[发明专利]用于形成三维结构的系统和方法

说明书

本申请涉及用于形成三维结构的系统和方法。一种用于在基底部件(610)上形成3D印刷结构的系统和方法，包括在竖直移动喷嘴的同时通过喷嘴(116)挤出材料。挤出的材料从喷嘴流出并在与下面的材料部分接触时向外铺展。材料的向外铺展被控制以形成3D印刷结构的所需的几何形状。光学感测设备(416)可以提供用于控制材料的向外铺展的反馈。使用模制部件，可以形成具有延伸穿过基底部件中的开口的锚固部分(1200)的结构。

本申请是申请日为2015年4月28日，申请号为201580022704.1，发明名称为“用于形成三维结构的系统和方法”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请涉及共同拥有的美国专利第9676159号，2014年5月9日提交的现在美国专利申请第14/273,675号并且名称为“System and Method for Forming Three-Dimensional Structures with Different Material Portions”，该申请通过引用以其整体并入本文。

背景

本实施方案总体上涉及三维印刷系统和方法。

三维印刷系统和方法可与包括熔融沉积成型(FDM)、电子束自由成形制造(EBF)、选择性激光烧结(SLS)以及其它种类的三维印刷技术的各种技术相关联。

由三维印刷系统形成的结构可以与由其它制造技术形成的物体一起使用。这些物体包括在各种鞋类物品和/或服装物品中使用的纺织材料。

概述

在一方面，一种在基底部件上制造结构的方法包括在靠近基底部件的第一位置中提供喷嘴，该喷嘴构造成在第一方向上挤出材料。该方法还包括通过喷嘴将材料的第一部分挤出到基底部件上，其中当材料的第一部分接触基底部件时，材料的第一部分在垂直于第一方向的第二方向上向外铺展(spread)。该方法还包括形成包括挤出的材料的第一部分的结构的第一部分，并且使喷嘴沿着第一方向远离材料的第一部分移动到第二位置。该方法包括通过喷嘴将材料的第二部分挤出到结构的第一部分上，其中当材料的第二部分接触结构的第一部分时，材料的第二部分中第二方向上向外铺展。该方法还包括形成结构的第二部分，该结构的第二部分包括挤出的材料的第二部分。结构的第一部分具有第一横截面面积，并且结构的第二部分具有第二横截面面积。第一横截面面积不同于第二横截面面积。

在另一方面，一种制造结构的方法包括在靠近结构的第一部分的位置中提供喷嘴，该喷嘴构造成沿第一方向挤出材料。该方法还包括通过喷嘴将材料的第一部分挤出到结构的第一部分上，其中当材料的第一部分接触结构的第一部分时，材料的第一部分在垂直于第一方向的第二方向上向外铺展。该方法还包括从光学感测设备接收关于材料的第一部分的光学信息。该方法包括从光学信息确定感测的向外铺展值，其中，所感测的向外铺展值与材料的第一部分在第二方向上的向外铺展有关。该方法还包括检索预测向外铺展值，并当感测的向外铺展值与预测的向外铺展值显著不同时，响应于感测的向外铺展值调整至少一个挤出控制参数。

在另一方面，一种制造附接到基底部件的结构的方法包括在基底部件的第一侧附近提供喷嘴，该喷嘴构造成在第一方向上挤出材料。该方法还包括在基底部件的第二侧上提供模制部件。该方法还包括通过喷嘴挤出材料的第一部分，使得材料的该第一部分流过基底部件中的开口并填充模制部件中的空腔，以便在基底部件的第二侧上形成结构的第一部分。该方法包括使喷嘴在第一方向上远离结构的第一部分移动，并且将材料的第二部分通过喷嘴挤出到结构的第一部分上。当材料的第二部分接触结构的第一部分时，材料的第二部分在第二方向上向外铺展。该方法还包括用挤出的材料的第二部分形成结构的第二部分，其中结构的第二部分布置在基底部件的第一侧上。结构的第一部分具有第一横截面面积，并且结构的第二部分具有第二横截面面积。第一横截面面积大于开口的第三横截面面积，并且第二横截面面积大于第三横截面面积。