用于移动增材制造的方法和设备的制造方法_4

文档序号:9583305阅读:来源:国知局
积固化材料层。随后的过程可通过顶部表面处理涂覆这些层。在示例中,可通过例如沉积的混凝土形态层中的表面材料的增材沉积形成滑板运动公园。在固化之后,诸如手动形成的随后过程可用附加材料涂覆粗糙的表面层,以创建更光滑的表面。诸如在图6、600中看到的大的Addibot可有用于允许处理大的增材制造表面,以及允许当层被添加时,增材制造元件可位于的有效高度。可存在用于大表面增材制造系统的各种部件。Addibot的底座610可以以移动和自主方式包括并支撑Addibot的系统。可显示该示例的驱动系统620。可描绘感测元件630。可示出该示例的增材制造元件640。示出了该示例的材料储存系统650的元件。还示出了该示例的辅助材料储存系统655的元件。如所示出,可描绘该示例的视觉系统660。可观察到该示例的表面准备系统670。可看出该示例的通信系统元件680。还描绘了功率和能量存储系统690。
[0123]表面图案化一入口底板
[0124]在一些示例中,Addibot可将油墨或其他着色剂添加到被处理的表面。Addibot可在以某种方式在空间中定向之后,跨越表面移动打印头。在一些示例中,定向可通过诸如十字或游标的表面参考特征的读取发生。在其他示例中,可使用无线三角测量协议,其继而通过无线电波、光波、红外线或紫外线波、声波或可用于对位置作三角测量的其他发射的使用起作用。在一些示例中,GPS协议或基于蜂窝的位置协议可对定向有用。
[0125]定向的Addibot可在其以程序化方式移动时,跨越大表面打印着色剂图案。该种Addibot可具有多个材料储存位置,以存储具有不同颜色的不同油墨,以便供给增材制造元件,所述增材制造元件在一些示例中可为基于MEMS的油墨打印头。在一些示例中,在导致着色的打印或其他增材制造步骤之后,可通过Addibot或随后设备的动作使后处理干燥或固化步骤发生。
[0126]在将着色图案应用到表面之后,可希望通过其他材料的透明处理封装表面处理,诸如透明涂层油漆、透明乳胶、尿烷或其他透明表面。Addibot可有用于这些透明涂层的程序化增材过程,或者另一个设备或个人可处理表面以涂覆被增材地处理的表面图案。
[0127]在这些示例的其他版本中,可在与打印步骤几乎相同的步骤中应用尿烷涂层。在进一步的示例中,MEMS打印元件可应用其中带有染料的着色尿烷或其他透明材料的极小微滴,所述微滴然后形成表面图案并且是最终表面处理,其在强度上足以被使用而不用进一步处理。移动增材制造设备的更一般的方面可允许以形成图案的方式处理表面,使得可随后移动表面。例如,可在工作地点处处理壁处理或标志并且以不同于如所处理的定向的定向,作为表面将所述壁处理或标志添加到建筑。作为示例,可通过包括该种类型的Addibot设备的过程形成图案化窗户覆盖物或标志。
[0128]有机表面处理一木材或石头
[0129]在一些示例中,可通过Addibot处理诸如车道的表面,所述Addibot可经配置用于表面上的程序化沉积。Addibot功能可特别有用于以该种方式图案化表面处理的沉积,即在底层表面诸如例如未脱离车道的表面的情况下不应用表面处理。以类似方式,诸如涂层的有机材料可应用于其他类型的表面,例如,诸如甲板。在一些示例中,Addibot可使用其视觉系统以了解板条位于何处而不是例如所述板条之间的接缝。Addibot可然后控制其增材制造元件以仅在其上将发生处理的区域中添加有机涂层。
[0130]表面粘结一混凝土上的橡胶走道
[0131]在一些示例中,Addibot可添加材料以在材料成分和拓扑结构两者上有意地改变表面。Addibot可用于打印或以其他方式沉积液体成分,其可在原位聚合或以其他方式凝固,以创建具有功能的结构。在非限制性示例中,可在靠近入口的混凝土走道上沉积一系列条纹,使得当人们在所沉积的材料上行走时,所述条纹执行防滑功能或者干燥功能。可以以该种方式使用Addibot装置,即当首次形成走道时或者可选地其可在所述走道磨损时执行修复功能以添加更多材料。如果视觉系统测量警告添加条纹的拓扑结构,并确定用于在表面上进行增材处理以使得具有均匀高度的上升条纹产生的正确量的材料,则一些Addibot的视觉系统可为特别有用的。
[0132]以网眼基体形式添加固体材料,接着是密封
[0133]在一些可选方案中,Addibot可将固体形式的材料添加到表面,并然后随后在各个块之间的空间中处理固体添加材料。作为非限制性示例,Addibot可在规定位置中在表面上放置瓦片。在一些示例中,可使粘合剂沉积到适当位置中的表面上,以将瓦片放入。在放置瓦片自后,增材过程可在瓦片之间沉积粘合剂或密封剂。这些示例中的增材制造元件可不在规定位置处沉积微滴或液体而是沉积固体元素,其可然后如前所述被锁定在适当位置中。该种复合表面的表面拓扑结构可然后具有各种特性,其可由固体结构限定。在一些示例中,固体可为陶瓷或其他绝缘体,在其他示例中,它们可在本质上为金属的。在进一步的示例中,可以以类似于凝胶材料的挤出打印的方式将导线形式的材料添加到表面,以形成增材生产的产品。在一些示例中,导线可由头移动并且可通过作为示例的粘合剂的同时增材步骤固定在特定位置中。以该种方式,可从诸如导线的固体材料构建表面,其可稍后被嵌入另一个表面层中以导致例如传感器、加热元件或无线电频率传输元件。在更一般的意义中,移动驱动系统可在表面周围移动Addibot,同时其增材制造元件将固体形式材料添加到表面。
[0134]掉制系统
[0135]现参考图7,示出了可用于移动增材制造设备的一些示例中的控制器700。控制器700包括处理器710,其可包括一个或多个处理器部件。处理器可耦合到通信装置720。
[0136]处理器710还可与存储装置730通信。存储装置730可包括多个适当的信息存储装置类型,包括具有硬盘驱动的磁存储装置、光学存储装置和/或半导体存储器装置(诸如闪存装置、随机存取存储器(RAM)装置和只读存储器(ROM)装置)的组合。
[0137]在730处,存储装置730可存储程序740,其可有用于控制处理器710。处理器710执行可影响许多算法过程的程序740的指令,并从而根据移动增材制造装备操作。存储装置730还可在一个或多个数据库750、760中存储Addibot相关的数据。数据库750、760可包括特定控制逻辑,以用于控制增材制造部件中的每个处的材料沉积,所述增材制造部件可被组织在矩阵、阵列或其他集合中以形成增材制造系统的一部分。
[0138]虽然已经结合具体示例描述了本公开,但明显的是,根据前述描述,许多替代、修改和变型将对本领域技术人员明显。因此,该描述旨在包括如落入其精神和范围内的所有该类替代、修改和变型。
[0139]方法
[0140]可存在使用Addibot、制造Addibot或通过Addibot创建产品的许多方法。参考图8,显示了可通常用于Addibot的许多示例的一组示例性方法步骤。例如,在流程图中显示步骤。可灵活地使用或不使用步骤并且步骤的顺序可在Addibot的发明性技术的范围内改变。
[0141]在步骤810处,可通过用户获得特定类型的Addibot。接着,在步骤820处,用户可将控制信号传输到Addibot。传输可包括许多方式,包括无线传输、有线传输或者涉及诸如按压Addibot的开关或显示Addibot的面板的物理交互的传输。即使要求或未要求与用户的进一步交互或者之后Addibot是否将灵活地响应于其环境或编程,初始信号可导致由启动大致造成的多种响应。
[0142]在830处,在一些示例中,Addibot可执行定向步骤。该步骤可评定确定在空间坐标系统中的空间位置的一个或多个,并且还可评定空间坐标系统中的移动以及移动或潜在移动的方向。
[0143]在840处,在一些示例中,Addibot可执行表面区域上的计量过程。在其他示例中,在840处,Addibot外部的设备可执行表面区域上的计量过程并且可将信息传送到Addibot,其与计量相关或者与某种形式的计量数据850的处理相关。
[0144]此外在850处,在一些示例中,Addibot可通过处理器的方式处理计量结果。在一些示例中,所述过程可为如图7中描述的一个。
[0145]在860处,在一些示例中,Addibot将使用其已经以各种方式接收的关于表面的信息以及由该信息产生的任何所需模型,并基于数字模型将控制信号提供给增材制造系统。
[0146]在870处,在一些示例中,Addibot将在表面上沉积材料的第一层。
[0147]在835处,可存在出现在一些示例中的回路过程,并且在一些情况下可使Addibot返回到步骤830并继续处理。可选地,在一些示例中,如步骤845处所示,回路过程可发生,其可使Addibot返回到步骤840并继续处理。
[0148]在880处,可发生Addibot从第一位置被移动到第二位置的步骤。在一些示例中,该移动的特征在于,尽管增材制造系统的部分可将打印头或其他增材元件中的一些或全部移动到相同第二位置,而不移动Addibot,随着Addibot的部分的移动,作为整体的增材制造系统从第一位置移动到第二位置。
[0149]在步骤890处,Addibot可在第二位置处沉积材料的第二层。第二沉积的性质可包括不同材料或相同材料。第二沉积的性质可包括诸如厚度的不同的物理特征,或与第一沉积相同的特征。第二沉积可与第一沉积连续但位于第二位置处并且通过处于第二位置处的固有性质被视为第二沉积。
[0150]垂直表而h Addibot的操作
[0151]参考图9,示出了可在垂直表面上起作用的示例性Addibot设计。在一些示例中,可通过Addibot处理纯粹垂直的表面;然而,“垂直”表面可为壁或者具有至少在垂直维度中的部件的其他表面是可能的。由于可处理水平表面、由于将处理垂直表面或者由于可处理两种表面类型,因此可被处理的垂直和水平表面之间可存在示例。
[0152]在图9,900可描绘垂直处理。壁920可在垂直方向中具有显著的部件。因此,可需要以克服重力的方式支撑Addibot,并且在该种装置的轮子上可不完全地支撑所述Addibot。在一些示例中,可通过旋转风扇930支撑垂直运动,旋转风扇930可引导空气以便以一定构造支撑Addibot或者以其他构造移动Addibot。可存在许多类型的旋转风扇设备,诸如直升飞机、无人机等等中所部署的那些。轻于空气气球与旋转风扇的组合可表示另一个示例。
[0153]被部署到垂直方向中的Addibot 910可具有其部件所需的其他变型。作为非限制性示例,通过Addibot的流体的部署可受到相对于重力的装置定向的影响。在一些示例中,栗可用于补充与重力的影响相关的先前影响。在其他示例中,阀可用于抵消装置内的材料上的垂直方向中的定向影响。
[0154]参考图10,可描绘可选垂直处理1000。作为可选示例,可通过支撑构件1030抵消Addibot 1010的重量。支撑构件1030可包括导线、杆等等,并且可连接到垂直支撑构件1020,其可附接到垂直表面或用于垂直表面的支撑件。
[0155]参考图11,可描绘可选垂直处理1100。在这些示例中,可通过支撑机构1120支撑Addibot 1110的重量。支撑机构1120可具有允许垂直方向中Addibot 1110的支撑件的上升或下降的部件。在非限制性示例中,允许上升和下降的部件可包括如1100所示的“剪刀”型支撑构件,其通过导螺杆上的马达的应用上升和下降。在其他示例中,在非限制性意义下,可以以使装置上升和下降的方式使用活塞和套管式构件。
[0156]表而h.的Addibot的操作
[0157]在一些示例中,Addibot可在表面上操作,其中Addibot作用在表面下方的材料上。参考图12A,Addibot 1210可被表示为本文所描述的各种类型。其可在表面1220上操作。表面1220可对各种光谱区域中的光透明。可通过Addibot 1210的部件部分1250发射定向光能1240。定向光能可撞击液体或粉末形式材料的材料表面1260。光能可在表面上引起化学或物理反应,并使其在预设计条件中凝固。该种增材过程可与立体平版印刷处理的本文描述一致。可存在其他类型的可在表面上用Addibot处理的立体平板印刷处理。
[0158]在图12A中,可通过支撑构件1270支撑表面1220。液体或粉末形式材料可位于容器1275中。在液体形式材料的情况下,工作对象1230可被支撑在工作台1235上,当处理每层时,工作台1235向下平移到液体中。在粉末形式中,可同样地在垂直方向中传送工作台1235,然后,附加粉末可被添加并在工作对象上成型为薄层。
[0159]可存在作用于表面上的许多Addibot,并且待制造的对象可因此为相当大的。参考图 12B,可通过 Addibot 1210、第二 Addibot 1211、第三 Addibot 1213、第四 Addibot 1214和第五Addibot 1215表不多个Addibot。这些Addibot可由表面1220支撑但作用于表面1220下方的材料上,如先前所描述。可存在许多方式,以将方向传送给多个Addibot,以协调它们在表面1220下方的材料上的组合动作。同样地,表面上可存在局部地和全局地提供对准信息的特征,以用于表面上移动的Addibot。插入物1280示出表面区域的放大,其中描绘了示例性网格1285。网格可由各种材料形成。在一些示例中,可由对光能1240透明但在其他波长下不透明的材料创建网格,其可用作用于Addibot上的对准系统的装置以检测位置。网格还可包括各种形式的识别信息,诸如条形码、字母或其他类型的编码,以识别对准特征的位置。同样地,网格图案可提供位置校准信号,而诸如激光对准或RF对准系统的其他系统可将更全局的信息提供给它们位置上的Addibot。在一些示例中,对准网格可包括电气导电材料,并且Addibot可物理地或无线地连接到网格图案以用于对准信息。
[0160]材料挤出
[0161]参考图12C,可发现示例性材料挤出装置。加热的挤出头1241可加热挤出材料1242。挤出材料的一些示例可包括ABS、PLA以及具有相对低熔化温度的其他塑料材料。供给设备1243可用于将挤出材料1242供给到加热的挤出头1241中。可通过挤出头1244挤出熔化的或半熔化的材料,从而导致可在表面上形成的狭窄熔化材料1246。
[0162]可以以从模具型形状挤出材料的新颖方式执行材料的挤出,其中两个面用于包含限定形状的熔化材料。可存在可被形成的许多类型的形状。参考图12D,示出了基于平行板的挤出设备的基本示例。在一些示例中,所述板可被涂覆有阻止表面上的挤出材料的粘合的材料。作为非限制性示例,涂层的示例可包括无粘性聚四氟乙烯基材料以及无粘性陶瓷材料。在一些示例中,可通过送料器1252将导线形式的挤出材料1253供给到模塑设备中。送料器1252的区域可为温度控制的,并且在升高的温度下用于熔化或部分熔化挤出材料1253。在一些示例中,可通过具有涂覆材料的板1255形成矩形挤出区域1254。可通过加热装置1251加热板1255。加热装置1251可为电阻加热器、线圈加热器或能够在挤出材料1253的挤出期间加热区域的其他装置。1251处的区域可被保持在与1252不同的温度下,以允许通过矩形挤出区域1254将熔化材料强加到表面上。所产生的挤出材料可形成可大于矩形挤出区域1254的表面粘结区域1257,其中从所述矩形挤出区域1254挤出材料。当离开表面时,挤出材料1256可呈现由矩形挤出区域1254限定的形状。
[0163]可存在用于在图12D中示出的装置中挤出材料的许多方式。在一些示例中,挤出材料1253的供给可实施所述挤出。在其他示例中,活塞可将熔化材料强加到挤出装置中。在进一步的示例中,增压流体或气体可用于促使熔化材料离开其被熔化的区域并成为模塑形式。在一些示例中,可由涂覆板(诸如在图12D中的说明性装置中)形成复杂模塑形式。在一些示例中,可完成模塑形式的多个版本,其中所述
当前第4页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1