构建材料容器和收集管结构制造技术

一种增材制造构建材料容器包括：用于保持构建材料的储存器；构建材料出口结构，允许构建材料通过位于所述储存器的顶部部分中的出口开口离开所述储存器；纵向收集单元(313a)，用以从底部收集构建材料，并将所述构建材料引导到顶部处的所述出口开口；底部通气结构，允许通气气体进入所述储存器的底部部分。所述底部通气结构可包括通气管，以允许通气气体进入所述储存器的底部部分中。同心的收集管结构可被采用，其包括嵌套在通气管(333A，354A)内的所述纵向收集管。所述同心的收集管结构可沿着所述储存器的中心轴线安装。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】构建材料容器和收集管结构
技术介绍
诸如三维(3D)打印的增材制造技术涉及通过增材过程从数字3D模型制作几乎任何形状的3D物体的技术，其中3D物体在计算机控制下逐层地生成。已经开发了多种增材制造技术，这些增材制造技术的区别在于构建材料、沉积技术和由构建材料形成3D物体所用的过程。这些技术的范围可以从将紫外光施加到光敏聚合物树脂，至熔融粉末形式的半结晶热塑性材料，至电子束熔融金属粉末。增材制造过程通常开始于对要制造的3D物体进行数字表示。该数字表示实际上通过计算机软件被切成层，或者可以以预切片格式来提供。各个层代表期望物体的横截面，并被发送到增材制造设备(在一些情况下，被称为3D打印机)，在增材制造设备中各个层被构建在先前构建的层上。重复此过程直到完成物体，从而逐层地构建物体。虽然一些可用的技术直接打印材料，但其它的技术使用再涂层过程来形成附加层，该附加层然后可以选择性地凝固以产生物体的新横截面。制造物体所用的构建材料可以根据制造技术而变化，并且可以包括粉末材料、糊状材料、浆状材料或液体材料。构建材料通常被提供在源容器中，构建材料需要从该源容器转移到增材制造设备中发生实际制造的构建区域或构建隔间中。附图说明图1示出构建材料的容器的示例的图；图2示出构建材料的容器的另一示例的图；图3A示出构建材料的容器的另一示例的图；图3B示出从上方观察的构建材料的容器的另一示例的图；图3C示出构建材料的容器的另一示例的图；图4A示出构建材料的容器的又一示例的图；图4B示出收集管的端部部分的示例的图；图5示出构建材料的容器的再一示例的图；图6示出构建材料的容器的又一示例的图；图7示出收集管结构的示例的图；图8A示出收集管结构的另一示例的图；图8B以透视图示出图8A的收集管结构的端部部分；图8C以剖视图示出图8A的收集管结构的端部部分；图9A以透视图示出收集管结构的另一示例的图；图9B示出穿过图9A的收集管结构的竖直截面；和图9C是图9A和图9B的收集管结构的顶部部分和底部部分的放大剖视图；图10示出包括多个容器的增材制造系统的示例的图；以及图11示出构建材料的容器的另一示例的图。具体实施方式可以使用增材制造技术生成三维物体。可以通过凝固连续的构建材料层的局部来生成物体。构建材料可以是粉末基的，并且所生成的物体的材料特性可以取决于构建材料的类型和凝固的类型。在一些示例中，粉末材料的凝固能使用液体熔剂实现。通过临时向构建材料施加能量，可以进一步实现凝固。在某些示例中，熔剂和/或粘合剂被施加到构建材料，其中熔剂是在合适量的能量施加到构建材料和熔剂的组合时使构建材料熔融并凝固的材料。在其它的示例中，可以使用其它构建材料和其它凝固方法。在某些示例中，构建材料包括糊状材料、浆状材料或液体材料。本公开描述了用于将构建材料添加到增材制造过程的构建材料容器的示例。在一个示例中，本公开的容器中的构建材料是粉末，其具有的平均的体积基准横截面粒径尺寸在约5微米和约400微米之间，近似地在约10微米和约200微米之间，在约15微米和约120微米之间，或在约20微米和约70微米之间。合适的平均的体积基准粒径范围的其它示例包括约5微米至约70微米或约5微米至约35微米。在本公开中，体积基准颗粒尺寸是具有与粉末颗粒相同体积的球体的尺寸。对于“平均”，其旨在解释容器中的体积基准颗粒尺寸的大多数具有上述的尺寸或尺寸范围，但是容器也可含有相对少量的直径在所述范围之外的颗粒(例如，少于5％、或少于2％、或少于1％、或少于0.1％)。例如，颗粒尺寸可被选择以便于散布具有约10微米和约500微米之间、或约10微米和约200微米之间、或约15微米和约150微米之间的厚度的构建材料层。增材制造设备的一个示例可以被预先设定成使用容纳有平均的体积基准粒径在约40至约60微米之间的粉末的构建材料容器散布约80微米的构建材料层。例如，增材制造设备可被重置，以散布不同的层厚度。用于增材制造的合适的粉末基构建材料包括聚合物、结晶性塑料、半结晶性塑料、聚乙烯(PE)、聚乳酸(PLA)、丙烯腈·丁二烯·苯乙烯(ABS)、非晶态塑料、聚乙烯醇塑料(PVA)、聚酰胺、热(固)塑料、树脂、透明粉末、有颜色的粉末、金属粉末、诸如玻璃颗粒的陶瓷粉末，和/或这些或其它材料中的至少两种的组合，其中这种组合可包括各自具有不同材料的不同颗粒或者在单个复合颗粒中可包括不同材料。混合的构建材料的示例包括铝尼龙混合材料(alumide)，其可包括铝和聚酰胺的混合物、多色粉末和塑料/陶瓷混合物。存在可以由本公开的容器容纳但在本公开中未提及的更多构建材料和构建材料混合物。在增材制造过程中使用的特定批次的构建材料可以是“原始的”构建材料或“使用过的”构建材料(例如，在制造过程结束时回收的再循环构建材料，其中它未被包含到制造的制品中)。本公开涉及用于构建材料的容器，而不管该批材料的状态(原始的、使用过的、再循环的)如何。在一个示例中，通过3D打印机的打印头将熔剂分配到构建材料上。3D打印机是增材制造设备的一种类型。在该具体公开中，增材制造设备还可以是构建材料再循环器，其未必是3D打印机的一部分。增材制造部件的示例是可用于在增材制造期间在其上分配构建材料、接收熔剂并支撑物体的用于增材制造的构建材料台。构建材料台可以是待连接到诸如3D打印机或再循环器的增材制造设备的可单独移动的部件。增材制造设备或部件可包括用于从构建材料容器收集构建材料的构建材料收集系统。构建材料收集系统还可以是与任何增材制造设备分开的单独的子系统。构建材料容器可以是源容器，构建材料从该源容器被添加到增材制造过程。源容器可包含新的或使用过的(再循环的)构建材料。图1示出用于将构建材料11供应到增材制造过程的容器1的示例的示意性前视图。在一个示例中，容器1是待连接到增材制造设备的收集系统或单独的构建材料收集系统的可更换的源容器1。由此，收集系统可从容器1收集大部分或全部构建材料，并将其提供至相应的增材制造设备。容器1在耗尽后可以从增材制造设备分离，以由具有构建材料的另一类似容器更换。本公开的一些示例容器可通过包括在容器被连接到收集系统时利于自动地清空容器而基本上不需要额外的人为干预的特征来促进增材制造过程的自动化。因此，例如，这样的示例容器可排出构建材料以获得可接受的容器清空度，而不需要人为干预来搅动容器或使吸收构建材料的喷嘴移位等。本公开的一些示例容器可用于促进这些容器中容纳的构建材料的有效移除。一些这样的示例容器可例如包括用于确保能够从容器移除大部分或全部构建材料的特征。一些这样的示例容器可包括用于确保容器能够被容易地堆叠、储存、运输、处置或重新填充的特征。在填充状态下，容器将容纳相对较大量的构建材料。容器1被示出为处于直立定向。在一个示例中，构建材料是粉末，例如如上所述的类型和/或颗粒尺寸的粉末。容器1包括用于保持构建材料11的储存器3。构建材料可由储存器3的壁容纳。容器1进一步包括出口结构13，出口结构13包括允许构建材料离开储存器3或者在需要时进入储存器3的开口。在图1所示的示例中，出口结构13被提供在容器1的顶侧15中或附近。出口结构13适于与待从容器1收集构建材料的相应的收集系统配合。在容器1首次使用时，容器1可以包含原始构建材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增材制造构建材料容器，包括：用于保持构建材料的储存器；构建材料出口结构，允许构建材料通过所述储存器的顶部部分中的出口开口离开所述储存器；纵向收集单元，用以从重力底部收集构建材料，并将所述构建材料引导到所述顶部部分处的所述出口开口；底部通气结构，包括通气气体输送开口，用以将通气气体输送到所述储存器的底部部分中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种增材制造构建材料容器，包括：用于保持构建材料的储存器；构建材料出口结构，允许构建材料通过所述储存器的顶部部分中的出口开口离开所述储存器；纵向收集单元，用以从重力底部收集构建材料，并将所述构建材料引导到所述顶部部分处的所述出口开口；底部通气结构，包括通气气体输送开口，用以将通气气体输送到所述储存器的底部部分中。2.根据权利要求1所述的容器，其中所述纵向收集单元是从所述顶部部分延伸到所述底部部分的纵向的、大致刚性的管。3.根据权利要求2所述的容器，其中所述纵向收集管被布置成从比所述通气气体出口更靠近所述储存器的底部的收集区域收集构建材料。4.根据权利要求2或3所述的容器，其中所述底部通气结构包括至少一个纵向通气通道，以允许气体从所述储存器的外部进入所述储存器的底部部分中。5.根据权利要求4所述的容器，包括纵向管结构，该纵向管结构从所述顶部部分延伸到所述底部部分，并包括平行地延伸的所述纵向收集管和所述通气通道。6.根据权利要求5所述的容器，其中所述纵向管结构包括所述纵向收集管和通气通道，所述纵向收集管和通气通道被布置为同心管，并且所述纵向管结构被安装成沿着所述储存器的中心纵向轴线延伸。7.根据权利要求6所述的容器，其中所述纵向收集管包括允许底部的构建材料进入的至少一个收集开口，并且同心管结构进一步包括导流器，以使通气气体偏离所述收集开口。8.根据权利要求2至7中任一项所述的容器，其中所述纵向收集单元包括安装在所述容器中的纵向收集管，所述纵向收集管的端部部分接触所述储存器的底壁。9.根据权利要求2至8中任一项所述的容器，其中所述纵向收集单元包括纵向收集管，并且所述纵向收集管的端部部分具有允许构建材料进入的横向开口。10.根据权利要求2至9中任一项所述的容器，其中所述储存器的壁是相对柔性的，进一步包括用以抵抗所述储存器的一些壁部分的挠曲的加强结构，并且所述加强结构被附接到所述储存器的一些部分，以便于在通过所述纵向收集单元向所述储存器的内部施加抽吸力时其它非附接部分挠曲。11.根据权利要求10所述的容器，其中所述储存器包括塑性袋，并且所述加强结构包括纸板壳。12.根据前述权利要求中任一项所述的容器，进一步包括在所述储存器的顶部中的第二开口，以便于在顶部附近进行通气。13.根据前述权利要求中任一项所述的容器，其中所述储存器包括：高于所述储存器的高度的一半的上部部分，具有相对非会聚的侧壁；和在所述上部部分和底部之间的下部漏斗形部分，...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊斯梅尔·昌克隆·费尔南德斯，泽维尔·阿隆索·贝塞罗，埃内斯托·亚历杭德罗·若内斯·波佩斯库，
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