超变量先进制造技术制造技术

描述了一种用于输送用于沉积的材料的系统和方法。该系统包括用于容纳材料的贮存器和用于使材料液化(除非材料要以固体状态输送)的加热元件。一旦处于期望的状态，压力输送系统和材料输送系统使材料移动至沉积喷嘴。在沉积喷嘴中，或在沉积喷嘴周围，材料组合并准备沉积。搅拌元件用于破碎材料并以雾化或液滴形式将材料推出喷嘴尖端。材料成分/浓度的改变导致热、压力或沉积搅拌的调节。

Supervariable Advanced Manufacturing Technology

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超变量先进制造技术优先权和相关申请本申请要求于2016年8月29日提交的名称为“CONTROLLEDMATERIALCOMBINATIONANDDELIVERYINULTRA-VARIABLEADVANCEDMANUFACTURINGSYSTEMS(超变量先进制造系统中的受控的材料组合及输送)”的序列号为62/380,999的美国临时申请、于2016年4月6日提交的名称为“ULTRA-VARIABLEADVANCEDMANUFACTURINGSYSTEMSANDAPPARATUS(超变量先进制造系统和装置)”的序列号为62/318,803的美国临时申请以及于2015年12月11日提交的名称为“ULTRA-VARIABLEADVANCEDMANUFACTURINGSYSTEMSANDAPPARATUS(超变量先进制造和装置)”的序列号为62/266,075的美国临时申请的优先权，以上申请中的每个申请的全部内容通过参引并入本文。
本专利技术的主题涉及先进制造设备和由其制成的产品的领域。更具体地，本专利技术的主题涉及该领域内的材料输送和管理。
技术介绍
制造业泡沫、塑料和其他类似材料的大规模制造通常通过模型挤制、注入成型或其他需要特定产品工具和大批量生产的技术来完成。即使在机器可以适应各种模型和模具的情况下，转换时间和成本仍然是一个问题，并且创建不同特定模具的成本和时间可能使定制和变化非常困难。鞋类与以往相比，人们越来越多地关注健康和适合度。这部分地是由于医疗系统效率低以及希望控制自身健康的个体增加。我们看到越来越多的初次锻炼者往往最终会受伤。在其他领域中，我们看到大量的工人、执法人员和军事人员在他们一天的大部分时间都在行走。这对关节和肌腱施加了很大的压力，从而经常导致受伤。这种伤害反过来导致工资损失、生产力下降以及个人、雇主和政府的成本增加。鞋主要为了保护穿着者的脚而设计。这种保护会随着时间的推移而衰弱并且需要更换。在跑鞋的情况下，大多数制造商建议每300英里更换一次鞋。这样做的主要原因是鞋失去了提供适当减震水平的能力。这种减震的缺乏会导致穿着者的关节和肌腱受到更大的压力，从而导致受伤。附图说明本专利技术主题的实施方式可以通过参照以下描述和示出这些实施方式的附图而最好地理解。在附图中：图1是根据各种实施方式的材料沉积系统的图。图2是根据各种实施方式的螺旋输送和沉积元件的图。图3是根据各种实施方式的螺旋输送和沉积系统的图。图4是根据各种实施方式的液体材料输送和沉积系统的图。图5是根据各种实施方式的液体多材料输送器和沉积系统的图。图6是根据各种实施方式的多材料输送和沉积系统的图。图7是根据各种实施方式的多材料输送和沉积过程的流程图。具体实施方式在以下说明中，参照了形成本说明的一部分的附图，并且在附图中，通过图示的方式示出了可以实践的具体实施方式。这些实施方式被足够详细地描述使得本领域技术人员能够实践本专利技术，并且应当理解的是，在不脱离本专利技术的范围的情况下可以利用其他实施方式，并且可以进行结构、逻辑和电气改变。因此，以下对示例性实施方式的描述不应被视为有限的意义，并且本专利技术的范围由所附权利要求限定。处于液态或半液态的原材料经历能量驱动的相变，从而导致液体雾化。雾化可以由半液体材料和高速气体的碰撞引起。这种碰撞将一系列半液体材料破碎成精确地沉积为“雾状”的非常细小的液滴。其他雾化技术被认为在本专利技术主题的范围内，包括通过压电元件、螺线管、声学元件、热元件等的致动。三维雾化颗粒沉积(APDTM)技术实现了功能性多材料产品的3D打印。本文描述了用于控制多种类型材料在材料沉积系统内赋予所需混合物和浓度的系统和方法。借助于精确地管理固体、液体和输注的能力，可以获得期望的输出特性。图1是根据各种实施方式的材料沉积系统100的框图。材料沉积系统100包括控制器102A至102B、控制阀104A至104B、材料控制输入件106A至106B、材料输送通道108A至108B、沉积喷嘴110、喷嘴尖端112、致动器控制件114和致动元件116。根据各种实施方式，控制器102A至102B是对其相应材料的流量进行控制的单独装置。控制器102A与控制器102B之间的通信尤其在材料混合并且一个控制器或另一个控制器必须与致动器控制件114通信时发生。根据其他实施方式，使用单个控制器来代替多个控制器102A至102B。参考材料沉积系统100的一个半部，控制器102A发信号通知控制阀104A向材料控制输入件106A提供控制。材料控制输入件106A允许/限制材料从材料输送通道108A流入到沉积喷嘴110中。一旦材料被接纳在沉积喷嘴110中，材料就可以单独处理或与通过另一材料输送通道108B接纳的另一材料混合。来自控制器102A的控制信号由致动器控制件114接收，以实现致动元件116的运动。致动元件116的运动用于搅拌材料并将材料推出沉积喷嘴到喷射器118中。由控制器102A至102B进行的调节用于改变沉积材料。作为示例，可以在打印期间通过调节材料中的一种或更多种材料的温度、压力和/或流率来调节两种材料的浓度。还可以调节致动元件116的运动以改变液滴体积或速度，从而影响分解率(resolution)。这些改变可以在运行中通过以下方式进行：控制器102A至102B在经调节的材料将要到达沉积喷嘴110的孔口之前对沉积喷嘴110中需要被沉积的材料进行补偿。作为示例，第一材料可以自身沉积为第一层部分120A，部分地通过第一层部分120A的沉积，控制器102A至102B可以调节第二材料的流量以产生两种材料的50/50混合物，该50/50混合物作为具有不同材料特性的第二层部分120B无缝地沉积。最后，控制器可以发信号通知一个控制阀104A关闭第一材料的材料流动，发信号通知另一个控制阀104B打开第二材料的流动。一旦沉积喷嘴110中的混合物完全沉积到第二层部分120B中，就又无缝地沉积第三层部分120C。图2是根据各种实施方式的螺旋输送和沉积元件200的图。螺旋输送器和沉积元件200包括料斗202、流体通道204、螺旋推送器206、沉积喷嘴本体208、喷嘴尖端210和沉积控制输入件212。材料经由料斗提供给螺旋输送和沉积元件200。在一些示例性实施方式中，料斗202可以是类似于图2中示出的敞开式容器。在其他实施方式中，料斗202可以是具有一个或更多个材料入口的封闭室。当材料被输送至螺旋推送器206时，料斗202用作收集材料的地方。螺旋推送器206定位在流体通道204内。螺旋推送器206设计成在流体通道204内沿该螺旋推送器206的主轴线旋转。这种旋转使得来自料斗202的材料在流体通道204内沿螺旋推送器206并远离料斗202移动。螺旋推送器206终止于沉积喷嘴本体208，用于通过喷嘴尖端210进行受控的沉积。沉积控制输入件212接收来自控制器的信号以致动与喷嘴成一体的元件，以便沉积材料。螺旋输送和沉积元件200可以用于移动单一材料。替代性地，螺旋输送和沉积元件200可以用于移动混合的材料组合物，在这种情况下，材料通过螺旋推送器206的运动有助于材料的混合。图3是根据各种实施方式的螺旋输送和沉积系统300的图。螺旋输送和沉积系统300包括控制器302A至302B、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于输送用于沉积的材料的系统，包括：料斗，所述料斗构造成容纳一定量的第一材料；螺旋推送器，所述螺旋推送器用于使来自所述料斗的所述第一材料移动；加热元件，所述加热元件与所述螺旋推送器连通，以在所述第一材料通过所述螺旋推送器移动远离所述料斗时对所述第一材料进行加热；沉积喷嘴，所述沉积喷嘴用于通过输入端口接纳被加热的第一材料；材料输送机构，所述材料输送机构通过输入端口向所述沉积喷嘴提供第二材料；以及控制器，所述控制器与所述螺旋推送器和所述材料输送机构通信，以控制所述第一材料和所述第二材料向所述沉积喷嘴的输送；其中，所述沉积喷嘴构造成沉积所述第一材料和所述第二材料的组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.11 US 62/266,075;2016.04.06 US 62/318,803;1.一种用于输送用于沉积的材料的系统，包括：料斗，所述料斗构造成容纳一定量的第一材料；螺旋推送器，所述螺旋推送器用于使来自所述料斗的所述第一材料移动；加热元件，所述加热元件与所述螺旋推送器连通，以在所述第一材料通过所述螺旋推送器移动远离所述料斗时对所述第一材料进行加热；沉积喷嘴，所述沉积喷嘴用于通过输入端口接纳被加热的第一材料；材料输送机构，所述材料输送机构通过输入端口向所述沉积喷嘴提供第二材料；以及控制器，所述控制器与所述螺旋推送器和所述材料输送机构通信，以控制所述第一材料和所述第二材料向所述沉积喷嘴的输送；其中，所述沉积喷嘴构造成沉积所述第一材料和所述第二材料的组合物。2.根据权利要求1所述的用于输送用于沉积的材料的系统，其中，所述第一材料和所述第二材料在进入所述沉积喷嘴之前被混合。3.根据权利要求1所述的用于输送用于沉积的材料的系统，还包括沉积控制元件，所述沉积控制元件与所述控制器通信，所述沉积控制元件允许所述第一材料和所述第二材料离开所述沉积喷嘴。4.根据权利要求1所述的用于输送用于沉积的材料的系统，还包括搅拌元件，所述搅拌元件用于在所述第一材料和所述第二材料离开所述沉积喷嘴时使所述第一材料和所述第二材料雾化。5.一种用于输送用于沉积的材料的系统，包括：第一贮存器，所述第一贮存器构造成容纳第一材料；第二贮存器，所述第二贮存器构造成容纳第二材料；第一加热元件，所述第一加热元件用于使所述第一材料液化；第二加热元件，所述第二加热元件用于使所述第二材料液化；第一压力输送系统，所述第一压力输送系统构造成向所述第一贮存器中的所述第一材料施加压力；第二压力输送系统，所述第二压力输送系统构造成向所述第二贮存器中的所述第二材料施加压力；沉积喷嘴，所述沉积喷嘴与所述第一贮存器和所述第二贮存器流体连通，所述沉积喷嘴用于接纳所述第一材料和所述第二材料；以及沉积控制元件，所述沉积控制元件用于搅拌所述第一材料和所述第二材料；其中，所述沉积控制元件构造成通过所述沉积喷嘴沉积所述第一材料和所述第二材料的组合物。6.根据权利要求5所述的用于输送用于沉积的材料的系统，还包括控制器，所述控制器与所述第一加热元件、所述第二加热元件、所述第一压力输送系统、所述第二压力输送系统和所述沉积控制元件通信，所述控制器基于所述第一材料和所述第二材料的材料特性对所述第一加热元件、所述第二加热元件、所述第一压力输送系统、所述第二压力输送系统和所述沉积控制元件进行控制，以允许材料通过所述沉积喷嘴沉积。7.根据权利要求6所述的用于输送用于沉积的材料的系统，其中，所述第一材料和所述第二材料的所述材料特性是所述第一材料和所述第二材料的混合组合物的特性。8.根据权利要求7所述的用于输送用于沉积的材料的系统，还包括传感器，所述传感器用于确定所述第一材料和所述第二材料的所述混合组合物的特性，其中，所确定的特性被传送至所述控制器。9.根据权利要求7所述的用于输送用于沉积的材料的系统，其中，所述控制器基于从所述传感器传送至所述控制器的所确定的特性来对所述第一加热元件、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·卡通，蒂莫西·亚伯拉罕，文森特·刘易斯，
申请(专利权)人：鞋匠技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US