用于构建体的加热机构制造技术

描述了一种用于冷却构建体的示例方法。在一种实施方式中，加热机构被设定到基于构建材料信息识别的温度，并且所述构建体使用所述加热机构被加热基于所述构建材料信息识别的时间段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于构建体的加热机构
技术介绍
3D打印是实体自由成形制造的一种形式，其可实现包括最终产品、原型零件和作业工具的3D物体的生成。存在许多形式的3D打印技术和在3D打印中可用的各种可打印材料。3D打印技术可利用增材工艺，在增材工艺中，(由电子数据描述的)物体由构建材料逐层构建。例如，物体的物体模型可具有三维像素信息，并被切成层以允许打印设备使用构建材料将该物体的截面切片形成为第一层，并在第一层上构建第二层，且持续直至生产出最终产品。附图说明图1是描绘示例印后系统的方块图。图2A是描绘示例印后设备的方块图。图2B和图3A是描绘示例壳体的方块图。图3B和图3C是描绘示例打印设备的方块图。图4描绘用于实现示例印后系统的示例部件。图5-图7是描绘用于冷却通过三维打印设备生产的构建体(buildvolume)的示例方法的流程图。具体实施方式如本文使用的，术语“包含”、“具有”及其变型与术语“包括”或其合适的变型含义相同。进一步，如本文使用的，术语“基于”意味着“至少部分地基于”。因此，描述为基于某刺激因素的特征可仅基于该刺激因素或者包括该刺激因素的刺激因素的组合。在以下的说明和图中，装置、系统和/或用于冷却构建体的方法的一些示例实施方式被描述。本文描述的示例装置包括打印设备和印后设备。在本文描述的示例中，“打印设备”可以是用打印流体(例如，墨或调色剂)将内容打印在物理介质(例如，纸或一层粉末基材料等)上的设备。在一层粉末基材料上进行打印的情况下，打印设备可利用逐层式增材制造工艺中的打印流体的沉积。打印设备可利用合适的打印耗材，诸如墨、调色剂、流体或粉末、或者用于打印的其它原材料。打印流体的一个示例是能从打印头喷射的墨。在一些示例中，打印设备为三维(3D)打印设备，其打印3D物体并执行如本文所述的印后操作。在3D打印背景下，构建材料(例如，所打印的物体由其制成)用于构成3D物体。在一些示例中，构建材料可包括基材(例如，粉末)、打印流体(例如，墨)或者基材和打印流体的组合。例如，作为示例，构建材料可包括塑料、金属、陶瓷、蜡、树脂、混凝土、纳米管、纸、食物或者甚至生物材料。该材料可以以允许打印设备对可打印流体起作用以产生物体的形式提供。构建体作为铺设构建材料层并固化层的部分的结果而生成。例如，构建材料可为粉末，其被打印设备使用以通过向其选择性地施加能量(例如，烧结)而生成包括固化的构建材料和非固化的构建材料的构建体，因此导致构建体可包括诸如由固化的构建材料(例如，熔融的粉末)制成的物体的3D物体和/或不用于产生3D物体的材料(例如，非固化的构建材料，诸如未熔融的粉末或支撑物)。如本文使用的，打印阶段表示用于打印构建体的操作的阶段，印后阶段表示在生成构建体以后执行的操作的阶段，诸如取出构建体(例如，分离固化的构建材料和非固化的构建材料)、清洁熔融的粉末以及再混合未熔融的粉末。如本文使用的，“印后系统”表示执行打印之后的操作(本文讨论为印后阶段期间的印后操作)的系统，诸如在3D物体已经生成以后执行的操作。在本文描述的示例中，印后系统可包括执行印后操作的印后设备。在一些示例中，本文讨论的印后操作在印后设备中执行，诸如取出、清洁和回收(UCR)设备。示例UCR设备可在印后阶段期间完成印后过程，例如，诸如通过朝构建体吹空气或将空气从构建体抽走而将未熔融的粉末从包括未熔融粉末和熔融粉末的3D物体的构建体移除的取出和/或清洁过程。在一些示例中，印后系统可包括执行打印操作和印后操作的打印设备。在打印过程完成以后，构建体可能是热的，诸如接近熔融温度，并被允许例如以足够慢的速率冷却以防止物体变形。例如，构建体可留在打印设备中以尽可能慢地冷却下来并允许热量在不受协助的情况下从构建体消散。用于打印可使用的3D物体的端到端周转时间可与取决于打印时间同样程度地取决于后处理时间。例如，当构建体仅被留下单独冷却(即，不依靠任意机构来辅助冷却)时，冷却过程的时间段可甚至超过用于打印的时间。例如，当花费6个小时生成构建体时，可能需要9个小时冷却构建体。作为另一示例，用4个小时生成的构建体可能在加工之前使用6个小时冷却。以此方式，构建体的冷却过程可能对系统的生产率具有影响。相应地，能够加速冷却时间将使得周转时间显著地减少。然而，在目前的系统中，由于例如通过高热梯度和材料被允许冷却的速度的不可控的收缩，快速冷却可能导致不期望的零件变形或者另外影响零件的机械性能。以下描述的各种示例使得能够减少构建体的冷却时间，而不引入或仅以可接受的量引入不期望的零件变形。各种示例提供例如在第一时间段保持向构建体施加的热量，然后在第一时间段结束以后快速冷却构建体。例如，在构建体被打印以后基于材料改性温度将构建体的热量保持在一温度范围内可例如允许构建材料建立构建体的结构特性、机械特性和/或化学特性的改变。例如，结构特性可为构建材料的结构一致性水平，其表示由该构建材料构建的构建体的结构的刚度。例如，使用半结晶热塑性塑料作为构建材料，构建过程可能包括将半结晶热塑性塑料从打印温度(即，在执行打印过程之前保持的构建材料的温度)加热至熔化温度以上以允许熔融发生，构建后过程可包括将半结晶热塑性塑料加热至结晶温度以上以允许材料的晶体生长并将构建体冷却至室温以允许硬化并加工物体。作为在完成构建体以后加热的结果，构建材料可例如具有与被打印而没有在基于构建材料的材料改性点的温度范围内的印后阶段加热的构建材料相比提高的材料特性。例如，在印后阶段期间加热一时间段以后的构建体的结构完整性可在执行主动冷却技术时抵抗扭曲或对于构建体的其它不希望的影响。在该示例中，结构完整性可允许对构建体应用冷却技术，该冷却技术可以以与周围环境将允许的速率相比更快的速率冷却构建体，并因此可例如在降低的变形可能性的情况下减少等待时间。图1和图2是描绘示例印后系统100和200的方块图。参见图1，图1的示例印后系统100大体上包括控制器104、加热机构106和冷却机构108。一般而言，在打印以后且在当构建体存在于壳体中时使用冷却机构108冷却该构建体之前，加热机构106可在构建体存在于壳体中时将构建体加热一时间段。如本文使用的，壳体可为任何合适的结构，其限定可放置构建体(例如，构建体被打印或者构建体被取出和清洁所在)的空间。示例壳体可为长方体形外壳，诸如具有由金属制成的四个侧壁和盖的长方形桶。由壳体限定的空间在本文中被称为印后环境，因为该有界空间是执行印后阶段的操作的地方。例如，印后环境可为壳体内的封闭空间，构建体位于在封闭空间中，并且加热机构106和/或冷却机构108能够进入由该壳体划界的空间(例如，壳体的内部空间)以改变印后环境(例如，加热或冷却内部空间中的构建体)。如本文进一步讨论的，壳体可例如在下述温度被加热和冷却，即当构建体在壳体内时，该温度对由构建体的固化的构建材料限定的物体提供期望的影响。如本文使用的，“控制器”表示电路或者电路和可执行指令的组合，可执行指令用以基于该指令的执行而执行特定功能。控制器104是电路和可执行指令的组合，其基于与构建体关联的构建材料信息控制加热机构106和冷却机构108。如本文进一步讨论的，构建材料信息表示经由打印过程生成构建体中使用的构建材料。构建材料信息由控制器104获得以确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种印后系统，包括：加热机构，用于在印后阶段期间当构建体存在于壳体中时将构建体在第一温度范围内加热一时间段；冷却机构，用于当所述构建体存在于所述壳体中时使所述构建体在低于所述第一温度范围的第二温度范围内冷却；和控制器，用于基于与所述构建体关联的构建材料信息控制所述加热机构和所述冷却机构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种印后系统，包括：加热机构，用于在印后阶段期间当构建体存在于壳体中时将构建体在第一温度范围内加热一时间段；冷却机构，用于当所述构建体存在于所述壳体中时使所述构建体在低于所述第一温度范围的第二温度范围内冷却；和控制器，用于基于与所述构建体关联的构建材料信息控制所述加热机构和所述冷却机构。2.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器包括参数引擎，以识别用于生产三维物体的打印工作的构建材料信息，其中：所述参数引擎从表格或热模型识别所述第一温度范围和所述时间段，所述第一温度范围基于构建体的构建材料的材料改性温度；所述构建材料信息表示构建材料；并且所述时间段与所述第一温度范围具有反向关系，所述时间段满足结构增强持续时间。3.如权利要求2所述的系统，其中所述参数引擎用于从下列中的至少一个检索所述构建材料信息：直接连接的计算设备；远程存储位置；或联接至输送设备的计算机可读介质，所述输送设备包括所述壳体并能够装载所述构建体。4.如权利要求1所述的系统，其中所述加热机构加热所述构建体的构建层的子组。5.如权利要求1所述的系统，其中所述加热机构通过使用邻近所述壳体的加热毯向所述壳体内的所述构建体的所有层施加热量来均匀地加热所述构建体。6.如权利要求1所述的系统，其中所述冷却机构使用流体，并且当所述壳体容纳所述构建体时，所述冷却机构使所述流体在所述壳体内循环。7.如权利要求1所述的系统，其中所述构建材料信息被预先确定，并且所述加热机构包括下列中的至少一个：加热灯；围绕所述壳体的外表面或者在所述壳体的壁内的基于电阻的加热元件；或用于将所述构建体保持在第一温度的绝热体，所述构建体在所述第一温度被打印，其中所述绝热体覆盖所述壳体的表面。8.如权利要求1所述的系统，其中所述构建体实现第一结构一致性水平，该第一结构一致性水平超出所述构建材料在所述打印阶段期间的第二结构一致性水平，其中所述第一结构水平能够承受第一冷却速率，所述第一冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔米纳·克罗尔·埃什帕尔，亚历杭德罗·曼纽尔·德·佩尼亚，曼纽尔·弗莱雷加西亚，
申请(专利权)人：惠普发展公司有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国,US