[发明专利]利用气动输送的三维打印机

说明书

一种三维(3D)打印机和具有用于将构建材料传送至3D打印机的容器的气动输送系统的方法。联接到容器的进给器调节构建材料从容器的排出流动。联接到进给器的密封控制器减少空气流入。

背景技术

增材制造(AM)可包括三维(3D)打印以生成3D物体。在一些AM过程中，连续的材料层在计算机控制下形成以制造物体。材料可以是粉末或粉末状材料，包括金属、塑料、陶瓷、复合材料和其他粉末。物体可以是各种形状和几何结构，并且可经由诸如3D模型的模型或其他电子数据源生成。制造可能涉及激光熔化、激光烧结、电子束熔化、热融合等。模型和自动控制可便于分层制造和增材制造。对于应用，增材制造可制造用于航空航天(例如飞机)的中间成品和最终产品以及原型、机械零件、医疗设备(例如植入物)、汽车零件、流行产品、结构性和导电性金属、陶瓷、导电粘合剂、半导体器件和其他应用。

附图说明

在下面的详细描述中参照附图描述某些示例，其中：

图1A至图1C是根据示例的3D打印机的三个单独的实施的图示；

图2是根据示例的图1C的3D打印机的气动输送系统的例示；

图3是用在根据示例的图1C的3D打印机中的离心分离器和容器的例示；

图4是通过根据示例的图1C的3D打印机克服的两种类型的空气泄漏的例示；

图5是根据示例的图1A至图1C的3D打印机的进给器的例示；

图6是用在根据示例的图1C的3D打印机中的进给器的例示；

图7是由根据示例的图1A至图1C的3D打印机使用的密封控制机构的流程图；和

图8是根据示例的图1C的3D打印机的详细框图。

具体实施方式

本文示出的技术针对具有用以传送诸如粉末的构建材料的气动输送系统(PCS)从而能够生成3D物体的三维(3D)打印机。3D打印机内部的进给器将构建材料分配到进给器下方。进给器内的腔室使用密封控制机构操作，以控制空气向上流动和向下流动。换句话说，如下所述，进给器具有减少来自进给器的空气向上流动以及来自进给器的空气向下流动的腔室。这种密封控制可规定，来自进给器的空气向上流动不会导致粉末被过分充气并搅动，这可能阻止粉末向下流动。密封控制还基本上防止由与粉末流动相反的压力梯度驱动的向上气流导致空气泄漏(至进给器中)。因此，密封控制能够使进给器将进给器上游的压力与进给器下游的压力隔离。至少出于空气向上流动不会显着地干扰粉末流动或设置在容器上方的离心分离器的操作的原因，这便于3D打印机同时传送构建材料并启动3D打印作业以生成3D物体。此外，因为在打印作业期间发生构建材料的输送，所以相对于在生成3D物体之前完成构建材料的输送的3D打印机而言，减少了在新型3D打印机中完成3D打印作业的周期时间。

图1A、图1B和图1C分别是可由诸如构建平台上的构建材料形成3D物体的3D打印机100A、100B和100C的示例。首先参照图1A，3D打印机100A包括用于传送构建材料(例如粉末)20以生成3D物体90的气动输送系统(PCS)50A。PCS 50A包括用于分配构建材料20的进给器40。打印机100A还包括用于操作进给器的密封控制机构30。密封控制方法30包括DC电机和编码器，如下面更详细讨论。