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料。
储存器3还包括具有至少一个会聚的侧壁21的漏斗形下部部分7(以下可被称为“漏斗”)。储存器3包括在漏斗7的上方的、具有至少一个非会聚的侧壁19的上部部分5。在一个示例中,上部部分5和下部部分7是单个一体式储存器的部分。非会聚的侧壁沿着储存器3的高度h的大部分从漏斗7向上延伸(考虑储存器3处于直立的、展开的且填充的状态)。在容器1的直立的、展开的且填充的状态下,上部部分5的至少一个非会聚的侧壁19可基本上直立地(即,竖直地)延伸。在不同的示例中,至少一个非会聚的侧壁19可以是至少一个圆形的壁,或者可以是形成具有直角或圆角的正方形或矩形的四个壁,或者是任何其它期望的壁的组合。在这个示例中,我们将讨论具有四个非会聚的侧壁19的矩形形式。
在一示例中,非会聚的侧壁19在容器1的所述直立定向中在竖向上变化,例如由于制造公差、脱模角度、储存器的热固化或其它原因。例如,非会聚的侧壁9可以与水平线h形成约85度和95度之间的角度α,或者具有略微凸起的波状(向外或向内)形状。在一个示例中,相对非会聚的侧壁19相对于水平线h的角度α应该比漏斗7的会聚的侧壁21相对于水平线h的角度β更接近直角。
在一个示例中,漏斗7的会聚的侧壁21与水平线成的大致角度β可以在约10度和约70度之间,或者在20度和约60度之间。非会聚的侧壁19可以稍微会聚,但不如漏斗形部分的向底部9会聚的会聚的壁21那样多。在一个示例中,容器1在漏斗7的顶部处或在上部部分5的底部处的宽度与容器1在上部部分5的顶部处的宽度大致相同。非会聚的上部部分5可以允许有效的构建材料储存,而漏斗7可以允许有效的构建材料提取。
图2a示出本公开的示例容器1a,其中上部部分5a的壁19a具有波状形状,而底部部分7a会聚到底部9a。由于波状形状,上部部分5a可以局部地显示一些会聚,但是容器1a在漏斗7a的顶部处或在上部部分5a的底部处的宽度与容器1a在上部部分5a的顶部15a处的宽度大致相同。漏斗7a明确地具有直到底部的会聚的侧壁21a。因此,与漏斗7a相比,我们将上部部分称为具有相对非会聚的侧壁19a的相对非会聚部分5a。
回到图1的示例,储存器3的下部部分7可用作漏斗并包括至少一个会聚的侧壁21。漏斗7可具有截头状和/或圆化的底部9,会聚的壁21终止在底部9上。会聚的壁21终止于其上的底部9可以是点、线、椭圆、矩形,或者其可具有其它期望的形状。在不同的示例中,漏斗7可包括一个圆形侧壁,或者可具有由四个会聚的侧壁21构成的矩形横截面且侧壁之间具有尖的或圆的边界,或者可具有任何其它期望的壁的组合。在此,我们将讨论由四个会聚的侧壁21构成的倒置金字塔形的漏斗7。在一个示例中,金字塔形的漏斗7可以允许比相同直径的圆锥形(圆形)漏斗7储存更多的构建材料。
漏斗形壁21的倾斜度β可以被选择为使得构建材料朝向底部9下落或滑动,从而便于从底部9收集构建材料。例如,漏斗形壁相对于水平线h的倾斜度β可以在约60度和约20度之间。在一个示例中,漏斗7的会聚的壁21是相对直的。在其它示例中,漏斗壁21也可以至少部分地圆化,和/或包括相对于水平线h的例如至少部分地在所述范围内的不同倾斜度。会聚的壁21可以在储存器3的部分空的状态下或操作状态下至少部分地挠曲;在压力已被施加到储存器3的内部之前、期间或之后,壁21可以包括皱褶、曲形部、脊,波状形状等。会聚的壁21可以将构建材料11朝向底部9引导,能够容易地从底部9收集构建材料11以输送到相应的增材制造设备,从而便于从储存器3收集大部分或全部的构建材料。
储存器3可以由至少部分柔性的材料制成。例如,储存器3可以在空的状态下折叠,壁可以在储存器3的部分空或操作状态下挠曲,壁19、21可以包括皱褶、曲形部、脊、波状形状等。例如,在容器1的展开的填充状态下,上部部分5的直立壁具有默认的基本直立定向。在另一示例中,储存器3可以是相对刚性的,或可以是部分相对刚性且部分相对柔性。
在一个示例中,相对柔性可以被理解为允许壁材料的弯曲,而刚性材料应该被理解为抵抗弯曲或伸张。柔性材料或复合物可以是弹性的(例如pe或其它聚合物基材料),或是非弹性的(例如迈拉(mylar)或包括膜层(包括蒸汽屏障层)的其它材料)。在一个示例中,储存器中使用的柔性且弹性的壁材料的杨氏模量小于约1×109n/m2gpa,或小于约0.3×109n/m2gpa。在一个示例中,储存器中使用的相对刚性或非弹性的壁材料具有大于约1×109n/m2gpa的杨氏模量。
图1示出根据本公开的某些示例容器的实施方式,其中将借助收集单元17从底部9收集构建材料11。收集单元17的各种实施例可在本公开中实施。在图1中所示的示例中,收集单元17在储存器内纵向延伸。在图1中所示的示例中,收集单元17从顶部出口结构13的顶部开口延伸到底部9。作为示例,收集单元17可以是从底部9吸入构建材料的管,通过利用外部压力单元向管施加真空而从底部9吸入构建材料。外部压力单元可对储存器产生负压以吸取构建材料,或者可被配置为产生负压和正压,这取决于它被切换到填充模式还是抽吸模式。在另一示例中,收集单元17可包括用于提取构建材料的螺杆或螺旋式输送机构。
收集单元17可以是外部构建材料收集系统的一部分或可连接到外部构建材料收集系统。在一个示例中,收集单元17与容器1的出口结构13集成在一起,由此借助于通过出口结构13连接到收集单元17的外部收集系统从底部9收集构建材料。例如,收集单元17是管,外部收集系统包括压力单元,由此通过压力单元将构建材料吸入收集单元17中。通过将收集单元17和出口结构13形成为一体结构或通过单独地形成收集单元17和出口结构13并将它们连接在一起(根据需要可移除地),可将收集管17与出口结构13集成在一起。
在图1和图2中所示的示例中,储存器3、3a的上部非会聚部分5、5a覆盖如在底部9、9a和顶部15之间所测量的储存器3、3a的高度h的大部分。例如,上部部分5、5a覆盖如在底部9、9a和顶壁15、15a之间所测量的储存器3、3a的高度h的至少50%、至少60%、至少70%、至少80%或至少90%。上部部分5、5a便于在容器1、1a的给定宽度或直径内储存相对大量的构建材料。仅储存器3、3a的较小的下部部分是漏斗形的。在一个示例中,储存器3、3a的5%和40%之间、5%和30%之间、5%和20%之间或5%和10%之间形成漏斗形的底部部分7。因此,在容器1、1a是可更换的原始材料供应部的情况下,许多已填充的容器1、1a可被竖直地和水平地堆叠以便运输,其中,由堆叠的容器1、1a消耗的相对大量的总空间被构建材料占据。同时,漏斗7、7a通过将构建材料导向底部9、9a进行收集而便于例如在增材制造期间容易地清空这些容器1、1a。容器1、1a可以用作可更换的供应部,以在清空之后被更换。
容器1、1a可有助于构建材料的相对清洁的运输和使用,仅有少量的构建材料从生产到运输到增材制造中被浪费掉。在所述构建材料生产和在增材制造过程中使用之间,不需要操作者直接接触构建材料,这是因为被运输的容器1、1a能够被直接连接到收集系统。在使用之后可随意处置容器1、1a。在某些示例中,操作者不需要佩戴防尘的面罩。
在不同的示例中,构建材料的储存器3用于保持例如约5升到约50升、约10升到约40升、例如约30升的构建材料体积。与这些体积相关的重量可以取决于构建材料、粉末颗粒尺寸等。用于保持这些体积的示例容器1可以具有约700mm或更小、约650mm或更小的高度,例如具有约400毫米或更小的宽度。这些尺寸及相关的重量可以允许操作者容易地操作容器1,例如手动举起、堆叠和移动容器1。此外,容器1可以适于在空的状态下被折叠、堆叠和/或处置。
在某些示例中,容器1可具有较大的构建材料容积,例如大于所述50升,例如高达约100升、150升或200升。
图3a示出增材制造构建材料容器101(例如,用于3d打印的构建材料的容器),其包括至少部分柔性的储存器103和用于支撑储存器103的至少部分的加强结构123。具有第一开口的出口结构113被提供在储存器103的顶壁115中,以允许构建材料离开储存器103。包括穿过储存器103的第二开口的吞吐结构135被提供在顶壁115中,并且可用作通气部。在所示的示例中,储存器103包括至少一个由相对柔性材料形成的壁121,其可在压力下至少部分地弯曲和/或伸张。例如,储存器103是至少部分柔性的,以便于在空的情况下塌缩以进行运输、储存或处置,和/或便于构建材料的流动。
加强结构123用于加强至少部分柔性的储存器。加强结构123的壁比由柔性材料形成的壁更刚性。加强壁用以抵抗挠曲或弯曲。加强结构123可包括从顶部115延伸直到容器101的底部109的壁125。加强结构123可以包括不同区段或孔。加强结构123可以大体由单一材料形成。加强结构123可以形成容器101的基部129或至少一个支脚。在一个示例中,加强结构123用于在运输已填充的容器和/或提取构建材料期间,将储存器103的某些壁部分保持在预定形状。例如,储存器103可包括至少部分柔性的袋,诸如由塑料或多层蒸汽屏障材料制成的袋,并且加强结构123包括可折叠材料,诸如纸板、金属或相对刚性的材料。
在一个示例中,储存器103的全部的四个非会聚的侧壁119和四个会聚的底壁121都是柔性的。加强结构103在外部并沿着储存器103的外边缘延伸。柔性的储存器壁119、121的一些部分附着到外部的加强结构123。由此,加强结构123支撑柔性的储存器103。在一个示例中,储存器103包括柔性塑料袋或由柔性塑料袋形成,并且加强结构123包括纸板或由纸板形成。
在一种操作模式中,通过将真空系统连接到出口结构113,将真空f施加到储存器103的内部。由此,通过出口结构113将构建材料从储存器103中吸出。由于施加到储存器103的真空f,下部部分107的至少部分柔性的下壁121由于所述真空f可向内凸起(如由向内弯曲的下壁121所示)。
然而,在储存器103的非操作的填充状态下,下壁121a或121b可具有默认的直的形状。在一个示例中,下部部分107可包括倾斜的会聚的壁121a,以形成漏斗形底部。在另一示例中,壁可形成相对平坦的底部121b,其在真空压力下向内凸起,如线121所示。
当施加真空时,储存器103的没有附接到加强结构123的任何柔性壁材料可改变形状。例如,当将真空施加到出口结构113时,柔性壁可振动、弯曲、挠曲、伸张、皱起等。容器内的构建材料可随时间压实并且其可形成桥结构,其在期望从容器移除构建材料时妨碍构建材料的自由移动。而且,静电可使构建材料粘附到储存器的壁。壁移动和变形可有助于使构建材料朝向底部109处的收集区域移动。壁移动可有助于搅拌、混合和/或提取构建材料。所示的示例容器101进一步包括纵向收集单元117,该纵向收集单元117从顶部115处的出口结构113延伸到底部109附近,以从底部109附近的收集区域收集构建材料111并通过出口结构113将构建材料111引导出储存器103。
加强结构123可策略性地加强储存器103的一些部分,同时允许柔性部分挠曲和移动。加强结构123可抑制柔性壁材料会将构建材料与收集区域隔离,例如隔离在柔性壁的凹部中。在图3b中以水平截面示出的一个示例容器101a中,加强结构123a加强储存器103a的两个相对的非会聚的侧壁119a、119b,同时允许另外两个未附接的非会聚的侧壁119c、119d移动,例如向内弯曲。在一个示例中,加强结构123加强全部的四个会聚的底壁121的至少部分。在另一示例中,加强结构123加强两个相对的会聚的底壁121,同时允许另外两个相对的会聚的壁121移动,例如,向内弯曲。在图3c中以竖直截面示出的又一个示例容器101b中,由柔性袋形成的储存器103b由桶形的加强结构123b加强,并且储存器103b在位于桶形的顶部周围、上部部分105b和下部部分107b之间的边界周围以及在底部109b处的连续或离散的点p处附接到加强结构123b。储存器壁的没有附接到加强结构123b的部分可例如在储存器中的空气流和/或压力的作用下移动。
柔性储存器壁119、121可以是相对弹性的或相对非弹性的。相对弹性的储存器壁的示例可由聚乙烯或薄壁pet制成。非弹性的柔性储存器壁材料的示例包括金属膜层。示例弹性储存器壁材料可具有小于约1×109n/m2gpa或小于约0.3×109n/m2gpa的杨氏模量。加强壁材料可具有大于约1×109n/m2gpa的杨氏模量。
储存器壁119、121、109、115可形成具有相对低的气体/蒸汽渗透性的蒸汽和/或气体屏障,例如以抑制构建材料的降解。在柔性储存器的示例中,壁材料可包括金属化的屏障膜或聚合物屏障材料,例如分别为迈拉、聚乙烯(pe)、薄pet。在一个示例中,诸如pe的塑料屏障材料由于其弹性性质而被使用。
图4a示出用于构建材料211的另一示例容器201,其包括构建材料储存器203。储存器203可以是至少部分柔性的。容器201可被提供有加强结构223。
容器201具有上部部分205和下部部分207,其中上部部分205包括非会聚(例如基本直立)的壁219,并覆盖容器201的高度h的大部分。容器包括在顶侧处的具有出口开口231的出口结构213,以允许构建材料211从顶侧215离开储存器203。出口结构213可包括适配器251,以连接到外部压力单元,例如真空源,以便于通过真空抽吸从储存器203提取构建材料。
在所示的示例中,储存器的下部部分207为漏斗形的,以在重力和/或由压力单元产生的压力的影响下,将构建材料向储存器203的底部209处的中心收集区域引导。漏斗由倾斜的会聚的壁221形成。
容器201包括纵向收集单元217,该纵向收集单元217从出口开口231延伸到底部209,以从底部209收集构建材料。收集单元217可以形成出口结构213的固定或可拆卸部分。收集单元217用于从底部209处的收集区域收集构建材料,并且通过顶部215处的出口开口231将构建材料引导出。在一个示例中,收集单元217是至少部分管状的。管状收集单元217从顶部215处的出口开口231延伸到储存器203的底部209。收集单元217沿着非会聚的(例如直立的)上部部分205延伸,并且延伸到漏斗207中,以从漏斗207的底部209收集构建材料。收集单元217可以是刚性管233或柔性软管。在收集构建材料期间将纵向收集单元217固定就位的情况下,通过将纵向收集单元217的收集端在储存器的横截面内居中地定位,例如,将收集管233的底部定位在储存器203的中心底部209处,可促进构建材料的有效自动收集。
在一个示例中,收集单元217用于促进通过其管233的真空抽吸。在这样的示例中,出口结构213可包括适配器部分251,该适配器部分251被布置成连接到增材制造设备的压力单元,使得当压力单元连接到出口结构213并且启动时,通过管233沿向上方向f建立构建材料(和空气)流。
在一个示例中,容器201包括在顶壁215中靠近出口结构213的吞吐结构235,以便于通气,即在真空抽吸期间使空气进入储存器203中。在另一示例中,储存器203是至少部分柔性的,由此在所述真空抽吸期间,某些壁部分可向内挠曲和/或振动。在进一步的示例中,例如在填充储存器203时,压力单元可向储存器203施加正压力。在某些示例中,柔性壁可在这样的正压力下适当地弯曲和/或振动,从而有助于构建材料的适当填充和混合。
在一个示例中,储存器203具有在约5升和60升之间的内部容积,管233在出口开口231和远端241之间可具有的长度为约40厘米至65厘米。管233可具有在约10毫米和70毫米之间的直径,例如在约25毫米和60毫米之间的直径。
构建材料在管的远端部分237中进入管233。端部部分237在底部209附近延伸,以从底部209提取构建材料。在进一步的示例中,端部部分237接触底部209,由此管233可为容器201提供例如除了加强结构223之外的额外的结构加强。端部部分237包括至少一个收集开口239,构建材料通过收集开口239进入。在一个示例中,端部部分237包括由线或表面分开的多个这样的收集开口239。在一个示例中,端部部分237可包括过滤器,以抑制不期望的颗粒输送到收集系统中。收集管233的端部部分237可成形为与储存器203的底部209处的形状配合,以便于将收集管的底端(远端)定位在储存器203内,例如,居中地定位远端。
在一个示例中,管233的端部部分237包括横向收集开口239,由此在操作中构建材料沿至少部分横向的方向(如箭头l所示)进入管233。端部部分237可进一步包括诸如帽或线的远端结构241。在一个示例中,远端结构241接合储存器底部209。横向开口239至少部分地在远端结构241上方延伸,使得在操作中构建材料在远端结构241的上方横向地进入收集管233。端部结构241可防止底壁部分阻塞抽吸开口239,特别是在储存器壁是柔性的并且不附接到加强结构的情况下。
图4b以剖视前视图示出构建材料收集管233'的端部部分237'的另一示例。管233'具有中心轴线c。端部部分237'包括限定管233'的最低点的远端结构241',例如以接合储存器底部。横向开口239'提供在远端结构241'上方的构建材料进入点。在示出的示例中,横向开口239'是管233'的端部处的单个一体式管端开口的一部分。
如所述,图4的容器201包括促进通气的空气/构建材料吞吐结构235。吞吐结构235靠近出口结构213提供在储存器203的顶壁215中或附近。除了通气之外,吞吐结构235适于允许操作者(i)将构建材料添加到储存器203中,或(ii)从储存器203倾倒构建材料。因此,吞吐结构235包括穿过储存器的开口243,以在一种模式中允许空气通过,并在另一种模式中允许构建材料通过。在顶壁215中具有吞吐结构235可便于在储存器203被填充直到顶部时进行通气。吞吐结构235可定位在储存器203的出口结构213和横向侧壁219之间,例如与出口结构213相距一段距离处,相对靠近储存器213的横向侧壁219。靠近侧壁219定位便于直接从储存器203倾倒构建材料。在一个示例中,靠近吞吐结构235的侧壁219附接到加强结构(或以其他方式阻止挠曲/移动),使得在收集构建材料期间储存器壁材料不移动而阻塞开口243。
吞吐结构235包括覆盖开口243的过滤器245,以在通气模式下允许空气通过同时挡住构建材料。吞吐结构235包括用于保持过滤器245的过滤器保持器247。过滤器可包括由聚氨酯泡沫或另一种选定材料制成的开孔泡沫层。带有过滤器245的过滤器保持器247可以从储存器203拆下,以允许构建材料穿过开口243,以填充或倾倒构建材料。储存器203可以包括具有法兰和螺纹颈部的开口,以连接过滤器保持器247和使过滤器保持器247分离。在没有过滤器245的情况下,构建材料可以通过开口243离开储存器203,以便于将构建材料倾倒出储存器203。在没有过滤器245的情况下,构建材料可以进入储存器203以填充储存器203。
出口结构213和吞吐结构235可以用至少一个合适的密封结构密封,例如附着在每个相应的开口231、243上的密封膜。在一个示例中,填充的容器201在填充站中填充原始构建材料后,用一次性密封件密封。另外,可以在出口结构213和吞吐结构235中的每一个上提供帽或盖子239。
当构建材料从容器移除时和/或当施加抽吸以收集构建材料时,可在构建材料容器内产生或积累负压。在将构建材料保持在被设计为可塌缩的储存器(例如,柔性袋)中的情况下,储存器壁可在负压下简单地起皱和折叠而不会造成损坏。然而,随着从这种类型的可塌缩的储存器收集构建材料的进行,构建材料可被捕获在皱褶的壁材料的折缝中。在根据本公开的一些示例容器中,完全或部分柔性的储存器由加强结构支撑,并且这可在容器清空时抑制储存器壁材料的起皱,并且因此有助于避免捕获构建材料。根据本公开的一些容器具有带有刚性壁的储存器,当容器清空时,该储存器不能折叠,因此避免了获取构建材料的问题。
在具有刚性壁或使用加强结构加强的壁的构建材料容器储存器内,负压的积累可施加力,该力不期望地倾向于将储存器壁部分向内拉动至其预期位置之外。这样的力可能对储存器壁施加应力并且可能存在引起诸如壁塌缩或屈曲、将柔性储存器壁部分拉动远离相关联的加强结构等的负面影响的风险。根据本公开的一些示例构建材料容器具有通气部,诸如吞吐结构235,以允许空气进入储存器以帮助防止过量负压的不期望的影响。考虑到空气在容器的顶部处(或附近)在一个或多个位置处进入容器,诸如容器201的构建材料容器可被称为“顶部通气”容器。顺便提及,尽管为了简单起见,在本公开中将通气气体常常提及为“空气”,但是本公开不限于通气气体是空气的情况,可使用其它气体:例如,通气气体可以是抑制粉尘爆燃(可燃气体爆炸)的气体,例如氮气、二氧化碳、氩气或氦气、或其它气体或气体混合物。
根据本公开的一些示例构建材料容器是“底部通气”容器,即,它们包括允许空气(或其它通气气体)在储存器的底部部分中(例如在漏斗形的下部7中)的一个或更多个点处进入的通气结构。即使在具有顶部通气结构的容器201的情况下,“底部通气”也可提供优势,因为相当大量的构建材料介于构建材料从容器移除的点(例如,收集管233的端部237)与吞吐结构235之间,尤其是在容器充满时。而且,在储存器内的构建材料已经被压实的情况下,在顶部通气结构和在储存器底部处或附近的收集点之间可能积累负压。
现在将参照图5至图7描述根据本公开的一些示例“底部通气”构建材料容器。这种示例容器包括底部通气结构,其可有助于防止因储存器内的负压而损坏容器。此外,底部通气结构可本身或结合容器的上部通气结构或其它特征来改善储存器内的空气循环的模式,从而促成从容器有效地收集构建材料。
图5示意性地示出根据本公开的示例构建材料容器201a,其大致对应于图4的构建材料容器201,但进一步包括底部通气结构,以允许空气进入储存器203a的下部部分207a。在该示例中,底部通气结构包括提供在储存器230a的下部部分207a的会聚的侧壁221a中的通气部236。通气部236包括在会聚的侧壁221a中的开口(未示出)和在开口上的过滤器(未示出),以允许通气气体通过该开口进入储存器但防止构建材料通过该开口离开。通气部236可被提供有附加结构,该附加结构包括但不限于帽或可移除密封件。
会聚的侧壁221a中的被应用在通气部236中的开口的形状和/或尺寸可被修改,例如以调节通气度。此外,一组多个通气部236可围绕储存器的周边彼此间隔开地提供。下部通气结构的定位可有助于在储存器内实现期望的空气循环特性。因此,例如,在提供了一组通气部236的情况下,通气部围绕储存器的周边的对称定位可有利于促进通过中心布置的纵向收集单元217a有效地收集构建材料的空气流动模式的产生。
在图5中,通气部236(或一组通气部)被定位为邻近下述区域:在该区域处,纵向收集单元217a从储存器203a内收集构建材料。然而,替代地或另外地,一个或更多个通气部238(在图5中以虚线示出)可被提供在储存器壁中的比通气部236更加远离收集区域的位置处。通气部238可被提供有附加结构,该附加结构包括但不限于帽或可移除密封件。
在具有例如75升或更大容量的储存器的大容量构建材料容器的情况下,使用被布置成与通气部236的情况相比相对地进一步远离收集区域的通气部238可有助于避免不期望的“旁通”状况产生(其中,通气气体直接从通气部传向收集单元217而不夹带许多或任何构建材料)和/或避免通气气体抵抗构建材料朝向收集单元117的入口移动的情况发生。
图6示意性地示出根据本公开的示例构建材料容器201b,其大致对应于图4的构建材料容器201,但进一步包括下部通气结构,该下部通气结构包括通气管240,该通气管240在其远端处具有通气气体输送开口242以及近端244,通气气体输送开口242将通气气体输送到储存器203b的下部部分207b,通气气体通过近端244从储存器203b的外部进入通气管240。
在图6所示的示例中,通气管240从其定位在储存器203b的顶部215b处的近端244沿着储存器203b的非会聚的侧壁219b纵向延伸,然后具有弯曲使得通气管240的末端部分沿着储存器的会聚的侧壁221b延伸,以到达通气气体输送开口242。在其近端244处,通气管240通过储存器的顶壁中的开口(未示出)与储存器203b的外部连通。通气管的近端244可包括连接结构,该连接结构与开口中的配合连接结构接合,以将通气管240安装在开口处。
通气管240的形状和位置不限于图6中示出的构造。因此,例如,在变型布置中,通气管240的近端244可被定位在储存器的会聚的侧壁219b的中途上,使得通气管240通过非会聚的侧壁219b中的开口与储存器203b的外部连通。在这种类型的变型布置中,在加强结构覆在非会聚的侧壁219b的情况下,在通气管的近端与位于非会聚的侧壁219b的在收集构建材料期间向内移动且远离加强结构的部分中的开口连通的情况下,有利于在收集构建材料期间气体进入通气管。
在清空构建材料容器201b期间,在容器203b的外部且邻近顶壁215b可存在空气空间,(例如,因为空间可被提供以容纳收集系统与出口结构213b处的适配器的连接部),因此,当近端244与位于储存器203b的顶壁215b中的开口连通时,可有利于通气气体进入通气管240的近端244。
图6示出通气管240紧贴储存器壁的示例。将通气管240提供为使得沿着储存器的侧壁延伸的优点在于,通气管240可有助于加强储存器壁。另一个优点在于,在收集构建材料期间,储存器的侧壁可有助于稳定通气管的通气气体输送开口242的位置。通气管240可与储存器壁一体地形成。
可提供一个以上的通气管240。可提供一组通气管240,该一组通气管240被布置为它们的输送开口242围绕储存器的周边彼此间隔开。该组通气管240的输送开口242可围绕储存器的周边对称地布置。在一组通气管240的输送开口242围绕储存器的周边对称地布置的示例中,这可有助于在储存器内形成促进通过居中布置的纵向收集单元217b有效地收集构建材料的气流模式。
图5和图6所示的示例中的下部通气结构允许通气气体在储存器203的周边处进入,而构建材料在储存器的宽度的中心处的区域中被收集。因此,通气气体的气流方向倾向于将构建材料推向收集区域。
通气管240可以是直的而没有弯曲,在另一变型布置中,通气管240可不紧贴储存器的侧壁;因此,例如,在变型布置中,通气管240可从远端纵向延伸,该远端与位于储存器的侧壁219b和出口结构213b之间的中途处的开口(未示出)连通。在这种变型中,通气管240可与纵向收集单元217b平行。
在上述各种示例和变型中:
·通气管240可由刚性材料制成,或者其可以全部或部分是柔性的(例如软管),
·过滤器(未示出)可被提供在与通气管240的近端244连通的开口上,以允许通气气体通过该开口进入储存器但防止构建材料通过开口离开(例如在容器倾斜事件中)。
图7示出构建材料收集管333的示例。构建材料收集管333可在其远端包括具有至少一个构建材料真空收集开口339的端部部分337。在操作中,管333可在构建材料储存器内延伸,以从储存器的底部收集构建材料。在该示例中,管333在其近端处连接到适配器351,以连接到相关的外部压力单元。适配器351可与收集管333成一体。适配器351和管333可形成模块,该模块可移除地附接到提供在储存器的开口处的连接结构。该模块可被认为是与前述示例的出口结构和收集单元的组合(例如,图1中的13和17的组合、图3a中的113和117的组合等)相当的出口结构313。
在图7所示的示例中,收集管333还包括空气通道353。空气通道353可沿着管333的长度延伸。空气通道353包括与环境空气(或另一种气体)连通的近端开口355以及例如在储存器中的底部构建材料收集区域附近与储存器的内部连通的远端开口357。在一个示例中,除了在储存器的顶侧处的另一个通气口(例如,见图4)之外,空气通道353可在环境空气(或另一种气体)与储存器的底部处的构建材料收集区域之间提供通气连接。因此,空气通道353可构成通气通道,所以构成如上所述的“底部通气结构”,并且通气通道353可有利于防止由于储存器中的负压造成的损坏。空气通道353可有利于从底部209容易地收集构建材料,例如,有助于在底部209附近产生湍流。
空气通道353可与管333成一体。在一个示例中,一个或更多个空气通道353靠近管333中的真空通道平行于管333中的真空通道延伸。空气通道353安装在收集管333上的布置提供了用于储存器的底部通气的紧凑的布置。此外,在这样的布置中,收集管333可以提供对空气通道的加强,减少在处理或使用期间损坏的可能性。在收集管333居中安装在储存器内(即,被安装成沿着储存器的纵向轴线延伸)的情况下,包括围绕收集管333的周边规则地设置的多个空气通道353的布置可有助于促成储存器内的空气分布的对称模式,从而有利于从储存器有效地收集构建材料。
图8a至图8c以及图9a至图9c示出示例收集管313a和313b,其中,通气通道和收集通道(例如,收集管中的真空通道)彼此嵌套。在图8a至图8c以及图9a至图9c所示的示例中,第一管333a/333b限定真空通道,并且该第一管被嵌套在第二管354a/354b内。通气通道被限定在第一管333a/333b的外壁和第二管354a/354b的内壁之间。
在图8a至图8c以及图9a至图9c所示的示例中,收集管313a/313b包括围绕中心轴线设置的两个同心管状壁。在收集管313a/313b被居中安装在储存器内(即,被安装成沿着储存器的纵向轴线延伸)的情况下,管状壁的同心布置可有助于促进储存器内的空气循环的对称模式,从而有利于从储存器有效地收集构建材料。
图8a至图8c以及图9a至图9c所示的示例的收集管313a/313b为根据本公开的示例构建材料容器中的储存器提供底部通气结构。在每种情况下,当收集管313a/313b安装在构建材料容器中并经由适配器351a/351b连接到通过收集管的内管施加抽吸的收集装置时,通气气体通过提供成穿过适配器部分351a/351b的空气路径356进入两个管状臂之间的通气通道。在图9c中示出用于提供穿过适配器部分351b的空气路径356的一种结构构造。可通过处于收集管313a/313b的近端处的其它结构而非适配器来提供空气路径356,特别是在适配器与嵌套的管结构333a、354a/333b、354b单独提供的情况下(例如,在以下情况下:连接结构被提供在嵌套的管结构333a、354a/333b、354b的近端处以安装在储存器上的配合连接结构上,且包括用于连接到连接装置的适配器的是储存器)。
在图8a至8c以及图9a至图9c所示的每个示例中,内管333a/333b的端部部分337a/337b是端塞,其被推入配合到内管333a/333b的端部中。各种力可有助于将端塞337a/337b在内管333a/333b中保持就位,例如:摩擦、弹力、通过连接的收集单元施加到收集管313a/313b的抽吸,和/或端塞可例如使用粘合剂固定就位。将端部337a/337b提供为安装到嵌套的管结构的单独的端塞简化了嵌套的管结构的制造。然而,如果需要,端部部分337a/337b可与嵌套的管结构一体地形成。
在图8a至8c以及图9a至图9c所示的示例中,收集管313a/313b限定用于通气气体的通气气体输送开口350,在收集管使用期间,通气气体在出口350处离开限定在嵌套的管状壁之间的通气通道并可进入储存器。嵌套的管的尺寸设定该通气气体输送开口350相对于收集管313a/313b的其中构建材料被收集到内管(真空通道)中的部分的位置,即相对于构建材料收集开口(抽吸开口)339a/339b的位置。箭头x表示在使用期间通气气体在哪里离开收集管313a,箭头y表示在通过抽吸来收集构建材料期间构建材料和空气在哪里进入真空通道。
在图8a至图8c所示的示例收集管313a中,在纵向方向上在通气气体输送开口350(空气在该通气气体出口350处被供应到储存器中)和收集开口339a(构建材料在该抽吸开口339a处被吸入到真空通道(内管333a)中)之间仅存在短的距离d1。然而,形成在端塞337a的近端处(即,形成在端塞337a被推入内管333a中所在的端部处)的导流器348有助于引导通气气体远离收集开口339a,从而有助于防止不希望的旁通状态,在所述旁通状态下,通气空气将直接从通气气体输送开口350进入收集开口339a而夹带很少或不夹带构建材料(并且可能甚至推动构建材料远离收集开口339a)。
在图8a至图8c所示的示例中,收集管313a具有远端结构341a,该远端结构341a包括连续的曲形部分s1,其被设置成面对内管333a的开口端的中心区域;曲形部分s1的直径小于内管333a的内径。该部分s1构成端帽。颈圈部s2被提供在端帽s1的周边处,朝向内管333a延伸,并且翅片形式的挡板352沿颈圈部s2的外侧延伸而将端帽s1接合到导流器348。
端塞337a的端帽s1可允许构建材料进入管333a同时防止储存器的柔性底壁阻塞开口339a。在一个示例中,当收集管331a安装在储存器中时,端塞337a的端帽s1接触储存器底部,因而可提供储存器的额外的结构加强。端部部分337a的整体构造可便于容易地从储存器的底部收集构建材料,从而例如有助于在储存器的底部附近产生湍流。
在该示例中,每个挡板352均具有如图8b所示的成对翅片结构。抽吸开口339a被提供为在挡板352之间穿过颈圈部s2。在一个示例中,至少四个挡板352和四个收集开口339a围绕端部部分337a均匀地分布。挡板352可横向突出,并且因此可防止柔性的储存器材料阻塞入口339a。挡板352可有助于在储存器内产生湍流流动。挡板/翅片352的形状和尺寸可改变,收集开口339a的形状和尺寸也可改变。
在图9a至图9c所示的示例收集管313b中,在纵向方向上在通气气体输送开口350b(通气空气在该通气气体输送开口350b处离开外管354b)和抽吸开口339b(构建材料在该收集开口339b处被吸入到内管333a中)之间存在相对较大的距离d2。在这种情况下,通气气体输送开口350b位于外管状壁终止但内管状壁沿纵向继续延伸的位置。该较大的距离d2可有助于避免出现不希望的通气气体直接进入收集开口339b中的旁通状况,和/或有助于避免发生通气气体倾向于阻碍构建材料进入收集开口339b中的情况。
在图9a至图9c所示的示例中,收集管313b的端部部分337b包括具有远端结构341b的短管,该远端结构341b包括导流裙部358和延伸横跨导流裙部358的嘴部的曲形偏转线360。裙部358的嘴部在线360的任一侧限定收集开口339b。如图9c所示,导流裙部358包括面对通气气体输送开口350b并有助于使通气气体偏离抽吸开口的环形表面。线360的中心部分远离嵌套的管结构弯曲,并且在收集管313b安装在储存器中时可接触储存器的底部。端部部分337b的构造可便于容易地从储存器的底部收集构建材料,例如,以有助于在储存器的底部附近产生湍流。
图7至图9的示例的示例收集管结构可具有连接器部分,其与构建材料容器储存器的顶壁中的出口上的相应的连接器部分配合,以将收集管结构可移除地固定在储存器中。
图10示出包括本公开的容器501a、501b、501c的增材制造系统589。容器501a、501b、501c表示在使用场景中的不同点期间处于不同状态的相同容器。在图的顶部,示出一批水平和竖向堆叠的、基本上空的容器501a。容器501a塌缩以便运输到填充站和/或粉末制造商。在中间,示出一批水平和竖向堆叠的填充的容器501b,例如用于填充输送到增材制造设备591或者用于在与增材制造设备591互连之前储存。在底部,示出增材制造设备591和互连的容器501c。图10中例示的系统589的部件可以对应于关于先前附图和下文中讨论的任何容器和部件。
在图10的中间,堆叠的一组填充容器501b中的容器501b均包括填充有构建材料的储存器503。容器501b可容易地连接到增材制造设备591并在使用后更换。所有容器501b可具有类似的特征或至少类似的出口结构513,以使它们能够互连到增材制造设备591的单一设计的管口573。
增材制造设备591包括压力单元559,以通过真空管口(未示出)从容器501抽吸构建材料。压力单元559包括真空泵。压力单元559和容器501可包括互连适配器,以利于出口结构513和管口的互连并在真空抽吸之前、期间和之后抑制粉末泄漏。增材制造设备591还可包括构建材料再循环系统和熔剂分配器中的至少一个。增材制造设备591还可包括构建材料返回系统,以(重新)填充容器501,例如用于缓冲或再循环构建材料。为此,压力单元459可包括双向气泵,以利于从储存器503提取构建材料以及将构建材料填充到储存器503中。
图11示出包括储存器603的容器601的示例。在该示例中,储存器603是柔性袋。储存器603示出为处于膨胀但基本上无应力的状态。储存器603包括由在顶壁615和下部的漏斗形部分607之间延伸的非会聚的壁619构成的上部部分605。上部部分605可以是大体平行六面体形的。储存器603还包括由朝向底线609会聚的三角形的会聚壁621构成的下部的漏斗形部分607。下部的漏斗形部分607可以是基本金字塔形的。
当从底部609到顶壁615进行测量时,漏斗形部分607可以延伸超过储存器袋的总高度h的约3%至40%、或约3%至25%。在图示中,储存器603的内部容积约为10升至60升,或15升至50升,但类似的结构可适用于更小或更大的内部容积。
容器601还包括提供在顶壁615上的出口结构613和吞吐结构635。容器601在顶壁615中包括第一开口697a和第二开口697b。第一开口697a和第二开口697b靠近彼此延伸。相对刚性的开口连接器695a、695b可分别围绕各自的开口697a、697b附接到顶壁615。每个刚性开口连接器695a、695b均可包括用于连接到相应的出口结构613或吞吐结构635的带螺纹的圆筒形颈部以及围绕螺纹管的法兰部分,其中,法兰部分可部分地平行于顶壁615延伸。法兰部可固定或附着到顶壁615,以防止泄漏。在一个示例中,第一开口697a和相应的开口连接器695a在顶壁615的中心或附近延伸,第二开口697b和相应的开口连接器695b在所述第一开口697a和侧壁之间、远离顶壁615的中心延伸。
出口结构613被连接(例如螺纹配合)到第一开口连接器695a。出口结构613包括可打开和可关闭的盖子613a、适配器651、穿过适配器651的出口开口631以及从出口开口631延伸到漏斗形部分607中的纵向收集管633。图11示出盖子613a打开的容器601。适配器651可有利于与增材制造系统的管口进行相对容易且可靠的互连。适配器651包括沿着适配器651的外边缘661的至少一个直立的圆周壁657。适配器651包括围绕出口开口631并位于出口开口631和直立壁657之间且垂直于构建材料/空气流动方向a的接口面663。在接口面663中提供有若干接口面元件,例如,至少一个磁性引导特征部655、数字接口667、传感器接合特征等。
在一个示例中,收集管633的端部部分637包括例如位于翅片640之间的横向构建材料收集开口639。在一个示例中,至少四个翅片和四个收集开口围绕端部部分637均匀地分布。翅片640可横向突出以防止柔性储存器材料阻塞入口639。翅片640可促进在储存器中产生湍流。端部部分637可进一步包括端帽641。端帽641还可允许构建材料进入收集管633同时防止储存器603的柔性底壁阻塞收集开口639。在一个示例中,端帽641接触储存器底部609,以在一个示例中为储存器603提供额外的结构加强。位于收集管633的端部637处的端帽和翅片结构还可与储存器壁配合,以协助确保收集管633的远端的期望定位。
吞吐结构635被连接(例如螺纹配合)到第二开口连接器695b。吞吐结构635可包括过滤器保持器647和过滤器645。过滤器645覆盖第二开口697b,以允许空气流过同时挡住构建材料。可分离吞吐结构635,以允许构建材料通过第二开口697b。第二开口697b可比第一开口697a更加靠近侧壁延伸,以便于手动地将构建材料从储存器603中倾倒出来。在这种倾倒期间,出口结构613可被盖子613a关闭。
所示出的容器601可以是柔性储存器,例如,由pe制成。在填充和密封状况下,密封膜可密封出口结构613和吞吐结构631,以抑制过多的环境空气和/或蒸汽接触粉末。密封膜可在使用前被移除。
在空的状况下,储存器603可塌缩。构建材料收集管633、出口结构613和吞吐结构635可从容器601分离,以便于塌缩。
在另一示例中,加强结构可附接到储存器603,以支撑储存器603。在一个示例中,加强结构邻近储存器603的所有壁619、621延伸。加强结构可(例如,使用粘合剂、塑料铆钉699等)附接到储存器的各个壁部分。
在一个示例中,储存器603的上部部分605的两个相对的非会聚的侧壁619a、619b均通过塑料铆钉699在两个位置处附接到加强结构,这允许壁619a、619b相对于加强结构挠曲。另外两个非会聚的侧壁619在大致其所有表面区域上附着到加强结构,因此被阻止挠曲。此外,底部部分607的两个相对的会聚的侧壁621a、621b中的每一个均通过单个塑料铆钉附接到加强结构,这允许这些会聚的侧壁621a、621b挠曲(移动、振动)。另外两个会聚的侧壁621在大致其所有表面区域附着到加强结构,因此被阻止挠曲。此外,也可加强其它壁部分,例如顶壁615的壁部分。
在图11的示例的一个实施方式中,上部部分605是大致平行六面体形的,具有约300mm乘270mm的矩形横截面并且延伸约300mm的高度,而下部607延伸约200mm的高度,并且是大致金字塔形的,其顶端被截去以形成大致线形(大致呈约25mm宽的窄矩形形状)的区域。
在一个示例中,使用第二加强结构623b来加强开口连接器695a、695b。在图11中,第二加强结构被示出为平面元件,但是它可采用另一种形式,例如,它可形成容纳容器和加强结构的箱子的一部分。
本公开的容器的储存器部分可在其大部分高度上具有大致平行六面体形状并在底部附近具有倒置的金字塔形状。平行六面体形部分具有基本不会聚的壁,例如,大致直立的壁。平行六面体和角锥形状具有矩形横截面,与例如诸如圆筒形状或锥形形状的曲形横截面相比,这可有利于有效的储存和运输。
会聚的底部允许大部分构建材料由于重力而朝向底部处的收集区域下落。非会聚的上部部分有利于在容器的轮廓内储存相对大量的构建材料。非会聚的上部部分和会聚的下部部分可以是单个一体式袋状储存器的一部分。
在一个示例中,储存器至少部分是柔性的。当施加正压力或负压力时,储存器的柔性壁的部分可挠曲和/或振动,从而有助于构建材料朝向收集区域流动。在某些情况下,一些构建材料可以通过壁的振动或挠曲而从在柔性壁中形成的一些凹部或角部释放。由此,可以从储存器中提取大部分或全部构建材料。
在某些示例中,储存器的下部部分不需要具有漏斗形形状。例如,储存器的侧壁从顶部到底部可以是直立的。例如,侧壁可以是基本上矩形的。这种容器可以有效地在容器的轮廓内储存构建材料,与具有部分漏斗形储存器的容器相比更加有效。缺点可能是,与漏斗形储存器相比,从底部提取全部或大部分的构建材料可能更困难。可以提供某些措施来抵消这种潜在的缺点,例如,在容器内部的收集管可以制成柔性的,或者以其它方式调整,以便能够触及储存器的底部的底边缘附近的构建材料。在另一个示例中,底部可以制成柔性的,以在真空压力下振动或挠曲,以此方式使得构建材料朝向底部收集区域下落或移动,例如如图3所示。再次参考图3,纵向收集管117可以接合底部的中心,由此中心周围的底部可以在真空压力下升起,并且然后收集管117保持住中心底部,并且由此,构建材料可以朝向出口管的抽吸开口的入口移动。
在一个示例中,容器适合于运输、增材制造设备互连、构建材料提取,更换和处置。在一个示例中,为了处置的目的,加强结构包括纸板或其它可生物降解材料。其它可生物降解的材料可包括其它纤维素纤维基材料。柔性储存器可由相对可降解的塑料制成,例如某些聚乙烯膜。在另一个示例中,柔性储器可包括至少一个可生物降解层,例如涂覆的压缩的纤维素基材料。特定涂层可提供用于空气/蒸汽屏障。
在一个示例中,储存器可以是部分相对柔性的并且部分被加强,例如通过具有变化的材料和/或壁厚度。在这样的示例中,加强结构可以与储存器成一体,而不是独立于储存器并附接到储存器。储存器可具有柔性的壁部分和刚性的壁部分。例如,储存器整体地包括(i)柔性储存器壁或储存器壁的柔性部分和(ii)加强的储存器壁或储存器壁的加强部分。这种储存器可以沿着加强的壁部分具有折叠线,以便于折叠加强的壁部分。
在一个示例中,本公开的容器可以是单独部件的组合件。为此,可以提供一套单独的部件,以形成本公开的容器。该套件可包括储存器、加强结构、出口结构和吞吐结构。储存器可具有预切的开口以连接出口结构和吞吐结构。出口结构的单独子部件可以包括适配器、纵向管结构和具有横向孔的管端部部分。此外,可以提供螺钉和粘合剂。另外,可以提供承载容器的图形设计的附加外部结构。单独的密封膜可以覆盖出口结构和吞吐结构,直到打开以使用容器。
在一个示例中,增材制造设备的待连接到本公开的容器的压力单元具有至少10升每秒或至少15升每秒的空气速度,例如具有20升每秒至30升每秒的空气速度。在一个示例中,当空气通过吞吐开口进入容器并通过出口开口流出容器时,柔性储存器的壁材料将挠曲或振动。
本公开的容器可以被布置成为增材制造设备提供构建材料,以进行增材制造。在某些示例中,增材制造设备能直接连接到容器,以从容器收集粉末并将其添加至增材制造过程。增材制造设备可以是包括压力单元的再循环器和/或3d打印机。在另一示例中,单独的专用构建材料压力单元可用于将构建材料从容器输送到增材制造设备。
容器可用于储存约5升-60升的构建材料,例如约10升-50升或约15升-40升。这些体积和取决于构建材料类型的相关的重量可允许操作者容易地操作容器,例如手动举起、堆叠和移动容器,以进行运输、储存及增材制造。此外,容器可以通过容易、快速和相对干净的互连动作容易地连接到增材制造设备,以收集构建材料。容器1在空时可以由新容器更换,从而允许在基本空的状态下容易地处置或塌缩。在大部分的过程步骤中,可以抑制逸出构建材料粉末。
虽然以上已经参考某些示例描述了根据本公开的构建材料容器,但是应该理解,可对示例进行各种修改和调整。具体地,适配器、出口结构、吞吐结构、底部通气结构、储存器、加强结构和收集管的各种示例可以以与以上明确描述的那些不同的组合和子组合使用。
在一个示例中,根据本公开的增材制造构建材料容器包括:用于保持构件材料的储存器;构建材料出口结构,允许构建材料通过储存器的顶部附近的出口开口离开储存器;收集单元,在距出口开口一段距离处收集构建材料,使得构建材料在与出口开口相比重力上更低的水平处进入收集单元;和通气结构,允许通气气体在收集单元的构建材料进入开口的高度水平附近进入储存器中。在这种构造的示例中,可例如在真空抽吸期间使用被插入到容器的顶部中的吸气管口从容器中在移动的收集点处从容器收集构建材料,起初从储存器的顶部抽吸构建材料,收集点随粉末水平下降而下降并在变空时到达底部。以上描述的各个收集管和通气结构可与这种构造结合使用。