炉系统及使用方法与流程

炉系统及使用方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年12月4日提交的美国临时申请号62/943,675的权益，该美国临时申请通过该引用以其整体并入。
技术领域
3.本发明总体上涉及烧结领域，并且更具体地涉及烧结领域中新的且有用的系统和方法。
4.背景
5.烧结，一种加热材料(通常为金属粉末、浆料、糊剂等)直到优选地在不熔化该材料的情况下该材料聚结成固体和/或多孔物质的工艺，传统上需要在具有高气体纯度的炉中加热材料。氧化剂(诸如氧气(o2)、水(h2o)、二氧化碳(co2)等)在炉中的存在可能导致烧结的材料的不合意的氧化，负面地影响烧结的材料的性质。因此，在烧结领域中对创建新的且有用的系统和方法存在需求。本发明提供了这样的新的且有用的系统和方法。
6.附图简述
7.图1是系统的变体的示意性表示。
8.图2是系统的实施方案的示意性表示。
9.图3是干馏釜(retort)的实施方案的示意性表示的剖切视图(cut-out view)。
10.图4是具有示例性空气流的系统的实施方案的示意性表示的剖切视图。
11.图5是系统的实施方案的示意性表示。
12.图6是加热元件相对于绝缘腔室(insulation chamber)内的干馏釜的实施方案的示意性表示。
13.图7a是来自干馏釜的实例的左上角的等距视图。
14.图7b是来自干馏釜的实例的左上角的透明的等距视图。
15.图7c和图7d是分别来自干馏釜的实例的前部和后部的剖切的等距视图。
16.图8是操作方法的实施方案的示意性表示。
17.图9是操作烧结炉的实例的框图。
18.图10a、图10b和图10c是干馏釜温度分布(retort temperature profile)和反应气体流量分布的实例的示意性表示，其中td是脱粘温度(debinding temperature)，ts是烧结温度，td是脱粘时间，ts是烧结时间，并且q
最大值
是最大反应气体流量。
19.优选的实施方案的描述
20.对本发明的优选的实施方案的以下描述不意图将本发明限制于这些优选的实施方案，而是使得本领域的任何技术人员能够制造并且使用本发明。
21.1.综述。
22.如图1中示出的，系统10优选地包括外壳、绝缘腔室和干馏釜。该系统可以任选地包括计算系统、一个或更多个传感器和/或任何合适的组件。外壳可以界定容积体(volume)(例如，外腔室容积体、炉容积体等)。该系统可以起到达到并维持高温(例如，高达1400℃)
持续任何合适的持续时间(例如，烧结时间诸如10min、30min、1小时、2小时、4小时、8小时、24小时等)以支撑零件(part)(例如，印刷的金属零件、生坯(green body)、褐色坯体(brown body)、零件前体、成品零件等)的作用，和/或可以执行任何合适的功能。该系统优选地是真空炉；然而，可以另外地和/或可选择地是气氛炉(atmosphere furnace)，或者可以利用任何其他气氛控制方案。炉的组件几何形状可以是通常被描述为马弗炉、干馏炉(retort furnace)、管式炉，和/或加热元件、气氛控制部(atmosphere control)和被称为炉的绝缘件(insulation)的任何合适的配置的组件几何形状。
23.在具体实例中，系统10可以用于烧结(例如，焙烧)一个或更多个零件(例如，生坯诸如去除溶剂的印刷零件；褐色零件诸如去除粘合剂的印刷零件；等等)和/或任何合适的材料(例如，金属粉末、金属糊剂等)。然而，该系统可以另外地或可选择地用于在高温和/或在任何合适的气氛和/或在任何合适的压力加热、烘烤和/或加工任何合适的材料。
24.2.益处。
25.该技术的变型可以赋予若干个益处和/或优点。
26.首先，该技术的变体可以使得材料(例如，生坯；褐色坯体；粉末状金属；零件前体；物体前体；印刷零件，诸如在2020年1月16日提交的标题为“system and method for additive metal manufacturing”的美国申请号16/744,657中描述的零件，该美国申请通过该引用以其整体并入；等等)能够加热至高温以烧结材料。该技术的具体实例可以使得任何合适的温度(例如，高达1400℃)能够维持持续任何合适的持续时间以烧结材料。
27.第二，该技术的变体可以使得炉在烧结操作之前、期间或之后能够自清洁(例如，防止和/或去除烧结工艺的副产物诸如挥发性化合物、碳质化合物、有机化合物等的积聚)。在具体实例中，绝缘件可以可控地(例如，通过其结构，通过化学组成，通过流量控制系统等)保留水分、o2和/或可以与副产物反应的任何合适的氧化剂，产生可以容易地从系统(例如，气氛交换器、真空泵、排气口(vent)等)中去除的产物(例如，一氧化碳、二氧化碳等)。在其他实例中，炉可以可控地将水分、o2和/或任何合适的氧化剂和/或还原剂注入到炉的特定区域中，以便仅在该区域中与副产物反应。
28.第三，该技术的变体可以为材料的烧结提供烧结环境(例如，惰性环境；诸如包含《1ppm、《10ppm、《100ppm、《1000ppm等反应剂的清洁环境；等等)。该技术的实例可以通过控制通过系统的惰性气体流动(例如，流动路径、流量、温度等)、用于干馏釜的材料(例如，石墨)的选择、用于环境的惰性气体的选择和/或作为任何合适的系统和/或组件性质的结果来实现该烧结环境。在具体实例中，流动路径可以通过在干馏釜内部产生正压(例如，引入气体)同时在外腔室容积体中产生降低的或较低的压力(例如，排气或真空，压力低于干馏釜压力等)来界定。
29.第四，该技术的变体可以使得石墨(另外地或可选择地碳化硅、高温钢、镍高温合金(nickel superalloy)、钼合金或其他耐高温氧化材料)干馏釜能够在陶瓷绝缘腔室中使用(并且重复使用)，从而赋予较低成本、较高效率的混合炉。在具体实例中，系统内组件的布置、材料选择和/或操作参数(例如，气体流量、气体特性等)可以使得石墨干馏釜能够与陶瓷绝缘体非破坏性地使用。然而，将石墨干馏釜与陶瓷绝缘体组合可以以任何合适的方式实现。
30.第五，该技术的变体可以帮助避免(例如，最小化、防止等)系统内固体副产物和/
或液体副产物的积聚。在具体实例中，通过将反应剂(例如，氧化剂、还原剂、水、氧气、空气等)引入到干馏釜、外腔室或绝缘腔室中，可以使来自加热和烧结生坯的副产物反应以形成挥发性产物诸如co、co2、ch4，它们可以从系统中排出。在具体实例中，反应剂可以通过以下被引入：从绝缘体脱附(例如，其中绝缘体已经吸附氧化剂)、有意将反应剂混合到系统中(例如，将反应剂添加到干馏釜的气体入口、绝缘腔室的气体入口和/或进入外腔室中的气体入口等)、添加受控量的氧化剂形成材料(含氧的有机材料或无机化合物)，和/或以其他方式引入。
31.第六，该技术的变体可以帮助控制其中可以发现反应剂的浓度和/或位置。在具体实例中，受控量的反应剂可以进入干馏釜或绝缘腔室或外腔室中。反应剂的量和/或特性可以使得反应剂优选地与烧结副产物而不是零件本身反应。
32.然而，该技术的变体可以赋予任何其他合适的益处和/或优点。
33.3.系统
34.系统10优选地包括外壳、绝缘腔室和干馏釜。该系统可以任选地包括计算系统、一个或更多个传感器和/或任何合适的组件。该系统可以起到达到并维持高温(例如，高达1400℃)持续任何合适的持续时间(例如，烧结时间诸如10min、30min、1小时、2小时、4小时、8小时、24小时等)以支撑零件(例如，印刷的金属零件、生坯、褐色坯体、成品零件等)的作用，和/或可以执行任何合适的功能。
35.3.1外壳
36.外壳100优选地起到界定可以维持受控环境(例如，气氛诸如压力、组成等，以便将外壳内部的环境与外壳外部的环境隔开)的容积体(例如，外腔室、腔室容积体等)的作用。
37.外壳100可以在腔室容积体内维持正压或负压。腔室内部的压力优选地被控制为在10-5
托和800托之间的任何合适的值和/或其范围，诸如700托；然而，可以使用任何合适的压力。在一组具体实例中，外腔室内部的压力可以是10托-800托、10托-100托、10托-70托、30托-50托、30托-70托、500托-800托、600托-700托，和/或任何合适的压力。
38.外腔室内的温度优选地小于绝缘腔室内部(例如，绝缘腔室容积体、绝缘腔室空腔、绝缘腔室)的温度，但是可以另外地或可选择地等于或高于绝缘腔室内部温度。温度差优选地是在100℃-1200℃之间的值或其范围，诸如300℃-1000℃，但是可以以其他方式变化。在具体实例中，温度差在200℃-400℃之间，以防止电接触(electrical contact)(例如，铝接触)的衰减。然而，可以建立任何合适的温度差。
39.外壳100优选地是气密性的(例如，当关闭时形成气密密封)，但是可以另外地或可选择地是防水的、液体可渗透的、流体可渗透的，或者以其他方式配置。外壳100优选地围绕绝缘腔室200；然而，另外地或可选择地，绝缘腔室可以与外壳共享一个或更多个壁(诸如共享共同的门、共享共同的壁等)，或者以其他方式配置。外壳可以由单件材料(例如，焊接材料)、多件材料(例如，紧固在一起)构建，和/或可以以任何合适的方式构建。外壳材料可以包括：不锈钢、高温合金(superalloy)、钛、钼、镧化钼(lanthanated molybdenum)、碳钢和/或任何其他合适的材料。外壳形状优选地是圆柱形；然而，外壳可以是棱柱体(prismatoid)(例如，矩形棱柱形、立方形等)、球形，和/或具有任何合适的形状。
40.外壳100优选地包括门110；一个或更多个气体端口120；一个或更多个排出机构(exhaust mechanism)130；任选地，冷却系统140；和/或任何合适的组件。
41.外壳门110优选地提供通向外壳的通道(例如，以插入零件、以去除零件等)。外壳门优选地在真空腔室的面上；然而，真空腔室门可以在侧面上和/或以任何合适的方式布置。外壳门可以在铰链、轨道、导轨上，和/或可以以任何合适的方式打开。对于一些实施方案，外壳门优选地包括密封体(sealant)115。密封体优选地起到将外壳内部的环境与外壳外部的环境隔离的作用。密封体优选地是o型环或垫片；然而，密封体可以另外地和/或可选择地是化学的(例如，真空润滑脂)、机械的(例如，诸如用teflontm带缠绕的螺纹螺钉)，和/或可以使用任何合适的密封体。
42.一个或更多个气体端口120优选地起到允许气体被引入到外壳中的作用。可选择地，外壳可以不包括气体端口(例如，其中气体可以在门关闭之前或在门打开之后经由门被引入到腔室)。气体端口优选地被布置在外壳的与门相对的壁上；然而，气体端口可以被布置在门上、布置在外壳的底部上、布置在外壳的顶部上、布置在外壳的侧面中，和/或布置在外壳上的任何合适的位置处。在具有多于一个气体端口的变体中，每个气体端口可以对应于不同的气体；然而，每个气体端口可以对应于给定类型的气体、气体的混合物，和/或可以对应于任何合适的气体。气体端口可以用于引入一种或更多种惰性气体(例如，氮气(n2)、氦气(he)、氖气(ne)、氩气(ar)、氪气(kr)等和/或它们的组合)；混合气体(forming gas)(例如，诸如在1％和99％之间的浓度和/或其范围的氢气(h2)，其余部分为惰性气体)、反应剂(例如，氧化剂诸如o2、臭氧(o3)、氮氧化物(nitrous oxide)诸如一氧化二氮(n2o)和四氧化二氮(n2o4)、氟(f2)、氯(cl2)、溴(br2)、碘(i2)、水、过氧化氢(h2o2)、二氧化碳(co2)等；还原剂诸如氨(nh3)、氢气(h2)、二氧化硫(so2)、一氧化碳(co)等；空气；合成空气；和/或它们的组合)和/或任何合适的气体。每种类型的气体优选地对应于不同的气体端口(例如，惰性气体端口、混合气体端口、反应剂端口)。然而，两种或更多种气体可以经由同一端口被引入。反应剂的浓度(例如，炉容积体或子容积体(subvolume)中的总浓度、所引入的反应剂的浓度等)可以是在1ppm-1000ppm之间的任何合适的浓度和/或其范围；然而，可以使用任何浓度的反应剂。在一系列实例中，反应剂的浓度(例如，在内部容积体、中间容积体、外部容积体、干馏釜容积体内，注入到炉中等)可以是1ppm-5ppm、1ppm-10ppm、5ppm-20ppm、10ppm-100ppm、30ppm-70ppm、50ppm-500ppm、100ppm-200ppm、100ppm-1000ppm，和/或可以使用任何合适的浓度。反应剂浓度优选地在不同的容积体中是不同的(例如，在干馏釜容积体中的浓度低于外腔室容积体、绝缘件容积体(insulation volume)等)，但是在每个容积体中可以是相同的。
43.为了实现反应剂浓度，反应剂可以被纯(例如，95％、97.5％、99％、99.5％、99.9％、99.99％、99.998％、99.999％、100％等)引入和/或与一种或更多种载气一起引入。载气优选地是惰性气体和/或惰性气体的混合物，但是可以包括反应剂、空气和/或任何合适的材料。当载气被包括时，反应剂的浓度可以是在按质量计和/或按体积计约0.01％至95％之间的任何值或范围，诸如0.05％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％、5％、10％、20％、30％、50％、75％，其中引入的气体的其余部分包括载气。当多于一种反应剂被引入时，每种反应剂可以具有相同或不同的浓度。然而，反应剂浓度可以小于0.01％或大于95％。在第一说明性实例中，引入的气体可以包括空气(例如，零空气(zero air)；纯空气；工业空气；包含约78％的氮气、约21％的氧气、约1％的氩气和/或微量的其他气体的气体混合物；包含约71％的氮气、约21％的氧气、约7％的水、约1％的氩气和/或微量的其他气体的气体混合物；具有
在0％和100％之间的湿度的空气；等等)。在第二说明性实例中，引入的气体可以包括1％的水和99％的惰性气体(例如，氮气、氩气、氖气等)。在第三说明性实例中，引入的气体可以包括1％的氧气和99％的惰性气体。在第四说明性实例中，引入的气体可以包括100％的氧气。然而，反应剂可以以任何方式引入。
44.反应剂的性质(例如，流量、压力、浓度、特性、定时等)可以基于传感器读数、基于查找表(例如，将零件性质和反应剂性质相关联)、质量平衡(例如，估计或预测的烧结副产物的量和与烧结副产物反应的反应剂的量的质量平衡)、启发式地、以经验为主地、基于模型、基于零件性质来确定，和/或以其他方式确定。
45.进入外腔室中和/或在外腔室内的气体流量(例如，最大气体流量、平均气体流量、中值气体流量等)可以是在0.1l/min至550l/min之间的任何合适的值和/或其范围；然而，可以使用任何合适的气体流量。气体流量可以是体积流量、质量流量和/或任何合适的流量。在一系列实例中，气体流量可以是0.1l/min-1l/min、1l/min-2l/min、2l/min-5l/min、1l/min-10l/min、5l/min-10l/min、5l/min-15l/min、10l/min-20l/min、10l/min-50l/min、25l/min-100l/min、75l/min-200l/min、200l/min-300l/min、100l/min-500l/min、300l/min-550l/min、其间的值、小于0.1l/min或大于550l/min。进入腔室中的气体流量优选地小于进入干馏釜中的气体流量。例如，进入腔室容积体(例如，绝缘腔室容积体和/或外腔室容积体)中的气体流量可以在进入干馏釜容积体中的气体流量的值的约0.1％和20％之间，诸如0.1％-0.5％、0.2％-1％、0.5％-2.5％、1％-5％、2％-10％、10％-20％、5％-20％。然而，进入腔室容积体中的气体流量可以大于进入干馏釜容积体中的流量(例如，大于进入干馏釜中的气体流量的100％)、大于进入干馏釜中的气体流量的20％，或小于干馏釜中的气体流量的0.1％(例如，进入腔室容积体中的气体流量可以是0l/min，而气体流入干馏釜容积体中)。然而，该气体流量可以与进入干馏釜中的气体流量相同和/或大于进入干馏釜中的气体流量。
46.气体流量可以遵循气体流量分布(例如，气体流量和时间之间的关系)。气体流量分布可以是恒定的、箱形分布、三角形分布、泛函分布(functional profile)(例如，多项式函数、指数函数、对数分布、正弦分布、s形分布等)、阶梯分布，和/或具有任何合适的分布。在变体中，气体流量可以在整个炉的操作中变化。气体流量可以以离散的阶梯(例如，持续1min、5min、10min、20min、30min、1小时、2小时、5小时、10小时等的阶梯)连续地变化，和/或气体流量可以以任何合适的方式变化。气体流量可以取决于炉的操作参数(例如，温度、操作步骤等)、待引入的气体(例如，惰性气体、混合气体、反应剂等)、零件或零件前体性质、烧结副产物(例如，浓度、特性等)、炉的另一部分中的气体流量(例如，干馏釜气体流量)变化，和/或以其他方式变化。
47.在第一具体实例中，如图10a中示出的，当干馏釜或绝缘腔室达到脱粘温度时，可以启动用于气体(例如，包括反应剂)的流量。流量可以保持大体上恒定(例如，变化小于约0.1％、1％、2％、5％、10％、20％等)，直到零件前体已经被烧结(例如，干馏釜和/或绝缘腔室已经在烧结温度持续烧结时间)。在第二具体实例中，如图10b中示出的，当干馏釜或绝缘腔室达到脱粘温度时，可以启动用于气体(例如，包括反应剂)的流量。当干馏釜和/或绝缘腔室达到烧结温度时，流量可以斜升至最大流量(例如，q
最大值
)，此后在烧结时间已经经过之后(连续地或不连续地)降低至无流量。在第三具体实例中，如图10c中示出的，在零件前体
脱粘之后(例如，在干馏釜或绝缘腔室已经在脱粘温度持续脱粘时间之后)，可以启动用于气体(例如，包括反应剂)的流量。流量可以保持大体上恒定(例如，变化小于约0.1％、1％、2％、5％、10％、20％等)，直到零件前体已经被烧结(例如，干馏釜和/或绝缘腔室已经在烧结温度持续烧结时间)。然而，流量可以以其他方式变化。
48.在这些步骤期间流动的气体可以是惰性气体、反应剂和/或任何合适的气体的任何合适的混合物。在第一实例中，在步骤期间流动的气体可以是100％的惰性气体。在第二实例中，流动的气体可以是惰性气体和反应剂的混合物。在该具体实例中，反应气体的浓度可以是在1ppm-1000ppm之间的任何合适的值和/或范围；然而，可以使用任何浓度的反应气体。在每个步骤期间的气体流量可以是在0.1l/min-50l/min之间的任何合适的值和/或其范围，诸如1l/min-2l/min、2l/min-5l/min、1l/min-10l/min、5l/min-10l/min、5l/min-15l/min、10l/min-20l/min；然而，可以使用任何合适的流量。
49.在第一具体实例中，外壳可以包括惰性气体端口和反应剂端口(例如，氧化剂端口、还原剂端口等)。在该具体实例中，惰性气体可以向外腔室环境提供100％的惰性气体，并且反应剂端口可以向外腔室环境提供100％的反应剂(例如，纯反应剂、具有载气的反应剂等)。外壳环境的组成(例如，反应剂百分比、惰性气体百分比、反应剂百分比等)可以通过改变气体参数(例如，流量、压力、温度等)来控制。在该具体实例中，惰性气体和反应剂可以在外壳环境中混合。在第二具体实例中，气体(例如，惰性气体和反应剂)可以在引入到外腔室环境中(例如，在气瓶中、在气体管线中等)之前被混合(例如，混合至期望的浓度)。在该具体实例中，外壳可以具有单个气体端口。然而，另外地和/或可选择地，外壳可以具有任何合适数目的气体端口，并且气体端口可以将任何合适的气体引入到外腔室中。
50.一个或更多个排出机构130起到使外腔室和/或包含在其中的其他腔室排出的作用。排出机构可以被布置在外壳的与门相对的壁上、布置在门上、布置在外壳的底部上、布置在外壳的顶部上、布置在外壳的侧面中，和/或布置在外壳上的任何合适的位置处。在一种变型中，排出机构包括排出端口(例如，排气口)，其中外腔室内的正压将气体从外腔室中排出。在第二变型中，排出机构包括真空机构，该真空机构起到在外腔室内产生真空(例如，降低压力)(例如，通过从外腔室内部去除空气)和/或向外腔室施加负压的作用。真空机构优选地是真空泵135；然而，可以使用任何合适的真空机构。真空机构优选地包括真空计。
51.在变体中，烧结副产物被腔室容积体内的反应剂大体上降解(例如，50％、60％、70％、75％、80％、90％、95％、97.5％、99％、99.9％、99.99％、100％等的烧结副产物被去除；烧结副产物被完全氧化；等等)。因此，在这些变体的实例中，排出机构不被连接或联接到副产物回收机构，并且来自腔室容积体的环境被直接排放到系统周围的环境。在可选择的变体中，排出机构可以任选地被联接到副产物回收机构(例如，擦洗机诸如催化转化器、吸附过滤器等；沉淀器诸如冷凝器、指形冷凝器(cold finger)、冷捕集器等；等等)。副产物回收机构可以起到从去除的气氛中去除和/或收集挥发性产物和/或副产物(例如，烧结副产物、氧化的烧结副产物、co、co2等)的作用。副产物回收机构可以被布置在排出机构内、布置在外壳的外部、布置在外壳内(例如，在外壳和绝缘腔室之间)，或者以其他方式布置。在具体实例中，排出机构可以被联接到气氛交换器，其中气氛交换器可以被配置成去除和替换(例如，用清洁的气氛；用诸如包含不同的组成的不同的气氛；用诸如在比外腔室、绝缘腔室、干馏釜等内部的温度低的温度的较冷的气氛；等等)外腔室气氛。然而，排出机构可以以
任何合适的方式布置。
52.在具体的实施方案中，外腔室的压力(例如，由排出机构或气体入口控制)可以用于控制来自烧结的一种或更多种副产物(例如，挥发性副产物、碳质副产物、有机副产物等)的反应的速率和/或程度。在第一变体中，在较高的压力(例如，更接近大气压、大于或等于大气压等)操作系统可以导致外腔室内的更扩散的空气流动。更大扩散的空气流动可以通过增加反应剂与烧结副产物相互作用的可能性(例如，通过增加副产物和/或反应剂在绝缘腔室、外腔室等内的驻留时间)来增强副产物的反应(例如，效率)(例如，使用装载到干馏釜中、装载到外腔室中、装载到绝缘件中的反应剂，通过被绝缘件吸附的反应剂，通过从绝缘件脱附的氧化物质等)。在第二变体中，在较低的压力(例如，小于大气压)操作外腔室可以增加烧结副产物(例如，碳质物质)和/或反应剂从一个或更多个表面(例如，从干馏釜、从零件、从绝缘件、从外腔室等)的脱附。在这两种实施方案中，氧化副产物可以与烧结零件大体上同时促进副产物的去除。在一组实例中，在操作期间，系统可以在较高的压力(例如，接近大气压，大于或等于大气压)、较低的压力(例如，小于大气压)和/或在较高的压力和较低的压力之间交替起作用。然而，外腔室环境的压力可以以任何合适的方式控制。
53.在包括冷却系统140的变体中，冷却系统优选地起到冷却外腔室(例如，外壳壁、外腔室环境等)，例如在使用期间为用户在触摸系统的情况下提供安全的作用。冷却系统可以被螺栓连接到外壳的侧面，通过外壳中的穿透附接，包括通过外壳壁运行冷却剂(诸如空气、水、甘油等)，和/或可以以任何合适的方式布置。
54.3.2绝缘腔室
55.绝缘腔室200优选地起到支撑和加热(例如，烧结)零件和/或零件前体的作用。绝缘腔室优选地被布置在外壳内部；然而，绝缘腔室可以与外壳共享一个或更多个表面(例如，壁、门等)，或者以任何合适的方式布置。
56.绝缘腔室可以界定绝缘腔室容积体。绝缘腔室容积体可以被流体地联接到外腔室容积体、被流体地联接到干馏釜容积体、与外腔室容积体隔离、与干馏釜容积体隔离和/或以其他方式被联接到外腔室容积体和/或干馏釜容积体。在一些变体中，绝缘腔室容积体和外腔室容积体可以指的是同一容积体(例如，绝缘腔室容积体和外腔室容积体流体连通，绝缘腔室容积体和外腔室容积体共享共同的环境等)。然而，绝缘腔室容积体和外腔室容积体可以是不同的容积体和/或以其他方式相关联。
57.绝缘腔室容积体可以是各向同性的(例如，球形、立方形等)和/或各向异性的(例如，矩形棱柱形、截棱锥、圆柱体等)。在具体实例中，绝缘腔室容积体可以是在512立方英寸和8000立方英寸之间的任何合适的值和/或其范围；然而，可以使用任何合适的容积体。在具体实例中，绝缘腔室容积体可以是棱柱体，其中每个尺寸(例如，长度、宽度、高度)可以被独立地选择为在8英寸和20英寸之间的任何值和/或其范围；然而，可以选择任何合适的材料大小。在第二具体实例中，绝缘腔室容积体可以填充外腔室容积体的1％、5％、10％、20％、30％、50％、75％、90％和/或任何合适的分数。
58.在具体实例中，在炉的操作期间(例如，在加热期间，在温度被维持的同时，在烧结期间，在脱粘期间，在温度斜升期间，当一种或更多种气体在炉内界定的一种或更多种容积体中流动时，等等)，绝缘腔室容积体优选地与干馏釜容积体大体上单向流体连通，使得来自干馏釜容积体的流体可以进入绝缘腔室容积体，但是来自绝缘腔室容积体的流体不进入
干馏釜容积体。单向流体连通可以通过压力差(例如，在干馏釜容积体内的较大压力、在绝缘腔室容积体中的较低压力)、流量差(在干馏釜容积体中的较高流量、在绝缘腔室容积体中的较低流量等)、屏障(例如，半渗透屏障、渗透等)来实现，和/或以其他方式实现。然而，单向流体连通可以使得来自绝缘腔室容积体的流体可以进入干馏釜容积体，但是来自干馏釜容积体的流体不进入绝缘腔室容积体，绝缘腔室容积体和干馏釜腔室容积体可以处于双向流体连通，绝缘腔室容积体和干馏釜腔室容积体可以彼此流体地断开，和/或绝缘腔室容积体和干馏釜容积体可以以其他方式连通。
59.绝缘腔室优选地维持正的内部压力，但是可以另外地或可选择地维持负的内部压力，与外腔室平衡，与外部源平衡，或者维持任何其他合适的压力。可选择地，绝缘腔室压力可以被动态地调整(例如，基于绝缘腔室排出流中的废物化合物诸如烧结副产物的比率)或以其他方式控制。
60.绝缘腔室优选地维持恒定的内部温度，但是可以另外地或可选择地维持可变的内部温度或任何其他合适的温度。绝缘腔室温度可以在100℃和1400℃之间，诸如1200℃，或者是任何其他合适的温度。温度在绝缘腔室容积体内优选地是大体上均匀的，但是可以另外地或可选择地在绝缘腔室容积体内变化(例如，基于辐射组件放置、气体流动模式等)。
61.绝缘腔室优选地包括绝缘腔室壳体(insulation chamber housing)210、一个或更多个加热元件220、绝缘件230和/或任何合适的组件。
62.绝缘腔室壳体210优选地起到将绝缘腔室支撑(例如，升高、提升等)离开外壳的底部(例如，使用底座、支腿(leg)、导轨等)的作用；然而，绝缘腔室壳体可以与外壳的底部接触，和/或以其他方式合适地布置。绝缘腔室壳体优选地与外壳热绝缘(例如，通过气隙，填充有一个或更多个绝缘体等)；然而，绝缘腔室壳体可以与外壳热接触。绝缘腔室壳体210优选地由不锈钢制成；然而，绝缘腔室壳体可以由任何合适的材料制成。绝缘腔室壳体优选地包括一个或更多个排气口215(例如，邻近加热元件)；然而，绝缘腔室壳体可以以任何合适的方式布置。绝缘腔室壳体优选地包括门，其中绝缘腔室开口(例如，当门打开时)优选地平行于由外壳界定的开口轴线(例如，绝缘腔室门与外壳门对齐)；然而，绝缘腔室开口可以与外壳门共延(coextensive)和/或以任何合适的方式布置。
63.加热元件220优选地起到加热绝缘腔室内部(例如，加热至烧结温度)的作用。如例如在图6中示出的，加热元件优选地从绝缘腔室壳体的顶部布置(例如，悬挂)(例如，以减轻加热元件接触引入到绝缘腔室中的任何其他系统组件和/或零件的风险)；然而，加热元件可以沿着绝缘腔室的侧面和/或底部布置，或者布置在任何合适的位置。加热元件优选地由可以在气氛中(例如，在o2、h2o等的存在下)加热的材料诸如二硅化钼(mosi2)、碳化硅(sic)和/或任何合适的材料制成。可选择地，加热元件可以由优选地不在气氛中加热的材料(例如，石墨、钼(mo)、钨(w)等)和/或任何其他合适的材料制成。加热元件可以优选地将绝缘腔室加热至在100℃和1450℃之间的任何温度和/或其范围，诸如1200℃、1300℃-1400℃、1250℃-1450℃；然而，加热元件可以将绝缘腔室加热至任何合适的温度。斜升速率(ramp rate)(例如，绝缘腔室和/或加热元件的温度的变化速率)可以是在0.5℃/min-100℃/min之间的任何值和/或其范围；然而，可以使用任何合适的斜升速率。在一系列具体实例中，斜升速率可以是0.5℃/min-1℃/min、1℃/min-5℃/min、1℃/min-10℃/min、5℃/min-20℃/min、10℃/min-50℃/min、10℃/min-100℃/min、30℃/min-70℃/min。斜升速率可以响应于
反馈回路和/或以任何合适的方式根据编程的控制速率连续地、离散地(例如，逐步地诸如以变化5℃-10℃的阶梯)变化。然而，斜升速率可以是恒定的，和/或可以使用任何合适的斜升速率。
64.在变体中，(绝缘腔室和/或干馏釜的)温度可以具有根据温度分布(例如，温度和时间之间的关系)的值。温度分布可以包括一个或更多个温度阶梯，其中每个温度阶梯维持持续预定的时间量。在阶梯之间，温度分布可以以大体上恒定的速率和/或以变化的速率增加或减少。温度分布的变化速率(例如，斜升速率、冷却速率)在温度阶梯之间可以是相同的或不同的。在说明性实例中，如图10a-图10c中示出的，温度分布可以将温度斜升至脱粘温度，该脱粘温度被维持持续脱粘时间，然后将温度斜升至烧结温度持续烧结时间，随后冷却绝缘腔室和/或干馏釜。烧结时间和脱粘时间可以是相同的或不同的，并且各自可以是任何持续时间。在第二说明性实例中，温度可以以第一斜升速率升高，直到达到阈值温度，并且然后以低于第一斜升速率的第二斜升速率升高至烧结温度。在第三说明性实例中，温度可以以恒定速率升高，直到达到烧结温度。然而，可以遵循任何温度分布。
65.绝缘件230优选地起到将绝缘腔室热绝缘(例如，将热量保留在绝缘腔室内部，使进入绝缘腔室周围的环境中的热泄漏最小化，等等)的作用。绝缘件优选地在绝缘腔室的一个或更多个内表面上(例如，衬在顶部、底部、侧面、门和/或任何其他合适的内绝缘腔室表面上)；然而，绝缘件可以在绝缘腔室的外表面上，和/或以任何合适的方式布置。绝缘件优选地是陶瓷材料(例如，纤维状氧化铝、耐火砖、氧化铝、氧化锆、莫来石、碳纤维复合材料、刚性石墨板、氧化铝空心球(bubble alumina)、高铝水泥等)；然而，可以使用任何合适的绝缘材料。在具体实例中，绝缘件可以由氧化铝空心球(例如，)制成；然而，绝缘件可以是任何合适的材料。陶瓷材料优选地释放低剂量的反应剂(例如，比通过气体端口主动提供的反应剂少；一定量的反应剂，使得绝缘腔室和/或外腔室内的反应剂的浓度小于1ppm、10ppm、100ppm、1000ppm等；等等)，但是可以释放任何量的反应剂。陶瓷材料可以响应于系统的温度、系统的压力、系统的环境、系统的湿度来释放反应剂，和/或以其他方式释放反应剂。
66.绝缘件优选地是大体上均匀厚的(例如，相对于绝缘腔室壳体的大致相同的厚度，沿着垂直于绝缘腔室壳体的一个或更多个轴线的大致相同的厚度，等等)。在第一具体实例中，绝缘件厚度可以是在1英寸和6英寸之间的任何值和/或其范围；然而，可以使用任何合适的厚度。在第二具体实例中，绝缘件厚度可以填充绝缘腔室和/或外腔室容积体的1％、5％、10％、20％、30％、50％、75％、90％、95％和/或任何合适的分数和/或百分比。绝缘件厚度可以取决于外腔室(例如，大小、容积)、温度差(例如，诸如在绝缘腔室和外腔室之间的温度梯度、目标温度梯度)、绝缘材料、温度均匀性(例如，目标温度均匀性)和/或任何合适的性质。
67.在一些实施方案中，绝缘件可以起到提供反应环境(例如，诸如在绝缘件内部、邻近绝缘件等的局部反应环境；例如，通过使水、氧气和/或其他反应剂脱附)或提供反应剂的作用。例如，绝缘件可以从气氛中吸着(例如，吸附，吸收等)反应剂(例如，o2、h2o等)(例如，在零件装载期间，在有意的反应剂引入期间，在其中绝缘件可以暴露于反应剂的重新装载时间段期间，等等)；然而，绝缘件可以反应(例如，在高温诸如烧结温度分解)以产生反应剂，和/或可以以任何合适的方式充当反应剂源。然而，反应剂可以从外部源供应(例如，选
择性地从外部储器供应到绝缘腔室空腔)，可以在系统设置期间引入(例如，放置在绝缘腔室空腔内，其中反应剂可以升华、蒸发，或者以其他方式分布在整个绝缘腔室空腔中)，可以从反应剂-捕集物质(例如，沸石、分子筛、密封容器等)释放(例如，脱附)，或者以其他方式提供到系统。
68.在一些实施方案中，绝缘件(例如，绝缘腔室)可以包括一个或更多个气体端口240。气体端口可以起到允许气体(例如，惰性气体、反应剂、混合气体等)引入到绝缘腔室中和/或从绝缘腔室中去除的作用。气体可以与提供到外腔室、干馏釜和/或任何其他合适的腔室的气体相同或不同。在一系列实例中，气体端口可以是孔、排气口、馈通(feedthrough)和/或具有任何合适的配置，并且将绝缘腔室环境联接到：外腔室、气体供应器(gas supply)(例如，气瓶、气体容积体等)、干馏釜环境、排出机构和/或任何合适的气氛。在一些变体中，绝缘腔室内的气体流可以穿过加热元件或邻近加热元件，这可以帮助防止烧结副产物在加热元件上积聚或与加热元件反应。绝缘腔室气体端口可以与外腔室气体端口和/或干馏釜气体端口相同和/或不同。绝缘腔室内的环境可以与外腔室内的环境大体上相同(例如，共享共同的环境；反应剂和/或其他气体浓度、压力、流量等在
±
0.1％、
±
1％、
±
2％、
±
5％、
±
10％、
±
20％等内是相同的；等等)，绝缘腔室环境和外腔室环境可以是混合的，绝缘腔室环境和外腔室环境可以是不同的，绝缘腔室环境和外腔室环境可以彼此隔离，绝缘腔室环境和外腔室环境可以处于单向连通(例如，在操作期间)，和/或绝缘腔室环境和外腔室环境可以以其他方式相关联。
69.3.3干馏釜
70.干馏釜300优选地起到提供干馏釜环境(例如，清洁环境诸如具有低浓度的反应剂的气氛、惰性气氛等；均匀的热环境；等等)的作用。干馏釜优选地被布置在绝缘腔室内(例如，在由绝缘件界定的空腔内部)；然而，干馏釜可以被布置在外腔室中和/或以任何合适的方式布置。
71.干馏釜300优选地由支脚(feet)310支撑离开绝缘件(和/或绝缘腔室)的底部；然而，干馏釜可以由底板支撑，支撑在支架(stand)上，直接支撑在绝缘件上(例如，干馏釜的底部可以与绝缘件接触)，和/或干馏釜可以以任何合适的方式布置。干馏釜容积体优选地被流体地连接到绝缘件容积体(例如，与绝缘件容积体流体连通)(例如，大体上单向地流体连接、双向流体连接等)，但是可以另外地或可选择地与绝缘腔室流体地隔离。干馏釜优选地被热连接到绝缘腔室空腔(例如，与绝缘腔室空腔平衡)，但是可以另外地或可选择地与绝缘腔室空腔热绝缘。
72.干馏釜材料优选地是石墨；然而，另外地和/或可选择地，干馏釜可以由碳纤维复合材料(cfc)、碳纤维增强复合材料(cfrc)、碳化硅(sic)、氧化锆(zro2)、高温钢(例如kanthal apm)和/或任何合适的材料制成。干馏釜几何形状可以取决于零件参数(例如，零件的数目、零件的大小、零件的形状、零件的取向、零件材料等)、目标温度(例如，烧结温度、脱粘温度等)、气体流动性质，干馏釜几何形状可以是预定的和/或以任何合适的方式选择。在第一组实例中，干馏釜的任何尺寸(例如，长度、宽度、高度)可以是在4英寸和12英寸之间的任何合适的值和/或其范围；然而，干馏釜可以具有任何合适的大小。在第二组实例中，干馏釜和/或干馏釜容积体的任何尺寸可以是绝缘腔室和/或外腔室的尺寸或容积的1％、5％、10％、20％、30％、50％、75％、90％、95％和/或任何合适的分数或百分比。
73.干馏釜的一个或更多个表面(例如，壁、底座、底面、顶部、内部的组件等)优选地与其余表面是可分离的，这使得每个表面能够被替换。然而，表面可以安装到彼此、彼此附连、永久地固定在一起和/或以其他方式连接。
74.在变体中，干馏釜可以是从绝缘腔室中可去除的(例如，用不同的干馏釜，诸如具有不同几何形状、材料等的干馏釜替换)。然而，另外地和/或可选择地，干馏釜可以永久地保留在绝缘腔室中(例如，构建到绝缘腔室中)，紧固到绝缘腔室，和/或以任何合适的方式布置。在具体实例中，干馏釜可以取决于零件(例如，零件参数)来更换；然而，干馏釜可以出于任何合适的原因来更换。
75.干馏釜可以任选地界定工作容积体322、气体制备容积体328和/或任何合适的容积体。工作容积体322优选地通过接口壁(interfacing wall)325与气体制备容积体328隔开；然而，工作容积体和气体制备容积体可以是连续的，是相同的，通过流体歧管连接、被热连接、被流体地连接，和/或可以以任何合适的方式连接。接口壁325优选地起到允许工作容积体和气体制备容积体之间的流体连通(例如，气体扩散、气体渗出等)的作用。在第一实例中，接口壁优选地具有一个或更多个切口(cut-out)327(例如，孔、穿孔)。在该实例中，孔(例如，接口孔)可以以网格(例如，孔的均匀间隔的网格)布置、图案化、随机分布，和/或以任何合适的方式布置。孔可以具有在约1mm和10mm之间的任何合适的半径、其间的值、小于1mm或大于10mm。接口壁可以包括1个孔、2个孔、3个孔、4个孔、5个孔、10个孔、20个孔、在1个-50个之间的孔、多于50个孔和/或任何数目的孔。在操作期间，可以打开和/或关闭任何数目的孔。在第二具体实例中，接口壁可以是可渗透的壁(例如，由允许气体流过的材料制成)。然而，接口壁可以是挡板，和/或可以以任何合适的方式布置。然而，工作容积体、气氛制备容积体和/或任何合适的容积体可以是相同的容积体(例如，由干馏釜界定的容积体)，和/或干馏釜可以以任何合适的方式布置。
76.干馏釜(例如，工作容积体)可以保留一个或更多个构建板(build plate)330。构建板优选地起到机械地支撑(例如，保持)一个或更多个零件(例如，在印刷期间，在烧结期间)的作用。构建板可以另外地和/或可选择地起到改变空气流(例如，在干馏釜内、在工作容积体内等)的作用。在一系列具体实例中，构建板可以通过将工作容积体划分成单独的区、通过阻塞一个或更多个接口孔(例如，在接口壁中)、通过基于构建板相对于接口孔的位置以特定方式围绕零件或在零件上方引导气体流来改变空气流，和/或构建板可以以任何合适的方式改变空气流。构建板可以另外地或可选择地改变工作容积体内的温度分布(例如，通过选择性地吸收、传导或对流热量)。构建板可以由陶瓷(例如，氧化铝等)、cfc、cfrc、钢、钼、镍高温合金制成，和/或可以使用任何合适的材料。构建板优选地是模块化的(例如，可以被插入到干馏釜中并且从干馏釜中去除)；然而，构建板可以被永久地固定到干馏釜，和/或构建板可以以任何合适的方式连接到干馏釜。在具体实例中，一个、两个和/或三个构建板可以被包括在干馏釜中。构建板可以被支撑在一个或更多个支架或底板表面360上，该一个或更多个支架或底板表面360可以是独立式的、干馏釜的一部分、构建板的一部分，如例如在图7c和图7d中示出的，和/或以其他方式构造。构建板可以被布置成将容积体(例如，工作容积体、干馏釜容积体等)划分成相等的空间(例如，构建板可以在彼此垂直的上方均匀地堆叠)。在第二具体实例中，构建板可以使用导轨和/或块以不同的高度堆叠。然而，任何合适数目的构建板可以被包括，和/或构建板可以以任何合适的方式布置(例如，不均匀
地划分容积体)。
77.干馏釜(例如，工作容积体)可以任选地包括一个或更多个热调节器330。热调节器优选地起到管理干馏釜内的热量分布(例如，以使温度分布更均匀，以将热量集中在零件上，以围绕零件分散热量，等等)的作用。热调节器可以另外地或可选择地起到改变干馏釜(例如，工作容积体)内的空气流的作用。热调节器可以被安装到构建板、干馏釜壁、干馏釜底座、干馏釜顶棚，悬挂在干馏釜内，和/或布置在任何合适的位置。热调节器优选地是模块化的(例如，可以根据需要诸如对于不同的零件、对于不同的温度分布、对于不同的空气流分布等被添加、移动、去除等)；然而，热调节器可以另外地或可选择地被永久地固定(例如，干馏釜的结构组件)和/或以任何合适的方式可配置。热调节器可以是绝缘体(例如，氧化锆(zro2)、氧化铪(hfo2)等)、再辐射体(reradiator)(例如，sic、石墨、钼(mo，诸如呈纹理化形式)、钨、因科镍(inconel)、等)、导体、散热器和/或任何合适的材料。
78.干馏釜(例如，气体制备容积体)优选地包括一个或更多个干馏釜气体端口350。干馏釜气体端口优选地起到将气体(例如，惰性气体、氧化剂、混合气体等)引入到干馏釜中和/或从干馏釜中去除气体(例如，排气口)的作用。一个或更多个干馏釜气体端口可以被直接连接到外腔室气体端口或绝缘腔室气体端口；然而，干馏釜气体端口可以被间接连接到外腔室气体端口，与外腔室气体端口隔开，和/或干馏釜气体端口可以以任何合适的方式布置。气体端口优选地与构建板的顶部对齐，但是可以另外地或可选择地被布置成远离构建板的预定距离，沿着线布置，以网格布置，或者以其他方式布置。气体端口可以被选择性地打开和关闭(例如，经由手动插头、阀门等)，始终打开，或者以其他方式控制。气体端口优选地是陶瓷的(例如，以保护管免于被绝缘腔室的气氛氧化)，但是可以另外地或可选择地是钢、石墨、塑料或任何其他合适的材料。气体流(例如，在进入干馏釜时，在离开干馏釜气体端口时，等等)优选地沿着气体流轴线；然而，气体流可以是扩散的和/或遵循任何合适的路径。气体流轴线优选地垂直于参考表面(例如，挡板表面诸如挡板壁、干馏釜表面诸如干馏釜壁等)；然而，气体流轴线可以平行于参考表面和/或以任何合适的方式布置。干馏釜内的气体流可以是层流的和/或湍流的。气体流优选地是扩散的；然而，气体流可以是渗出的、平流的、以上的组合，和/或具有任何合适的流动特性。
79.进入干馏釜中和/或在干馏釜内的气体流量可以是在0.1l/min至550l/min之间的任何合适的值和/或其范围；然而，可以使用任何合适的气体流量。在一系列实例中，气体流量可以是0.1l/min-1l/min、1l/min-2l/min、2l/min-5l/min、1l/min-10l/min、5l/min-10l/min、5l/min-15l/min、10l/min-20l/min、10l/min-50l/min、25l/min-100l/min、75l/min-200l/min、200l/min-300l/min、100l/min-500l/min、300l/min-550l/min、其间的值、小于0.1l/min或大于550l/min。干馏釜气体流量和/或干馏釜压力优选地大于绝缘腔室和/或外腔室中的气体流量和/或压力，但是可以与绝缘腔室和/或外腔室中的气体流量和/或压力相同和/或小于绝缘腔室和/或外腔室中的气体流量和/或压力。在说明性实例中，进入干馏釜中的气体流量可以是进入绝缘腔室或外腔室中的气体流量的约100x大。然而，进入干馏釜中的气体流量可以是进入绝缘腔室或外腔室中的气体流量的1.5x、2x、5x、10x、20x、50x、其间的值或范围，比进入绝缘腔室或外腔室中的1.5x(例如1x、0.5x、0.25x、0.1x等)气体流量小，或比进入绝缘腔室或外腔室中的100x气体流量大。干馏釜气体流可以遵循与中
间腔室中相同或不同的气体流分布。
80.气体优选地通过排气孔的组合和/或通过泄漏口(leak)(例如，在干馏釜的门中，在干馏釜的壁中，等等)离开干馏釜；然而，干馏釜可以包括干馏釜排出端口(例如，连接到外壳真空端口、连接到与外壳相同的排出机构、连接到与外壳不同的排出机构等)、排气口、出口端口(egress port)(例如，通过干馏釜厚度界定)、出口歧管和/或任何合适的气体出口路径。气体出口优选地与跨过干馏釜空腔的气体进口端口(ingress port)相对，但是可以另外地或可选择地布置在相邻的壁上、布置在相同的壁上或以其他方式布置。气体出口优选地布置在绝缘腔室中的气体端口(例如，反应气体端口)的近端。然而，气体出口可以远离绝缘腔室气体端口和/或以任何合适的方式相对于绝缘腔室气体端口布置。来自干馏釜的废气(例如，包括烧结副产物，诸如在烧结期间由零件前体或零件释放的有机物质)优选地被排出到绝缘腔室空腔中，但是可以另外地或可选择地被排出到外空腔中、排出到周围环境中，或者以其他方式管理。
81.在变体中，烧结副产物可以在出口(例如，出口到外空腔、出口到通过外壳延伸到真空的排出端口、出口到排出系统、出口到周围环境等)之前在绝缘腔室空腔内被氧化(例如，通过反应剂)。干馏釜和绝缘腔室中的气体组成优选地是不同的，但是可以是相同的。干馏釜内的反应剂浓度优选地小于周围腔室(例如，绝缘腔室、中间容积体、外腔室等)内的反应剂浓度，但是可以等于或大于周围腔室内的反应剂浓度。干馏釜内的反应剂浓度可以是周围腔室内的反应剂浓度的约10/11和1/1000之间的值或范围，诸如5/6、2/3、1/2、1/5、1/10、1/20、1/50、1/100、1/200、1/500；和/或是周围腔室内的反应剂浓度的小于10/11或大于1/1000。在说明性实例中，当周围腔室内的反应剂浓度为约1000ppm时，干馏釜容积体内的反应剂浓度可以为约900ppm、800ppm、500ppm、200ppm、100ppm、50ppm、20ppm、10ppm、5ppm、2ppm、1ppm、0.5ppm、0.1ppm和/或任何合适的反应剂浓度。然而，每个容积体可以具有任何合适的反应剂浓度。干馏釜中的气体组成优选地是惰性气体(例如，以防止与零件发生反应)，并且绝缘腔室中的气体组成优选地包括一种或更多种反应剂以与副产物(例如，烧结副产物)反应。然而，干馏釜和绝缘腔室中的气体组成可以是相同的和/或干馏釜内的反应剂浓度可以高于绝缘腔室中的反应剂浓度。在该变体和相关变体中，副产物可以另外地或可选择地在外腔室容积体内被氧化(或以其他方式反应)。例如，副产物可以在外腔室的排出机构的近端反应。
82.副产物氧化的性质(例如，速率、位置、完成程度等)可以基于温度(例如，副产物的温度、反应剂的温度、干馏釜的温度、绝缘件的温度、外腔室的温度等)、压力(例如，在干馏釜中、在绝缘腔室中、在外腔室中等)、流动方向(例如，离开干馏釜的副产物与外腔室内的反应剂流相交的地方)、物质浓度(例如，反应剂浓度、副产物浓度等)、驻留时间(例如，副产物或反应剂在外腔室容积体内的驻留时间)和/或响应于任何系统参数来控制。废气(例如，副产物、反应的副产物)可以另外地或可选择地用于加热供应到绝缘腔室(例如，其中出口歧管被热连接到进口歧管并且与进口歧管流体地隔离)的进入的气体(ingressed gas)。
83.干馏釜(例如，气体制备容积体)优选地包括气体管理机构(gas management mechanism)，该气体管理机构起到在到达零件之前将气体(例如，引入的气体诸如惰性气体、反应剂等)加热至预定温度(例如，至绝缘腔室温度、至大于室温的温度、至烧结温度、至脱粘温度、至目标温度的阈值内等)的作用。
84.在第一变型中，气体管理系统包括沿着惰性气体歧管布置的加热器。加热器可以是：主动加热器、被动加热器(例如，利用废热)或任何其他合适的加热元件。在第一实例中，加热器可以是围绕惰性气体歧管缠绕的电阻线圈。在第二实例中，加热器可以是来自干馏釜的排出歧管，该排出歧管与惰性气体歧管流体地隔离并且热联接到惰性气体歧管。
85.在第二变型中，气体管理系统包括界定在干馏釜内的驻留流动路径。驻留流动路径优选地通过增加气体在到达零件之前必须在绝缘腔室内行进的路径长度来加热进入的气体，但是可以以其他方式加热进入的气体。驻留流动路径优选地被布置在干馏釜气体入口和工作容积体之间，但是可以另外地或可选择地围绕干馏釜的周边布置(例如，如图7b中示出的，沿着内壁、外壁等)，或者以其他方式布置。在第一实例中，驻留歧管由一组管界定，该组管被流体地连接到干馏釜的气体入口，并且沿着其长度被热连接到干馏釜内部但与干馏釜内部流体地隔离。在第二实例中，驻留流动路径包括一组挡板。挡板可以起到改变一种或更多种气体流动性质诸如湍流、速率、方向性、压力、扩展的作用，和/或可以改变任何合适的气体流动性质。挡板优选地协同地界定在干馏釜气体入口和工作容积体之间的曲折流动路径(例如，在横截面中来回交替行进的(boustrophedonic)、螺旋缠绕的等)，但是可以另外地或可选择地界定线性流动路径或任何其他合适的流动路径。干馏釜(例如，气体制备容积体)可以包括任何合适数目的挡板，例如，一个至四个挡板(例如，如图3中示出的)。在一组具体实例中，挡板可以是交错的壁(例如，垂直交错的、水平交错的、对角交错的等，诸如具有在干馏釜和挡板之间沿着一个或更多个方向的间隙，其中间隙可以在挡板之间交错)；一组一个或更多个壁，每个壁包括一组孔，并且其中该组孔在壁之间大体上不对齐(例如，不在相同的流动路径中)；多孔材料(例如，其中气体可以被插入到多孔材料中)，和/或以任何合适的方式配置。
86.在通过干馏釜的气体流动路径的说明性实例中，气体可以通过布置在干馏釜的后部的气体端口被注入到干馏釜(例如，气体制备容积体)中，沿着气体管理系统(例如，沿着曲折路径)流动，通过将气体制备容积体流体地联接到工作容积体的多于一个排气孔被注入到工作容积体中，并且然后从干馏釜中喷射到绝缘件容积体中。然而，气体流动路径可以以其他方式界定。
87.干馏釜环境的碳势(例如，与气氛平衡的铁片的碳含量，炉将碳赋予到钢中的能力等)优选地是大体上中性的(例如，碳既不被驱入到零件或零件前体中也不从零件或零件前体中去除，零件内的碳水平的变化小于约0.1％、1％、2％、5％、10％、20％等)。例如，干馏釜容积体内的环境的碳含量(例如，浓度)约等于零件(例如，成品零件、烧结的零件等)的碳含量(或目标碳含量)。然而，干馏釜内的碳势可以是正的(例如，渗碳(carburizing)，诸如包括过量碳质材料诸如木炭、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等的环境)或负的(例如，脱碳(decarburizing)，诸如较少碳和碳去除剂氧气、氢气、水等的环境)。在变体中，干馏釜内的碳势可以通过引入起到改变干馏釜内的碳势的作用的物质(例如，使用惰性气体端口，使用单独的气体端口)来控制。在第一说明性实例中，干馏釜环境可以包括一种或更多种惰性气体，其可以提供大体上中性的碳势。在第二说明性实例中，一种或更多种烧结副产物可以存在于可以提供渗碳环境的干馏釜容积体中。在第三说明性实例中，一种或更多种碳质材料(例如，有机分子、无机碳源、碳质氧化物质等)可以被注入到干馏釜容积体中(例如，使用干馏釜气体端口、渗碳剂气体端口、惰性气体端口等)，这可以提供渗碳环境。然
而，气氛的碳含量可以通过从干馏釜流出的气体的流量来控制(例如，烧结副产物可以用于控制干馏釜的气氛的碳含量)，和/或以其他方式控制。碳势可以被主动地(例如，基于读出的传感器读数诸如碳传感器)或被动地改变。
88.干馏釜可以任选地包括区加热(例如，将干馏釜的不同区域加热至不同温度)。区加热可以被控制和/或基于干馏釜容积体(例如，工作容积体)、环境调节器、加热元件(例如，加热元件诸如相对于干馏釜的位置、加热元件操作参数、加热元件的数目等)、干馏釜结构(例如，壁厚度、形状等)被控制，和/或可以以任何合适的方式控制。
89.3.4计算系统
90.在包括计算系统400的变体中，计算系统优选地起到计算和/或建模系统(例如，外腔室、绝缘腔室、干馏釜)的热性质、建议绝缘腔室内的组件(例如，干馏釜；挡板；构建板；环境调节器；等等)和组件布置(例如，数目、位置、材料等)(例如，基于零件，基于一个或更多个系统操作参数等)、建议系统操作参数(例如，温度、斜升速率、持续时间、气体、气体流动路径等)、监测传感器读数的作用，和/或可以执行任何合适的功能。在一个实例中，计算系统可以基于离开系统的废气流的组成或其体积，使用闭环控制来控制系统操作(例如，气体流量、热量供应等)。例如，在外腔室的排出处的碳传感器读数可以用于确定待引入系统内的反应剂的性质(例如，流量、压力、浓度、特性、定时等)。计算系统优选地是远程的(例如，云计算、服务器等)；然而，计算系统可以是本地的、分布式的，和/或以任何合适的方式布置。在包括本地计算系统的变体中，本地计算系统优选地被嵌入外壳中；然而，本地计算系统可以被布置在单独的容器中，附接到外壳的外部，或者以任何合适的方式布置。在具体实例中，计算系统可以被分布在云计算系统和本地计算系统之间。在该实例中，远程计算系统可以执行一个或更多个计算(例如，建模、反馈回路等)，并且本地计算系统可以控制系统操作(例如，操作组件、将传感器测量结果传输到远程计算系统、接收诸如来自远程计算系统的命令等)。然而，计算系统可以以任何合适的方式分布。选择(例如，组件、操作参数、组件布置等)可以基于系统的实施方案的热模型(例如，包括待烧结的零件的热性质)来确定；然而，选择可以从查找表、从条件语句、基于机器学习、基于启发式(heuristics)进行，和/或选择可以以任何合适的方式进行。
91.3.5传感器
92.在包括一个或更多个传感器500的变体中，传感器优选地起到测量绝缘腔室、零件和/或任何合适的组件的一个或更多个参数的作用。一个或更多个传感器可以包括湿度传感器、温度传感器(例如，热电偶、温度计等)、压力传感器、空气流量传感器、氧气传感器、碳传感器510(例如，以检测co、co2、一种或更多种有机化合物等)、光学传感器(例如，照相机)、质量传感器(例如，天平)，和/或可以包括任何合适的传感器。碳传感器的实例包括燃料电池、红外气体传感器、催化器和/或能够确定碳质(例如，有机碳、无机碳)化合物的量、浓度、比率和/或类型的任何其他合适的传感器。传感器可以被布置在干馏釜、绝缘腔室、外壳的内部和/或外部、布置在流体歧管(例如，惰性气体歧管、反应剂歧管、出口歧管等)内，和/或可以被布置在任何合适的位置。在具体实例中，热电偶520可以被布置在干馏釜内部(例如，如图3中示出的)；然而，一个或更多个热电偶可以被包括在任何合适的组件中。
93.一个或更多个传感器读数可以任选地用于炉操作的主动反馈和/或被动反馈。例如，传感器读数可以用于控制反应剂性质(例如，浓度、特性、引入定时、流量、分压等)、炉的
性质(例如，温度、压力、炉内的一个或更多个容积体的局部压力性质等)、碳势(例如，在干馏釜容积体内)和/或任何合适的性质。例如，当传感器读数满足或超过阈值(例如，阈值碳含量、co2含量、co含量、阈值氧气含量、阈值水含量、阈值反应剂含量、阈值副产物含量、温度阈值、压力阈值等)时，可以注入反应剂，并且当传感器读数低于阈值时，可以停止引入反应剂。反应剂性质(例如，浓度、流量、压力、特性等)可以与根据反应剂和传感器读数之间的函数关系、最小值或最大值确定的查找表(例如，将传感器读数和反应剂性质相关联)成正比、成反比、选自所述查找表，或者以其他方式与传感器读数相关联、由传感器读数确定或独立于传感器读数。传感器读数可以类似地用于控制温度、压力和/或炉操作的任何参数。
94.在具体实例中，一个或更多个热电偶可以用于测量温度(例如，在干馏釜内部和外部)。在该具体实例中，热电偶读数可以在级联布置中使用，诸如内热电偶可以用作指导并且外热电偶可以用于引导pid回路。然而，热电偶读数可以以任何合适的方式使用。在第二具体实例中，碳传感器可以检测从外壳(例如，在排出处、在真空端口处等)排出、从干馏釜排出、从中间容积体排出、在中间容积体内、在干馏釜容积体内、在外部容积体内和/或在任何位置中的碳或碳质物质(例如，co、co2等)的量。基于来自碳传感器的读数，反应剂(例如，o2、h2o等)可以被注入到外壳、中间容积体、干馏釜容积体和/或任何其他容积体中。在该具体实例中，来自传感器的读数可以用于控制反应剂注入(例如，组成、温度、流量、定时等)；然而，反应剂的注入可以响应于其他传感器读数和/或以任何合适的方式发生。
95.然而，传感器读数可以以任何合适的方式使用。
96.3.6使用方法
97.使用烧结炉的方法20优选地取决于一组操作参数(例如，操作参数)。该组操作参数优选地取决于零件性质(例如，材料、数量(numerosity)、大小、零件的位置(诸如在干馏釜内)、零件取向(诸如在干馏釜内)、形状等)；然而，该组操作参数可以独立于零件性质。该组操作参数优选地由计算系统确定；然而，操作参数可以由用户和/或以任何合适的方式确定。
98.该组操作参数可以响应于传感器读数、以经验为主地、基于系统的模型(例如，具有或不具有零件或零件前体)、基于历史数据、基于加工(例如，脱粘、烧结)进展从查找表(例如，将零件前体参数与一组操作参数相关联的表)确定，和/或以其他方式确定。
99.该组操作参数可以包括以下中的一个或更多个：气体操作参数(例如，压力；气体流量；气体流动分布；气体组成；类型；气体注入位置，诸如在系统诸如外壳、干馏釜、绝缘腔室等中引入的位置；温度；等等)、温度(例如，温度分布、斜升速率、烧结温度、脱粘温度等)、干馏釜(例如，大小、材料、气体管理系统等)、挡板(例如，数量、数目、位置等)、热调节器(例如，数量、大小、形状、位置、类型、材料等)、构建板(例如，数量、位置等)、持续时间(例如，用于烧结、用于清洁、用于装载、用于脱粘等)，和/或可以包括任何合适的操作参数。对于系统的每个容积体(例如，中间容积体诸如外腔室容积体、绝缘腔室容积体；干馏釜容积体；等等)，该组操作参数可以是相同的或不同的。当多于一种气体被注入到系统中和/或从系统中去除时，每种气体可以具有相同或不同的气体操作参数。
100.在第一具体变体中，气体组成(例如，注入到系统、外腔室容积体、绝缘件容积体、干馏釜容积体等中的气体)可以是约100％(例如，》95％、》99％、》99.9％、》99.99％、》99.998％等)的惰性气体。惰性气体优选地是ar；然而，可以另外地和/或可选择地是n2、he、
ne、ar、kr、xe，以上中的一种或更多种的组合，和/或任何合适的惰性气体。在该变体的具体实例中，反应剂可以存在于绝缘腔室环境中(例如，通过从绝缘件脱附、诸如通过气体端口有意引入等)。在第二具体变体中，引入到干馏釜的气体组成可以是约100％(例如，》95％、》99％、》99.9％、》99.99％、》99.998％等)的惰性气体，并且引入到中间容积体(例如，外腔室容积体、绝缘件容积体)的气体组成可以包括定量给料的量(例如，1ppm、10ppm、100ppm、1000ppm、0.1％、1％、5％、10％等)的反应剂，其中其余部分包括惰性气体。在该具体变体中，反应剂可以在惰性气体被引入到干馏釜的同时、在惰性气体被引入到干馏釜之前和/或在惰性气体被引入到干馏釜之后被引入。在该具体变体中，反应剂可以在一温度(例如，定量给料温度)被定量给料。在具体实例中，定量给料温度可以是在0℃至1400℃之间的任何合适的温度和/或其范围，诸如900℃-1000℃；然而，反应剂可以在任何合适的温度引入。在第三具体变体中，例如为了使一个或更多个系统组件再生，混合气体(例如，1％-99％h2气体，其中其余部分包括惰性气体诸如n2)可以被引入到系统中(例如，持续给定的持续时间，直到传感器指示系统再生，等等)。然而，任何合适的气体组成可以在系统中的任何合适的位置处被引入。
101.如例如在图8中示出的，使用方法优选地包括将一个或更多个零件或零件前体装载(例如，诸如由用户手动地；诸如由机器人、导轨系统、轨道等自动地)到系统中；控制系统气氛；将绝缘腔室(和/或干馏釜)加热至目标温度持续目标持续时间；任选地，使气氛循环(例如，以快速冷却绝缘腔室和/或零件)；任选地，注入反应剂以分解烧结副产物；和/或任何合适的步骤。
102.4.具体实例
103.在具体实例中，如图2中示出的，系统可以包括由不锈钢制成的外壳。外壳可以被联接到真空泵、计算系统、一个或更多个气体源(例如，气瓶诸如惰性气体、反应剂等)和/或任何合适的组件。在该具体实例中，绝缘腔室优选地被布置在外壳内部。绝缘腔室优选地包括沿着绝缘腔室的顶部布置的加热元件。加热元件优选地由mosi2制成；然而，可以使用任何材料。绝缘腔室优选地包括绝缘件。绝缘件优选地由氧化铝空心球制成；然而，可以使用任何合适的绝缘件。干馏釜优选地被布置在绝缘件内部。干馏釜优选地由石墨制成；然而，可以使用任何合适的材料。干馏釜优选地包括至少一个挡板、至少一个构建板、至少一个传感器(例如，热电偶)、至少一个气体连接部(例如，诸如连接到惰性气体供应器的气体端口)；然而，干馏釜可以以任何合适的方式布置。在使用期间，一个或更多个零件可以被放置在干馏釜内部。真空泵可以用于降低外壳内部的压力(例如，降低至在10-3
托-750托之间的任何合适的压力和/或其范围，诸如700托)。在使用期间，一种或更多种惰性气体可以被引入到干馏釜。在使用期间，反应剂可以存在于系统气氛中(例如，诸如在外壳内部立即引入；从绝缘件脱附；等等)。然而，系统可以具有任何合适的形式，并且可以具有任何合适的操作参数。
104.在第二具体实例中，如图5中示出的，系统可以类似于管状绝缘腔室被布置。外壳可以是大体上圆柱形的。具有与外壳大体上相同的轴线长度的圆柱形绝缘件可以被同心地布置在外壳内。干馏釜(例如，管)可以被同心地布置在绝缘件内。干馏釜可以被配置成具有一个或更多个加热区，以便将不同的区域加热至不同的温度(例如，以烧结不同的零件，烧结不同的材料等)。外壳可以被连接到计算系统，其中计算系统被配置成控制系统操作(例
如，确定操作参数、设置操作参数、控制操作参数等)。然而，系统可以以任何合适的方式布置。
105.如图4中示出的，通过系统的气体流动路径的实例可以在干馏釜(例如，惰性气体端口)中开始。气体可以在进入工作容积体之前围绕挡板流动。然后，气体(和/或副产物)可以流出干馏釜(例如，干馏釜门、干馏釜排气口等)并且流入绝缘腔室(例如，绝缘件)中。反应剂可以从绝缘件脱附和/或经由反应剂端口引入。反应剂可以与副产物反应(例如，在绝缘腔室中、在外腔室中等)，产生反应的副产物。气体(和/或副产物、反应的副产物、反应剂等)可以离开绝缘腔室(例如，在正压或负压下)，并且通过绝缘腔室门、通过排气口和/或通过任何合适的路径进入外腔室。气体(和/或副产物、反应的副产物、反应剂等)可以通过真空端口(例如，联接到真空泵)或通过正空腔压力从外腔室中去除。然而，可以遵循任何合适的气体流动路径，并且气体流动路径可以包括在沿着气体流动路径的任何合适的位置处的任何合适的组件。
106.如图9中示出的，操作炉的方法的实例可以包括将零件前体装载(例如，手动地诸如用户；自动地诸如在导轨上，通过机器人等)在炉中；将炉密封(例如，通过关闭外腔室门、封锁干馏釜的门或开口、关闭绝缘腔室门等来形成密封)；任选地，将炉抽空(例如在炉容积体内包含的一个或更多个容积体诸如干馏釜容积体、绝缘腔室容积体、外腔室容积体等中抽成真空)；将惰性气体提供到炉内的干馏釜的干馏釜容积体中；任选地，将干馏釜加热(例如，使用加热元件)至脱粘温度；任选地，将脱粘温度维持持续脱粘持续时间；任选地，将反应剂诸如氧气、空气或水提供到炉容积体(例如，不包括干馏釜容积体、外腔室容积体、绝缘腔室容积体、干馏釜容积体等的容积体)；将干馏釜加热至烧结温度；将烧结温度维持持续烧结时间；在维持烧结温度的同时，将反应剂注入到炉容积体中；以及任选地，降低干馏釜(和/或成品零件)的温度。在该具体实例中，来自烧结过程和/或脱粘过程的副产物优选地在干馏釜容积体的外部(例如，在不包括干馏釜容积体、中间容积体、外腔室容积体、绝缘腔室容积体的炉容积体内，在炉的排出机构内等)被降解(例如，氧化、反应等)，但是可以在干馏釜容积体内被降解。然后，降解的副产物优选地从炉中排出，但是可以被收集和/或以其他方式处理。
107.实施方案的方法和/或系统可以至少部分地体现和/或实现为被配置成接收存储计算机可读指令的计算机可读介质的机器。指令可以由与患者计算机或移动设备的应用程序、小应用程序、主机、服务器、网络、网站、通信服务、通信接口、硬件/固件/软件元件或其任何合适的组合集成的计算机可执行组件执行。实施方案的其他系统和方法可以至少部分地体现和/或实现为被配置成接收存储计算机可读指令的计算机可读介质的机器。指令可以由与上文描述的类型的装置和网络集成的计算机可执行组件执行。计算机可读介质可以被存储在任何合适的计算机可读媒介上，诸如ram、rom、闪速存储器、eeprom、光学设备(cd或dvd)、硬盘驱动器、软盘驱动器或任何合适的设备。计算机可执行组件可以是处理器，尽管任何合适的专用硬件设备可以(可选择地或另外地)执行指令。
108.系统和/或方法的实施方案可以包括多种系统组件和多种方法工艺的每种组合和排列，其中本文描述的方法和/或工艺的一个或更多个实例可以通过和/或使用本文描述的系统、元件和/或实体的一个或更多个实例来异步地(例如，顺序地)、同时地(例如，平行地)或以任何其他合适的顺序执行。
109.如本领域中的技术人员将从先前的详细描述以及从附图和权利要求中认识到的，可以在不偏离在所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下对本发明的优选的实施方案进行修改和改变。