[发明专利]具有自动增强件穿引的增材制造系统

说明书

公开了一种增材制造系统。增材制造系统可包括可移动支撑件以及连接到可移动支撑件的打印头。打印头可以被配置成排出用液体基质浸湿的连续增强件。增材制造系统还可包括：自动穿引器，其被配置成使连续增强件穿过打印头；以及控制器，其与可移动支撑件、打印头和自动穿引器通信连接。控制器可以被配置成在制造过程开始时选择性地激活自动穿引器。

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求2017年1月24日提交的美国临时申请No.62/449,899的优先权，其内容通过引用明确地并入本文。

技术领域

本公开总体涉及一种制造系统，并且更具体地，涉及一种具有自动增强件穿引的增材制造系统。

背景技术

连续纤维3D打印(也称为CF3D^TM)涉及使用嵌入到从可移动打印头排出的材料内的连续纤维。将基质供应到打印头并与同时通过同一打印头的一个或多个连续纤维一起排出(例如挤出和/或拉挤)。基质可以是传统的热塑性塑料、粉末金属、液体树脂(例如，UV可固化和/或双组分树脂)，或这些和任何其他已知基质的组合。在离开打印头时，固化增强器(例如，UV光、超声发射器、热源、催化剂供应部等)激活以引发和/或完成基质的固化。这种固化几乎立即发生，从而允许在自由空间中制造无支撑结构。并且当纤维，特别是连续纤维嵌入结构内时，结构的强度可以倍增超过基质相关的强度。在2016年12月6日授予Tyler的美国专利9,511,543(“’543专利”)中公开了该技术的一个示例。

尽管连续纤维3D打印提供了增加的强度，但是与不利用连续纤维增强件的制造工艺相比，与该工艺相关联的设置可能是复杂的和/或耗时的。例如，纤维穿过打印头在历史上是一种手动过程，涉及沿相反方向向上穿过打印头喷嘴放置的窄钩子。然后将钩子附接到纤维上，并通过喷嘴拉出。当使用刚性增强件(例如，预浸纤维、线材等)时这可能是困难的，并且当使用更柔性纤维(例如，干纤维)时甚至更耗时。

所公开的系统旨在解决上述问题中的一个或多个和/或现有技术的其他问题。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种用于增材制造系统的自动穿引器。自动穿引器可包括第一组辊子以及第二组辊子。自动穿引器还可包括设置在第一组辊子和第二组辊子之间的树脂喷射器，以及位于树脂喷射器的下游的固化增强器。

在另一方面，本发明涉及一种用于增材制造系统的打印头。打印头可包括基质贮存器、流体连接到基质贮存器的喷嘴、以及位于喷嘴的下游的主固化增强器。打印头还可包括位于喷嘴的上游的自动穿引器。

在又一方面，本公开涉及一种增材制造系统。增材制造系统可包括可移动支撑件以及连接到可移动支撑件的打印头。打印头可以构造成排出用液体基质浸湿的连续增强件。增材制造系统还可包括：自动穿引器，其被构造成使连续增强件穿过打印头；以及控制器，其与可移动支撑件、打印头和自动穿引器通信连接。控制器可以构造成在制造过程开始时选择性地激活自动穿引器。

在又一方面，本发明涉及一种增材制造复合结构的方法。该方法可包括在穿过打印头的连续增强件中形成拉紧部段，并选择性地将树脂喷射到连续增强件中的拉紧部段上。该方法还可以包括选择性地将固化能量朝喷射到连续增强件中的拉紧部段上的树脂进行引导。

附图说明

图1是示例性公开的制造系统的示意图；

图2是可以与图1的制造系统一起使用的示例性公开的打印头的示意图；

图3和图4是可以与图1的制造系统结合使用的另一个示例性公开的打印头的示意图；以及

图5是可以与图2-图4的打印头结合使用的示例性自动穿引器的横截面图示。

具体实施方式