增材制造系统流体喷射器技术方案

增材制造系统可包括流体喷射器。流体喷射器可以以小于或等于40英寸每秒的最大速度跨构建材料分布器可移动。流体喷射器可包括具有非圆内孔的喷嘴。

Fluid ejector for augmentation manufacturing system

Additional material manufacturing system includes fluid ejector. The fluid ejector can move across the material distributor at a maximum speed of less than or equal to 40 inches per second. The fluid ejector may include a nozzle with a non-circular inner hole.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增材制造系统流体喷射器
技术介绍
诸如3D(3-D)打印机的增材制造系统采用增材制造过程来从塑料或者其他材料产生对象。这样的增材制造系统包括构建床或构建体积，在构建周期期间，在所述构建床或构建体积中生成一个或多个对象。在一些系统中，操作员可以加载数字文件，所述数字文件包含将要在构建周期期间生成的每一个对象的数字表征。在数字文件中包含的对象的数字表征被数字地切成层。在构建周期期间，增材制造系统在彼此上形成这些层，以生成3D对象。附图描述图1是示意性示出示例增材制造系统的横截面视图。图2是图1的示例系统的示例流体喷射器的一部分的仰视平面图。图3-10是示出用于图2的示例流体喷射器的非圆内孔的示例非圆形状的图解。图11是用于增材制造的示例方法的流程图。图12是用于图1的增材制造系统的示例流体喷射器的横截面视图。图13是示意性示出示例增材制造系统的横截面视图。图14是图13的示例系统的示例流体喷射器的一部分的仰视平面图。图15-17是示出用于图14的示例流体喷射器的示例喷嘴的图解。图18是用于图13的系统的示例流体喷射器的横截面视图。图19是用于图13的系统的示例流体喷射器的横截面视图。图20是示例增材制造系统的透视图。图21和图22是图20的示例增材制造系统的透视图，其示出3D对象的制作。具体实施方式在本文中提供的示例包括用于增材制造的系统、方法和流体喷射器。在示例中，流体被选择性喷射到微粒构建材料的层上或者形成图案到微粒构建材料的层上，其中，流体有助于层的一部分的凝固，以及其中，该过程重复以形成凝固的微粒构建材料的多个堆叠层，该多个堆叠层共同形成3D物品或产品。在一些实施中，选择性施加到微粒构建材料的层的流体围绕微粒构建材料凝固。在其他实施中，选择性施加到微粒构建材料的层的流体与微粒构建材料发生化学反应，或者用作用于被流体接触的微粒构建材料的随后的熔融、联结(joining)或其他凝固的催化剂。在一些示例中，选择性施加到构建材料层的一些流体可以用作用于随后的熔融的抑制剂。如将理解地，一些示例系统可以将第一流体在构建层上的第一位置处选择性分布在构建层上以促进构建材料的随后熔融，且示例系统可以将第二流体在构建层上的第二位置处选择性分布在构建层上以抑制构建材料的随后熔融。流体通过来自流体喷射器的喷嘴开口或内孔选择性施加到微粒构建材料，所述流体喷射器跨微粒构建材料层移动。在流体的这样的施加期间，微粒构建材料的微粒变得在空中传播。这些空中传播的微粒侵入到喷嘴开口或内孔内，这可以阻塞喷嘴内孔，可以阻塞流体至喷嘴的供应，或者可以以其他方式有害地影响流体喷射器的性能。示例系统、方法和流体喷射器可以抑制空中传播的微粒构建材料微粒到喷嘴内孔中的进入或侵入。在一些实施中，喷嘴内孔可以具有非圆形状。非圆形状有助于同时发生的足够量的流体的喷射，以有助于形成3D物品的微粒构建材料的凝固，而且同时抑制单个空中传播的微粒构建材料微粒通过喷嘴内孔的侵入。确定非圆形状的尺寸，使得单个空中传播的微粒构建材料微粒的期望的或预期的大小沿至少一个尺寸太大，以致于不能穿过喷嘴内孔的非圆形状。在一些实施中，流体喷射器将足够量的流体同时喷射通过多个喷嘴内孔，类似于淋浴头，其中，每一个内孔的大小或者尺寸确定成小于单个空中传播的微粒构建材料微粒的期望的预期大小，但是其中，流体通过其同时喷射的喷嘴内孔的数目足够大，使得在任一时间可以喷射足够量的流体，以有助于微粒构建材料的凝固，以形成3D物品。在一个实施中，单个喷嘴内孔可以具有环形的形状。在其他实施中，单个喷嘴内孔可以具有非圆形状，从而进一步抑制单个空中传播的微粒构建材料微粒的侵入。示例系统、方法和流体喷射器还可减少通向流体喷射器的供应通路的阻塞。流体可以通过连接至端口的进口被供应到流体喷射器，所述端口通向邻近喷嘴内孔或多个喷嘴内孔的发射或喷射室。为了抑制微粒通过进口从流体供应到喷射室中的侵入，可以在进口内提供柱。在一些实施中，柱与到进口的边间隔开，以允许已经通过喷嘴内孔进入的任何构建材料微粒在柱旁边经过，且进入流体供应或流体槽中，而不是积聚在柱和端口之间，其中，这种积聚可以以其他方式阻塞至流体喷射器的喷射室的流体供应。图1和图2示意性示出示例增材制造系统20。系统20包括构建床22和流体喷射器24。构建床22，有时也称为构建体积、构建材料支撑、或构建托盘，其包括连续的未中断体积，该体积容纳微粒构建材料30，诸如粉末，其部分被选择性地逐层凝固以增材生成3D部件或对象。在此类示例中，构建床22对应于构建区域，其中，构建区域大体描述可以在其中执行与增材制造过程关联的操作的区域。在所示出的示例中，构建床22是静止的，因为在流体被喷射到特定构建材料30上时，构建床22不在x-y平面中水平地移动。在一些实施中，当通过来自流体喷射器24的流体的沉积，材料30的新层的部分凝固和堆叠在彼此上时，构建床22或构建床22的部分可以沿着z轴朝向和远离流体喷射器24沿垂直方向移动。例如，在已经生成部件或对象的第一层之后，构建床可以降低，且构建材料的新层可以通过构建材料分布器32在部件或对象的最上面的第一层上方被分布构建区域中，其中，构建材料的新层的部分被选择性凝固，且可以与部件或对象的先前凝固的部分联结。如本文中所述地，构建材料分布器32可以包括例如刮板、辊、喷雾机构、或可以分布构建材料的层的其他此类部件。流体喷射器24包括将诸如流体液滴的流体选择性喷射到微粒构建材料30上的装置。如通过箭头34指示地，流体喷射器24跨构建床22移动、驱动或者平移，以便跨被床22支撑的微粒构建材料的层在按规定间隔开的位置处沉积流体36。通过这样的选择性的沉积，可以控制和改变微粒构建材料的每一个凝固层的2D形状，使得不同形状的层的集合可以形成3D物品或产品。在一个实施中，流体喷射器24可以以小于或等于40英寸/秒的最大速度跨构建区域移动。在该速度下，从被喷射的主液滴分离的任何卫星流体液滴、更小的流体液滴从主液滴分散的程度更小。因此，这些卫星液滴的分散、这些沉积的卫星液滴距沉积的主液滴的距离可以不影响增材制造性能或成品的品质。在一些实施中，流体喷射器24可以以大于或等于40英寸/秒的最大速度跨构建区域移动。如通过图1和图2进一步示出地，流体喷射器24将流体喷射通过具有非圆内孔40的喷嘴38。图2是流体喷射器24的一部分的仰视图，其示意性示出非圆开口或非圆内孔40。应当理解，非圆内孔40，虽然利用盒子或者框示意性示出，但是在图2中示出的示例中可以具有任何非圆形状。非圆内孔40有助于同时发生的足够量的流体的喷射，以有助于形成3D物品的微粒构建材料的凝固，而且同时抑制单个空中传播的微粒构建材料微粒通过喷嘴内孔的侵入。确定非圆形状的尺寸，使得单个空中传播的微粒构建材料微粒的期望的或预期的大小沿至少一个尺寸太大，以致于不能穿过喷嘴内孔的非圆形状。例如，如在图2中示意性表示地，非圆内孔40的至少一个尺寸D1或D2小于期望的或预期的单个空中传播的微粒构建材料微粒42的至少一个尺寸D3。在一个实施中，非圆内孔40形状和尺寸被确定成，以便具有至少100μm2的横截面面积，以允许同时喷射(诸如，通过单个促动器的发射来喷射)足够量的流体，以有助于足够量的用于增材制造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增材制造系统，包括：构建材料分布器，其将构建材料分布在所述系统的构建区域中；流体喷射器，其可以以小于或等于40英寸每秒的最大速度跨所述构建区域移动，所述流体喷射器包括具有非圆内孔的喷嘴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种增材制造系统，包括：构建材料分布器，其将构建材料分布在所述系统的构建区域中；流体喷射器，其可以以小于或等于40英寸每秒的最大速度跨所述构建区域移动，所述流体喷射器包括具有非圆内孔的喷嘴。2.根据权利要求1所述的增材制造系统，其中，所述非圆内孔具有砂漏形状。3.根据权利要求1所述的增材制造系统，其中，所述非圆内孔具有从以下形状组选择的形状，所述形状组包括椭圆、矩形、十字形、多边形和三角形。4.根据权利要求1所述的增材制造系统，还包括流体促动器，其中，所述喷嘴包括第二内孔，以及其中，所述流体促动器同时驱动流体通过所述非圆内孔和所述第二内孔两者。5.根据权利要求1所述的增材制造系统，其中，所述流体喷射器包括：邻近所述非圆内孔的喷射室，所述喷射室具有端口，所述端口具有第一小尺寸；进口，所述进口比所述端口更宽；以及在所述进口内的柱，所述柱形成所述柱和所述进口的边之间的通路，所述通路具有大于所述第一小尺寸的第二小尺寸。6.根据权利要求1所述的增材制造系统，其中，所述流体喷射器包括：与所述非圆内孔相对的喷射室，所述喷射室具有端口，所述端口具有第一横截面面积；进口，所述进口比所述端口更宽；以及在所述进口内的柱，所述柱形成所述柱和所述进口的边之间的通路，所述通路具有大于所述第一横截面面积的第二横截面面积。7.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·博雷尔卡波内尔，M·M·巴伦西亚，A·加西亚，T·M·萨博，
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