专利名称：用于在基于挤出的分层沉积系统中使用的可消耗组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及基于挤出的分层沉积系统，用于用快速原型制作/制造技术建造三维 物体。具体地，本发明涉及用于在基于挤出的分层沉积系统中使用的可消耗材料。
背景技术：
基于挤出的分层沉积系统(例如，由明尼苏达州的Eden Prairie的Stratasys公 司研制的熔化沉积成型系统)用于通过挤出可流动建造材料由计算机辅助设计(CAD)模型 以一层一层的方式建造三维物体。建造材料通过由挤出头携载的挤出末端挤出，并作为一 系列的路(road)沉积在x_y平面内的基底上。该挤出的建造材料熔化以预先沉积建造材 料，并在温度下降时固化。然后所述挤出头相对于基底的位置沿着ζ轴线(垂直于所述x_y 平面)被增加，接着重复所述过程以形成类似CAD模型的三维物体。该挤出头相对于基底的移动是根据表示所述三维物体的建造数据在计算机控制 下执行的。该建造数据通过一开始将三维物体的CAD模型切片成多个水平的切片层而获 得。然后，对于每个切片层，主机产生用于沉积建造材料的路的建造路径，以形成所述三维 物体。在通过沉积建造材料的层制造三维物体时，支撑层或者结构通常构筑在没有通过 建造材料本身支撑的构建中的物体的悬伸部分的下面或者空腔中。可以使用与沉积建造材 料的技术相同的沉积技术建造支撑结构。主机产生另外的几何形态用作用于要被形成的三 维物体的悬伸或者自由空间部分的支撑结构。然后依据产生的几何形态在建造过程期间从 第二喷管沉积支撑材料。该支撑材料在制造期间粘附到建造材料，并且当建造过程完成时 可从所述完成的三维物体移除。
发明内容
本发明涉及一种利用基于挤出的分层沉积系统建造三维物体的可消耗组件。所述 可消耗组件包括容器部分，所述容器部分被构造成用于保持细丝的供给源；导管，所述导管 被连接到容器部分；和泵部分，所述泵部分被连接到所述导管并被构造成将可流动状态下 的细丝材料挤出。
图1是用可消耗组件建造三维物体的单元的前透视图。图2是可消耗组件的前透视图。图3是可消耗组件的后透视图。图4是可消耗组件的容器部分的分解透视图。图5是第一可选可消耗组件的前透视图，其包括驱动电机。图6是用多个可消耗组件建造三维物体的可选单元的前透视图。图7是第二可选可消耗组件的透视图。
图8是第二可选可消耗组件的容器部分的底视图，其中容器部分的底部打开。图9是第二可选可消耗组件的卷盘组件的透视图，其中该卷盘组件被部分拆开。图10是第二可选可消耗组件的卷盘组件的透视图。图11是第二可选可消耗组件的泵部分和导管的顶部透视图。图12是第二可选可消耗组件的泵部分和导管的顶部透视图，其中泵部分的壳体 打开。图13是第二可选可消耗组件的导管和泵部分的顶部透视图，其中泵部分的壳体 打开并且细丝被完全插入。
具体实施例方式图1是用于用一个或多个可消耗组件建造三维物体的单元10的前视图，其中所述 可消耗组件可以被丢弃或者在使用后重复使用。单元10包括系统12、控制器14、主机16 和可消耗组件18，其中系统12是用于建造三维物体(例如，三维物体20)的基于挤出的分 层制造系统。用于系统12的适合的系统包括由明尼苏达州的Eden Prairie的Stratasys 公司研发的熔化沉积成型系统。控制器14是与系统12和主机16进行信号通信用于控制 系统12的计算机操作控制器。主机16是基于计算机的系统，其与系统12经由控制器14 相互作用以建造三维物体20。主机16根据与三维物体20相对应的CAD模型(未示出)产 生建造数据并将建造数据传送至控制器14。系统12包括建造室22、挤出头组件24和基底组件26。建造室22是包括挤出头 组件24、基底组件26和至少一部分可消耗组件18的建造环境，用于用从可消耗组件18供 应的建造材料建造三维物体20。对于熔化沉积成型，建造室22期望地被加热到高温以提高 三维物体20的建造效率和减少变型。挤出头组件24包括x-y台架28、挤出支架30和驱动电机32。挤出支架30在建 造操作过程中保持可消耗组件18的一部分，并通过x-y台架28支撑。驱动电机32是在建 造操作过程中接合可消耗组件18的电动机，用于基于从控制器14提供的信号挤出建造材 料。在此实施例中，驱动电机32也由挤出支架30支撑。因此，在建造操作过程中，控制器 14引导x-y台架以使挤出支架30和驱动电机32在水平的χ-y平面中围绕建造室22移动， 并引导驱动电机32以从可消耗组件18挤出建造材料。这选择性地沉积建造材料以通过一 层一层的方式在基底组件26上形成三维物体20。基底组件26是诸如Durm等人在美国公 开出版物号码2005/0173855中披露的平台的可移动平台。因此，控制器14引导基底组件 26在建造过程期间沿ζ-轴线增量地移动，由此允许三维物体20的连续的层被建造。可消耗组件18是包括细丝形式(在图1中未示出)的建造材料的供给源的一次 性组件，并且还包括挤出所述建造材料细丝所需要的一个或多个部件。如图所示，可消耗组 件18包括容器部分34、导管36和泵部分38。尽管可消耗组件18的容器部分34在图1中 示出为位于相对于系统12偏移的位置，但是容器部分34可适当地安装在系统12的装载台 (未示出)中，由此允许容器部分34被固定地保持到系统12。容器部分34是所述可消耗 组件18的包括建造材料细丝的供给源的一部分。导管36是互连容器部分34和泵部分38的柔性管，并将建造材料细丝从容器部分 34引导至泵部分38。泵部分38是通过挤出支架30保持的可消耗组件18的部分，并接合驱动电机32。如以下所述，泵部分38包括驱动机构(未在图1中示出)和液化器(未在 图1中示出)，其中驱动电机32与驱动机构接合以将细丝的连续部分供给至液化器。然后， 该细丝的连续部分在液化器内被融化并从泵部分38挤出以在基底组件26上建造三维物体 20。如上所述，可消耗组件18可在建造材料细丝供给从容器部分34倒空之后被丢弃、 重复利用、或者用其它不同地方式处理。当可消耗组件18被消耗后，泵部分38从挤出支架 30去除，并且可消耗组件18从系统12的装载台被去除。然后新的可消耗组件18可被安装 在所述装载台中，所述新的可消耗组件18的泵部分38可被插入到挤出支架30中用于随后 的建造操作。如以下所述，可消耗组件18的使用从系统12去除了几个部件，所述部件在经 过多次挤出后可能退化或者降低效率(例如，液化器管、细丝驱动机构和挤出末端)。这允 许被装载到系统12中的每个可消耗组件18使用新的部件。在可选的实施例中，系统12可以是执行非快速原型制作/制造过程的机器(未示 出)的部件。例如，系统12可以是执行轧制或者金属板成型的机器的一部分，其中系统12 被构造成在轧制/成形部件的一个或多个部分上沉积建造材料的层。因此，系统12可以是 执行多个步骤以用连续或批处理的方式形成部件的较大的组件系统的一部分。图2和3分别是可消耗组件18的前和后透视图。如图所示，可消耗组件18的容 器部分34包括外壳40、数据芯片42和管连接器44。外壳40是保持建造材料细丝供应的 封闭结构(未在图2或者3中示出)。外壳40期望地具有刚性或者部分刚性结构以保护被 保持的细丝不受到物理损坏(例如，在传送过程中)。同时外壳40被显示为具有长方形的 封装，外壳40可选地可以显示多种不同的几何形状(例如，圆柱形)以适应系统12的多种 不同的装载台(图1中示出)。由于可消耗组件18的可消耗性质，外壳40期望地由可被 丢弃或者重复利用的一种或多种损失成本的材料制成。用于外壳40的适合的材料的例子 包括聚合材料(例如，聚乙烯)、薄膜金属(例如，铝基片材和箔)，纸基材料(例如纸、纸 板和硬纸板)及其组合物。在一个实施例中，外壳40是市场上可买到的具有以下商标的包 装瑞士 TETRA PAKInternational SA 的 “TETRA PAK”。数据芯片42是与位于系统12的装载台中的数据读出器接合的集成电路芯片。这 允许系统12确定保持在可消耗组件18中的建造材料细丝的类型和量。数据芯片42也适 于测量在建造操作过程中从容器部分34供应给系统12的细丝的量。用于数据芯片42的 适合的集成电路芯片和用于使用所述集成电路芯片的适合的技术包括批露在Swanson等 人的美国专利号码6，776，602中的那些技术。管连接器44是固定至导管36的连接点，由 此允许所述建造材料细丝被供应给导管36。在一个实施例中，外壳40、管连接器44和导管 36提供防止水分从外界环境传送到容器部分34或者导管36内的位置的防潮密封。这允许 使用水分敏感的建造材料建造三维物体(例如，三维物体20)。导管36是柔性管，其包括用于互连容器部分34和泵部分38的第一端36a和第二 端36b。如图所示，第一端36a被连接到管连接器44，第二端36b被连接到泵部分38。导管 36在第一端36a和第二端36b之间具有适当长度，其允许泵部分38在系统12 (在图1中示 出)的建造室22内在水平x-y平面中四处移动，同时容器部分34安装在所述系统12的装 载台中。此外，导管36适合具有足够的柔性以允许泵部分38在没有大的偏压阻力的情况 下在建造室22内的水平x-y平面中四处移动。用于导管36的适合的材料的例子包括聚乙烯、聚氯乙烯、含氟聚合物、聚酰胺、尼龙、及其组合。在其中建造室22在建造操作过程中被 加热的实施例中，导管36也适合热耐受所述建造室22的温度，从而防止导管在建造操作过 程中热退化。如下所述，在一些实施例中，导管36可以包括电连接装置，用于泵部分38的 一个或多个部件(例如，用于加热器、温度传感器和驱动电动机)。泵部分38是可消耗组件18的挤出器部分，并包括壳体46、驱动机构48、液化器区 域50和挤出末端52。壳体46是固定到导管36的防护壳体，用于将导管36保持到泵部分 38上。驱动机构48是与驱动电机32接合(在图1中示出)的细丝驱动机构(例如，蜗轮 机构)。液化器区域50是其中所述建造材料细丝经由沿液化器区域50的长度的热剖面被 熔化的区域。挤出末端52是泵部分38的部件，被熔化的建造材料通过该部件挤出以建造 三维物体20。泵部分38适合呈现出与挤出支架30 (在图1中示出)的内部尺寸相匹配的 尺寸。这允许泵部分38容易地安装在挤出支架30 (在图1中示出)中而没有大量的安装 和校准的要求。在一个实施例中，泵部分38还包括电连接装置，由此允许液化器区域50从 系统12接收电力。在建造操作过程中，驱动电机32使驱动机构48从容器部分34供给连续的建造材 料细丝段，经过导管36，并供给到液化器区域50中。同时经过液化器区域50，所述建造材 料细丝熔化，并通过挤出末端52被挤出。在所述建造材料细丝在液化器区域50内熔化时， 该建造材料细丝的连续段用作使熔化的建造材料被挤出通过液化器区域50和挤出末端52 的活塞。当完成建造操作时，驱动电机32和驱动机构48停止供给建造材料细丝的连续段。 此时，如果可消耗组件18准备好被移除，则泵头38从挤出支架30被去除，并且可消耗组件 18从系统12的装载台被去除。然后，可消耗组件18可被丢弃、重复利用、或者用其它不同 的方式处理。图4是容器部分34的分解透视图，其还包括内衬54和卷盘组件56。如图所示，外 壳40包括内部区域58和底部开口 60，其中底部开口 60是可封闭的开口，内衬54和卷盘组 件56可通过该底部开口被插入，由此将内衬54和卷盘组件56保持在内部区域58中。内 衬54是防潮密封隔离物，其设置在外壳40内。用于内衬54的适合的材料包括聚合材料、 金属箔、及其组合物。在可选实施例中，外壳40和内衬54可被一个或多个层替换，该一个 或多个层提供结构整体化和/或防潮性。卷盘组件56在分解图中沿着轴线62被示出，并包括卷盘框架64和细丝卷盘66。 卷盘框架64包括框架部件64a和64b，其可在细丝卷盘66的相对侧上被固定到一起以在其 间可旋转地固定细丝卷盘66。细丝卷盘66是可旋转的卷盘，其包括用于建造三维物体20 的建造材料细丝的供给源。在可消耗组件18的组装过程中，建造材料细丝缠绕在细丝卷盘 66上，并且细丝卷盘66可旋转地固定在卷盘框架64内。然后建造材料细丝的一部分通过 内衬54和外壳40供给，并进入到管连接器44 (如图2和3所示)和导管36 (如图2和3 所示)中。然后卷盘组件56插入到内衬54和外壳40中。在一个实施例中，外壳40的内 部区域58被干燥以从内部区域58内大致除去水分。这可以通过在干燥环境(例如，干热 空气炉)中放置可消耗组件18，和/或借助于插入在容器部分34中的干燥用的包装实现。 此外，干的惰性气体(例如，氩和氮气)可被引入到内部区域58中。然后内衬54和外壳40 被密封关闭以防止水分在运输和存储过程中进入容器部分34。在可选实施例中，所述细丝可被设置在非卷盘装置中。在这些实施例中，卷盘组件56可被省略，并且可基于细丝包装装置使用可选的细丝供应结构。在另一可选实施例中，细 丝可具有卷状或者捆束在容器部分34中而不使用细丝供应结构。图5是可消耗组件118的前透视图，该可消耗组件118是可消耗组件18的替代实 施例，并且各个附图标记都增加“100”。在该实施例中，泵部分138还包括驱动电机168， 其被固定到外壳146并与驱动机构148接合。因此，驱动电机168可以用于代替驱动电机 32 (在图1中示出)，并且驱动电机32可从系统12中省略(在图1中示出)。因此，在此实 施例中，驱动电机168是可消耗组件18的部件，并且可与可消耗组件18 —起在使用后被丢 弃或者重复利用。此外，如图5所示，可消耗组件118还包括电连接装置170，其沿导管136延伸并且 与容器部分134和泵部分138相互连接。在该实施例中，位于系统12的装载台中的数据读 出器还可以为数据芯片142提供电力，其可以将电力从系统12经由电连接装置170相应地 传送到泵部分138。因此，泵部分138的一个或多个部件(例如，液化器区域150和驱动电 机168)可以这种方式被提供电力。在这个实施例中，控制器14(如图1所示)还通过数据 芯片142和电连接装置170提供用于驱动电机168的指令信号。驱动电机168和电连接装 置170的使用增加了安装可消耗组件118至系统12和一起使用可消耗组件118和系统12 时的操作的容易度。图6是用于用一个或多个可消耗组件建造三维物体的单元210的前视图，并且是 单元10(如图1所示)的替代实施例。各个附图标记都增加“200”。如图6所示，单元210 还包括可消耗组件272，其是安装在系统212的装载台(未示出)中的第二可消耗组件。可 消耗组件272包括以与可消耗组件218相同的方式接合系统212的容器部分274、导管276 和泵部分278。因此，泵部分278也通过挤出支架230保持，从而提供用于系统212的双挤 出头。同样地，可消耗组件272可以包括第二材料细丝，其可以与可消耗组件218的建造材 料细丝的成分相同或不同。在一个实施例中，可消耗组件272包括用于建造支撑结构280 的支撑材料细丝，由此为三维物体20的各层沿ζ轴线提供垂直支撑。在可选实施例中，可 消耗组件272可以包括与可消耗组件218所包含的细丝相同的建造材料细丝，由此在可消 耗组件218的细丝供给变少时允许系统12从可消耗组件218切换到可消耗组件272。这允 许建造操作即使在可消耗组件218的建造材料细丝用尽时也可以继续。在一个实施例中， 挤出支架230包括切换机构，用以在泵部分238和泵部分278的操作之间切换。图7-13是可消耗组件318的示意图，其类似于可消耗组件18并且是可消耗组件 18的示例性实施例(在图1-4中示出)，其中各个附图标记都增加“300”。图7是可消耗组 件318的透视图，其中容器部分334的外壳340由提供结构保护和防潮性的酒盒制成。如 进一步显示，泵部分338包括螺栓382和支架384。螺栓382是将泵部分338的壳体346固 定在封闭状态的螺栓。支架382通过螺栓382中的一个被固定到壳体346，并围绕导管336 的第一端336a的一部分。这使导管336的第一端336a以相对于壳体346的期望角度被定 位，用于将建造材料细丝从导管336供给到泵部分338。图8是容器部分334的底视图，其中外壳340的底部(S卩，开口 360)和内衬354打 开用于接近卷盘组件356。如图所示，细丝386缠绕在细丝卷盘366上，其中细丝386可以 是用于用系统12建造三维物体或者支撑结构的任何类型的材料。用于细丝386的适合的 建造材料的例子包括任何类型的可挤出热塑材料，诸如丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯、聚苯基砜、聚砜、尼龙、聚苯乙烯、非晶聚酰胺、聚酯、聚苯醚、聚氨基甲酸酯、聚醚醚 酮、其共聚物、及其组合。用于细丝386的适合的支撑材料的例子包括硅酮掺杂的热塑性材 料，和市场上可买到的明尼苏达州Eden Prairie的Stratasys公司的商标为“WATERWORKS” 和“SUPPORTS”的水溶性材料。图9是其中框架部件364a被去除的卷盘组件366 (省略了细丝386)的透视图。 如图所示，框架部件364a包括轴向的连接点386a和周向连接点388a，框架部件364b包括 轴向的连接点386b和周向连接点388b。在组装过程中，细丝卷盘366安装在轴向连接点 386b上，框架部件364a在细丝卷盘366上方闭合。因此，框架部分364a和364b在轴向的 连接点386a和386b处和周向连接点388a和388b处固定在一起。图10是其中框架部分364a和364b固定在一起的卷盘组件366 (省略了细丝386) 的透视图。如图所示，当卷盘框架364的框架部件364a和364b固定在一起时，细丝卷盘 366在框架部件364a和364b之间可旋转地固定，由此允许细丝卷盘366自由旋转。图11是导管336和泵部分338的俯视透视图，其还示出了液化器区域350的部件。 如图所示，液化器区域350包括液化器管390和绝缘加热器392。液化器管390是在壳体 346和挤出末端352之间延伸的导热(例如，金属)管，并且是细丝386在其中熔化的区域。 绝缘加热器392包括在液化器管290周围延伸的加热器(例如，线盘加热器和热块)和在 加热器周围延伸的热绝缘套管。如上所述，加热器从系统12电连接到电源。图12和13是导管336和泵部分338的顶部透视图，其中壳体346打开以是示壳体 346的内部布置。如图12所示，壳体346包括第一部分346a、第二部分346b和连接器392， 其中连接器392与第一部分346a和第二部分346b相互连接。这允许第一部分346a和第 二部分346b闭合在一起以限定壳体346。用于制造第一部分346a、第二部分346b和连接 器392的适合的材料包括诸如上述那些用于导管36 (如图2和3所示)的聚合材料。第一 部分346a包括驱动机构腔394a和细丝通道腔396a，第二部分346b包括驱动机构腔394b 和细丝通道腔396b。当第一部分346a和第二部分346b闭合在一起时，驱动机构腔394a和 394b限定用于可旋转地保持驱动机构348的内腔，细丝通道腔396a和396b限定用于从导 管336供给细丝386到液化器管390的通道。进一步如图12所示，细丝386从导管336供给并进入由细丝通道腔396a和396b 限定的通道中。如图13所示，在细丝386设置在通道中的同时，驱动机构348接合细丝386， 由此供给细丝386的连续部分到液化器管390。然后，绝缘加热器392的加热器熔化细丝 386的材料，由此允许熔化的材料从挤出末端352挤出以建造三维物体或者相对应的支撑 结构。如上所述，泵部分338的部件从系统12去除了几个部件，所述部件可能在经过多次 挤出后退化或降低效率(例如液化器管390、绝缘加热器392、驱动机构348和挤出末端 352)。这允许新的部件与装载到系统12中的每一个可消耗组件318 —起使用。虽然已经参照优选实施例对本发明进行了说明，但本领域技术人员将认识到可以 在不背离本公开的实质和范围的情况下进行形式上和细节上的改变。
权利要求
一种可消耗组件，所述可消耗组件包括容器部分，所述容器部分被构造成保持细丝的供给源；导管，所述导管连接到所述容器部分；和泵部分，所述泵部分连接到所述导管，并被构造成挤出可流动状态下的细丝材料。
2.根据权利要求1所述的可消耗组件，其中所述容器部分包括 夕卜壳；至少一个内衬，所述至少一个内衬设置在所述外壳内；卷盘组件，所述卷盘组件设置在所述至少一个内衬内，所述卷盘组件是保持细丝的供 给源的所述容器部分的部件；至少一个数据芯片，所述至少一个数据芯片被构造成当所述可消耗组件被装载到基于 挤出的分层沉积系统时，所述至少一个数据芯片与所述基于挤出的分层沉积系统通信；和 管连接装置，所述管连接装置被构造成提供用于从所述卷盘组件供给所述细丝的通路点ο
3.根据权利要求2所述的可消耗组件，其中所述导管连接到所述容器部分的管连接装 置，由此允许所述细丝从容器部分被供给到所述导管的内部区域。
4.根据权利要求1所述的可消耗组件，其中所述泵部分包括选自包含细丝驱动机构、 液化器管、加热器、热绝缘套管、挤出末端、驱动电机、温度传感器、切换机构及其组合的组 中的部件。
5.根据权利要求1所述的可消耗组件，其中所述泵部分包括连接到所述导管的壳体，所述壳体限定用于从所述导管引导所述细丝的内通道； 驱动机构，所述驱动机构由所述壳体保持，并被构造成供给细丝的连续部分； 液化器管，所述液化器管由所述壳体保持在所述内通道的下游位置； 加热器，所述加热器被构造成加热所述液化器管的至少一部分，由此至少部分熔化通 过所述驱动机构供给的所述细丝的连续部分，以提供熔化状态下的细丝材料；和挤出末端，所述挤出末端设置在所述加热器的下游，并被构造成提供用于挤出熔化状 态下的细丝材料的出口位置。
6.根据权利要求1所述的可消耗组件，还包括所述容器部分和所述泵部分之间的电连 接装置。
7.根据权利要求1所述的可消耗组件，其中所述泵部分构造成被插入到基于挤出的分 层沉积系统的支架中，其中所述支架设置在基于挤出的分层沉积系统的建造室中。
8. 一种利用基于分层的沉积技术建造三维物体的计算机控制单元，所述单元包括 计算机操作控制器；基于挤出的分层沉积系统，所述基于挤出的分层沉积系统包括建造室；基底组件，所述基底组件至少部分地设置在所述建造室中并与计算机操作控制器进行 信号通信；台架，所述台架至少部分地设置在所述建造室中并与计算机操作控制器进行信号通支架，所述支架由所述台架保持，其中所述台架被构造成相对于所述基底组件移动所述支架；和至少一个装载台；和至少一个可消耗组件，所述至少一个可消耗组件包括容器部分，所述容器部分被构造成保持细丝的供给源，并可装载到所述基于挤出的分 层沉积系统的所述至少一个装载台中；导管，所述导管连接到所述容器部分；和泵部分，所述泵部分连接到所述导管，并被构造成插入到所述基于挤出的分层沉积系 统的所述支架中。
9.根据权利要求8所述的计算机控制单元，其中所述基于挤出的分层沉积系统包括熔 化沉积造型系统。
10.根据权利要求8所述的计算机控制单元，其中所述可消耗组件的容器部分包括 夕卜壳；至少一个内衬，所述至少一个内衬设置在所述外壳内；卷盘组件，所述卷盘组件设置在所述至少一个内衬内，所述卷盘组件是保持细丝的供 给源的所述容器部分的部件；至少一个数据芯片，所述至少一个数据芯片被构造成当所述可消耗组件被加载到基于 挤出的分层沉积系统的所述至少一个装载台中时，所述至少一个数据芯片与所述基于挤出 的分层沉积系统通信；和管连接装置，所述管连接装置被构造成提供用于从所述卷盘组件供给所述细丝的通路点ο
11.根据权利要求10所述的计算机控制单元，其中所述可消耗组件的导管连接到所 述容器部分的管连接装置，由此允许所述细丝从所述容器部分被供给到所述导管的内部区 域。
12.根据权利要求8所述的计算机控制单元，其中所述可消耗组件的泵部分包括选自 包含细丝驱动机构、液化器管、加热器、热绝缘套管、挤出末端、驱动电机、温度传感器、切换 机构及其组合的组中的部件。
13.根据权利要求8所述的计算机控制单元，其中所述可消耗组件的泵部分包括 连接到所述导管的壳体，所述壳体限定用于从所述导管引导所述细丝的内通道； 驱动机构，所述驱动机构由所述壳体保持，并被构造成供给细丝的连续部分；液化器管，所述液化器管由所述壳体保持在内通道的下游位置； 加热器，所述加热器被构造成加热所述液化器管的至少一部分，由此至少部分地熔化 通过所述驱动机构供给的所述细丝的连续部分，以提供熔化状态下的细丝材料；和挤出末端，所述挤出末端设置在所述加热器的下游，并被构造成提供用于挤出熔化状 态下的细丝材料的出口位置。
14.一种建造三维物体的方法，所述方法包括将可消耗组件的容器部分装载到基于挤出的分层沉积系统的装载台中； 将可消耗组件的导管通入所述基于挤出的分层沉积系统的建造室； 将可消耗组件的泵部分插入到位于所述建造室中的可移动支架中； 将细丝的连续部分从容器部分通过所述导管供给到所述泵部分；至少部分地熔化所述泵部分中的细丝的连续供给的部分以形成可挤出材料；和 将所述可挤出材料以一层一层的方式挤出到所述建造室中以形成所述三维物体。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括当细丝供给源被至少部分消耗时从基于挤出的分层沉积系统中卸载所述可消耗组件;和将第二可消耗组件装载到基于挤出的分层沉积系统。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括丢弃或者重复使用所述卸载的可消耗组件。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括提供所述可消耗组件的容器部分和基于挤出的分层沉积系统之间的电连接装置；和 将电力从所述电连接装置传送到设置在所述可消耗组件的泵部分上的至少一个部件。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述可消耗组件是第一可消耗组件，所述方法 还包括将第二可消耗组件的容器部分装载到所述基于挤出的分层沉积系统的第二装载台中， 同时第一可消耗组件保持装载在所述装载台中； 使第二可消耗组件的导管通入所述建造室；在第一可消耗组件的泵部分被插入在所述可移动支架中的状态下，将第二可消耗组件 的泵部分插入到所述可移动支架中；将第二细丝的连续部分从第二可消耗组件的容器部分通过第二可消耗组件的导管供 给到第二可消耗组件的泵部分；至少部分地熔化所在所述第二可消耗组件的泵部分中的第二细丝的连续供给的部分， 以形成第二可挤出材料；和将第二可挤出材料以一层一层的方式挤出到建造室中以形成用于所述三维物体的支 撑结构。
19.根据权利要求14所述的方法，其中所述可消耗组件的容器部分包括 夕卜壳；至少一个内衬，所述至少一个内衬设置在所述外壳内；卷盘组件，所述卷盘组件设置在所述至少一个内衬内，所述卷盘组件是保持细丝的供 给源的所述容器部分的部件；至少一个数据芯片，所述至少一个数据芯片被构造成当所述可消耗组件被加载到基于 挤出的分层沉积系统的所述至少一个装载台中时，所述至少一个数据芯片与所述基于挤出 的分层沉积系统通信；和管连接装置，所述管连接装置被构造成提供用于从所述卷盘组件供给所述细丝的通路点。
20.根据权利要求14所述的方法，其中所述可消耗组件的泵部分包括连接到所述导管的壳体，所述壳体限定用于从所述导管引导所述细丝的内通道； 驱动机构，所述驱动机构通过所述壳体被保持，并被构造成供给细丝的连续部分； 液化器管，所述液化器管通过所述壳体被保持在内通道的下游位置； 加热器，所述加热器被构造成加热所述液化器管的至少一部分，由此至少部分熔化通 过所述驱动机构供给的细丝的连续部分，以提供熔化状态下的细丝材料；和挤出末端，所述挤出末端设置在所述加热器的下游，并被构造成提供用于挤出熔化状 态下的细丝材料的出口位置。
全文摘要
本发明公开了一种可消耗组件(18，118，218，318)，其包括容器部分(34，134，234，334)，该容器部分被构造成保持细丝(386)的供给；导管(36，136，236，336)，该导管被连接到容器部分(34，134，234，334)；和泵部分(38，138，238，338)，该泵部分被连接到所述导管(36，136，236，336)。
文档编号G06F19/00GK101911084SQ200980101836
公开日2010年12月8日 申请日期2009年1月7日 优先权日2008年1月8日
发明者威廉·J·斯万松 申请人:斯特拉塔西斯公司