CN117043500A - 封闭式通气过滤器的增材制造 - Google Patents

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CN117043500A CN202180084971.7A CN202180084971A CN117043500A CN 117043500 A CN117043500 A CN 117043500A CN 202180084971 A CN202180084971 A CN 202180084971A CN 117043500 A CN117043500 A CN 117043500A
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Abstract

一种通气口组件，该通气口组件具有外壳(106)，该外壳限定腔体(202)、第一端(102)和第二端(104)，其中第二端包括联接结构(108)。第一端限定与腔体流体连通的窗口(110)，其中窗口具有窗口周边。通气口组件包括跨越外壳的腔体的通气口介质(206)，其中通气口介质是透气的并且在通气口介质的周边处形成对外壳的水密密封。第一端包括在窗口的窗口周边内的网屏结构(300)，该网屏结构可以包括限定开放区域的重复结构。

Description

封闭式通气过滤器的增材制造
本申请作为PCT国际专利申请于2021年12月17日以唐纳森公司(DonaldsonCompany,Inc.)(一家美国国家公司，所有指定国家的申请人)以及美国公民JefferyT.Widdel、美国公民Jacob L.Sanders、美国公民Aflal Rahmathullah、美国公民AlexandraM.Boyat、美国公民Matthew P.Goertz、美国公民Mikayla A.Yoder、美国公民DavidD.Lauer、美国公民Davis B.Moravec(所有指定国家的申请人和发明人)、以及美国公民Anil Suthar(所有指定国家的发明人)的名义提交，并且要求保护于2020年12月17日提交的美国临时专利申请号63/127,071的优先权，该临时专利申请的内容通过援引整体并入本文。
技术领域
本文的实施例涉及通气口的三维(3D)打印。更具体地，本文的实施例涉及通气口的3D打印和在3d打印过程期间的通气口介质。
背景技术
可以使用注塑成型过程制造保护性通气口部件，以创建可以用作更大通气口组件的特征的部件零件。然后，通过注塑成型生产的保护性通气口部件可以进行进一步处理，比如加入通气口介质，比如可以包括允许气压平衡、同时防止液体和固体污染物通过的防水、防尘和防油膜的那些通气口介质。在注塑成型加工之后，可以将附加的结构添加到通气口部件，比如包括各种粘合剂、密封剂、密封环等。
注塑成型过程在同一过程中产生通气口部件和通气口介质的实用性有限。此外，具有高纵横比结构的细特征细节不容易使用注塑成型过程制造，因为具有脆弱大小和形状的那些细特征细节的放置灵活性较低。
发明内容
在第一方面，可以包括一种具有限定腔体的外壳的通气口组件。外壳可以进一步包括第一端和第二端，其中第二端包括联接结构，其中第一端限定与腔体流体连通的窗口，其中窗口可以具有窗口周边。通气口组件可以进一步包括跨越外壳的腔体的通气口介质，其中通气口介质可以是透气的并且在通气口介质的周边处形成对外壳的水密密封，其中第一端包括在窗口的窗口周边内、可以包括限定开放区域的重复结构的网屏结构。
在第二方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，网屏结构限定：第一排第一开放区域，第一开放区域的至少一部分具有第一尺寸；第二排第二开放区域，第二开放区域的至少一部分具有不同于第一尺寸的第二尺寸；以及第三排第三开放区域，第三开放区域的至少一部分具有不同于第一尺寸和第二尺寸的第三尺寸。
在第三方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，第一尺寸、第二尺寸和第三尺寸可以是开放区域的高度。
在第四方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，网屏结构限定多排重复图案的开放区域，其中开放区域可以成形为矩形、圆形、六边形或三角形。
在第五方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，网屏结构包括可以具有水平分隔物和竖直分隔物的分隔物元素网格。
在第六方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，通气口介质可以是膜，其中膜可以焊接到膜座表面。
在第七方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，通气口介质的孔隙率可以为0.3μm至3μm。
在第八方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，通气口介质和外壳的至少多个部分可以是通过3D打印过程形成的。
在第九方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，一种用于形成通气口组件的方法可以包括使用增材制造过程形成本体子组件，其中本体子组件包括第一端和第二端，其中第二端可以包括联接结构。本体子组件可以进一步包括膜座表面，其中本体子组件限定腔体并且膜座表面围绕腔体。该方法可以进一步包括将膜附接到膜座表面以形成水密密封。
在第十方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，一种用于形成通气口组件的方法可以进一步包括：在附接膜之后，在本体子组件的第一端处使用增材制造过程形成端盖部分以形成通气口组件，其中通气口组件在第一端处限定窗口，其中窗口可以与腔体流体连通。
在第十一方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，一种用于形成通气口组件的方法可以进一步包括：将端盖附接到本体子组件，其中通气口组件在第一端处限定窗口，其中窗口可以与腔体流体连通。
在第十二方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，在用于形成通气口组件的方法中，附接膜包括热焊接、超声波焊接或粘合剂接合。
在第十三方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，一种用于形成通气口组件的方法可以包括使用3D打印过程形成本体子组件。本体子组件可以包括第一端和包括联接结构的第二端，其中本体子组件限定腔体。用于形成通气口组件的方法可以进一步包括使用3D打印过程在本体子组件上形成透气通气口，其中透气通气口跨越腔体。
在第十四方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，形成通气口组件的方法可以进一步包括：在形成透气通气口之后，在本体子组件的第一端处使用3D打印过程形成端盖部分以形成通气口组件，其中通气口组件在第一端处限定窗口，其中窗口可以与腔体流体连通。
在第十五方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，形成通气口组件的方法可以进一步包括：在形成透气通气口之后，在本体子组件的第一端处附接端盖以形成通气口组件，其中通气口组件在第一端处限定窗口，其中窗口可以与腔体流体连通。
在第十六方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，透气通气口的孔隙率可以为0.3μm至3μm。
在第十七方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，透气通气口可以具有第一孔隙率并且本体子组件可以具有第二孔隙率，其中第一孔隙率可以高于第二孔隙率。
在第十八方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，形成通气口组件的方法可以进一步包括：将密封结构附接到通气口组件。
在第十九方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，形成通气口组件的方法可以进一步包括：将通气口组件附接到更大的组件。
在第二十方面，除了前述或以下方面中的一个或多个，或者在对一些方面的替代方案中，通气口组件进一步包括从通气口组件的第一侧朝向第二侧延伸、部分途径膜或透气通气口上方的第一悬垂结构以及从通气口组件的第二侧朝向第一侧延伸的第二悬垂结构，其中，第一悬垂结构和第二悬垂结构限定从通气口组件的外部到膜或透气通气口的流动路径，该流动路径包括形成60度至90度的角度的转弯处。
本发明内容是对本申请的一些教导的总览，并且不旨在是对本主题的排他性或穷尽性的处理。在具体实施方式和所附权利要求中找到进一步的细节。在阅读和理解以下具体实施方式并查看形成具体实施方式的一部分的附图之后，其他方面对于本领域技术人员将是显而易见的，这些方面中的每一方面都不应被认为是具有限制意义的。本文的范围由所附权利要求及其法律等效物来限定。
附图说明
结合以下附图(图)，可以更全面地理解各方面，在附图中：
图1是根据本文的各种实施例的打印通气口的示意性立体图。
图2是根据本文的各种实施例的图1的打印通气口沿线2-2'的剖视图。
图3是根据本文的各种实施例的网屏结构的侧视平面图。
图4是根据本文的各种实施例的流体流动通路的示意图。
图5是根据本文的各种实施例的流体流动通路的示意图。
图6是根据本文的各种实施例的流体流动通路的示意图。
图7是根据本文的各种实施例的流体流动通路的示意图。
虽然实施例易作出不同修改和替代形式，但其详情已经通过举例和附图示出并且将进行详细描述。然而，应理解，本文的范围不限于所描述的特定方面。相反，目的是将涵盖落入本文的精神和范围内的修改、等效物以及替代方案。
具体实施方式
增材制造过程(在本文中也称为三维打印(3D打印))可以是制造保护性通气口部件的有用工具。3D打印过程提供的优势在于打印通气口外壳结构和通气口介质都使用相同的加工方法。重要的是，3D打印过程可以用于在同一制造方法期间将通气口介质沉积在通气口外壳部件上。通气口介质的3D打印提供的优势是需要更少的可用材料，并且需要更少的加工步骤。3D打印方法还可以在打印通常难以使用注塑成型技术实现的复杂几何形状和特征时提供高度的灵活性。特定的复杂几何形状可以包括有用于分散离开或进入通气口的腔体的流体流并防止通气口介质堵塞的细特征细节。
在一个实施例中，通气口组件的通气口本体使用低孔隙率材料使用3D打印来打印，并且具有高孔隙率的膜被密封到通气口本体的密封表面。现在参考图1，根据本文的实施例示出了示例性通气口100的立体图。图2是图1的通气口100沿线2-2'的剖视立体图。通气口100包括具有第一端102和第二端104的通气口外壳106。通气口100包括朝向第一端102联接到通气口外壳106的端盖114，以及朝向第二端的密封件112和联接结构108。通气口外壳106可以在3D打印过程期间由热塑性聚合物形成。在一些实施例中，通气口外壳106可以由热塑性塑料、热固性聚合物、弹性体聚合物及其衍生物、共聚物或各种组合形成。
通气口外壳106被配置成容置通气口介质206，其中通气口介质206通过粘合剂或其他贴附材料联接到安装表面204。通气口外壳106限定腔体202。端盖114朝向第一端102联接到通气口外壳106。端盖114可以与通气口外壳106形成单一部件，或者在其他实施例中该端盖可以是单独的部件。
通气口外壳106在第一端102处限定窗口110，该窗口与腔体202和通气口100的外部流体连通，以在通气口外壳106的外部与安装表面204和/或通气口介质206之间限定第一流体流动通路。窗口110包括窗口周边。通气口外壳106具有位于窗口110与通气口介质206之间的障碍物208。障碍物208在窗口110与通气口介质206之间创建曲折路径，这意味着流入窗口110的流体不能直接冲击通气口介质206。下面将参考图4至图8进一步讨论曲折路径的特征。
设置在通气口外壳106周围的窗口可以提供通气口100的外部与腔体202之间的气体流动通路。窗口110可以包括位于窗口110内的网屏结构300。网屏结构可以使用3D打印过程结合到通气口的本体中，使得窗口和网屏结构具有单一构造。本文的多孔屏障结构可以通过提供物理屏障来为通气口介质206提供保护，该物理屏障防止流体进入通气口100的腔体和定位在其中的通气口介质206周围。在各种实施例中，网屏结构还可以被配置成改变通气口的润湿特性，使得仅允许预定量的流体通过其中。
现在参考图3，根据本文的各种实施例示出了网屏结构300的示意图。网屏结构300包括多个水平条302和竖直条304以形成网格状结构。水平条302以跨越窗口110的左侧310和右侧312的水平方式设置。竖直条304以跨越窗口110的顶部306和底部308的竖直方式设置。在图3的实施例中，多个水平条302沿梯度314设置，使得靠近窗口110的底部308的水平条302的密度高于靠近窗口110的顶部306的水平条302的密度。如本文所述，网屏结构300的配置可以充当屏障以分散离开或进入通气口的腔体的流体流，并且因此可以防止窗口110的堵塞。
将理解，本文设想了网屏结构300的其他配置。网屏结构300可以包括由图案化的网格或网眼限定的多个孔口。在一些实施例中，图案化的网格或网眼可以包括具有高纵横比特征的那些，使得具有细结构细节，如本文别处所述。合并到网屏结构300中的网格或网眼的图案可以包括许多配置，其中多孔部分可以呈现许多形状，包括但不限于圆形、球形、矩形、正方形、三角形、六边形、五边形、菱形等。在一些实施例中，孔口可以在长度(从窗口的左侧到右侧)或高度(从窗口的顶部到底部)上均匀分布。
在各种实施例中，孔口可以在窗口的长度或高度上在一个或多个方向上沿梯度分布。在其他实施例中，孔口可以具有一致的形状和大小，而在其他实施例中，孔口可以具有不一致的形状和大小。网格或网眼的图案也可以在其中结合美学或实用设计，包括但不限于营销标志、产品标识号、图像等。
通气口外壳106可以限定曲折的流动路径，该流动路径限定流体流动通道，流入窗口110的流体不能通过该流体流动通道直接冲击通气口介质206。图4至图8包括由如本文所述的通气口外壳限定的曲折路径的各种实施例。现在参考图4，根据本文的各种实施例示出了包括曲折流动路径的通气口的示意表示。由通气口外壳106限定的曲折流动路径402可以包括从通气口外壳的第一侧404朝向通气口外壳的第二侧406延伸的第一悬垂结构408。曲折流动路径402还由从通气口外壳的第二侧406朝向第一侧404延伸的第二悬垂结构410限定。第一悬垂结构408和第二悬垂结构410一起限定从通气口外壳的外部到腔体202内的膜或透气通气口的曲折流动路径402，其中流动路径包括形成60度至90度的角度的转弯处。将理解，流动路径还可以包括形成0度至60度的角度的转弯处。曲折流动路径可以防止流体进入腔体202并遇到设置在其中的通气口介质的表面。
现在参考图5，根据本文的各种实施例示出了如图4所述的包括曲折流动路径的通气口的示意表示，该曲折流动路径进一步包括各种表面修改。曲折流动路径402可以进一步包括一个或多个压力释放结构502，该一个或多个压力释放结构被包括在与通气口介质206相对的表面上，以在腔体外部的相反通气口介质侧504上建立大量压力的情况下提供释放点。压力释放结构502可以包括成形为销、锥体、矩形、三角形等的那些。压力释放结构502被配置成使得当压力释放结构接触通气口介质206时，接触力导致通气口介质206刺穿并由此释放在通气口介质侧504上累积的任何压力。
将理解，曲折流动路径的悬垂结构和其他表面部分可以涂有各种处理以排斥流体进入曲折流动路径。现在参考图6，根据本文的各种实施例示出了包括曲折流动路径402的通气口的示意表示。第二悬垂结构410包括处理材料602，该处理材料围绕第二悬垂结构410的端部设置，使得该处理材料覆盖第二悬垂结构410的外部部分。处理材料602可以包括可以排斥感兴趣的流体进入腔体202的任何材料，包括但不限于包括疏水材料、疏油材料等在内的处理材料。现在参考图7，根据本文的各种实施例示出了包括曲折流动路径402的通气口的示意表示。第一悬垂结构408包括设置在其上、在曲折流动路径内的表面上的处理材料602。
处理材料可以包括疏油处理，使得微孔膜排斥油。疏油处理还可以促进与微孔膜接触的液体(比如水性尿素)滚落。如此，疏油处理可以增加通气口寿命并减少微孔膜中可能由液体与微孔膜接触而引起的孔堵塞。
本文描述的其他通气口组件(包括关于图1至图2描述的通气口组件)的部分也可以在不同位置处包括处理材料。本文描述的其他通气口组件(包括关于图1至图2描述的通气口组件)的部分也可以包括压力释放结构。
3D打印过程
本文描述的3D结构可以使用增材制造过程(本文称为三维(3D)打印)形成。如本文所用，术语“三维打印”(“3D打印”)和“增材制造”应可互换使用。使用3D打印产生的3D结构可以包括独特且细的结构细节，包括具有高纵横比的那些。合并到本文所述的3D结构中的细特征可以包括但不限于柱状物、翅片、相交翅片、具有不同孔径大小的不同分布的蜂窝状孔结构、具有一致孔径大小的一致分布的蜂窝状孔结构、细支柱、细网状结构、遍及材料的梯度孔结构、螺纹、脊、开放腔体、中心孔口等。在各种实施例中，3D结构可以被3D打印成或包括高度多孔的部分。在其他实施例中，3D打印过程可以混合各种材料来产生3D结构。
在一个实施例中，整个通气口本体使用低孔隙率材料使用3D打印来打印，并且具有高孔隙率的膜被密封到通气口本体。
将理解，虽然在3D打印过程期间可以由单一构造形成通气口外壳，但可能需要采取各种附加步骤来包括不是由用于制造通气口外壳的相同3D打印过程产生的特征。举例来说，在3D打印过程之后，可以将各种结构添加到通气口外壳，包括比如添加密封件、通气口帽、通气口介质等部件。
梯度结构
增材制造方法提供的精确控制以及在每个位置改变添加到结构的材料的能力使3D结构能够具有大小梯度，比如重复结构的高度梯度、重复结构的宽度梯度、重复结构的厚度梯度、重复结构的间距梯度、以及重复结构的形状梯度。也可以在结构的任何维度上形成打印结构内的材料成分的梯度。
可变间距和梯度尺寸的具体选择可以基于流动建模以优化压降和加载。
打印材料的多孔性
本文所述的打印通气口结构的打印材料可以是多孔的，以允许流体流过该结构。这种多孔性可以在打印过程期间通过限定穿插固体材料部分的许多和频繁的开放空间来实现。图13中示出了限定许多四个开放区域的打印通气口结构的示例。这些开放区域允许流体流过该结构。
在一些实施例中，打印通气口结构的开放区域可以大于或等于50％、52％、55％、58％、60％、62％、65％、68％或70％。在一些实施例中，开放区域可以小于或等于85％、83％、81％、79％、78％、76％、74％、72％或70％。在一些实施例中，开放区域可以落入50％至85％、或52％至83％、或55％至81％、或58％至79％、或60％至78％、或62％至76％、或65％至74％、或68％至72％的范围内，或者可以为约70％。
可以通过拍摄打印通气口的照片并计算开放像素与总像素来执行对开放区域百分比的分析。可以在打印通气口的外周边上进行分析。替代性地，如果打印通气口限定中心孔口，则可以基于中心孔口408或808与打印通气口的外周边之间的区域来分析对开放区域百分比的分析。
另一种也可以实现多孔性的方式是为结构选择本身是多孔的或者在打印后可以修改为多孔的材料。一些3D打印材料包含与材料的其余部分不同类型的热塑性材料颗粒，比如球体。这些颗粒可以在打印之后部分固化并从结构中溶解出来。另一种选项是有选择地烘烤或蚀刻掉结构的材料中包括的颗粒。这些过程会在打印的材料内产生空隙空间，从而增加材料的多孔性。
出于本披露内容的目的，术语“孔径大小”是指由打印结构内的材料形成的空间。可以通过查看介质的电子照片来估计介质的孔隙大小。还可以使用从纽约州伊萨卡的多孔材料公司(Porous Materials Inc.)可获得的具有型号APP 1200AEXSC的毛细流量气孔计来计算介质的平均孔隙大小。
在用于气体分离的过滤组件的背景下，在一些实施例中，打印的材料的平均孔径大小可以大于或等于0.3纳米、0.6纳米、0.9纳米、1.2纳米或1.5纳米。在一些实施例中，平均孔径大小可以小于或等于3.0纳米、2.6纳米、2.2纳米、1.9纳米或1.5纳米。在一些实施例中，平均孔径大小可以落在0.3纳米至3.0纳米、或0.6纳米至2.6纳米、或0.9纳米至2.2纳米、或1.2纳米至1.9纳米的范围内，或者可以为约1.5纳米。
在保持现有介质的渗透性是优先事项的其他过滤背景(比如ePTFE)下，在一些实施例中，平均孔径大小可以大于或等于0.1微米、0.2微米、0.4微米、0.5微米、0.7微米、0.8微米、0.9微米、1.1微米、1.2微米、1.4微米或1.5微米。在一些实施例中，平均孔径大小可以小于或等于3.0微米、2.8微米、2.7微米、2.6微米、2.4微米、2.2微米、2.1微米、2.0微米、1.8微米、1.6微米或1.5微米。在一些实施例中，平均孔径大小可以落在0.1微米至3.0微米、或0.2微米至2.8微米、或0.4微米至2.7微米、或0.5微米至2.6微米、或0.7微米至2.4微米、或0.8微米至2.2微米、或0.9微米至2.1微米、或1.1微米至2.0微米、或1.2微米至1.8微米、或1.4微米至1.6微米的范围内，或者可以为约1.5微米。
在保持现有介质的渗透性是优先事项的其他过滤背景(比如半导体领域)下，在一些实施例中，平均孔径大小可以大于或等于0.01微米、0.02微米、0.03微米、0.04微米、或0.05微米，或者可以是落在上述任何项之间的范围内的量。
在使用非织造复合材料的过滤组件的背景下，在一些实施例中，打印的材料的平均孔径大小可以大于或等于15微米、17微米、18微米或20微米。在一些实施例中，平均孔径大小可以小于或等于25微米、23微米、22微米或20微米。在一些实施例中，平均孔径大小可以落在15微米至25微米、或17微米至23微米、或18微米至22微米的范围内，或者可以为约20微米。
在使压降最小化很重要的过滤介质的背景下，打印的材料的平均孔径大小，在一些实施例中，平均孔径大小可以大于或等于0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1.0mm。在一些实施例中，平均孔径大小可以小于或等于2.0mm、1.8mm、1.6mm、1.4mm、1.2mm或1.0mm。在一些实施例中，平均孔径大小可以落在0.5mm至2.0mm、或0.6mm至1.8mm、或0.7mm至1.6mm、或0.8mm至1.4mm、或0.9mm至1.2mm的范围内，或者可以为约1.0mm。
出于本披露内容的目的，术语“孔径大小”是指由打印结构内的材料形成的空间。可以通过查看介质的电子照片来估计介质的孔隙大小。还可以使用从纽约州伊萨卡的多孔材料公司(Porous Materials Inc.)可获得的具有型号APP 1200AEXSC的毛细流量气孔计来计算介质的平均孔隙大小。
通气口介质
适用于本文所述的通气口的通气口介质可以包括适用于流体过滤的那些。通气口介质可以由各种不同的材料和材料的组合构造而成。在各种实施例中，本文的通气口介质结合透气通气口介质，比如膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)或其他类型的透气通气口介质。通气口介质可以是包括透气通气口介质的层压件或复合物，诸如被层压到织造或非织造支撑层上的ePTFE。在一些实施例中，通气口介质是织造织物或非织造织物。通气口介质可以由疏水材料构造而成，或者通气口介质可以被处理成表现出疏水特性。在一个示例中，通气口介质是疏水的织造或非织造织物。
在各种实施例中，本文的通气口介质可以使用增材制造过程打印以将通气口介质直接结合到打印的通气口中。将理解，在一些实施例中，在增材制造过程之后可能需要附加的步骤，借此通过提供附加的粘合剂或执行附加的焊接过程将通气口介质进一步固定到通气口外壳。
化学品、添加剂或颗粒的合并
出于多种目的，可以将颗粒或添加剂添加到通气口中，包括用于排斥流体，包括特定流体。可以在制造过程期间或之后添加化学处理物，以提供附加的好处，包括改变材料表面的接触角和减小灰尘粘附力。
各种添加剂可以包括但不限于：包括催化剂在内的纳米颗粒；吸收材料，比如碳、金属有机框架(MOF)和硅胶；化学传感指示剂，比如pH指示剂和告知通气口故障的指示剂。
应注意，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式“一个(a)”、“一种(an)”以及“该(the)”包括复数个提及的对象。还应注意，除非上下文另外清楚地指示，否则术语“或”通常使用的意义包括“和/或”。
还应注意，如在本说明书和所附权利要求书中所使用，短语“被配置成”描述了被构造或配置成用于执行特定任务或采用特定配置的系统、装置或其他结构。短语“被配置成”可以与其他类似的短语互换使用，如被布置和配置成、被构造和布置成、被构造成、被制造和布置成等。
本说明书中所有的出版物和专利申请都表明了本发明所属领域的普通技术人员的水平。所有出版物和专利申请都通过援引并入本文，援引的程度就如同专门和单独地通过援引来指示每个单独出版物或专利申请一样。
如本文所使用的，端点对数值范围的提及应包括在该范围内包括的所有数值(例如，2至8包括2.1、2.8、5.3、7等)。
本文所使用的标题被提供用于与37CFR 1.77下的推荐一致，或以其他方式提供组织线索。这些标题不应被视为限制或表征本披露内容可能公布的任何权利要求中陈述的(多项)发明。作为示例，尽管标题指的是“技术领域”，但此类权利要求不应受在此标题下选择以描述所谓技术领域的语言的限制。此外，对“背景技术”中的技术的描述并不承认该技术是本披露内容中的任何(多项)发明的现有技术。“发明内容”也不应被视为表征已公布的权利要求中阐述的(多项)发明。
本文描述的实施例不旨在是穷尽的或将本发明限制为在随后的具体实施方式中披露的确切形式。相反，对实施例进行选择和描述以便本领域其他技术人员可以了解和理解原理和实践。如此，各方面已经参照各种特定的和优选的实施例和技术进行描述。然而，应理解，在保持在本文的精神和范围内的同时可以作出许多变化和修改。

Claims (20)

1.一种通气口组件，包括：
外壳，所述外壳限定腔体、第一端和第二端，其中，所述第二端包括联接结构，其中，所述第一端限定与所述腔体流体连通的窗口，其中所述窗口具有窗口周边；
通气口介质，所述通气口介质跨越所述外壳的所述腔体，其中，所述通气口介质是透气的并且在所述通气口介质的周边处形成对所述外壳的水密密封；
其中，所述第一端包括在所述窗口的所述窗口周边内的网屏结构，所述网屏结构包括限定开放区域的重复结构。
2.如权利要求1和3至8中任一项所述的通气口组件，其中，所述网屏结构限定：
第一排第一开放区域，所述第一开放区域的至少一部分具有第一尺寸；
第二排第二开放区域，所述第二开放区域的至少一部分具有不同于所述第一尺寸的第二尺寸；以及
第三排第三开放区域，所述第三开放区域的至少一部分具有不同于所述第一尺寸和所述第二尺寸的第三尺寸。
3.如权利要求1至2和4至8中任一项所述的通气口组件，其中，所述第一尺寸、所述第二尺寸和所述第三尺寸是相应开放区域的高度。
4.如权利要求1至3和5至8中任一项所述的通气口组件，其中，所述网屏结构限定多排重复图案的开放区域，其中，所述开放区域被成形为矩形、圆形、六边形或三角形。
5.如权利要求1至4和6至8中任一项所述的通气口组件，其中，所述网屏结构包括具有水平分隔物和竖直分隔物的分隔物元素网格。
6.如权利要求1至5和7至8中任一项所述的通气口组件，其中，所述通气口介质为膜，其中，所述膜焊接到膜座表面。
7.如权利要求1至6和8中任一项所述的通气口组件，其中，所述通气口介质的孔隙率为0.3μm至3μm。
8.如权利要求1至7中任一项所述的通气口组件，其中，所述通气口介质和所述外壳的至少多个部分是通过3D打印过程形成的。
9.一种用于形成通气口组件、优选地根据权利要求1至8所述的通气口组件的方法，所述方法包括：
使用增材制造过程形成本体子组件，其中，所述本体子组件包括第一端、包括联接结构的第二端、以及膜座表面，其中，所述本体子组件限定腔体并且所述膜座表面包围所述腔体；以及
将膜附接到所述膜座表面以形成水密密封。
10.如权利要求9和11至12中任一项所述的方法，进一步包括：
在附接所述膜之后，在所述本体子组件的所述第一端处使用所述增材制造过程形成端盖部分以形成所述通气口组件，其中，所述通气口组件在所述第一端处限定窗口，其中，所述窗口与所述腔体流体连通。
11.如权利要求9至10和12中任一项所述的方法，进一步包括：
将端盖附接到所述本体子组件，其中，所述通气口组件在所述第一端处限定窗口，其中，所述窗口与所述腔体流体连通。
12.如权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，附接所述膜包括热焊接、超声波焊接或粘合剂接合。
13.一种用于形成通气口组件、优选地根据权利要求1至12所述的通气口组件的方法，所述方法包括：
使用3D打印过程形成本体子组件，其中，所述本体子组件包括第一端、包括联接结构的第二端，其中，所述本体子组件限定腔体；以及
使用所述3D打印过程在所述本体子组件上形成透气通气口，其中，所述透气通气口跨越所述腔体。
14.如权利要求13和15至17中任一项所述的方法，进一步包括：
在形成所述透气通气口之后，在所述本体子组件的所述第一端处使用所述3D打印过程形成端盖部分以形成所述通气口组件，其中，所述通气口组件在所述第一端处限定窗口，其中，所述窗口与所述腔体流体连通。
15.如权利要求13至14和16至17中任一项所述的方法，进一步包括：
在形成所述透气通气口之后，在所述本体子组件的所述第一端处附接端盖以形成所述通气口组件，其中，所述通气口组件在所述第一端处限定窗口，其中，所述窗口与所述腔体流体连通。
16.如权利要求13至15和17中任一项所述的方法，其中，所述透气通气口的孔隙率为0.3μm至3μm。
17.如权利要求13至16和18至20中任一项所述的方法，其中，所述透气通气口具有第一孔隙率并且所述本体子组件具有第二孔隙率，其中，所述第一孔隙率高于所述第二孔隙率。
18.如权利要求9至17和19至20中任一项所述的方法，进一步包括将密封结构附接到所述通气口组件。
19.如权利要求9至18和20中任一项所述的方法，进一步包括将所述通气口组件附接到更大的组件。
20.如权利要求9至19中任一项所述的方法，其中，所述通气口组件进一步包括：
第一悬垂结构，所述第一悬垂结构从所述通气口组件的第一侧朝向第二侧延伸，部分途径所述膜或透气通气口上方；以及
第二悬垂结构，所述第二悬垂结构从所述通气口组件的所述第二侧朝向所述第一侧延伸；
其中，所述第一悬垂结构和所述第二悬垂结构限定从所述通气口组件的外部到所述膜或透气通气口的流动路径，其中，所述流动路径包括形成60度至90度的角度的转弯处。
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