CN1386089A - 丝料盒及装载系统 - Google Patents

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Abstract

在此公开的是一种用于向三维模型喷压成型机(40,180)进给丝料的丝料盒(44,184)与丝料盒接受器(46,190)。丝料盒(44,184)包括一个缠绕细丝(14,188)的旋转卷盘(54,186)和细丝可由其中穿过丝料盒(44,184)的出口(72,238)。丝料盒接受器(46,190)用于接受丝料盒(44,184),安装在模型成型机(40,180)的装填舱(42,182)中。丝料盒接受器(46,190)包括一个用于接受来自丝料盒(44,184)的细丝的管道(140,274)和用于将细丝通过管道(140,274)进给的驱动装置(116,278,279,280,282)。本发明为在成型机(40,180)上装载和卸载丝料(14,188)提供了一种方便的方式,并在实施中可防止细丝受到潮湿环境的感染。

Description

丝料盒及装载系统

技术领域

本发明涉及三维结构在基体上的喷丝分层制造技术;更具体地说,涉及在一个相应的基体上喷压可固化的流动态成型材料而形成三维结构的制造技术,其中所述成型材料以细丝的形态供给。

背景技术

三维模型被广泛用于艺术评价、数学CAD模型验证、坚硬工具制造、相互干扰与空间分配研究、以及功能测试等方面。基体上的分层喷丝成型机可依据计算机辅助设计(CAD)系统提供的设计数据、通过喷丝头以预定模式喷压出可固化的成型材料而形成三维结构。液态或固态的成型材料原料被提供给喷丝头。一种技术是以细丝丝束的形式供给成型材料,通过液化器使固态的成型材料原料达到可流动温度,从而可在基体上沉积。

在Valavaara的美国专利4,749,347号、Crump的美国专利5,121,329和5,340,433号、Crump等人的美国专利5,503,785号、Danforth等人的美国专利5,900,207号、Batchelder等人的美国专利5,764,521号、Dahlin等人的美国专利6,022,207号、Stuffle等人的美国专利6,067,480号和Batchelder等人的美国专利6,085,957号中,都给出了在基体上喷丝以形成三维结构的装置和方法示例;上述所有专利均转让Stratasys公司,该公司也是本发明的受让人。

在采用细丝供给的模型构建机器中,成型材料以缠在供料轴盘上的柔性细丝形式供给,如美国专利5,121,329号所述。适当固化在前一层上和可作为柔性细丝进行供给的可固化材料被用作成型材料。包括液化器和给料喷嘴的喷丝头接受供给的细丝、在液化器中使其液化为液态、并将液化的成型材料通过喷嘴喷压到一个被包含在建造空间内的基体上。在由CAD模型确定的区域内,成型材料是被分层压出的。喷压出的成型材料液化在以前沉积的材料上并固化形成与CAD模型相似的三维结构。在采用温度降低时可热固化的成型材料制造模型中,所述建造空间最好是一个适当的腔室,它可被加热到高于成型材料沉积时固化温度的温度,然后被逐渐冷却以释放材料应力。如美国专利5,866,058号所述,这种方法可使模型在建造过程中退火,从而可消除模型内应力和几乎不会产生任何变形。

在分层沉积可固化材料以建造三维结构时,支撑层或支撑结构被建造在欲成型结构的空腔或突出的悬垂部分的下面,这些部分不能被成型材料本身所支撑。例如,如果被建造的是一个地下岩洞的内部模型,而岩洞的原型是由底向上进行建造的,那么就需要有一个钟乳石状的支撑物进行临时性支撑,直至最上部的“天花板”完工。支撑结构可用与模型材料沉积成型同样的沉积技术和设备建造。建造设备在适当软件的控制下可形成额外的、能对欲成型模型的空腔或突出的悬垂部分提供支撑的几何结构。支撑材料可通过模型成型设备中的不同喷丝头进行喷射、沉积,或者就用喷射成型材料的喷丝头本身来进行建造。对支撑材料应进行选择,即它在模型建造的过程中应能很好地附着在模型成型材料上,而在模型成型后又便于从构建的模型上取下来。现已知多种模型成型材料与其支撑材料的搭配组合,如在美国专利5,503,785号中所介绍的。

现有技术的Stratasys FDM三维模型成型机采用了上述专利中所公开的细丝供给装置:在一个卷盘上卷缠着模型成型材料的细丝,将该卷盘安装到一个转轴上,从而可实现将成型材料细丝供给成型机的材料供给过程。所述细丝由热塑塑料或蜡性材料制成。用户手动供给原料细丝:将细丝由卷盘上拉出,使被拉直的细丝通过由摩擦力较小的材料所制成的导管,直至将细丝供给到喷丝头所包括的一对马达驱动的供料滚轮。供料滚轮使细丝继续前进,进入喷丝头所包括的液化器。在液化器内,细丝被加热到熔化和可进行流动的温度。随着供料滚轮不断推动原料细丝进入喷丝头,被推进细丝的作用力使可流动的成型材料由喷嘴喷出并沉积在一个基体上,所述基体可拆卸地安装在工件台上。由喷嘴喷射出来的材料流量是细丝向喷丝头的给进速率和喷嘴口径尺寸的函数。控制器控制喷丝头在水平的X-Y平面内的运动,同时控制着工件台在垂直的Z方向的运动,还控制着供料滚轮使细丝向喷丝头的进给速率。通过同步控制这些过程参数,可使成型材料以预期的流量“串珠式”分层沉积在CAD模型所规定的区域。喷射的成型材料在冷却时固化,从而形成三维的固体结构。

Stratasys FDM三维模型成型机使用的细丝为ABS热塑塑料等潮湿敏感型材料。为使机器能够正常工作和建造精确的和坚固的模型,必须使成型材料处于干燥的环境中。因此,用于该机器中的细丝卷盘在运输中需要与干燥剂包一同放在潮湿的包装之内。在被装入成型机前,各细丝卷盘需要一直放在上述包装之中。同时要使用于安装卷盘的转轴位于一个“干燥箱”-即机器中一个保持低潮湿度的区域之内。用户需要将带有干燥剂包的细丝卷盘放进这一“干燥箱”,然后将干燥剂取走。在通过手动将细丝进给到给料滚轮之后,用户关上“干燥箱”的门,然后可以使机器开始建造模型的工作。为从机器中取下细丝卷盘,用户要通过手动将细丝绕回卷盘。美国专利6,022,207号中公开了采用现有技术将卷盘装进三维模型成型机“干燥箱”中的说明。

现在常见的通过手动向喷丝头进给细丝是一项烦琐乏味的工作。此外,在实际工作中,用户经常忘掉用新的干燥剂取代旧的干燥剂而将旧的干燥剂遗落在“干燥箱”中,这将使“干燥箱”内的湿度超过可以接受的水平。同时,“干燥箱”的箱门在开与关的过程中可能使潮湿空气进入密封区域。细丝没有完全用完的卷盘由机器中取出时曝露在潮湿的环境中,也可能使其受到感染。因潮湿带来的这些问题可能在用户调配成型材料的类型和颜色时造成浪费。此外,Stratasys FDM三维模型成型机希望采用的成型材料对潮湿是相当敏感和脆弱的,在几分钟的时间内就可受到污染。对有些材料来说,在打开“干燥箱”箱门以装进或取出细丝卷盘的时间内进入干燥箱的潮湿程度就是不可接受的,这就缩小了这种机器选用成型材料的余地。

因此,希望能提供一种为三维模型成型机进给丝料的装置和方法,所述装置和方法可简化装载和卸载操作、减少湿气进入机器的可能性。此外,还希望能便于由机器中取出未用丝料、进行储存和以后的再次使用。

发明内容

本发明设计用于向三维模型成型机供给成型材料细丝的丝料盒及丝料装载装置。丝料盒具有一个容纳可旋转的细丝卷盘的腔室、由所述腔室引导细丝到达出口的细丝通道、和使细丝由所述卷盘通过所述细丝通道到达所述出口的细丝进给装置。在第一实施例中,所述进给装置包括一个可接受来自外部驱动轮旋转力的滚轮;在第二实施例中,所述进给装置包括用户手动操作的滚轮。所述丝料盒具有气密性,以防止潮湿敏感性细丝材料受到环境的感染。

模型成型机中的丝料盒接受器包括一个管道和驱动装置。所述管道接受来自丝料盒出口的细丝并将其沿细丝通道引导到成型机。所述驱动装置响应控制器的控制信号使细丝通过所述管道进行进给。通过控制驱动装置可使丝料盒由机器上卸载,即通过管道将细丝回绕到丝料盒中。在最佳实施例中,锁键结构可使丝料盒装载进机器的装填舱或由装填舱卸载,既可将丝料盒装进又可将其取出。在一个模型成型机中可应用一个或多个丝料装载装置,每个装载装置用于接受一个丝料盒。

附图说明

图1为现有技术基体喷压三维模型成型机所用的细丝材料进给装置的简要透视图。

图2表明丝料盒第一实施例正在被装进三维模型成型机第一实施例之中。

图3为丝料盒第一实施例的部件分解图。

图4为图3所示丝料盒的底壳和卷盘的分解图。

图5为图3所示丝料盒的部分分解视图,表明处在细丝通道中的细丝材料和已安装的电路板。

图5A为部分细节视图,表明安装在丝料盒第一实施例上的电路板的另一种结构形式。

图6为丝料盒第一实施例的透视图,表明丝料盒的底面、侧面和尾部结构。

图7为丝料盒第一实施例的正视图。

图8为本发明丝料盒接受器第一实施例的俯视平面图。

图9为丝料盒接受器第一实施例的正视图。

图10为部分细节透视图,表明图8中作为丝料盒接受器一部分的细丝进给结构。

图11A为一个丝料盒装入图8所示丝料盒接受器的俯视平面图,表明处于闲置位的细丝进给装置。

图11B为丝料盒装入图8所示丝料盒接受器的俯视平面图,表明处于传动位的细丝进给装置。

图12为图11B细丝进给装置与丝料盒第一实施例相互配合的细节透视图。

图13为三维模型成型机第二实施例的细丝装载装置的透视图。

图14为丝料盒第二实施例的透视图。

图15为丝料盒第二实施例的分解视图(导向模块未画出)。

图16为丝料盒第二实施例筒体的透视图。

图17为操作门开启时图14导向模块的透视图。

图18为图13所示丝料盒接受器的分解视图。

图19为图13所示细丝装载装置沿19-19线的剖视图。

具体实施方式

如图1所示,在喷丝式三维模型成型机中,一般用细丝进给器10向喷丝头20供给细丝原料。卷盘12固定在一个转轴16上,其上卷缠着细丝14。细丝14由建造三维模型(或建造三维模型的支撑结构)所需的成型材料制成。细丝的直径较小,一般为0.070英寸左右。

细丝14通过导管18进行给料,导管18由摩擦系数较小的材料制作并最好带有用Teflontm等材料制成的防潮层。导管18将细丝14导向喷丝头20。固定在喷丝头20上的一对给料滚轮22接受所供给的细丝14并将其送至喷丝头20所附带的液化器26。如图所示,给料滚轮22的外缘用橡胶材料裹包,因此细丝14可被抓夹在它们之间。从图中可见,在这两个给料滚轮22中,有一个滚轮是驱动轮,由控制器25控制下的马达24对其进行驱动;另一个为惰轮。对液化器26进行加热以使细丝14液化。液化器26的终端为具有喷丝孔30的喷嘴28,用于喷压被液化的成型材料。给料滚轮22使细丝14进入液化器26并使液化器26受到一种“泵压”作用,细丝本身可起到活塞作用,从而可建立起一个液化器泵。这种泵压可使液化的成型材料以一定的体积流率喷出喷丝孔30。体积流率为喷丝孔30的尺寸和给料滚轮22转速的函数。通过控制马达24,可有效控制细丝14的进料速度并进而控制液化成型材料的喷射速率。

喷丝头20可被X-Y传送器34在X-Y水平面内进行驱动,所述传送器34依据CAD模型的设计数据由控制器25接受驱动信号。当喷丝头20在X-Y平面上运动时,液化的成型材料受控由喷丝头30分层喷压在平面形基体32上(图1仅作部分表示)。在每一层喷压都完成后,基体32被Z轴传送器36沿Z轴降低预定的尺寸,Z轴传送器也由控制器25接受驱动信号。喷丝材料通过熔化和固化可形成与CAD模型类似的三维结构。支撑材料也可配合成型材料的喷压过程以类似方式进行喷压,以构建所述三维结构的支撑层或支撑结构。

熟悉本领域技术的人会理解到,可以有各种不同的成型机械和成型工艺。例如,可利用喷丝头20和基体32之间的任何三轴空间内的相对运动来构建三维结构。给料滚轮和马达也可以有多种形式。例如在公开的美国专利5,121,329号中就介绍了不同的滚轮结构,叙述了两个滚轮都可被驱动(例如用同步皮带使其相互联结)、可增加另外的滚轮、或滚轮间用弹簧偏置而不使用橡胶覆盖层以保证与细丝的接触摩擦力等。可采用能以控制速率驱动给料滚轮的任何形式的马达,如伺服马达或步进马达等。同样,也可采用各种不同的喷丝头配置来接受和喷压来自各进料装置的不同类型和不同颜色的细丝材料。例如,喷丝头可带两套给料滚轮,每套滚轮由其马达驱动,用于供给来自两个卷盘的两种不同的细丝材料,如在美国专利5,121,329号、5,503,785号和6,004,124好所公开的那样。

实施例1

在本发明中,缠有细丝卷的卷盘被置于丝料盒中。图2表明模型成型机40的一个实施例,所述模型机具有两个用于接受丝料盒第一实施例44的纵向分层配置的装料舱42。如图所示,一个丝料盒44已被装进位置较低的装料舱,第二个丝料盒44正在被装进上边的装料舱42。每个丝料盒中都包含一个缠有细丝料的卷盘。最好用一个丝料盒44供给模型成型材料的细丝,而用另一个丝料盒44供给支撑材料的细丝。模型成型机40具有两个如图1所示的液化器26,每个液化器用于接受来自一个丝料盒的细丝。

如以下将要详细描述的,每个装料舱42包含一个丝料盒接受器46,它可同丝料盒44配合并可将细丝14由丝料盒44供给细丝供料器10的导管18之中。用户可通过以下步骤将丝料盒44装入模型成型机40之中:握住丝料盒使其处于直立状态,将丝料盒44的导入端48同某一装料舱42对齐,将丝料盒44推进到装料舱42之中的配合位置。这样,丝料盒44可同装料舱46达到良好配合。

图3-7表明丝料盒44的详细结构。如图3-4所示,丝料盒44包括上壳50、下壳52和缠有细丝14的卷盘54。通过一组四个螺栓55(未画出)可将上壳50和下壳52扣在一起,使卷盘54夹在它们之间。下壳52具有轴套56,上壳50具有轴套58。上壳50和下壳52中的环形凹槽59环绕着轴套56和58。上壳50和下壳52每个都有七个沿凹槽59周边分布的隔室60。轴套56和58一起构成一个转轴,卷盘54可在一个由环形凹槽59所规定的腔室中绕这一转轴进行转动。干燥剂包62放置在隔室60之中,以保持丝料盒44腔室的干燥状态。下壳52中的狭窄沟槽64形成闭环,环绕在环形凹槽59和隔室60的周围。密封垫68放在沟槽64中。上壳50上的凸缘66可同沟槽64相互配合。在上壳50和下壳52扣合在一起时,密封垫68可防止空气进入丝料盒44的卷盘54之中。

从图5可清楚地看到,上壳50和下壳53每个都有一个狭窄的沟槽70,由环形凹槽59通到丝料盒44的导入端48。所述沟槽70规定了细丝在到达丝料盒44喷丝口72前的通道。如图5所示,滚轮76与滚轮78沿下壳52的沟槽70相对配置。如图所示,滚轮76绕悬浮轴80转动,而滚轮78绕固定轴82转动。悬浮轴80位于上壳50和下壳52之间的圆筒形空间81之中,其方向与细丝通道垂直。固定轴82位于上壳50和下壳52之间的圆筒形空间83之中。作用在滚轮76上的力使其向滚轮78靠拢,从而可抓住通道中的细丝14。或者,两个滚轮都可具有固定轴,但其配置得足够接近以便可抓住通道中的细丝。滚轮可具有弹塑性表面,以便有助于抓牢细丝14。

下壳52上的沟槽70在环形凹槽59和滚轮对76和78之间构成跨越沟槽64的细丝通道。与密封垫68构成一体的护圈84也配置在这一部位。护圈84具有一个直径约与细丝直径相等的中心孔85。

上壳50和下壳52每个都有另外一个与沟槽70平行的沟槽86。上下沟槽86规定了记录销的接受空间88,其起点为丝料盒44的导入端48,到密封垫68前截止。空腔88具有张大的入口和细长的脖颈。空腔88的入口如图7所示。上壳50和下壳52每个都有一个位于沟槽86右方的凹窝89,它们在丝料盒44的导入端48共同构成了一个空腔。在下壳52上,有一块电路板安装在凹窝89中。

在图5所示的实施例中,电路板92通过两个螺栓94水平安装在凹窝89的基体上,在所述电路板的上表面带有一个EEPROM96芯片。电路板92具有穿过凹窝89的凸出导电片,因此可与卡式连接器进行相互连接。在图5A所示的另一个实施例中,电路板102通过螺栓104被纵向安装在凹窝89中。电路板102的内面(未画出)上装有EEPROM96芯片,其外表面带有一对电触点106。

EEPROM96可起到丝料盒44电子标识的作用。通过EEPROM96中的信息可对丝料盒44及细丝14进行标识,例如可认定构成细丝的材料类型等。此外,EEPROM96还可保存丝料盒44中细丝的线性供给计量。当丝料盒44被装入模型成型机40之中时,如下所述,EEPROM96在电气上即与控制器25连接了起来。随着细丝14由丝料盒44不断供给成型机40,控制器25不断修正仍留在丝料盒44中的细丝14的线性计量。这使控制器25可防止成型机40在已无丝料时还继续工作。EEPROM可以是任何形式的可读和可写的数据存储器件。在美国专利5,939,008号中,说明了这种数据存储器件用作细丝标识的情况。

丝料盒44的组装程序是将缠有细丝14的卷盘54安装在下壳52的轴套56上。下壳52要经过预先准备,将密封垫68压入沟槽64,使护圈的中心孔85与沟槽70对齐。将电路板92或102固定在下壳52上。将带有滚轮78的固定轴82置于下壳52的圆筒形空间82中,将带有滚轮76的悬浮轴80置于下壳52的长形空间81中。由卷盘54中拉出的一束细丝14穿过护圈的中心孔84,然后将其置于滚轮76和78之间的下壳52的沟槽70之中。将干燥剂包放在每个隔室60内。一旦上述这些配件和物品在下壳52中就位之后,就可通过四个螺栓55(或其他适当的连接与固定装置)使上壳与下壳扣接在一起。将螺栓55放进下壳52的四个螺栓孔108,并使其穿过上壳50的四个螺栓孔109。至此,丝料盒44就已准备就绪,可装入成型机40了。

在丝料盒44组装完毕后,可将其放入真空密封的防潮包装之中,以便运输或以后使用。当细丝14是由潮湿敏感材料制成时,真空密封就更为需要。此外,对于潮湿敏感材料,丝料盒44中包含卷绕细丝的腔室在密封前应进行干燥处理。丝料盒44被保存在密封的包装中,直到用户准备将其装进成型机40之内。

在丝料盒44中保存的细丝14被用完或变得不能再使用时,可使上壳50与下壳52分离,然后更换卷绕在卷盘54上的细丝14,对丝料盒44进行再填充和使其变得可再次使用。对电路板92或102上的EEPROM96可重新置定,或者通过更换电路板而提供新的EEPROM96。

图6表明丝料盒44右侧面、尾部和底面。如图所示,滚轮76由一个位于丝料盒44右侧的开口111伸出,使其可接受外加的旋转力。如下将要进行详细描述的,滚轮76最好由一个在丝料盒接受器46上的驱动轮156进行驱动,以拉动细丝14通过喷丝孔72。

丝料盒接受器46可同丝料盒44相互配合,如图8-12所示。所述丝料盒接受器46安装在每个装填舱42的底面110上。装填舱底面110最好由平板性金属材料制成。丝料盒接受器46包括一个锁键装置112、往复运动装置114和驱动装置116。锁键装置结构112通过一个支架116固定在底面110上。锁键装置112包括一个螺线管118、杆件120和锁键122。杆件120的一端同螺线管118相连,另一端与锁键122制成一体。杆件120通过底面110上的开口由螺线管118向下延伸直至大体与底面110平行并低于底面110的位置,然后倾斜向上,从而使其可起到支轴的作用,使锁键122的位置可在高于和低于底面110之间交替变动。锁键122可通过底面110上的开口124上下运动。

螺线管118在控制器25的控制下可使杆件120交替向上和向下运动,从而可使锁键122交替处于闭锁和开启状态。当对螺线管118通电时,杆件120的锁键端向上运动,使锁键122处于闭锁状态。当螺线管不再通电时,杆件120的锁键端向下运动,从而使锁键处于开启状态。

往复运动装置114通过一个支架126固定在底面110上。往复运动装置114包括一个活塞128、弹簧130、导轨132和构架133。活塞128平行且高于底面110。活塞128穿过支架126上的开孔并可在导轨130的规定下在装填舱42中做前后运动。活塞128的前端与构架133相连,所述构架133的延展方向基本与活塞垂直。构架133可与活塞128一起做前后向的运动。弹簧130围绕活塞128进行缠绕,其后端与支架126的前端相连。水平方向作用在构架133上的力将使弹簧130受到压缩。当上述作用力取消后,弹簧130由压缩态释放,从而使构架133和活塞128向前运动。安装在底面110上的一对轴承134位于构架133的下边。所述轴承134可提供一个摩擦力较低的摩擦面,所述摩擦面可在与底面110平行的平面内对构架133提供支撑,同时便于构架133的前后滑动。

在构架133上安装有电连接器136、定位销138和管道140。电连接器136的前端面结构可与丝料盒44的电路板结构相互匹配,它后端面的结构可使其同控制器25进行电连接。如图所示,电连接器136带有两个可与丝料盒44电路板102的电连接结构相匹配的弹性接头142(或者,电连接器136为卡式连接器,其触头可与电路板92的导电触头相连接)。定位销138安装在构架133上,位于电连接器136的右侧。定位销138在装填舱中向前延伸,其直径约等于丝料盒44中空腔88的脖颈直径。管道140位于定位销138的右侧。管道140的入口144面向装填舱42的前部,其出口146面向装填舱42的后部。管道140的入口144同丝料盒44的出口72相互对齐,从而可接受由出口72喷出的细丝14。或者,通过密封使管道140同出口72和导管18连在一起。进入管道入口144的细丝14将通过管道出口146进入导管18,最后被送至液化器26。

驱动装置116通过支架148安装在装填舱的底面110上。驱动装置116包括螺线管150、马达152、齿轮组154、绕转动轴转动的驱动轮156和轴承座160。图10-12详细表明了驱动装置116的结构。螺线管150具有一个安装在支架148上的、因而可在装填舱42中前后往复运动的执行机构162。螺线管150的供能由控制器25进行控制。当螺线管通电时,执行机构162在装填舱42中向前运动;当螺线管150的供电终止时,执行机构162向装填舱42的后部运动。携带马达152、齿轮组154和驱动轮156的轴承座160枢轴对正地安装底面110上,位于执行机构162的前边。当螺线管150通电时,执行机构162可使轴承座116顺时针旋转。在执行机构162不对轴承座116产生作用力时,轴承座116处于向上的闲置状态。当执行机构162使轴承座116反时针旋转时,驱动轮156被置于传动位置;在此传动位置,当有丝料盒44被装进装填舱42中时,驱动轮156将压紧悬浮轴滚轮76。

马达52响应来自控制器25的控制信号,通过齿轮组154驱动转轴158进行转动,如图10所示。转轴158的转动将使驱动轮156产生旋转。在处于其传动位置时,驱动轮156将使丝料盒滚轮76产生转动。执行机构162由轴承座160的释放将使轴承座160转回到其闲置位置。在另外的一个实施例中,在丝料盒滚轮具有固定轴的情况下,可缺省螺线管150和使驱动轮156保持在传动位,使驱动轮156以恒定的压力作用在丝料盒滚轮上。

如上所述,用户将丝料盒44推入一个装填舱42直至遇到硬制动为止,从而将丝料盒44装入模型成型机40。硬制动是由安装在装填舱底面110(如图8所示)上的止档164和弹簧1130的压力所提供的。当用户取出丝料盒44时,止档164往回运动直至锁键122锁住丝料盒44底面上的凸缘180(如图5所示)。在装入丝料盒44之前,锁键122朝上放置;在控制器25向螺线管118发出指令时,可使锁键锁住丝料盒44。锁键122保持其朝上的体位,直至用户想要取出丝料盒44时,此时,控制器25使螺线管断电,从而使锁键122向下运动。

当丝料盒44被推进装填舱42之中时,定位销138滑入丝料盒44的空腔88。定位销138的作用在于使丝料盒44与丝料盒接受器46对正,特别是可抵消因驱动系统116的连接而对丝料盒44可能产生的扭距。在丝料盒44与丝料盒接受器46对正的情况下,弹性接头142就可同电路板102的电连接器106良好配合,从而建立起丝料盒44与控制器25之间的电连接。当控制器25感知EEPROM96的存在时,它就可判定丝料盒44已经装好。控制器25读取存贮在EEPROM96中的计量数据。如果读取的计量数据表明丝料盒44中保存的细丝量低于置定的“空盒”阈值,用户将被提醒需装入新的丝料盒44。

当控制器25感知丝料盒已被装入时,它可使驱动装置116的螺线管150进入通电状态。如上所述,螺线管150的通电可使轴承座160产生转动,从而使驱动轮156运动到压紧丝料盒44滚轮76的传动位置。驱动轮156对滚轮76产生的作用力将滚轮76推向滚轮78,从而夹紧细丝通道中的细丝14。当驱动轮156被马达152驱动进行反时针方向转动时,滚轮76被驱动进行顺时针旋转,从而供给细丝14进入管道140,然后进入导管8。

丝料盒接受器46继续使细丝向前直至使其到达进料滚轮22。控制器25可感知细丝14出现在进料滚轮22。马达24最好为直流伺服马达,传感感知是通过监测马达24的电流负载来实现的。为监测电流负载,控制器25使马达24处于自动装载的起始状态。当细丝出现在滚轮22之间时,电流负载将会增加。当控制器25感知马达电流负载增加时,控制器25发出指令使马达24和丝料盒接受器46停止工作。此外,控制器25使螺线管150断电以撤消驱动轮156对滚轮76的作用力时,模型成型中滚轮对细丝的摩擦力也随之消失。

或者如上所述,驱动装置116也可设计为使驱动轮156保持在固定位置,从而可产生恒定的作用力。在这种配置下,有可能缺省滚轮组22,而通过丝料盒44的滚轮组来使细丝14进给到液化器26。这样,可按控制速率驱动驱动轮156,以控制细丝14进入液化器的进料速度。

为使丝料进行卸载,控制器25使马达24退后一段时间,在此时间内可将丝料14拉出液化器26和进料滚轮22。控制器25然后使丝料盒44与丝料盒接受器46相互脱离,用户可将丝料盒44由装填舱42中取出。为使丝料盒由机器中弹出,用户将丝料盒推进到硬制动位置以释放锁键122。之后,弹簧130向前推动往复运动机构114,从而可使丝料盒弹出。

丝料盒44的顶面和尾缘上都有一个窗口,当对丝料盒44进行装载和卸载时,用户可通过这一窗口来观察丝料盒中存有丝料的情况。如果丝料盒44由装填舱取出时盒中仍有可用的丝料,则可将丝料盒保存起来以备后用。如果丝料盒中的丝料数量已不足以再次使用,则可对丝料盒44进行重新充填,以备以后的再次使用实施例2图13表明一个丝料装载装置178安装在模型成型机第二实施例180之中,所述机器可利用丝料盒第二实施例184供给的丝料构建模型。丝料装载装置178和丝料盒184特别适用于利用潮湿敏感材料来进行模型成型。丝料装载装置178包括四个装填舱182、四个丝料盒184(每个都包含有一个卷盘186,在卷盘上缠绕有丝料188)、四个丝料盒接受器190、两个连通模块192和一个干燥系统。所述四个装填舱182水平对齐并排配置在模型成型机180的前部。每个装填舱182用于接受一个丝料盒184,在其顶面安装有一个与丝料盒相互配合的丝料盒接受器190。连通模块192安装在丝料装载装置178的构架195上,它们中的每一个都与一对丝料盒接受器190相连。

用户可通过以下程序将丝料盒184装进模型成型机180:手持处于直立位置的丝料盒184,将其推进到一个装填舱182之中,抓住丝料盒接受器190上的锁键196,前推锁键196使丝料盒接受器190降低到其较低的位置。在其较低位置,丝料盒接受器190可与丝料盒184紧密配合并将丝料盒184锁定在其相应的适当位置。将细丝通过手动由每个丝料盒184供给到与其相应的丝料盒接受器190(以下将进行详细说明)。丝料盒接受器190在控制器25的控制下可自动通过导管202和连通模块192向喷丝头20进给细丝成型材料。

每个连通模块192都具有两个入口198、一个空气入口199和一个输出口200。输入口198通过导管202与相应的丝料盒接受器相连,从而可为细丝提供一条由接受器190到连通模块192的通道。每个连通模块192的输出口200与一段导管204相连。导管204为细丝提供了由每个连通模块192到液化器26(如图1所示)的通道。当由潮湿敏感材料制成的细丝188由丝料盒184向液化器26进给时,可用包括一个压缩机206、过滤器208和可更新干燥剂210的干燥系统来保持细丝通道的干燥环境,以下对此将做进一步的详细说明。

在给定时间,只有一束细丝被供给到连通模块192和每一对进给滚轮。其它细丝仍留在相应的丝料盒接受器190中。那一个提供细丝给连通模块192的丝料盒184称为主要丝料盒;所提供的细丝仍然留在丝料盒接受器190之中的丝料盒184被称为辅助丝料盒。在不用用户干预的情况下,模型成型机180可进行主要丝料盒与辅助丝料盒之间的转换,即使细丝由主要丝料盒184退回到其相应的接受器,同时使细丝由辅助丝料盒184通过连通模块192供给到进料滚轮22。这样,原来的辅助丝料盒现在变成了主要丝料盒。在典型应用中,最好用一个连通模块192来接受成型材料的细丝,用另一个连通模块192来接受支撑材料的细丝。这样,在主要供料的丝料盒细丝原料供尽时,成型机180可自动转到辅助供料状态,而不会浪费模型成型的工艺时间。这样,模型成型机180可连续运转,而用户可抽空替换丝料已尽的丝料盒。或者,在主要丝料盒与辅助丝料盒188分别装填不同种类细丝的情况下,在材料耗尽前就可进行丝料盒间的转换,从而可用不同的材料和颜色进行模型构建。

图14-17详细表明了丝料盒184的结构。如图所示,丝料盒184包括一个圆筒212、导向模块214和用于缠绕细丝线圈188的卷盘186。圆筒212由筒体216形成,在其上面压有一个凸缘218。圆筒212的内部规定了容纳卷盘186的腔室。卷盘186可绕基体216的轴套220和凸缘218的轴套221旋转。或者,还可在凸缘218的内侧增加一个弹簧板222。弹簧板222具有弯曲的针状倒钩,使得卷盘186只能进行将细丝由丝料盒184中抽出的单方向旋转。导向模块214装在筒体216的出口224上,可为细丝188提供一个出口通道。导向模块214通过六个穿通筒体216上相应螺栓孔232(见图15)的螺栓(未画出)固定在圆筒筒体216上。

为适用于潮湿敏感材料制成的细丝188,丝料盒184被作成气密性的。圆筒212和导向模块214的制造材料可选用能防止水蒸气渗入的一些材料,例如分别选用片钢和聚丙烯等进行制造。一条防潮带223封在凸缘218与筒体216之间。通过圆筒筒体216上的一个开孔226可使圆筒腔室212内的潮气得以放出,开孔226通过一个柱塞228予以密封。最好使一段防潮带230盖在柱塞228上,以进一步加强对开孔226的密封。

如图19所示,圆筒212内的细丝188通过出口224进给到导向模块214的细丝通道236之中。细丝通道236由导向模块214延伸到出口238。与细丝通道236相邻接,导向模块214具有一个腔室238,其中有一个棘轮240安装在一个凸起结构242上。所述凸起结构242的安装结构可使棘轮240将通道236中的细丝压在通道壁246上。用户通过手动以顺时针方向转动棘轮240,可将细丝拉出出口238并使其沿细丝通道236进行进给。为防止棘轮240做反时针旋转(这将推动细丝向圆筒212运动,而在圆筒中的细丝只有打开圆筒才能对其进行操作),在腔室238中最好安装一个与棘轮240并列的防倒转板244。熟悉本领域技术的人可以理解,可用其它装置代替棘轮240而使细丝得到进给。例如,可在圆筒壁246上制作一个凸起的靠模,用户可手动推进搭在靠模上的细丝。此外,也可用一个惰轮来取代上述凸起靠模,或采用惰轮与棘轮240联合工作的形式。

对于潮湿敏感材料制成的细丝188而言,应防止空气进入细丝通道236。导向模块214具有一个可对出口238进行密封的可装拆柱塞帽248和一个可使腔室238关闭的腔室门250。柱塞帽248紧密盖压在导向模块214的一对凹槽254上,从而使处于柱塞帽248下的压缩性密封条252盖住出口238。在将丝料盒184插入机器180之中时,用户可将柱塞帽248取下。导向模块最好具有第二对凹槽256,当柱塞帽248由第一对凹槽上取下后可将其放在此处。腔室门250可绕门枢260转动,在其内表面带有压缩性封条258。在腔室门250开启时,用户可对滚轮240进行操作,使细丝进给到机器180中;在其它情况下,应使腔室门关闭。另外一个压缩性封条234位于导向模块214和筒体216之间,以对丝料盒184提供进一步的密封。

导向模块214中可配置EEPROM96(在实施例1中曾作过说明)。带有EEPROM96的电路板102安装在导向模块214的凹槽262上,其一对电接点的方向向外而EEPROM96的方向朝内。电路板102通过三个螺栓266固定在导向模块214上。为使用方便,导向模块214最好能起到丝料盒184把手的作用。在所述实施例中,导向模块214包括位于其相对两侧的一对手柄264(如图14所示)。

丝料盒184的装配过程如下:将缠绕细丝188的卷盘186置于筒体216的轴套220上,然后使细丝进给到导向模块214中。将细丝放置在细丝通道236内,使其与滚轮240接触。将干燥剂包62(如实施例1所述)放置在卷盘186的辐条225所规定的隔室中。然后,将凸缘218压在筒体216上,并将密封带223封好。这样,使用前的装配工作就已完成。在丝料盒184中的细丝被用完或变得不能再用之后,可通过以下程序对丝料盒184进行重新装填和使其变得可再次使用:取下筒体212上的凸缘218,替换卷盘186上的细丝188。在重新装填丝料盒184时,要对电路板102携带EEPROM96进行重置,或通过替换电路板来换用新的EEPROM96。

对于潮湿敏感材料,应对包含卷绕在卷盘上细丝的丝料盒184进行干燥处理,使其潮湿程度不会对模型成型造成损害。对大多数高温热塑塑料来说,例如对聚碳酸酯、聚碳酸酯/ABS混合物和Ultemtm等材料来说,可接受的湿度小于700ppm(采用Karl Fischer法度量)。可采用多种方法对丝料进行干燥处理。

可将包含缠绕细丝的丝料盒184放在真空干燥箱内对材料进行干燥处理。在安装电路板102和堵住开孔226之前,将丝料盒184置于干燥箱内。干燥箱的温度调节到与特定成型材料相适宜的温度。对于高温热塑塑料来说,干燥温度一般为175-220华式度。干燥箱带有一个维持箱内干燥环境的真空泵。筒体212上的开孔226有助于将筒体212的腔室放入干燥箱的环境中,从而使材料受到干燥。当湿度达到成型材料所允许的程度时,将开孔226完全封闭,将丝料盒184由干燥箱中取出。对于高温热塑塑料来说,预期的干燥时间为4-8小时,以达到300ppm的含水程度。然后装上电路板102。装配完毕的丝料盒184真空封装在一个防潮的包装袋中,直至将其装入模型成型机器中。

或者使用干燥剂包62来对筒体212腔室中的成型材料进行干燥,而不用干燥箱。现已证明,在丝料盒184中放置Tri-Sorb分子筛和氧化钙干燥剂的组合配方并将丝料盒封装在防潮的包装袋中,可使材料干燥到含水量小于700ppm的程度,并可使材料进一步干燥到100-400ppm。这种仅仅使用干燥剂的干燥方法优越于干燥箱法,因为它不需要特殊设备,比干燥箱干燥得更快、更便宜和更安全。适用的Tri-Sorb分子筛干燥剂配方包括:沸石,NaA;沸石,KA;沸石,CaA;沸石,NaX;以及镁硅酸铝等。

在仍有相当数量可用细丝的丝料盒184受潮后,可通过干燥箱或放置干燥剂的方法对成型材料细丝进行重新干燥。材料在有些情况下可能受潮,例如,腔室门250长时间未关,将丝料盒184由机器180中取出时没有更换柱塞帽248,或用户将丝料盒184打开等。

图18-19详细表明了与丝料盒184配合的丝料盒接受器190的结构。每个丝料盒接受器190包括一个上盖270和一个驱动模块272。如图19所示,驱动模块272包括进口管道274、出口管道276、一对滚轮278和279、马达280和锁键196。滚轮278为驱动轮,滚轮279为惰轮。驱动轮278由马达280进行驱动。马达280最好为直流马达,其电流由控制器25进行控制。马达280横向穿过驱动模块272,通过安装在滚轮278转轴上的驱动齿轮282与驱动滚轮278啮合配合。

出口管道276与导管202相连。由导向模块214供给的细丝通过进口管道274进给到滚轮278和279。当丝料盒184装载和锁进成型机180时,进口管道274与导向模块214的出口238相互配合。为了对进入驱动模块272的细丝提供一条气密通道,密封带184包在进口管道274的周围并压紧在所装载的丝料盒184的导向模块214上。细丝由滚轮278和279进给到出口管道276,然后由此再送至导管202。导管202与出口管道276形成密封连接。同样,导管202和204与连接模块192的开口198和200形成密封连接,为细丝提供了一条由丝料盒184到进给滚轮22的密封通道。

驱动滚轮278和惰轮279必须相互靠紧,借助与细丝接触的摩擦力使细丝沿通道进给。为夹紧细丝,滚轮278和279具有弹性表面,或者使惰轮279通过弹簧向驱动轮278偏置,如美国专利5,121,329所述。弹簧偏置结构的优点在于滚轮可具有硬表面,从而提高其耐磨性。最好,滚轮278和279的周边具有凹槽结构,使细丝可在凹槽中由进口管道274进给到出口管道276。用户通过盖板308可对滚轮78和279进行操作和维修。

驱动模块272还包括一个沿细丝通道配置在滚轮对278和279与出口管道276之间的细丝传感器286。传感器286在电气上与控制器25相连,它所提供的信号可表明细丝是否出现在传感器286所在的位置。在所述实施例中,传感器为悬浮轴微型开关传感器。驱动模块274还带有一个电连接器290。所述电连接器具有两个可与电路板102电接触器106相应的电接点142,可将电路板102上的EEPROM96与控制器25连接起来。在通过接头142连接后,EEPROM96可向控制器25发出信号,表明丝料盒184的存在。这样,模型成型机180即可判断丝料盒184是否已经装载。

用户可通过锁键196手动使驱动模块272上升或降低。锁键196的一端具有手柄291,另一端有一个锁键292。锁键196穿过驱动模块272,其结构可使用户操作其手柄291而其锁键292可进入驱动模块272的垂直沟槽296之中。沟槽296可接受一个由上盖270垂直向下延伸的锁板294。锁板294上有一个用于接受锁键292的开孔298。通过锁键结构196的手柄291操作锁键292,可使锁键292插入或抽出开孔298。当锁键292插入开孔298之中时,驱动模块处于其升高位置,丝料盒可装入装填舱182或从装填舱182卸载;当锁键292由开孔298中拉出时,驱动模块降到其低位,可将丝料盒184锁定在装填舱182中。用户通过向前拉动锁键手柄291可使锁键196向上或向下,从而可手动使驱动模块272上升或下降。

在驱动模块272上有一对导杆302,起作用在于使驱动模块与上盖270连接起来和使锁板294与沟槽296对正。导杆302安装在驱动模块272上表面的两个插座288中。导杆302由驱动模块272向上延伸,穿过上盖270中的一对导向轴承304。在上盖之上有一对E形卡板306卡在导杆302上,以对低位的驱动模块272提供支撑。最好有一对弹簧300在插座288中环绕着导杆302。在模块的升高位,弹簧300可向下压住上盖270。当拉动锁键结构196使锁键292离开开孔298时,弹簧的作用力可使驱动模块272降低到其低位。

干燥系统194可沿细丝通道建立起一个防潮屏障,使机器180中的细丝处于干燥的环境之中。在所述实施例中,所述干燥系统194为一个干燥空气净化系统,它可将有压力的干燥空气喷入通连模块192的入口199。干燥空气流过导管204并在液化器26附近的出口流出导管204。如果滚轮22被用作向液化器26进给细丝,则细丝将由导管204供给进料滚轮22。或者,进料滚轮22可被缺省,而采用驱动模块272中的滚轮对278和279来以控制速率向液化器26进给细丝。导管204的出口可起到通风口的作用,细丝通道中可能包含的湿气可通过它排出。例如,在驱动模块272的进口管道274与丝料盒184没有密封时,可能有湿气进入驱动模块272,干燥系统194提供的干燥气流可对进入的湿气进行清除。此外,在导管204中保持的正压可防止湿气进入导管204开着的端口。通过在导管202和204中保持正压和清除细丝通道中的湿气,干燥系统194可使模型成型机180工作在潮湿的环境之中和采用潮湿敏感的成型材料。

如上所述,实施例中的干燥系统194包括压缩机206、过滤器208和一个可再生的干燥器210。压缩机206吸入环境气体并将具有压力的气体提供给过滤器208。过滤器208可将气体中的湿气过滤掉。在此可采用NorgrenTMF72G通用过滤器。具有压力的气流由过滤器208流到干燥器210,干燥器210最好为可再生式,例如采用Twin Tower Engineering公司(Colorado Broomfield)的MDH系列干燥器。有压力的干燥空气由干燥器210流进每一个连通模块192。在干燥系统另一个实施例中,应用了具有压力的干燥空气源来有效地清除细丝通道中的湿气,也可应用其它的干燥气体。重要的是,干燥系统要能不断地向细丝通道供给具有压力的干燥空气或其它气体,以防止湿气进入通道和清除通道中已有的湿气,并且能使气体在细丝通道的末端或其附近被不断地排出。在一种干燥系统194中,采用了一个具有压力的氮气罐作为干燥气源。在再生式干燥系统的另一个实施例中,采用了热空气干燥器,其输出露点小于或等于华式零下40度。

为将一个丝料盒184装入模型成型机180,首先要开动机器180。然后,用户取下丝料盒184上的柱塞帽248,迅速将丝料盒184插入一个装填舱182。柱塞帽248可放在导向模块214的沟槽256上,以备后用。如前所述,通过拉动锁键196将丝料盒184锁定在其适当位置。一旦锁定位置,接点142即与电路板102接通,从而使EEPROM96同控制器25连接起来。控制器25感知到丝料盒已被装载,则会立即使马达280转动,从而带动驱动滚轮278开始旋转。

其次,用户打开导向模块214的门250以便操作滚轮240,通过对滚轮240施加一个向下的力使其转动。滚轮240的转动将使细丝由导向模块214进给到驱动模块272进口管道274中。当细丝进给到已转动的滚轮278时,滚轮对278和279将夹住细丝并由拥护手中接办进给细丝的任务。此时,用户迅速关闭门250以密封细丝通道。滚轮278和279继续使细丝进给,至少使其进给到细丝传感器286所在的位置。如果所述丝料盒184为辅助丝料盒,控制器25将发出信号使马达停止转动,从而使细丝的进给在传感器286处中断。如果所述丝料盒184为主要丝料盒,则滚轮对278和279将使细丝通过连通模块192继续进给到进料滚轮22(或液化器26)。当细丝到达进料滚轮22时,进料滚轮22接管对细丝进给的控制。如果马达280的电流被置定的相当低并且细丝的刚度足够高,马达280可继续运转并保持恒定的进给力;但在进料滚轮22不再转动时,马达将停止转动。这样,就可避免频繁地使马达280启动和停止以与进料滚轮22协调同步的问题。在另一实施例中,滚轮对278和279可起到进料滚轮22的材料进给作用。在这种情况下,控制器25对马达280的运转进行精密的控制,以便可控制向喷丝头20的进料速率。

在模型成型的过程中,控制器25通过EEPROM96的计量器件监测每一丝料盒中的细丝存有数量。当某一主要丝料盒184的丝料用完时,模型成型机180将不间断地自动转向辅助丝料盒184。为使丝料盒卸载,控制器25使马达280向后一段时间,在这个较短的时间内可将细丝由液化器26和进料滚轮22中拉出。然后,控制器25使马达280向后转动,将细丝由导管204、连通模块192、导管202和传感器286处拉回。当主要丝料盒驱动模块272的传感器286表明已无细丝存在时,机器180就知道连通模块192已被清空,可用于接受辅助丝料盒184的细丝。然后,机器装载辅助丝料盒的细丝并将其进给喷丝头20。当用于建造大型的模型结构和模型成型机180在工作时间之外的时间中运转时,这种自动装载和卸载特性具有特别的优越性。用户可在机器180继续运转和建造模型结构的过程中取换细丝用完的丝料盒184,对其进行重新填充,以备再次使用。

当用户希望在丝料盒184中的细丝用完前将其由机器180中取出时,用户可指令机器运行卸载过程。如果在由机器中取下的丝料盒184中仍有可用的细丝,可将丝料盒保存起来,防止它受到污染,以便以后使用。在这种情况下,用户应用柱塞248密封起出口238。如果在丝料盒184中仍有一定数量的可用细丝188但其已受到污染,可按以上说明过的方法对丝料盒184进行重新干燥处理。

如美国专利5,866,058所公开的,在用热固性材料建造模型时,最好使模型在一个可加热到高于成型材料固化温度的腔室中进行制造,然后使其逐渐降温以消除材料应力。许多适合用作成型材料的热塑塑料-例如聚碳酸酯、聚碳酸酯/ABS混合材料和UltemTM等-具有较高的熔点和潮湿敏感性。美国PCT申请号US00/17363中公开了一种特别适用于在高温下建造模型的装置。

虽然为说明起见公开了本发明的最佳实施例,但熟悉本门技术的人们都会了解,在不超出本发明的范围和要义下,对本发明在形式上和细节上作出增添、减少和修改是可能的。例如,实施例1和实施例2中的许多结构和特性可以进行相互结合和转换,实施例2中的干燥系统可用于实施例1之中,实施例1的结构中也可包括在实施例2中介绍的主要丝料盒和辅助丝料盒,等等。此外,本发明中的丝料盒及装载系统也可用于喷丝工艺其它应用场合中的丝料进给而并非仅仅局限于构建三维模型,熟悉本领域技术的人们对此十分清楚。在本发明的范围内和要义下,还可进行其它各种修改和变换。例如,用于驱动丝料盒滚轮的马达也可由丝料盒携带,而不一定要安装在模型成型机上。熟悉本领域技术的人可清楚了解上述和其它可进行的修改和变型。

Claims (28)

1.一种用于向模型成型机供给丝料的丝料盒,所述丝料盒包括:一个用于容纳缠绕所述细丝并可旋转的卷盘的腔室;一个由所述腔室到出口的细丝通道;使细丝由所述卷盘通过所述通道进行进给的进给装置。
2.如权利要求1所述丝料盒,其中所述进给装置包括:相对配置在所述细丝通道两侧、可夹住处于它们之间的细丝的一对滚轮。
3.如权利要求2所述丝料盒,其中所述一对滚轮中的每个均为被动式,并且在所述一对滚轮中有一个滚轮为可接受外部驱动力的从动滚轮。
4.如权利要求3所述丝料盒,其中所述从动滚轮在垂直于所述细丝通道的方向上具有一个悬浮旋转轴,可使所述从动滚轮在没有外力作用时离开所述细丝通道,从而可释放作用在细丝通道中细丝上的压力。
5.如权利要求1所述丝料盒,其中所述进给装置包括一个安装在细丝通道壁对面的压花滚轮,从而可夹住处于它们之间的细丝。
6.如权利要求5所述丝料盒,其中所述压花滚轮可接受外部驱动力。
7.如权利要求1所述丝料盒,其中所述进给装置在所述细丝通道壁包括一个用于放置所述细丝材料的凸起靠模,外加推力可施加到位于所述靠模之上的细丝上。
8.如权利要求7所述丝料盒,其中所述凸起靠模由一个惰轮的表面所限定。
9.如权利要求1所述丝料盒,其中还包括一个可将细丝置于细丝通道并防止空气进入细丝通道的护圈。
10.如权利要求1所述丝料盒,其中所述室是密封的。
11.如权利要求1所述丝料盒,其中所述腔室和缠绕的细丝材料被干燥到湿气含量小于700ppm。
12.如权利要求1所述丝料盒,进一步包括置于腔室内的干燥剂。
13.如权利要求1所述丝料盒,进一步包括一个安装在丝料盒上的可读可写数据存储器件,所述器件包含有关细丝的信息并在电气上同外部控制器相连。
14.一种模型成型机中的丝料盒接受器,所述成型机通过控制器控制下的成型材料的沉积建造三维模型结构,其中所述成型材料以细丝的形式进给并在成型机液化器中加热变成流体状态,所述丝料盒接受器包括:一个与丝料盒的出口相匹配的管道,所述丝料盒包含缠绕有材料细丝的卷盘,所述管道用于接受由丝料盒出口输出的材料细丝并将其沿细丝通道导向液化器;以及可响应控制器控制信号通过所述管道进给材料细丝的驱动装置。
15.如权利要求14所述丝料盒接受器,包括一对可夹住管道中材料细丝的滚轮。
16.如权利要求14所述丝料盒接受器,其中所述驱动装置包括一个可与丝料盒从动轮配合的驱动轮。
17.如权利要求26所述丝料盒接受器,进一步包括一个对准装置,用于使装载到装填舱中的丝料盒与所述管道和驱动装置相互对准。
18.如权利要求16所述丝料盒接受器,进一步包括一个驱动传动系统,用于响应控制信号使所述驱动装置啮合或脱离啮合。
19.如权利要求14所述丝料盒接受器,进一步包括一个锁键结构,用于锁定丝料盒或使其解锁。
20.如权利要求14所述丝料盒接受器,进一步包括沿所述细丝通道产生防潮屏障的装置。
21.如权利要求14所述丝料盒接受器,其中所述管道使所述丝料盒密封。
22.一种向喷压机器进给细丝材料的方法,所述喷压机器具有液化器,所述材料细丝在控制器的控制下向所述液化器进给,所述方法包括以下步骤:将一个包含缠绕细丝材料的丝料盒插入所述机器的装填舱,所述丝料盒具有到其出口为止的细丝通道;夹住在丝料盒细丝通道中的细丝;使细丝材料通过丝料盒出口进给到一个管道之中,所述管道具有一个将细丝引导到液化器的细丝通道。
23.如权利要求22所述进给方法,进一步包括以下步骤:当控制器接受到表明被监测的细丝材料处于传感器监测位置的电信号时,响应控制器信号在细丝材料到达液化器前终止进料。
24.如权利要求22所述进给方法,进一步包括以下步骤:确定丝料盒中的缠绕细丝材料已到达预定的最小长度;响应最小长度确认信号,自动使细丝材料退出所述管道,使得丝料盒可被取出和替换。
25.一种组装权利要求11所述丝料盒的方法,所述方法包括以下步骤:将缠绕细丝材料的卷盘装入腔室;干燥所述腔室和缠绕的细丝到含水量小于700ppm的程度;和密封所述腔室。
26.如权利要求25所述方法,其中所述干燥步骤包括在所述腔室中放置干燥剂。
27.如权利要求25所述方法,其中所述干燥步骤包括在真空干燥箱内对丝料盒进行加热。
28.如权利要求25所述方法,其中所述细丝由高温热塑塑料材料制成。
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