施例中，增材制造设备100的工作轴线116与图中描绘的坐标轴线的+/-X轴线平行。

在图1描绘的实施例中，增材制造设备100包括清洁站110、构建平台120、供给平台130和致动器组件102。然而，应当理解，在其他实施例中，增材制造设备100不包括供给平台130，诸如在利用(例如但不限于)构建材料料斗将构建材料供给到构建平台120的实施例中。在图1中描绘的实施例中，清洁站110、构建平台120和供给平台130沿着增材制造设备100的工作轴线116串联地定位于打印头150的打印原始位置158和重涂头140的重涂原始位置148之间，打印原始位置158确位在工作轴线116在-X方向上的一端附近，重涂原始位置148确位在工作轴线116在+X方向上的一端附近。也即，打印原始位置158和重涂原始位置148在与图中描绘的坐标轴线的+/-X轴线平行的水平方向上彼此间隔开，并且清洁站110、构建平台120和供给平台130定位在它们之间。在文中描述的实施例中，构建平台120沿着增材制造设备100的工作轴线116定位于清洁站110与供给平台130之间。

清洁站110定位于增材制造设备100的工作轴线116的一端附近，并且与打印原始位置158并置，在定位于构建平台120上的一层构建材料400上沉积粘合剂材料500之前和之后，打印头150确位或“停放”在打印原始位置158。清洁站110可以包括一个以上的清洁部段(下面更详细地示出)，以便于在沉积操作之间清洁打印头150。

构建平台120联接到提升系统，提升系统包含构建平台致动器122，以便于在竖直方向(即，与图中描绘的坐标轴线的+/-Z方向平行的方向)上相对增材制造设备100的工作轴线116升高和降低构建平台120。构建平台致动器122可以是例如但不限于机械致动器、机电致动器、气动致动器、液压致动器或适合于在竖直方向上向构建平台120赋予线性运动的任何其他致动器。适合的致动器可以包括但不限于蜗杆传动致动器、滚珠丝杠致动器、气动活塞、液压活塞、机电线性致动器等等。构建平台120和构建平台致动器122定位于构建贮器124中，确位在增材制造设备100的工作轴线116下面(即，在图中描绘的坐标轴线的-Z方向上)。在增材制造设备100的操作期间，在每一层粘合剂材料500沉积在确位在构建平台120上的构建材料400上之后，构建平台120通过构建平台致动器122的动作而退回到构建贮器124中。

供给平台130联接到提升系统，提升系统包含供给平台致动器132，以便于在竖直方向(即，与图中描绘的坐标轴线的+/-Z方向平行的方向)上相对增材制造设备100的工作轴线116升高和降低供给平台130。供给平台致动器132可以是例如但不限于机械致动器、机电致动器、气动致动器、液压致动器或适合于在竖直方向上向供给平台130赋予线性运动的任何其他致动器。适合的致动器可以包括但不限于蜗杆传动致动器、滚珠丝杠致动器、气动活塞、液压活塞、机电线性致动器等等。供给平台130和供给平台致动器132定位于供给贮器134中，确位在增材制造设备100的工作轴线116下面(即，在图中描绘的坐标轴线的-Z方向上)。在增材制造设备100的操作期间，在一层构建材料400从供给平台130被分布到构建平台120之后，供给平台130通过供给平台致动器132的作用而相对供给贮器134朝向增材制造设备100的工作轴线116升高，如文中将会进一步详细描述的。

现在参考图1和图2，图2示意性地描绘图1的增材制造设备100的致动器组件102。致动器组件102大体包含重涂头140、打印头150、重涂头致动器144、打印头致动器154、上支架182和下支架184。在文中描述的实施例中，上支架182和下支架184在与增材制造设备100的工作轴线116(图1)平行的水平方向(即，与图中描绘的坐标轴线的+/-X方向平行的方向)上延伸，并且在竖直方向(即，与图中描绘的坐标轴线的+/-Z方向平行的方向)上彼此间隔开。当致动器组件102定位在清洁站110、构建平台120和供给平台130上时，如图1中描绘的，上支架182和下支架184在水平方向上至少从清洁站110延伸到超出供给平台130。

在一个实施例中，诸如图1和2中描绘的致动器组件102的实施例，上支架182和下支架184是导轨180的相反侧，导轨180在水平方向上延伸，并且取向成使得上支架182定位于下支架184上面并且与下支架184间隔开。例如，在一个实施例中，导轨180在竖直横截面(即，图中描绘的坐标轴线的Y-Z平面中的横截面)中可以是矩形或方形，矩形或方形的顶表面和底表面分别形成上支架182和下支架184。在替代实施例(未描绘)中，导轨180可以在竖直横截面中具有“I”构造(即，图中描绘的坐标轴线的Y-Z平面中的横截面)，其中“I”的上凸缘和下凸缘分别形成上支架182和下支架184。然而，应当理解，其他实施例是可以设想的，并且是可以的。例如但不限于，上支架182和下支架184可以是分离的结构，诸如分离的导轨，在水平方向上延伸并且在竖直方向上彼此间隔开，如致动器组件的替代实施例中描绘的。

在文中描述的实施例中，重涂头致动器144联接到上支架182和下支架184中的一个，并且打印头致动器154联接到上支架182和下支架184中的另一个，使得重涂头致动器144和打印头致动器154以“堆叠”构造排布。例如，在图1和图2中描绘的致动器组件102的实施例中，重涂头致动器144联接到下支架184，并且打印头致动器154联接到上支架182。然而，应当理解，在其他实施例(未描绘)中，重涂头致动器144可以联接到上支架182，并且打印头致动器154可以联接到下支架184。

在文中描述的实施例中，重涂头致动器144能够沿着重涂运动轴线146双向致动，并且打印头致动器154能够沿着打印运动轴线156双向致动。也即，重涂运动轴线146和打印运动轴线156分别限定重涂头致动器144和打印头致动器154能够沿着其致动的轴线。重涂运动轴线146和打印运动轴线156在水平方向上延伸并且与增材制造设备100的工作轴线116(图1)平行。在文中描述的实施例中，由于重涂头致动器144和打印头致动器154的堆叠构造，重涂运动轴线146和打印运动轴线156彼此平行并且在竖直方向上彼此间隔开。在一些实施例中，诸如图2中描绘的致动器组件102的实施例，重涂运动轴线146和打印运动轴线156确位在分离的竖直平面(即，与图中描绘的坐标轴线的X-Z平面平行的平面)中。然而，应当理解，其他实施例是可以设想的，并且是可以的，诸如重涂运动轴线146和打印运动轴线156确位在同一竖直平面中的实施例。

在文中描述的实施例中，重涂头致动器144和打印头致动器154可以是例如但不限于机械致动器、机电致动器、气动致动器、液压致动器或适合于提供线性运动的任何其他致动器。适合的致动器可以包括但不限于蜗杆传动致动器、滚珠丝杠致动器、气动活塞、液压活塞、机电线性致动器等等。在一个特殊实施例中，重涂头致动器144和打印头致动器154是由宾夕法尼亚州匹兹堡的

Inc.制造的线性致动器，诸如PR0225LM机械轴承、线性马达级。

如图1和图2所示，重涂头140联接到重涂头致动器144，使得重涂头140定位于上支架182和下支架184下面(即，在图中描绘的坐标轴线的-Z方向上)。当致动器组件102组装在清洁站110、构建平台120和供给平台130上时，如图1中描绘的，重涂头140就位在增材制造设备100的工作轴线116(图1)上。因而，重涂头致动器144沿着重涂运动轴线146的双向致动影响重涂头140在增材制造设备100的工作轴线116上的双向运动。在图1和图2中描绘的致动器组件102的实施例中，重涂头140利用支撑托架176被联接到重涂头致动器144，使得重涂头140定位于增材制造设备100的工作轴线116(图1)上，而重涂头致动器144定位于工作轴线116上面。使重涂头致动器144定位于增材制造设备100的工作轴线116上面减少来自构建平台120或是供给平台130的粉末对重涂头致动器144的污染。这增加重涂头致动器的维护间歇，增加重涂头致动器的使用寿命，减少机器停机时间，并且减少由于重涂头致动器144的污染造成的构建错误。此外，使重涂头致动器144定位于增材制造设备100的工作轴线116上面允许改进对构建平台120和供给平台130的视觉和物理访问，改进维护的简易性并且允许增材制造处理的更好的视觉观察(来自人类观察、相机系统等等)。在文中描述的一些实施例中，重涂头140可以在与重涂运动轴线146和工作轴线116正交的方向上固定(即，沿着+/-Z轴线固定和/或沿着+/-Y轴线固定)。

相似地，打印头150联接到打印头致动器154，使得打印头150定位于上支架182和下支架184下面(即，在图中描绘的坐标轴线的-Z方向上)。当致动器组件102组装在清洁站110、构建平台120和供给平台130上时，如图2中描绘的，打印头150就位在增材制造设备100的工作轴线116(图2)上。因而，打印头致动器154沿着打印运动轴线156的双向致动影响打印头150在增材制造设备100的工作轴线116上的双向运动。在图2中描绘的致动器组件102的实施例中，打印头150利用支撑托架174被联接到重涂头致动器154，使得打印头150定位于增材制造设备100的工作轴线116(图2)上，并且打印头致动器154定位于工作轴线116上面。使打印头致动器154定位于增材制造设备100的工作轴线116上面减少来自构建平台120或是供给平台130的粉末对打印头致动器154的污染。这增加打印头致动器154的维护间歇，增加打印头致动器154的使用寿命，减少机器停机时间，并且减少由于打印头致动器154的污染造成的构建错误。此外，使打印头致动器154定位于增材制造设备100的工作轴线116上面允许改进对构建平台120和供给平台130的视觉和物理访问，改进维护的简易性并且允许增材制造处理的更好的视觉观察(来自人类观察、相机系统等等)。在文中描述的一些实施例中，打印头150可以在与打印运动轴线156和工作轴线116正交的方向上固定(即，沿着+/-Z轴线固定和/或沿着+/-Y轴线固定)。也即，在实施例中，整个打印头在与打印运动轴线156正交的方向上固定，然而，打印头的子组件诸如各个喷嘴的阵列等等，可以能够在与打印运动轴线156不平行的方向上平移，诸如与打印运动轴线正交的方向。

如上面注明的，在文中描述的实施例中，重涂头140和打印头150均确位在增材制造设备100的工作轴线116上。如此，重涂头140和打印头150在工作轴线116上的移动沿着同一轴线发生，因而共线。利用该配置，重涂头140和打印头150可以在单个构建周期期间在不同时间沿着增材制造设备100的工作轴线116占据同一空间(或同一空间的部分)。然而，由于致动器144、154的堆叠构造，重涂头致动器144的重涂运动轴线146和打印头致动器154的打印运动轴线156在竖直方向上彼此间隔开。重涂运动轴线146和打印运动轴线156的间隔准许重涂头140和打印头150以相同速度或不同速度在相同方向上和/或在相反方向上以协调的方式同步地沿着增材制造设备100的工作轴线116移动。这进而允许增材制造处理的各个步骤以重叠的周期时间施行，诸如分布步骤(文中也称之为重涂步骤)、沉积步骤(文中也称之为打印步骤)、固化(或加热))步骤和/或清洁步骤以重叠的周期时间施行。例如，可以在完成清洁步骤的同时发起分布步骤；可以在分布步骤完成的同时发起沉积步骤；和/或，可以在完成分布步骤的同时发起清洁步骤。这可以使增材制造设备100的总周期时间减少到小于分布周期时间(文中也称之为重涂周期时间)、沉积周期时间(文中也称之为打印周期时间)和/或清洁周期的总和。

虽然图1和图2示意性地描绘致动器组件102的实施例，致动器组件102包含分别安装有重涂头致动器144和打印头致动器154的上支架182和下支架184，但是，应当理解，其他实施例是可以设想的，并且是可以的，诸如包含多于两个支架和多于两个致动器的实施例。此外，设想实施例可以包括具有安装在其上的重涂头致动器144和打印头致动器154的单个支架。

清洁站

现在转到图3A和图3B，更加详细示出清洁站110的实施例。尽管在各种实施例中描述为与图1和图2的增材制造设备100关联，但是，可以设想，清洁站110和与之联接的流体管理系统可以与本领域中知晓和使用的其他类型的增材制造设备一起使用。

清洁站110可以包含定位在至少一个粘合剂清除箱302附近的清洁站容器314。如图3A和图3B中示出的，清洁站110定位于两个粘合剂清除箱302之间，两个粘合剂清除箱302的每一个配置成接收由打印头排出的材料，诸如污染物和粘合剂材料。尽管图3A和图3B中示出为包括两个粘合剂清除箱302，但是，可以设想，在实施例中，可以包括仅仅一个粘合剂清除箱或多于两个的粘合剂清除箱。在实施例中，粘合剂清除箱302可选地包括定位于粘合剂清除箱302和湿擦清洁器部段304之间的清除擦拭器303(图3B)。当包括清除擦拭器303时，在污染物和粘合剂材料被排出到粘合剂清除箱302中之后，清除擦拭器303可以接触打印头，以在打印头引入湿擦清洁器部段304之前，从打印头的表面去除松散的污染物和粘合剂材料。在实施例中，清除擦拭器303将松散的污染物和粘合剂材料重新引导到粘合剂清除箱302中，以供处置，借此减少在清洁处理期间引入清洁站110中的污染物和粘合剂材料的量。

进一步如示出的，清洁站容器314是包括湿擦清洁器部段304、干擦清洁器部段306和加盖部段308的容器。在各种实施例中，湿擦清洁器部段304、干擦清洁器部段306和加盖部段308是含有一定体积的清洁流体的清洁站容器314的部段。湿擦清洁器部段304将清洁流体施加到打印头，具体地，打印头的面部板。干擦清洁器部段306在粘合剂喷射之前从打印头去除多余液体(如，清洁流体和污染物)，干擦清洁器部段306在一些实施例中在湿擦清洁器部段304下游。加盖部段308是可以在粘合剂喷射之前临时置放打印头的位点，加盖部段308也可以认为是空置部段。在实施例中，加盖部段308向打印头面部板供给清洁流体，以防止粘合剂在打印头上干燥。不受理论限制，将湿擦清洁器部段304、干擦清洁器部段306和加盖部段308维持在单个清洁站容器314内是非常有利的，原因在于通过消除对控制三个分离的清洁站容器的需要，使清洁流体管理流线化。在该实施例中，清洁流体维护受限于单个清洁站容器314。

在实施例中，清洁站容器314包括至少一个可动壁316，至少一个可动壁316从清洁站容器314竖直向上(如，+/-Z)并且在与打印头150的移动方向平行的方向上延伸通过清洁站110(如，+/-X)。当包括时，可动壁316将清洁流体重新引导到清洁站容器314中。例如，(诸如缘于湿擦构件310和/或干擦构件312进出清洁站容器314的移动)飞溅的清洁流体可以重新引导回到清洁站容器314，而不是丢失到环境中(如，到地板上)。在实施例中，可动壁316可以联接到一个或多个致动器，以使壁能够移动。例如，可动壁316可以当打印头150进入清洁站110时在+Z方向上移动，当打印头150离开清洁站110时在-Z方向上移动。附加地或替代地，可动壁316可以沿着与打印头150的路径平行的路径沿着+/-X方向移动通过清洁站110。

在实施例中，可动壁316通过导向槽口(未示出)联接到清洁站容器314的壁，并且能够在导向槽口内移动。由此，在打印头150或其他物品接触可动壁316的情形中，可动壁316将会屈曲(如，移动)，而不是对打印头150或增材制造设备100的其他零件造成损坏。可以设想，可动壁316可以以其他方式联接到清洁站容器314的壁，例如包括通过使用磁力安装件、螺栓或槽口孔。

在实施例中，清洁站容器314与溢流容器318流体连通，如图3C中示出的，诸如通过液位壁320。由此，清洁流体可以持续地泵送到清洁站容器314中，如下面将会更加详细描述的。当清洁站容器314中的清洁流体到达液位壁320的顶部时，清洁流体在液位壁320上流动，并进入溢流容器318。在实施例中，溢流容器318包括至少两个液位感测器322，每个皆定位于溢流容器318内的不同竖向位置。因此，清洁流体泵送到清洁站容器314中，在液位壁320上流动，并进入溢流容器318，直到两个液位传感器322均检测到清洁流体，指示溢流容器318内的清洁流体的液位处在或高于更靠近溢流容器318的顶部的液位感测器322的竖向位置为止。响应于两个液位传感器322均检测到流体，将清洁流体泵送出于溢流容器318，诸如通过溢流容器318中的排口824，直到两个液位传感器322均没有检测到流体，指示溢流容器318内的清洁流体的液位低于更靠近溢流容器318的底部的液位传感器322的竖向位置。在实施例中，可以调整液位壁320，以控制液位壁320的顶部的竖向高度，因而控制清洁站容器314内的液位。

再次参考图1、2、3A和3B，在文中描述的实施例中，打印头150可以通过确位在打印头150下侧(即，打印头150的面对构建平台120的表面)的喷嘴172的阵列，将粘合剂材料500沉积在分布于构建平台120上的一层构建材料400上。在一个或多个实施例中，喷嘴172可以是压电打印喷嘴，如此，打印头150是压电打印头。在替代性实施例中，喷嘴172可以是热打印喷嘴，如此，打印头150是热打印头。

大体上，在打印头150已将粘合剂材料500沉积在定位于构建平台120(图1)上的一层构建材料400上之后，打印头150移动到粘合剂清除箱302，其中经由背压除去污染物，并且在实施例中，使用从喷嘴172喷出的粘合剂材料500。在包括清除擦拭器303(图3B)的实施例中，在打印头150从粘合剂清除箱302朝向湿擦清洁器部段304移动以将松散的污染物和粘合剂材料从打印头150的面部引导到粘合剂清除箱302中时，打印头150被清除擦拭器303擦拭。接下来，打印头150移动到湿擦清洁器部段304，其中清洁流体施加到打印头150，污染物从打印头150机械地去除。然后，在打印头150移动到第二粘合剂清除箱302之前，打印头150移动到干擦清洁器部段306，其中去除清洁流体和剩余污染物。在第二粘合剂清除箱302处，通过从喷嘴172喷出粘合剂材料500，去除任何剩余污染物，并且重新建立粘合剂弯液面。在打印头150空置的实施例中，代替移动到第二粘合剂清除箱302，打印头150可以移动到加盖部段308，在加盖部段308中保持湿润，以防止粘合剂材料变干和堵塞打印头150的喷嘴172。现在将更加详细描述清洁站110的每一个部段。

清洁站-湿擦清洁器部段

可以设想各种适合的实施例，用于湿擦清洁器部段304。如图3A和图3B中示出的，湿擦清洁器部段304包含湿擦构件310。湿擦构件310包含用于被动地将清洁流体施加到打印头的任何适合的机构，例如，刷子、刮板等等。文中使用的“被动地施加”意指，在湿擦构件310横穿湿擦清洁器部段304时，湿擦构件310接触打印头。湿擦构件310连接到在清洁站容器314的湿擦清洁器部段304内升高或降低湿擦构件的一个或多个致动器311。致动器可以包括线性致动器、旋转致动器或电动致动器。虽然各种致动器和致动器位点认为是适合的，但是，图3A和图3B中描绘的致动器311主要布置在清洁站容器314外侧。不受理论约束，最小化致动器311与清洁流体的接触，尤其是与致动器311的任何电子部件的接触，可以有益于维持致动器性能。因而，一些实施例将包括主要定位于清洁站容器314外侧的致动器311。

现在参考图4A至图4E，示意性地描绘湿擦清洁器部段304的附加实施例。具体如图4A至图4E中示出的，描绘了用于将清洁流体施加到打印头150的湿擦构件310。湿擦构件310包括具有顶侧402和底侧404的湿擦拭器本体401。湿擦构件310包括从湿擦拭器本体401的顶侧402竖向上延伸的至少一个擦拭器刮片406。在图4A和图4B中示出的实施例中，湿擦构件310包括彼此间隔开的第一擦拭器刮片406a和第二擦拭器刮片406b(统称之为擦拭器刮片406)。在图4C中描绘的实施例中，湿擦构件310包括单个擦拭器刮片406。由此，任何数目的擦拭器刮片可以包括在湿擦构件310中。

尽管湿擦构件310在各种实施例中描述为包括至少一个擦拭器刮片406，但是，在实施例中，湿擦构件310不包括擦拭器刮片，如图4E中示出的。

流体通道408从湿擦拭器本体401的第一端410水平地延伸到湿擦拭器本体401的第二端412，如图4A至图4C中示出的，并且在湿擦拭器本体401内限定凹陷路径。流体通道408具有开口顶部，以允许清洁流体流出流体通道408。在实施例中清洁流体通过流体通道408的流动速率受到控制，借此能够实现由图4E中示出的清洁流体生成的流体壁418的高度的控制。在实施例中，诸如图4A和图4B中示出的实施例，流体通道408定位于第一擦拭器刮片406a和第二擦拭器刮片406b之间。尽管擦拭器刮片406和流体通道408在文中描述为从湿擦拭器本体401的第一端410延伸到第二端412，但是，在实施例中，湿擦拭器本体401具有从第一端410到第二端412的长度，该长度大于擦拭器刮片406和/或流体通道408的长度。例如，在实施例中，擦拭器刮片406和/或流体通道408可以定位于湿擦拭器本体401内，湿擦拭器本体401在每个端上延伸约1mm、约2mm、约5mm或约10mm。湿擦拭器本体401的该附加长度可以例如使湿擦拭器本体401能够从清洁站的端到端地延伸，同时擦拭器刮片406和/或流体通道408的尺寸被设成具有与打印头大致相同的长度。

如图4E中示出的，在湿擦构件310不包括擦拭器刮片406的实施例中，清洁流体通过流体通道408的流动受到控制，以提供使用流体壁418的无触碰擦拭系统，以从打印头擦拭污染物，而不要求使用擦拭器刮片。另外，在实施例中，可以包括真空擦拭构件420(图4F)。真空擦拭构件420可以在结构上与湿擦构件310相似，包括通道422和可选的一个或多个擦拭器刮片406。然而，真空擦拭构件420中的通道422使处理气体(如，空气、氩气、氮气等等)能够被抽吸通过通道，借此在打印头经过真空擦拭构件420上时产生有效地将液体和污染物从打印头拉离的真空。当包括真空擦拭构件420时，真空擦拭构件420联接到用于产生真空的泵(未示出)，以及防止污染物拉到泵的至少一个过滤器(未示出)。在实施例中，真空擦拭构件420可以与湿擦构件310一起包括，诸如图4A至图4E的任一个中示出的湿擦构件310，或者，可以独立地包括在清洁站110中。

在实施例中，每一个擦拭器刮片406a具有与其他刮片406b相同的竖向(如，+/-Z)位置，如图4A中示出的。由此，在擦拭操作期间，全部擦拭器刮片406a、406b具有与打印头150相同的接合距离。如本领域中知晓的，“接合距离”指代打印头150的竖向位置和未偏转的擦拭器刮片406的竖向位置重叠的量。然而，在实施例中，一个或多个擦拭器刮片406a定位于第一竖向位置，同时一个或多个擦拭器刮片406b定位于第二竖向位置，如图4G中示出的。在这种实施例中，至少一个擦拭器刮片406a具有相比于擦拭器刮片406b不同的接合距离。例如，擦拭器刮片406可以定位成使得在湿擦处理期间与打印头150的接合距离沿着打印头150的路径增加。

如图4A至图4C中示出的，湿擦构件310进一步包括在湿擦拭器本体401内的流体通道408下面延伸的清洁歧管414。清洁歧管414通过至少一个流体端口407与流体通道408流体连通，从而例如经由流体通道408从清洁歧管414向湿擦拭器本体401的顶侧402提供清洁流体。在图4B中示出的实施例中，十二个流体端口407从清洁歧管414向流体通道408提供清洁流体。每个流体端口407可以具有圆形横截面、方形横截面或适合于流体流动的其他横截面。然而，在图4D中示出的实施例中，一个流体端口407从清洁歧管414向流体通道408提供清洁流体。图4D中的流体端口407从湿擦拭器本体401的第一端410延伸到第二端412，并且具有大致矩形横截面。流体端口的其他形状、尺寸和数量也是可以的，并且是可以设想的。在实施例中，诸如图4B中示出的流体通道408定位于第一擦拭器刮片406和第二擦拭器刮片406之间的实施例，流体端口407也布置在第一拭器刮片406和第二擦拭器刮片406之间。

在各种实施例中，清洁流体通过多个清洁流体入口416被提供给清洁歧管414，多个清洁流体入口416流体地联接到清洁流体储存器或清洁流体管理系统，下面更加详细描述。多个清洁流体入口416例如可以是流体导管，流体导管竖向地向上延伸通过湿擦拭器本体401的底侧404。然而，在实施例中，附加地或替代地，多个清洁流体入口416从湿擦拭器本体401的邻近顶侧402的一侧403以及湿擦拭器本体401的底侧404延伸。多个清洁流体入口416能够操作成接收清洁流体并且向清洁歧管414提供清洁流体。清洁流体入口416通过清洁歧管414与流体端口407流体连通，使得清洁流体通过清洁流体入口416进入清洁歧管414，并且通过流体端口407离开清洁歧管414。

如上面声明的，湿擦构件310联接到一个或多个致动器311，一个或多个致动器311能够操作成升高或降低湿擦构件310而进出清洁流体的体积。例如，湿擦构件310可以在打印头150移动到湿擦清洁器部段304以前被致动，使得湿擦构件310升高到清洁流体的体积之外，并且在打印头150移动通过湿擦清洁器部段304时接触打印头150。在各种实施例中，湿擦构件310在尽可能靠近它将会与打印头150进行接触的时间被致动，从而确保擦拭器刮片406利用清洁流体润湿，尽管可以设想在湿擦拭构件310升高到清洁流体的体积之外以及与打印头150进行接触之间可能经过一些时间段。

作为另一示例，湿擦构件310可以在打印头150已移动到干擦清洁器部段306之后被致动，使得湿擦构件下降到清洁流体的体积中。将湿擦构件降低到清洁流体中可以洗去擦拭器刮片406的表面上的污染物，并且清洁湿擦构件310，借此减少湿擦构件310将污染物引入打印头150的可能性。下面描述关于湿擦构件310的致动实施例的附加细节。

在各种实施例中，清洁歧管414填充有清洁流体并且馈送流体通道408，清洁流体从流体通道408的底部填充。在流体通道408定位于擦拭器刮片406之间的实施例中，清洁流体在擦拭器刮片406之间形成清洁流体池。在一个或多个实施例中，清洁流体在流体通道408的各侧上流动并且进入溢流排口，溢流排口使清洁流体返回到清洁歧管414。在进一步实施例中，在增材制造设备的操作期间，清洁流体通过湿擦构件310持续地被馈送。在湿擦构件将液体施加到打印头之后，然后，液体溢流回到清洁站容器314中。如下面详细描述的，在清洁站容器314内，存在排口824(参见图3B)，排口824将清洁流体引导到清洁流体储存器816(参见图8)，然后泵送回到湿擦拭件310。下面详细描述持续的清洁器循环和再循环。

由此，当湿擦构件310被致动时，清洁流体被供给到打印头150，以溶解污染物，同时擦拭器刮片406机械地去除污染物。虽然在一些情况下清洁流体可以溶解污染物，但是，也可以将污染物认为是混合或悬浮在清洁流体内。清洁歧管414和流体通道408确保清洁流体可以在清洁期间被直接施加到打印头150，同时补偿可能缘于在流体管理系统中使用泵而导致的任何延迟，如下面将会更加详细论述的。特别地，清洁歧管414和流体通道408提供清洁流体的局部储存器，即使当泵未主动地向湿擦构件310提供清洁流体时，也可以使用局部储存器。

在图4A中描绘的实施例中，清洁流体不流动到擦拭器刮片406的顶部。然而，可以设想，在其他实施例中，一对壁在第一擦拭器刮片406a和第二擦拭器刮片406b之间从湿擦拭器本体401的顶侧402延伸到第一擦拭器刮片406a和第二擦拭器刮片406b中的每一个的顶部。因而，一对壁将流体通道408的深度延伸到擦拭器刮片406的顶部，使清洁流体能够填充到擦拭器刮片406的顶部。这种实施例可以使之能够更好地溶解打印头上的污染物150，并且可以通过进一步润湿擦拭器刮片406和打印头150来便于擦拭。

清洁站-干擦清洁器部段

与湿擦清洁器部段304相似，可以设想各种适合的实施例，用于干擦清洁器部段306。参考图3A至图3B中描绘的实施例，干擦清洁器部段306包含干擦构件312。干擦构件312包含用于去除清洁流体和污染物的任何适合的机构(如，刷子、刮板等等)。例如，干擦构件312可以从打印头150去除清洁流体和污染物。类似湿擦构件310，干擦构件312联接到在清洁站容器314的干擦清洁器部段306内升高或降低干擦构件312的一个或多个致动器313。虽然各种致动器和致动器位点认为是适合的，但是，图3A至图3B中描绘的致动器313主要布置在清洁站容器314外侧。不受理论约束，最小化致动器313与清洁流体的接触，尤其是与致动器313的任何电子部件的接触，可以有益于维持致动器性能。因而，一些实施例将会包括主要定位于清洁站容器314外侧的致动器313。致动器313可以是线性致动器、旋转致动器、气动致动器或电动致动器。下文提供关于致动器313的附加细节。

干擦构件312的实施例描绘在图5A中。干擦构件312可以限定擦拭器阵列，擦拭器阵列包括擦拭器安装构件501和安装到擦拭器安装构件501的多个干擦拭器刮片502。多个干擦拭器刮片502中的每一个可以包括本体构件514和从本体构件514延伸的刮片516。擦拭器安装构件501沿着纵向轴线LA延伸，并且多个干式擦拭器刮片502中的每一个的长度l在相对于纵向轴线LA成角度θ的方向上延伸，角度θ大于0且小于90°。在一些实施例中，多个干擦拭器刮片502中的每一个在相对于纵向轴线LA成角度θ的方向上延伸，角度θ从5°到50°、从5°到45°或者从10°到30°。角度θ可以变化，以提供与打印头150的附加接触，如实施例中可能想要的。

如上面注明的，多个干擦拭器刮片502中的每一个的长度l的至少部分在与纵向轴线LA正交的方向上与邻近干擦拭器刮片502的长度l有重叠。在实施例中，多个干擦拭器刮片502中的每一个的长度l的至少30％在与纵向轴线LA正交的方向上与邻近干擦拭器刮片的长度有重叠。例如，在一些实施例中，多个干擦拭器刮片502中的每一个的长度的30％到70％可以在与纵向轴线LA正交的方向上与邻近干擦拭器刮片的长度有重叠。这种排布使干擦构件312能够在打印头150的整个长度内利用至少两个刮片516接触打印头150。可以设想其他排布，诸如使干擦构件312能够在打印头150的整个长度内利用三个以上刮片516接触打印头150的排布。不受理论约束，据信因为干擦拭器刮片相对于纵向轴线LA成角度并且其长度与邻近干擦拭器刮片重叠，所以，在干擦构件312从打印头150擦拭清洁流体时，干擦构件312对打印头150赋予较小阻力，借此擦拭掉清洁流体时更加有效。附加地，与沿着纵向轴线LA延伸的单个擦拭器刮片相比，使用成角度的干擦拭器刮片的阵列可以导致清洁流体以更少的时间从打印头150排放掉。

在实施例中，每一个刮片516具有与其他刮片516相同的竖向(如，+/-Z)位置。由此，在擦拭操作期间，全部刮片516具有与打印头150相同的接合距离。如本领域中知晓的，“接合距离”指代打印头150的竖向位置和未偏转的刮片516的竖向位置重叠的量。然而，如图5D中示出的，在实施例中，一个或多个刮片516定位于第一竖向位置Z₁，同时一个或多个刮片516定位于第二竖向位置Z₂。在这种实施例中，至少一个刮片516具有相比于刮片516不同的接合距离。例如，定位于第一竖向位置Z₁的刮片516具有比定位于第二竖向位置Z₂的刮片516更小的接合距离。在实施例中，刮片516可以定位成使得在干擦处理期间，与打印头150的接合距离沿着打印头150的路径增加。例如，这种实施例可以减少在清洁处理期间，从清洁站110排出的清洁流体的量。

在一些实施例中，擦拭器安装构件501包括通道504，如图5B中示出的。每个通道504形成在擦拭器安装构件501的顶面506中，并且形状被设成接收多个干擦拭器刮片502中的一个。形成通道504以接收多个干擦拭器刮片502可以使多个干擦拭器刮片502能够牢固且准确地联接到擦拭器安装构件，这可以易于制造干擦拭器构件312，并且防止在使用期间干擦拭器刮片502相对于擦拭器安装构件501的移动。

如图5B中描绘的，在实施例中，每个通道可以包括延伸通过擦拭器安装构件501的厚度的孔508。在擦拭器安装构件501不包括通道的实施例中，多个孔508可以沿着擦拭器安装构件501的长度定位，其中多个孔508中的每一个延伸通过从擦拭器安装构件501的顶面506到底面510的厚度，如图5C中示出的。在各种实施例中，附接构件512诸如螺钉、螺栓或其他附接机构可以通过孔508联接到多个干擦拭器刮片502中的每一个的本体构件514。尽管在各个实施例中，通过将附接构件512联接到本体构件514，多个干擦拭器刮片502联接到擦拭器安装构件501，但是，将多个干擦拭器刮片502安装到擦拭器安装构件501的其他方法是可以的，并且是可以设想的。例如，多个干擦拭器刮片502中的每一个可以使用螺栓就位的端盖帽被固接在擦拭器安装构件501内。虽然图5A至图5D的上述的擦拭器阵列论述为用于干擦构件312，但是，可以进一步设想，擦拭器阵列还可以被包括为湿擦构件310或清除擦拭器303(图3B)。

在进一步实施例中，干擦构件312联接到两个致动器(如，致动器313)，两个致动器能够操作成升高或降低干擦构件312而进出于清洁流体的体积。例如，干擦构件312可以被致动，使得干擦构件312升高到清洁流体的体积之外，其中时间足以允许清洁流体从干擦刮片502排放掉。在打印头150移动通过干擦清洁器部段306时，干擦构件312接触打印头150，以在打印头150被湿擦构件310清洁之后从打印头150去除清洁流体、污染物和其他碎屑。

作为另一示例，干擦构件312可以在打印头150已移动到加盖部段308或构建平台120之后被致动，使得干擦构件312下降到清洁流体的体积中。将干擦构件312下降到清洁流体中可以洗去干擦拭器刮片502的表面上的污染物，并且清洁干擦构件312，借此减少干擦构件312将污染物引入(或，重新引入)打印头150的可能性。在一些实施例中，干擦构件312被下降到清洁流体的体积中，持续足以冲洗干擦构件312的时间段，然后被升高到清洁流体的体积之外，直到再次使用它来擦拭打印头150为止。

清洁站-加盖部段

如参考图3A至图3C描述的，在各种实施例中，清洁站110包括加盖部段308，加盖部段308包括封盖701，以在打印头150周围生成或维持非固化环境。文中使用的“非固化环境”指代粘合剂材料不固化在打印头150的喷嘴的表面内或上的环境。可以维持非固化环境，例如，通过维持防止粘合剂材料固化的特殊湿度水平、温度等等。可以设想各种适合的实施例。

加盖部段308的示例实施例在图7A中更加详细示出。特别地，加盖部段308包括呈海绵702的形式的封盖701，海绵702由海绵支架704支撑，海绵支架704联接到致动器706，致动器706能够操作成使海绵702升高和降低而进出清洁站110内的清洁流体。由此，海绵702可以用于从清洁站110吸取清洁流体，并且在打印头150空置的同时，海绵702可以施加到打印头150。不受理论约束，将湿海绵702施加到打印头150可以减少在打印头150中的一个或多个喷射喷嘴中的粘合剂材料的蒸发，和/或，防止其固化。换言之，当打印头150在空置状态下时，打印头150可以确位在加盖部段308处，以将打印头150维持在非固化环境中，在实施例中，这包括将打印头150维持在潮湿、湿润、润湿或浸没状态下。

海绵702可以由能够吸收和保持清洁流体预定时间段的任何适合的材料形成。在一些实施例中，海绵702可以由纤维素木纤维或泡沫塑料聚合物制成。在一些特殊实施例中，海绵702可以由硅树脂材料(诸如泡沫硅树脂、聚氨酯、聚酰亚胺或其组合)制成。

海绵支架704可以是尺寸被设成支撑海绵702的金属或塑料板。在一些实施例中，海绵702可以联接到海绵支架704，诸如通过在海绵702和海绵支架704之间使用胶粘剂层，或者附接构件，诸如螺栓、螺钉或将海绵702附接到海绵支架704的其他机构。在一些实施例中，海绵702可以可去除地联接到海绵支架704，使得海绵702可以容易地更换，而不会还更换海绵支架704和致动器706。

如图7A中示出的，在一些实施例中，海绵支架704可以包括从基底704b在向上面向上延伸的边缘704a。然而，可以设想，在其他实施例中，海绵支架704仅仅包括基底704b，并且不包括升高的边缘704a。在实施例中，海绵支架704可以是穿孔的或者以其他方式包括通过海绵支架704的厚度的一个或多个孔，以使清洁站中的清洁流体能够被海绵702吸收。在其他实施例中，海绵702和海绵支架704可以定位成使得清洁流体的液位600高于海绵支架704的边缘704a(如果有的话)，使得清洁流体与海绵702接触。

海绵支架704联接到致动器706，致动器706能够操作成在清洁流体内升高和降低海绵702。致动器706可以是线性致动器、旋转致动器、气动致动器、电动致动器或基于特殊实施例选定的其他适合类型的任何致动器。尽管图7A中描绘为通过海绵支架704联接到海绵702，但是，可以设想，在一些实施例中，致动器706可以直接联接到海绵702，并且可以不包括海绵支架704。例如，当海绵702由坚硬但有吸收性的材料制成时，可以采用这种实施例。

在图7A中示出的实施例中，致动器706联接到被动阻力机构708，被动阻力机构708使海绵702朝向升高位置偏置，使得海绵702的至少一部分高于清洁流体的液位600并且能够接触打印头150。举例而言但不限于，被动阻力机构708可以是在向上方向上偏置的弹簧。被动阻力机构708(尽管是可选的)的结合用作失效安全，以确保在致动器失效的情形下，海绵702定位成用来将打印头150维持在非固化环境中。附加地或替代地，通过在打印头150空置的同时使到致动器706的功率能够减少或关闭而不致使海绵702退回到低于清洁流体的液位，被动阻力机构708的结合可以能够实现节能。

在各种实施例中，当打印头150确位在清洁站110的加盖部段308处时，海绵702至少部分地浸没在清洁流体中。换言之，海绵702的一些或全部在清洁流体的液位600下面延伸，以使海绵702能够不断地从清洁站110吸收清洁流体。在一些这种实施例中，海绵702的至少一部分在清洁流体的液位600上面延伸，使得海绵702与打印头150接触，而不会使打印头150浸没在清洁流体中。在实施例中，海绵702的体积的1％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％或者甚至99％可以在清洁流体的液位600上面延伸。

实践中，为了清洁打印头150，通过使打印头150穿过湿擦清洁器部段304，使用湿擦构件310将清洁流体施加到打印头150。然后，通过使打印头150穿过干擦清洁器部段306，使用干擦构件312将清洁流体从打印头150去除。然后，当打印头150将会闲置或者增材制造设备100正在经历维护时，打印头150移动到加盖部段308并且与至少部分地浸没在清洁流体中的海绵702接触。在其他实施例中(未示出)，不要求海绵浸没在清洁流体中。在打印头150空置或者增材制造设备100正在经历维护的同时，维持海绵702与打印头150接触，借此减少在打印头150的喷嘴中的的粘合剂材料的蒸发，防止打印头150周围的粘合剂材料的固化等等。

虽然上面描述为包括海绵702，但是，在一些实施例中，加盖部段308的封盖701是盖帽710，如图7B中示出的。在实施例中，当打印头150空置时，盖帽710可以在打印头150周围密封，以防止粘合剂材料从打印头150的喷嘴蒸发，以在打印头150周围维持湿度水平，和/或，在打印头150周围维持或生成非固化环境。如图7B中示出的，在实施例中，盖帽710可以包括清洁流体的体积，借此在清洁站容器314内形成较小的清洁容器，以便在打印头150的喷嘴周围生成潮湿的非固化环境，尽管在一些实施例中，盖帽710可以不包括流体的体积。

如同海绵702，盖帽710联接到致动器706，致动器706能够操作成在清洁流体内升高和降低盖帽710。致动器706可以是线性致动器、旋转致动器、气动致动器、电动致动器或基于特殊实施例选定的其他适合类型的任何致动器。在图7B中示出的实施例中，致动器706联接到被动阻力机构708，被动阻力机构708使盖帽710朝向升高位置偏置，使得盖帽710的至少一部分高于清洁流体的液位600并且能够接触打印头150。举例而言但不限于，被动阻力机构708可以是在向上方向上偏置的弹簧。被动阻力机构708(尽管是可选的)的结合用作失效安全，以确保在致动器失效的情形下，盖帽710定位成用来将打印头150维持在非固化环境中。附加地或替代地，通过在打印头150空置的同时使到致动器706的功率能够减少或关闭而不致使盖帽710退回到低于清洁流体的液位，被动阻力机构708的结合可以能够实现节能。

在实施例中，致动器706使盖帽710的高度能够相对于打印头150调整。由此，盖帽710可以定位成使打印头150与包含在盖帽710内的流体接触，或者，盖帽710可以定位成加盖打印头150，使得打印头150的面部不被流体接触。

在实施例中，盖帽710可以进一步包括一个或多个垫圈或密封件712，以当盖帽710在使用时在盖帽710和打印头150之间生成密封。生成密封可以最小化或者甚至消除盖帽710中的清洁流体、打印头150中的粘合剂材料或两者的蒸发。另外，在实施例中，盖帽710可以包括一个或多个端口714(如，入口和出口端口)，以使清洁流体能够在使用期间流动通过盖帽710。由此，可以重补或更新盖帽710中的清洁流体。

在其他实施例中，图7B的盖帽710可以与参照图7A示出和描述的加盖部段308组合，使得海绵702可以被致动而进出盖帽710，盖帽710在打印头150周围密封。在这种实施例中，盖帽710可以选择性地在打印头150周围密封，并且可以独立于海绵702地致动。例如，海绵可以被致动，使得它在相对短的空置时段期间与打印头150接触，同时海绵可以退回，并且盖帽可以被致动并且在较长空置时段期间在打印头150周围密封，诸如当增材制造设备100断电或者正在经历维护时。

在实施例中，作为专用加盖部段308的替代，清洁站容器314本身可以形成用于打印头的封盖。在这种实施例中，清洁站容器314联接到一个或多个致动器706，以相对于打印头150在竖直方向上移动清洁站容器314，如图7C中示出的。由此，在这种实施例中，清洁站容器314可以用作加盖部段308，并且打印头150通过整个清洁站容器314被加盖。在实施例中，清洁站容器314可以配备有密封件712，密封件712可以独立地(图7D)或是与清洁站容器314一起(图7C)致动，以在清洁站容器314和打印头150之间生成密封。除了致动密封件712之外，或者，替代致动密封件712，可以设想，清洁站容器314的周界周围的密封件712可以是可充放密封件，可充放密封件被充气，以在清洁站容器和打印头150之间提供密封，如图7E和图7F中示出的。

可以进一步设想，在实施例中，打印头150能够在竖直方向上致动，用于与清洁站容器314一起密封。由此，依据特殊实施例，清洁站容器314、定位于清洁站容器314的周界周围的密封件以及打印头150的一个或多个在竖直方向上移动，以使密封能够在清洁站容器314和打印头150之间形成。如同加盖部段308的先前描述的实施例，在实施例中，清洁站容器314、定位于清洁站容器314的周界周围的密封件以及打印头150中的一个或多个的竖向移动有效地将打印头150维持在非固化环境中。

清洁站-部件的运动

如文中已描述的，清洁站110的各种部件(包括湿擦构件310、干擦构件312和加盖部段308)配置成在清洁打印头150期间在竖直(如，+/-Z)方向上移动。尽管文中仅仅参考移动的竖直分量描述，但是，可以设想，在实施例中，除了竖直方向之外，各种部件的运动可以具有在其他方向上的运动。例如，运动可以是呈包括水平和竖直运动两者的弧线形式。

大体上，清洁站110的各种部件每个皆独立地在伸出位置和退回位置之间移动，在伸出位置，部件定位成接合或清洁打印头150，在退回位置，部件浸没在清洁站容器314内的清洁流体内。例如，在实施例中，参考图3A和图3B，打印头150从图的右手侧进入清洁站110，首先经过第二粘合剂清除箱302上边。在实施例中，在打印头150继续从右到左时，加盖部段308、湿擦构件310和干擦构件312在退回位置，使得它们不接触或清洁打印头150。打印头150抵达第一粘合剂清除箱302，其中背压施加到打印头150，以将污染物从打印头150排出到第一粘合剂清除箱302中。在实施例中，在增材制造处理期间，在重涂头140在图1中的-X方向(如，向前的方向)上移动，向构建平台120的工作表面供给构建材料时，打印头150将污染物排出到第一粘合剂清除箱302中。然后，打印头150向右移动，其中打印头150被引入湿擦构件310。湿擦构件310在伸出位置，以将清洁流体施加到打印头150。接下来，打印头150被引入干擦构件312，干擦构件312已移动到伸出位置，以从打印头150擦拭多余清洁流体，如文中描述的。在实施例中，在污染物从第一粘合剂清除箱302上边的打印头150的排出完成之前，湿擦构件310和/或干擦构件312竖直地升高到清洁流体之外。在打印头150继续经过它们之后，湿擦构件310和/或干擦构件312退回到清洁站容器314中的清洁流体中。例如，在打印头150被干擦构件312擦拭的同时，湿擦构件310可以浸没在清洁流体中。在实施例中，在增材制造处理期间，在重涂头140从构建平台120朝向重涂原始位置148在+X方向(如，逆向方向)上移动的同时，施行由湿擦构件310和干擦构件312分别施行的湿擦和干擦步骤。

在被擦拭之后，打印头150可以在加盖部段308中被加盖，或者，它可以继续到第二粘合剂清除箱302，其中它准备用于打印。例如，可以向打印头150施加背压，以平衡打印头150，以供打印。在实施例中，然后，打印头150返回到构建平台120，以将粘合剂材料沉积到粉末层上，如参考图1描述的。

可以设想清洁站110的部件的操作中的替代顺序。例如，在实施例中，打印头150从图的右手侧进入清洁站110，首先经过第二粘合剂清除箱302上边。然而，在打印头150继续从右到左时，湿擦构件310、干擦构件312或者湿擦构件310和干擦构件312在伸出位置，使得它们沿着其通往第一粘合剂清除箱302的路径接触打印头150。在这种实施例中，这可以是在第一粘合剂清除箱302上边的附加污染物排出之前去除表面污染物的预清洁步骤。

在一些实施例中，湿擦构件310和/或干擦构件312可以使用两级致动处理来致动，以使构件升高和降低而进出清洁流体的体积。不受理论约束，两级致动改进了清洁流体从干擦构件和湿擦构件中的一个或两个排出，因为当仅仅擦拭构件的一侧被升高到高于两级致动处理的级一中的清洁流体液位时，清洁流体容易流动回到清洁站容器314中。因为干擦构件312被引导成去除清洁流体，不是施加它，所以，确保清洁流体在两级致动处理中从干擦构件312快速排出是想要的。然而，在实施例中，包括单级致动处理的其他致动处理是可以设想，并且是可以的。

图6A至图6C中示出的实施例示意性地描绘用于使干擦构件312升高到清洁站容器314的清洁流体之外的两级致动处理。如图6A中示出的，干擦构件312可以浸没在清洁站110的清洁站容器314中，使得干擦构件312低于清洁站110内的清洁流体的液位600。湿擦构件310和干擦构件312中的每一个分别联接到第一致动器602a和第二致动器602b，用于升高和降低构件。在实施例中，致动器602a、602b可以与根据图3A和图3B描述的致动器311和313对应。第一致动器602a联接在湿擦构件310或干擦构件312的第一端附近，并且第二致动器602b联接在湿擦构件310或干擦构件312的第二端附近。通过“联接在...附近”，这意指致动器联接在构件的相应端处或靠近相应端。在实施例中，第一致动器602a在比对应构件的第二端更靠近第一端的点处，联接到湿擦构件310或干擦构件312，并且第二致动器602b在比对应构件的第一端更靠近第二端的点处，联接到湿擦构件310或干擦构件312。致动器602a和602b中的每一个皆能够独立地操作成使它们联接到的干擦构件312的对应端升高或降低，进出清洁流体的体积。

在图6A中，干擦构件312未示出，原因在于在该视图中它定位于湿擦构件310后面并且被湿擦构件310遮住。如图6B中示出的，联接到干擦构件312的第一致动器602a被致动，以使干擦构件312的第一端604升高到高于清洁流体的液位600，同时干擦构件312的第二端606保持低于液位600。尽管在图6B中描绘为干擦构件312的第一端604升高到从清洁流体的体积完全去除第一端604，但是，可以设想，在一些实施例中，干擦构件312可以升高，使得干擦拭器刮片502(在图6A至图6C中未示出)高于液位，同时擦拭器安装构件501的至少一部分保持浸没在清洁流体中，低于液位600。在干擦构件312的第一端604升高之后，联接到干擦构件312的第二致动器602b被致动，以使干擦构件312的第二端606升高到高于清洁流体的液位600，如图6C中示出的。如将会理解的，使干擦构件312降低到清洁流体中可以通过倒置上面描述的和图6A至图6C中描绘的处理来实现。在实施例中，致动器602a和602b可以同步地致动，以同时或在重叠时间段期间降低干擦构件312的第一端604和第二端606。

相似地，图6D和图6E中示出的实施例示意性地描绘用于使湿擦构件310升高出于清洁站容器314的清洁流体的两级致动处理。特别地，如图6D中示出的，联接到湿擦构件310的第一致动器602a被致动，以使湿擦构件310的第一端410升高到高于清洁流体的液位600，同时湿擦构件310的第二端412保持低于液位600。尽管在图6D中描绘为湿擦构件310的第一端410升高到从清洁流体的体积完全去除第一端410，但是，可以设想，在一些实施例中，湿擦构件310可以被升高，使得擦拭器刮片406高于液位，同时湿擦拭器本体401的至少一部分保持浸没在清洁流体中，低于液位600。在湿擦构件310的第一端410升高之后，联接到湿擦构件310的第二致动器602b被致动，以使湿擦构件310的第二端412升高到高于清洁流体的液位600，如图6E中示出的。如上面，湿擦构件310可以通过倒置处理、致动第二致动器602b然后致动湿擦构件310的第一致动器602a，来重新浸没在清洁流体中。替代地，在实施例中，致动器602a和602b可以同步地致动，以同时或在重叠时间段期间降低湿擦构件310的第一端410和第二端412。

在一些实施例中，对于干擦构件312和湿擦构件310两者均可以发生两级致动处理。图6A至图6E中依次图示的该实施例可以在打印头150移动到粘合剂清除箱302之前或同时完成。在打印头150移动经过湿擦清洁器部段304和干擦清洁器部段306之后，湿擦构件310和干擦构件312可以返回到清洁流体。特别地，在打印头150经过湿擦构件310和干擦构件312上边之后，致动器602a至602b可以被致动，以使湿擦构件310和干擦构件312降低到低于清洁流体的液位600。在一些实施例中，可以同步地致动两个以上的致动器，以使湿擦构件310和干擦构件312降低到清洁流体中，而在其他实施例中，每一个致动器独立地致动。

例如，在实施例中，致动器602b被致动，同时第一致动器602a被致动，以大致同时或在重叠时间段期间降低湿擦构件310或干擦构件312的第一端和第二端。在实施例中，诸如图6D和图6E中示出的实施例，致动器602a被致动，以使湿擦构件310的第一端410降低到清洁流体的体积中，然后致动器602b被致动，以使湿擦构件310的第二端412降低到清洁流体中。然后，如图6A至图6C中示出的，致动器602a被致动，以使干擦构件312的第二端606降低到清洁流体的体积中，并且最后致动器602b被致动，以使干擦构件312的第一端604降低到清洁流体中。替代地，如图6D和图6E中示出的，致动器602a被致动，以使湿擦构件310的第一端410降低到清洁流体的体积中，然后致动器602b被致动，以使湿擦构件310的第二端412降低到清洁流体中。如图6A至图6C中示出的，然后，致动器602a被致动，以使干擦构件312的第一端604降低到清洁流体的体积中，最后致动器602b被致动，以使干擦构件312的第二端606降低到清洁流体中。在又其他实施例中，湿擦构件310的第一端410和第二端412的下降顺序相反，在又其他实施例中，在湿擦构件310下降到清洁流体中之前，干擦构件312下降到清洁流体中。在实施例中，可以同步地致动一些或全部致动器。

在实施例中，第一致动器602a和第二致动器602b(由此，致动器311和313)是能够独立地操作成以多个速度升高或降低擦拭构件(如，湿擦构件310或干擦构件312)的电动致动器。由此，在实施例中，第一致动器602a被致动，从而以第一速度r1升高擦拭构件的第一端，第二致动器602b被致动，从而以第二速度r2升高擦拭构件的第二端，第二致动器602b被致动，从而以第三速度r3降低擦拭构件的第二端，第一致动器602a被致动，从而以第四速度r4降低擦拭构件的第一端，其中速度的至少一个不同于其他速度的至少一个。例如，湿擦构件310或干擦构件312可以以一个速度升高并且以另一速度(如，r1＝r2、r3＝r4、r1≠r3)降低，第一侧可以以一个速度被致动，第二侧可以以另一速度被(如，r1＝r4，r2＝r3，r1≠r3)致动，每个致动可以以彼此不同的速度(如，r1≠r2≠r3≠r4)被致动等等。例如，这种致动可以使湿擦构件310能够快速地从清洁流体显现以朝向打印头投射清洁流体，并且能够浸没在清洁流体中以减少或防止飞溅。

尽管湿擦构件310和干擦构件312在文中描述为联接到两个致动器，但是，可以设想，在其他实施例中，每个擦拭构件可以联接到单个致动器，或者联接到多于两个的致动器。另外，尽管致动器文中描述为能够操作成升高和降低对应的擦拭构件，但是，可以设想，在实施例中，可以使用致动器来造成擦拭构件的附加移动。例如，在致动器是电动致动器的实施例中，致动器可以被致动，以造成清洁站容器314内的擦拭构件的搅动，以调整擦拭构件在清洁站容器314内或相对于打印头150等等的位置。电动致动器可以进一步能够实现擦拭构件的“正好”定位和/或自动校准程序。依据特殊实施例，其他特征和优势是可以的。适合于使用的市售电动致动器包括，举例而言但不限于，从Tolomatic,Inc.(Hamel,MN)可得的ERD电动缸。

尽管在实施例中可以设想致动器使用控制器(诸如控制系统1000)来控制，但是，在实施例中，可以包括一个或多个附加机构，以监测、设定或限制清洁站110的各种部件的运动。例如，可能想要这种机构，以确保打印头150不被清洁站110的部件损坏，同时使部件能够接触打印头150，这对于清洁打印头150可能是必要的。由此，在实施例中，可以存在可调硬止动件614(图6F)，以限制一个或多个部件在清洁站容器314内的竖直移动。

在实施例中，构件610通过运动联接器608联接到致动器602，以提供或控制构件610在清洁站110(具体地，清洁站容器314)内的较高位置，如图6F中示出的。构件610例如可以是湿擦构件310、干擦构件312和/或加盖部段308的封盖(下面更加详细描述)，致动器602例如可以是一个或多个对应致动器(如，分别是致动器311、313和706)。至少一个运动联接器608从构件610延伸，并且配置成将构件610联接到清洁站容器314，以用于其中的竖直运动(如，沿着图中示出的+/-Z轴线)。在实施例中，运动联接器608可以由涂布有聚四氟乙烯(如，TEFLON^TM)或其他适合材料的金属制成。

在图6F中示出的实施例中，构件610通过运动联接器608在导轨612上的清洁站容器314内上下移动。导轨612联接到可调硬止动件614。可调硬止动件614包括螺纹部分，可调硬止动件614通过螺纹部分与控制螺栓616联接。附加地，控制螺栓616与固定安装在导轨612上的导轨盖帽618联接。例如，导轨盖帽618可以包括余隙孔，在其通过可调硬止动件614的螺纹部分与可调硬止动件614联接之前，控制螺栓616穿过余隙孔。螺母620可以用于防止控制螺栓616向上移动。为了调整可调硬止动件614，控制螺栓616被紧固(在向上方向上移动可调硬止动件614)或被松开(在向下方向上移动可调硬止动件614)。由此，可调硬止动件614的位置被设定成对于构件610的所需最大高度。当构件610达到所需最大高度时，可调硬止动件614防止运动联接器608在导轨612上在向上方向上继续。

尽管图6F中仅仅示出构件610的一端，但是，可以设想，在这种实施例中，构件610在每个端包括运动联接器608，由此，构件610的每个端可以以该方式受到控制。在实施例中，可以包括计量器或其他记号(未示出)(如，机械加工到导轨612或清洁站容器314中)，以使构件610的每个端的位置能够设定在等效位置。附加地，这种记号可以使若干构件610能够相对容易地设定在共同的所需位置。

除了硬止动件之外，或者，作为硬止动件的替代，在实施例中，在打印头150的下侧的计量器1100用于竖直地对准清洁站110的一个或多个部件，如图11中示出的。在图11中，计量器1100固定到打印头150的底面部1102，诸如通过使用螺栓、夹子或另一附接机构。当固定到打印头150时，计量器1100包括在第一竖向位置Z₁的第一部分1104和在第二竖向位置Z₂的第二部分1106。如图11中示出的，第一竖向位置Z₁竖向上高于第二竖向位置Z₂或在第二竖向位置Z₂之上。在实施例中，第一部分1104和第二部分1106可以具有不同的记号或颜色，以增强第一竖向位置和第二竖向位置之间的视觉不同点。

实践中，打印头150可以在清洁站110上边移动，并且构件610(如，湿擦构件310、干擦构件312或盖帽710)升高到初始最大竖向位置。文中使用的构件的“最大竖向位置”指代，当构件610离开清洁站容器314处于设定的最大竖向高度时，构件610的顶边缘1108的竖向位置。打印头150可以直接定位于构件610上边，或者打印头150可以确位在清洁站110上边的别处，以能够实现构件610的竖向位置与计量器1100的视觉比较。然后，调整构件610的最大竖向位置Z_m，使得构件610的顶边缘1108竖向上低于第一竖向位置Z₁或在第一竖向位置Z₁之下。在实施例中，构件610的最大竖向位置Z_m还大于或等于第二竖向位置Z₂。换另一方式，调整构件610，使得构件610的最大竖向位置Z_m为Z₁>Z_m≥Z₂。可以通过调整可调硬止动件，如上文示出和描述的，调整联接到构件610的致动器的一个或多个参数或设定，或者依据特殊实施例，通过本领域技术人员将会知晓的其他方法，进行构件610的最大竖向位置Z_m的调整。在实施例中，可以使用计量器1100对清洁站110的任一个或全部部件进行调整。

已描述清洁站110的各种部分，现在将会详细描述适合于向清洁站110提供清洁流体以及向打印头150提供粘合剂材料的流体管理系统。

流体管理系统

现在结合图1参考图8，流体管理系统800包括粘合剂材料路线和清洁流体路线，粘合剂材料路线用于向打印头150提供粘合剂材料500，并且用于回收未沉积在定位于构建平台120上的构建材料400上的粘合剂材料500，清洁流体路线用于向清洁站110提供清洁流体，用于在沉积操作之间清洁打印头150，并且回收和修复清洁流体，以最小化浪费的清洁流体的量。

大体上，粘合剂材料路线包括与打印头150和至少一个粘合剂清除箱302流体连通的粘合剂储存器802。如图3A和图3B中描绘的，清洁站110包括两个粘合剂清除箱302。粘合剂清除箱302可以每个皆包括主动排口806，允许粘合剂从粘合剂清除箱302流动到粘合剂储存器802中。进一步，如示出的，粘合剂清除箱302可以每个皆包括布置在粘合剂清除箱302的侧壁上的溢流排口812，如果粘合剂清除箱302中的粘合剂的水位超过所需粘合剂液位，则溢流排口812从粘合剂清除箱302释放粘合剂。在一些实施例中，可以包括水位感测器，以确保粘合剂流体水位被恰当地监测和维持。

再次参考图8，粘合剂材料路线能够实现粘合剂材料的再循环，以减少或者甚至消除粘合剂材料在打印头150的喷嘴中的堵塞。在图8中描绘的粘合剂材料路线中，包括两个粘合剂清除箱302。在实施例中，在清洁站110处的打印头150的清洁以前，一个粘合剂清除箱302可以接收经由背压从打印头150排出的粘合剂材料和污染物。

在包括若干粘合剂清除箱的实施例中，沿着打印头150的路径，第一粘合剂清除箱确位在清洁站容器314的上游，并且第二粘合剂清除箱(图3A和3B中的粘合剂清除箱302)定位于清洁站容器314和清洁站110的干擦清洁器部段的下游。在实施例中，第二粘合剂清除箱定位于构建区域上游，以便接收在打印头150在打印之前的准备期间从打印头150喷出(即，“吐出”)的粘合剂材料。在一些实施例中，第二粘合剂清除箱302可以包括无孔介质(如，热、pH、水致变色或蜡纸、布介质等)，用于当打印头150定位于附加粘合剂清除箱302上边时接收由打印头150打印的图案测试。诸如通过使用配置成捕获图案的图像的相机，可以检视图案，以确定打印图案是否适合。例如，如果打印图案与预定参考图案匹配，则可以确定打印图案适合。作为另一示例，如果打印图案不同于预定参考图案，则可以确定打印图案不适合。在这种实施例中，在供给粘合剂材料以前，可以防止打印头向构建区域的工作表面供给粘合剂材料，或者调整打印头。

粘合剂材料从粘合剂储存器802向油墨输送系统804提供，油墨输送系统804进而将粘合剂材料输送到打印头150。油墨输送系统804能够实现粘合剂材料与打印头150的存储的分离，并且允许在增材制造设备100主动地打印时，更换或重新填充粘合剂材料。打印头150通过喷嘴将粘合剂材料排出到例如构建区域和粘合剂清除箱302中。

排出到一个或多个粘合剂清除箱302中的粘合剂材料穿过主动排口806。在图8中描绘的实施例中，主动排口806确位在粘合剂清除箱302中的每一个的底部处或附近，以使粘合剂材料能够再循环，而不要求粘合剂材料在粘合剂清除箱302中积聚。在实施例中，主动排口806与泵808流体连通，泵808主动地使粘合剂材料从主动排出管806移动通过过滤器810并且返回到粘合剂储存器802。过滤器810可以去除污染物或大颗粒，诸如作为粘合剂材料和构建材料颗粒的部分蒸发的结果已聚集的聚合物，以确保返回到粘合剂储存器802的粘合剂材料适合于通过粘合剂材料路线再循环。

如图8中示出的，每个粘合剂清除箱302进一步包括确位成通过粘合剂清除箱302的侧壁的溢流排口812。在实施例中，溢流排口812确位在粘合剂清除箱302的侧壁的高度的顶半部内。溢流排口812与废物储存器814流体连通。由此，在主动排口806变得堵塞或者粘合剂材料以其他方式积聚到大于或等于溢流排口812的位置的水位的情形中，粘合剂材料可以从粘合剂清除箱302中放出，并且经由废物储存器814从粘合剂材料路线去除。在主动排口806中堵塞的情形中，从粘合剂清除箱302去除的粘合剂材料从溢流排口812被引导到废物储存器814，以便最小化通过系统再循环的污染物的量，尽管在一些实施例中，可以设想，溢流排口812可以与粘合剂储存器802流体连通，诸如通过过滤器810。

在实施例中，可选地，粘合剂材料路线可以包括流体地联接到粘合剂清除箱302的溢流排口812的溢流仓813。当包括溢流仓813时，溢流仓813流体地联接到粘合剂储存器802和废物储存器814。在实施例中，溢流仓813通过阀815联接到粘合剂储存器802和废物储存器814，尽管可以设想其他路线。阀815例如可以是夹紧阀、三通阀或四通阀，尽管可以设想其他类型的阀。可以进一步设想，溢流仓813可以流体地联接到主循环路径的另一部分，代替流体地联接到粘合剂储存器802。

在包括溢流仓813的实施例中，从粘合剂清除箱302溢流的粘合剂材料通过溢流排口812流动到溢流仓813中。评估溢流仓813中的粘合剂材料，并且如果验证溢流仓813中的粘合剂材料仍然能够使用，则粘合剂材料返回到粘合剂储存器802。然而，如果溢流仓813中的粘合剂材料仍然不适合于使用(如，它含有太多污染物或以其他方式不符合使用规范)，则粘合剂材料被发送到废物储存器814。在包括阀815的实施例中，阀815可以由计算装置控制，诸如控制系统1000，控制系统1000配置成验证粘合剂材料的使用适合性，并且向阀815发送信号，以将粘合剂材料引导到粘合剂储存器802或废物储存器814。

现在转到图8中描绘的清洁流体路线，清洁流体路线大体包括与清洁站110的清洁站容器314流体连通的清洁流体储存器816。清洁流体路线使清洁流体能够施加到打印头150，以使沉积在打印头150上的颗粒流体化，诸如构建材料颗粒和粘合剂材料颗粒，同时进一步使清洁流体能够再循环和修复，以减少浪费的清洁流体的量。

在实施例中，清洁流体通过过滤器818从清洁流体储存器816向泵820提供，泵820进而通过清洁流体入口822将清洁流体输送到清洁站容器314。如图8中示出的，清洁流体入口822可以定位于清洁站容器314的底部中，尽管在其他实施例中，清洁流体入口822可以沿着清洁站容器314的一个侧壁被设置在另一位点中。附加地或替代地，若干清洁流体入口822可以与一个或多个清洁流体出口一起定位于清洁站容器314内，以使清洁流体能够通过清洁站容器314定向流动。清洁流体的定向流动例如可以搅动清洁站容器314中的清洁流体和碎屑，并且防止碎屑沉降在清洁站容器314的基底处，碎屑可能在基底处堵塞主动排口。在实施例中，管筒联接到一个或多个清洁流体入口822，以引导清洁站容器314内的清洁流体。可以进一步设想，可以使用超声波、振荡或其他非静态喷射口、湍流器或其他涡流发生器等等来搅动清洁站容器314的内容物。

在清洁流体泵送到清洁站容器314中时，清洁流体的体积积聚到清洁站容器314内的液位600。清洁流体的体积用以向湿擦构件310和加盖部段308供给清洁流体，如上文描述的，并且到向干擦清洁器部段306供给清洁流体，用于在使用之间清洁干擦构件312。在实施例中，清洁流体入口822可以留成开口，以简单地填充清洁站容器314。替代地，清洁流体入口822可以连接到湿擦构件310的清洁流体入口416，然后填充流体端口407，然后填充擦拭器刮片406之间的区域。在这种设定中，当机器在操作时，清洁流体不断地供给，然后溢流到清洁站容器314中。

清洁站容器314包括排口824，排口824与清洁流体储存器816流体连通。也在图3A和图3B中描绘的排口824定位于清洁站容器314内，以使液位600维持在预定水位。由此，当清洁流体的体积上升到高于预定水位时，清洁流体经由排口824从清洁站容器314排放出，并且返回到清洁流体储存器816。在一个或多个实施例中，排口824可以是联接到泵的主动排口，或者可以是被动排口，允许清洁流体穿出清洁站容器314，而不用使用泵或其他主动机构。

在图8中示出的实施例中，清洁站容器314进一步包括与废物储存器814流体连通的主动排口826。主动排口826可以被激活，以允许清洁站容器314中的清洁流体的至少一部分从清洁站容器314去除，并且引导到废物储存器814。如下面将会更加详细描述的，可以响应于确定清洁流体含有不适合的污染物的量，或者，清洁流体应当以其他方式局部地或是完全地更换，而经由废物储存器814从清洁流体路径去除清洁流体的一部分。

在各种实施例中，清洁站容器314进一步包括水位感测器828。水位感测器828用以维持清洁流体在清洁站容器314内的恒定高度。例如，水位感测器828可以确定清洁流体的液位600低，并且响应于该确定，可以使用泵820将附加清洁流体泵送到清洁站容器314中。液位感测器可以是任何适合类型的感测器。在一些实施例中，液位感测器包含能够承受浸没在清洁流体中的感测器。在其他实施例中，液位感测器不布置在清洁流体内，可以经由其他手段来检测液位。例如，可以使用激光水位感测器。在实施例中，水位感测器828可以联接到控制系统1000，控制系统1000从水位感测器接收信号并且向其他系统部件提供信号，诸如泵820和/或主动排口826，如下面将会更加详细描述的。附加地或替代地，水位感测器828可以包括定位于溢流容器318内的水位感测器322，如上面根据图3C描述的。由此，可以设想，水位感测器322可以结合到清洁流体路线中，并且联接到控制系统1000，如参照水位感测器828已描述的。

在各种实施例中，一个或多个附加部件(图8中未示出)可以包括在流体管理系统800中，作为粘合剂材料路线或清洁流体路线的一个或两个的部分。例如，附加水位感测器、流量感测器、相机、加热器、冷却单元、温度感测器、泵、过滤器、阀等等可以包括在流体管理路线中，以能够实现路线中的流体的监测、控制和调整。这种附加部件可以包括在流体管理系统800内的各种位点中的任一个中，并且可以通信地联接到控制系统1000。例如，在实施例中，清洁流体路径包括在清洁流体进入清洁站容器314之前加热清洁流体的加热器。当包括加热器时，加热器可以沿着清洁流体路径被定位在数个点中的任一点处，诸如在泵820和清洁站容器314之间，或者，在清洁站容器314或清洁流体储存器816内。

作为另一示例，在实施例中，三通或四通阀可以定位于排口824和清洁流体储存器816内，以将预定量的清洁流体重新引导到废物储存器814。由此，在实施例中，三通或四通阀可以更换或复制主动排口826的功能性。另外，可以设想，可以使用一个或多个开/关阀(如，夹紧阀)，取代或附加于文中描述的三或四通阀。

在实施例中，文中描述的一个或多个泵可以包括但不限于泵808和泵820，能够移动黑色金属以及其他类型的金属。另外，在实施例中，文中描述的一个或多个泵可以包括可调流率，诸如通过流量调节器，使流率能够调制，以便使清洁流体能够以第一流率向湿擦构件提供，并且以第二流率向清洁站容器的入口提供。

已描述用于向增材制造设备100的各种部件提供粘合剂材料和清洁流体时使用的流体管理系统800，具体地，现在将会详细描述清洁站110、粘合剂材料和清洁流体。

粘合剂材料

在各种实施例中，粘合剂材料是可逆粘合剂。文中限定的“可逆粘合剂”意在指示热塑性或热固性聚合物，在分解处理期间被分解成与用以衍生聚合物的单体相似或相等同的低聚物和其他分子。可逆粘合剂可以经由自由基链式反应聚合，以粘合用于打印制品的颗粒和多层粉末。虽然下面描述的许多实施例针对金属粉末，但是，可以设想，其他非金属粉末也是适合的，例如沙子、陶瓷和聚合物粘合剂喷射。

尽管文中各种实施例中提及“金属粉末”，但是，可以设想，用于打印制品的材料可以依据制品的类型和制品的最终用途而变化。在采用金属粉末的实施例中，金属粉末可以包括镍合金、钴合金、钴铬合金、铸造合金、钛合金、铝基材料、钨、钢、不锈钢或任何其他适合材料及其组合。

在沉积一层金属粉末之后，粘合剂材料以表示被打印制品的结构的图案被选择性地沉积到该一层金属粉末中。根据各种实施例，粘合剂材料可以包括衍生自不饱和单体的聚合物。例如，粘合剂材料可以包括具有以下化学式的一种或多种聚合物：(CH₂CHR)_n，其中，R＝-H、-OH、苯基、烷基、芳基。粘合剂材料还可以包括：具有化学式(CH₂-CR²COOR¹)_n的一种或多种单官能丙烯酸聚合物，其中，R¹是烷基或芳基，R²是H或CH₃；具有化学式[(CH₂-CR²COO)₂-R³]_n的二丙烯酸聚合物，其中，R²是H或CH₃，R³是二价烃基；具有以下化学式[(CH₂CR¹COO)₃-R⁴]_n的三丙烯酸聚合物，其中，R¹是H或CH₃，R⁴是三价烃基；和/或，聚(碳酸亚烷基酯)，包括共聚碳酸亚烷基酯，诸如聚(亚乙基-环己烯碳酸酯)和具有以下化学式的那些：

举例而言但不限于，粘合剂材料可以包括聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚(乙烯醇)(PVA)、聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚(碳酸亚烷基酯)和衍生自二丙烯酸己二醇酯(HDDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和二甘醇二丙烯酸酯(DGD)的聚合物、上面的任一种的衍生物或者上面的组合。

在文中描述的一些实施例中，粘合剂材料进一步包括一种或多种荧光染料。包括荧光染料使原本清澈的粘合剂材料(如，包括PYA和水的粘合剂材料)能够在某些光照条件下被检测到，如下面将会更加详细描述的。在具体实施例中，荧光染料/颜料应当是响应具体光强度的光致变色染料，例如，近IR或UV(包括UVA、UVB或UVC)光。在包括荧光染料的实施例中，荧光强度是荧光染料的浓度的函数。由此，包括荧光染料可以提供有关于粘合剂材料已沉积在何处、粘合剂材料已沉积多少、和/或粘合剂材料已固化到何种程度的信息。另外，粘合剂材料的荧光可以能够实现泄漏或溢出的监测、流体管理应用(诸如监测仓水位、粘合剂材料浓度和污染)以及零件检测。下面提供在处理控制中使用荧光染料的具体实施例。

在各种实施例中，粘合剂材料中的荧光染料可以是与粘合剂材料兼容的任何适合的荧光染料。在一些实施例中，荧光染料不被金属粉末淬灭。另外，荧光染料不应当对生坯体、褐胚体或最终零件的材料特性有负面影响。荧光粘合剂的示例是荧光无机颜料和荧光染料在透明合成树脂中的固溶体、聚合物封装的荧光染料。

荧光颜料是荧光染料的固溶体。这些荧光染料可以包括多烯、罗丹明、香豆素、萘二甲酰亚胺、荧光素、重氮盐、吖啶、苯并氧杂蒽或其组合。实现的荧光颜色可以来自嵌入介质(如，聚合物或树脂载体)中的单一荧光染料的组合，或者通过以不同比率组合若干荧光染料。当结合到树脂分散体中时，可以设想，分散体可以是水基或溶剂基的。染料可以是蛋白质或非蛋白质，并且可以是有机的或合成的。可以设想，选定的特殊染料将会基于采用的特殊实施例而变化。适合的荧光染料的示例在PCT公报WO 03/029340中描述，其全部内容通过引用的方式结合在本文中。

对于荧光颜料，可以设想各种尺寸。例如，荧光颜料或荧光染料树脂可以具有从约0.01到约1μm的典型平均颗粒尺寸。荧光颜料或荧光染料树脂的量可以为0.01到5％重量或者0.1到2％重量的典型范围中。

粘合剂材料可以进一步包括一种以上的添加剂，其便于粘合剂材料沉积到一层金属粉末中。例如，粘合剂材料可以包括一种以上的添加剂，诸如粘度改性剂、分散剂、稳定剂、表面活性剂(如，表面活化剂)、或者可以便于粘合剂材料的可喷射性和粘合剂材料沉积到一层金属粉末中的任何其他适合的添加剂。表面活性剂可以是离子的(如，两性离子的、阳离子的或阴离子的)或者非离子的，这取决于粘合剂材料和/或金属粉末的特性。

在一些实施例中，添加剂可以改进金属粉末的润湿性，以便于利用粘合剂材料涂布金属粉末。添加剂还可以改性粘合剂材料的表面张力，以便于粘合剂材料的可喷射性。例如，在实施例中，如果奥内佐格(Ohnesorge)数(如，粘性力与惯性力和表面张力的比率)在近似0.01和近似2之间，则认为粘合剂材料是可喷射的。

在实施例中，添加剂还可以包括溶解粘合剂材料的溶剂。溶剂可以是水性的或非水性的，这取决于选定的特殊聚合物和可能在粘合剂材料中的其他添加剂。溶剂大体是非反应性的(如，惰性的)，使得它不与金属粉末、粘合剂材料中的聚合物或可能在粘合剂材料中的任何其他添加剂反应。附加地，在粘合剂材料选择性沉积到一层金属粉末中之后，溶剂应当易于蒸发，以便于涂布粘合剂的颗粒和打印层的结合。可以使用在粘合剂材料中的示例溶剂包括但不限于水、二氯甲烷(CH₂Cl₂)、氯仿(CHCl₃)、甲苯、二甲苯、均三甲苯、苯甲醚、2-甲氧基乙醇、丁醇、二甘醇、四氢呋喃(THF)、甲乙酮(MEK)、三氯乙烯(TCE)或任何其他适合的溶剂。

粘合剂材料可以包括可逆粘合剂、用以衍生可逆粘合剂的一种以上的单体或者两者。例如，在一些实施例中，在选择性沉积到一层金属粉末中之前，可逆粘合剂被聚合。由此，在这种实施例中，粘合剂材料可以包括作为预先形成的溶解聚合物的可逆粘合剂。可逆粘合剂可以增溶在适合的溶剂中，以便于可喷射性以及沉积到一层金属粉末中。在沉积之后，溶剂可以蒸发，并且可逆粘合剂可以聚结，并且结合涂布粘合剂的颗粒和打印层，以形成生坯体零件。

在其他实施例中，在将粘合剂溶液沉积到一层金属粉末中之后，可逆粘合剂聚合。也即，可逆粘合剂可以原位聚合。对于这种实施例，粘合剂材料可以包括反应形成可逆粘合剂的一种以上的可聚合单体(如，反应性单体)。在一个特殊实施例中，粘合剂材料包括一种以上的可聚合单体和适合的溶剂。在其他实施例中，粘合剂材料不包括溶剂。确切地，粘合剂材料可以是一种以上的可聚合单体的纯液体。一旦粘合剂溶液沉积到一层金属粉末上，一种以上的可聚合单体可以聚合，以在一层金属粉末内形成可逆粘合剂，以形成生坯体零件的打印层。在某些实施例中，粘合剂材料可以包括引发剂，例如，偶氮二异丁腈(AIBN)，以便于一层金属粉末中的一种以上的可聚合单体的原位聚合。

通过非限制性示例的方式，在一些实施例中，粘合剂材料可以包括约0.5重量百分比(wt.％)和约30wt.％之间的聚合可逆粘合剂，或用于原位衍生可逆粘合剂的可聚合单体。在一个实施例中，粘合剂材料包括从约3wt.％到约7wt.％的聚合物或可聚合单体。附加地，粘合剂材料可以包括适合的粘度改性剂，以使粘合剂材料的粘度能够从约2厘泊(cP)到约200cP。例如，取决于溶剂和聚合物/可聚合单体溶液或纯可聚合单体溶液的混合物的粘度，粘合剂材料可以具有从约0.1wt.％到约15wt.％的粘度改性剂，使得粘合剂材料的粘度在高效和有效喷射性的所需范围内。

在金属粉末的沉积和粘合剂材料的打印之后，固化可逆粘合剂，以形成一层生坯体零件。虽然在粘合剂材料的沉积(如，打印)期间，粘合剂材料中的溶剂的一部分可能蒸发，但是，一定量的溶剂可以保持在一层金属粉末内。因此，在某些实施例中，生坯体零件可以在一温度下被热固化，该温度适合于蒸发剩余在打印层中的溶剂，并且允许生坯体零件的打印层的高效结合。

在实施例中，可以固化生坯体零件，以允许粘合剂材料中的可聚合单体聚合，以生出可逆粘合剂。例如，如上面论述的，在将粘合剂材料打印到一层金属粉末中之后，可逆粘合剂可以原位聚合。在粘合剂材料的沉积之后，可以固化粘合剂材料中的一种以上的可聚合单体，以聚合一种以上的单体并且形成生坯体零件的打印层。例如，在下一层金属粉末沉积在打印层的顶部之前，打印层可以显露于热量、湿气、光或任何其他适合的固化方法，该固化方法使一种以上的粘合剂材料中的可聚合单体聚合。在某些实施例中，粘合剂材料可以包括自由基引发剂(如，AIBN)，以便于一种以上的可聚合单体的聚合。在一个实施例中，在形成打印层之后，可以立即固化选择性地沉积的一种以上的可聚合单体。在其他实施例中，在已形成所需数目的打印层之后，可以固化一种以上的可聚合单体。多余金属粉末(如，未通过可逆粘合剂结合的金属粉末)可以在固化之后被去除，以准备生坯体，用于打印后处理。在固化之后，生坯体可以经历干燥步骤，以去除剩余在生坯体零件中的任何溶剂和/或其他挥发性材料。例如，生坯体可以在真空、惰性气氛(如，氮或氩)或空气中干燥。

关于适合于在文中描述的实施例中使用的粘合剂材料的附加细节可以在Natarajan等人的、在2016年9月9日提交的名称为“用于粘合剂喷射增材制造技术的可逆粘合剂(Reversible binders for use in binder jetting additive manufacturingtechniques)”的美国专利申请公开号2018/0071820中找到，其全部内容通过引用的方式被结合在这里。另外，可以设想，依据特殊实施例，其他粘合剂材料可以与文中描述的清洁站和/或增材制造设备一起使用。

清洁流体

在各种实施例中，清洁流体与粘合剂材料兼容(如，能够溶解或以其他方式使粘合剂材料能够被擦掉)，并且对于增材制造设备100的部件是安全的(如，不会造成过度维护或清洁的需要)。在一些实施例中，诸如其中粘合剂材料是水基的实施例，清洁流体是水溶性清洁流体。

在各种实施例中，清洁流体包括从0.1wt.％到30wt.％的清洁制剂。例如，清洁流体可以包括从0.1wt.％到30wt.％、从0.1wt.％到20wt.％、从0.5wt.％到10wt.％、从1wt.％到10wt.％或者从1wt.％到5wt.％的清洁剂。在实施例中，清洁剂是有机溶剂。适合于在清洁流体中使用的有机溶剂包括二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)、甲基吡咯烷酮(NMP)、N-N-二甲基乙酰胺(DMAc)、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)、1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2(1H)-嘧啶酮(DMPU)、乙二醇、二乙二醇(diethyl glycol)、二丙二醇二甲醚、二氢左旋葡萄糖苷酮(cyrene)、二甲基异山梨醇、丙二醇，以及它们的混合物。在特殊实施例中，清洁制剂是DMF、NMP、DMSO、二丙二醇二甲醚、二氢左旋葡萄糖苷酮、二甲基异山梨醇、乙二醇或它们的组合。

可以设想，在一些实施例中，清洁流体可以包括一种以上的添加剂，尽管在其他实施例中，清洁流体包括清洁剂和水。由此，在各种实施例中，清洁流体包括从80wt.％到99.9wt.％的水、从90wt.％到99.5wt.％的水、从90wt.％到99wt.％的水或者从95wt.％到99wt.％的水。

各种实施例的清洁流体的粘度使清洁流体能够没有问题地流动通过清洁流体路线。在实施例中，清洁流体的粘度在25℃下小于10cP或小于5cP。例如，清洁流体的粘度可以从0.5cP到5cP、从0.5cP到3cP、从1cP到2cP或者从1cP到1.5cP。

附加地或替代地，各种实施例的清洁流体的沸点大于或等于水的沸点。通过使沸点大于或等于水的沸点，清洁流体可以通过防止粘合剂材料干燥来抵御蒸发并且保持打印头150湿润。在各种实施例中，清洁流体的沸点在1atm下大于或等于100℃，在1atm下大于或等于110℃，在1atm下大于或等于125℃，或者甚至在1atm下大于或等于150℃。

在实施例中，清洁流体被制定成使得清洁流体的密度接近水的密度(如，1g/cm³)。在这种实施例中，可以基于清洁流体的密度变化来检测清洁流体内的污染物，诸如粘合剂材料和其他碎屑，如下文将会更加详细描述的。由此，在各种实施例中，清洁流体的密度从0.900g/cm³到1.400g/cm³、从0.900g/cm³到1.200g/cm³或者从0.900g/cm³到1.100g/cm³。例如，清洁流体的密度可以从0.905g/cm³到1.195g/cm³、从0.910g/cm³到1.175g/cm³、从0.950g/cm³到1.150g/cm³、从0.905g/cm³到1.095g/cm³、从0.910g/cm³到1.075g/cm³或者从0.950g/cm³到1.050g/cm³。

清洁流体可以被加热，诸如通过沿着清洁流体路线定位的加热器，尽管在其他实施例中，清洁流体可以在近似环境温度下施加到打印头150。文中使用的机器内的“环境温度”可以不同于机器外的室温。例如，机器的温度可能升高。在其他实施例中，清洁流体可以在施加到打印头150之前冷却到低于环境温度的温度。例如，清洁流体可以冷却到足以冷却打印头的温度。清洁流体的冷却可以使用冷却装置来达成，或者简单地通过清洁流体通过清洁流体路线的再循环来达成。

如文中描述的，清洁流体可以施加到打印头150，以溶解沉淀剂(如，由粘合剂材料的局部蒸发所导致的)和沉积在打印头150上和打印头150的喷嘴内的其他碎屑。因为清洁流体通过系统再循环，并且还进一步被专门制定成与清洁站110、打印头150和从打印头150喷出的粘合剂材料兼容，所以，在各种实施例中，监测清洁流体，以确定何时应当修复或更换清洁流体。监测清洁流体的状况的示例方法900在图9中描述。在一些实施例中，方法900或相似方法可以用以通过确定清洁流体的效力来检查清洁流体的“健康”。

在图9中描绘的方法中，方法900通过获得清洁流体的物理特性的初始值(框块902)来开始。物理特性例如可以是清洁流体的密度、清洁流体的粘度、雾度测量结果、清洁流体的表面张力、清洁流体的颜色、清洁流体的pH、清洁流体的导率或者清洁流体的荧光。初始值可以通过数个适合方式的任何一种获得，包括通过使用感测器、相机或到控制系统(诸如控制系统1000)中的用户输入。在各种实施例中，初始值可以存储在控制系统1000的存储器中。

接下来，清洁流体通过清洁流体路线循环预定时间量(框块904)。在实施例中，清洁流体通过清洁流体路线的循环包括使用清洁流体来清洁打印头150。预定时间段可以依据特殊实施例而变化。例如，“预定时间”可以是仪器的采样率，这表面上看会产生有效的“持续”监测系统。在其他实施例中，预定时间段可以是1分钟、5分钟、10分钟、30分钟、1小时、2小时等等的时段。在经过预定时间段之后，获得与清洁流体的物理特性对应的后续值(框块906)。后续值可以以与确定初始值所用的相同方法来确定，也可以通过不同方法。例如，当清洁流体引入系统时，用户可以输入初始值，用于清洁流体，但可以使用感测器来获得与物理特性对应的后续值。

接下来，基于初始值以及与清洁流体的物理特性对应的后续值，估计清洁流体中的污染物的量(框块908)。例如，初始值和后续值可以与估计的污染物量一起存储在查找表(LUT)中，查找表存储在控制系统1000的存储器中。替代地，控制系统1000可以施行一个或多个计算，以确定清洁流体中的污染物的量。污染物例如可以包括从打印头150去除的溶解的、混合的和/或悬浮的粘合剂材料，溶解的、混合的和/或悬浮的构建材料(如，金属粉末)等等。文中使用的“污染物”包括但不限于沉积在打印头上的沉淀物。在实施例中，污染物包含聚乙烯醇(PYA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸(PVA)或其衍生物。在实施例中，作为确定估计的污染物量的替代，或者，附加于确定估计的污染物量，估计蒸发的量。例如，初始值和后续值可以与估计的蒸发量一起存储在查找表(LUT)中，查找表存储在控制系统1000的存储器中。基于清洁流体中污染物的量、清洁流体的蒸发的量或者两者，从多个可用维护处理中选定清洁流体维护处理(框块910)。在一些实施例中，可用维护处理可以包括将水(或另一溶剂)添加到清洁流体，利用新鲜的清洁流体更换含有污染物的清洁流体的一部分，利用新鲜的清洁流体更换清洁流体的体积的大部分，或者使含有污染物的清洁流体返回到清洁流体储存器。最后，施行选定的清洁流体维护处理(框块912)。

通过图示的方式，该处理可以包括，使用密度计来自动确定清洁流体的初始密度。然后，在清洁流体已使用约15分钟之后，密度计再次测量清洁流体的密度。各种时间段被认为是适合的，并且可以基于打印周期、清洁周期等等来定制。在一个或多个实施例中，清洁流体的密度可以以每30秒或15分钟之后的频次测量，或者在进一步实施例中，密度可以每30-60秒测量。密度计向控制系统1000传送清洁流体的初始密度和后续密度两者，然后，控制系统1000基于密度变化来估计清洁流体中的污染物的量。当估计的污染物的量在适合范围以内时，清洁流体通过清洁流体路线再循环。当估计的污染物的量适中时，可以将水添加到清洁流体，或者可以通过激活三通阀(上面描述的)将清洁流体的一部分转移到废物储存器，同时将新的清洁流体添加到清洁流体储存器。替代地，当估计的污染物的量高时，将清洁流体的整个体积转移到废物储存器，并且将新鲜的清洁流体添加到清洁流体储存器。

作为另一示例，该处理可以包括，使用相机来检测清洁流体的初始荧光。然后，在清洁流体已使用约一小时之后，相机再次测量清洁流体的荧光。在粘合剂材料包括荧光染料的实施例中，清洁流体的荧光上的增加可以指示清洁流体中存在粘合剂材料。相机向控制系统1000传送清洁流体的初始荧光和后续荧光两者，然后，控制系统1000基于荧光变化来估计清洁流体中的污染物的量。当估计的污染物的量在适合范围内时，清洁流体通过清洁流体路线再循环。当估计的污染物的量适中时，可以将水添加到清洁流体，或者可以通过激活三通阀(上面描述的)将清洁流体的一部分转移到废物储存器，同时将新的清洁流体添加到清洁流体储存器。替代地，当估计的污染物的量高时，将清洁流体的整个体积转移到废物储存器，并且将新鲜的清洁流体添加到清洁流体储存器。

尽管文中参考清洁流体的单一物理特性的测量描述各种实施例，但是，可以设想，在其他实施例中，可以监测多于一个的物理特性，并且用以确定将要施行的清洁流体维护处理。例如，密度和粘度两者均可以用于选定清洁流体维护处理。举例而言，控制系统1000可以选定包括基于清洁流体的密度变化来将水添加到清洁流体的维护处理，但当密度减小太多，指示清洁流体可能变得太稀而不能恰当地起作用时，控制系统1000可以代之选定包括清洁流体的局部更换或者清洁流体的体积的大部分更换的维护处理。在实施例中，清洁流体维护处理的选定可以基于清洁流体的粘度、表面张力或者两者。

控制系统

现在参考图10，图10示意性地描绘用于控制清洁站的部件以及粘合剂和清洁流体路线的控制系统1000。控制系统1000至少通信地联接到打印头、泵808、泵820、主动排口826和水位感测器828。在实施例中，附加地，控制系统1000可以通信地联接到至少一个附加感测器1006，诸如用于监测清洁流体的一个或多个物理特性的感测器，如上面更加详细描述的，致动器602a、602b联接到湿擦构件310和干擦构件312，致动器706联接到海绵支架704或盖帽710。在文中描述的实施例中，控制系统1000包含通信地联接到存储器1004的处理器1002。处理器1002可以包括配置成接收和执行例如存储在存储器1004中的计算机可读可执行指令的任何处理部件，诸如中央处理单元等等。在文中描述的实施例中，控制系统1000的处理器1002配置成向打印头150、泵808、泵820和主动排口826提供控制信号(并且借此致动)。

在实施例中，控制系统1000可以配置成从流体管理系统的一个或多个感测器接收信号，并且基于这些信号，致动打印头150、泵808、泵820、主动排口826或者可以包括在流体管理系统中的其他阀、泵和排口中的一个或多个。在一些实施例中，控制系统1000可以配置成从增材制造设备100中的一个或多个附加感测器接收信号，并且基于这些信号，致动联接到湿擦构件310和干擦构件312的致动器602a、602b以及联接到海绵支架704或盖帽710的致动器706中的一个或多个，以升高和/或降低清洁站110的部件，以供使用。

在各种实施例中，控制系统1000配置成从文中描述的一个或多个部件接收信号以及向该一个或多个部件发送信号。由此，在实施例中，控制系统1000可以实现文中描述的功能的一个或多个，包括但不限于，清洁站的任一个或全部(如，湿擦构件、干擦构件、加盖部段和清洁站容器)部件的移动，文中描述的一个或多个部件的调整，监测文中描述的粘合剂材料和/或清洁流体的状况，监测增材制造设备或其任何部件的性能，各种部件的测量，端口和阀的打开和闭合等等。在实施例中，控制系统1000配置成控制文中描述的增材制造设备的重涂头、打印头和其他部件的运动。

另外，可以设想，尽管控制系统1000在图10中示出为单个计算装置，但是，控制系统1000可以是分布式系统，其包括互连以施行文中的功能的若干计算装置。

在文中描述的实施例中，用于控制增材制造设备100(特别地，清洁站110和流体管理系统)的计算机可读可执行指令存储在控制系统1000的存储器1004中。存储器1004是非暂时性计算机可读存储器。存储器1004可以配置为例如但不限于易失性和/或非易失性存储器，如此可以包括随机存取存储器(包括SRAM、DRAM和/或其他类型的随机存取存储器)、闪存、寄存器、光盘(CD)、数字多功能光盘(DVD)和/或其他类型的存储部件。

文中已描述可以被控制系统1000执行的各种方法。例如，清洁流体的状况的监测以及清洁流体维护处理的选定和实施，湿擦构件、干擦构件以及海绵的致动，以及粘合剂材料从打印头的喷出，每个皆可以通过由处理器1002执行存储在存储器1004中的计算机可读可执行指令来施行。可以设想，替代地，可以通过一个或多个附加计算装置施行这些功能的一个或多个，附加计算装置可以通信地联接到控制系统1000。例如，可以由与控制系统1000分离但通信地联接到控制系统1000的计算装置来施行清洁流体的状况的监测以及清洁流体维护处理的选定和实施。还可以设想，可以通过控制系统1000和/或与之通信地联接的附加计算装置施行附加功能。

例如，在粘合剂材料包括荧光染料的一些实施例中，如上面描述的，控制系统1000(或与之通信地联接的其他计算装置)可以确定打印零件的固化的量(如，通过计算机可读可执行指令的存储和执行)。UV相机、可见或其他检测系统可以用以检测粘合剂的荧光。

在增材制造设备操作期间，可能难以估量沉积到粉末床中的粘合剂的数、几何保真度和固化程度。利用粘合剂浸泡的粉末经常提供对于可靠地光学观察每一层或若干层的生坯体零件偏差的视觉对比度。然而，本实施例通过在粘合剂组合物中包括一种以上的荧光光致变色染料来解决该问题。在分层喷射沉积到粉末中以及任何后续热处理之后，粘合剂粉末表面后续显露于UV或其他电磁辐射将会致使荧光染料发射光。

基于发射光，包括UV相机的控制系统可以用于对每一层的3D打印进行成像。使用控制系统，在指定时间获取的图像可以与期望的喷射的粘合剂的量相比，并且识别空间缺陷，包括粘合剂喷射口打印头失火、不准确的粘合剂量沉积(饱和)以及不足的粘合剂固化。

在一个实施例中，与无溶剂样品相比，控制系统可以确定粘合剂溶剂的存在增加发射光的量子产率。如果粘合剂粉末层中有溶剂，则控制系统可以查明溶剂没有有效去除的位点。因而，不恰当的溶剂去除可以指示不完全固化的区域。替代地，控制系统可以基于发射光来检测低粘合剂的区域。这可以指示打印头堵塞。

在检测到这些缺陷之后，例如，通过检查重涂头和/或打印头的堵塞问题，控制系统使设备的操作员能够对增材制造装置进行故障排除或施行诊断检查。在一个实施例中，缺陷的检测可以触发图案测试，以确定一个或多个打印头喷嘴是否被堵塞。

在用于监测使用荧光粘合剂的增材制造装置的性能的一个实施例中，该方法包含，使包含荧光粘合剂的至少一层显露于电磁辐射。荧光粘合剂包括响应于电磁辐射而发射光的荧光材料。接下来，该方法包括，在显露之后，记录该至少一层的发射光强度，并且通过运用使记录的发射光强度与层中的粘合剂、溶剂或两者的水位随时间变化有关的控制系统来计算该层内的粘合剂、溶剂或两者的水位。当记录的发射光强度偏离期望的发射光强度数值时，或者当粘合剂、溶剂或两者的水平偏离期望水位时，可以在层中确位缺陷。

本发明的进一步方面通过以下条款的主题提供：

1.一种用于增材制造系统的清洁站，其中，清洁站包含：清洁站容器，该清洁站容器包含湿擦清洁器部段和湿擦拭器部段下游的干擦清洁器部段，其中：湿擦清洁器部段包含联接到致动器的湿擦构件，该致动器能够操作成使湿擦构件竖直地升高和降低到清洁站容器中；并且，干擦清洁器部段包含联接到致动器的干擦构件，该致动器能够操作成使干擦构件竖直地升高和降低到清洁站容器中，其中，湿擦清洁器部段和干擦清洁器部段依次布置，使得湿擦构件配置成将清洁流体施加到打印头，并且干擦构件配置成在通过湿擦清洁器部段清洁之后从打印头去除多余的清洁流体。

2.如任何在前条款所述的清洁站，进一步包含加盖部段，加盖部段能够操作成，当打印头空闲时使打印头维持在湿润状态下。

3.如任何在前条款所述的清洁站，其中，加盖部段包含联接到致动器的海绵，该致动器能够操作成使海绵竖直地升高和降低到清洁站容器中。

4.如任何在前条款所述的清洁站，其中，海绵的至少一部分在清洁流体的液位上方延伸。

5.如任何在前条款所述的清洁站，其中，加盖部段联接到致动器，该致动器能够操作成使加盖部段竖直地升高和降低到清洁站容器中。

6.如任何在前条款所述的清洁站，其中，清洁站容器包含多个入口端口和排口，多个入口端口定位在清洁站容器内，以循环清洁站容器内的清洁流体，并且排口定位在清洁站容器内，污染物和清洁流体通过排口离开清洁站容器。

7.如任何在前条款所述的清洁站，其中，清洁站容器与溢流容器流体连通，溢流容器包含第一液位感测器和第二液位感测器，其中，响应于第一液位感测器和第二液位感测器检测到清洁流体，清洁流体从溢流容器泵送出来，直到第一液位感测器和第二液位感测器均未检测到清洁流体为止。

8.一种清洁在增材制造系统中使用的打印头的方法，增材制造系统包含清洁站和构建平台，其中，清洁站包含：粘合剂清除箱以及清洁站容器，清洁站容器包含湿擦清洁器部段和干擦清洁器部段，其中，清洁站容器包含清洁流体，并且其中，该方法包含：使打印头在粘合剂清除箱上经过，以便于经由背压将污染物从打印头排出；将打印头引入湿擦清洁器部段，从而清洁流体通过湿擦构件施加到打印头；以及，将打印头引入干擦清洁器部段，从而清洁流体通过干擦构件被去除，借此清洁打印头。

9.如任何在前条款所述的方法，进一步包含：将打印头引入干擦清洁器部段下游和构建平台上游的附加清除箱。

10.如任何在前条款所述的方法，其中，在完成将污染物从打印头排出之前，干擦构件竖直地升高到清洁流体之外。

11.如任何在前条款所述的方法，其中，当将污染物从打印头排出完成时，湿擦构件竖直地升高到清洁流体之外。

12.如任何在前条款所述的方法，其中，在重涂头在向构建平台的工作表面供给构建材料的方向上操作的同时，多余的粘合剂排出到粘合剂清除箱中。

13.如任何在前条款所述的方法，其中，在重涂头在从构件平台朝向重涂原始位置的方向上行进的同时，施行将打印头引入湿擦清洁器部段和将打印头引入干擦清洁器部段的步骤。

14.如任何在前条款所述的方法，进一步包含，如果清洁流体的液位超过最大液位，则从清洁站容器中去除清洁流体。

15.如任何在前条款所述的方法，进一步包含调整清洁站的一个或多个部件，该调整包含：将湿擦构件的顶边缘和干擦构件的顶边缘中的一个或多个的竖向位置调整到一位置，使得湿擦构件的顶边缘和干擦构件的顶边缘中的一个或多个在竖向上低于高度计的具有第一竖向位置的第一部段，并且在竖向上高于高度计的具有第二竖向位置的第二部段；其中，高度计固定到包含打印头的打印头组件。

16.如任何在前条款所述的方法，进一步包含：在使打印头在粘合剂清除箱上经过之前，将打印头引入干擦清洁器部段和湿擦清洁器部段中的至少一个，以预清洁打印头。

17.如任何在前条款所述的方法，进一步包含：在将污染物从打印头排出之后，将打印头引入清除擦拭构件，从而在将打印头引入湿擦清洁器部段之前，从带有污染物的打印头排出的粘合剂流体从打印头的面部被擦拭。

18.一种用于存储打印头的方法，包含：使用湿擦构件将清洁流体施加到打印头；使用干擦构件从打印头去除清洁流体；以及，将封盖施加到打印头，以在打印头周围生成非固化环境。

19.如任何在前条款所述的方法，其中，施加封盖包含，致动联接到湿海绵的致动器，以使清洁站容器内的湿海绵升高成与打印头接触。

20.如任何在前条款所述的方法，其中，施加封盖包含，使打印头与含有清洁流体的清洁容器接触，以维持打印头与清洁容器之间的湿度水平。

对于本领域技术人员而言，显然，在不偏离要求保护的主题的精神和范围的情况下，可以对文中描述的实施例进行各种修改和变型。因而，本说明书意在涵盖文中描述的各种实施例的修改和变型，假若这些修改和变型落入所附权利要求及其等效物的范围以内的话。

Claims (20)

1.一种用于增材制造系统的清洁站，其特征在于，所述清洁站包含：

清洁站容器，所述清洁站容器包含湿擦清洁器部段和所述湿擦拭器部段下游的干擦清洁器部段，其中：

所述湿擦清洁器部段包含联接到致动器的湿擦构件，所述致动器能够操作成使所述湿擦构件竖直地升高和降低到所述清洁站容器中；并且

所述干擦清洁器部段包含联接到致动器的干擦构件，所述致动器能够操作成使所述干擦构件竖直地升高和降低到所述清洁站容器中，

其中，所述湿擦清洁器部段和所述干擦清洁器部段依次布置，使得所述湿擦构件配置成将清洁流体施加到打印头，并且所述干擦构件配置成在通过所述湿擦清洁器部段进行清洁之后从所述打印头去除多余的清洁流体。

2.根据权利要求1所述的清洁站，其特征在于，进一步包含加盖部段，所述加盖部段能够操作成，当所述打印头空闲时使打印头维持在湿润状态下。

3.根据权利要求2所述的清洁站，其特征在于，其中，所述加盖部段包含联接到致动器的海绵，所述致动器能够操作成使所述海绵竖直地升高和降低到所述清洁站容器中。

4.根据权利要求3所述的清洁站，其特征在于，其中，所述海绵的至少一部分在所述清洁流体的液位上方延伸。

5.根据权利要求2所述的清洁站，其特征在于，其中，所述加盖部段联接到致动器，所述致动器能够操作成使所述加盖部段竖直地升高和降低到所述清洁站容器中。

6.根据权利要求1所述的清洁站，其特征在于，其中，所述清洁站容器包含多个入口端口和排口，所述多个入口端口定位在所述清洁站容器内，以循环所述清洁站容器内的所述清洁流体，并且所述排口定位在所述清洁站容器内，污染物和清洁流体通过所述排口离开所述清洁站容器。

7.根据权利要求1所述的清洁站，其特征在于，其中，所述清洁站容器与溢流容器流体连通，所述溢流容器包含第一液位感测器和第二液位感测器，其中，响应于所述第一液位感测器和所述第二液位感测器检测到所述清洁流体，清洁流体从所述溢流容器泵送出来，直到所述第一液位感测器和所述第二液位感测器均未检测到所述清洁流体为止。

8.一种清洁在增材制造系统中使用的打印头的方法，其特征在于，所述增材制造系统包含清洁站和构建平台，其中，所述清洁站包含粘合剂清除箱以及清洁站容器，所述清洁站容器包含湿擦清洁器部段和干擦清洁器部段，其中，所述清洁站容器包含清洁流体，并且

其中，所述方法包含：

使所述打印头在所述粘合剂清除箱上经过，以便于经由背压将污染物从所述打印头排出；

将所述打印头引入所述湿擦清洁器部段，使得清洁流体通过湿擦构件被施加到所述打印头；以及

将所述打印头引入所述干擦清洁器部段，使得清洁流体通过干擦构件被去除，并且借此清洁所述打印头。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包含：将所述打印头引入所述干擦清洁器部段下游和所述构建平台上游的附加清除箱。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中，在完成将污染物从所述打印头排出之前，所述干擦构件竖直地升高到所述清洁流体之外。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中，当将污染物从所述打印头排出完成时，所述湿擦构件竖直地升高到所述清洁流体之外。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中，在重涂头在向所述构建平台的工作表面供给构建材料的方向上操作的同时，多余的粘合剂被排出到所述粘合剂清除箱中。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中，在重涂头在从所述构建平台朝向重涂原始位置的方向上行进的同时，施行将所述打印头引入所述湿擦清洁器部段和将所述打印头引入所述干擦清洁器部段的步骤。

14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包含，如果清洁流体的液位超过最大液位，则从所述清洁站容器中去除清洁流体。

15.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包含调整所述清洁站的一个或多个部件，所述调整包含：

将所述湿擦构件的顶边缘和所述干擦构件的顶边缘中的一个或多个的竖向位置调整到一位置，使得所述湿擦构件的所述顶边缘和所述干擦构件的所述顶边缘中的所述一个或多个在竖向上低于高度计的具有第一竖向位置的第一部段，并且在竖向上高于所述高度计的具有第二竖向位置的第二部段；其中，所述高度计固定到包含所述打印头的打印头组件。

16.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包含：

在使所述打印头在所述粘合剂清除箱上经过之前，将所述打印头引入所述干擦清洁器部段和所述湿擦清洁器部段中的至少一个，以预清洁所述打印头。

17.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包含：

在将污染物从所述打印头排出之后，将所述打印头引入清除擦拭构件，从而在将所述打印头引入所述湿擦清洁器部段之前，从所述打印头的面部擦拭从带有所述污染物的所述打印头排出的粘合剂流体。

18.一种用于存储打印头的方法，其特征在于，包含：

使用湿擦构件将清洁流体施加到所述打印头；

使用干擦构件从所述打印头去除清洁流体；以及

将封盖施加到所述打印头，以在所述打印头周围生成非固化环境。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，其中，施加所述封盖包含致动联接到湿海绵的致动器，以使清洁站容器内的所述湿海绵升高成与所述打印头接触。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，其中，施加所述封盖包含，使所述打印头与含有所述清洁流体的清洁容器接触，以维持所述打印头与所述清洁容器之间的湿度水平。

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