[发明专利]具有多个挤出线的单电动机挤出头

说明书

技术领域

本发明涉及利用基于挤出的分层制造系统的三维(3D)目标的制作。 具体地，本发明涉及用一个驱动电动机挤出用于构建3D目标的多种材料的 挤出头。

背景技术

基于挤出的分层制造系统(例如，由美国明尼苏达州的Eden Prairie 的斯特拉特西斯(Stratasys)公司开发的熔融沉积成型系统)典型地通 过挤出流动的构建材料，例如热塑性材料，用于以一层一层的形式构建来 自CAD模型的3D目标。构建材料通过挤出头携带的喷嘴挤出，并根据路径 的顺序在XY平面中沉积在基座上。挤出的构建材料熔化以预先地沉积构建 材料，并当温度下降时凝固。然后，挤出头相对基座的位置沿着Z轴(垂 直于XY平面)增加，然后，重复加工过程以形成类似CAD模型的3D目标。

根据来自主机电脑的构建数据，挤压头相对基座的运动在计算机控制 下进行。构建数据通过将3D目标的CAD模型初始分层为多个水平分层的层 而获得。然后，对于每个片层，主机电脑生成用于沉积构建材料通道的构 建路径以形成3D目标。

在通过沉积构建材料的层而制作3D目标中，支撑层或结构件构建在悬 垂部分的下方或在结构下的目标的空腔中，所述结构不通过构建材料本身 支撑。支撑结构可以利用沉积构建材料的同样的沉积技术构建。主机电脑 产生附加的几何形状，所述几何形状用作用于将待形成的3D目标悬垂的支 撑结构，或作为待形成的3D目标的自由空间部分。然后，在构建加工期间， 支撑材料依据产生的几何形状沉积。在制作期间，支撑材料粘附到构建材 料，并当构建加工完成时，支撑材料从完成的3D目标中移除。

发明内容

本发明涉及一种挤出头，所述挤出头包括：至少一个驱动轮；以及 在至少第一状态和第二状态之间可定位的组合件，所述组合件包括：第一 挤出线，所述第一挤出线设置为当组合件定位在第一状态时接合至少一个 驱动轮；第二挤出线，所述第二挤出线设置为当组合件定位在第二状态时 接合至少一个驱动轮；以及其中：当与第一挤出线接合时，所述至少一个 驱动轮在第一旋转方向旋转，并当与第二挤出线接合时，所述至少一个驱 动轮在第二旋转方向旋转，第二旋转方向与第一旋转方向相反。

附图说明

图1是具有部分断开以显示本发明的挤出头的基于挤出的分层制造系 统的侧视图；

图2A是具有定位在构建状态的转换板组合件的挤出头的前透视图；

图2B是转换板组合件定位在支撑状态的挤出头的前透视图；

图3是转换板组合件定位在构建状态的挤出头20的左侧视图；

图4A是显示在图2A中的转换板组合件的左部分的放大视图；

图4B是显示在图2B中的转换板组合件的右部分的放大视图；

图5是显示转换板组合件的从图3中的部分5-5剖开的剖视图；

图6A是挤出头的前分解视图；

图6B是挤出头的后分解视图；以及

图7A至7E是在用于在构建状态和支撑状态之间定位转换板的使用中 的挤出头的转换杆的放大视图。

具体实施方式

图1是系统10的侧视图，所述系统10为用于制造3D目标的基于挤 出的分层制造系统，例如熔融沉积成型系统。系统10包括构建室12、控 制器14、冷却线16和材料供给部分18，在此，构建室12包括本发明的 挤出头20。可以包括挤出头20的适合的系统包括由美国明尼苏达州的 Eden Prairie的斯特拉特西斯(Stratasys)公司的商标名称为“FDM”的商 业适用的熔融沉积成型系统。

如下所述，挤出头20使用一个驱动电动机(在图1中未显示)选择 地挤出一对材料(例如，构建和支撑材料)而一层一层地构建3D目标。 单驱动电动机减少了挤出头20中的部件的数量，同时也提供良好的挤压 性能。

构建室12包括室壁22和设置在室壁22中的内部分24，其中室壁22 被断开以显示内部分24。在内部分24内，构建室12还包括导向轨26和 构建平台28、3D目标30和支撑结构32。挤出头20通过沿y轴延伸的导 向轨26和通过沿x轴(未显示)在内部分24中延伸的另外的导向轨(未 显示)支撑。导向轨26和附加的导向轨允许挤出头20在沿x轴和y轴的 平面中的任何方向移动。构建平台28为用于构建3D目标30和支撑结构 32的工作表面，并沿z轴可调节高度。