具有光洁度跟随器的增材制造系统技术方案

本发明专利技术公开了一种增材制造系统。增材制造系统可包括基质贮存器，流体连接到基质贮存器的主喷嘴，以及可操作地连接到基质贮存器和主喷嘴中的至少一个的主固化增强器。主固化增强器可以配置成将固化能量导向主喷嘴的尖端。增材制造系统还可包括辅助喷嘴，配置成将辅助喷嘴安装在主喷嘴的尾侧的臂，以及从基质贮存器延伸到辅助喷嘴的通道。

Additional material manufacturing system with smoothness follower

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有光洁度跟随器的增材制造系统相关申请本专利申请基于并且要求于2017年1月24日递交的申请号为No.62/449,899的美国临时申请的优先权的权益，该专利申请的全部内容通过引用并入本文中。
本专利技术总体涉及一种制造系统，更具体地，涉及一种具有光洁度跟随器的增材制造系统。
技术介绍
挤出制造是用于生产连续结构的已知工艺。在挤出制造期间，将液体基质(例如，热固性树脂或加热的热塑性塑料)推过具有所需横截面形状和尺寸的模具。离开模具时，材料固化并硬化成最终形式。在一些应用中，UV光和/或超声振动用于在液体基质离开模具时加速液体基质的固化。通过挤出制造工艺生产的结构可以具有任何连续长度，具有直的或弯曲的轮廓，一致的横截面形状，和优异的表面光洁度。尽管挤出制造可以是连续制造结构的有效方式，但是所得到的结构可能缺乏某些应用所需的强度。拉挤成型制造是用于生产高强度结构的已知工艺。在拉挤成型制造期间，单独的纤维股线、股线穗带和/或编织的织物用液体基质(例如，热固性树脂或加热的热塑性塑料)涂覆或浸渍，并被牵拉通过固定模具，在所述模具处液体基质固化并且硬化成最终形式。与挤出制造一样，UV光和/或超声振动在一些拉挤成型应用中用于当液体基质离开模具时加速液体基质固化。由拉挤成型制造工艺生产的结构具有许多与挤压结构相同的属性，以及由于集成纤维而增加的强度。虽然拉挤成型制造可以是连续制造高强度结构的有效方式，所得结构可能缺少某些应用所需的形式(形状、尺寸和/或精度)和/或表面光洁度。所公开的系统旨在解决现有技术中的上面提出的问题中的一个或多个和/或其他问题。
技术实现思路
在一个方面，本公开涉及用于增材制造系统的跟随器。跟随器可包括基质入口通道和连接到基质入口通道的远端的喷嘴。跟随器还可包括位于喷嘴下游的固化增强器，以及设置在喷嘴和固化增强器之间的刮板叶片。在另一方面，本专利技术涉及一种增材制造系统。增材制造系统可包括基质贮存器，流体连接到基质贮存器的主喷嘴，以及可操作地连接到基质贮存器和主喷嘴中的至少一个的主固化增强器。主固化增强器可以配置成将固化能量导向主喷嘴的尖端。增材制造系统还可包括辅助喷嘴，配置成将辅助喷嘴安装在主喷嘴的尾侧的臂，以及从基质贮存器延伸到辅助喷嘴的通道。在又一方面，本专利技术涉及另一种增材制造系统。该增材制造系统可包括可移动的支撑件，连接到可移动的支撑件并配置成排出基质润湿的加强件的打印头，以及连接到打印头后面的尾部的跟随器。跟随器可包括：喷嘴，其配置为仅排出基质；以及位于喷嘴的与打印头相反的一侧的固化增强器。跟随器还可包括设置在喷嘴和固化增强器之间的刮板叶片。附图说明图1是示例性公开的制造系统的示意图；图2是可以与图1的制造系统一起使用的示例性公开的头部的示意图；以及图3是可以与图2的头部结合使用的示例性公开的跟随器的示意图。具体实施方式图1示出了示例性系统10，其可用于连续制造具有任何所需横截面形状(例如，圆形、多边形等)的复合结构12。系统10可以包括至少支撑件14和头部16。头部16可以联接到支撑件14并由支撑件14移动。在图1所公开的实施例中，支撑件14是能够在制造结构12期间、在多个方向上移动头部16的机械臂，使得结构12的所得纵向轴线是三维的。然而，可以设想，支撑件14可以替代地是架空龙门架或混合龙门架/臂，其也能够在制造结构12期间，在多个方向上移动头部16。尽管支撑件14被示出为能够进行多轴运动，可以设想，如果需要，也可以使用能够以相同或不同方式移动头部16的任何其他类型的支撑件14。在一些实施例中，驱动器可以将头部16机械地联接到支撑件14，并且可以包括协作以向头部16移动和/或供应动力或材料的组件。头部16可以被配置为接收或以其他方式容纳基质。基质可包括可固化的任何类型的材料(例如，液体树脂，诸如零挥发性有机化合物树脂；粉末金属；等)。示例性基质包括热固性材料、单部分或多部分环氧树脂、聚酯树脂、阳离子环氧树脂、丙烯酸酯化环氧树脂、聚氨酯、酯、热塑性塑料、光聚合物、聚环氧化物、硫醇、烯烃、硫醇-烯等。在一个实施例中，例如通过经由相应的导管(未示出)流体连接到头部16的外部装置(例如，挤出机或其他类型的泵(未示出))，头部16内的基质可以被加压。然而，在另一个实施例中，基质压力可以通过类似类型的装置完全在头部16内部产生。在其他实施方案中，基质可以通过头部重力进料和/或在头部16内混合。在一些情况下，头部16内的基质可能需要保持冷却和/或黑暗，以抑制过早固化；而在其他情况下，由于同样的原因，基质可能需要保持温暖。在任一种情况下，头部16可以是特殊配置的(例如，绝缘的、冷冻的和/或加温的)，以满足这些需求。基质可用于涂覆、包裹或以其他方式至少部分地围绕任何数量的连续加强件(例如，单独的纤维、丝束、粗纱、带和/或材料片)，并且与加强件一起，构成复合结构12的至少一部分(例如，壁)。加强件可以储存在头部内(例如，在单独的内部线轴上(未示出))或以其他方式穿过头部16(例如，从外部线轴进料)。当同时使用多个加强件时，加强件可以是相同类型，并且具有相同的直径和截面形状(例如，圆形、方形、扁平等)，或者是具有不同直径和/或截面形状的不同类型。加强件可包括例如碳纤维、植物纤维、木纤维、矿物纤维、玻璃纤维、金属线、光学管等。应当注意，术语“加强件”意味着包括结构和非结构二者类型的连续材料，其可以至少部分地包裹在从头部16排出的基质中。加强件可以暴露于(例如，涂覆有)基质，同时加强件在头部16内，而加强件被传递到头部16(例如，作为预浸材料)，和/或根据需要，加强件从头部16排出。基质、干燥加强件、和/或已经暴露于基质的加强件(例如，润湿的加强件)可以以本领域技术人员显而易见的任何方式输送到头部16中。可以经由至少两种不同的操作模式，从头部16排出基质和加强件。在第一操作模式中，当头部16由支撑件14移动以产生三维形状的结构12时，基质和加强件从头部16挤出(例如，在压力和/或机械力下推动)。在第二操作模式中，至少从头部16拉出加强件，使得在排出期间，在加强件中产生拉伸应力。在这种操作模式中，基质可以粘附到加强件上，从而也可以与加强件一起从头部16拉出，和/或基质可以在压力下与拉出的加强件一起从头部16中排出。在第二操作模式中，在从头部16拉出基质的情况下，加强件中产生的张力可以增加结构12的强度，同时还允许更大长度的无支撑材料具有更直的轨迹(即，张力可以抵抗重力作用，以为结构12提供独立支撑)。由于头部16远离锚固点18移动，可以从头部16拉出加强件。特别地，在结构形成开始时，基质浸渍的加强件可以被从头部16拉动和/或推动一段长度，沉积到锚固点18上并固化，使得排出的材料粘附到锚固点18。此后，头部16可以远离锚固点18移动，并且相对运动可以使得加强件从头部拉动。应该注意的是，如果需要，可以辅助加强件通过头部16的运动(例如，通过内部进料机构)。然而，来自头部16的加强件的排出速率可主要是头部16和锚固点18之间的相对运动的结果，使得在加强件内产生张力。可以设想，替代头部16远离锚固点18移动或者除了头部16远离锚固点18移动之外，锚固点18可以远离头部16移动。一个或多个固化增强器(例如，一个或多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于增材制造系统的跟随器，包括：基质入口通道；喷嘴，其连接到基质入口通道的远端；位于喷嘴下游的固化增强器；和刮板叶片，其设置在喷嘴和固化增强器之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.24 US 62/449,8991.一种用于增材制造系统的跟随器，包括：基质入口通道；喷嘴，其连接到基质入口通道的远端；位于喷嘴下游的固化增强器；和刮板叶片，其设置在喷嘴和固化增强器之间。2.根据权利要求1所述的跟随器，其中：刮板叶片是第一叶片；并且跟随器还包括设置在喷嘴上游的第二叶片。3.根据权利要求1所述的跟随器，其中，所述刮板叶片包括：柔性外膜；和设置在柔性外膜内的智能流体。4.根据权利要求1所述的跟随器，其中，所述喷嘴包括多个孔口。5.根据权利要求4所述的跟随器，其中，所述多个孔口通过至少一个铰接件以链的形式连接在一起。6.根据权利要求5所述的跟随器，还包括致动器，所述致动器被配置成移动所述链。7.根据权利要求1所述的跟随器，还包括围绕所述固化增强器向外张开的罩。8.根据权利要求1所述的跟随器，还包括枢转臂，所述枢转臂被配置成将所述喷嘴连接到打印头的尾侧。9.一种增材制造系统，包括：基质贮存器；主喷嘴，其流体连接到基质贮存器；主固化增强器，其可操作地连接到基质贮存器和主喷嘴中的至少一个，主固化增强器配置成将固化能量导向主喷嘴的尖端引导；辅助喷嘴；臂，其被配置成将辅助喷嘴安装在主喷嘴的尾侧；和通道，其从基质贮存器延伸到辅助喷嘴。10.根据权利要求9所述的增材制造系统，还包括位于所述辅助喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼斯·泰勒，赖安·C·斯托科特，
申请(专利权)人：CC三D有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US