用于制造三维结构的系统和方法技术方案

提供了一种用于制造三维结构的系统和方法。该系统包括多个打印工位，多个打印工位用于在由壳体封闭的受限空间中执行并行打印，其中，每个打印工位包括承载部、沉积单元和工位控制器，该沉积单元具有至少一个喷嘴，至少一个喷嘴被设置为用于通过至少一个喷嘴的开口区域来分配构建材料浆料的细丝，该工位控制器被配置为操作沉积单元，以将构建材料浆料的细丝以在多个堆叠层中进行互连布置的方式沉积在承载部上，以便形成一个或多个三维结构，至少一个喷嘴和可拆卸承载部能够相对于彼此相对地移动，其中，沉积单元被联接到储存部单元，该储存部单元被配置为容纳构建材料浆料，其中，该储存部单元包括至少一个储存部，至少一个储存部被设置在受限空间的外部。个储存部被设置在受限空间的外部。个储存部被设置在受限空间的外部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造三维结构的系统和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于通过构建材料浆体的细丝沉积来制造三维结构的系统和方法。

技术介绍

[0002]增材制造目前被广泛应用，并且存在多种技术。增材制造是一种用于对结构进行逐层构建的合适的技术，并且所制造的结构可以用于各种应用。
[0003]基于挤出的增材制造方法已经被用于三维结构的制备。构建材料(例如，粘性浆料、可熔化的聚合物、水凝胶等)以细丝的形式通过喷嘴挤出。在通过构建材料的挤出进行沉积期间，通过喷嘴相对于打印床的相对移动可以获得特定布置的细丝。在材料沉积期间，构建材料的细丝从喷嘴挤出并且根据预定的图案相对于彼此定位，以提供所需的三维结构。铺设图案(lay
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down pattern)由打印路径决定，并且对打印结构的形状和性能有主要影响。基于挤出的技术可以用于对三维结构进行打印。以这种方式，可以获得复杂的几何形状和三维结构，复杂的几何形状和三维结构可以是非多孔的或者可以是多孔的并且包括从外部可进入的内部孔的互连网络，并且对于某些应用可能是必需的。
[0004]现有的系统和方法对于实施三维物体(诸如多孔结构)的大规模生产来说可能是相当缓慢和低效的。需要对通过基于挤出的打印过程制造的三维结构的打印过程进行改进。通常，打印过程相当缓慢，使得在避免涉及高成本的同时，很难用于打印需要更高产量的各种物体。希望获得一种能够以有效的方式增加打印的3D结构的产量的系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种消除上述缺点中的至少一个缺点的方法和系统。
[0006]另外地或替代地，本专利技术的目的是改进用于三维结构的增材制造工艺。
[0007]另外地或替代地，本专利技术的目的是提高用于制备三维结构的基于挤出的增材制造过程的效率。
[0008]对此，本专利技术提供一种用于制造三维结构的系统，所述系统包括多个打印工位，所述多个打印工位用于在受限空间中执行并行打印，其中，每个打印工位包括承载部、沉积单元和工位控制器，所述沉积单元具有至少一个喷嘴，所述至少一个喷嘴被设置为用于通过至少一个喷嘴的开口区域来分配构建材料浆料的细丝，所述工位控制器被配置为操作所述沉积单元，以将构建材料浆料的细丝以在多个堆叠层中进行互连布置的方式沉积在所述承载部上，以便形成一个或多个三维结构，所述至少一个喷嘴和可拆卸承载部能够相对于彼此相对地移动，其中，所述沉积单元被联接到储存部单元，所述储存部单元被配置为容纳构建材料浆料，其中，所述储存部单元包括至少一个储存部，所述至少一个储存部被设置在所述受限空间的外部。
[0009]浆料储存部可以被布置在打印工位的工作空间或受限空间的外部，在该工作空间或受限空间中，通过将构建材料挤出为细丝并且将这些细丝沉积在承载部上来打印三维结
构。以这种方式，不需要在打印工位的工作空间中进行操作就可以处理浆料储存部，例如断开浆料储存部。可以获得更高效、更连续和/或更安全的打印过程。不需要接近沉积头就可以容易地更换储存部，并且该储存部与存在于承载部上的三维结构相互作用的风险可以降低到最小。与将储存部布置在打印工位的沉积头上或将储存部布置成与打印工位的沉积头相邻相比，这提供了重要的优点。储存部可以被安装在相对于沉积头的较远位置上。构建材料浆料(例如粘性浆料)可以通过管部等提供给沉积头，该管部在储存部和沉积头之间提供流体连通。
[0010]该系统可以在封闭环境中具有多个打印工位，在封闭环境的外部(例如，在壳体的外部)具有可互换的打印储存部。可以容易地更换被设置在封闭环境的外部的储存部，例如，当储存部被更换时不需要停止打印过程。
[0011]可选地，承载部是可拆卸承载部，可拆卸承载部被可移除地设置在打印工位中。
[0012]可选地，受限空间由壳体封闭。
[0013]可选地，至少一个储存部被设置在封闭受限空间的壳体的外侧。
[0014]将储存部设置在打印工位的壳体和/或系统的壳体的外部可以提供重要的优点。
[0015]被安装在外部的储存部可以便于对至少一个储存部进行更换。即使在打印工位的打印操作期间，可以更好地接近储存部15以进行更换。可以在防止使零件(例如，打印工位的沉积单元和承载部中的至少一个)移动的同时进行更换。
[0016]该系统可以具有一个或多个壳体。在一些示例中，该系统具有封闭多个打印工位的系统壳体。在一些示例中，每个打印工位具有至少封闭承载部和沉积单元的其自身的壳体。在一些示例中，多个打印工位可以被细分为打印工位组，每组打印工位具有至少封闭该组打印工位的承载部和沉积单元的公共壳体。壳体可以是流体密封的，使得能够处理有毒或危险的化学品，对于这些有毒或危险的化学品，例如，需要进行气体抽取。
[0017]可选地，系统被设置为使得每个打印单元能够通过开口(例如，面板或舱口或门或窗口)单独地进入。以这种方式，例如操作人员可以接近打印工位的内部装置(例如，更换打印喷嘴、解决喷嘴堵塞、移除打印时出错的零件等)，而不会使得在其他工位中执行的打印操作受到该打印工位的影响。此外，这可以在不影响其他打印工位的承载部(例如，托盘)的供应和移除的情况下进行。
[0018]可选地，至少一个储存部能够通过附接装置可拆卸地连接到壳体。
[0019]将理解的是，可以使用不同类型的附接装置。附接装置可以提供快速附接或联接。以这种方式，可以便于在系统中装配一个或多个储存部。
[0020]可选地，壳体包括用于至少一个储存部的保持件，其中，保持件包括联接接口，该联接接口用于将至少一个储存部可移除地联接到打印工位的壳体，其中，保持件包括第一接口和第二接口，第一接口用于在至少一个储存部和沉积单元之间提供用于构建材料浆料的流体连通，第二接口用于向至少一个储存部提供流体压力。
[0021]用于容纳构建材料浆料的储存部可以被设置在受限环境的外部，在该受限环境中，通过构建材料浆料的挤出来执行打印。储存部可以具有管部(例如软管)，该管部在沉积单元的喷嘴和浆料储存部之间提供流体连接(用于运送构建材料浆料)。第二接口被设置为向至少一个储存部提供压力，特别是向至少一个储存部的内部体积提供压力，以使得构建材料浆料朝向承载部挤出。
[0022]可选地，至少一个储存部是可更换的和/或可互换的。
[0023]可以容易地接近浆料储存部以进行更换、再填充等。通过这种方式可以显著地增强打印过程。该储存部可以用相同的储存部(例如再填充)或者不同的储存部来更换。
[0024]可选地，保持件被设置为提供万向联接，以使得能够将不同类型的储存部附接到壳体。
[0025]联接装置可以由快速附接构件、快速紧固装置、快速连接装置、快速连接单元、联接组件等提供。
[0026]可选地，至少一个储存部包括通信单元，该通信单元被配置为能够与系统的一个或多个控制器进行通信联接，其中，该通信单元被配置为传递指示储存部内的构建材料浆料的量的数据。
[0027]可选地，至少一个储存部包括一个或多个窗口，一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造三维结构的系统，所述系统包括多个打印工位，所述多个打印工位用于在受限空间中执行并行打印，其中，每个打印工位包括承载部、沉积单元和工位控制器，所述沉积单元具有至少一个喷嘴，所述至少一个喷嘴被设置为用于通过所述至少一个喷嘴的开口区域来分配构建材料浆料的细丝，所述工位控制器被配置为操作所述沉积单元，以将构建材料浆料的细丝以在多个堆叠层中进行互连布置的方式沉积在所述承载部上，以便形成一个或多个三维结构，所述至少一个喷嘴和所述承载部能够相对于彼此相对地移动，其中，所述沉积单元被联接到储存部单元，所述储存部单元被配置为容纳构建材料浆料，其中，所述储存部单元包括至少一个储存部，所述至少一个储存部被设置在所述受限空间的外部。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个储存部被设置在封闭所述受限空间的壳体的外侧。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述至少一个储存部能够通过附接装置可拆卸地连接到所述壳体。4.根据权利要求1、2或3所述的系统，其中，所述壳体包括用于所述至少一个储存部的保持件，其中，所述保持件包括联接接口，所述联接接口用于将所述至少一个储存部可移除地联接到所述打印工位的所述壳体，其中，所述保持件包括第一接口和第二接口，所述第一接口用于在所述至少一个储存部和所述沉积单元之间提供用于构建材料浆料的流体连通，所述第二接口用于向所述至少一个储存部提供流体压力。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述至少一个储存部是可更换的和/或可互换的。6.根据权利要求4或5所述的系统，其中，所述保持件被设置为提供万向联接，以使得能够将不同类型的储存部附接到所述壳体。7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述至少一个储存部包括通信单元，所述通信单元被配置为能够与所述系统的一个或多个控制器进行通信联接，其中，所述通信单元被配置为传递指示所述储存部...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯特，
申请(专利权)人：威拓控股有限公司，
类型：发明
国别省市：