用于制造三维成型物的、包括颗粒运输管的装置的制作方法

本发明涉及一种用于制造三维成型物的、包括颗粒运输管的装置。更具体地，本发明涉及一种使用能够输送聚合树脂小颗粒和较小颗粒而不阻塞的颗粒运输管的三维成型物的制造装置。

背景技术：

三维(3d)打印机是一种基于设计数据，通过对液体或粉末形态的聚合物、金属等材料的多层加工方式堆叠的立体物体的制造装置。自20世纪末，3d打印技术已经逐渐成为各种机构中有前途的技术，并且已经越来越多地在各个领域中得到推广。3d打印技术已经在许多制造企业中，除了在多数部分构成的汽车领域以外，以制造各种模型为目的而使用，例如，医疗人体模型和家庭用品(如牙刷和剃须刀)。

3d打印材料的熔融、硬化的自由固体形态的热塑性塑料占有市场的40％。3d打印机用塑料材料主要以线状丝的形式使用。与其他方式相比，由于印刷装置的结构和程序简单，故具有装置价格和维护费用低的优点。对于利用丝线的3d打印机，例如，在韩国专利号为1346704的现有技术中公开了一种用于多颜色产品制造成型的3d打印机。具体来说，现有技术的3d打印机包括布置在框架上部的在x-y方向上可调的加热器喷嘴；工作台，其位置相对于加热器喷嘴在z方向上可调；以及，多个丝线运输部，其中每一个丝线运输部运输多个热塑性丝线。3d打印机还包括喷嘴主体，丝线单独地被引入到喷嘴主体中；喷嘴头，丝线从喷嘴头排放；以及，控制器，其适于单独地控制加热器喷嘴和传输丝线运输部的操作。

最近几年，各种方法已经得到改进，其直接使用以最初原料小颗粒形式的印刷材料替代了以丝线形式的塑料材料。其可以节约材料成本，并开发了一个可以拓宽材料的选择余地的方法。然而，小颗粒的使用增加了挤压机的重量。因此，挤压机需要固定到顶部并且以成型物支撑板在三维上移动印刷的方法驱动。该结构需要给成型物支撑板提供能够移动的较大空间，这增大了3d打印机的尺寸且价钱更贵。而且，随着打印的进行，成型物支撑板变重，导致了打印精度变低的问题。

技术实现要素：

本发明待解决的问题

本发明致力于解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种用于制造三维成型物的装置，其确保了将可熔融的成型材料颗粒平滑运输到挤压部，在其尺寸减小的同时，提高打印精度。

用于解决该问题的手段

本发明的一个方面提供了一种用于制造三维成型物的装置，其中，成型材料可以熔融并且熔融的成型材料颗粒的排放位置受到控制，所述装置包括：用于三维模制的挤压部，其中，成型材料颗粒被熔融并且通过喷嘴排放；储存容器，在其中，待供应到挤压部的所述成型材料颗粒被暂时储存；作为通道的运输管，储存在所述储存容器中的所述成型材料颗粒通过所述运输管运输到所述挤压部；以及，位置控制部，用于控制所述挤压部的位置，其中，所述运输管包括多个连接的单位运输管。

根据本发明的一个实施方式，所述运输管的多个单位运输管中的至少一个可以插入并且连接到相邻的运输管的内部，并且在插入式连接单位运输管之间的连接部长度是可调的。

根据本发明的另一实施方式，闩锁凸起可以形成在所述单位运输管之间的连接部中，以防止所述单位运输管互相脱离。

根据本发明的另一实施方式，接近所述储存容器的单位运输管的直径优选地略小于接近所述挤压部的单位运输管的直径。

根据本发明的另一实施方式，柔性连接部可置于所述储存容器和所述运输管之间或者置于所述挤压部和所述运输管之间。

本发明的效果

根据本发明的用于制造三维成型物的装置提供了以下有利效果：

1、运输管的长度可调，因为多个单位运输管彼此插入且联结。因此，成型材料颗粒的储存容器位置在固定的状态下，根据挤压部的位置改变，通过运输管的成型材料颗粒可以平滑地供应至挤压部。

2、当运输管由至少三个单位运输管插入并连接时，运输管的最大长度可以是其最小长度的两倍。因此，挤压部的移动范围在中央部增加两倍的情况下，运输管的倾斜角保持在30度或更大，使得成型材料颗粒在管内部不阻塞且平滑地被运输。

3、由于单位运输管越接近挤压部，其直径越大，则成型材料可以在运输管的连接部上不阻塞且平滑地被运输。

4、在一个实施方式中，弹性构件可以设置在单位运输管的连接部上。在该实施方式中，甚至当挤压部的位置改变时，连接储存容器和挤压部的运输管可以保持直线形态。因此，成型材料颗粒可以通过重力作用以一定的倾斜角度被运输。

5、以小颗粒形式的聚合树脂用作成型材料，使成型材料的制造变得容易，以降低材料成本以及拓宽材料的选择范围。此外，通过调整小颗粒的尺寸或者形状可以改善成型物的制造品质。

6、可以设置第一储存容器和第二储存容器以区分暂时保存通过挤压机投入的印刷材料的储存容器。在聚合树脂颗粒投入后，第一储存容器基本上被固定，而与挤压机的位置控制无关。因此，能够提高挤压机的位置控制精度，并且能够降低位置控制部的制造成本。

7、此外，第一储存容器被设计成具有比第二储存容器相对更大的储存容量。该设计可以增大成型材料的初始负载量，使连续操作变得更容易。

8、连接到挤压机的第二储存容器具有感测成型材料负载量的传感器。基于所感测的结果，成型材料从第一储存容器被供应到第二储存容器。因此，挤压机的重量和体积可以降低，因此，用于控制挤压机的位置控制装置可以小型化。此外，传感器的使用可以提高位置控制的精度。

9、在x、y、z方向上控制挤压机的位置，或者在x和y方向上控制挤压机的位置，以及在z方向上控制成型物支撑板的位置，由于成型物支撑板不随着水平方向移动，所以可以降低制造装置的体积。

10、由于挤压机的直径和成型材料的尺寸被限制到规定范围，即使挤压机的体积减少，小颗粒也能被有效熔融。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施方式的、用于制造三维成型物的装置的透视图。

图2示出了用在根据本发明的一个实施方式的、用于制造三维成型物的装置中的运输管的一个实施方式。

图3示出了挤压部随着其位置改变与运输管的长度和倾斜角之间改变的相互关系。

图4示出了用在根据本发明的一个实施方式的、用于制造三维成型物的装置中的运输管的一个实施方式。

图5示出了用在根据本发明的一个实施方式的、用于制造三维成型物的装置中的运输管的连接结构的实施方式。

图6示出了弹性构件设置在根据本发明的一个实施方式的单位运输管连接部上时，运输管的长度改变过程。

图7示出了根据本发明的一个实施方式的置于运输管和储存容器之间的柔性连接部结构。

图8示出了根据本发明的一个实施方式的、联结到运输管的振动发生装置。

图9示出了适用用于成型材料颗粒的移动的调节机构，其用于根据本发明的、制造三维成型物的装置。

图10示出了根据本发明的一个实施方式的、用于制造三维成型物的装置的挤压部。

100用于制造三维成型物的装置

101第一储存容器

102第一储存容器固定部

103第一移动轴

104第二移动轴

105挤压机连接部

106支撑板固定部

107壳体

108成型物支撑板

111第二储存容器

112挤压机

113螺钉

114排放控制器

115移动块

116传感器

117加热器

118排放调节阀

119喷嘴

120阀

121振动发生装置

122连接部

130运输管

130a第一单位运输管

130b第二单位运输管

130c第三单位运输管

130b1、130c1：上闩锁凸起

130a2、130b2、130c2：下闩锁凸起

140运输管

140a第一单位运输管

140b第二单位运输管

140c第三单位运输管

141第一闩锁凸起

142第二闩锁凸起

143弹性构件

144柔性连接部

具体实施方式

本发明旨在保护一种用于制造三维成型物的装置，其中，成型材料颗粒熔融，并且熔融的成型材料颗粒的排放位置受到控制，该装置包括：用于三维成型的挤压部，其中，成型材料颗粒被熔融并且通过喷嘴排放；储存容器，被供应到挤压部的成型材料颗粒暂时地储存在该储存容器中；提供通道的运输管，储存在储存容器中的成型材料颗粒通过运输管而运输到挤压部；以及，控制部，用于控制挤压部的位置，其中，运输管由多个连接的单位运输管构成。

本发明三维成型物制造装置的特征在于，用于负载成型材料颗粒(例如聚合树脂颗粒)的储存容器被固定，无论挤压机的位置是否改变。这里，需要确保将成型材料颗粒从储存容器平滑地供应到挤压机。挤压机的尺寸变小导致了供应到挤压机的成型材料颗粒的尺寸变小，即成型材料颗粒的尺寸变小时，不阻塞地将颗粒从储存容器供应到挤压机。在当小颗粒由于重力通过窄管运输时，尤其在运输管倾斜角中间的平缓区域时，颗粒在管中的运输可能被阻塞。

在本发明中，实现负载成型材料颗粒的储存容器和成型材料熔融排放的挤压机之间的连接运输管，其被设计为多个单位运输管彼此插入并且联结。在挤压机的位置改变期间，运输管基本上保持直线形态。当保持运输管的直线形态时，由于运输管内部的倾斜角保持在恒定水平，因此，可以有效地阻止颗粒在运输管平缓区域中被阻塞。

现在，将参照附图描述根据本发明装置的具体实施方式和操作。

图1为根据本发明的一个实施方式的用于制造三维成型物的装置的透视图。参照图1，装置100包括挤压部110，储存容器101和111，以及用于控制挤压部位置的控制部(未示出)。

在挤压部110中，使小颗粒形式的聚合树脂颗粒熔融并且熔融聚合树脂被排放以制造具有所需形状的三维成型物。挤压部110可以包括：挤压机112，其包括适于提供聚合树脂的挤压空间的运输管，以及螺钉113，其在长度方向上插入并联结到运输管的内部空间中；喷嘴119，熔融聚合树脂通过喷嘴排放；以及，排放控制器114，其适于控制熔融聚合树脂排放到喷嘴。

储存容器101和111提供了空间，其用于暂时地存储供应到挤压部110的聚合树脂颗粒。储存容器分为联结到挤压机前端的第二储存容器111，以及将聚合树脂颗粒连续提供到第二储存容器111内的第一储存容器101。第一储存容器101和第二储存容器111通过运输管130连接，使聚合树脂颗粒可以在运输管130中移动。此时，由于第二储存容器111直接联结到挤压机112，所以第二储存容器111和挤压机112的位置可以被一起控制。与挤压机112的位置改变无关，第一储存容器101可以基本上被固定。表述“基本上固定”意在包括以下二者：在三维成型物制造装置的操作期间，第一储存容器完全地被物理固定以及无论挤压机的位置是否改变，第一存储器位置不改变。也就是说，第一储存容器可以被设置为独立于挤压机的位置改变而定位。第一储存容器101可以固定在第一储存容器固定部102。第一储存容器固定部102还可以设置在与挤压部分离的另外空间中。第二储存容器111可以具有比第一储存容器101相对小的储存容量。由于第二储存容器111与挤压机一起移动，储存大量的聚合树脂颗粒使得第二储存容器变得很重，并且引起了第二储存容器的重量的改变幅度较大。因此，优选的是，第二储存容器具有适于排放所需量的聚合树脂的储存容量。相反地，第一储存容器应当具有用于连续操作制造装置的足够的储存容量。通过这些尺寸的设定，用于控制挤压部的位置控制装置可以降低生产成本，并且可以更精确地控制挤压部的位置。此外，储存容器可以不包括第二储存容器，其可以联结到挤压部并且与挤压部一起移动。将第一储存容器101连接到第二储存容器111的运输管130可以移动，而不受第一储存容器101和第二储存容器111的干涉。在当不设置第二储存容器的情况下，运输管130可以将第一储存容器101连接到挤压部110的入口。运输管可以由多个单位运输管连接而构成。由于该结构，运输管可以在长度方向上延伸并且收缩。运输管的长度可以根据挤压部的位移而改变。挤压部的位置改变使运输管长度改变以外，第一储存容器和运输管之间的连接角度也可以改变。因此，第一储存容器可以利用柔性连接部连接到运输管。此外，柔性连接部可置于运输管和第二储存容器之间或者运输管和挤压部之间的连接部上。该结构允许在第一储存容器基本上固定的状态下，第二储存容器或者挤压部的位置可以自由改变。

挤压部的位置控制部包括移动装置，其适于使挤压部移动；以及控制器，其适于控制挤压部的移动路径。挤压部的位置可以在x、y、z轴方向上控制。上述在x、y、z轴方向上的位置控制包括彼此移动以形成直角的情况。然而，挤压部的移动角度即使不是直角，如果挤压部可以三维移动，则任何角度都无妨。各种装置可用于使得挤压部移动。如图1所示，挤压部110联结到移动块115，以及彼此垂直的第一移动轴103和第二移动轴104可移动地联结到移动块115，从而挤压部的位置可以在平面内被控制。第一移动轴103和第二移动轴104可以联结到挤压机连接部105。尽管在图1中未示出，但是挤压机连接部可另外设置有适于控制移动块的垂直位置的装置。移动块可以利用在长度方向上移动的装置(例如，马达或者螺钉)而移动。在现有技术中已知的任何合适的装置可以广泛地用于使移动块移动。挤压部的移动路径可以由控制部控制。例如，挤压部的移动路径可以这样的方式进行控制：移动块的位置沿着事先输入的路径而自动移动。

根据本发明，控制部控制挤压部在x和y轴方向上的位置，并且从挤压部排放的聚合树脂固定的成型物能够控制成型物支撑板在z轴方向上的位置。为此，控制部还可以包括适于使成型物支撑板移动的装置和控制器，以便控制成型物支撑板在竖直方向上的位置。根据该结构，由于挤压部的位置仅在平面内改变，根据挤压部的位置改变，以尽量减少运输管的长度改变，并且运输管的倾斜角度可以防止过于平缓。如果成型物支撑板位置固定，并且挤压部在z轴方向上移位，那么挤压部位置会随着成型的进行而逐渐向上移位，同时，运输管的倾斜角度变得平缓使成型材料颗粒难以运输。

支撑板固定部106可以设置在挤压部下方，并且可以与成型物支撑板108联结。成型物支撑板108充当在其上制造成型物的基板，并且支撑板固定部106充当成型物支撑板的固定装置。成型物支撑板和支撑板固定部可被固定，无论挤压部110的如何移动。在本发明中，制造模制物体在控制固定成型物支撑板的挤压部位置的同时可降低制造装置的总体积。本发明的装置还可以包括壳体107，壳体包裹所有的元件以保护它们。

图2示出了用于本发明装置中的运输管的一个实施方式。参照图2，运输管130由多个连接单位运输管130a、130b和130c互相连接而构成。储存容器或者连接到储存容器的柔性连接部可以联结到第一单位运输管130a的上端。第一单位运输管130a具有形成在其下端处的下闩锁凸起130a2。第二单位运输管130b具有分别形成在其上端和下端处的上闩锁凸起130b1和下闩锁凸起130b2。第三单位运输管130c具有形成在其上端处的上闩锁凸起130c1。单位运输管通过：第一单位运输管130a插入到第二单位运输管130b中，第二单位运输管130b插入到第三单位运输管130c中的方式联结。上闩锁凸起130b1和130c1向对应的单位运输管内部突出。下闩锁凸起130a2、130b2和130c2向对应的单位运输管的外部突出。上闩锁凸起和相邻于上闩锁凸起的下闩锁凸起足够厚以彼此接触。由于其凸起，单位运输管被防止在彼此远离的方向上脱离。上闩锁凸起与连接的单位运输管的外壁间隔开一定距离，并且下闩锁凸起与连接的单位运输管的内壁间隔开一定距离。这里，有利的是，闩锁凸起与运输管的壁间隔开一定距离，从而使得运输管在其整个长度上基本上保持其直线形态。

在该实施方式中，运输管的联结方法为：第一单位运输管的上端插入到第二单位运输管的下端，并且第二单位运输管的上端插入到第三单位运输管的下端。通过该布置，插入式联结的单位运输管具有这样的结构，当运输管整体沿长度方向延伸时，上闩锁凸起与下闩锁凸起彼此接触。该结构防止单位运输管脱离。第一单位运输管的上端连接到储存容器，并且第三单位运输管的下端连接到挤压部。因此，所有单位运输管被防止在延伸和收缩方向上的脱离。

如图2所示，单位运输管的数目至少为2(优选为3)，并且单位运输管的连接数目与运输管的最大可延展长度相关，其将参照图3阐述。第一单位运输管的长度(l1)、第二单位运输管的长度(l2)以及第三单位运输管的长度(l3)优选地为彼此相同，因为这样能够使运输管的最大延伸长度与最小收缩长度之比达到最大。在该结构中，运输管的最大延伸长度可以接近于3×l1，而运输管的最小收缩长度可以为l1(＝l2＝l3)。即，最大延伸长度可以几乎比最小收缩长度大3倍。

图3示出了挤压部的位置和运输管的长度以及倾斜角度之间的相互关系。图3的(a)示出了当第一储存容器101和挤压部111在竖直位置时，运输管130的长度达到最小状态。图3的(b)示出了挤压部移动到最大移动距离，从而使距离储存容器的距离达到最大时，运输管的长度同样达到最大状态。此时，假定挤压部仅仅在平面内移动并且成型物支撑板在竖直方向上移动。优选地，由于成型材料颗粒因重力而在运输管中移动，运输管的倾斜角度超过30度。如果运输管以小于30度的角度倾斜，不能确保成型材料从储存容器通过运输管平滑运输到挤压部，因此，运输管可能被成型材料颗粒阻塞。在运输管倾斜角为30度的情况下，运输管的长度比最小长度l1长2倍(2l1)。为此，优选地，图2中示出的具有该结构的运输管的数目至少为3。

图4示出了用在本发明装置中的运输管的一个实施方式。在图4中，(a)示出了运输管的一部分的外观，而(b)示出了沿着(a)的线x-x截取的截面。参照图4，运输管140由多个单位运输管140a、140b和140c连接而构成。图4中，只示出了3个单位运输管，但是单位运输管的数目可以根据以下因素进行各种改变：诸如第一储存容器和挤压部之间的距离以及运输管的直径等。在由多个单位运输管140a、140b和140c连接而构成的运输管140中，第一单位运输管140a可以插入到并且连接到相邻的第二单位运输管140b的方式连接。以单位运输管插入到相邻单位运输管的连接方式，插入深度的改变可以使运输管140的长度改变。

图5示出了用于本发明装置中的运输管的连接结构的实施方式。参照图5的(a)，上部的第一单位运输管插入并且联结到下部的第二单位运输管，第一单位运输管具有从其下端向外延伸的第二闩锁凸起142，第二单位运输管具有从其上端向内延伸的第一闩锁凸起141。尽管图5示出了分别从第二单位运输管和第一单位运输管的端部延伸的第一闩锁凸起和第二闩锁凸起，但是如果第一闩锁凸起和第二闩锁凸起可以互相接触，其在长度方向的任何区域内设置都可以，以防止第一单位运输管和第二单位运输管的脱离。在该实施方式中，当第一储存容器和挤压部之间的距离根据挤压部的位置改变而改变时，运输管的长度根据该改变而调节使成型材料颗粒能够被运输。由于运输管的长度方向调节比运输管在弯曲方向上的调节更容易，所以在长度调节过程中，运输管容易保持其直线形态。参照图5的(b)，弹性构件143插入到第一闩锁凸起141和第二闩锁凸起142之间的空间中。弹性构件143优选地设置在第一闩锁凸起141和第二闩锁凸起142彼此抵靠的方向上。优选地，当不应用任何外力时，运输管的长度短于第一储存容器和挤压部之间的最小连接距离，这有利于保持将第一储存容器连接到挤压部的运输管的直线形态。参照图5的(c)，弹性构件143可以为弹性螺旋弹簧。尽管在该图中未示出，可以设置诸如橡皮筋或者长度方向的弹簧，以使得单位运输管的连接部位具有弹性和可延伸性。在该结构中，单位运输管插入并且联结到相邻的其他单位运输管，并且可以在单位运输管的外部设置橡皮筋或者长度方向的弹簧。当连接的单位运输管的距离变远时，橡皮筋或者弹簧由于伸长而具有弹性，并且运输管随着长度增加而具有弹性形变。在图5中示出的结构中，对于运输管在长度方向上伸长而具有弹性形变，弹性构件在收缩状态下发生弹性形变以及在伸长状态下发生弹性形变是相同的。在单位运输管的外侧设置有橡皮筋或者弹簧的构造中，为了橡皮筋或者弹簧的联结而在单位运输管外侧形成附加的连接部。

在图5的(a)中的实施方式示出的单位运输管个数相对较小时是有利的。在设置了较小数目的单位运输管的情况下，单位运输管在收缩的情况下很难在弯曲方向上发生形变。因此，在没有弹性构件时，运输管易于保持其直线形态。此外，在单位运输管的插入连接部足够长时的情况下，甚至当第二储存容器和挤压部之间的距离达到最大时，即使单位运输管中没有形成闩锁凸起，单位运输管也不会发生脱离。图5(b)中的实施方式示出的单位运输管个数相对较大时是有利的。在设置了较大数目的单位运输管的情况下，在单位运输管的连接部上，由于运输管在收缩的情况下很难在弯曲方向上发生形变，因此在设置弹性构件的情况下，在运输管收缩或者延伸的过程中，运输管能够保持其直线形态。

直线形态尽管在挤压部位置改变的情况下，运输管保持其直线形态能够有效地防止运输管被成型材料颗粒阻塞。即使运输管某一区域的倾斜度较平缓，颗粒由于重力的运输收到阻碍。因此，重要的是保持运输管的直线形态，从而确保颗粒的平滑运输，并且防止运输管被颗粒阻塞。

图6示出了根据本发明的一个实施方式，其用于说明在单位运输管的连接部中设置弹性构件时运输管的长度改变过程。参照图6，当挤压部和第一储存容器的距离变远时，当弹性构件143被压缩时，单位运输管之间的连接部的长度减小，并且运输管的总长度增大(图6(a)→(b))。

图7示出了根据本发明的一个实施方式，其用于说明运输管和储存容器之间的柔性连接部的结构。参照图7，柔性连接部144可以设置在第一储存容器101和第一单位运输管140a之间。柔性连接部144例如可以为橡胶管、波纹管或具有可旋转轴结构的管。当第一储存容器和挤压部的水平位置随着挤压部的移位而改变时，运输管随着上述改变而改变倾斜度。图7的(a)示出了挤压部置于第一储存容器101竖直位置的下方，并且运输管竖直建立。图7的(b)示出了第一储存容器101和挤压部水平方向上的位置随着挤压部的位置改变而改变。这里，柔性连接部144形变时，第一单位运输管140a在竖直方向上倾斜。如图5中的(c)所示，柔性连接部144可以为具有预定长度的弹性管，并且通过多种方式(例如，粘合剂、螺栓或连接缆线)，第一储存容器可以连接到柔性连接部，或者柔性连接部可以连接到第一单位运输管。尽管未示出，柔性连接部可以置于挤压部和运输管之间，或者第二储存容器和运输管之间的连接部中。

图8示出了根据本发明的一个实施方式的、联结到运输管的振动发生装置。参照图8，运输管140提供了聚合树脂颗粒能够移动通过的通道。由于运输管140连接到可在x、y和z轴方向上或者在x轴和y轴方向上移动的挤压部，其长度在挤压部的移动范围内变化以适应挤压部的移动。聚合树脂颗粒通过运输管140的移动出于以下原因可被阻碍。首先，在聚合树脂颗粒(以小颗粒形式)尺寸变小时，颗粒的表面上可以产生静电。其次，运输管的倾斜度变得平缓时，不能确保聚合树脂颗粒的平滑移动。为了解决该问题，可以应用振动以确保聚合树脂颗粒平滑移动通过运输管140。连接部122围绕运输管140的表面的一部分，并且振动发生装置121可以与连接部间隔开一定距离而设置。从振动发生装置121产生的振动可以传递到连接到振动发生装置121的连接部122。因此，运输管140振动的同时，确保了其内部的聚合树脂颗粒平滑移动通过运输管。与第二储存容器111连接的柔性管145由比运输管140更柔性的材料或者结构形成。柔性管可以阻挡振动从运输管140传递到第二储存容器111，以防止挤压部振动。柔性管145可以是将运输管连接到挤压部的柔性连接部。而且可以在运输管的内表面上形成导电层。在沿着运输管移动的聚合树脂颗粒上能够产生静电，使在运输管内表面上形成的导电层接地能够移除静电电荷，以防止聚合树脂颗粒粘附到柔性管的内表面。

图9示出了用于本发明装置的成型材料颗粒的移动调节装置。参照图9，储存在第一储存容器101中的聚合树脂颗粒可以通过运输管140运输到第二储存容器111。传感器116可设置在第二储存容器111内部。传感器116感测第二储存容器中的打印材料的量，从而可以调节供应至第二储存容器111中的聚合树脂颗粒的量。此外，在不包含联结到并且与挤压部一起移动的第二储存容器的情况下，传感器可以设置在挤压部的入口处，以感测打印材料的量。传感器可以为光电传感器，其包括光发射器和光接收器，也可以使用各种其他传感装置。聚合树脂颗粒的投入量可以通过阀120调节，阀120设置在第一储存容器101和运输管140的节点处。可替选地，阀120可以设置在第一储存容器或者运输管140中。根据上述结构，传感器和阀控制暂时存储在第二储存容器或者挤压部中的聚合树脂颗粒的量，从而可以降低用于控制挤压部的位置所必要的物理负载。通过传感器和阀，还可以将暂时存储在第二储存容器中的聚合树脂的量保持在恒定水平，并且可以对挤压部进行更精确的位置控制。

图10示出了根据本发明的一个实施方式的挤压部。参照图10，注入到第二储存容器111的聚合树脂颗粒被供应到挤压机112。设置在挤压机外部的加热器117能够熔融聚合树脂颗粒。聚合树脂颗粒在挤压机中熔融，并且通过喷嘴119而被排放到外部。排放调节阀118设置在连接到喷嘴119的排放控制器114中，从而开启/关闭喷嘴或者控制熔融聚合树脂移动通过的路径的面积，从而熔融聚合树脂的排放量可被调节。排放控制器可以包括控制器，控制器基于预先输入信息而精确地调节排放调节阀。此时，注入的聚合树脂颗粒可以为热塑性聚合物，例如聚乳酸(pla)，丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)或高密度聚乙烯(hdpe)等。聚合树脂颗粒还可以与有机颗粒，金属颗粒或复合颗粒等组合注入。聚合树脂颗粒可以是小颗粒的形式，其直径优选地在0.1mm到50mm的范围内。如果小颗粒的尺寸小于0.1mm，则在处理小颗粒的过程中，可能导致粉末飞起或者产生静电以阻碍供应平稳进行。同时，如果小颗粒的尺寸超过30mm，则小颗粒可能在通过挤压机时不能被足够熔融。小颗粒的直径更优选地在0.3mm到20mm的范围内。并且，小颗粒可以为圆柱形状。在该情况下，颗粒的长度优选地为比起直径大0.5到5倍。可替选地，成型材料颗粒可以为矩形形状。在该情况下，颗粒的直径优选地在0.1mm到50mm的范围内，更优选地为0.3mm到20mm。适于熔融的小颗粒的尺寸与挤压机的螺钉直径相关。螺钉的直径越小，挤压机的重量和体积就越小。考虑上述颗粒的优选尺寸，挤压机的螺钉直径优选地在1到50mm的范围内，更优选地为2到20mm。螺钉长度优选地为螺钉直径的2到30倍。

本发明装置的特征在于，第二储存容器设置在挤压机上。第二储存容器的功能是能够进行连续成型。本发明装置包含的运输管由多个单位运输管连接而成，单位运输管中的至少一个插入并且连接到相邻的单位运输管中。由于该结构，插入且连接的单位运输管的连接部长度可调。随着第一储存容器和挤压机之间距离的变化，运输管在保持其直线路径的同时改变其长度。此时，成型材料颗粒从第一储存容器断断续续地运输到的第二储存容器。在成型材料颗粒从第一储存容器连续供应到第二储存容器的情况下，运输管的长度可能难以控制，因为填充在运输管中的成型材料颗粒在运输管长度调节时克服重力而朝第一储存容器方向回流。然而，成型材料颗粒从第一储存容器到第二储存容器断断续续运输时，便于控制运输管的长度，因为在挤压机移动期间，运输管可能被清空。如果第二储存容器不设置在挤压机的前端，挤压机中的成型材料颗粒的量可能不够，使得难以连续地对成型材料颗粒进行成型。相比，储存在第二储存容器中的成型材料颗粒可被供应以用于在挤压机中进行连续成型。

尽管参照前面的实施方式而在本文中已经描述了本发明的精神，但是本领域的技术人员将理解，在不背离本发明的实质特征的前提下可以对实施方式进行各种改变和变型。因此，实施方式被视为是示意性，而非视为对本发明的精神和范围的限制。本发明的范围应当由所附权利要求书和所有改变确定，其落入到包含在其范围内的权利要求的等效替代的含义和范围内。