3D打印的分级过滤介质包制造技术

一种过滤介质(400)包括多个固化材料层(402、402

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】3D打印的分级过滤介质包


[0001]本公开涉及用于去除各种流体(例如液压流体、空气过滤、油和燃料等)中的污染物的过滤器和通气器，所述流体用于为土方移动、施工和采矿设备等(例如，汽车、农业、HVAC(加热、通风和空调)、机车、船舶、排气处理或任何其他使用过滤器和通气器的行业)的机构和发动机提供动力。具体地，本公开涉及使用3D打印技术制造的过滤器，从而允许在过滤器中使用更复杂的几何形状。

技术介绍

[0002]土方移动、施工和采矿设备等经常使用过滤器和/或通气器，该过滤器或通气器用于去除各种流体(例如液压流体、油和燃料等)中的染污物，所述流体用于为设备的机构和发动机提供动力。随着时间的推移，污染物聚集在流体中，其可能对各种机构(例如，液压汽缸)和发动机的部件有害，使得需要维修。过滤器和/或通气器的目标是去除各种流体中的污染物以延长这些部件的使用寿命。使用过滤器和/或通气器的任何行业也可能需要从液压流体、空气、油和燃料等去除污染物。这些其它行业的实例包括但不限于汽车、农业、HVAC、机车、船舶、排气处理等。
[0003]此类过滤器采用的特征和几何结构受到可用于制造过滤器及其相关联的过滤介质的制造技术的限制。通常使用的技术包括折叠多孔织物或去除污染物的其它材料。典型的增材制造围绕创建固体的而非多孔的零件进行构造。因此，生成可集成到打印零件中或用于介质包中的可用等级的过滤介质不在例如FDM(熔融沉积成型)、FFF(融丝制造)、SLA(立体光刻)等的当前增材技术的标准能力内。
[0004]例如，Thiyagarajan等人的美国专利申请公开第2016/0287048A1号公开了一种用于洗碗机器具的过滤器，其包括过滤介质、沿着过滤器的轴向方向延伸的主体和沿着过滤器的轴向方向定位在主体的第一端处的盖。过滤介质配置成从洗碗机器具的洗涤室洗涤流体过滤碎屑和其它颗粒，并且附接到过滤器的主体或与过滤器的主体一体地形成。另外，盖配置成允许洗涤液从洗碗机器具的洗涤室流动到过滤介质，并且可以使用增材制造过程与过滤器的主体一体地形成。Thiyagarajan等人的图15和16以及第59段指出过滤器开口是肉眼可见的(0.08英寸)。这不适合去除用在土方移动、施工和采矿行业等中的过滤器和/或通气器所遇到的一些污染物(参见上文关于使用过滤器和/或通气器的行业的更广泛列表)。
[0005]类似地，Miller等人的美国专利申请公开第2016/0287605A1号公开了一种洗碗机器具，其包括储槽组件，该储槽组件具有用于过滤供应到洗碗机器具的洗涤室的洗涤流体的一体过滤器。所述一体过滤器限定中心轴线。所述一体过滤器还具有过滤介质，该过滤介质具有限定过滤介质的内部腔室的内表面。在垂直于中心轴线的平面中内部腔室的横截面面积沿着中心轴线的长度改变。还提供了用于形成用于洗碗机器具的一体过滤器的相关方法。在Miller等人专利的第33段中，过滤介质的孔径据称在0.003英寸至0.025英寸的范围内。然而，在实现细节中并未描述产生如此小孔径的确切方法。

技术实现思路

[0006]根据本公开的实施例的过滤介质包括多个固化材料层，所述多个固化材料层包括：第一层，所述第一层具有在第一预定方向上延伸的固化材料的第一起伏条；和第二层，所述第二层具有在第二预定方向上延伸的固化材料的第二起伏条。所述第一层与所述第二层接触，并且所述第一预定方向与所述第二预定方向不平行，在其之间形成多个孔。
[0007]根据本公开的另一实施例的过滤介质包括多个层，每个层包括固化材料的起伏条。
[0008]根据本公开的实施例的过滤器包括：本体，所述主体包括限定中空内部的外壁；与所述中空内部流体连通的入口；与所述中空内部流体连通的出口；以及设置在所述中空内部中包括多个层的第一过滤介质。每个层包括固化材料的起伏条，在所述多个层中的每个层之间形成多个孔。
附图说明
[0009]并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的若干实施例，并且与描述一起用于解释本公开的原理。在附图中：
[0010]图1是根据本公开的第一实施例的具有使用3D打印或其它增材制造技术制造的过滤介质的过滤器的透视图。为了显示过滤器的内部运作方式，去掉了过滤器的顶部部分。更具体地，过滤器显示为其正通过增材制造过程加以构建。
[0011]图2是根据本公开的第二实施例的具有使用3D打印或其它增材制造技术制造的过滤介质的过滤器的透视图，其类似于图1的过滤器，不同之处在于设置了具有不同尺寸的孔的多个过滤介质。
[0012]图3是图1的过滤介质的放大透视图，示出了通过形成材料的起伏条的各层而形成过滤介质，所述材料的起伏条的各层沿着Z方向在从一层(X方向)到相邻层(Y方向)的交替方向上起伏。
[0013]图4是图2的过滤器的后取向透视图。
[0014]图5是根据本公开的另一实施例的过滤介质的截面图。
[0015]图6是根据本公开的第三实施例的过滤器组件。
[0016]图7是图6的过滤器组件的透视截面图，示出了根据本公开的又一个实施例的过滤介质，描绘了通过过滤器的流体流。
[0017]图8示出了处于干燥状态的图7的过滤器组件，其正使用增材制造过程加以构建，更清楚地显示了过滤介质的孔隙度。
[0018]图9示出了图8的过滤器组件的前截面图。
[0019]图10是图8的过滤器组件的一部分的放大细节图，示出了壳体和过滤介质两者均可使用增材制造来制成。
[0020]图11是图8的过滤介质的透视截面图，更清楚地显示了过滤介质具有大体柱状环形构造。
[0021]图12是图11的过滤介质的前视图。
[0022]图13是图8的过滤器组件的俯视截面图。
[0023]图14是图8的过滤器组件的俯视截面图。
[0024]图15是描绘方法并表示系统的示意图，该方法和系统用于根据本公开的任何实施例生成过滤器和/或过滤介质的三维模型。
[0025]图16是说明根据本公开的实施例创建过滤器和/或过滤介质的方法的流程图。
具体实施方式
[0026]现在将详细参考本公开的实施例，其示例在附图中示出。在所有附图中，将尽可能使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。在某些情况下，在本说明书中将指出附图标记，并且附图将示出后接字母(例如100a，100b)或后接撇号(例如100'，100”)等的附图标记。应当理解，紧跟在附图标记之后使用字母或撇标志是为了指出这些特征具有相似的形状和相似的功能，在几何结构关于对称平面成镜像时通常就是这样。为了便于在本说明书中阐释，字母和撇号通常不包括在本文中，但是可在附图中示出以指示在本书面说明书中论述的具有相似或相同功能或几何形状的特征的重复。
[0027]本文中将论述过滤器和/或过滤介质的各种实施例，其利用现有增材制造技术来实施产生可重复过程的方法，所述可重复过程生成可使用效率等级的多孔过滤介质。所述过程的实例包括FFF、FDM、SLA等、3D打印硬件，以及打印头的移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种过滤介质(400)，其包括：多个固化材料层(402、402
’
)，所述多个固化材料层包括第一层(402)，所述第一层具有在第一预定方向(406)上延伸的固化材料的第一起伏条(404)；以及第二层(402
’
)，所述第二层具有在第二预定方向(408)上延伸的固化材料的第二起伏条(404
’
)；其中所述第一层(402)与所述第二层(402
’
)接触，并且所述第一预定方向(406)与所述第二预定方向(408)不平行，在其之间形成多个孔(410、410
’
)。2.根据权利要求1所述的过滤介质(400)，其中所述第一预定方向(406)垂直于所述第二预定方向(408)。3.根据权利要求2所述的过滤介质(400)，其中固化材料的所述第一起伏条(404)具有梯形图案，并且固化材料的所述第二起伏条(404
’
)具有方形图案。4.根据权利要求3所述的过滤介质(400)，其中所述梯形图案至少部分地限定多个孔(410、410
’
)，每个孔包括沿着所述第二预定方向(408)尺寸减小的孔尺寸(412)。5.根据权利要求2所述的过滤介质(400)，其中所述过滤介质(404)包括矩形立方体构造。6.根据权利要求4所述的过滤介质(400)，其中所述过滤介质(400)限定第三预定方向(414)，并且所述孔尺寸(412)沿着所述第三预定方向(414)尺寸减小。7.一种过滤介质(500)，其包括：多个层(502、502
’
)，每个层包括固化材料的起伏条(504，50...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：