增材制造(3d打印)通常使用可以在容器中供应的例如粉末的新构造材料的供应。
附图说明
图1a示意性地图示三维(3d)打印系统的示例；
图1b示意性地图示图1a的示例的材料管理站；
图1c示意性地图示图1b的示例的材料管理站的工作区域；
图2a示意性地材料管理站的一个示例的内部回路图；
图2b是示意性地图示用于图2a的材料管理站内部回路的阀门设置信息的表格；
图2c示意性地图示图2a的材料管理站内部回路的罐中所使用的构造材料捕集器几何形状；
图3a示意性地图示机械地耦接至新构造材料供应罐的图1b的示例的材料管理站；
图3b示意性图示材料管理站中的、与对应于图3a的示例中的新构造材料供应罐电通信的数据处理系统；
图4示出根据示例概述管理增材制造材料的方法的流程图；并且
图5示意性地图示根据示例的罐连接器和新构造材料供应罐端口。
具体实施方式
如图1a中所示，根据一个示例的三维(3d)打印系统100(或增材制造系统)包括：手推车102、3d打印机104、以及材料管理站106。材料管理站106管理构造材料。
手推车102被设置为插入打印机104中的对接位置(dockingposition)，以允许打印机104在手推车102内生成3d物体。手推车还被设置为(在不同时刻)还插入材料管理站106中的对接位置107。可以在3d打印过程之前将手推车102对接(dock)在材料管理站106中，以在准备后续3d打印过程时为手推车装载构造材料。
被装载至手推车中的构造材料可以包括来自一个或多个之前打印过程循环使用的构造材料或回收的构造材料、新构造材料、或者新构造材料与循环使用的构造材料的一部分。一些构造材料可以是不可循环使用的，并且因此在该情形中，将没有回收的构造材料被用于装载手推车。构造材料可以是或包括例如粉末金属材料、粉末复合材料、粉末陶瓷材料、粉末玻璃材料、粉末树脂材料、粉末聚合物材料等。在其中构造材料是粉末基构造材料的一些示例中，术语粉末基材料意在包括干式和湿式粉末基材料两者、颗粒材料以及粒状材料。应该理解，本文所述的示例不限于粉末基材料，并且如果恰当地具有合适的改性，则可以使用其他合适的构造材料。在其他示例中，构造材料可以例如采取精细的小球的形式，或者颗粒构造材料的任何其他合适的形式。
返回图1a，手推车102也可以对接在材料管理站106(图1a中示出未与手推车102对接)中的对接位置107中，以在手推车102已经用于3d打印制造过程中之后，清洁手推车102的至少一些部件。清洁过程可以包括回收并在材料管理站106中存储来自之前打印作业的未熔合构造材料，以用于后续重新使用。在3d打印过程期间，可以熔合所供应的构造材料的一部分以形成3d物体，而同时，取决于所使用的构造材料的类型，所供应的构造材料的剩余部分可以保持未熔合并且有可能可循环使用。可以由材料管理站106在存储以用于循环之前，执行未熔合构造材料的一些处理，以例如减少凝聚。
应该理解，材料管理站106也可以包括接入面板(未示出)，以当手推车102完全与材料管理站106对接时并且当手推车102从材料管理站106完全移除时，覆盖对接位置107。
一个材料管理站106可以用于服务一个或多个不同的3d打印机。给定的3d打印机可以可交换地使用一个或多个手推车102，例如，针对不同的构造材料利用不同的手推车。材料管理站106可以在3d打印制造过程之后清洗给定构造材料的手推车102，允许手推车102被采用不同的构造材料填充以用于后续3d打印制造过程。手推车102的清洗也可以包括材料管理站106的清洗，或者可替代地，其可以包括在材料管理站106中不同构造材料的分离，以限制一种构造材料类型与另一种构造材料类型的污染。
在该示例中，手推车102具有构造平台122，正在制造的物体在其上构建。在该示例中，手推车102还包括位于构造平台122下方的构造材料储藏室124。构造平台122可以被设置为具有驱动机构(未示出)，当构造平台122对接在打印机104中时并且在3d打印制造过程期间，允许其朝向手推车102的基底诸如以步进方式逐渐向下移动，因为3d物体的打印在发展并且手推车102内的构造材料储藏室124变得耗尽。这在构造平台122的基底水平面与打印托架(未示出)之间提供了逐渐增多的距离，以容纳正在被制造的3d物体。在该示例中，当在3d打印过程中正在被打印的物体逐层构造起来时，该正在被打印的物体的大小可以逐渐增大。
该示例的3d打印机104可以通过使用构造材料沉积器托架(未示出)来将构造材料的层形成至构造平台122上而生成3d物体。由打印机104熔合每个沉积层的某些区域，以根据物体指定数据逐渐地形成物体。物体指定数据基于物体的3d形状，并且也可以提供物体属性数据，诸如与整个3d物体或3d物体的部分相对应的长度或粗糙度。在示例中，期望的3d物体属性也可以经由用户界面、经由软件驱动器或经由存储在存储器中的预定的物体属性数据而供应至3d打印机104。
在构造材料的层已经由打印机104沉积在构造平台122上之后，3d打印机104的托架(未示出)上的热(或压电)打印头的页宽阵列可以横跨构造平台122，以基于构造材料的颗粒要在何处熔合在一起的模式而选择性地沉积熔合试剂。一旦已经施加了熔合试剂，则可以使用3d打印机104的一个或多个加热元件(未示出)将构造材料的层暴露至熔合能量。构造材料沉积、熔合试剂和熔合能量施加过程可以逐层重复直至已经生成了完整的3d物体。材料管理站106可以与任何增材制造技术一起使用，并且不限于如以上示例所述的使用托架上的打印头的打印机以沉积熔合试剂。例如，材料管理站106可以与选择性激光烧结增材制造技术一起使用。
图1b示意性地图示图1a的示例的材料管理站106，以及对接在其中的图1a的手推车102。
如图1b的示例中所示，材料管理站106具有用于接收两个新构造材料供应罐(或盒)114a、114b的两个接口，两个新构造材料供应罐114a、114b可以可释放地可插入材料管理站106中。在该示例中，每个新构造材料供应罐114a、114b具有在大约三十和五十升之间的容量。在一个示例中，构造材料可以是粉末半晶体热塑性材料。提供两个新构造材料供应罐114a、114b允许执行“热调换”，以使得如果当由材料管理站106在准备增材制造过程中采用构造材料填充手推车102时，如果当前在使用的容器的构造材料变空或接近为空，则新构造材料供应源可以动态地改变到两个罐中的另一个。材料管理系统106可以具有一个或多个重量测量设备，以估计在给定时刻在一个或多个新构造材料供应源114a、114b中存在多少新构造材料。例如，当在打印机104中安装手推车102以用于3d打印制造运行之前，为手推车102装载构造材料时，可以消耗来自罐114a、114b的新构造材料。
在该示例中，使用真空系统(以下参照图2a描述)在材料管理站106内来回移动构造材料，真空系统促进系统内的清洁度并且允许在连续3d打印作业之间循环使用至少一部分构造材料，其中选择使用的构造材料的类型是可循环使用的。在该说明书中对真空系统的参考包括部分真空的真空，或者例如相对于大气压减小的压力。真空可以对应于“负压”，其可以用于表示在由大气压力围绕的回路中低于大气压力。
在可以重新使用手推车102之前，3d物体的打印的总手推车使用时间可以取决于当手推车102在打印机104中时，打印机104的打印时间以及手推车102的构造空间的内含物的冷却时间。应该理解，在打印操作之后，可以从打印机104移除手推车102，允许在总手推车使用时间已经过去之前将打印机104重新用于使用不同手推车内构造材料的其他打印操作。可以在打印时间结束处将手推车102移动至材料管理站106。在一些示例中，可以使用真空系统，从而与不采用真空系统另外将发生的3d打印制造过程相比，在3d打印制造过程之后促进构造空间内含物的更快冷却。对于真空系统的可替代示例，诸如压缩空气系统，可能产生过量灰尘，有可能使得清洁过程更困难。
在该示例中，材料管理站106具有内部定位的回收构造材料罐108(参见图1b)，如果合适的话，在回收构造材料罐108中，由真空系统从手推车102回收的构造材料被存储以用于后续重新使用。一些构造材料可以是可循环使用的，而其他的可以是不可循环使用的。在初始3d打印制造周期中，可以使用100％新的构造材料。然而，在第二以及后续打印周期上，取决于构造材料特性和用户选择，用于打印作业的构造材料可以包括一定比例的新构造材料(例如20％)以及一部分循环使用的构造材料(例如80％)。一些用户可以选择在第二和后续打印周期上主要地或排他性地使用新构造材料，例如，考虑维护打印物体的品质。内部回收构造材料罐108可以在制造后清洁过程期间变满，尽管其可以在已经执行了两个或更多后制造清洁过程之后而不是之前变满。因此，可以提供采取外部溢流罐110形式的溢流罐作为材料管理站106的一部分，以一旦内部回收构造材料罐108的容量已满或接近已满，就为回收的构造材料提供额外容量以供使用。可替代地，外部溢流罐110可以是可移除的罐。在该示例中，提供一个或多个端口作为材料管理站106的一部分，以允许构造材料输出至外部溢流罐110和/或从外部溢流罐接收构造材料。可以提供滤筛116或可替代的构造材料精炼设备以与内部回收构造材料罐108一起使用，以使得从3d打印制造过程回收的用于循环使用的未熔合构造材料更呈粒状，也就是说，减少凝聚(凝集)。
在该示例中，材料管理站106具有混合罐(或掺杂罐)112，包括混合叶片(未示出)，以用于将来自内部回收构造材料罐108的循环使用的构造材料与来自新构造材料供应罐114a、114b中的一个的新构造材料混合，以在打印制造过程之前装载时供应至手推车102。在该示例中，混合罐(或掺杂罐)112提供在材料管理站116的顶部上，当手推车112对接在其中时，在构造平台122的位置之上。混合罐112连接至混合器构造材料捕集器113(以下参照图2a描述)，以用于将构造材料输入至混合罐112中。
新构造材料供应罐114a、114b，外部溢流罐110以及材料管理站106的主体可以构建为以模块化方式装配在一起，允许许多可替代的几何形状配置用于完全组装的材料管理站106。以该方式，材料管理站106可适用于装配至制造环境不同的外壳空间中。
新构造材料供应罐114a、114b可以经由各自的供应罐连接器134a、134b可释放地连接至材料管理站106的主体。这些供应罐连接器134a、134b可以包括安全系统，以减少在3d打印系统中使用不合适的构造材料的可能性。在一个示例中，合适的新构造材料供应罐114a、114b提供有安全存储器芯片，其可以由材料管理站106的主体上的芯片阅读器(未示出)或其他处理电路读取，以验证已经安装的任何替换供应罐(盒)114a、114b的真实性。在该示例中，芯片阅读器可以提供在供应罐连接器134a、134b上并且一旦新构造材料供应罐114a、114b附接至各自的连接器134a、134b，就可以形成电连接。材料管理站106中的处理电路也可以用于，将在各自的新构造材料供应罐114a、114b中的待确定的构造材料的测得重量写至罐的安全存储器芯片上，以存储和/或更新该数值。因此，可以记录在手推车装载过程结束处保留在新构造材料供应罐114a、114b中的已授权构造材料的量。这允许限制从新构造材料供应罐114a、114b收回超过由制造者所填充量的颗粒构造材料。例如，在之前已经从新构造材料供应罐114a、114b完全收回了罐制造者的已授权新构造材料的情形中，如果新构造材料供应罐采用可替代的新构造材料重新填充，这限制可能损伤打印机或打印品质的构造材料的进一步的收回。
新构造材料供应罐114a、114b的安全存储器芯片可以存储包含在新构造材料供应罐内的构造材料的材料类型。在一个示例中，材料类型是例如陶瓷、玻璃、树脂等的材料。以该方式，材料管理站106可以确定将要由材料管理站106使用的材料类型。
图1c示意性地图示图1b的示例的材料管理站106的工作区域、示出手推车102的构造平台122和构造材料装载软管142，其提供了在图1b的混合罐112与手推车102的构造材料储藏室124之间的路径。装载软管142用于在打印机104中使用手推车102之前，为手推车102装载构造材料。图1c还示出了循环软管144，用于取出已制造的3d物体，清洁手推车102的构造平台122以及材料管理站106内周围的工作区域。在一个示例中，循环软管144通过经由泵204(参见图2a)所提供的抽吸而操作，并且提供至回收构造材料罐108(参见图1b)的封闭路径，以用于接收并保持构造材料，从而用于在后续3d打印过程中重新使用。在一个示例中，循环软管144可以由用户手动地操作以从材料管理站106的工作区域回收可循环使用的构造材料和/或清洁材料管理站106的工作区域。
图2a示意性地图示采取材料管理站106形式的构造材料管理系统的一个示例的内部回路图200。材料管理站106可以与图1a的手推车102结合使用。
如之前所述，可以经由手推车102将已打印部件与未熔合构造材料一起从3d打印机104输送至材料管理站106。随后，材料管理站106可以用来处理来自手推车102的构造材料和已打印部件。
在另一示例中，可以经由另一合适的容器、例如替代手推车102的箱子或盒(未示出)将已打印部件与未熔合构造材料一起从3d打印机104输送至材料管理站106。随后，材料管理站可以用来处理来自容器的粉末基材料和已打印部件。
材料管理站回路200包括管道(或引导通道)网络，以及用于提供横跨管道网络的压力差的泵204，以在不同部件之间输送未熔合构造材料，如以下参照图2a所述。在该示例中，泵204是抽吸泵，其操作用于生成横跨抽吸泵的压力差，以产生从基本上大气压下的空气入口穿过管道网络朝向抽吸泵的上游侧(在低于大气压的压力下或在“负压”下)的空气流。在一个示例中，泵204可以提供作为材料管理站106的整体部件，但是在另一示例中，材料管理系统106提供负压/减压接口，经由此压力接口，抽吸泵可以可拆卸地耦接或者以固定配置耦接。尽管说明书以下涉及管道网络的第一管道、第二管道、第三管道等，但除了区分一个管道与另一个管道外，不存在管道的数目上的暗示顺序。
收集软管206经由在工作区域203中采取工作区域入口端口273形式的工作区域中的端口以及管道网络的第一管道(软管至rbmt管道)272而连接至回收构造材料罐(rbmt)208。回收构造材料罐208包括了包含回收构造材料罐(rbmt)构造材料捕集器218b的回收构造材料罐(rbmt)入口区域，以及回收构造材料罐(rbmt)材料出口。rbmt入口区域是接收构造材料的流体化流以存储在回收构造材料罐208的地方。第一管道272在工作区域入口端口273和rbmt入口区域之间提供路径。工作区域入口端口273用于从收集软管206接收构造材料，并提供在第一管道272的连接至收集软管206的端部处。在其他示例中，rbmt入口区域可以直接地与工作区域203或收集软管206联通而它们之间没有第一管道272。
在该示例中，回收构造材料罐208内部提供至材料管理站106。软管至rbmt阀门242沿着第一管道272定位，以用于打开和关闭穿过第一管道272的路径。收集软管206从工作区域入口端口273延伸至工作区域203中。工作区域203包括手推车102(或另一容器)的至少一部分，并且可以维持在基本上大气压力下。来自手推车102的构造材料可以由收集软管206收集，并且通过第一管道272输送至回收构造材料罐208。回收构造材料罐208可以用于存储来自手推车102的、适用于在其他3d打印(增材制造)过程中再次使用的任何未熔合构造材料。以该方式，回收构造材料罐208可以用作缓冲存罐，以在供应未熔合构造材料以用于其他3d打印(增材制造)过程之前临时地存储未熔合构造材料。
管道网络的第二管道274(软管至溢流管道)将收集软管206连接至溢流罐210。溢流罐210包括溢流入口区域，并且第二管道274提供了在收集软管206与溢流入口区域之间的路径，在该示例中，溢流入口区域包括溢流构造材料捕集器218a(过滤器)。采取溢流罐出口端口275形式的溢流罐端口也可以提供在第二管道274的端部处。溢流罐210可以由可开启盖板(未示出)选择性地密封。采用密封配置，溢流罐210与管道网络的一个或多个溢流入口端口以及溢流出口端口流体联通。此外，采用密封配置，溢流罐210并未直接地通向大气。来自工作区域203的构造材料可以通过第二管道274和溢流罐出口端口275输送至溢流罐210中。软管至溢流阀门244沿着第二管道274定位，以用于打开和关闭穿过第二管道274的路径。来自手推车102(或另一容器)的未熔合构造材料可以由收集软管206收集，并且通过第一管道272输送至溢流罐210。溢流罐210是外部罐，其是可移除的，并且当回收构造材料罐208充满时，可以用于存储过量的可回收的(可循环使用的)构造材料。可替代地，溢流罐210可以用作废料存罐，以存储来自手推车102的不适用于循环使用的未熔合构造材料。在另一可替代方案中，溢流罐210可以用作清洗构造材料存罐，以存储来自手推车102的未熔合构造材料，以及当材料管理站106清洗未熔合构造材料时，存储来自材料管理站106中的其他处的未熔合构造材料。
泵204经由管道网络的第三管道(泵至rbmt管道)276连接至回收构造材料罐208。第三管道276提供在泵204与rbmt入口区域之间的路径。rbmt至泵阀门246沿着第三管道276定位，以用于打开和关闭穿过第三管道276的路径。
泵204也经由管道网络的第四管道(泵至溢流管道)278连接至溢流罐210。第四管道278提供泵204与溢流入口区域之间的路径。采取溢流罐真空端口279形式的溢流罐端口也可以提供在第四管道278的端部处。流体(例如空气)可以通过溢流罐真空端口279从溢流入口区域朝向泵204传送。溢流至泵阀门248沿着第四管道278定位，以用于打开和关闭穿过第四管道278的路径。
可以使用收集软管206来收集手推车102中的未熔合构造材料并且输送至回收构造材料罐208或者至溢流罐210、或者两者。可以通过沿着图2a的回路的管道打开合适的阀门而选择将要在给定时刻使用的罐。
本文参照图2a所述的阀门可以由控制器295控制，其可以例如是形成了构造材料管理站106的处理电路的一部分的可编程逻辑控制器。控制器295可以电子地打开一个或多个阀门，以基于所执行的材料输送操作而打开各自管道中的一个或多个路径。控制器295也可以电子地关闭一个或多个阀门，以关闭各自管道中的一个或多个路径。阀门可以例如是蝶形阀，并且可以使用压缩空气驱动。在另一示例中，可以由用户手动地打开和关闭一个或多个阀门。
控制器控制材料管理系统200的一般性操作。控制器可以是例如经由通信总线(未示出)耦接至存储器(未示出)的基于微处理器的控制器。存储器存储机器可执行指令。控制器295可以执行指令并且因此根据那些指令控制构造材料管理系统200的操作。
图2b是示意性地图示针对大量不同构造材料源位置和构造材料目的地位置中的每一个的、与图2a中所标注的阀门相对应的合适阀门配置的表格。表格的合适列中的记号指示相应的阀门由控制器295控制而打开，以用于特定的构造材料输送操作。例如，当将构造材料从回收构造材料罐208输送至混合罐212时，阀门256、258和254由控制器295设置而打开，而将阀门250、244、276、248、242、262、260、252a和252b设置为关闭。在可替代示例中，一些阀门可以设置为同时打开。
在示例中，由构造材料管理站106的处理电路确定可循环使用性指示符。可循环使用性指示符可以指示手推车102(或容器)中的构造材料包括可循环使用或可回收的材料。当确定手推车102中的未熔合构造材料不可循环时或当回收构造材料罐208充满时，可以将未熔合构造材料输送至溢流罐210。
为了将未熔合构造材料从手推车102(或容器)输送至溢流罐210，可以例如由控制器295电子地打开在收集软管206与溢流罐210之间的第二管道274中的软管至溢流阀门244，以及在泵204与溢流罐210之间的第四管道278中的溢流至泵阀门248。当泵在使用中时，提供从泵至收集软管206的压力差。也就是说，在泵204处的压力低于在收集软管206处的压力。压力差使得构造材料能够从手推车102(或容器)输送至溢流罐210。在收集软管206的端部附近的构造材料(和空气)(在近似大气压下)从收集软管206沿着第二管道274并穿过软管至溢流阀门244输送至溢流罐210。以密封配置提供溢流罐210。在溢流罐210处，构造材料与空气流分离并且从溢流入口区域滴落至溢流罐210中。空气(和任何残留的构造材料)沿着第四管道278并且穿过溢流至泵阀门248而朝向泵204继续行进，泵204处于减小的压力下。
为了帮助限制未熔合构造材料穿过溢流罐210的溢流入口区域朝向泵204而进入第四管道278中，溢流入口区域可以包括溢流构造材料捕集器218a(例如粉末捕集器)。溢流构造材料捕集器218a被设置为从第二管道274收集构造材料并且将构造材料(例如粉末)转移至溢流罐210中。因此，溢流构造材料捕集器218a帮助限制构造材料传送通过溢流罐210的溢流入口区域，并且经由溢流罐真空端口279进入第四管道278以朝向泵204运动。
溢流构造材料捕集器218a可以包括过滤器(例如丝网)，其收集从溢流罐210输送的构造材料。因此，过滤器将构造材料与溢流入口区域中的空气流分离。过滤器中的孔洞足够小以限制至少95％的构造材料通过，但是允许空气流相对自由地穿过过滤器。过滤器中的孔洞可以足够小以限制至少99％的构造材料通过，而同时仍然允许空气流相对自由地穿过过滤器。由过滤器收集的构造材料可以从溢流入口区域滴落至溢流罐210中。
可以以类似方式将手推车102(或容器)中的可回收未熔合构造材料输送至回收构造材料罐208。为了将未熔合构造材料从手推车102输送至回收构造材料罐208，可以如上所述由控制器295电子地打开在收集软管206与回收构造材料罐208之间的第一管道272中的软管至rbmt阀门242，以及在泵204与回收构造材料罐208之间的第三管道276中的rbmt至泵阀门246。当泵在使用中时，提供从泵至收集软管206的压力差。也就是说，在泵204处的压力低于在收集软管206处的压力。压力差使得构造材料能够从手推车102(或容器)输送至回收构造材料罐208。在收集软管206端部附近的构造材料(和空气)(在近似大气压力下)从收集软管206沿着第一管道272并穿过软管至rbmt阀门242输送至回收构造材料罐208。在回收构造材料罐208处，构造材料与空气流分离并且从rbmt入口区域滴落至回收构造材料罐208中。空气(和任何残留的构造材料)沿着第三管道276并且穿过rbmt至泵阀门246而朝向泵204继续行进，泵204处于相对于大气压力减小的压力下。
回收构造材料罐208、溢流罐210以及混合罐212中的每一个分别具有构造材料捕集器218b、218a、218c。这些构造材料捕集器218a、218b、218c执行如图2c中示意性地示出的构造材料的输入流体化流的气旋过滤。构造材料捕集器218的入口296接收构造材料的流体化流并且由泵204的抽吸所生成的离心力将构造材料推至构造材料捕集器218的外侧壁297。在一个示例中，构造材料捕集器218的外侧壁297具有圆形截面，并且输入的构造材料经由对于构造材料捕集器218的外侧壁297的气旋作用而迁移，直至输入的空气到达下方出口，在此上面构造材料颗粒向下滴落至构造材料捕集器218中的真空密封的接收器299中。因此，构造材料捕集器218将构造材料的流体化流分离成沉积在相关联的罐中的粉末成分，以及经由构造材料捕集器218中提供至泵204的接口的空气出口298而朝向泵204抽吸的空气成分。过滤器(未示出)可以提供在构造材料捕集器218的空气出口298中，以减小任何剩余构造材料在分离空气流中到达泵204的可能性。构造材料捕集器218经由促进在所使用的构造材料捕集器内形成气旋的其几何形状而提供了高效的粉末分离。构造材料捕集器218提供了在空气流中构造材料的输送以及在罐中粉末的存储，而同时将空气流朝向泵204转移出罐。构造材料捕集器提供过滤器以捕获在空气流中从气旋摆脱的残留粉末，以限制其到达泵204。构造材料捕集器218是具有在相应的罐入口区域处分离空气与构造材料的功能的构造材料过滤器的一个示例。在其他示例中，一旦到达使用除了气旋过滤器之外的过滤器的目的地罐，空气流就与流体化构造材料分离。例如，可以使用扩散过滤器。
返回图2a，回收构造材料罐208的rbmt入口区域也可以包括rbmt构造材料捕集器218b(例如粉末捕集器)或另一类型rbmt构造材料过滤器，以将构造材料和空气与构造材料的输入流体化流分离。rbmt构造材料捕集器218b以与溢流罐210中的溢流构造材料捕集器218a相同或类似方式工作，以帮助收集构造材料并将构造材料转移至回收构造材料罐208中，以帮助限制构造材料穿过第三管道276而朝向泵204运动。
如上所述，当经由收集软管206从手推车102收集材料时，用户可以移动收集软管的、在包括手推车102的工作区域203周围的端部，以从手推车102收集尽可能多的构造材料。
还经由管道网络的第五管道(溢流至rbmt管道)280连接回收构造材料罐208。也可以在第五管道280的端部处提供采取溢流罐入口端口281形式的溢流罐端口。可以将来自溢流罐210的构造材料通过第五管道280和溢流罐入口端口281输送至回收构造材料罐208中。
回收材料罐208与溢流罐入口端口281之间的第五管道280包括在通向rbmt构造材料捕集器的路径中的溢流至rbmt阀门250。在必须采用回收构造材料重新填充回收构造材料罐208的情况中，可以打开在回收构造材料罐208与溢流罐210之间第五管道280中的溢流至rbmt阀门250，以及在回收构造材料罐208与泵204之间第三管道276中的rbmt至泵阀门246。如上所述，可以由控制器295电子地打开阀门中的每一个。当泵在使用中时，提供从泵至溢流罐210的压力差。也就是说，在泵204处的压力低于在溢流罐210处的压力。在该示例中，以未密封配置提供溢流罐210，并且包括通向大气的空气入口(未示出)，以在溢流罐210内维持近似大气压力。压力差使得构造材料能够从溢流罐210输送至回收构造材料罐208。空气通过空气入口流入溢流罐210中。溢流罐中的构造材料(和空气)从溢流罐210沿着第五管道280并穿过溢流至rbmt阀门250输送至回收构造材料罐208。在回收构造材料罐208处，构造材料与空气流分离并且从rbmt入口区域滴落至回收构造材料罐208中。空气(和任何残留的构造材料)沿着第三管道276并穿过rbmt至泵阀门246而朝向泵204继续行进，泵204处于减小的压力下。
材料管理站回路200也包括混合罐212。混合罐212可以用于将来自回收构造材料罐208的回收构造材料与来自新构造材料供应罐214a或214b的新构造材料混合，准备用于3d打印过程中。
尽管在该示例中示出两个新构造材料供应罐214a、214b，但在其他示例中，可以使用一个或多个新构造材料供应罐214a、214b。当合适时，可以使用更多新构造材料供应罐214a、214b。
每个新构造材料供应罐214a、214b经由管道网络的第六管道(新构造材料管道)282和新构造材料供应罐端口283a、283b连接至混合罐212。新构造材料供应罐端口283a、283b用于从各自的新构造材料供应罐214a、214b输出构造材料。每个新构造材料供应罐214a、214b具有在各自的新构造材料供应罐214a、214b与混合罐212之间的第六管道282中的相关联的材料供应罐盒至混合器阀门252a、252b。每个新构造材料供应罐214a、214b也包括空气入口阀门，由此来确保空气可以进入新构造材料供应罐214a、214b，以将新构造材料供应罐214a、214b内的空气压力维持在近似大气压力下。
混合罐212经由管道网络的第七管道(泵至混合器管道)284而连接至泵204。在混合罐212与泵204之间的第七管道284包括混合器至泵阀门254，其可以打开或关闭，以打开并关闭穿过第七管道284的通道。
为了将新构造材料从新构造材料供应罐214a或214b输送至混合罐212，打开材料供应罐盒至混合器阀门252a或252b以及在混合罐212与泵204之间的第七管道284中的混合器至泵阀门254。如上所述，可以由控制器295电子地打开阀门中的每一个。当泵204正在使用时，提供从泵204至新构造材料供应罐214a或214b的压力差。也就是说，在泵204处的压力低于在新构造材料供应罐214a或214b处的压力。压力差使得构造材料能够从新构造材料供应罐214a或214b输送至混合罐212。在新构造材料供应罐214a或214b中的构造材料(和空气)从新构造材料供应罐214a或214b沿着第六管道282并穿过盒至混合器阀门252a或252b输送至混合罐212。在混合罐212处，构造材料与空气流分离并且从混合器入口区域滴落至混合罐212中。空气(和任何残留的构造材料)沿着第七管道284并穿过混合器至泵阀门254而朝向泵204继续行进，泵204处于减小的压力下。
混合罐212的混合器入口区域也可以包括混合器构造材料捕集器218c(例如粉末捕集器)或任何类型的混合器构造材料过滤器，以分离空气流与构造材料流，其以与溢流构造材料捕集器218a和rbmt构造材料捕集器218b相同或类似方式操作。混合器构造材料捕集器218c帮助收集构造材料并将构造材料转移至混合罐212中，并帮助限制构造材料穿过第七管道284而朝向泵204运动。
混合罐212也经由顺序地从回收构造材料罐208延伸至混合罐212的管道网络的第八管道(rbmt至混合器管道)286以及管道网络的第九管道288连接至回收构造材料罐208。第九管道288可以是rbmt至混合器管道286的一部分。
在一些示例中，滤筛216可以位于rbmt至混合器管道286中，或者在回收构造材料罐208与混合罐212之间的第八管道286与第九管道288之间。滤筛216可以用于将材料的凝聚体和较大部分与从回收构造材料罐208输送的循环使用的构造材料或回收的构造材料分离。通常，材料的凝聚体和较大部分不适用于在其他3d打印过程中循环使用，因此滤筛可以用于从构造材料移除这些部分。滤筛216包括空气入口(未示出)，以确保空气可以进入滤筛216以将滤筛216内的空气压力维持在近似大气压力下。在一些示例中，rbmt至混合器管道286可以不连接至回收构造材料罐208的构造材料出口。在其他示例中，将回收构造材料罐208的出口连接至混合罐212的混合器构造材料捕集器218c中的构造材料的管道可以形成闭合回路。
rbmt至滤筛阀门256位于回收构造材料罐208与滤筛216之间的第八管道286中，并且滤筛至混合器阀门258位于滤筛216与混合罐212之间的第九管道288中。rbmt至滤筛阀门256和滤筛至混合器阀门258可以打开或关闭，以打开和关闭在回收构造材料罐208与混合罐212之间的第八管道286和第九管道288。可以由控制器295电子地打开或关闭阀门。
为了将构造材料从回收构造材料罐208输送至混合罐212，可以打开在回收构造材料罐208与混合罐212之间的第八管道286和第九管道288中的rbmt至滤筛阀门256和滤筛至混合器阀门258两者，以及第七管道284中的将混合罐212连接至泵204的混合器至泵阀门254。回收构造材料罐208中的构造材料可以例如通过重力穿过第八管道286向下滴落至滤筛216中。当泵204正在使用时，提供从泵204至滤筛216的压力差。也就是说，在泵204处的压力低于在滤筛216处的压力。压力差使得构造材料能够通过重力从回收构造材料罐208输送至滤筛216，并通过抽吸输送至混合罐212。回收构造材料罐208中的构造材料通过rbmt材料出口、沿着第八管道286并穿过rbmt至滤筛阀门256输送至滤筛216。滤筛216中的构造材料(和空气)从滤筛216沿着第八管道288并穿过滤筛至混合器阀门258输送至混合罐212。在混合罐212处，构造材料与空气流分离并且从混合器入口区域滴落至混合罐212中。空气(和任何残留的构造材料)沿着第七管道284并穿过混合器至泵阀门254而朝向泵204继续行进，泵204处于减小的(负)压力下。
可以如上所述将来自回收构造材料罐208的循环使用的构造材料与来自新构造材料供应罐214a或214b的新构造材料的当前选定比率传输至混合罐212。新构造材料与回收的构造材料的比率可以是任何选定比率。比率可以取决于构造材料的类型和/或增材制造过程的类型。在选择性激光烧结过程中，比率可以例如是50％新构造材料比50％回收的构造材料。在打印头盒3d打印过程的一个示例中，比率可以是80％回收的构造材料比20％新构造材料。对于一些构造材料，可以使用100％新构造材料，但是对于其他构造材料，可以使用至多100％回收的构造材料。新构造材料和回收的构造材料可以例如使用旋转的混合叶片213而在混合罐212内混合在一起。
一旦充分混合了新构造材料和回收的构造材料，就可以通过混合器至手推车阀门260、管道网络的第十管道(混合器至手推车管道)290、采取工作区域出口端口291形式的工作区域端口将混合构造材料从混合罐212输送至工作区域203并输送至手推车102中。来自混合罐212的构造材料可以穿过工作区域出口端口291至工作区域203中。手推车102(或容器)可以基本上位于混合罐212下方，使得重力可以辅助将混合构造材料穿过混合器至手推车阀门260、第十管道290、工作区域出口端口291和工作区域203而从混合罐212输送至手推车102。
一旦采用足够的用于给定3d打印运行的构造材料来填充手推车102，手推车102就可以返回至3d打印机104。可以由材料管理站106的控制器295基于当手推车在手推车填充工作流开始处对接在材料管理站106中时，材料管理站106检测到多少构造材料在手推车中，而控制用于打印作业的、填充手推车102的构造材料的合适的量。随后，控制器可以采用由用户针对用户所期望的特定打印作业所需的构造材料的特定量(剂量)而填充手推车。通过使用填充水平面传感器(未示出)(诸如混合罐212中的测压器)实现定量加料以输出指示混合罐中未熔合构造材料的量的填充水平数值。填充水平传感器可以是一个或多个测压器，或者任何其他类型的传感器，诸如基于激光的传感器、微波传感器、雷达、声纳、电容性传感器等。当填充水平传感器是测压器时，填充水平数值可以是指示存储容器中未熔合构造材料质量的电信号。
可以在材料管理站106中实施多个不同的工作流。这些工作流由用户管理，但是可以由材料管理站106上数据处理器提供一些程度的自动化。例如，用户可以从材料管理站106上数字显示器选择工作流。针对具有一个材料管理站106和一个打印机104的用户，示例工作流循环可以是填充手推车102、接着打印3d物体、然后从材料管理站106中的构建空间取出物体，接着是后续打印操作和构建空间的对应的取出等。然而，材料管理站106可以服务两个或更多个打印机，使得可以由材料管理站106执行连续取出和手推车填充操作。用户也可以选择以随机顺序执行手推车填充、打印和取出功能。
针对工作流操作中的每一个，材料管理站106的用户界面可以知道用户采取可以作为工作流操作的一部分而执行的特定的手动操作。例如，为了执行取出操作，用户界面可以指示用户如前所述在收集区域203周围移动收集软管206。此外，材料管理站106可以自动地初始化工作流操作的其他功能。例如，为了执行取出操作，材料管理站106可以自动地操作泵204，而同时用户在收集区域203周围移动收集软管206以从手推车102回收构造材料。材料管理站106可以执行的任何工作流操作可以完全自动地通过用户界面发送信号至用户，而无需请求用户确认来继续。如果工作流操作将呈现潜在的安全风险，则另外的完全自动化的工作流操作可以要求用户确认以继续。
例如，为了为手推车102装载构造材料，用户设置该工作流操作，随后材料管理站106自动地发起顺序要求的不同操作。控制材料管理站106以将构造材料从回收构造材料罐208发送至混合罐212。进一步控制材料管理站106以将新构造材料从新构造材料供应罐214a、214b中的至少一个发送至混合罐212。随后控制材料管理站106以掺杂在混合罐212中的混合物。混合罐212中的混合构造材料可以随后释放至手推车102。在示例中，该工作流操作作为批处理而完成，并且因此可以连续地重复循环以完全地填充手推车102。
在一些过程中，小部分(例如1％)的构造材料可以穿过构造材料捕集器218a、218b、218c(例如粉末捕集器)并且可以朝向泵204运动。
在一些示例中，附加的rbmt构造材料捕集器220(例如粉末捕集器)可以位于将第三管道276、第四管道278和第七管道284中的每一个连接至泵204的管道网络的第十一管道(泵送料管道)292中。附加的rbmt构造材料捕集器220连接至rbmt入口区域。附加的rbmt构造材料捕集器220收集可以已经穿过溢流构造材料捕集器218a、rbmt构造材料捕集器218b或混合器构造材料捕集器218c中的任一个的构造材料，以帮助限制其到达泵204。附加的rbmt构造材料捕集器220中所收集的构造材料可以通过打开捕集器至rbmt阀门262而输送至回收构造材料罐208中。可以由控制器295电子地打开捕集器至rbmt阀门262。rbmt构造材料捕集器220可以以与溢流构造材料捕集器218a、rbmt构造材料捕集器218b和混合器构造材料捕集器218c中的每一个相同或类似的方式而工作。构造材料可以通过重力从rbmt构造材料捕集器220输送至回收构造材料罐208。
泵过滤器222也可以位于管道网络的与泵204相邻的第十二管道294中。该泵过滤器222帮助收集可以已经穿过溢流构造材料捕集器218a、rbmt构造材料捕集器218b或混合器构造材料捕集器218c以及附加rbmt构造材料捕集器220中的任一个的任何构造材料。这帮助限制构造材料到达泵204，由此减小了泵204的功能受损的可能性，如果大量构造材料到达泵，则这种情况就可能发生。
在任何时刻，当材料管理站106将用于处理不同材料类型的构造材料(例如不同材料)时，可以控制材料管理站回路200以实施清洗过程，从而清洗从材料管理站回路200至溢流罐210的基本上当前材料类型的所有构造材料。新构造材料供应罐214a、214b可以从构造材料站回路200断开连接，并且存储以用于限制当前材料类型的新构造材料的损耗。
在一个示例中，当已经使用收集软管206收集了手推车102中未熔合构造材料并且将其输送至回收构造材料罐208或至溢流罐210或两者时，执行清洗过程。可替代地，清洗过程可以包括使用收集软管206，以将手推车102中未熔合构造材料输送至溢流罐210，如前所述。
清洗过程包括将回收构造材料罐208中的任何未熔合构造材料输送至溢流罐210。为了将未熔合构造材料从回收构造材料罐208输送至溢流罐210，可以打开回收构造材料罐208与混合罐212之间的第八管道286和第九管道288中的rbmt至滤筛阀门256和滤筛至混合器阀门258，以及在第十管道290中的混合器至手推车阀门260、收集软管206与溢流罐210之间的第二管道274中的软管至溢流阀门244以及泵204与溢流罐210之间的第四管道278中的溢流至泵阀门248。回收构造材料罐208中的任何构造材料通过重力穿过第八管道286向下滴落至滤筛216中。可以在已经完成了手推车102中未熔合构造材料的任何清洁之前或之后将收集软管206直接地连接至第十管道290。当泵204正在使用时，经由溢流至泵阀门248、溢流罐210、软管至溢流阀门244、收集软管206、混合器至手推车阀门260、混合罐212以及滤筛至混合器阀门258而提供从泵204至滤筛216的压力差。经由第八管道286和rbmt至滤筛阀门256通过重力将回收材料罐208中构造材料输送至滤筛216。也就是说，在泵204处的压力低于在滤筛216处的压力。压力差使得构造材料能够从回收构造材料罐208输送至滤筛216并至溢流罐210上。在溢流罐处，构造材料与空气流分离并且从溢流入口区域滴落至溢流罐210中。空气(和任何残留的构造材料)沿着第四管道278并穿过溢流至泵阀门248而朝向泵204继续行进，泵204处于减小的压力下。由此可见，滤筛216、混合罐212中或者在第八管道286、第九管道288、第十管道290或第二管道274中的任一个中的任何未使用构造材料也可以输送至溢流罐210。以该方式，可以将材料管理站回路200中的基本上所有未熔合构造材料输送至溢流罐210。
可替代地，可以如前所述将回收构造材料罐208中未熔合构造材料输送至手推车102。随后，可以将手推车102中未熔合构造材料输送至溢流罐210，也如前所述。因此，可以提供将未熔合构造材料从回收构造材料罐208输送至溢流罐210的可替代方式而不直接将收集软管206连接至第十管道290。
清洗过程也可以包括一个或多个另外清洗过程要素，其中穿过材料管理站回路200的管道网络的任意部分输送牺牲材料，其可以仍然包含当前材料类型的至少一定量的未熔合构造材料。牺牲材料可以用于移除材料管理站回路200中剩余的当前构造材料的至少一些。在一个示例中，牺牲材料可以是将要后续用于材料管理站106中的不同构造材料类型的构造材料。牺牲材料可以可替代地是并非构造材料的惰性材料(例如硅)。以该方式，在清洗过程结束处在材料管理站106中剩余的任何少量牺牲材料不可能干扰材料管理站106的进一步操作。
在完成了清洗过程、并且材料管理站回路200中基本上所有未熔合构造材料都在溢流罐210中之后，可以随后从材料管理站106移除溢流罐210，例如用于存储或清除，并且可以将另一溢流罐(未示出)连接至材料管理站106。另一溢流罐可以是空的，或者另一溢流罐可以包含从该(或其他)材料管理站106之前清洗出的构造材料。
可以响应于用户输入或者自动地执行清洗过程。当自动地执行清洗时，可以控制材料管理站回路200，以当包含不同材料的手推车102插入材料管理站106中的对接位置107中时实施清洗过程。在该示例中，材料类型被电子地记录在手推车102(或另一容器)的存储器芯片上。存储器芯片由材料管理站106的处理电路可读，从而确定手推车102(或另一容器)中的材料的材料类型。可替代地或此外，可以控制材料管理站回路200，以当包含不同材料类型的一个或多个新构造材料供应罐214a、214b连接至材料管理站回路200时实施清洗过程。在该示例中，材料类型被电子地记录在新构造材料供应罐214a、214b的存储器芯片上。存储器芯片由材料管理站106的处理电路可读，从而确定在新构造材料供应罐214a、214b中的材料的材料类型。在其他示例中，可以控制材料管理站回路200以当从材料管理站回路200移除新构造材料供应罐214a、214b两者时实施清洗过程。应该知晓，可以基于之前讨论的规则控制材料管理站106以向用户提供可以执行清洗过程的指示。
图3a示出增材制造材料管理站306的示例。材料管理站306可以包括如上关于图2所述的任何特征，并且可以以类似的方式操作，以在不同部件之间输送颗粒构造材料(例如粉末构造材料)。
在该示例中，材料管理站306包括收集罐12，用于接收材料管理站的主体内的新构造材料和/或回收的构造材料。收集罐312包括用于从新构造材料供应罐314接收新构造材料315的入口340。收集罐312也可以包括用于将离开收集罐312的构造材料转移至容器302中的出口341。容器302可以是如关于图1a、图1b和图2的手推车。可替代地，容器302可以是用于保持构造材料的分立的箱子或罐。出口管道342可以连接在出口341和容器302之间，以帮助将构造材料从收集罐312输送至容器302。
供应管道382可以连接在到收集罐312的入口340与新构造材料供应罐314之间。供应管道382可以提供罐连接器385，用于可拆卸地连接至新构造材料供应罐314的新构造材料罐端口383。供应管道382可以可拆卸地连接至到收集罐312的入口340。管道382的另一端(例如罐连接器385)可以从新构造材料供应罐314断开连接，使得可以更换新构造材料供应罐314。例如，当其为空时，可以采用满的新构造材料供应罐314更换空的新构造材料供应罐314。在另一示例中，可以采用包含不同新构造材料315的不同新构造材料供应罐314更换新构造材料供应罐314。
新构造材料供应罐314提供有数据存储芯片394，并且当新构造材料供应罐机械地连接至供应管道382时，读写电通信(双向电通信)可以建立在材料管理站306与新构造材料供应罐314的数据存储器芯片之间。可以加密材料管理站306与新构造材料供应罐314上的数据存储器芯片394之间的电通信以及记录至数据存储器芯片上的数据。新构造材料供应罐314的数据存储器芯片可以是安全存储器芯片。
在所图示的示例中，材料管理站306提供有数据通信电缆387，其可释放的可连接至新材料供应罐314，以用于在材料管理站的主体与新材料供应罐之间的直接电通信。在本示例中，数据通信电缆387终止在罐连接器385处，当罐连接器385机械地联接至新构造材料罐314的新构造材料罐端口383时，额外地在材料管理站306与新构造材料供应罐314之间提供电通信。可替代地，材料管理站可以提供有数据通信电缆，具有可拆卸地可连接至与供应管道和罐连接器分离的新材料供应罐的相应电连接器。
可替代地，可以例如通过在材料管理站306与新构造材料供应罐314的数据存储器芯片394之间提供双向射频(rf)连接而在材料管理站306与新构造材料供应罐314之间提供读写通信。rf连接的使用可以简化材料管理站306与新构造材料供应罐314之间的机械连接。
在所图示的示例中，罐连接器385具有芯片阅读器389，以通过将新构造材料供应罐端口383中的电极焊盘393与可弹性形变的电极395接触而电连接至新材料供应罐314上的数据存储器芯片394。电极焊盘393电连接至新材料供应罐314的数据存储器芯片394。数据通信电缆387在芯片阅读器389与材料管理站306的数据处理器392之间传递数据。
当供应管道382的罐连接器385机械地连接至新构造材料供应罐314时，材料管理站306可读取之前已经写入至材料供应罐的数据存储器芯片394上的数据。例如，之前已写入的数据可以记录新构造材料供应罐314的罐标识符，可以记录新构造材料供应罐内的新构造材料315的类型，并且可以记录在首次后制造使用之前在新构造材料供应罐内所包含的新构造材料315的初始量和/或在使用之后在新构造材料供应罐内保持的新构造材料315的所记录残留量。此外，材料管理站306可以将数据写入至新构造材料供应罐314的数据存储器芯片394。例如，当将新构造材料向上抽离供应管道382时(或之后)，可以将数据写入至数据存储器芯片394以更新其中的新构造材料315的所记录残留量的记录。
在数据存储器芯片394上记录的一些数据可以是只读数据(例如新构造材料315的类型)，并且所记录数据的一些可以由材料管理站306重写(例如新构造材料315的量)。数据存储器芯片394可以是安全的和/或加密的，以防止或阻止从数据存储器芯片读取和/或向其写入，除了兼容的材料管理站306之外(例如利用已经成功完成了握手协议之后所建立的通信)。此外，数据存储器芯片394可以由将对应于新构造材料的残留量的记录数据限制为单调计数的约束所保护，与减小的所记录残留量(例如单向计数器)相符合。
材料管理站306的数据处理器392可以读取记录在新构造材料供应罐314的数据存储器芯片394上的罐标识符，并且使用罐标识符以识别包含在新构造材料供应罐中的新构造材料315的类别(例如通过咨询数据处理器的查找表)。如果通过读取罐标识符所识别的新构造材料315的类型与3d打印系统100的3d打印机104不兼容，则数据处理器防止将新构造材料315抽吸至材料管理站306中，例如防止将新构造材料抽吸至供应管道382中，以保护3d打印机避免通过使用不兼容构造材料引起的损伤。
可以通过关闭在混合罐212和泵204之间的第七管道284中的材料供应罐盒至混合器阀门252a或252b(与各自材料供应罐214a或214b、314相关联)以及混合器至泵阀门254而防止将新构造材料315从新构造材料供应罐314收回，进而防止将材料供应罐214a、214b、314耦接至来自泵204的负压(减小的压力)。可替代地或者此外，可以通过关闭供应管道282、382的阀门252a、252b而防止从新构造材料供应罐214a、214b、314收回新构造材料315，进而防止将材料供应罐214a、214b、314耦接至来自泵204的负压。
如果数据处理器392无法从新构造材料供应罐314读取罐标识符，则数据处理器可以防止从新构造材料罐将新构造材料315吸入材料管理站306中，这可以保护3d打印机避免通过使用不兼容构造材料引起的损伤。
如果数据处理器392检测到在新构造材料供应罐314中的构造材料315的记录的残留量在阈值水平(例如零)处或低于阈值水平，则数据处理器防止从新构造材料供应罐将新构造材料315抽吸至材料管理站306中。例如，材料管理站306可以完全提取构造材料供应罐314的内含物，并且将数据(例如状态标记)写入数据存储器芯片394以指示不再使用供应罐。因此，在制造之后已经重新填充了新构造材料供应罐314的情况中，数据处理器392可以防止进一步收回构造材料超过制造者填充新构造材料供应罐314的新构造材料的初始量(也即在首次使用之前)。
防止从新构造材料供应罐314收回过量新构造材料保护3d打印机免受通过不兼容构造材料的正在进行的使用而引起的损伤的风险，并且提供对于由并未得到新构造材料供应罐的制造者授权的新构造材料污染不兼容新构造材料的制止。可以细致地微调3d打印机的操作参数为已授权构造材料的属性，并且可替代的构造材料的使用将导致不良的3d打印品质，无法成功打印，对于3d打印机的打印头的损伤(例如由于过量精细粉末回溅至打印头上)，或者热耗散(thermalrun-away)问题(例如不受控的融化)。这些事件具有损伤3d打印机的风险，以及损害被打印的物体的品质。
因此，在新构造材料供应罐314的数据存储器芯片394上记录新构造材料供应罐314中的新构造材料315的确定的残留量，使得其他材料管理站306能够检测由已经重新填充的新构造材料供应罐所展示的风险，并且防止进一步收回构造材料超过制造者为新构造材料供应罐所填充的新构造材料的初始量。
可替代地或此外，可以由材料管理站306本地的和/或由在其上已经将记录的数据与构造材料供应罐314的唯一标识符相关联的中央数据库来记录新构造材料315的确定的残留量。
收集罐312包括用于测量收集罐312内构造材料的总量的量传感器(quantitysensor)。在所图示的示例中，量传感器是重量传感器390。重量传感器390可以包括放置在收集罐312内的测压元件。可替代地，可以提供称量新构造材料供应罐的重量的传感器，例如具有在材料管理站306的料斗中的重量传感器，在使用中供应罐位于其上。在进一步可替代示例中，量传感器可以是体积传感器。
重量传感器390可以形成数据处理系统310的一部分，如图3b中所示。在该示例中，数据处理系统310包括重量传感器390，数据处理器392，在材料管理站306中的补充数据存储器芯片1394(并未要求在所有实施例中)，以及输出显示器396(并未要求在所有实施例中)。数据处理器392可以包括在图2a的控制器295内。
重量传感器390被配置为将重量数据传输至数据处理器392，其可以例如经由合适的电路连接至重量传感器。数据处理器392从重量传感器390接收重量数据以允许数据处理器392确定吸出新构造材料供应罐314的新构造材料315的重量。通过知晓新构造材料供应罐314中的新构造材料315的量、例如通过从数据存储器芯片394读取新构造材料供应罐314中的新构造材料315的残留量，这允许数据处理器392计算新构造材料供应罐314中剩余的新构造材料315的更新的残留值。数据处理器392可以随后将更新的残留值写至新构造材料供应罐314的数据存储器芯片394。进一步，如果数据处理器392检测到新构造材料供应罐314中的新构造材料315的计算得到的更新的残留量在阈值水平(例如零)处或低于阈值水平，则数据处理器防止从新构造材料供应罐将新构造材料315抽吸至材料管理站306中。
例如，可以经由管道382从初始填满的新构造材料供应罐314将新构造材料315的一部分转移至收集罐312。收集罐312中的重量传感器390(或者可替代地，新构造材料供应罐314下方的重量传感器)可以测量从新构造材料供应罐收回并添加至收集罐的新构造材料315的重量。数据处理器392可以从重量传感器390接收对应于添加至收集罐312的新构造材料315重量的重量数据，并且可以从构造材料供应罐314内的构造材料315的所记录的初始重量减去添加至收集罐312的新构造材料315的重量。因此，数据处理器392可以计算构造材料供应罐314内的新构造材料315的剩余重量，这可以随后更新至数据存储器芯片394上。
可以在新构造材料供应罐314的制造期间控制或测量新构造材料供应罐314中的新构造材料315的初始重量。因此，可以在首次后制造使用之前，在新构造材料供应罐314的数据存储器芯片394上存储在新构造材料供应罐314中的新构造材料315的初始重量。可替代地，如果构造材料供应罐314中的新构造材料315的初始重量尚未知晓，则可以测量构造材料的初始重量，例如在将新构造材料供应罐314连接至材料管理站306的管道382之前使用重量传感器(未示出)。
补充数据存储器芯片1394(并未要求在所有实施例中)可以包括在数据处理系统390中并且可以与材料管理站306集成。辅助数据存储器芯片1394可以存储在构造材料供应罐314中剩余的新构造材料315的重量，以及收集罐312中的构造材料的重量。数据处理器392可以将构造材料供应罐314内的新构造材料315的计算得到的剩余重量写入和/或更新至数据存储器芯片394和1394。可替代地或此外，数据处理器392可以将从新构造材料供应罐314移除的新构造材料315的总重量写入和/或更新至数据存储器芯片394和1394。补充数据存储器芯片1394可以记录关于构造材料供应罐314以及从构造材料供应罐收回的新构造材料的数据。数据记录可以在已经完成了新构造材料315的收回之后发生，或者可以在新构造材料的收回期间发生，例如作为实时更新。
可将新构造材料的其他部分从新构造材料供应罐314转移至收集罐312。可以将新构造材料315的其他部分添加至空的收集罐312或基本上空的收集罐312，或者可以除了收集罐312内已有的构造材料之外而添加至收集罐312。
数据处理器392可以从重量传感器390获得与收集罐312内的新构造材料的另一部分重量相对应的其他重量数据，并且可以处理其他重量数据以计算构造材料供应罐314中剩余的新构造材料的总重量。
例如，如果将新构造材料的其他部分添加至空的收集罐312或基本上空的收集罐312，则重量传感器可以测量收集罐内的构造材料的总重量。数据处理器可以从重量传感器390接收重量数据，并且可以使用重量数据以计算新构造材料供应罐314内的构造材料315的剩余重量。
为了计算由罐制造者所提供的新构造材料供应罐314中的新构造材料315的残留重量，数据处理器可以从数据存储器芯片394获得与之前转移至收集罐312的新构造材料的总重量相对应的数据。数据处理器392可以随后将之前转移的构造材料的重量添加至收集罐312内构造材料的其他部分的重量(如由重量传感器390所测量)，以由此计算已经从构造材料供应罐314转移至收集罐312的新构造材料的总重量。数据处理器392可以随后将该已更新残留重量数据写入数据存储器芯片394以用于进一步计算。
数据处理器392可以从构造材料供应罐314中的新构造材料315的初始重量减去已经从新构造材料供应罐314转移的新构造材料的总重量，以由此计算新构造材料供应罐314中的新构造材料315的剩余重量。
在另一示例中，数据处理器392可以从数据存储器芯片394获得与在新构造材料供应罐314中剩余的新构造材料315的重量相对应的数据。该数据可以在前一个计算之后由数据处理器392已经写入数据存储器芯片394。数据处理器392可以随后减去转移至收集罐312的新构造材料的其他部分的重量(如由重量传感器390所测量)，并且从之前记录在新构造材料供应罐314中的新构造材料315的剩余重量减去该重量数据，以计算新构造材料供应罐314中的新构造材料315的新剩余重量。
材料管理站306可以包括输出显示器396(并未要求在所有实施例中)，例如led屏幕，其可以显示确定为在新构造材料供应罐314中的新构造材料的残留重量和/或收集罐312内的构造材料的总重量。输出显示器396可以形成如图3b中所示的数据处理系统310的一部分。数据处理器392可以连接至输出显示器396以将重量数据传输至输出显示器396。
如以上关于图2所述，收集罐312也可以从材料管理系统中所包括的可循环构造材料罐接收可循环构造材料。为了简便，将不再详细讨论可循环构造材料罐。
可循环构造材料可以由收集罐312通过另一入口(未示出)接收。如以上关于图2所述，管道可以连接在收集罐312与可循环材料罐之间以用于将可循环构造材料从可循环构造材料罐输送至收集罐312。管道可以在一端处连接至收集罐312的另一入口。
可以在任何时刻断开连接新构造材料供应罐314并且采用不同的新构造材料供应罐更换。例如，当数据处理器392计算出在新构造材料供应罐314中没有剩余新构造材料315时，可以更换新构造材料供应罐314。当(例如采用满的新构造材料供应罐)更换新构造材料供应罐314时，数据处理器可以从新构造材料供应罐的对应数据存储器芯片394读取数据，以获得记录为包含在其中的新构造材料315的量(如果罐已经经受了未授权的再填充，则其可以不同于罐中所包含的新构造材料的真实量)。
如以上关于图2所述，收集罐312可以包括混合器，以在收集罐312中将可循环构造材料和新构造材料混合在一起。混合的构造材料可以通过出口431离开收集罐至容器302(例如手推车)中。
如上所述，可以将新构造材料和可循环构造材料每个转移至收集罐312(例如可以分立地转移并称重新构造材料和可循环构造材料)，并且可以测量被转移的新构造材料和可循环构造材料每个的量。因此，用户可以精确地测量收集罐312内的新构造材料与可循环构造材料的比率。
一些材料管理系统可以包括以上关于图2所述的两个或更多新构造材料供应罐314。在该情形中，当数据处理器392计算出第一新构造材料供应罐为空时，它可以将新构造材料的源切换为第二新构造材料供应罐。这允许将新构造材料连续转移至混合罐，且同时更换第一新构造材料供应罐。数据处理器392可以与如上所述相同方式测量第二新构造材料供应罐中的新构造材料的剩余重量。
在收集罐312内具有重量传感器390消除了在每个新构造材料供应罐314处具有分立的重量传感器的需求。因此可以减小制造新构造材料供应罐的成本。
图4是根据一个示例概述管理增材制造材料的方法的流程图：
在4i处，获得与新构造材料供应罐314相关联的新构造材料315的量(例如重量)；
在4ii处，确定记录的量是否在阈值水平(例如零)处或低于阈值水平，并且如果其在阈值水平处或低于阈值水平，则防止从新构造材料供应罐314内收回新构造材料315。
在4iii处(并未要求在所有实施例中)，获得已经被记录至新构造材料供应罐314的数据存储器芯片394的构造材料类型。
在4iv处(并未要求在所有实施例中)，确定所记录的构造材料类型是否与3d打印机104兼容，并且如果其不兼容，则防止从新构造材料供应罐314内收回新构造材料315。
在4v处，将来自新构造材料供应罐314的新构造材料315的一部分转移至收集罐312。这可以经由延伸在新构造材料供应罐314与收集罐312之间的供应管道382。
在4vi处，使用量传感器390(例如重量传感器)测量收集罐312内的构造材料的量。收集罐312内的构造材料可以仅包括新构造材料，或者可以包括新构造材料和可循环构造材料两者。
在4vii处，从新构造材料供应罐314转移至收集罐312的构造材料的测量的量用于计算在新构造材料供应罐中剩余的新构造材料315的更新的量。新构造材料供应罐314中的新构造材料315的初始重量可以用于帮助计算新构造材料供应罐中的剩余新构造材料。
在4viii处，将与新构造材料供应罐314相关联的构造材料的更新的量记录至新构造材料供应罐。
图5的示例示意性地图示罐连接器585以及与其形成配合的新构造材料供应罐的新构造材料罐端口383。
罐连接器585是集成连接器，构造材料供应管道582和数据通信电缆587两者均在此终止。提供集成罐连接器585使得能够快速并方便连接至新构造材料供应罐、使得能够将构造材料供应管道582机械耦接至新构造材料供应罐314的内部、并且使得能够将材料管理站306的数据通信电缆587和数据处理器392电耦接至新构造材料供应罐的数据存储器芯片。人体工程地设计罐连接器585以配合用户的手，具有为用户在连接和断开连接期间抓握的手柄。罐连接器585具有在使用中突出至新构造材料供应罐314的罐端口583中的喷嘴597，在其端部提供有可关闭的蝶形阀552。在使用中，喷嘴597可以通过摩擦(也即过盈配合(interferencefit))或可替代地通过可拆卸接合机构(未示出)而保持在罐端口583中。
新构造材料供应罐314的罐端口583(在图5中示出为独立于新构造材料供应罐的剩余部分)具有用于容纳喷嘴597的孔，其提供有罐端口阀门553以关闭新构造材料供应罐的内部。当插入喷嘴597时，罐端口阀门553可以自动地打开。罐端口583也提供有铰接盖板555以保护罐端口阀门553。
罐端口583提供具有与新构造材料供应罐314的数据存储器芯片394电通信的电极焊盘593。罐连接器585具有芯片阅读器589，具有回弹性可形变电极595(例如弹簧电极)以当罐连接器585连接至罐端口583时电接触新构造材料供应罐314的电极焊盘593。当罐连接器585连接至罐端口583时，回弹性可形变电极595的可形变性增强了任何合成(built-up)碎片(例如废的构造材料)从其表面的脱落。
电极焊盘593和电极595横向(例如垂直)面对将喷嘴597插入罐端口583的孔中的方向，当罐连接器585连接至罐端口583时，这增强了任何合成碎片(例如废的构造材料)的脱落。任何合成碎片的脱落减小了罐连接器585和罐端口583在连接期间变为受损或受干扰的风险。
在所图示的示例中，电极焊盘593和电极595在喷嘴插入期间面向或远离喷嘴597，减小了罐连接器585上的旋转力，增强了电极焊盘与电极之间的电连接。
在所图示的示例中，罐连接器585具有检测罐连接器是否连接至罐端口583的连接开关598。此外，罐端口583具有连接开关激活特征599，当罐连接器585和罐端口583连接在一起时，其与连接开关598机械地接合。在使用中，材料管理站306的数据处理器392检测连接开关598的状态，并且当从连接开关598检测到罐连接器585与罐端口583的断开连接时，防止将数据写入新构造材料供应罐314的数据存储器芯片394。
在使用中，当从连接开关598检测到罐连接器585和罐端口583的断开连接时，数据处理器392可以关闭泵204与新构造材料供应罐214a、214b、314之间的路径，防止提供通向空气的负压(减小的压力)。
材料管理站306的数据处理器392识别材料管理站与新构造材料供应罐214a、214b、314的数据存储器芯片394之间的数据通信的任何中断。在使用中，当识别出材料管理站306与新构造材料供应罐214a、214b、314的数据存储器芯片394之间的数据通信中断时，数据处理器392可以关闭泵204与新构造材料供应罐214a、214b、314之间的路径，防止提供通向空气的负压。
可以例如通过关闭材料供应罐盒至混合器阀门252a或252b(与各自材料供应罐214a或214b、314相关联)、混合罐212与泵204之间的第七管道284中的混合器至泵阀门254、或者供应管道382、282、582的阀门252a、252b、552而关闭泵204与新构造材料供应罐214a、214b、314之间的路径。
当发现写入至数据存储器芯片394的中断数据时，数据处理器392可以在重新连接罐连接器585和罐端口583时，完成向数据存储器芯片394的数据写入，或者进行向数据存储器芯片394的校正性数据写入。这可以防止数据丢失，以及数据存储器芯片394上存在被破坏或错误的数据。
示例1可以包括一种材料管理站，其中站数据处理器被提供为从供应容器的数据存储器芯片读取与关联供应容器的颗粒构造材料的量相符合的数据，以及用于基于读取的颗粒构造材料类型而控制颗粒构造材料从供应容器的收回。
示例2可以包括一种材料管理站，其中量传感器用于测量从供应容器抽吸至材料管理站本体中的颗粒构造材料的重量。
示例3可以包括一种颗粒构造材料供应容器，进一步包括：
电连接器，用于在数据处理器与数据存储器芯片之间提供电通信；以及
连接传感器接合特征，用于与所提供的颗粒构造材料管理站的连接传感器接合以检测在供应连接器与供应容器之间的机械断开连接。
示例4可以包括一种控制增材制造颗粒构造材料管理站的方法，其中检测断开连接的方法包括：采用连接传感器检测供应管道与供应容器之间机械断开连接。
示例5可以包括一种提供有站数据处理器的颗粒构造材料管理站，并且其中检测断开连接的方法包括：检测站数据处理器和供应容器的数据存储器芯片之间数据通信的中断。
示例6可以包括一种控制增材制造颗粒构造材料管理站的方法，方法进一步包括：
从供应容器的数据存储器芯片读取与关联供应容器的记录的颗粒构造材料类型相符合的数据；以及
基于被读取的颗粒构造材料类型而控制颗粒构造材料从供应容器的收回。