用于增材制造设备的一体化建造和材料供应系统技术方案

一种用于增材制造设备(10)的一体化建造和材料供应系统(12)包括：建造舱(24)，适于容纳要借助于增材制造形成的物体(50)；和存储舱(22)，适于存储用于形成所述物体的建造材料。所述建造舱的容积和所述存储舱的容积的大小可变，并且所述系统适于将先前分配给所述存储舱的容积的至少一部分重分配给所述建造舱。

Integrated construction and material supply system for materials manufacturing equipment

A method for increasing material manufacturing equipment (10) the integration of construction and materials supply system (12) includes: the construction of class (24), adapted to accommodate to aid additive manufacturing formed object (50); and the storage tank (22), suitable for storage for forming the object construction materials. The volume of the construction chamber and the volume of the storage chamber are variable, and the system is adapted to redistribute at least a portion of the volume previously assigned to the storage chamber to the construction chamber.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
增材制造(AM)，特别是3d打印涉及用于通过增材过程由3d模型或者其它电子数据源制造几乎任何形状的三维物体的技术，其中3d物体是在计算机控制下在逐层基础上生成。已经开发出多种多样的增材制造技术，它们的差异在于建造材料、沉积技术以及从建造材料形成3d物体的物理过程。这些技术涵盖对光敏树脂施加紫外线，到熔融粉末形式的半结晶热塑性材料，再到金属粉末的电子束熔融。增材制造过程通常以要制造的物体的三维计算机模型开始。物体的这一数字表示通过计算机软件被虚拟地切片成层。每个层均表示期望物体的横截面，并被发送到增材制造机(在有些情况下也可被称为3d打印机)，在增材制造机中每个层建造在先前建造的层上。这一过程被连贯地重复直到物体被完成，从而逐层地建造物体。虽然一些可用技术直接沉积材料，但是其它的技术使用重涂过程以形成附加层，这些附加层随后可选择性地图案化以产生新的物体横截面。制造物体的建造材料可以根据制造技术而不同，并且可以包括粉末材料、糊剂材料、浆料材料或者液体材料。建造材料通常提供在源容器中，并需要从源容器输送到进行实际制造的建造区域或者建造舱。附图说明图1是包括根据示例的一体化建造和材料供应系统的增材制造设备的示意图；和图2a至图2c示出处于制造过程期间的不同阶段的根据示例的一体化建造和材料供应系统。具体实施方式在此描述的示例提供一种用于增材制造设备的一体化建造和材料供应系统。在一个示例中，所述系统包括适于容纳要借助于增材制造形成的物体的建造舱，和适于存储用于形成所述物体的建造材料的存储舱。所述建造舱的容积和所述存储舱的容积的大小可变，并且所述系统适于将先前分配给所述存储舱的容积的至少一部分重分配给所述建造舱，或者反之。从一个示例的意义上说，所述建造舱可表示借助于增材制造形成物体的任何空间或者区域。所述建造舱可以是封闭空间，但可替代地为至少部分地在顶表面处对环境开放，以允许将建造材料引入到所述建造舱中和/或允许建造材料与制造过程中可采用的辐射或者热源相互作用。所述存储舱可表示适于存储在形成所述物体中采用的至少一种建造材料的开放或封闭空间。所述建造舱的容积可以理解为表示没有建造材料或过剩材料或所制造物体的舱的容积。类似地，所述存储舱的容积可表示没有建造材料的存储舱的容积。所述系统可以优选地适合于随着所述物体被形成而增大所述建造舱的所述容积。所述系统可以优选地适合于随着所述物体被形成而减小所述存储舱的所述容积。根据一示例，适于容纳要形成的所述物体的所述建造舱和适于存储用于形成所述物体的所述建造材料的所述存储舱被集成在同一物理空间或者容积中，以便所述建造舱的容积可随着所述存储舱的容积减小而增大，或者反之。在一示例中，所述系统包括包含所述建造舱和所述存储舱的共用舱。所述共用舱可以用同时容纳所述存储舱及所述建造舱的共用壳体来限定。所述系统可以适于将先前分配给所述存储舱的、所述共用舱的一部分重分配给所述建造舱，或者反之。根据在此描述的示例将建造舱与存储舱一体化具有短供应路径的优点。由于减小了建造材料从存储舱到建造舱的行进距离，因而规避了建造材料因污染而降解的风险。就机器稳定性而言，使建造材料处于最下位置是优选的(低重心)，并且利于用户能够将建造材料供应到存储舱。用户便利性由此得以增强。同时，改进的一体化建造和材料供应系统允许提供更紧凑的增材制造设备。要形成的物体随着制造进程需要更多空间，而存储建造材料所需的空间越来越小。相反，当从增材制造设备移去完成的物体时，建造舱的容积可被减小，而存储舱的容积可随着添加用于形成后续物体的新建造材料而增大。利用所述存储舱的容积来增大所述建造舱的容积或者反之，使得能够随着制造进展而灵活地分配容积，并由此使得建造舱和存储舱的总(组合)容积最小化，从而节省空间。要形成的所述物体可以是适于借助于增材制造来形成的任何3d物体。所述系统可进一步包括将所述存储舱与所述建造舱分隔开的可移动分隔元件。所述分隔元件可以以可移动的方式布置在所述共用舱或者壳体中。提供同时容纳建造舱和存储舱的共用舱及可移动分隔元件使得能够简单地通过改变所述分隔元件在所述共用舱中的位置而根据制造进程改变建造舱的容积和存储舱的容积。所述系统可包括适于移动所述分隔元件的驱动单元。许多增材制造设备配备有用于支撑要形成的物体的建造平台。通常，所述建造平台可移动并且连接到随着附加的建造材料层被加工而改变建造平台的位置的驱动机构。因此，所述建造平台可便利地作为用于将所述建造舱与所述存储舱分隔开的分隔元件工作。在一示例中，所述分隔元件因此包括用于支撑要形成的所述物体或支撑形成在所述物体下方和/或周围的建造材料层的建造平台。在一个示例中，所述建造舱可以位于所述存储舱上方。例如，许多基于粉末的增材制造系统具有在建造平台上方的建造舱，随着附加层被增加到要形成的物体，建造平台向下移动。在这些系统中，存储舱可有利地位于建造平台下方，并且其容积可随着建造平台根据制造进程向下移动而减小。将存储舱设置在建造舱下方，因而接近于地平面，也简化了建造材料的补充。由于重心低，也给予设备更大的稳定性。但是，在其它示例中，所述建造舱可位于所述存储舱下方，或可位于所述存储舱附近。所述建造舱的所述容积增大的速度可对应于所述存储舱的所述容积减小的速度，或者反之。从本示例的意义上说，速度可以按照每时间单位上的容积变化给出。虽然所述建造舱的所述容积和/或所述存储舱的所述容积可以是可变的，但各自的最大容积可具有固定的大小关系。在一示例中，所述存储舱的最大容积不小于所述建造舱的最大容积的1.0倍。在另一示例中，所述存储舱的最大容积不大于所述建造舱的最大容积的1.6倍。在一个示例中，所述存储舱的最大容积不小于所述建造舱的最大容积的1.2倍。在一个示例中，所述存储舱的最大容积不大于所述建造舱的最大容积的1.5倍。在一个示例中，所述一体化建造和材料供应系统可进一步包括适于将建造材料从所述存储舱朝向所述建造舱输送的输送单元。在一示例中，所述输送单元适于将所述建造材料输送通过形成在所述共用舱或者存储舱或者建造舱的侧壁中的输送通道。在一个示例中，所述输送单元可包括螺旋驱动部和/或传送带和/或泵，这取决于所述建造材料的性质和稠度(consistency)。在一个示例中，所述输送单元可以操作地联接到适于移动所述分隔元件的所述驱动单元。联接所述输送单元和所述驱动单元能够减小增材制造设备中的驱动部件的数目，并因此提供了一种更简单、更坚固并且更紧凑的增材制造设备。所述输送机构可以附加地适于将过剩材料从所述建造舱输送到所述存储舱。在一优选的示例中，所述一体化建造和材料供应系统适于被可拆卸地附接到增材制造设备，诸如3d打印设备。根据该示例，包括建造平台及建造舱的一体化单元和包括存储舱的材料供应系统可被设置为能够被插入到增材制造设备中的独立单元(其中存储舱在制造之前充满建造材料)，并且可在已经完成制造过程并且存储舱已清空或至少部分清空之后连同整个3d物体被移去，这取决于所建造的物体的大小。这提供了对增材制造设备配备建造材料的供应部的特别灵活的方式。改进还涉及包括具有上述特征中的一些或全部的系统的增材制造设备，特别是3d打印设备。改进还涉及一种用于为增材制造供应建造材料的方法，包括从存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于增材制造设备(10)的一体化建造和材料供应系统(12)，所述系统(12)包括：建造舱(24)，适于容纳要借助于增材制造形成的物体(50)；和存储舱(22)，适于存储用于形成所述物体(50)的建造材料；其中所述建造舱(24)的容积和所述存储舱(22)的容积的大小可变；并且其中所述系统(12)适于将先前分配给所述存储舱(22)的容积的至少一部分重分配给所述建造舱(24)，或者反之。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于增材制造设备(10)的一体化建造和材料供应系统(12)，所述系统(12)包括：建造舱(24)，适于容纳要借助于增材制造形成的物体(50)；和存储舱(22)，适于存储用于形成所述物体(50)的建造材料；其中所述建造舱(24)的容积和所述存储舱(22)的容积的大小可变；并且其中所述系统(12)适于将先前分配给所述存储舱(22)的容积的至少一部分重分配给所述建造舱(24)，或者反之。2.根据权利要求1所述的系统(12)，其中所述系统(12)包括将所述存储舱(22)与所述建造舱(24)分隔开的可移动分隔元件(20)。3.根据权利要求2所述的系统(12)，进一步包括适于移动所述分隔元件(20)的驱动单元(28)。4.根据权利要求2或3所述的系统(12)，其中所述分隔元件包括用于支撑要形成的所述物体(50)的建造平台(20)。5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统(12)，其中所述建造舱(24)位于所述存储舱(22)上方。6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统(12)，其中所述建造舱(24)的所述容积增大的速度与所述存储舱(22)的所述容积减小的速度一致，或者相反。7.根据前述权利要求中的任一项所述的系统(12)，其中所述存储舱(22)的最大容积不小于所述建造舱(24)的最大容积的1.0倍，和/或不大于所述建造舱(24)的最大容积的1.6倍。8.根据前述权利要求中的任一项所述的系统(12)，进一步包括适于从所述存储舱(22)向所述建造舱(24)输送所述建造材料的输送单元(30)。9.根据权利要求8所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历杭德罗·曼纽尔·德·佩尼亚，费尔南多·朱昂，保·马丁，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国;US