包括磁性材料的三维物体的形成制造技术

本文中描述的实现涉及形成包括含磁性材料的聚合材料的一个或多个层的物体。物体可通过形成包括第一聚合材料的一个或多个第一层来产生。该一个或多个第一层可没有磁性材料。此外，物体可通过形成包括第二聚合材料的一个或多个第二层来产生，该第二聚合材料具有磁性材料。例如，一个或多个第二层可包括嵌入有磁性颗粒的聚合材料。一个或多个第一层和一个或多个第二层可通过将第一聚合材料和第二聚合材料根据图案挤压在基板上来形成。磁化设备可被用来将包括在一个或多个第二层中的磁性材料磁化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景积层制造是一种用于生产三维(3D)物体的工艺。积层制造可通过以下方式来执行：通过喷嘴挤压材料并(通常一层接一层地)将该材料沉积在基板上来形成物体。在一些实例中，用于形成3D物体的各层的材料在本文中可被称为“构建材料”。基于挤压的积层制造有时被称为(这是明尼苏达州埃迪那市的Stratasys有限公司的商标)、“熔丝制造”(FFF)或更一般地“3D打印”。积层制造过程通常利用表示物体的电子数据(诸如物体的计算机辅助设计(CAD)模型)来形成物体。电子数据可由积层制造装置(例如，3D打印机)的计算设备组件处理来形成物体。例如，物体的电子表示可被算术地切割成多个水平层。各水平层可具有将生产积层制造装置正形成的物体的形状的轮廓。计算设备组件可生成构建路径以形成每一水平层的轮廓，并且将控制信号发送给积层制造装置的挤压部分以沿着该构建路径移动喷嘴，以沉积一定量的材料来形成每一水平层。各水平层被形成在彼此顶部以便以一层接一层的形式将该构建材料的连贯的线或“线路”沉积在平台或构建基板上。例如，积层制造系统可使挤压头/喷嘴、平台/构建基板、或喷嘴和平台两者垂直地和水平地相对于彼此移动以形成物体。用于形成物体的构建材料在挤压之后很快变硬以形成坚固的3D物体。概述提供本概述是为了以精简的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征；也不旨在用于确定或限制所要求保护的主题的范围。本申请涉及通过3D打印过程来形成包括磁性材料的物体。在一实现中，可形成一种物品，该物品包括第一聚合材料的多个层和第二聚合材料的至少一个层，该第二聚合材料具有磁性材料。该物品可通过以下方式形成：将第一聚合材料的多个层沉积在基板的表面上，并将第二聚合材料的至少一个层沉积在第一聚合材料的多个层中的至少一个层上。一种装置可用于形成该物品，其中该装置包括针对第一聚合材料的第一材料源和针对第二聚合材料的第二材料源。该装置还可包括第一挤压组件，以将第一聚合材料的多个层沉积在基板的表面上。此外，该装置可包括第二挤压组件，以将第二聚合材料的至少一个层沉积在第一聚合材料的多个层中的至少一个层上。附图简述参考附图阐述详细描述。在附图中，附图标记最左边的数字标识该附图标记首次出现的附图。在不同附图中使用同一附图标记指示相似或相同的项或特征。图1示出用于形成包括含磁性材料的聚合材料的一个或多个层的物体的示例框架。图2示出用于形成包括含磁性材料的聚合材料的一个或多个层的物体并使该磁性材料磁化的第一示例装置。图3示出用于形成包括含磁性材料的聚合材料的一个或多个层的物体并使该磁性材料磁化的第二示例装置。图4示出用于通过将磁场施加于包括在物体的某层中的磁性材料来使该磁性材料磁化的第一示例装置。图5示出用于通过将磁场施加于包括在物体的某层中的磁性材料来使该磁性材料磁化的第二示例装置。图6示出用于形成包括含磁性材料的聚合材料的一个或多个层的物体的示例过程。详细描述本文中描述的技术一般涉及形成包括含磁性材料的聚合材料的一个或多个层的物体。具体地，物体可通过形成包括第一聚合材料的一个或多个第一层来产生。该一个或多个第一层可不含磁性材料。此外，物体可通过形成包括第二聚合材料的一个或多个第二层来产生，该第二聚合材料具有磁性材料。例如，一个或多个第二层可包括嵌入有磁性颗粒的聚合材料。一个或多个第一层和一个或多个第二层可通过将第一聚合材料和第二聚合材料挤压在基板上来形成。一个或多个第一层和一个或多个第二层可根据由计算机可读数据表示的图案来沉积。磁化设备可被用来将包括在一个或多个第二层中的磁性材料磁化。在一个实现中，磁化设备可以是用于产生一个或多个第一层和一个或多个第二层的装置的组件。在一具体实现中，磁化设备可将磁场施加于一个或多个第二层以使磁性材料的颗粒对准。通过这种方式，一个或多个第二层可在被放置成与可受磁场影响的材料邻近时产生吸引力或排斥力。图1示出用于形成包括含磁性材料的聚合材料的一个或多个层的物体的示例框架100。框架100可包括可生产物体104的三维(3D)打印装置102。在一实现中，3D打印装置102可通过根据图案在层中沉积材料来生产物体104。例如，物体104可包括多个层，诸如代表层106、108、110、112、114。层106、108、110、112、114可包括至少一种聚合材料。在图1的说明性实现中，层106、108、114可包括第一聚合材料。此外，层110、112可包括具有磁性材料的第二聚合材料。3D打印装置102可包括一个或多个挤压组件116以形成层106、108、110、112、114。一个或多个挤压组件116可被耦合到非磁性材料源118。非磁性材料源118可存储用于形成物体104的层106、108、114的第一聚合材料。第一聚合材料可不含磁性材料。如本文中所使用的，当第一材料被称为“不含”第二材料时，第一材料不包含任何量的第二材料或者包含微量的第二材料。此外，一个或多个挤压组件116可被耦合到磁性材料源120。磁性材料源120可存储用于形成物体104的层110、112的第二聚合材料。在一实现中，一个或多个挤压组件116可包括耦合到非磁性材料源118的第一挤压头和耦合到磁性材料源120的第二挤压头。在一具体实现中，非磁性材料源118可包括为第一聚合材料的细丝，该细丝可被馈送到一个或多个挤压组件116的第一挤压头以形成层106、108、114。同样，磁性材料源120可包括为第二聚合材料的细丝，该细丝可被馈送到一个或多个挤压组件116的第二挤压头以形成层110、112。第一聚合材料可包括一定量的一种或多种聚合物，诸如一定量的一种或多种热塑性聚合物。在一实现中，第一聚合材料可包括一定量的一种或多种聚酯。此外，第一聚合材料可包括一定量的聚对苯二甲酸乙二酯。此外，第一聚合材料可包括一定量的共聚物。为了说明，第一聚合材料可包括一定量的共聚酯。第一聚合材料还可包括一定量的聚乳酸、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚苯乙烯、聚苯砜、聚砜、聚醚砜、聚亚苯基、聚(甲基丙烯酸甲酯)或其组合。第二聚合材料可包括微量以上的磁性材料。在一些情况下，包括在第二聚合材料中的磁性材料可包括钕(Nd)。此外，在一些场景中，包括在第二聚合材料中的磁性材料可包括铌(Nb)。此外，包括在第二聚合材料中的磁性材料可包括硼(B)。在有一些实例中，包括在第二聚合材料中的磁性材料可包括铁(Fe)。在一说明性实现中，磁性材料可包括Nd、Fe和B的组合。例如，包括在第二聚合材料中的磁性材料可包括Nd2Fe14B。在另一说明性实现中，磁性材料可包括Nd、Fe、Nb和B的组合。在一说明性实现中，第二聚合材料可包含包括在体积为第二聚合材料的总体积的约1％到体积为该总体积的约5％的范围内的量的磁性材料。在另一说明性实现中，第二聚合材料可包括量包括在体积为第二聚合材料的总体积的约2％到体积为该总体积的约10％的范围内的磁性材料。在又一说明性实现中，第二聚合材料可包括量包括在体积为第二聚合材料的总体积的约8％到体积为该总体积的约20％的范围内的磁性材料。在再一说明性实现中，第二聚合材料可包括量包括在体积为第二聚合材料的总体积的约15％到体积为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：第一聚合材料的第一材料源；第二聚合材料的第二材料源，所述第二聚合材料包括磁性材料；第一挤压组件，所述第一挤压组件用于将所述第一聚合材料的多个层沉积在基板的表面上；以及第二挤压组件，所述第二挤压组件用于将所述第二聚合材料的至少一个层沉积在所述第一聚合材料的多个层中的至少一个层上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：第一聚合材料的第一材料源；第二聚合材料的第二材料源，所述第二聚合材料包括磁性材料；第一挤压组件，所述第一挤压组件用于将所述第一聚合材料的多个层沉积在基板的表面上；以及第二挤压组件，所述第二挤压组件用于将所述第二聚合材料的至少一个层沉积在所述第一聚合材料的多个层中的至少一个层上。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括至少一个磁化设备，所述至少一个磁化设备用于将所述第二聚合材料的至少一个层中的磁性材料磁化。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述至少一个磁化设备包括具有第一线圈的第一磁化设备和包括第二线圈的第二磁化设备，并且所述第二聚合材料的至少一个层中的所述磁性材料通过引导电流通过所述第一线圈、引导电流通过所述第二线圈或引导电流通过所述第一线圈和所述第二线圈被磁化。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，进一步包括：耦合至所述第一磁化设备的第一臂；以及耦合至所述第二磁化设备的第二臂。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，进一步包括：至少一个轨道；以及控制系统，包括：一个或多个处理器；以及存储指令的一个或多个计算机存储介质，所述指令能由所述一个或多个处理器执行来执行操作，所述操作包括：将所述第一臂移动到第一位置，以及将所述第二臂移动到第二位置，以将所述第二聚合材料的至少一个层中的所述磁性材料磁化。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述至少一个轨道包括第一轨道和第二轨道，并且所述操作将所述第一臂沿着所述第一轨道移动到所述第一位置并将所述第二臂沿着所述第二轨道移动到所述第二位置。7.一种方法，包括：将第一聚合材料的多个层沉积在基板的表面上；将第二聚合材料的至少一个层沉积在所述第一聚合材料的多个层中的至少一个层上，所述第二聚合材料的至少一个层包括磁性材料。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述第一聚合材料的多个层是使用第一挤压...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·福本，M·绪方，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US