具有螺旋凸起部分的构建材料容器的制作方法

文档序号:20767175发布日期:2020-05-15 19:07阅读:172来源:国知局
具有螺旋凸起部分的构建材料容器的制作方法



背景技术:

某些打印系统在打印过程中使用打印材料。例如,二维打印系统可以使用容器来存储调色剂,三维打印系统可以使用容器来存储构建材料。在两种情况下,打印材料都从容器输送到打印系统以进行打印。在二维打印系统中,调色剂可以用于在诸如纸张的打印介质上的图像形成。在三维打印系统中,构建材料可以用于形成三维物体,例如通过将构建材料的颗粒分层熔合,从而逐层生成物体。

附图说明

各种示例特征将通过下面结合附图的详细描述变得显而易见,附图中:

图1是示出示例容器的若干视图的示意图;

图2是示出根据示例的在打印系统内使用的容器的示意图;

图3是示出在将容器插入供应站时涉及的若干阶段的示意图;

图4是示出根据示例的容器沿两个相反方向的旋转的示意图;

图5是示出包括料斗的示例供应站的视图的示意图;

图6是示出根据示例的用于输送打印材料的方法的流程图;

图7a至图7e是示出用于容器的通道结构和阀结构的示例方面的示意图;

图8是示出根据示例的用于输送打印材料的方法的流程图;

图9a至图9e是示出用于示例容器的通道结构的构造的示意图;

图9f至图9g是示出用于容器的示例盖构造的示意图;

图10是示出根据示例的密封容器的方法的流程图;

图11是示出由两个独立部分形成的示例容器的两个视图的示意图;

图12a至图12f是示出根据示例的材料引导结构的各方面的示意图;

图13是示出根据示例的用于输送打印材料的方法的流程图;

图14是示出示例容器的外观的示意图;

图15是示出用于制造图14的示例容器的模具的示意图;

图16a-图16c是示出具有把手和平坦部分的示例容器的视图的示意图;

图17是示出用于制造图16a-图16c的示例容器的模具的示意图;

图18a和图18b是示出示例容器中的凸起的平坦部分的示意图;

图19是示出用于制造图18a-图18b的示例容器的模具的示意图;

图20a和图20b是示出输送打印材料的示例方法的流程图;

图21a至图21d是例示根据示例的结合容器的各部分的过程的示意图;

图22是示出根据示例的制造容器的方法的流程图;和

图23是另一示例容器的分解图。

具体实施方式

本文描述的某些示例涉及用于存储在打印系统中使用的打印材料的容器。如本文所述的示例容器可以用于将打印材料供应到二维打印系统,例如显影剂或调色剂颗粒,或用于将构建材料供应到三维打印系统。打印材料可以是粉末或粉末材料。

本文所述的某些示例提供一种可旋转容器,其具有允许将打印材料有效地输送到打印系统的部件。通过使用可旋转容器,可以在打印系统内更有效地利用空间,例如,与可能需要长的竖直料斗的重力供给系统相比,该容器可以水平对齐。

本文所述的某些示例提供材料输送和/或材料引导结构,其允许以受控的速度从容器分配打印材料和/或将其再填充到容器中。例如,本文所述的材料输送和/或材料引导结构可以使打印材料能够以取决于容器旋转速度的速度从容器供应到打印系统。

本文所述的某些示例提供一种容器,该容器具有能够在两个相反方向(例如顺时针方向和逆时针方向)上旋转的部件。在两个方向中的第一方向上的旋转可以允许从容器向打印系统供应打印材料,而在两个方向中的第二方向上的旋转可以允许使用来自打印系统的打印材料填充容器。

例如,某些打印过程可能导致打印系统中用过的打印材料堆积。在三维打印系统中,这可以包括从打印的三维物体周围移除的未固化或未熔合的构建材料。在二维打印系统中,这可以包括在打印过程中确实有助于从光电导表面清除的图像的调色剂。以干净整洁的方式从打印系统中移除该过量的用过的材料可能会很有用。这可以使用本文所述的某些示例容器来实现。在一种情况下,可以通过在容器沿第二“填充”或“摄入”方向旋转的同时将材料供给到布置在容器的开口内的材料输送构件来将过量的打印材料装回到容器中。如果期望增加过量粉末的移除速度,则可以增加旋转速度。在预定的速度下,旋转会导致打印材料压实,从而可以增加容器的容量。如果希望从打印系统移除打印材料以便以后再使用,则容器可以通过以较低的速度旋转而填充到正常水平。在其它示例中,容器可以被配置为使得沿两个方向中一个方向的旋转输送打印材料,而沿两个方向中另一个方向的旋转不输送打印材料,例如容器可以被配置为用打印材料填充,但不供应打印材料。

本文描述的某些示例提供可以廉价且有效地制造的容器。该容器允许将打印材料容易地输送到打印系统,并且本文所述的某些部件允许容易地存储和处理。为了减少和/或逆转在输送过程中可能发生的固结、压实和离析的影响,可以沿第二“填充”或“摄入”方向旋转容器,以使打印材料重新充气并重新混合(即“刷新”)。在这种意义上,“混合”涉及打印材料在容器内的混合,例如与其本身或与空气的混合。这使得能够以期望的和/或初始的性质和流动特性将打印材料供应到打印系统。例如,在运输之后并在安装之后,容器可以通过在与打印材料的供应方向相反的方向上短时间旋转而快速地“刷新”。在某些情况下,例如在容器填充期间,可以在容器中提供一定量的空气以允许以后通过翻滚来刷新。

图1示出根据示例的用于打印材料的容器的多个视图。这些视图示意性地示出示例容器的某些方面,以提供以下示例的背景。应当注意,实际的容器构造可以在某些方面与图1所示的不同。例如,某些方面的形状和/或相对尺寸可以根据实施方式而变化。第一视图101示出容器100的顶部。第二视图102示出容器100的侧截面。第三视图103示出容器100的底部。第四视图104示出容器100的外侧。

图1的容器包括由内壁120形成的中空腔室110。腔室110具有开放端130和封闭端140。开放端130具有开口135,通过该开口135可以将打印材料输送到腔室110和/或从腔室110输送。开口135形成在围绕开口135的通道结构150内。通道结构150是开放端130的形成有开口135的部分。封闭端140防止打印材料逸出腔室110。内壁120、开放端130、封闭端140和通道结构150可以由单个部件形成,或者可以由若干结合的独立部件形成。例如,在一种情况下,容器100可以包括单个模制品。在另一种情况下,容器100可以包括例如通过焊接而结合在一起的模制腔室和模制上部。在又一情况下,容器100可以包括结合在一起的模制腔室以及单独的上部和下部。在后两种情况下,通道结构150可以形成结合到模制腔室的上部的一部分。

图1的容器100具有大体上圆柱形形状。例如,这可以在第一视图101和第三视图103中看到,其中容器100具有圆形截面。实施方式的截面可以与精确的圆不同,例如可以是大体上弯曲的,但具有突起和凹陷。在第二视图102和第四视图104中可以看到,在该示例中,容器100如何是沿轴线155延伸的伸长的圆柱体。通过这些特征,容器100可以例如围绕轴线155旋转。容器100可以限定为具有直径d和长度l。在某些实施方式中,d可以在150mm至200mm的范围内,且l可以在400mm至500mm的范围内。在其它示例中,可以以各种尺寸来提供容器100。在其它示例中,容器100可以包括不同的形状和/或截面,但仍可围绕中心轴线旋转。另外,如下面稍后参考某些示例所描述的,容器100的截面可以不是完美圆形,而是可以包括凹陷和/或突起。在图1中,开口135与腔室110同轴,即开口135的中心和腔室110的中心均位于轴线155上。

图1的容器100还具有外壁160。内壁120和外壁160分别是容器100的侧壁的内表面和外表面。在其它示例中,内壁120和外壁160可以形成容器100的分开的壁,例如容器100可在内壁120和外壁160之间包括间隙或空腔。容器100在使用中可旋转。在一种情况下,容器100可以安装在诸如保持架之类的可旋转安装件内。通过旋转保持架,容器100旋转。在其它情况下,可以通过例如经由一个或多个围绕外壁160安装的辊子将力施加到外壁160来旋转容器100。在一种情况下,开放端130和封闭端140中的一个或多个可以包括用于将容器100安装在材料供应站内的安装部分。

图2示出根据示例的打印系统200,其中,打印系统200适于使用图1的容器100。打印系统200包括包围材料供应站220和打印站230的机架210。在其它示例中,材料供应站220和/或容器100可以位于与打印站230不同的机架中。在使用中,材料供应站220将打印材料供应到打印站230。在某些情况下,打印站230还可将过量或用过的打印材料供应回到材料供应站220(或具有类似功能的单独的再利用站)。在某些情况下,打印材料可以在其发送到打印站230之前从打印系统200供应到容器100,例如未使用过的的打印材料可以从内部存储器供应到容器100以交换打印材料类型,例如用以更改颜色或构建材料类型。

如果打印系统200包括二维打印系统,则打印站230可以包括图像形成单元,该图像形成单元包括光导鼓、显影单元和清洁单元。显影单元可以在充电和图像曝光之后将从材料供应站220供应的调色剂材料沉积到光导鼓上,即“显影调色剂图像”。调色剂图像可以被转印到诸如纸的打印介质上,以形成打印输出。过量的调色剂可以由清洁单元从光导鼓上移除。

如果打印系统200包括三维打印系统,则打印站230可以包括材料供给单元、台板和选择性固化单元。材料供给单元可以从材料供应站220接收构建材料,以在台板上形成构建材料层。固化单元然后可以用于选择性地固化构建材料的每一层的部分。台板可以竖直移动以使得能够形成连续的构建材料层。通过重复该过程,可以由数字三维模型生成几乎任何形状的三维物体。

如果打印系统200包括三维打印系统,则打印站230可以实施增材制造过程。在这些过程中,在计算机控制下逐层生成三维物体。打印站230可以实施一种或多种增材制造技术,以由供应的粉末状构建材料形成三维物体。这样的技术包括例如选择性地熔化半结晶热塑性粉末状构建材料,和/或金属粉末构建材料的选择性电子束熔化。

在某些三维打印系统示例中,可使用液体结合剂(例如粘合剂)实现构建材料的固化。可以使用位于上面提到的台板上方的可移动打印头来施加这种液体试剂。在某些示例中,可通过将能量临时施加到构建材料上来实现固化,例如使用聚焦激光束。在某些示例中,将液体助熔剂应用于构建材料,其中,助熔剂是这样的材料,当将适量的能量施加到构建材料和助熔剂的组合时,该材料导致构建材料升温、熔化、熔合并固化。也可以使用其它试剂,例如当选择性沉积在某些区域中时抑制或改变熔合水平的试剂。可以使用热或非热方法来执行构建材料的熔合。非热熔合技术可以包括诸如结合剂喷射的技术。可以使用热或压电打印头来施加液体试剂。

打印系统200可以接收数字形式的待打印图像或物体的定义。在二维情况下,图像可以分解为用于打印的多个分色(colorseparation)。在这种情况下,材料供应站220可以包括来自不同容器100的不同颜色的调色剂。对于每种颜色,可以有公共的材料供应站或不同的材料供应站。在三维情况下,数字表示可以通过计算机软件虚拟地切成切片,或者可以以预切片格式提供。每个切片代表所需物体的截面。

在图2的示例中,容器100水平地安装,即其中轴线155基本垂直于重力轴线(例如,垂直线)。在其它情况下,容器100可以相对于水平面成一定角度安装,例如成上至20-30度的角度。为了将打印材料供应到打印站230,材料供应站220被布置为使容器100旋转。这将在下面关于图3、图4和图5更详细地说明。

图3示意性地示出将容器100联接至材料供应站220的过程中的若干阶段。第一阶段301示出第一时间点,其中容器未安装在材料供应站220内。第二阶段302示出第二时间点,其中容器插入材料供应站220中。第三阶段303示出第三时间点,其中容器100存在于材料供应站220内。对于每个阶段,示出了材料供应站220的示意性侧截面。在每个阶段都省略了容器100和材料供应站220的某些特征,以清楚地示出插入过程。对于第一阶段301和第三阶段303,在右手侧还示出了材料供应站220的前视图。视图302和303显示容器100的示意性截面。

在图3的示例中,材料供应站220包括安装或接收接口310和摄入口320。摄入口320可以视为打印系统的与容器100联接的部件。安装件310包括配置为用以接收容器100的伸长的通道或保持架。安装件310可以包括封闭和/或开放截面,例如可以包括伸长管,该伸长管具有连续的内表面和/或围绕将定位容器100的空间体积定位的离散的支撑构件(例如,如同保持架)。在一种情况下,安装件310可以包括引导表面,在插入过程中,容器100的对应的外表面(例如,外壁160的至少一部分)可沿着该引导表面被引导。该引导表面可以位于安装件310的基座。在某些示例中,安装件310可以包括可伸缩构件,其中,该构件在容器插入期间缩回,并在容器就位时伸出以夹持容器。安装件310可以被配置为将容器100完全接收在材料供应站220和/或机架210内,或者可以被配置为使得容器100的端部从材料供应站220和/或机架210突出。尽管未示出,但是材料供应站220和/或机架210可以包括门,该门打开以露出安装件310,并且在正常操作期间(例如,在插入或不插入容器100的情况下)关闭。在一种情况下,安装件310可以旋转以使容器100旋转,例如,如果安装件包括接收容器100的保持架,则可以旋转保持架以旋转容器100。

如图3所示的摄入口320包括一个或多个部件,以接收容器100的通道结构150,从而允许通过开口135将打印材料供应到容器或从容器中取出。摄入口320可以包括一个或多个轴承,其例如在接收通道结构160的环形构件中。摄入口320还可以包括机械联接器,该机械联接器附接到容器100以将容器100保持在适当位置。机械联接器可以附接到通道结构150和/或外壁160,和/或容器100的部件,如下面稍后更详细描述的。

第二阶段302示出容器100与安装件310水平对齐,并且开口135面向摄入口320。然后,将容器100从材料供应站220的前面推入安装件310中。可以通过向容器100的封闭端140施加力来插入容器100。容器100可以通过机械手致动器和/或通过容器传输系统而手动插入。插入容器100直到容器100的开放端130到达摄入口320。此时,通道结构150可以与摄入口320形成密封联接。这在第三阶段303中示出。

第三阶段303示出容器100在安装件310内就位。通道结构150容纳在摄入口320内。在一个示例中,摄入口320可以配置为例如通过如下面更详细描述的阀结构的平移而将容器100开封。一旦容器100就位,就可以通过开口135和摄入口320从容器100中取出打印材料和/或将打印材料供应到容器100。例如,摄入口320可以联接到向打印站230提供打印材料的供给系统。该过程可以是直接的或间接的,例如可以将打印材料直接输送到和/或离开打印站230,或者可以将打印材料输送到和/或离开打印系统200内的中间存储部件。供给系统可以包括一个或多个管、过滤器、泵、吹风机、分离器和/或料斗。供给系统可以施加压力差,以促进粉末提取和/或在打印系统内输送打印材料。

图3示出将容器100联接至材料供应站220的一种示例方法。其它方法和结构也是可能的。例如:容器100可以与水平面成一定角度或竖直地安装;材料供应站220可以从上方、侧面或下方而不是在前面提供开口;和/或容器100可以滚动或滑动到位。

图4示出如何可以通过容器100的旋转将打印材料输送到安装的容器100,和/或从安装的容器100输送打印材料。在该示例中,容器100被配置为使得容器100沿第一方向的旋转将打印材料输送到摄入口320,并且可旋转腔室沿第二方向的旋转将打印材料远离摄入口320输送。特别地,通过旋转容器100的可旋转腔室110,可以将打印材料供应到打印系统200和/或从打印系统200供应,以分别耗尽和/或至少部分填充腔室110的体积。

在图4中的第一阶段401中,容器100沿第一方向410旋转。该旋转可以由材料供应站220或由外部机构施加。在前一种情况下,保持容器100的保持架可以旋转。替代地,在其它示例中,围绕容器100定位的辊可以向外壁160施加力以使容器100在安装件310内旋转。在后一种情况下,可以在容器100的封闭端140处设置手柄或把手,以允许容器100被人员或机械手机构旋转。在图4的第一阶段中,旋转是顺时针的。但是,根据容器的实施方式,在其它示例中,方向可以是逆时针的。第一阶段401的左手侧视图示出在旋转期间从容器100向材料供应站220供应打印材料。然后,打印材料可以从材料供应站220分配到打印系统200的其它部件。在第一阶段401中,在旋转期间在容器100内消耗了打印材料。

在图4中的第二阶段402中,容器100沿第二方向420旋转。同样,该旋转可以由材料供应站220或由外部机构施加。在图4的第二阶段中,旋转是逆时针的(或反时针的)。但是,根据容器的实施方式,在其它示例中,方向可以是顺时针的(即,第一阶段和第二阶段的方向可以相反)。第二阶段402的左手侧视图示出在旋转期间从材料供应站220向容器100供应打印材料。在第二阶段402中,用打印材料填充容器100。

在某些情况下,可以配置容器100,以使圆筒沿第一方向的每一完整旋转都将预定量的打印材料输送到材料供应站220。例如,这可以通过提供和配置如下文稍后更详细描述的材料输送构件和/或材料引导结构来实现。

图5显示图3和图4的示例的一种变体。显示了两个视图:示意性的侧截面501和示意性的前截面502。在这种变体中,两个容器505和510可以安装在打印供应站520内(基于材料供应站220)。例如,第一容器505可以提供未使用过的的或“原始的”粉末材料,且第二容器510可以用于收集或提供用过的粉末材料。例如,在某些情况下,如果打印系统本身不能提供足够的用过的打印材料(例如,由于打印运行刚开始或由于所生产物体的尺寸或质量),则第二容器510可以提供用过的打印材料。在从一种打印材料切换到另一种打印材料时,也可以供应用过的打印材料。这样,在打印过程中,可以通过沿第一方向旋转第一容器505来将打印材料515供应到诸如220的打印站,并且可以通过沿第二方向旋转第二容器510将由打印过程产生的用过的打印材料供应到第二容器510。将理解,该措施可以扩展到两个以上的容器,并且方向和供应/填充构造可以根据实施方式而变化。

图5还示出将两个中间料斗540、550用于打印材料。这些可以用作打印系统200内的缓冲器。例如,第一中间料斗540可以从第一容器505接收打印材料545。然后,可以从第一中间料斗540将打印材料545供应到打印站230。然后,第二中间进料斗550可以从打印站230接收打印材料。该打印材料可以在用于填充第二容器510和/或产生打印输出之前被临时存储。每个中间料斗540、550可以例如通过包括如上所述的部件的供给系统联接到材料供应站520内的相应的摄入口。

图6示出示例方法600,该方法600用于将打印材料输送到容器中或从容器输送打印材料,例如将打印材料输送到打印系统的部件或从打印系统的部件输送打印材料。例如,该方法可以应用于打印系统200或另一不同的打印系统。打印系统的部件可以包括材料供应站,例如材料供应站220、520等。在框610处,沿第一方向旋转容器(例如容器100)以从容器的内部输送打印材料,例如相对于容器的内部朝向三维打印系统的部件输送打印材料。例如,这在图4的第一阶段401中示出。在框620处,沿第二方向旋转容器以将打印材料输送到容器的内部,例如相对于容器的内部远离打印系统的部件输送。例如,这在图4的第二阶段402中示出。第一方向和第二方向可以是顺时针方向和逆时针方向,或者反之。在某些示例中,可以独立地应用沿任一方向的旋转,例如容器可以排空而不再填充,或者可以填充而不排空。例如,可以再循环空的容器或装有用过的打印材料的容器。

在一种情况下,圆筒沿第一方向的完整旋转将预定量的打印材料输送到打印系统。这可以称为打印材料的“配量”。当容器容纳至少预定量的打印材料时,可以实现这一点。如其它地方所述,打印材料可以包括粉末,例如粉末材料。

在一种情况下,可以在预定时间间隔内执行框610,以将预定量的打印材料供应到打印系统。这可以直接提供给打印站,或者暂时存储在中间料斗中。在这种情况下,可以在容器沿第一方向旋转期间以一个或更多个间隔执行沿第二方向旋转容器,以在将打印材料供应到打印系统期间混合打印材料。在这种情况下,与混合不同的打印材料相反,“混合”是相对于容器内的打印材料进行的。这可能被视为“自我”混合,例如改变材料颗粒的构型,和/或与容器内的空气混合。例如,可以通过沿第一方向旋转容器来供应第一量的打印材料。一旦已经供应了第一量,就可以停止容器沿第一方向的旋转,并且可以开始容器沿第二方向的旋转以混合或“刷新”容器中的打印材料。与沿第一方向的旋转相比,沿第二方向的旋转可以执行不同的时间长度。例如,可以在较短的时间段内执行沿第二方向的旋转。沿第二方向的旋转也可以以与沿第一方向的旋转不同的旋转速度执行。例如,沿第二方向的旋转可以更快。对于直径在150mm和200mm之间,长度在400mm和500mm之间的容器,旋转速度可以高达2hz。然后,容器可以再次沿第一方向旋转,以将新刷新的打印材料以取决于旋转速度的速度经由摄入口输送到通道结构,从而输送到打印系统。在一种情况下,当容器首次安装时,即在沿第一方向旋转之前,可以沿第二方向旋转容器。这可以使打印材料在运输、存储和处理后能够“刷新”。

也可以在图像或物体已经被打印之后,执行沿第二方向的旋转,例如用以将未使用过的打印材料供应返回到容器中。为了向容器供应打印材料,沿第二方向的旋转速度可以配置为提供进入容器的5g/s的流量。

在上述情况下,沿第二方向旋转容器可以包括以预定速度旋转容器,以在填充容器期间压实容器内的粉末打印材料。对于上面的示例尺寸,大于或等于2hz的预定速度产生离心运动,从而将容器内的打印材料压实。可以施加该速度约10分钟以提供压实。可以通过控制旋转速度和旋转时间来控制压实。例如,施加较长时间的较小离心力可与施加较短时间的较大离心力具有相同的效果。打印材料的压实可以增加容器的容量,即减小容器内给定量的粉末材料的体积,以与未压实的情况相比存储更多的粉末。如果要从容器中再次供应打印材料(例如,经由沿第一方向的旋转),则可以不需要压实。在某些情况下,可以通过更改旋转参数来逆转压实。在本示例中,以1.2hz的旋转提供了容器内的打印材料的倾泻运动,以1.5hz的旋转提供了倾注运动。这些运动形式可以通过混合打印材料来逆转压实效果。

在一种情况下,打印系统的部件包括材料供应系统,并且该方法包括在沿第一方向旋转容器之前:将容器插入材料供应系统中;并且将容器的开口联接到材料供应系统的摄入口。这例如在图3中示出。如该图所示,容器可以在材料供应系统内水平对齐。在一种情况下,将容器的开口联接到材料供应系统的摄入口包括使阀结构在开口内平移,以开启容器。这也可以独立于任何联接件执行,以开启容器。阀结构可以是螺旋推运器阀(augervalve)。在后面的示例中对此进行了更详细的描述。

现在将简要讨论打印材料的示例性质。打印材料可以是干燥的或基本上干燥的粉末或粉末状材料。在其它示例中,打印材料可以包括液体型构建材料,例如粘性液体、糊剂或凝胶。在三维打印示例中,打印材料的基于体积的平均截面粒径尺寸可以在以下任意范围之间:约5微米和约400微米之间,约10微米和约200微米之间,约15微米和约120微米之间,或约20微米和约70微米之间。合适的基于体积的平均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。基于体积的颗粒尺寸是与打印颗粒具有相同体积的球体的尺寸。“平均”旨在解释:容器中大多数的基于体积的颗粒尺寸都具有所述的尺寸或尺寸范围,但是容器还可以包含具有在所述范围之外的粒径的颗粒。例如,颗粒尺寸可以选择为利于分布厚度在约10微米和约500微米之间或在约10微米和约200微米之间或在约15微米和约150微米之间的打印材料层。可以预先设置增材制造系统的一个示例,以使用包含粉末的构建材料容器来形成约80微米的粉末材料层,该粉末具有在约40微米和约60微米之间的基于体积的平均粒径。增材制造设备也可以被配置或控制为形成具有不同层厚度的粉末层。

在三维打印(即增材制造)的情况下,用于本文所述的示例容器的打印材料可以包括以下至少一种:聚合物、结晶塑料、半结晶塑料、聚乙烯(pe)、聚乳酸(pla)、丙烯腈·丁二烯·苯乙烯(abs)、无定形塑料、聚乙烯醇塑料(pva)、聚酰胺、热(固性)塑料、树脂、透明粉末、有色粉末、金属粉末、陶瓷粉末(例如玻璃颗粒)和/或这些或其它材料中的至少两种的组合,其中这种组合可以包括每个由不同材料形成的不同颗粒,或可以在单个化合物颗粒中包含不同材料。混合的构建材料的示例包括铝粉材料(alumide),它可以包括铝和聚酰胺的混合物、多色粉末以及塑料/陶瓷的混合物。混合的构建材料可以包括两个或更多个不同的各自的平均颗粒尺寸。本文所用的打印材料还涵盖了包含纤维的构建材料。这些纤维例如可以通过将挤出的纤维切割成短的长度来形成。例如,纤维长度可以选择为允许构建材料有效地散布到台板或构建平台上。例如,长度可以近似等于纤维的直径。

以三维打印示例为例,现在将对“未使用过的”和“用过的”打印材料的概念进行进一步的简要说明。例如,本文所述的容器可以最初填充有未使用过的打印材料以供应到打印系统,和/或可以填充有由打印系统的打印过程产生的用过的打印材料。

用于增材制造过程的特定批次的打印材料可以是新鲜的(例如“未使用过的”)构建材料或“用过的”构建材料。新鲜的构建材料应被视为以前在三维打印构建作业中未使用过的构建材料。例如,这可以包括在热处理过程中没有被加热的构建材料和/或在非热处理过程中没有接受化学结合剂的构建材料。因此,由构建材料制造商供应的未打开的构建材料供应可能包含新鲜的构建材料。相反,用过的构建材料是先前已被供应到三维打印系统以用于增材制造过程、但在该过程中尚未固化的构建材料。例如,用过的构建材料可以在热熔合三维打印操作中产生,在该操作中,粉末构建材料在一定时间段内被加热到接近其熔化温度,该时间段可足以引起粉末的材料降解。在这方面,将理解的是,供应到三维打印系统以用于增材制造过程的所有构建材料并非都可以被使用和/或结合到三维打印物品中。在三维打印作业完成期间或之后回收的至少一些非固化构建材料可能适合在后续增材制造过程中重复使用。这样的构建材料可以被存储在例如本文所述的容器中,以供后续使用,并且可以被指定为“用过的”构建材料。

继续以上示例,用过的构建材料也可以与新鲜的构建材料混合,以用于后续的打印过程。在图5的示例中,第一容器505可以包含与存在于第二容器510中的用过的构建材料混合的新鲜构建材料。混合比例可以是可变的,例如基于粉末性质而变化。混合可以相对于容器在外部或内部进行。例如,可以使用供给系统和/或一个或更多个中间料斗(或在其内部)进行混合,或者可以在第一时间段内将用过的构建材料供应到容器,而在第二时间段内,将原始构建材料供应到容器。在一种情况下,内部料斗可以具有容器的至少两倍容量。在一种情况下,可在使用期间基于气动输送在供给系统内,例如对从容器和/或内部漏斗中提取的打印材料进行混合。然后可以进一步旋转容器,以混合容器内的组合物。在一个示例中,对于某些应用,可以将80%用过的构建材料和20%新鲜的构建材料的混合物用于物体,而对于其它应用,将100%新鲜构建材料用于物体。

通常,除了新鲜的打印材料之外或代替新鲜的打印材料,打印材料容器可以用于供应再循环的或重整的(例如,在三维情况下用过的但未固化的)打印材料。在某些情况下,可以供应不同质量的打印材料,例如不同的打印材料容器可以供应不同等级的打印材料,每种等级都遵循不同的质量规范。在一些示例中,可以将用过的打印材料返回给供应商。

现在将参照图7a至图7e描述用于存储用于打印系统的打印材料的可旋转容器的各方面,特别是涉及用于这种容器的通道和/或阀结构。这些方面涉及可位于容器的开口(例如,如图1所示的开口135)内的材料输送构件。

图7a示意性地示出用于存储用于打印系统的打印材料的可旋转容器701。容器701可以基于图1所示的容器100。容器701包括用于输送打印材料的通道结构704,该通道结构限定容器701的开口。通道结构704可以基于如上所述的通道结构150。通道结构704可以用于在打印操作期间或之前将打印材料从容器701输送到打印系统中。通道结构704还可以用于在填充或再填充操作期间将打印材料从打印系统输送到容器701中。

容器701包括至少部分地设置在通道结构704内的材料输送构件705。材料输送构件705布置成将打印材料输送通过通道结构704,例如输送到容器701中或输送出容器701。在该示例中,材料输送构件是螺旋螺杆,但是其它构造也是可以的。螺旋螺杆可以例如是多螺旋螺杆,例如双螺旋螺杆。材料输送构件705被安装以防止相对于通道结构704旋转。这样,容器701及其腔室的旋转也导致材料输送构件705的旋转。例如,材料输送构件705和通道结构704中的一者中的凹口可以与通道结构704和材料输送构件705中的另一个的突起接合,从而防止相对旋转。可替代地或另外地,可以通过连接手段(例如粘合剂)和/或连接构件(诸如托架或螺钉)将材料输送构件705和通道结构704结合,来防止相对运动。在一些示例中,整个容器701被配置为一起旋转,使得在材料输送构件705、通道结构704和容器701的其余部分之间没有相对运动。例如,容器701可以包括螺旋凸起部分,从而如本文其它地方所述的,根据旋转方向将打印材料引导到通道结构704或将打印材料远离通道结构704引导。

通道结构704和材料输送构件705布置成围绕共用轴线706一起旋转,以将打印材料输送通过通道结构。这可以包括图1中所示的轴线155。例如,材料输送构件705和通道结构704可以布置成沿第一方向旋转以将打印材料输送到容器701中,并且沿与第一方向相反的第二方向旋转以将打印材料从容器701输送出去。

在某些情况下,使用多螺旋螺杆作为材料输送构件705允许在单次旋转的过程中在多于一个的点处通过螺杆收集打印材料。例如,与单螺旋螺杆相比,双螺旋螺杆在旋转期间在两倍的点处收集打印材料。从而,提高了材料输送的效率和速度。

在一些示例中,打印材料从上方或从侧面被供应到材料输送构件705。例如,在再填充操作期间,可以通过重力从位于材料输送构件705上方的喷嘴将再循环的打印材料供给到材料输送构件705。在某些示例中,使用多螺旋螺杆允许在旋转循环中的任意点处收集打印材料。当螺杆螺纹的末端远离喷嘴指向时,单个螺旋螺杆将不会收集打印材料。这可能会导致打印材料通过螺杆掉落,其可从那里收集并返回到喷嘴。因此,多螺旋螺杆的使用提高了打印材料供应的效率,特别是在再填充操作中,因为这减少或避免了这种收集和返回。

图7b示意性地示出用于打印材料容器的阀结构710,该阀结构710例如位于如上所述的容器的通道结构内。

阀结构710包括围绕阀结构的轴线周向地布置的密封件712。例如,密封件可以包括诸如橡胶o形圈的可压缩构件。

阀结构710包括与阀结构的轴线对齐的材料输送构件713,例如如以上关于图7a所述构造的材料输送构件。材料输送构件713可以是双螺旋螺杆。

密封件712布置在材料输送构件713的远端,即在使用中距容器的内部最远的一端。材料输送构件713包括用于防止相对于打印材料容器的开口旋转的结构。例如,该结构可以包括如上所述的凹口或连接手段。

阀结构710配置为能够在打印材料容器的开口(例如,如以上关于图7a所述的通道结构)内平移。

这种平移的示例在图7c中示意性地示出。在左手侧图像715中,阀结构710位于打印材料容器的开口718内,使得密封件712密封开口718。在右手侧图像720中,阀结构710向左平移,使得密封件712不密封开口718。

图7d示意性地示出安装在打印系统725内的容器701,其包括如上所述的阀710。例如,打印系统725可以包括打印系统200,并且容器701可以安装在材料供应站内,诸如图3至图5中的材料供应站220或520。容器701通过打印系统725的保持构件726a、726b保持在适当位置。例如,该保持构件可以包括用以保持容器701的弹簧托架或闩锁。容器701围绕其轴线沿方向727旋转,以将打印材料从容器701输送到打印系统725的接收元件728。该接收元件728可以位于如上所述的材料供应站的摄入口内。接收元件728可以是配置为用以接收所输送的材料的漏斗或料斗,打印材料从该漏斗或料斗被转移到打印系统725的部件。

图7e示意性地示出安装在打印系统725内的容器701的端视图。如上所述,容器701沿方向727旋转。容器701通过打印系统725的旋转构件730直接或间接旋转。例如,旋转构件可以是轮,该轮旋转以便于通过摩擦而使容器710旋转,或者旋转构件可以是保持架,该保持架与保持在保持架内的容器一同旋转。作为另一示例,保持构件726a、726b可以配置为围绕容器701的中心轴线移动并由此旋转容器701。又一示例可以是用于驱动旋转的正时带轮和皮带的示例。

图8示出在例如如上所述的存储容器和打印系统之间输送打印材料的方法801。

方法801包括:在框804处,在存储容器的通道结构内,将阀结构从将存储容器密封的近侧位置平移到允许进入存储容器的远侧位置,例如,如上文关于图7c所述的。例如,可以在阀结构处于近侧位置的情况下将容器供应给用户,从而用不能逸出的打印材料密封容器。容器可以进一步由将由用户移除的盖密封,如下面更详细地描述的。可以通过打印系统的平移元件来执行平移,如下面更详细描述的。

方法801包括:在框805处,使存储容器围绕通道结构和阀结构的材料输送构件的共用轴线旋转。如上所述,该旋转导致打印材料在存储容器和打印系统之间沿共用轴线的方向被输送。例如,打印材料可以在填充或再填充操作中从打印系统输送到容器,或者在供应操作中从容器输送到打印系统。

在示例中,与供应操作相比,在填充操作中存储容器可以以不同的速度旋转。例如,在供应操作期间,容器可以以每分钟40转和60转之间的速度旋转。然后,在填充操作期间,存储容器可以以更快的速度旋转,该更快的速度足够高以通过离心力使打印材料占据通道结构的外部区域。这有效地导致打印材料从外部向内填充通道结构。以这种方式填充通道结构减少了材料流中的间隙的数量,从而使更均匀的打印材料流进入容器。这提高了填充操作的效率。在一个这样的示例中,填充操作包括以每分钟80转和120转之间的速度旋转容器。

在一些示例中,在上述旋转之后,方法801包括在存储容器的通道结构内将阀结构从远侧位置(其允许进入存储容器)平移到近侧位置(其将容器密封)。因此,容器可以在填充或供应操作之后被密封,以防止当容器从打印系统移除时打印材料的溢出。

在一些示例中,方法801包括在将阀结构从远侧位置平移到近侧位置之后,将盖联接到通道结构的开口,使得盖在阀结构上施加接触力,其中接触力压缩通道结构内的阀结构的构件,以密封存储容器。如下面更详细地描述的,这提高了密封的有效性。

现在将参考图9a至图9e描述另一示例容器的方面。图9a至图9e示出示例容器的通道结构的其它构造。下文所述的方面可以独立使用,或者与本文所述的其它方面和变型中的一个或多个结合使用。

图9a示意性地示出用于存储用于打印系统的打印材料的容器901。容器可以包括来自图1的容器100和/或来自图7a至图7e的容器701的实施方式。容器901包括用于输送打印材料的通道结构903。例如,这可以包括图1中的通道结构150或图7a中的704的实施方式。通道结构903提供了容器901的开口,并且通道结构903的轴线904限定了轴向方向。轴线904可以包括如图1所示的轴线155。

容器901包括设置在通道结构903内的阀结构906。阀结构906可以由图7b和图7c所示的阀结构710或替代结构来实现。如上所述,阀结构906可在通道结构内沿轴向方向在近侧位置和远侧位置之间平移。近侧位置可以包括其中阀结构906最接近容器的中心的位置,例如如图9b所示的。远侧位置可以包括其中阀结构906远离容器的中心定位的位置,例如如图9a所示,其中阀结构906从通道结构903突出。

另外,阀结构906相对于通道结构903围绕通道结构的轴线不可旋转。例如,阀结构906和通道结构903的相对旋转可以通过诸如阀结构906中的与通道结构903的突起接合的凹口,或者类似地,通道结构903中的与阀结构906的突起接合的凹口的元件来防止。

阀结构906在图9a中示出为处于远侧位置。在远侧位置中从通道结构903突出的突出量可以根据不同的实施方式和摄入口构造变化。在本示例中,远侧位置允许进入容器901的内部,例如用于将打印材料从容器901输送到打印系统,或者从打印系统输送到容器901。在这种情况下,打印系统可以是如图2所示的打印系统200。

图9b示出容器901,其中阀结构906处于近侧位置。阀结构906被配置为在阀结构906处于近侧位置时密封通道结构,从而防止打印材料的输送。因此,根据阀结构906相对于通道结构903的位置,阀结构906可以用于防止或允许打印材料的输送。例如,在存储、运输和/或操作期间,阀结构906可以被放置到近侧位置以防止打印材料溢出。

在一些示例中,阀结构906包括与通道结构的轴线904对齐的材料输送构件。材料输送构件可以例如包括如上更详细地描述的多螺旋螺杆。因此,这种阀结构可以在近侧位置时防止打印材料的输送,并且在远侧位置时通过螺杆作用促进打印材料的输送。

在示例中,阀结构906包括可压缩构件。当阀结构处于近侧位置时,可压缩构件布置成密封通道结构。可压缩构件可以围绕阀结构906的一部分周向地定位,例如,当阀结构906在近侧位置时,其定位于在阀结构906的所述部分与通道结构903的内部之间的位置。例如,可压缩构件可以是橡胶o形圈。

在示例中,盖可与容器901联接。图9c示意性地示出具有联接到容器901的盖910的这种示例。将盖联接至容器在阀结构906上施加力以推动阀结构906进入近侧位置。因此,上述可压缩构件通过将盖903联接至容器而可压缩,从而封闭容器的开口。以这种方式,盖与容器的联接确保了通道结构903的可靠密封,从而减少了打印材料溢出的风险。盖910的存在还向用户提供视觉指示,即阀结构906被适当地定位以密封通道结构903。例如在运输容器901期间,盖910的存在还起到将阀结构906保持在近侧位置的作用。

在示例中,在将容器901插入打印系统之前,用户手动地将盖910与容器901分离。可压缩构件可以被配置为在盖与容器分离之后保持压缩。因此,在盖分离之后保持密封。例如,如果用户在将容器901装载到打印系统中时将其掉落,则这降低了打印材料溢出的风险。

图9d示意性地示出装载到打印系统915中的示例容器901。例如,这可以对应于如图3所示的容器100的插入,特别是如第三阶段303所示的与摄入口320的联接。这还可以(或替代地)对应于图7d所示的布置。在近侧位置中示出的阀结构906配置为通过打印系统的平移构件916在通道结构内平移。平移构件916可以形成诸如220的材料供应系统的机械联接件的一部分。

图9e示意性地示出装载到打印系统915中的所述示例容器901,阀结构906已经通过平移构件916在方向917上平移到远侧位置。因此,阀结构906可以保持在近侧位置以密封通道,直到容器901装载到打印系统915中为止。由此避免了在装载操作期间打印材料的溢出。在一些示例中,阀构件906进一步被配置为在从打印系统915移除容器901之前由平移构件916从远侧位置平移到近侧位置,从而避免了或减少了在从打印系统915移除容器901期间和之后打印材料的溢出。

在一些这样的示例中,并且如图9d和图9e所描绘,阀结构906包括配置为由打印系统的平移构件916接合的接合构件918。该接合构件可以例如包括诸如螺钉之类的紧固件,以及配置为用以分布紧固件的载荷的垫圈。在一些这样的示例中,平移构件916包括配置为与接合构件918接合的钳口。

现在将参考图9f和图9g描述打印材料容器的示例盖,其用于例如实现如图9c所示的盖910。

图9f示意性地示出用于打印材料容器的盖951的截面。盖951包括用于将盖951联接到打印材料容器的通道结构的联接机构955。例如,如图所示,联接机构955可以包括配置为用以与打印材料容器的对应螺纹结构接合的螺纹结构(即,螺钉螺纹)。替代地或附加地,联接机构955可以包括用以将盖951紧固到打印材料容器的闩锁或其它装置。

盖951包括从盖951的内表面沿轴向方向延伸的凸起部分957。凸起部分957配置为当盖951联接到通道结构时在设置在通道结构内的阀结构上施加接触力。该接触力压缩阀结构的构件,以密封打印材料容器,例如如以上关于图9c所述的。

图9g示意性地示出联接至打印材料容器的通道结构960的盖951。如上所述,该联接使凸起部分957在设置在通道结构内的阀结构962上施加接触力。这将阀结构962推到通道结构960被密封的近侧位置。如果联接机构955包括螺旋螺纹,则将盖951拧到通道结构上将接触力施加到阀结构962。

因此,盖951到通道结构960的联接确保阀结构962定位成可靠地密封通道结构960,从而防止或减少打印材料通过通道结构960从容器的泄漏。盖951的存在还提供了容器被密封的视觉指示。

在一些示例中,凸起部分957被配置为与阀结构962的接收结构联接。例如,凸起部分957可以与阀结构962的对应的阀座部分联接。这提高了凸起部分957与阀结构962之间的联接精度,从而增加了将阀部分定位在近侧位置的精度。如上所述,接收结构可以形成接合构件918的一部分。

在示例中,可以提供套件,该套件包括如上所述的容器和盖。

图10示意性地示出密封打印材料容器,例如如上所述的容器的方法1001。

方法1001包括:在框1004处,将阀结构平移到打印材料容器的通道结构中的近侧位置,从而如上所述密封通道结构。

然后,方法1001包括:在框1005处,经由联接到打印材料容器的盖的凸起部分,在阀结构上施加接触力。该框可以包括将盖联接到打印材料容器。盖的凸起部分在阀结构上施加接触力。如上所述,该接触力压缩阀结构的可压缩密封构件,例如橡胶o形圈。

如本文所述的容器的某些示例可以由至少两个初始分开的部件形成。这在图11中示出。图11示出在制造期间的示例容器1101的第一视图。容器1101包括腔室1110和基座1120。腔室1110包括示例容器1101的主体部分,并且可以提供侧壁和封闭端,例如图1中的内壁120和封闭端140。图11中的腔室1110具有开放端1115。开放端1115可以包括基本上等于容器1110的直径的孔口,或者至少比图1中的比较开口135宽的孔口。基座1120提供开口1135和通道结构1150。如图所示,开口1135可形成在通道结构1150内。

在这些示例中,基座1120被配置为插入到腔室1110的开放端1115中。例如,基座1120可以被视为容器的盖或帽。图11示出由基座1120和腔室1110形成的示例容器1102。在某些情况下,基座1120可以在插入之后例如通过胶水和/或焊接固定到腔室1110。下面更详细地描述将基座1120焊接到腔室1110的示例方法。具有与腔室1110分开的基座1120可以使不同的制造方法能够用于容器的每个部分。它还可以允许不同的特征存在于每个部分中。下面的示例讨论这些特征中的某些。应当注意,以下特征的功能方面可以选择性地在整体式单个单元容器和/或具有两个以上部件的容器中实现。

术语“基座”在本文中用来表示与容器的主腔室分开的部件。它不必与容器的底部有关。在某些情况下,容器可以竖直地存储或倚靠在基座上,例如如果在腔室的相反的封闭端设置手柄。

现在将参考图12a-图12c描述用于打印材料容器的基座的示例。图12a示出基座1201的示意性俯视图。图12b示出从图12a中的标记为v2的箭头方向观察的基座1201的截面。图12c示出从图12a的观察方向与图12b的观察方向之间的方向观察的基座1201的等距视图。

在本示例中,基座1201包括限定基座1201的开口的通道结构1203。例如,通道结构1203可以实现通道结构150或1150以提供分别如图1和图11所示的开口135或1135。在该示例中,通道结构1203包括开放式圆柱体,例如如可以在图12b中看到的。在其它示例中,通道结构不是圆柱形的,而是成形为具有规则或不规则多边形截面的开放式棱柱。通道结构可以关于轴线对称或者可以关于轴线不对称。通道结构可以具有沿轴线变化的截面,例如通道结构可以是圆锥形的。

通道结构1203的轴线1205限定轴向方向。这可以实现参考图1描述的轴线155。对于其中通道结构关于轴线不对称的示例,可以将通道结构的轴线定义为基座1201的开口的轴线。

在本示例中,在基座1201的开口周围形成有材料引导结构1204。材料引导结构1204具有螺旋下表面1207,该螺旋下表面1207从通道结构1203沿轴向方向延伸,如图12c所示。例如,材料引导结构可以被视为“螺旋铲”。螺旋下表面1207成形为在轴向方向和径向方向上被截的螺旋体的一部分。因此,螺旋下表面1207上的任意点相对于轴线1205上的固定点的轴向位置都随该点围绕轴线1205的角位置而线性变化。在其它示例中,螺旋下表面可以不成形为螺旋体的一部分,并且螺旋下表面上的任意点的轴向位置可以根据不同的函数关系而变化。例如,螺旋下表面上的任意点相对于轴线上的固定点的轴向位置可以变化,使得螺旋下表面的螺距随围绕轴线的角度而变化。螺旋表面的螺距是螺旋表面上的曲线段所占据的轴向距离,该曲线段与围绕螺旋表面的轴线的一整圈的角度对向。当执行从容器供应打印材料和用打印材料填充容器中的一个或多个时,材料引导结构1204可以起作用。在前一种情况下,材料引导结构1204可以“铲起”打印材料并将其沉积到材料输送构件中。在后一种情况下,材料引导结构1204的“铲”或内部体积可在旋转期间从材料输送构件接收材料,并将该材料引导至容器内的螺旋肋或刮板(flighting)的起点。

在一个示例中,选择螺旋下表面1207的螺距,使得在将打印材料从包括基座1201的存储容器输送到打印系统的过程中,对于存储容器的给定转数,转移期望量的打印材料,将在下文中对其进行描述。

材料引导结构1204的上表面由基座1201的下表面1209形成。在该示例中,基座1201的下表面1209是大致圆锥形的,使得基座1201的下表面1209上的每个点都具有与轴向方向成非零角度的法线。在其它示例中,材料引导结构的上表面具有与轴向方向对齐的法线,例如是平的。在其它示例中,材料引导结构的上表面是螺旋形的。例如,材料引导结构的上表面可以具有与材料引导结构的螺旋下表面基本相同的形状。在又一些示例中,材料引导结构的上表面可以与基座的表面分开,例如“铲”部分可以作为单独的部件提供,该部件被紧固或以其它方式联接至基座或容器。

在图12a-图12c中,螺旋下表面1207在弯曲侧壁1211处与基座1201的下表面1209相交,该弯曲侧壁1211从通道结构1203径向地延伸到基座1201的环形部分1213。在该示例中,基座的环形部分1213的外表面是圆锥形的。在其它示例中,基座的环形部分的外表面是圆柱形的。

在图12a-图12c的示例中,弯曲侧壁1211形成具有变窄半径的曲线。特别地,弯曲侧壁1211距轴线1205的径向距离从第一角位置处的最大半径r2减小到第二角位置处的最小半径r1。在该示例中,弯曲侧壁1211与围绕轴线1205的一整圈的角度对向,使得第一角位置与第二角位置相同。在其它示例中,弯曲侧壁与围绕轴线1205的小于一整圈的角度对向。例如,弯曲侧壁的径向距离可以在半圈中从最大值减小到最小值。在其它示例中,弯曲侧壁与围绕轴线1205的大于一整圈的角度对向。例如,弯曲侧壁可在多个整圈中从最大半径减小到最小值。

在图12a-图12c的示例中,弯曲侧壁1211的最大半径r2在弯曲侧壁1211的最小半径r1的两倍和四倍之间。更具体地说,在该示例中,弯曲侧壁1211的最大半径r2约为9cm,并且弯曲侧壁1211的最小半径r1约为3cm,因此在该示例中,弯曲侧壁1211的最大半径r2约为弯曲侧壁1211的最小半径r1的三倍。最大半径r2与最小半径r1之比选择为使得在将打印材料从包括基座1201的存储容器输送到打印系统的过程中,对于存储容器的给定转数,所需量的打印材料被转移,如下所述。例如,当容器中存在给定量的打印材料时,这可以实现。可以将材料引导结构设计成具有预定的体积以实现该目的。

弯曲侧壁1211的变窄半径是连续变窄的半径。在该示例中,弯曲侧壁1211距轴线1205的径向距离随着与弯曲侧壁1211的具有最大半径r2的部分的角间距增大而连续减小。此外,在该示例中,弯曲侧壁1211距轴线1205的径向距离平滑地减小,使得弯曲侧壁1211中没有角。侧壁1211的连续变窄的半径允许在将打印材料从包括基座1201的存储容器输送到打印系统的过程中平滑地输送打印材料,从而使打印材料以均衡的一致性输送,并且不具有一致性变化,而如果侧壁1211没有连续变窄的半径则会另外导致该一致性变化。

在图12a-图12c的示例中,材料引导结构1204是基座1201的整体模制元件。在该示例中,基座1201在注射模制工艺中形成。在其它示例中,通过其它模制工艺形成基座,例如结构泡沫成型或压缩成型。在其它示例中,在第一过程中形成基座,在第二过程中形成材料引导结构,然后例如通过螺钉配合或卡扣配合技术或使用焊接技术将基座和材料引导结构彼此附接。

基座1201的材料引导结构1204被配置为用以当基座围绕通道结构1203的轴线旋转时将打印材料输送到材料输送构件。例如,该材料输送构件可以包括多螺旋螺杆710,如图7a至图7e所示。材料输送结构可以位于在通道结构1203中形成的开口内。在该示例中,基座1201被配置为使得当其以轴线1205基本水平且弯曲侧壁1211的具有最大半径r2的区域竖直地在轴线1205下方的状态定向,然后沿图12a和图12c所示的方向旋转时,打印材料可以沿着材料引导结构1204朝向至少部分地设置在通道结构1203内的材料输送构件被引导。

在其中当基座围绕通道结构的轴线旋转时,材料引导结构配置为将打印材料输送到材料输送构件的示例中,材料输送构件配置为将打印材料输送通过通道结构。在图12a-图12c的示例中,可以提供能够在基座1201的通道结构1203内在轴向方向上平移的材料输送构件。在其它示例中,可以提供相对于用于打印材料容器的基座的通道结构在轴向方向上固定的材料输送构件。在一些示例中,提供材料输送构件作为用于打印材料容器的基座的整体模制元件。

在其中材料输送构件被配置为将打印材料输送通过图12a-图12c的基座1201的通道结构的一些示例中,材料输送构件是至少部分地设置在通道结构内的多螺旋螺杆,如前所述。在更具体的示例中,多螺旋螺杆是双螺旋螺杆。

在一些示例中,材料输送构件被配置为将打印材料输送通过通道结构1203。在上述示例中,多螺旋螺杆相对于基座1201具有固定取向,并因此被配置为随着基座1201围绕通道结构1203的轴线1205旋转,从而使打印材料被输送通过通道结构。

在图12a至图12c的示例中,材料引导结构1204被配置为例如当满足某些材料填充条件时引导离散配量的材料。在该示例中,材料引导结构1204被配置为使得当基座1201以轴线1205基本水平且弯曲侧壁1211的具有最大半径r2的区域竖直地在轴线1205下方的状态定向,然后旋转沿图12a和图12c所示的方向的一整圈时,可以沿着材料引导结构1204引导离散配量的打印材料。假设围绕轴线1205的弯曲侧壁1211对向的角度是一整圈,则当基座1201旋转一整圈时会导致离散配量的打印材料被引导,这是因为进入材料引导结构的所有打印材料可能被引导到通道结构1203。在其它示例中,弯曲侧壁对向的角度小于一整圈。在这些示例中,材料引导结构可以被配置为用以当基座旋转小于一整圈时,引导离散配量的打印材料。

现在将参考图12d和图12e以及图13描述在存储容器与打印系统之间输送打印材料的方法,图12d和图12e分别示出存储容器1215在两个不同取向上的截面,图13示出方法1301的框。在框1304处,该方法包括提供具有一体的铲1217的存储容器1215,该一体的铲1217围绕存储容器1215的通道结构1219布置。这可以包括将填充的存储容器1215供应到使用位置。在该示例中,存储容器1215是大体上圆柱形的且具有轴线1221。在其它示例中,所提供的存储容器不是圆柱形的或者大体上圆柱形的。在该示例中,通道结构1219是开放式圆柱体。在其它示例中,如上面参考图12a-图12c所描述的,存储容器设置有不是开放式圆柱体的通道结构。一体的铲1217可以包括如图12a-图12c所示的材料引导结构1204。

一体的铲1217具有围绕通道结构1219的开口的螺旋形基底1223。在该示例中,螺旋形基底1223成形为在轴向方向和径向方向上截取的螺旋体的一部分。因此,螺旋形基底1223上的任意点相对于固定点的轴向位置随该点围绕容器1215的轴线1221的角位置线性地变化。在其它示例中,螺旋下表面可以不成形为螺旋体的一部分,如上面参考图12a-图12c所描述的。

螺旋形基底1223与存储容器1215的表面1227之间的结合部1225形成具有变窄半径的曲面。在该示例中,结合部1223距轴线1205的径向距离从第一角位置处的最大半径减小到第二角位置处的最小半径。在该示例中,结合部1225与围绕轴线1205的一整圈的角度对向,使得第一角位置与第二角位置相同。在其它示例中,该结合部与不同于一整圈的角度对向。

在框1305处,该方法包括使存储容器1215围绕轴线1221旋转。在该示例中,轴线1221是基本水平的。在其它示例中,存储容器可以围绕与水平面成非零角度的轴线旋转。在一些示例中,存储容器可以被定向为使得包括通道结构的存储容器的一端低于存储容器的相反端。旋转可以以类似于图4中所示的方式的方式进行。

存储容器1215的旋转使存储容器1215内的一体的铲1217旋转,以在通道结构1219与容器1215的内部之间输送打印材料。例如,一体的铲1217可以可固定地安装在存储容器1215内,使得存储容器1215的旋转以相同的速度旋转所述一体的铲1217,例如,一体的铲1217相对于容器壳体固定。在图12d的示例中,将存储容器1215初始定向为使得结合部1225的距轴线1221具有最大径向距离的部分在轴线1221的竖直下方。在该取向下,一体的铲1217的开口部分在打印材料1229的顶表面下方。

存储容器1215沿图12d中的箭头指示的方向旋转。在存储容器1215已经旋转了半圈之后,打印材料1229中的一些已从容器1215的内部输送到通道结构1219(其中图12d和图12e中的黑点表示打印材料颗粒),并且存储容器1215如图12e中所示地定向。在将存储容器1215再旋转半圈之后,更多的打印材料1229已经从容器1215的内部输送到通道结构1219,并且存储容器再次如图12d所示地定向。

在另一个示例中,存储容器1215在与图12d中的箭头指示的方向相反的第二方向上旋转。当存储容器1215沿第二方向旋转时,打印材料从通道结构1219输送到存储容器1215的内部。

存储容器1215的旋转使一体的铲1217用作阿基米德螺杆,从而输送打印材料1229。在图12d的示例中,当存储容器1215沿箭头所示的方向旋转时,螺旋形基底1223在轴线1221的方向上朝向通道结构1219输送打印材料。

在一些示例中,旋转存储容器1215包括输送至少一个离散配量的打印材料。在打印系统的操作过程中,可能会输送打印材料的几个离散配量。

在图12d和图12e的示例中,输送至少一个离散配量的打印材料可以包括针对存储容器的给定的360度旋转输送单个配量的打印材料。在该示例中,存储容器1215以图12d所示的取向开始,并且当存储容器1215沿图12d中的箭头所示的方向经历一个完整的360度旋转时,输送离散配量的打印材料。在其它示例中,当存储容器进行多个360度旋转时,输送离散配量。在其它示例中,当存储容器旋转小于360度时,输送离散配量。

在一些示例中,在存储容器和打印系统之间输送打印材料的方法包括将打印材料输送到至少部分地设置在通道结构内的材料输送构件。在图12d和图12e的示例中,多螺旋螺杆1231部分地设置在通道结构1219内,并且沿箭头所示的方向旋转存储容器1215使得打印材料1229被输送到多螺旋螺杆1231。多螺旋螺杆1231与存储容器1215一起旋转,从而使打印材料1229被输送通过通道结构,如图12e所示。

在一些示例中,存储容器的旋转由打印设备的旋转元件执行。在一些示例中,旋转元件是可释放地联接至存储容器并且与存储容器一致地旋转的元件。在其它示例中,旋转元件是不与存储容器一致地旋转的元件。例如,旋转元件可以包括配置为抵靠存储容器的外表面的辊。

现在将参考图12f描述用于打印系统的容器的另一示例,图12f示出了用于打印系统的容器1233的截面。在该示例中,容器1233是大致圆柱形的。在其它示例中,容器不是大致圆柱形的,而是大致成形为具有规则或不规则多边形截面的棱柱。容器可以关于轴线对称或可以关于轴线不对称。容器可以具有沿轴线变化的截面,例如,存储容器可以是圆锥形的。

容器1233包括用于存储打印材料的腔室1235。在该示例中,腔室1235是基本圆柱形的,即是大致圆柱形的和/或具有至少一个或多个基本圆柱形的部分。在其它示例中,用于存储打印材料的腔室不是基本圆柱形的。用于存储打印材料的腔室可以具有与容器的外表面的形状对应的形状。

容器1233包括材料输送构件。在该示例中,材料输送构件是多螺旋螺杆1237。具体地,在该示例中,多螺旋螺杆1237是双螺旋螺杆。

容器1233包括基座1239。在该示例中,基座1239焊接到容器1233的主体部分1241。在其它示例中,基座可以通过卡扣配合方式结合到容器的主体。在其它示例中,基座可以通过螺旋配合方式结合到容器的主体。

基座1239包括用于接收材料输送构件(多螺旋螺杆1237)的开口1243。开口1243和材料输送构件(多螺旋螺杆1237)的共用轴线1245限定容器的轴向方向。基座包括围绕开口1243形成的材料引导结构,该结构具有螺旋下表面1247,该螺旋下表面1247在轴向方向上从基座1239延伸到腔室1235中。螺旋下表面1247成形为在轴向方向和径向方向上截取的螺旋体的一部分。因此,螺旋下表面1247上的任意点相对于轴线1245上的固定点的轴向位置随该点围绕轴线1245的角位置线性地变化。在其它示例中,螺旋下表面可以不成形为螺旋体的一部分,并且螺旋下表面上的任意点的轴向位置可以根据不同的函数关系而变化。例如,螺旋下表面上的任意点相对于轴线1245上的固定点的轴向位置可以变化,使得螺旋下表面的螺距随围绕轴线的角度而变化。

材料引导结构的外侧壁1249的一部分邻接腔室1235的内侧壁1251。在该示例中,外侧壁1249的邻接内侧壁1251的部分邻接腔室1235的弯曲的内侧壁1251。在其它示例中,材料引导结构的外侧壁的一部分邻接腔室的内侧壁的凸起部分。在一些这样的示例中,凸起部分是平坦的。

材料引导结构的上表面由基座1239的下表面1253形成。在该示例中,基座1239的下表面1253是基本圆锥形的,使得基座1239的下表面1253上的每个点都具有与轴向方向成非零角度的法线。在其它示例中,材料引导结构的上表面具有与轴向方向对齐的法线。在其它示例中,材料引导结构的上表面是螺旋形的。例如,材料引导结构的上表面可以具有与材料引导结构的螺旋下表面基本相同的形状。

螺旋下表面1247在弯曲侧壁1255处与基座1239的下表面1253相交,该弯曲侧壁1255从通道结构径向地延伸到外侧壁。在该示例中,弯曲侧壁1255形成具有变窄半径的曲线。特别地,弯曲侧壁1255与轴线1245的径向距离从第一角位置处的最大半径减小到第二角位置处的最小半径。在该示例中,弯曲侧壁1255与围绕轴线1245的一整圈的角度对向,使得第一角位置与第二角位置相同。在其它示例中,弯曲侧壁与围绕轴线1245少于一整圈的角度对向。例如,弯曲侧壁的径向距离可以在半圈内从最大值减小到最小值。在其它示例中,弯曲侧壁与围绕轴线1245多于一整圈的角度对向。例如,弯曲侧壁可以在多个整圈中从最大半径减小到最小值。

图14示出示例容器1401,其包括用于存储打印材料的可旋转腔室1402。可旋转腔室1402具有开口1404,该开口1404在使用中接收如图11所示的基座。可旋转腔室具有内部结构1405。内部结构1405在容器1401的旋转过程中在圆柱形腔室1402的内部与开口1404之间输送打印材料。在图14所示的示例中,内部结构1405是圆柱形腔室1402的容器壁的内表面的结构特征。当容器1401旋转时,内部结构1405随腔室1402一起旋转,以将打印材料输送到开口1404或从开口1404输送打印材料。内部结构1605可以包括一系列螺旋肋或突起,以在供应或填充期间沿着容器1601移动打印材料。

在某些情况下,内部结构1405在容器壁的内表面中形成螺旋结构。在一种情况下,内部结构1405在内表面内形成连续螺旋结构。在另一种情况下,内部结构1405是不连续的,其中在一组凸起部分中的每一个凸起部分形成部分的螺旋结构。

在一种情况下,内部结构1405在旋转期间在可旋转腔室与形成基座的一部分的至少一个材料输送结构之间输送打印材料。所述至少一个材料输送结构可以包括如本文所述的材料输送构件和材料引导结构中的至少之一。在图16a至图16c的示例中更详细地描述了内部结构的其它可能的特征。

根据示例,图15示出用于诸如图14所示的容器1401的打印材料腔室的模具1500。模具包括用于限定打印材料腔室的外壁1501的表面。在图15所示的示例中,打印材料腔室的由模具1500限定的外壁1501是大致圆柱形的。外壁1501包括在一端的封闭部分1502和在另一端的开放部分1503。根据本文所述的示例,模具1500包括一个或多个凸起的表面特征1504。所述一个或多个凸起的表面特征1504在打印材料腔室的外壁中形成相应的凹陷。凹陷在打印材料腔室的内壁上形成凸起部分。图15示出模具1500的凸起的表面特征1504,其限定了相应的凹陷。在图15的示例中,凸起的表面特征1504导致在打印材料腔室中形成螺旋肋或“刮板”。凹陷可以包括两组凹陷,打印材料腔室的每一侧各一组。

现在将参照图16a至图16c和图17描述包括某些特征的另一示例容器。

图16a-图16c示意性地示出用于存储用于打印的打印材料的容器1601。根据示例,容器1601用于容纳适于本文所述的二维和三维打印的打印材料。容器1601包括由容器壁1603形成的大致圆柱形的腔室1602。腔室1602在一端具有开口1604。在图16a-图16c所示的示例中,容器1601在另一端是封闭的。

根据本文所述的示例,容器1601包括内部结构1605。内部结构1605在容器1601旋转期间在腔室1602的内部与开口1604之间输送打印材料。在图16a-图16c所示的示例中,内部结构1605是腔室1602的容器壁1603的内表面的结构特征。在其它示例中,内部结构1605是与腔室分开的部分,并且可从容器1601移除。内部结构1605相对于容器1601的腔室1602不可旋转。当容器1601旋转时,内部结构1605随腔室1602旋转,以将打印材料输送到开口1604和从开口1604输送打印材料。内部结构1605可以包括一系列螺旋肋或突起,用以在供应或填充过程中使打印材料沿容器1601移动。

在图16a中,容器壁1603包括外表面。容器壁1603的外表面包括平坦部分1606。根据示例,平坦部分1606延伸越过容器1601的宽度和长度的大部分,以形成容器1601的基座。与大致圆柱形的容器相比,可以将容器1601放置成稳定地倚靠在平坦部分的表面上。

平坦部分1606进一步提供容器1601的定向。例如,平坦部分1606用于在材料供应站中对齐容器1601,例如在图3所示的插入操作期间。平坦部分1606可以用于将容器1601在用于旋转的保持架内对齐。大致圆柱形的容器不提供容器1601的取向的指示。相反,所描述的容器1601在插入过程中使用平坦部分1606作为引导结构来对容器1601进行定向,从而插入到材料供应站中。例如,形成图3中的安装件310的一部分的通道可以布置成以平坦表面接收和引导平坦部分1606。而且,大致圆柱形的容器在运输或存储期间易于滚动。平坦部分1606提供了用于在运输或存储期间将容器1601搁置在其上的表面。

在图16a-图16c所示的容器1601的示例中,内部结构1605在容器壁1603的内表面中包括多个部分1607。凸起部分1607在容器1601的内侧上凸起。在图16a-图16c所示的示例中,凸起部分1607沿着腔室1602的长度以一定间隔定位并且围绕腔室1602。凸起部分有助于在容器旋转期间在腔室的内部与容器的开口之间输送打印材料。

在某些情况下,凸起部分1607在容器壁1603的内表面中形成螺旋结构。在一种情况下,凸起部分1609被连接以在内表面内形成连续的螺旋结构。在另一种情况下,凸起部分1607不连续,其中每个凸起部分形成部分的螺旋结构。凸起部分1607穿过容器的基座上的平坦部分1606。

当容器1601旋转时,在容器1601的内表面上形成螺旋结构的凸起部分1607帮助将打印材料从腔室1602的内部朝向容器1601的开口1604转移。与螺旋结构接触的打印材料通过螺旋部分在平行于容器1601的旋转轴线的方向上移动。这减少了相对于轴向方向变得静止的打印材料的量,并促进打印材料朝向或远离容器1601的开口1604移动。

图16a-图16c所示的容器1601上的螺旋结构围绕腔室1602延伸大约四次。在其它示例中,此数字可能有所不同。螺旋线的角度足以确保在容器1601旋转时,容器1601中的打印材料被一致地转移。在本文描述的示例中,当凸起部分1607不通过平坦部分时,基本上不影响容器1601中的打印材料的传输速度。

在某些情况下,凸起部分1607被圆化。将凸起部分1607圆化有助于确保打印材料不会卡在凸起部分1607中或其周围。这降低了打印材料在容器的特定区域中压实或聚集的风险。

在图16a-图16c所示的容器1601的示例中,容器1601包括手柄部分1608。手柄部分1608形成在容器1601的封闭端。根据本文所述的示例,手柄部分1608允许用户保持容器1601,并将容器1601定位成倚靠在平坦部分1606上。在图16a-图16c所示的容器1601的示例中,手柄部分1608包括沿基本垂直于平坦部分1606的方向延伸的伸长把手。这允许容器1601易于被用户握住,并且,特别地,这帮助用户对齐在静止表面上的平坦部分1606上的容器1601。而且,把手形成在容器1601内。这可以以与容器1601的腔室相同的工艺来制造。

在一些示例中,手柄部分1608可以包括的壁厚、硬度、韧性和强度足以承受手柄部分1608和腔室1602内的构建材料的装载重量,以及抵抗在容器1601不慎误处理(例如掉落等)时的断裂和/或凹陷。在一些示例中,至少手柄部分1608可以由聚合物材料(例如高密度聚乙烯(hdpe))、任何数量的不同聚合物或其组合形成。在一些示例中,可以使用至少一些这些相同的材料来形成腔室1602。

在一些示例中,手柄部分1608和/或腔室1602的内壁表面可以具有低摩擦系数。这种布置可以促进打印材料在包括手柄部分1608的容器1601内的流动性。在一些示例中,手柄部分1608和/或腔室1602的内壁表面可以包括润滑涂层以增强这种流动性。

在本文所述的容器1601的某些示例中,例如如图16a-图16c中所示,伸长的把手相对于圆柱形腔室1602的基座的平面以非零角度对齐。在图16a-图16c所示的示例中,手柄部分1608与容器1601的包含平坦部分1606的基座成约60度的角度。但是,在其它情况下,伸长的手柄部分1608与水平面成不同度数的角度。

使伸长的手柄部分1608相对于基座成角度允许用户控制容器1601的运动。特别地,当被手柄部分保持时,成角度的伸长的手柄部分1608在容器1601上提供了改善的重量分布。

根据本文所述的示例,容器1601的平坦部分1606还包括凹口部分。该凹口部分是在容器1601的外壁内的向内指向的凹陷。该凹口部分用于将容器闩锁到材料供应站中。

图16b和图16c示出容器1601的两个替代视图。图16b示出从开口1604看进去的容器1601的视图。在图16b中,示出了容器1601的内部,包括伸长手柄部分1608的内部部分。根据示例,伸长的手柄部分1610的内部是中空的。因此可以将打印材料存储在手柄部分1610中。图16b还示出平坦部分1608。图16c中示出的容器1601的视图示出了容器的外部手柄部分1608的视图。从图16c所示的容器1601的视图可以看出,手柄部分1608在基本上垂直于平坦部分1606的方向上延伸。

根据示例,图17示出用于诸如图16所示的容器1601的打印材料腔室的模具1700。模具包括用于限定打印材料腔室的外壁1701的表面。在图17所示的示例中,打印材料腔室的由模具1700限定的外壁1701是圆柱形的。外壁1701包括在一端的封闭部分1702和在另一端的开放部分1703。模具的表面包括突出到模具的表面中的平坦部分1704。当使用模具1700时,平坦部分1704在打印材料腔室的外壁中限定相应的平坦部分。打印材料腔室的平坦部分使腔室在搁置表面上对齐。

根据本文所述的示例,模具1700包括一个或多个凸起的表面特征1705。所述一个或多个凸起的表面特征1705在打印材料腔室的外壁中形成相应的凹陷。凹陷在打印材料腔室的内壁上形成凸起部分。图17示出模具1700的凸起的表面特征1705,其限定了相应的凹陷。在图17的示例中,凸起的表面特征1705导致在打印材料腔室中形成螺旋肋或“刮板”。

在示例中,模具1700的一个或多个凸起的表面特征被圆化。圆形凸起的表面特征在打印材料腔室的内壁中形成相应的圆形凸起部分。

在图17所示的模具的示例中,模具1700还包括用于限定手柄部分1706的通道。手柄部分1706形成打印材料腔室的封闭端1702的一部分。由图17所示的模具形成的手柄1706是伸长的手柄部分,其相对于平坦部分成角度,类似于图16所示的容器的手柄部分。

根据示例,模具1700还包括突出到模具表面的平坦部分中的凹口部分。该凹口在打印材料腔室的外壁中限定相应的凹口部分。外壁中的凹口部分用于将打印材料腔室锁定在材料供应站中。

现在将参照图18a和图18b以及图19描述实现本公开的示例的另一示例容器。

图18a和图18b示意性地示出根据示例的容器1801的一部分的两个视图,例如与打印系统的材料供应站一起使用。该容器可以是本文描述的示例容器中的任意一个。图18a示出看进容器1801的开口的视图。容器1801包括用于存储打印材料的腔室1802和材料引导结构1803。材料引导结构1803围绕容器的通道结构1804形成。材料引导结构1803被布置成:当容器1801围绕中心轴线(例如图1中的轴线155)旋转时,在打印材料容器1801的内部与打印材料容器1801的通道结构1804之间引导打印材料。

图18a和图18b所示的打印材料容器1801在腔室1802的内表面1806内包括凸起部分1805。图18b示出凸起部分1805和材料引导结构1803的近视图。凸起部分1805布置成将打印材料引导到材料引导结构1803的开口1807中。在本文所述的某些示例中,材料引导结构1803具有阿基米德螺杆形式的螺旋形状,该螺旋形状将打印材料朝向通道结构1804引导。材料引导结构1803的开口形成铲状,其有助于将打印材料朝向通道结构1804转移。材料引导结构1803可以包括图12a-图12f所示的材料引导结构1204。

凸起部分1805帮助随着容器1801在材料供应站中旋转而最大化沉积在材料引导结构1803的开口1807中的打印材料的量,并且最小化在腔室1802中滞留的打印材料的量。根据示例,凸起部分1805形成为在容器的内壁中的凹陷。在其它情况下,凸起部分是附接到容器1801的单独部分。

在本文所述的示例中,凸起部分1805在容器1801中与材料引导结构1803相邻。这在图18b中示出。该相邻是相对于容器1801的环形表面和材料引导结构1803而言的。在容器1801的制造过程所施加的限制内,凸起部分1805可以尽可能地靠近材料引导结构1803。特别地,材料引导结构1803的开口几乎与凸起部分1803齐平(即,邻接)。这进一步使当容器1801旋转时滞留在容器1801中的打印材料的量最小化。

在图18b所示的示例中,凸起部分1805的宽度等于材料引导结构1803的开口1807的宽度,如图18b中的虚线箭头所示。这使从凸起部分1805转移到材料引导结构1803的开口的打印材料的量最大化。在其它情况下,凸起部分1805的宽度可以大于或小于开口1807的宽度。

根据某些示例,凸起部分1805是平坦部分。换句话说,凸起部分1805形成凸起的平坦平台,在容器1801旋转期间,打印材料积聚在该平坦平台上。在这种情况下,随着容器旋转,打印材料从平坦部分朝向材料引导结构1803转移到容器的开口。

在容器1800的进一步示例中,腔室1802的内表面1806包括一个或多个“肋”或“刮板”以将打印材料引导至材料引导结构1803的开口。例如,这些在图14和图16a中示出。所述一个或多个肋被围绕内表面1806的边缘设置,并且在某些情况下,在容器1801的制造过程中形成为内表面中的凹陷。如关于本文所述的容器的其它示例所述,在某些情况下,肋是围绕容器的内表面成螺旋形的螺旋肋。在旋转期间,肋促进打印材料在容器1801的内部与容器1801的开口之间的运动。

在一个示例中,肋中的一个被定位成使其与容器1801的内表面1806中的凸起部分1805相交。例如,在一种情况下,肋被制造到内表面中,使得肋融合到凸起部分1805中。在这种布置中,在容器旋转期间由肋移动的打印材料被引导到凸起部分1805的表面上。

在另一示例中,容器1801的凸起部分1805具有高于腔室1802的内表面的高度,使得凸起部分1805的平面和材料引导结构1803的开口的平面基本对齐。这在图18b中示出。这有助于确保当容器1801旋转时,打印材料不会卡在材料引导结构1803的开口的边缘。

在本文描述的某些示例中,容器1801包括形成容器的基座的另外的平坦部分,如关于图16a-图16c所描述的。所述另外的平坦部分沿着容器1801的长度和宽度延伸。根据示例,凸起部分1803形成在容器1801的所述另外的平坦部分中。这简化了用模具构造容器的制造工序,因为与容器1801的外壁的圆柱形部分相反,凸起部分1803可以被压成平坦部分。特别地,在某些示例中,所得到的制造过程产生了容器1801,其中凸起部分1805是平坦的。如在别处所描述的,容器1801的壁可以通过吹塑成型制造。

图19是根据示例的用于打印材料腔室的模具1900的示意图。模具1900用于诸如本文所述的那些的制造过程中。模具1900包括用以限定打印材料腔室的外壁1902的表面1901。外壁1902具有封闭的下部部分1903和开放的顶部部分1904。开放的顶部部分1904被适当地确定尺寸即确定大小以接收相应的材料引导结构。该材料引导结构可以形成如图11所示的基座1120的一部分。根据本文所述的示例,模具1900的表面1901包括凸起部分1905。凸起部分1905在腔室的内壁中形成相应的凸起部分,以将打印材料引导到如图18a和图18b所示的材料引导结构中。

在一个示例中,模具1900的包括凸起部分的表面1901被定位成使得,当插入开口1904中时,材料引导结构与在打印材料腔室的内壁中形成凸起部分的凹陷相邻。

在另一示例中,表面1901包括一个或多个脊,该脊在打印材料腔室的外壁中形成凹陷。凹陷在打印材料腔室的内壁内形成相应的肋。肋将打印材料朝向材料引导结构引导。在一种情况下,脊在模具1900的表面1901上形成螺旋部分。螺旋脊在打印材料腔室中形成相应的螺旋肋,例如如参考其它示例所述的。

在某些情况下,脊中的一个被布置成融合到模具1900的凸起部分1905中,以使得打印材料腔室中的相应的肋与凸起部分接触。根据模具1900的另一示例,模具包括平坦部分,以在打印材料腔室的内壁内形成对应的平坦部分。在这种情况下,根据示例,模具1900使得凸起部分形成为该平坦部分的凸起段。在某些情况下,在打印材料腔室中得到的相应的凸起部分也是平坦的。

图20a和图20b示出基于图16a至图19的示例容器输送打印材料的方法。

图20a示出根据示例的从容器输送诸如粉末的打印材料的方法2001。方法2001与本文描述的容器的示例一起使用。在框2001处,打印材料通过一组螺旋肋沿轴线从容器的封闭端被输送到容器的开放端。螺旋肋形成在容器的内表面中。在框2002处,将打印材料从容器转移到材料引导结构中,该材料引导结构在包含该轴线的平面中具有开口,其中,内表面内的凸起部分跨越开口的内表面与侧壁之间的距离。

当容器在材料供应站中旋转时,本文描述的方法2001和容器1800的示例可以用于最小化容器1800中的滞留打印材料的量。可以使用用于制造容器1800本身的相同工艺将凸起部分制造到容器1800中。

根据示例,图20b示出在包括伸长的大致圆柱形的腔室的打印材料容器和打印系统之间输送打印材料的方法2010。在框2011处,将打印材料容器与打印系统的材料供应站的插入通道的平坦表面对齐。在框2012处,将打印材料容器插入到材料供应站的插入通道中。在框2013处,将打印材料容器的开口联接到材料供应站。例如,这可以遵循图3中所示的程序。在框2014处,使打印材料容器在材料供应站内旋转,以通过伸长的圆柱形腔室的内部结构,在打印材料容器与打印系统之间输送打印材料。例如,这在图4中示出。方法2010在本文描述的示例的背景下使用。特别地,该方法与图16a–图16c中所示的容器一起使用。

在本文描述的方法2010的某些示例中,对齐打印材料容器的平坦部分包括抓住在伸长的大致圆柱形的腔室的封闭端处的成角度的手柄,并且插入打印材料容器包括经由成角度的手柄沿着腔室的轴线施加力。

现在将描述制造用于打印材料的容器的方法的示例。该方法可以用于制造如本文阐述的任何示例中所述的容器。

图21a示出可以在制造方法中使用的容器的部件。提供了第一部分2103和第二部分2105。第一部分2103和第二部分2105可以包括如参照图12所述的基座1120和腔室1110。在本示例中,第一部分2103基本上由第一材料形成,第二部分2105基本上由第二材料形成。第一材料和第二材料均为热塑性材料。热塑性材料是一种材料,该材料在其温度高于特定温度时表现出塑性行为,而当其温度降至特定温度以下时则为固态。某些合成聚合物是热塑性材料的示例。在该示例中,第一部分2103和第二部分2105基本上由不同等级的单一热塑性聚合物形成。在其它示例中,第一部分和第二部分可以基本上由相同等级的单一热塑性聚合物形成。不同等级的聚合物可能具有不同的特性,包括不同的熔化温度和不同的粘度。在另外的示例中,第一部分和第二部分可以基本上由不同的热塑性聚合物形成。

在图21a的示例中,第一部分2103和第二部分2105都是基本圆柱形的,使得第一部分2103和第二部分2105具有圆对称的外表面。在其它示例中,提供了不同形状的部分。例如,两个部分中的任意一个或两个可以具有具有规则或不规则多边形截面的外表面。部分可以具有截面关于轴线对称的外表面,或者可以具有截面关于轴线不对称的外表面。部分可以具有沿轴线变化的截面。

第一部分2103包括具有轴线2109的圆形开口2107。开口2107由环形壁2111限制。环形壁2111具有围绕轴线2109的圆对称性。在该示例中,环形壁2111具有由平坦的上表面2113组成的边沿,该上表面2113具有平行于轴线2109(下文中称为轴向方向)的法线。在其它示例中,第一容器部分具有带边沿的环形壁,该边沿不具有具有沿轴向方向的法线的平坦上表面。例如,第一容器部分可以具有环形壁,该环形壁的上表面具有与轴向方向成非零角度的法线,使得该上表面是圆锥形表面。在一些示例中,第一容器部分具有边沿,该边沿的法线随着距该部分的轴线的径向距离而变化。在一些示例中,第一容器部分具有具有一个以上上表面的边沿。

第二部分2105包括用于接收环形壁2111的环形腔2115。在图21a中,第一部分2103和第二部分2105同轴地对齐,其中轴线2109布置为环形腔2115的轴线。在该示例中,环形腔2115由径向向外的表面2117和从径向向外的表面2117悬垂的唇部2119部分地限界。由此,环形腔2115在径向向内的方向上、在径向向外的方向上且在第一轴向方向上被限界。环形腔2115可操作以从与第一轴向方向相反的第二轴向方向接收环形壁2111。

图21b示出第二部分2105的从下面看的视图。在该示例中,容器2101可操作以将打印材料供应到打印系统,并且第二部分2105具有一体结构,其可操作以执行将打印材料供应到打印系统的任务。特别地,第二部分包括限定通往第二部分2105的开口的通道结构2123以及材料引导结构2125。容器的其它示例具有取决于容器的目的的其它整体结构。

图21c示出用于接收环形壁的环形腔的示例截面。示例(a)示出了从垂直于轴线2109的方向观看的图21a的第二部分2105的环形腔2115的截面。在这个示例中,唇部2119包括延伸到环形腔2115中的构件2121。构件2121是环形腔2115的限界构件,这意味着环形腔2115的至少一部分在至少一个方向上由构件2121限界。在该示例中,构件2121是环形的,具有从唇部2119的径向向内的表面延伸的径向向内的表面和具有面向轴向方向的法线的平坦的下表面,环形腔2115从该平坦的下表面可操作以接收环形壁2111。构件2121被配置用于与环形壁2111的外表面熔合,如下文中将描述的。第一部分的配置用于与第二部分的特定区域熔合的构件被称为能量导向器。

图21c的示例(b)示出包括在容器部分中的用于接收环形壁的不同环形腔2127的截面。在该示例中,轴向面向表面2129在容器部分的径向向外的表面2133与从径向向外的表面2133悬垂的唇部2131的径向向内的表面之间延伸。在该示例中,轴向面向表面2129被配置用于与环形壁的顶表面熔合。轴向面向表面2129是环形腔2127的限界构件的示例。

图21c的示例(c)示出包括在容器部分中的用于接收环形壁的不同环形腔2135的截面。在该示例中,环形腔2135的限界构件2139从容器部分的径向向外表面2137延伸。在该示例中,限界构件2139被配置用于与环形壁的内表面熔合。

图21c的示例(d)示出包括在容器部分中的用于接收环形壁的不同环形腔2141的截面。在该示例中,环形腔2141是在容器部分的轴向面向表面2143中的凹陷。在该示例中,轴向面向表面2143配置用于与环形壁的顶表面熔合。轴向面向表面2143是环形腔2141的限界构件的示例。

图21c的每个示例都包括用于与环形壁熔合的环形限界构件。其它示例包括不具有圆对称性的限界构件。例如,容器部分可具有用于与环形壁熔合的几个限界构件,限界构件以规则或不规则的角度间隔定位于环形腔内。

在本示例中,例如通过在开口的轴向方向上施加压缩力将环形壁推进到环形腔中而将两个部分结合。然后使第一部分和第二部分相对于彼此暂时旋转,以熔合第一部分和第二部分。这将在下面更详细地描述。

图22的流程图表示例程,通过该例程,第一部分2103和第二部分2105被结合在一起以形成容器2101。该例程在2201处通过将第一部分2103的环形壁2111推进到第二部分2105的环形腔2115中而开始。在该示例中,旋转焊接机用于将第一部分2103保持固定并沿轴向方向将第二部分2105朝向第一部分2103推进,如图21a中的直箭头所示。如图21d的阶段(a)所示,当第二部分2105被朝向第一部分2103推进时,环形壁2111被推进到环形腔2115中。在其它示例中,使用旋转焊接机来保持第二部分2105固定并且将第一部分2103沿轴向方向朝向第二部分2105推进。在另外的示例中,旋转焊接机用于将第一部分2103和第二部分2105朝向彼此推进。

旋转焊接机将环形壁2111推进到环形腔2115中,直到环形壁2111的上表面2113抵靠限界构件2121的下表面为止,如图21d的阶段(b)所示。然后,旋转焊接机继续在第一部分2103的开口2109的轴向方向上在第一部分2103和第二部分2105之间施加压缩力。在此示例中,该压缩力不会使容器部分中的任一个显著变形。

在2203处,旋转焊接机使第一部分2103和第二部分2105在压缩力的作用下相对于彼此暂时旋转。在该示例中,旋转焊接机使第一部分2103保持固定,同时使第二部分2105暂时旋转。在其它示例中,旋转焊接机使第二部分2105保持固定,同时使第一部分2103旋转。在另外的示例中,旋转焊接机使第一部分2103和第二部分2105沿相反的方向暂时旋转。旋转焊接机使容器部分相对于彼此以一定速度暂时旋转,使得限界构件2121相对于环形壁2111的相对切线速度足够高,以使限界构件2121和环形壁2111的邻接区域由于摩擦而温度升高,从而变成塑料。因此,旋转速度取决于形成容器部分的热塑性材料的特性。旋转速度还取决于环形壁2111的半径,并且相应地取决于环形腔2115的半径。在一些示例中,使第一部分和第二部分相对于彼此暂时旋转包括使第一部分和第二部分以在每分钟100转和每分钟1000转之间的相对角速度暂时旋转。在图21a的示例中,环形壁的半径为约10cm,并且使第一部分2103和第二部分2105相对于彼此旋转包括以约每分钟500转的速度旋转第二部分2105。

旋转焊接机使第二部分2105相对于第一部分2103暂时旋转。特别地,旋转焊接机使第二部分2105相对于第一部分2103旋转,直到限界构件2121和环形壁2111的充足部分已经变成塑料,使得环形壁2111在压缩力的作用下被推进到环形腔2115内的最大轴向位移,如图21d的阶段(c)所示。第一部分2103的第一材料和第二部分2105的第二材料具有基本相同的熔化速度,这意味着在第二部分2105相对于第一部分2103旋转期间,这些区域以大致相同的速度变成塑料。热塑性材料的熔化速度取决于熔化温度以及材料的粘度。第一部分2103的第一材料和第二部分2105的第二材料选择为具有基本相同的熔化速度,尽管第一材料和第二材料是不同的材料。这确保了限界构件2121和环形壁2111都沿着限界构件2121和环形壁2111之间的界面变成塑料。当限界构件2121和环形壁2111变成塑料时,限界构件2121和环形壁2111的相对运动使塑料区域混合,从而形成混合的塑料区域,称为熔合区域,由图21d的阶段(c)中的阴影区域表示。

在环形腔2115的构造中,唇部2119从径向向外的表面2117悬垂,并且限界构件2121从唇部沿径向向内的方向延伸,该构造防止塑料材料(称为焊瘤)在第二部分2105相对于第一部分2103暂时旋转时进入容器2101的内部。防止焊瘤进入容器会防止焊瘤污染容器的内部体积。在一些示例中,容器将被填充的材料可能与焊瘤不具有相同类型或形式,并且在这样的示例中,焊瘤进入容器可能是不可接受的。

在2205处,旋转焊接机在第一部分2103和第二部分2105之间的预定相对角度处阻止第一部分2103和第二部分2105之间的相对旋转。在此示例中,预定角度精确到在小于一度内。在预定角度处阻止第一部分2103和第二部分2105之间的相对旋转被称为计时(clocking)。在此示例中,第一部分2103和第二部分2105都具有整体特征,例如材料引导结构2125,并且这些整体特征具有对齐部,以便容器可操作以将打印材料供应到打印系统。在其它示例中,例如第一部分和第二部分中的至少一个具有圆柱对称性的那些示例,可以在任意角度处阻止相对运动。

旋转焊接机基本上立即阻止第一部分2103和第二部分2105之间的相对旋转。这意味着阻止相对旋转的时间间隔比塑料材料冷却和熔合所需的时间短得多。在该示例中,在少于十分之一秒的时间内,使相对旋转从最大相对旋转速度减小到零。基本上立即阻止第一部分2103和第二部分2105之间的相对旋转导致塑料材料的均匀冷却,从而防止在冷却过程中形成颗粒,这样的颗粒可能削弱在第一部分2103和第二部分2105之间形成的最终焊接。

在阻止第一部分2103和第二部分2105之间的相对旋转之后,旋转焊接机将第一部分2103和第二部分2105保持在适当位置,并在2207处使熔合区域冷却,从而熔合并形成第一部分2103和第二部分2105之间的焊接。

在图21a的示例中,提供第一部分2103包括通过吹塑成型形成第一部分2103。通过吹塑成型形成第一部分2103导致第一部分具有可精确控制的外部尺寸和较不可精确控制的内部尺寸。特别地,环形壁2111的径向向外的表面比环形壁2111的径向向内的表面为更精确的圆柱形。因此,限界构件2121与环形壁2111的更精确控制的表面熔合,从而形成更可靠的焊接。在其它示例中,使用其它的模制工艺以形成具有环形壁的第一部分。可以使用的其它模制工艺的示例是压缩成型、注射成型和结构泡沫成型。

在图21a的示例中,提供第二部分2105包括通过注射成型来形成第二部分2105。通过注射成型形成第二部分2105导致第二部分2105的所有表面的可精确控制的尺寸。在其它示例中,使用其它模制工艺来形成具有用于接收环形壁的环形腔的第二部分。可以使用的其它模制工艺的示例是压缩成型和结构泡沫成型。

由于用于形成第一部分2103和第二部分2105的相应的模制工艺,主要形成第一部分2103的第一材料比主要形成第二部分2105的第二材料更粘。对于吹塑成型,使用比较粘性的塑料材料以形成型坯,气体被吹到型坯中,从而使型坯的外表面在塑料材料冷却并固化之前粘附到模具的内壁。对于注射成型,在塑料冷却并固化之前,将粘度较低的塑料材料注入到模具中,以使塑料材料完全填充模具。如上所述,在图21a的示例中,取决于粘度的第一材料和第二材料的熔化速度被选择为基本相同。

这样,在某些示例中,提出了一种用于存储打印材料(例如粉末构建材料)的容器,该容器包括用于存储粉末构建材料的吹塑成型的可旋转腔室,和包括开口的注射成型的基座,该开口用于在容器的内部和外部之间输送打印材料。在这种情况下,注射成型的基座安装在吹塑成型的可旋转腔室的开放端内,并且该注射成型的基座包括环形腔,该环形腔接收该吹塑成型的可旋转腔室的环形壁,其中该吹塑成型的可旋转腔室通过旋转焊接被熔合到注射成型的基座上。

图23是结合了上述某些特征的示例容器2300的分解等距视图。该容器包括直径为d且长度为l的大致圆柱形的腔室2310。该容器具有高度为h且螺距为p的在圆柱形壁上的内螺旋形刮板2315。在该示例中,容器2300具有永久性附接的基座2320,该基座2320在形成在通道结构2330内且与腔室2310同轴的中心部中具有直径为d的较小的开口2325。通道结构2330形成同轴的喷口特征。基座2320具有材料引导结构,该材料引导结构呈内部阿基米德螺杆2335或螺旋特征的形式,其约是腔室2310的在基座2320的底部处的内径并且过渡到中心开口2325的在基座2320的顶部处的大致直径,在此处其形成通道结构2330的底部的一部分。在图12a至图12e中示出了该螺杆的其它示例。通道结构2330和阿基米德螺杆2335的螺旋特征具有直径为d的轴向孔。对于三维打印示例,d可以在150mm和250mm之间的范围内,l可以在400mm和600mm之间的范围内。在同一示例中,直径d可以在45mm至65mm的范围内。

图23的容器还包括材料输送构件2340,其呈直径为d且长度为v的螺旋推运器阀或螺旋螺杆的形式。在示例中,长度v可以在100至150mm的范围内。材料输送构件2340的螺旋推运器特征与阿基米德螺杆2335的螺旋特征匹配。此外,在本示例中,当螺旋推运器特征在开口2325中安装到仍允许材料输送构件2340伸出代表打开位置的距离o的深度时,材料输送构件2340的螺旋推运器特征与阿基米德螺杆配合并完成阿基米德螺杆。对于三维打印示例,距离o可以在20mm至40mm的范围内。材料输送构件2340在其端部还包括阀结构2345。在图中示出了用于阀结构的o形圈2350。当将材料输送构件2340安装到其最大深度时,阀结构2345形成用于开口2325的密封。这表示材料输送构件2340的关闭位置。材料输送构件2340可以被键接到基座2320,例如以防止如上所述的相对旋转。材料输送构件2340可以包括一体的弹簧斜坡和止挡件,使得一旦安装,其就只能在关闭位置和打开位置之间移动并且不能相对于腔室2310旋转。材料输送构件2340在构件的端部处具有垫圈2355和螺钉2360。这些可以用作参考图9d和图9e描述的接合构件918。最后,可以将盖2365拧到通道结构2330上以密封容器2300,例如如同图9f和图9g所示的盖951。盖2365可以是篡改显见的。

在操作期间,容器2300可以填充有新鲜的打印材料,例如在填充和/或制造现场处,并且安装有材料输送构件2340的情况下。在此示例中,键控和其它特征将未来的构件移动限制在轴向位移的预定范围内。

如本文所述的容器的示例使得粉末材料能够以预期的原始特性和流动行为被输送。例如,通过以各种旋转速度翻滚,可以在几种类型的运动方式下混合容器中的粉末材料,包括塌落、滚动、倾泻和倾注。这些运动方式使粉末重新充气并重新混合,从而逆转了固结、压实和离析的影响。

本文所述的示例容器可以用于大范围的打印材料。例如,它们可以用于多种粉末类型,其中每种粉末类型可能具有不同的凝聚特性、压实行为和离析。在某些示例中,容器可以进一步包括适于将安装在容器内的打印材料类型电子地传达给打印系统的电子电路。例如,有线或无线接口可以传输加载到容器中的芯片中的数据。然后,可以在容器安装在打印系统内并根据其中的用于打印材料类型的特定例程(例如,过去刷新特定材料类型的特性时已经成功的设定速度和方向)旋转时,对容器进行监控。一旦刷新了材料特性,容器的材料输送构件就可以由打印系统打开,例如如图9d和图9e所示,然后以一定速度和方向旋转以分配打印材料。只要旋转速度比已知引起离心的速度低,并且内部供应表面不粗糙或不带静电,就会分配出很大一部分的打印材料。

除了为打印材料供应提供益处之外,本文所述的示例容器还允许将新鲜的或过量的打印材料有效地装回到容器中。当在打印材料类型之间切换时,可能会装载新鲜的材料。通过在将容器以相对低的旋转速度反向旋转的同时将粉末供给到材料输送构件,可以通过材料输送构件将打印材料移动到容器中,然后通过内部的凸起部分(例如,肋或刮板)将打印材料进一步移动到容器腔室中。

为了增加填充的速度和效率,可以增加旋转速度,以使容器内的打印材料进入离心运动状态,其中作用在材料颗粒上的离心力变得大于重力。在这种情况下,打印材料可以形成覆盖圆柱形腔室内壁的管。然后,由材料输送构件引入的打印材料在旋转轴线附近(此处离心力最小)移动到腔室中,并且一旦进入内部,便朝向外壁移动并轴向流动以保持圆柱形状。在这种情况下,随着引入更多的材料,打印材料层变厚,并且腔室中心的空气圆柱体越来越小。可以将用于实现离心的旋转速度(每分钟转数)确定为等于42.3除以内径的平方根的速度。如果目标是从打印机中移除尽可能多的过量粉末,则可以增大旋转速度以使材料层压实,从而增加移除量。如果目标是移除用过的打印材料以便以后再使用,或者移除新鲜材料以进行材料更换,则可以将容器填充到正常水平,在内腔室中留一些空气体积,因此可以通过稍后的翻滚来刷新打印材料。在任一种情况下,材料输送构件都可以由打印系统关闭(例如,通过颠倒图9d和图9e所示的顺序)并且被释放。然后,打印系统可以通知用户他们可以移除装满的容器。

与可比较的重力供给料斗供应(例如,其中通过将打印材料倒入料斗对供给料斗进料)相比,本文所述的某些示例提供了更有效的空间利用。重力供给料斗具有陡峭的角度,以确保打印材料的流动。在本示例中,可以通过旋转容器来供给打印材料。由于容器可以水平安装,因此其避免了高的竖直供给系统和料斗。本文所述的某些示例还通过旋转容器来减小压实作用,这避免了手动摇动、倾翻或翻滚。本文示例中描述的容器还提供了一种简单的解决方案,该解决方案减少或避免了打印系统内的内部螺旋推运器和/或混合器的磨损和较高的复杂性。它们还减少和/或避免了在比较真空系统中可能发生的打印材料分离。

本文所述的某些示例提出了一种用于打印材料(例如,粉末形式)的容器,该容器可以水平安装、旋转以再混合、再充气和刷新材料的流动特性,并且可以以受控的速度将材料输送到打印系统。此外,同一容器在联接到材料供应装置时,可以布置成在需要时从打印系统接受打印材料,并且可以填充至其内部容积的至少95%,同时保持在水平方位中。在某些所描述的示例中,容器具有材料输送构件,例如呈中心螺旋推运器阀的形式,其根据旋转方向打开以将打印材料移入或移出容器。在某些所描述的示例中,材料引导结构(例如,为阿基米德螺杆的形式)可以用于在容器的边缘和轴向材料输送构件之间移动打印材料。在另外的示例中,圆柱壁上的螺旋凸起部分(例如,肋或刮板的形式)可以用于沿容器轴线的方向移动打印材料。这些特征可以单独提供或以两个或更多个部件的组合的形式提供,其中在后一种情况下,它们可以相互作用以提供协同效应。容器可以按比例缩放到各种尺寸,同时仍保留本文讨论的益处。

已经提供了前面的描述以说明和描述某些示例。已经描述了不同组的示例。这些示例可以单独应用或组合应用以产生协同效应。该描述并非旨在穷举或将这些原理限制为所公开的任何精确形式。根据以上教导,许多修改和变化是可能的。应当理解,结合任意一个示例描述的任何特征可以单独使用,或者与所描述的其它特征结合使用,并且还可以与任何其它示例的任何特征或者任何其它示例的任何组合结合使用。

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