用于处理三维打印机中材料的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于处理三维打印机中粉末的方法和装置。本发明专利技术包括从多个源向粉末分配装置传输粉末的装置，并且用户的干预最少，从而减少三维打印机和周围区域由于松散粉末造成的污染。同时还提供了改善粉末循环以便再利用的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及三维打印机领域，尤其涉及用于三维打印机的粉末和废物处理系统。
技术介绍
一般来说，三维打印涉及使用喷墨式打印头来将液体的或者胶体的粘结剂材料运送到粉末状制作材料层上。打印技术涉及将一层粉末状制作材料施加至一个表面上，通常应用辊子进行。在制作材料被施加到上述表面上之后，打印头将液体粘结剂运送到材料层的预定区域。粘结剂渗透进材料并且与粉末反应，从而造成所述材料层在打印区域凝固，例如通过活化粉末中的胶粘剂。粘结剂还穿透进入下面各层，从而产生层间结合。在形成第一横截面部分之后，重复前述步骤，从而构建连续的横截面部分，直至形成最终物体。例如见美国专利No.6，375，874和No.6，416，850，这两个专利文献的公开在此以全文参考的方式被结合。用于执行三维打印的装置通常产生灰尘，这会不利地影响打印头的操作。例如，灰尘会堵塞分配粘结剂材料的喷嘴，这会导致没有粘结剂材料被分配，或者粘结剂材料被不精确地分配。在三维打印中，粉末的处理以及粉末和灰尘的管理是主要问题。将粉末装载到进给位置通常涉及提升重的粉末桶并且将它灌入。这总10是导致大的尘雾并且常常导致飞溅大量粉末。这种打印工艺还由于散 播粉末以及将粉末倾倒进溢流容器中而激起大量灰尘。 一旦零件被打 印，则未打印的粉末必须在一个烦瑣而且通常非常杂乱的过程中从制 作盒中被除去。溢流容器必须被腾空而放回到进给位置中，这也涉及 提升重的容器、将粉末倾倒出容器、产生尘雾和通常有的溢出粉末。 在零件被打印后除去零件上的粉末产生额外的问题。由于成本问题，大多数使用者希望回收从零件上去除的粉末。目 前，这涉及将真空袋从吸尘器中移除、撕开真空袋并且将粉末倒入进 给位置。通常需要一个过滤步骤，原因是被打印零件的破碎件被真空 吸起。这两个过程均是特别肮脏的，使粉末弄到使用者、地板和机器 上，并且产生尘雾。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供用于在三维打印系统中自动处理 粉末的装置和方法，以便减少浪费，并且最小化系统和周围环境免受 松散粉末的污染。本专利技术提供了一种用于在三维打印机中处理粉末和其它材料的装 置，并且提供了一种用于自动装载、施加、回收和过滤在三维打印中 所使用的粉末的方法。因此，该三维打印系统的效率得以改进，由该 过程所产生的废物得以最小化，并且充分减少了由于逃逸或溅射的粉 末所产生的对打印机和周围环境的污染。在一个方面，本专利技术涉及用于三维打印机的粉末处理系统。该系 统可包括多个粉末保持接收器以及与所述多个粉末保持接收器相连的 真空源。所述真空源在粉末保持接收器之间传输粉末。在一个实施例 中，所述系统包括与所述多个粉末保持接收器以及真空源流体连通的 多路阀。真空源通过所述阀在粉末保持接收器之间传输粉末。所述阀 可被用来有选择地将真空源连接到特定的粉末保持接收器或者将一个 或多个粉末保持接收器与真空源隔离。所述阀可以被人工致动或者自 动致动。11在各种实施例中，粉末保持接收器可以被至少部分地布置在三维 打印机上或者与三维打印机整体装配在一起。另外，所述系统可包括 外部粉末源。所述外部粉末源可以通过例如所述多路阀与真空源连接。 所述粉末保持接收器可包括制作室、工作室容积、分配料斗、除粉末 室以及前后溢流腔。在一个实施例中，工作室容积是位于打印机工作 表面上方的区域，它通常由罩包围。所述空间可以通过例如位于溢流 腔或工作表面中的阀与真空源流体连通。在一个实施例中，所述系统 包括位于真空源和多个粉末保持接收器之间的过滤系统。另外，该系 统可包括压力源，用于进一步辅助在粉末保持接收器之间的粉末传输。 另外，所述真空系统可以以多个速度(例如高速和低速)进行操作并 且可以例如以低速连续地操作以便在粉末传输之间从系统中去除粉 尘。在另一个方面，本专利技术涉及一种三维打印机，其包括粉末分配料 斗、用于接收粉末的制作室、用于选择性地将粘结剂施加到制作室中 的粉末层上的至少一个打印头、以及连接到分配料斗和制作室上的真 空源。所述真空源可以在分配料斗和制作室之间传输粉末。在一个实 施例中，所述打印机可包括多路阀，其与分配料斗、制作室以及真空 源流体连通。所述真空源可以通过所述阀在分配料斗和制作室之间传 输粉末。所述打印机可包括与真空源连接的至少一个溢流腔。真空源 可以通过所述阀从所述至少一个溢流腔将粉末传输至例如分配料斗。 在一个实施例中，真空源可以被用于将粉末从任何数量的保持接收器(例如制作室、溢流腔等)抽吸到分配料斗以便再填充料斗。在一个方面，本专利技术涉及一种将粉末从多个源提供到三维打印机 上的方法。该方法包括以下步骤提供多个粉末保持接收器，所述多 个粉末保持接收器包括适于与三维打印机相连的至少一个粉末分配料斗；将所述多个粉末保持接收器连接到真空源；以及利用真空源在粉末保持接收器之间传输粉末。在一个实施例中，该方法可包括以下步骤在真空源和多个粉末 保持接收器之间提供多路阀，用于选择性地将真空源连接至粉末保持接收器。该方法可进一步包括以下步骤致动所述阀以便选择性地将 粉末从所述多个粉末保持接收器中的其中 一个传输至粉末分配料斗。 该方法可进一步包括以下步骤在真空源和所述多个粉末保持接收器 之间提供一过滤系统。在另 一方面，本专利技术涉及一种用于三维打印机的保持粉末的容器。 该容器包括一接收器以及一罩，所述接收器限定出适于保持用于产生 三维物体的粉末的内部空间，所述罩连接到接收器并且至少部分地包 围接收器的内部容积。所述罩可以包括与所述内部容积流体连通的出 口以及至少一个与内部容积连通的入口 ，所述出口适于连接到三维打 印机的真空源，所述入口适于使空气进入内部容积。所述入口可以至 少部分地由接收器和/或罩限定。在各种实施实施例中，例如通过沿着接收器的侧面并且朝着出口 "刮扫"粉末，穿过入口的空气帮助粉末运动通过出口。在一个实施例 中，内部空间具有大致圆锥形状；然而，可以设想其他形状，它们也 在权利要求的范围内，例如截头圆锥形、椭圆形以及多边形和弓形的 任何其它结合。在一个实施例中，接收器的内部空间具有椭圆形横截 面形状。另外，出口可以包括一管状件，其从罩向下延伸接近内部空 间的一底部区域。另外，所述入口可以是环形槽，出口可以包括接头 (例如一种快速分离式接头)，其构造成与软管匹配。在一个实施例中， 容器包括围绕接收器设置的外壳。所述外壳可以被构造成与其它类似 容器叠置。在另一方面，本专利技术涉及用于三维打印机中的制作室，它适于接 收用于产生三维物体的粉末。所述室包括用于接收粉末的制作表面。 所述制作表面包括第一板和第二板，所述第一板限定出具有一间距的 多个间隔开的孔，所述第二板限定出多个孔，它们间隔开并且与第一 板上的多个孔偏离开第一板上的多个孔的间距的大约50%。所述间距 相应于相邻孔的接近边之间的间隔，并且大约等于2 (板之间的间隔) (粉末安置角的余切)+ (孔的直径)。第二板位于第一板下方并与之 间隔开。在各种实施例中，所述室包括至少一个壁、 一活塞以及一出口。 所述壁至少部分地界定所述制作表面并且至少部分地限定所述室，所 述活塞位于所述制作表面下方并且与所述制作室相适应以便相对于所 述至少一个壁垂直地移动所述制作表面，所述出口与所述制作室连接 并且位于所述制作室下方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于三维打印机的粉末处理系统，所述粉末处理系统包括：多个粉末保持接收器；以及与所述多个粉末保持接收器相连的真空源，其中所述真空源在所述多个粉末保持接收器之间传输粉末。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T戴维森，AT埃尔南德斯，JP金斯利，J桑切斯，R维莱加斯，D托里斯，
申请(专利权)人：Z公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]