CN108025502B - 用于增材制造的粉末输送 - Google Patents

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Abstract

一种设备包括工作台和覆盖工作台的分配***。分配***包括粉末源。分配***进一步包括在工作台的顶表面上方延伸的粉末运输机、沿着粉末运输机的纵向轴线共轴地布置的环、和沿着管的长度延伸的盖板。粉末运输机经构造以从粉末源接收粉末。粉末运输机经构造以移动粉末。环形成环绕粉末运输机以容纳粉末的管。每个同心环包括环开口。每个环经构造为可独立地旋转。盖板包括盖板开口。当环开口和盖板开口对准时，粉末通过环开口和盖板开口从管分配。

Description

用于增材制造的粉末输送
技术领域
本说明书涉及增材制造，也被称为3D打印。
背景技术
增材制造(AM)，也被称为实体自由成形制造(solid freeform fabrication)或3D打印，是指将原料(例如粉末、液体、悬浮液或熔化固体)相继分配为二维层而构建出三维物体的制造工艺。相比之下，传统机械加工技术涉及从库存材料(例如，木头块、塑料块或金属块)切出物体的减材工艺。
在增材制造中可以使用各种增材工艺。一些方法熔化或软化材料以生产层，例如，选择性激光熔化(Selective Laser Melting；SLM)或直接金属激光烧结((Direct MetalLaser Sintering；DMLS)、选择性激光烧结(Selective Laser Sintering；SLS)、熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling；FDM)，而另外一些方法则使用不同技术(例如，立体光固化成型(Stereolithography；SLA))固化(cure)液体材料。这些工艺可以在形成层以形成完成物体的方式上和在各个工艺中可相容地使用的材料上有所不同。
常规***使用用于烧结或熔化粉末状材料的能量源。一旦已烧结或熔化并且接着再次固结第一层上的所有选定位置，新的粉末状材料层就会沉积在已完成层的顶部上，并且所述工艺逐层重复，直至生产出了期望物体。
发明内容
在一方面，一种用于形成物体的增材制造设备包括用于支撑要形成的物体的工作台(platen)、覆盖工作台的分配***、和用于向分配在工作台的顶表面上的粉末施加能量以形成粉末的熔融部分的能量源。分配***包括经构造以保持要在工作台的顶表面上方分配的粉末的粉末源、和在工作台的顶表面上方延伸的粉末运输机。粉末运输机包括经构造以从粉末源接收粉末的近端。粉末运输机经构造以沿着粉末运输机的长度移动粉末运输机内运载的粉末。分配***也包括沿着粉末运输机的纵向轴线共轴地布置的环。环形成环绕粉末运输机的管，并且经构造以容纳粉末。每个同心环包括至少一个环开口。分配***也包括沿着管的长度延伸的盖板。盖板包括至少一个盖板开口。每个环经构造以可独立地旋转，使得相应同心环的至少一个环开口可移动成与至少一个盖板开口对准或不对准。当至少一个环开口和至少一个盖板开口对准时，粉末通过至少一个环开口和至少一个盖板开口从管分配。
特征可包括以下项中的一个或多个。粉末运输机可围绕粉末运输机的纵向轴线旋转以沿着粉末运输机的长度移动粉末运输机内运载的粉末。粉末运输机可进一步包括螺杆运输机(screw conveyor)，螺杆运输机与粉末运输机的纵向轴线共轴且可围绕粉末运输机的纵向轴线旋转，使得当螺杆运输机旋转时，螺杆运输机沿着粉末运输机的长度移动粉末运输机内运载的粉末。
螺杆运输机可以经构造以使得当螺杆运输机在第一方向上围绕纵向轴线旋转时，螺杆运输机沿着纵向轴线运载粉末远离粉末运输机的近端。螺杆运输机可进一步经构造以使得当螺杆运输机在第二方向上围绕纵向轴线旋转时，螺杆运输机沿着纵向轴线运载粉末朝向粉末运输机的近端。增材制造设备可进一步包括用于驱动螺杆运输机的电动机和耦接到电动机的控制器。控制器可以经构造以在分配粉末以形成物体期间致使螺杆运输机在第一方向上的旋转与第二方向上的旋转之间交替。螺杆运输机可以经构造以在螺杆运输机在第一方向上旋转时压实粉末。控制器可以经构造以致使螺杆运输机在分配之前在第一方向上旋转，直至粉末沿着基本上整个的管延伸。
每个环可包括围绕环成角度地间隔开的两个或更多个位置，每个位置具有一个或多个开口并且具有开口数目和开口大小的不同组合。每个环可以在位置之间移动，使得不同位置与至少一个盖板开口对准。组合可进一步限定每个同心环的至少一个盖板开口。组合可进一步包括每个同心环的至少一个盖板开口的开口数目和位置。
粉末运输机的远端可以在工作台的顶表面上方延伸。粉末运输机的远端可闭合以防止粉末通过远端离开粉末运输机。至少一个盖板开口可包括沿着盖板的纵向轴线延伸的槽。对于每个环，至少一个盖板开口可包括两个或更多个开口。管可环绕盖板，或盖板可环绕管。
每个同心环的驱动***可包括电动机，电动机具有偏离粉末运输机的纵向轴线且平行于粉末运输机的纵向轴线的旋转轴线。驱动***可进一步包括联接***，联接***被连接至电动机，使得电动机围绕电动机的旋转轴线的旋转致使同心环围绕粉末运输机的纵向轴线而旋转。每个同心环的驱动***的电动机可包括不同的轴长度。每个同心环的驱动***可包括螺线管，螺线管经构造以产生用于使同心环围绕螺旋运输机的纵向轴线旋转的电磁场。
分配***可以是第一分配***。粉末可以是第一粉末。增材制造设备可进一步包括第二分配***，第二分配***经构造以接收要在工作台的顶表面上方分配的第二粉末。第二粉末可包括与第一粉末的直径相比要小的直径。
能量源可包括加热器，加热器经构造以向粉末施加能量。加热器可以是可寻址的，以使得能量被选择性地施加到通过至少一个环开口和同心的至少一个盖板开口分配的粉末。
另一方面，一种分配***包括经构造以保持要在工作台的顶表面上方分配的粉末的粉末源。分配***进一步包括在工作台的顶表面上方延伸的粉末运输机。粉末运输机包括经构造以从粉末源接收粉末的近端。粉末运输机经构造以沿着粉末运输机的长度移动粉末运输机内运载的粉末。分配***包括沿着粉末运输机的纵向轴线共轴地布置的环。环形成环绕粉末运输机的管，并且经构造以容纳粉末。每个同心环包括至少一个环开口。分配***包括沿着管的长度延伸的盖板。盖板包括至少一个盖板开口。每个环经构造以可独立地旋转，使得相应同心环的至少一个环开口可移动成与至少一个盖板开口对准或不对准。当至少一个环开口和至少一个盖板开口对准时，粉末通过至少一个环开口和至少一个盖板开口从管分配。
前述内容的优点可包括但不限于以下各项。可提高物体形成效率和增加增材制造的总体产量。分配***可包括若干路径，粉末可通过路径来并行地分配到增材制造设备的平台上。这些多个可用路径可独立地进行控制，使得可控制将粉末放置到构建平台上。
在本说明书中描述的主旨的一个或多个实现方式的细节在随附附图和以下描述中阐述。其他潜在特征、方面和优点将从描述、附图、和权利要求书显而易见。
附图说明
图1A是增材制造设备的示例的示意性侧视图。
图1B是图1A的增材制造设备的示意性顶视图。
图2是打印头的前视透视剖视图。
图3A是分配***的前-侧视透视图。
图3B是图3A的分配***的前-侧视透视截面图。
图3C是图3A的分配***的放大前-侧视透视截面图。
图3D是图3A的分配***的底视图。
图3E是图3A的分配***的前视图。
图3F是图3A的分配***的顶视图。
图3G是用于图3A的分配***的粉末运输机的放大顶视剖视图。
图4A是用于分配***的环的底视透视图。
图4B是图4A的环的底视图。
图5A是用于分配***的盖板的底视透视图。
图5B是图5A的盖板的底视图。
图6A至图6F是用于分配***的盖板和环的不同构造的前视截面图。
各个附图中的相同参考数字和标示指示相同元件。
具体实施方式
增材制造(AM)设备可通过在构建平台上分配和熔融粉末的连续层来形成物体。期望的是，控制构建台(stage)上的区域(在所述区域上分配粉末)。例如，可控制的分配器可允许对物体的几何形状的控制，或仅用于避免在构建平台的将不支撑物体的区域中分配粉末，从而降低粉末消耗。
下文中描述的分配***可包括可控制且可移动的结构，可控制且可移动的结构使得设备在构建平台上选择性地分配粉末。可选地，分配***的可控制且可移动的结构也使得能够控制粉末分配速率，粉末分配速率可选择为低的，以供用于局部且精确的分配，或可选择为高的，以供用于高产量的分配。
增材制造设备
图1A示出了示例增材制造(AM)设备100的示意性侧视图，AM设备包括用于在构建操作期间分配粉末以形成物体的分配***。设备100包括打印头102和构建平台104(例如，构建台)。打印头102分配粉末106，并且可选地，熔融在平台104上分配的粉末106。可选地，如下文所描述，打印头102也可在平台104上分配和/或熔融第二粉末108。
参考图1A和图1B，打印头102被支撑在经构造以横跨平台104的台架110(例如，平台、支撑件)上。台架110可包括水平延伸的支撑件，打印头安装在水平延伸的支撑件上。例如，台架110可由线性致动器和/或电动机沿着轨道119驱动以沿着与向前方向109平行的第一轴线跨平台104移动。在一些实现方式中，打印头102可沿着与第一轴线垂直的水平第二轴线115来沿着台架110移动。沿着第一轴线和第二轴线两者的移动使得打印头102和打印头102的***到达平台104在台架110之下的不同部分。打印头102沿着台架110的移动和台架110沿着轨道119的移动提供打印头102的多个可动性自由度。打印头102可沿着在构建平台104之上且与构建平台104平行的平面而移动，使得打印头102可以被选择性地定位在构建平台104的可用区域(例如，可分配和熔融粉末的区域)之上。
打印头102和台架110可协作以扫描构建平台104的可用区域，使得打印头102能够按照需要沿着构建平台104分配粉末以形成物体。在如图1B所示的示例中，打印头102可以在向前方向109中沿着构建平台104进行扫描。打印头102第一次跨构建平台104从构建平台104的第一端部111行进至第二端部113，以沉积粉末层的第一条带。然后，打印头102可返回到第一端部111、沿着水平第二轴线115在横向(lateral)方向上移动，并且又第二次开始在向前方向109中跨构建平台104而行进以在构建平台104上沉积与第一条带平行的第二条带。如果打印头102分配两种或更多种不同大小的粉末，那么打印头102可以在单次通过平台104期间分配两种或更多种不同粉末。
或者，台架110可包括跨越平台104的宽度的两个或更多个打印头。在这种情况下，打印头102沿着水平第二轴线115在横向方向上的运动可以是不需要的。
参考图1A和图2，两个图示出了打印头102的剖视图，打印头102包括至少第一分配***116以在构建平台104上选择性地分配粉末106。
设备100也包括能量源114以将能量选择性地添加到构建平台104上的粉末层。能量源114可结合到打印头102中、安装在台架110上、或单独地安装，例如在支撑构建平台104的框架上或在环绕构建平台104的腔室壁上。
在一些实现方式中，能量源114可包括产生聚焦能量束的扫描激光器，聚焦能量束增加粉末层的小区域的温度。能量源114可通过使用例如烧结工艺、熔化工艺、或用于致使粉末形成固体块状材料的其他工艺来熔融粉末。在一些情况下，能量源114可包括离子束或电子束。
能量源114可定位在打印头102上，使得随着打印头102在向前方向109中前进，能量源可覆盖由分配***116分配的粉末线。当设备100包括多个分配***时，打印头102也可以可选地包括用于分配***中的每一个的能量源。如果设备包括多个热量源，那么能量源可各自位于热量源中的一个的正前方。
可选地，设备可包括热量源112以引导热量以升高所沉积的粉末的温度。热量源112可将所沉积的粉末加热到低于粉末的烧结或熔化温度的温度。热量源112可以是例如热灯阵列。能量源114可结合到打印头102中、安装在台架110上、或单独地安装，例如，在支撑构建平台104的框架上或在环绕构建平台104的腔室壁上。热量源112可相对于打印头102的向前移动方向109而位于第一分配***116之后。随着打印头102在向前方向109上移动，热量源112跨先前被定位有第一分配***116的区域移动。
在一些实现方式中，热量源112是呈可独立控制的光源阵列的形式的可数字寻址的热量源。阵列包括例如定位在平台104之上的垂直腔面发射激光器(VCSEL)芯片。阵列可以在打印头102内或与打印头102分开。可控制的光源阵列可以是由驱动***的致动器驱动以跨平台104扫描的线性阵列。在一些情况下，阵列是通过激活可独立控制的光源的子组来选择性地加热层的区域的完整二维阵列。替代地或另外地，热量源包括灯阵列以同时加热粉末的整个层。灯阵列可以是打印头102的部分或可以是作为设备100的部分但与打印头102分开的独立热量源单元。
在一些实现方式中，构建平台104可包括加热器，加热器可加热在构建平台104上分配的粉末。加热器可以是打印头102的热量源112的替代或附加。
可选地，打印头102和/或台架110也可包括第一布料器118，例如，辊或叶片，第一布料器与第一分配***116协作以压实和散布由分配***116分配的粉末。布料器118可提供具有基本上均匀的厚度的层。在一些情况下，第一布料器118可压在粉末层上以压实粉末。
打印头102和/或台架110也可以可选地包括第一感测***120和/或第二感测***122以检测设备100以及由分配***116分配的粉末的性质。
在一些实现方式中，打印头102包括用于分配第二粉末108的第二分配***124。第二布料器128可与第二分配***124一起操作以散布和压实第二粉末108。设备100(例如，打印头102或台架110)也可包括第二热量源125，就像第一热量源112一样，第二热量源将热量引导到在构建平台104的大区域中的粉末。
控制器128可协调能量源114、热量源112(如果存在)、和分配***116的操作。控制器128可操作分配***116以分配粉末106并且可操作能量源114和热量源112以熔融粉末106，以便形成变为要形成的物体的工件130。
控制器128可操作第一分配***116以控制例如在构建平台104上分配的粉末106的厚度和分布。每个层的厚度取决于例如贯穿层的高度而堆叠的粉末颗粒106的数目、或粉末颗粒106的平均直径。在一些实现方式中，粉末颗粒106的每个层是单个颗粒厚。在一些情况下，每个层具有从彼此堆叠的多个粉末颗粒106得到的厚度。
在一些实现方式中，层的高度也取决于粉末颗粒106的分布密度，例如，填装粉末颗粒106的紧密程度。粉末106的压实水平可影响分配的每个层的厚度。与用相同数目的颗粒以较低压实水平形成的层相比，粉末106的较高压实水平可减小分配的层的厚度。较高压实水平可进一步提高跨层的厚度的均匀性并且减少熔化层需要的激光滞留时间。可选择每个层的厚度和粉末压实程度以控制用于正在该层中形成的物体的部分的几何形状的期望的分辨率。
针对每个层分配的粉末的分布(例如，粉末在每个层内的位置)可基于增材制造设备的实现方式而变化。在一些情况下，第一分配***116可以跨构建台来选择性地分配粉末层，使得一些部分包括粉末而一些部分不包括粉末。在一些实现方式中，第一分配***116可以在工作表面上分配均匀的材料层。
参考图2，第一分配***116接收粉末料斗131中的粉末106。粉末106然后行进通过通道136。粉末料斗131可用粉末填充，使得粉末料斗131在分配操作期间用作用于通道136的粉末源。第一分配***116通过从通道136延伸的若干可用开口或孔洞中的一个或多个将粉末106分配到构建平台104上。孔洞或开口是可选择性地打开的。具体来说，通道136可通过包括开口的可选择性地控制且可移动的环(例如，可旋转环)形成。当沿着环的共同中心圆柱轴线堆叠时，环可与对应于穿过管的孔的通道136一起呈管的形状。在环旋转时，开口围绕共同圆柱轴线成角度地移动。
控制器128可选择性地致动环驱动机构138来控制用来分配粉末的环。在每个环包括多个开口的情况下，控制器也可致动每个环驱动机构138来选择用来分配粉末的多个开口的一个或多个。
可调整在环上的特定的角位置的每组开口的大小和尺寸，使得以不同速率来分配粉末。环的旋转、和因此用来分配粉末的一个开口或多个开口的选择使得控制器128能够选择将粉末分配到构建平台104上的速率。
使用第一分配***116，控制器可控制粉末在构建平台104上的分布和分布。第一分配***116可控制粉末在构建平台104上分配的层中或在粉末的最顶层上的分布。在一些情况下，第一分配***116可通过开口中的一个来分配粉末以实现将粉末选择性地分配到构建平台104上或粉末的最顶层上。在一些情况下，第一分配***116可通过多于一个开口(例如，通过每个环中的孔洞)来分配粉末，使得第一分配***116可一次跨构建平台104的较大区域分配粉末。
第一布料器118可随后跨构建平台104散布粉末。布料器可提供具有基本上均匀的厚度的层。在一些实现方式中，第一布料器118是跨平台104平移的叶片。在一些情况下，第一布料器118是跨平台104滚动的辊或旋转圆筒。布料器118可在顺时针方向和/或逆时针方向上滚动。
可选地，打印头可包括用于输送第二粉末的第二分配***124。第二分配***124接收粉末料斗134中的粉末108。粉末108然后行进通过通道136。类似于第一分配***116，第二分配***124通过旋转含有用来分配粉末的孔洞的环而控制将粉末分配通过构建平台104的速率。第二分配***124也可压实粉末，使得从第一分配***116分配的粉末具有期望的分布密度。
如果存在，第二分配***124使得能够输送具有与第一粉末106不同的性质的第二类型的粉末108。第一粉末颗粒106可具有与第二粉末颗粒108相比较大(例如，以二或更大的系数)的平均直径。当在第一粉末颗粒106的层上分配第二粉末颗粒108时，第二粉末颗粒108渗入第一粉末颗粒106的层中以填充在第一粉末颗粒106之间的空隙。小于第一粉末颗粒106的第二粉末颗粒108可实现较高的分辨率、较高的预烧结密度、和/或较高的压实率。
替代或另外地，如果设备100包括两种类型的粉末，那么第一粉末颗粒106可具有与第二粉末颗粒不同的烧结温度。例如，第一粉末可具有与第二粉末相比较低的烧结温度。在此类实现方式中，能量源114可用于将整个粉末层加热到使第一颗粒熔融但第二粉末不熔融的温度。
在一些实现方式中，控制器128可控制第一分配***116和第二分配***124以向不同区域选择性地输送第一粉末颗粒106和第二粉末颗粒108。
在实现方式中，当使用多种类型的粉末时，取决于要形成的物体的部分的分辨率需求，第一分配***116和第二分配***124可将第一粉末颗粒106和第二粉末颗粒108各自输送到选定区域中。
用于粉末的材料包括金属(诸如例如钢、铝、钴、铬、和钛)、合金混合物、陶瓷、复合物、和绿砂。在具有两种不同类型的粉末的实现方式中，在一些情况下，第一粉末颗粒106和第二粉末颗粒108可由不同材料形成，而其他情况下，第一粉末颗粒106和第二粉末颗粒108具有相同的材料组成。在设备100***作来形成金属物体并且分配两种类型的粉末的示例中，第一粉末颗粒106和第二粉末颗粒108可具有组合以形成金属合金或金属间材料的组成。
如果设备100分配具有不同烧结温度的两种不同类型的粉末，那么第一热量源112和第二热量源125可具有不同的温度或加热设定点。例如，如果第一粉末106可以在与第二粉末108相比较低的温度下烧结，那么第一热量源113可具有与第二热量源125相比较低的温度设定点。
在一些实现方式中，构建平台104是固定的，而打印头102在竖直方向上移动以分配粉末的连续层。在一些实现方式中，构建平台104可以在构建操作期间向上或向下移动。例如，随着每个层由第一分配***116分配，构建平台104可以向下移动，使得打印头102可保持在每个连续层被分配的相同竖直高度处。控制器128可操作连接到构建平台104的驱动机构(例如，活塞或线性致动器)以降低构建平台104的高度，使得构建平台104可移动而远离打印头102。或者，构建平台104可被保持在固定竖直位置中，并且台架110可以在每个层被沉积之后升高。
控制器128控制设备100的操作，包括打印头102和打印头102的子***(诸如热量源112、能量源114、和第一分配***116)的操作。如果存在，控制器128也可控制第一布料器118、第一感测***120、第二感测***122、第二分配***124、和第二布料器126。控制器128也可接收来自例如设备的用户界面上的用户输入的信号或来自设备100的传感器的感测信号。
控制器128可包括接收和/或产生CAD数据的计算机辅助设计(CAD)***。CAD数据指示要形成的物体，并且如本文所描述，可用于确定在增材制造工艺期间形成的结构的性质。基于CAD数据，控制器128可产生可由可与控制器128一起操作的每个***使用的指令，例如以分配粉末106、熔融粉末106、移动设备100的各个***、与感测***、粉末和/或工件130的性质。
控制器128例如可将控制信号传输到驱动机构，驱动机构移动设备的各个部件。在一些实现方式中，驱动机构可致使这些不同***(包括分配器、辊、支撑板、能量源、热量源、感测***、传感器、分配器组件、和设备100的其他组件)来平移和/或旋转。每个驱动机构可包括一个或多个致动器、联接件、和其他机械或机电部分以实现设备的部件的移动。
在一些情况下，控制器128控制打印头102的移动并且也可控制打印头102的独立***的移动。例如，控制器128可致使打印头102沿着台架110移动到特定位置，并且控制器128可传输单独控制信号以驱动单独驱动机构沿着打印头102移动打印头102的能量源114。设备100可进一步包括驱动机构，驱动机构沿着构建平台104移动台架110，使得打印头102可被定位在构建平台104的不同区域之上。
控制器128也可控制分配***116的独立结构，包括本文中描述的可移动且可控制的环和容纳在分配***116内的粉末运输机。控制器128可控制分配***116以调节粉末的输送速率、粉末的压实水平、以及构建平台104上分配粉末的位置。
分配***
图3A至图3G描绘了分配***116(和/或例如第二分配***124)的各种视图。如图3A所示的分配***116的透视图中示出，分配***116包括用于接收要由分配***116分配(并可能压实)的粉末的粉末料斗131。
另外参考图3B，图3B描绘了分配***116的透视截面图，粉末通过粉末料斗131行进到通道136中。分配***116的运输机驱动机构139可驱动粉末运输机140，粉末运输机致使粉末在通道136的入口142与通道136的闭合端部144之间移动。粉末运输机140可以是螺旋螺杆(auger screw)。
运输机140可旋转以在通道136内运载粉末。例如，螺旋螺杆的旋转可驱动粉末向前通过通道136。
在一些实现方式中，运输机140沿着通道136平移(而非旋转)以在通道136内分布粉末。在一些实现方式中，运输机140振荡或振动以在通道136内分布粉末。
在一些实现方式中，运输机驱动机构139可包括驱动电动机141。驱动电动机141可以是高扭矩驱动电动机，高扭矩驱动电动机使得运输机驱动机构139能够致使运输机140向通道136内的粉末施加高水平的压力。在一些实现方式中，驱动机构139可进一步包括齿轮、联接件、和将扭矩从驱动电动机转移到运输机140的其他力和扭矩转移装置。
参考图3C，图3C示出了分配***116的通道136的放大透视截面图。一系列的环状环146环绕运输机140。穿过环146的孔限定粉末行进通过的通道136。具体来说，环146的内表面形成通道136。因此，随着粉末行进通过通道136，粉末接触环146的内表面。每个环状环146具有中心，中心与运输机140的纵向轴线162是同心的。在一些实现方式中，运输机140围绕此纵向轴线162旋转以移动粉末通过通道136。
如图4A和图4B所示，各图分别是环146的示例的底视透视图和底视图，每个环146包括开口148，开口从环146的内表面穿过环146而通向外表面。
在一些实现方式中，每个环146包括围绕环146以不同的角位置间隔开的多个开口148。开口148的大小、形状、和数量可以变化。例如，每个环146可包括不同大小的多个开口。在一些情况下，环146上的不同的角位置中的一个或多个可包括多个开口。虽然在图4A和图4B中示出了三个开口148，在一些情况下，环146可仅具有两个开口，或具有四个或更多个开口，每个开口具有不同大小。每个环可具有相同开口图案。在一些情况下，每个环146具有相同大小的单个开口148。对于圆形开口148，开口148的直径可以在例如10微米与100微米之间。
另外参考图3D，图3D示出了分配***116的底视图，盖板150被定位在环146之下。盖板150沿着通道136延伸并且沿着通道136的由环146提供的部分的组合长度延伸。盖板包括开口152。盖板150的每个开口152可对应于环146中的不同的环。开口可布置在平行于纵向轴线的线上。
每个开口152可大于或小于对应环146的开口148。在一些情况下，如图5A和图5B所示，图5A和图5B示出了盖板150的示例的底视透视图和底视图，全部开口152都可具有相同大小。开口152可彼此对准并且均匀地间隔开来。
虽然被描述为圆形开口，但是开口148和开口152可以是槽、狭缝、或其他适当形状。在一些情况下，开口148和/或开口152可以是矩形或椭圆形的。虽然盖板150已经被描述为包括若干盖板开口152，其中每个环146用到至少一个盖板开口，在一些情况下，盖板150包括在全部或若干的环之下延伸的单个槽。槽可平行于通道的纵向轴线延伸。例如，盖板150可包括两个或更多个槽，每个槽对应于两个或更多个环。在一些情况下，盖板包括跨全部的环延伸的一个槽。在一些实现方式中，槽具有均匀宽度，而其他情况下，槽的宽度发生变化。
环146邻近盖板150并且位于盖板之上，因此环146的开口148可与盖板150的开口152对准。具体来说，每个环146可旋转，使得环的开口148可与盖板150中与之对应的开口对准。图3E示出了分配***116的前视截面图，图3F示出了分配***116的顶视截面图。分配***116包括环驱动机构138，每个环驱动机构被连接到环146的对应的一个环。
在一些实现方式中，环驱动机构138的每一个可包括电动机156和联接***158，使得电动机可致使一个环146旋转。联接***158可包括齿轮、联接件、臂、以及其他力和扭矩传输元件以将电动机156的扭矩传送至电动机相关联的环146上的旋转力中。电动机156可操作来使与电动机相关联的环146在两个方向上围绕环的中心而旋转。在一些实现方式中，电动机156的轴长度可变化，使得电动机156的每一个可安装到相同平坦表面上。在一些实现方式中，环驱动机构138的每一个或电动机156的每一个可操作环146中的两个或更多个以同时旋转环中的两个或更多个。
环驱动机构138围绕环146的中心而旋转环146。环146的中心可与运输机140的纵向轴线162重合。因此，随着环146旋转，由环146形成的通道136可基本上保持形状和大小。
在一些实现方式中，环由磁性驱动机构来驱动。磁性驱动机构可旋转环。在一些情况下，取决于磁性驱动机构的极性，磁性驱动机构闭合或打开环的开口。磁性驱动机构可包括螺线管。控制器可控制螺线管产生电磁场，电磁场与一个环146的磁或铁磁材料相互作用。电磁场可围绕运输机140的纵向轴线162驱动环146。
对于每个环146，控制器(例如，图1B中示出的设备100的控制器128)可控制环146的对应环驱动机构138以设定环146的旋转位置。环146的旋转位置确定环146的开口148相对于盖板150的对应开口152的位置。在关于图4A、图4B、图5A、和图5B示出和描述的示例中，每个环146具有多个开口148并且在盖板150中具有一个对应开口152。
控制器可操作一个环驱动机构138以从与所述环驱动机构138相关联的环146分配粉末。控制器可操作环驱动机构138以旋转环146，使得环146的一个开口148与盖板150中与之对应的开口152对准。当开口148与对应开口152对准时，行进通过由环146的组形成的通道136的粉末可行进通过开口148和对应开口152。粉末可由此行进通过盖板150并且可分配到构建平台(例如，图1A和图1B中示出的设备100的构建平台104)上。
控制器也可操作环驱动机构138，使得粉末不从相关联的环146分配。控制器也可操作环驱动结构138以旋转环146，使得环146的开口148不与盖板150中与之对应的开口对准。当开口148和152不对准时，由于盖板和环的相应开口148、152不提供粉末路径，通道136中的粉末被盖板150的主体阻挡并且不能穿过环146。粉末由此不从通道136的对应于所述环146的部分分配。
在环146包括处于围绕环的不同的角位置的多个开口148的情况下，控制器可从若干开口中选择一个开口148与相应开口152对准，以控制从通道136分配通过环146的粉末的速率。如图4A和图4B所示，如果多个开口148具有不同大小，那么与较小大小的开口相比，较大大小的开口可以较高速率分配粉末。相似地，与较大大小的开口相比，较小大小的开口可以较低速率分配粉末。为了控制从通道136分配粉末的速率，控制器可以在较大和较小的多个开口148中选择开口148中的哪个开口与盖板150的对应开口152对准。
在一些实现方式中，控制器可致使开口148与盖板150中的对应开口152部分对准以控制粉末分配速率。在环146具有多个开口148的情况下，控制器可操作环驱动机构138，使得一个开口148和盖板150中的对应开口152在相对于彼此而部分地对准的位置中。在部分地对准的位置中，环146的开口148和盖板的开口152使得粉末能够从通道136的部分分配。然而，与如果开口148与对应开口152完全对准而从通道136的部分分配的粉末的速率相比，部分对准可减小从部分而分配的粉末的速率。例如，如图4A和图4B所示，虽然环146具有三个开口148，控制器可通过将开口148与盖板中的开口152部分对准来从多于三个粉末分配速率中进行选择。
在一些实现方式中，环146可仅具有单个开口148。在一些实现方式中，虽然环146仅具有单个开口，控制器仍可通过控制在单个开口148与盖板150的开口152之间的对准量来调节粉末分配速率。在环146仅具有单个开口的一些实现方式中，控制器经构造以仅提供用于粉末分配的二元开/关状态。
控制器也可控制每个环146的旋转位置以同时从多个环146分配粉末。特别地，控制器可选择多个环，并且由此控制沿着通道136的从中分配粉末的多个位置。在一些情况下，控制器可跨广泛区域来分配大量粉末。在此方面，控制器可旋转若干或全部环146，使得环的开口148与它们的对应开口152完全对准。在此构造中，控制器可从盖板150的每个开口152分配粉末，从而使得分配***116跨广泛区域来分配大量粉末。
在一些情况下，控制器可通过从环146的子组分配粉末来在局部或受限的区域中分配少量粉末。控制器可控制环146的子组，使得环的开口148与盖板150中的对应开口152对准。对于剩余的环146，控制器可控制剩余的环，使得环的开口148不与盖板150中的对应开口152对准。在此构造中，分配***116仅通过处于环的开口148与盖板150中的对应开口152对准的位置中的那些环146来分配粉末。
移动将通过开口152分配的粉末的运输机140可以是具有螺旋形叶片160的螺旋运输机(auger conveyor)或螺杆运输机(screw conveyor)。螺旋形叶片160可以是螺旋形的螺杆叶片(helical screw blade)。随着螺纹推动粉末，粉末可沿着通道136行进。螺旋形叶片160可围绕螺旋运输机的纵向轴线162旋转，纵向轴线可与环146的中心重合。运输机驱动机构139可提供扭矩以旋转螺旋运输机。随着螺旋运输机旋转，螺旋形叶片160推动通道136中容纳的粉末，使得粉末可行进通过通道136。螺旋运输机可沿着螺旋运输机的长度来移动粉末。在此方面，螺旋运输机可移动粉末并且使得粉末能够沿着通道136的长度从通道136的不同部分分配。这些不同部分可对应于不同的环开口148和不同的盖板开口152。在一些实现方式中，螺旋运输机包括引导螺杆，其中螺纹用作粉末的推动表面。
粉末可沿着运输机140的纵向轴线162在两个方向上移动。例如，在分配操作期间，控制器可控制螺旋运输机来交替旋转方向。此向后和向前运动在分配粉末方面可以是更有效的。
在一些情况下，控制器可控制运输机140以在将粉末从通道136分配到构建平台上之前压实粉末。在一些实现方式中，如图3G所示，可闭合运输机140的端部144。当用粉末填充通道136时，运输机140可以朝向端部144推动粉末而不致使粉末发生整体移动。而是，由于通道136用粉末填充，运输机140可致使粉末被压实。
虽然图4A和图4B描绘了用于环146的特定示例的具有变化的大小的多个环开口148，图5A和图5B描绘了用于每个环146的一个盖板开口152，在其他实现方式中，环开口的数目、每个环的对应盖板开口的数目、环开口的大小、和盖板开口的大小的组合可以变化。虽然图5A和图5B描绘了用于每个环146的均匀盖板开口152，在一些实现方式中，用于每个环的一个盖板开口或多个开口的大小和数量可以彼此不同。例如，用于单个环的一组盖板开口可包括两个或更多个盖板开口，而用于单个环的另一组盖板开口可仅包括单个盖板开口。
图6A至图6F示出了沿着穿过一个环开口或多个环开口和一个盖板开口或多个盖板开口的截面线截取的前视截面图。这些视图因此而描绘了用于特定环146的一个环开口或多个环开口和用于环的盖板150中的一个对应盖板开口或多个对应盖板开口。环146围绕纵向轴线162相对于盖板150而旋转，例如，环146旋转，而盖板150相对于分配器(整个的分配器可跨构建平台横向移动)保持固定。如下文更详细描述的，环146的旋转使得能够从由环146形成的通道136的部分分配粉末。在这些视图中的每一个中示出了仅一个环146，但是通道136是由一系列环限定，环可具有变化的大小和数量的环开口。
在一些实现方式中，特定环146的多个环开口148全都小于对应盖板开口152。环开口148的大小可以因此确定从环146分配粉末的速率。在一些情况下，如图6A所示，环146的一些环开口小于对应盖板开口，而环146的一些环开口大于对应盖板开口152。具体来说，环开口600A和605A小于盖板开口615A，环开口610A大于盖板开口615A。当环开口600A或环开口605A与盖板开口615A对准时，粉末分配速率可与环开口600A、600B的大小(例如，开口600A、600B的面积)成比例。相比之下，当环开口610A与盖板开口615A对准时，由于盖板开口615A小于环开口610A，粉末分配速率是基于盖板开口615A的大小。盖板开口615A可因此而确定粉末分配速率上限。
在一些实现方式中，如图6B所示，环开口的数目可以大于三个。例如，环146可以具有五个环开口，特别地是环开口600B、605B、610B、615B、620B。环开口各自具有不同大小。图6B描绘了小于盖板150中的盖板开口625B的环开口600B、605B、610B、615B。而且，环开口620B大于盖板开口625B。在此示例中，虽然盖板开口625B小于最大的环开口620B，但是对于分配***中的其他环，最大的环开口可能小于盖板开口。对于分配***中的其他环，一个、两个、三个、四个、或全部的环开口可能会小于盖板开口。
虽然关于图3A至图3G描述的示例指示控制器控制一个环开口与一个盖板开口对准、不对准、或部分对准，在一些情况下，控制器可控制环开口与两个或更多个盖板开口对准。如图6C所示，环146具有三个环开口600C、605C、610C，并且盖板150具有五个盖板开口的组615C。每个盖板开口可以具有相同大小。
当环开口605C与盖板开口的组615C对准以分配粉末时，如图6C所示，环开口605C可与组615C的盖板开口中的三个对准。当环开口600C与盖板开口对准时，环开口600C可以与组615C的盖板开口中的一个对准。当环开口610C与盖板开口对准时，环开口610C可以与组615C的盖板开口中的五个对准。基于与一个环开口对准的盖板开口的数目，控制器可由此控制从环146分配粉末的速率。
在一些情况下，环146仅具有一个开口，开口可以与组615C的全部可用盖板开口对准。例如，环146可仅具有最大的环开口610C。与将环146与单个开口部分对准的情况(如关于图3A至图3G所描述)不同，控制器可控制环146来将环开口610C与组615C的盖板开口中的一个或多个对准。控制器可选择与环开口610C对准的盖板开口的数目以控制通过环146的粉末分配速率。
在一些实现方式中，替代单个环内的具有变化的大小的环开口，环146可具有相同大小的环开口。如图6D所示，环开口可布置为环开口的多个组600D、605D、和610D。组中的每一个可与盖板开口615D对准。在图6D中描绘的示例中，组600D、605D、610D中的每一个具有间隔开且经调整大小的环开口，使得与盖板开口615D的对准使全部的环开口能够通过盖板开口615D分配粉末。为了控制粉末分配速率，控制器可控制组600D、605D、610D中的哪组与盖板开口615D对准。在一些实现方式中，组内的一些环开口可被盖板150阻挡。
虽然环146已经被描述为被包含于盖板150内或在盖板之上，或者盖板150已经被描述为环绕环146，在一些实现方式中，环146可环绕盖板150。在一些情况下，盖板150与作为半管(half-tube)不同，盖板是具有盖板开口的板或具有盖板开口的梁。在一些实现方式中，盖板150是被一系列的环146环绕的全管(full tube)。例如，如图6E所示，盖板150是被旋转环146环绕的全管。盖板包括盖板开口的组600E，并且环146包括三个环开口605E、610E、615E。与关于图3A至图3G和其他处所描述的示例相比，在图6E的示例中，当环开口605E、610E、615E不与盖板开口的组600E对准时，环146阻挡粉末从通道136分配。
在另一示例中，如图6F所示，环146具有单个开口600F并且盖板150具有单个开口605F。环146也环绕盖板150。控制器可控制与盖板开口605F对准的环开口600F的量以控制从环146分配粉末的速率。
在关于图6A至图6F描绘和描述的这些不同的示例中，示出了环开口和盖板开口的不同大小和数量的组合的示例，但不限于关于开口大小和数量的可能组合的数目的范围。
本文中描述的分配***(例如，图1A和图1B的第一分配***116)可操作以提供通过多个孔洞并行分配粉末。分配***也可通过孔洞的子组来选择性地分配以在层内的局部区域中分配粉末。粉末的选择性地分配可使得增材制造设备能够在要形成的物体不跨越整个构建平台的情况下减少对粉末的使用。通过对孔洞的独立控制，分配***可快速地分配粉末层，同时仍实现选择性地分配。
分配***的操作
本文中描述的分配***促成将粉末分配并压实到设备的构建平台上。参考图1A、图1B，控制器128可操作设备100(且特别地，分配***116)以控制分配和压实操作。控制器128可接收来自例如设备的用户界面上的用户输入的信号或来自设备100的传感器的感测信号。用户输入可以是要形成的物体的CAD数据。控制器128可使用CAD数据来确定在增材制造工艺期间形成的结构的性质。基于CAD数据，控制器128可产生可由每个可与控制器128一起操作的***使用的指令，例如以分配粉末、熔融粉末、移动设备100的各个***、和感测***、粉末和/或工件130的性质。
在分配和压实粉末的示例工艺中，参考图3A，首先通过粉末料斗131装载粉末颗粒。参考图3B，粉末颗粒通过粉末料斗131朝向通道136的入口142行进。粉末料斗131可以是用于粉末的贮槽。在分配操作期间，粉末料斗131由此用作粉末运输机140和通道136的粉末源。
设备的控制器可控制运输机驱动机构139驱动粉末运输机140。在驱动粉末运输机140时，朝向闭合端部144传送入口142处的粉末颗粒。粉末运输机140可以继续传送粉末，直至粉末颗粒基本上填充了通道136。
在一些实现方式中，控制器可确定粉末颗粒已经基本上填充了通道136。例如，控制器可以速度控制模式来操作运输机驱动结构139，并且可确定超过某个阈值的功率水平指示粉末颗粒已填充了通道136。在确定粉末颗粒已填充了通道136时，控制器可基于操作运输机驱动机构139的功率水平来控制压实量。在一些情况下，通道136可包括光学传感器、力传感器、或可检测粉末颗粒的填装量的其他适当传感器，粉末颗粒的填装量可继而指示粉末颗粒的压实量。粉末的预压实可以实现在每个连续层内和在每个连续层之间分配的粉末的较高的均匀性，层通过分配***116分配到构建平台上。
在控制器操作环驱动机构138之前，最初可设定每个环146以使得环的开口148处于不相对于盖板150的开口152对准的位置。在此构造中，粉末无法从任何环146分配。控制器确定粉末颗粒已基本上填充了通道136和/或粉末颗粒已压实到期望压实水平时，如图3C、图3D和图3E所示，控制器可操作环驱动机构138以旋转环146。特别地，控制器可改变环146相对于盖板150的旋转位置以控制从每个环146分配粉末的速率。
每个环146和与之对应的多个盖板开口或一个盖板开口可具有环开口和盖板开口的构造，例如，在图6A至图6D的示例中描述的构造中的一个。环146和环146的一个盖板开口或多个开口可各自具有与其他环和盖板开口的构造不同的构造。控制器可旋转环146以改变环开口与盖板开口的对准。
基于例如关于环146和盖板开口152的构造中的每一个而储存的数据，控制器可设定从每个环146分配粉末的速率。所储存的数据可包括关于例如每个环146的开口148和盖板的开口152的大小、位置、和其他几何形状的信息。基于开口148、152的几何特性和由粉末运输机140提供的扭矩，控制器可计算粉末从与盖板150的特定开口对准的环146的特定开口的组合的期望输送速率。
对环的旋转位置的此控制使得控制器能够设定粉末分配速率以及沿着通道136将分配粉末的位置。控制器可控制环146，使得从全部的环146分配粉末，因此使得能够将粉末广泛地并行地分配到设备的构建平台上。控制器也可控制环146，使得仅从一些环146分配粉末。控制器可由此使粉末分配局部化以使粉末分配仅沿着通道136的一部分发生。
基于包括在CAD数据中的以下参数中的每一个的期望水平，控制器可控制压实水平、粉末分配位置、和粉末分配速率。在此方面，控制器可控制环驱动机构138和运输机驱动机构139以实现这些期望参数。另外，控制器可使用CAD数据，CAD数据可规定要形成的物体的几何形状，从而控制将分配粉末的位置。控制器可控制分配***在构建平台之上的位置以控制将分配粉末的位置，控制器也可控制沿着分配***将分配粉末的位置。
参考图1A和图1B，控制器可控制其他***以进行用于形成物体的操作。这些***包括打印头102、热量源112、和能量源114以熔融由分配***116分配的粉末。在分配***116已分配粉末层之后，控制器可控制热量源112和能量源114协作来加热和熔融层内的粉末。控制器可随后控制分配***116以分配另一个粉末层。
控制器和计算装置可实现这些操作和其他工艺与本文中描述的操作。如上文描述的，设备100的控制器128可包括连接到设备100的各个部件的一个或多个处理装置(例如，致动器、阀、和电压源)以产生用于部件的控制信号。控制器可协调操作并致使设备100进行各种功能操作或上文描述的步骤序列。控制器可控制打印头102的***的移动和操作。例如，控制器128控制包括第一粉末颗粒和第二粉末颗粒的供给材料的位置。控制器128也基于在层组中将一次熔融的层的数目来控制能量源的强度。控制器128也控制通过例如移动能量源或打印头来添加能量的位置。
控制器128和本文中描述的***的其他计算装置部分可以在数字电子电路中实现，或在计算机软件、固件、或硬件中实现。例如，控制器可包括用于执行如储存在计算机程序产品中(例如，在非暂态机器可读储存介质中)的计算机程序的处理器。此计算机程序(也被称为程序、软件、软件应用、或代码)可以任何形式的编程语言(包括编译语言或解释语言)写入，并且所述计算机程序可以任何形式(包括作为独立程序或作为模块、部件、子程序或适用于计算环境的其他单元)来部署。
控制器128和所描述的***的其他计算装置部分可包括用于储存识别图案(其中应针对每个层沉积供给材料)的数据对象(例如，计算机辅助设计(CAD)兼容文件)的非暂态计算机可读介质。例如，数据对象可以是STL格式的文件、3D制造格式(3MF)文件、或增材制造文件格式(AMF)文件。例如，控制器可以从远程计算机接收数据对象。控制器128中的处理器(例如，如由固件或软件所控制)可以解释从计算机接收的数据对象以产生控制设备100的部件以熔融针对每个层规定的图案所必需的信号集。
虽然本文献含有了许多具体实现方式细节，但不应将其视为对任何发明或可以要求的范围的限制，而应视为针对特定发明的特定实施方式的特定特征的描述。在本文献中在单独实施方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合实现。相反地，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以单独地在多个实施方式中实现或以任何适宜的子组合实现。此外，虽然特征可以在上文中被描述为在某些组合中起作用，并且甚至最初要求这样，但在一些情形中来自所要求的组合的一个或多个特征可以从组合中删去，并且所要求的组合可以指向子组合或子组合的变化。
图1A的打印头包括使得设备100能够构建物体的若干***。在一些情况下，替代打印头，AM设备包括独立地操作的***，***包括独立地操作的能量源、分配器、和传感器。这些***中的每一个可独立地移动并且可以是或可不是模块化打印头的部分。在一些示例中，打印头仅包括分配器，并且设备包括用于进行熔融操作的单独的能量源。在这些示例中的打印头应当由此与控制器协作以进行分配操作。
虽然将操作描述为包括单一大小的粉末颗粒，在一些实现方式中，这些操作可以用多种不同大小的粉末颗粒实现。虽然本文中描述的AM设备的一些实现方式包括两种类型的颗粒(例如，第一粉末颗粒和第二粉末颗粒)，在一些情况下，可使用额外类型的颗粒。如上文所描述，第一粉末颗粒具有与第二粉末颗粒相比较大的大小。在一些实现方式中，在分配第二粉末颗粒以形成层之前，设备将第三粉末颗粒分配到工作台或先前分配的下层上。
用于金属和陶瓷的增材制造的处理条件与用于塑料的那些显著不同。例如，一般来说，金属和陶瓷需要显著较高的处理温度。因此用于塑料的3D打印技术可能不适用于金属或陶瓷处理并且设备可能不是同等的。然而，本文中描述的一些技术可适用于聚合物粉末，例如，尼龙、ABS、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)和聚苯乙烯。
已描述了多个实现方式。虽然如此，但应理解，也可做出各种修改。例如，
·在上文描述为打印头的部分的各种部件(诸如分配***、布料器、感测***、热量源和/或能量源)可安装在台架上而非打印头中，或安装在支撑台架的框架上。
·分配***(或多个分配***)可各自包括两个或更多个粉末运输机，例如，两个或更多个螺杆运输机或螺旋运输机。
·盖板可包括相对于环旋转盖板的驱动机构。在一些情况下，盖板可相对于环平移。盖板相对于环的移动可进一步促成环的开口与盖板的开口的对准和不对准。
·盖板可包括用于每个盖板开口的喷嘴，喷嘴使得能够将粉末更精确地输送到构建平台上。
由此，其他实现方式在权利要求书的范围内。

Claims (13)

1.一种用于形成物体的增材制造设备，所述增材制造设备包括：
工作台，用于支撑要形成的所述物体；
分配***，覆盖所述工作台，所述分配***包括：
粉末源，经构造以保持要在所述工作台的顶表面上方分配的粉末，粉末运输机，在所述工作台的所述顶表面上方延伸，所述粉末运输机包括经构造以从所述粉末源接收所述粉末的近端，所述粉末运输机可围绕所述粉末运输机的纵向轴线旋转以沿着所述粉末运输机的长度移动所述粉末运输机内运载的所述粉末，
多个环，沿着所述粉末运输机的所述纵向轴线共轴地布置且形成环绕所述粉末运输机的管，并且经构造以容纳所述粉末，并且每个同心环包括至少一个环开口；和
盖板，沿着所述管的长度延伸，所述盖板包括至少一个盖板开口，其中每个环经构造以可独立地旋转，使得相应同心环的所述至少一个环开口可移动成与所述至少一个盖板开口对准或不对准，其中当所述至少一个环开口和所述至少一个盖板开口对准时，所述粉末通过所述至少一个环开口和所述至少一个盖板开口从所述管分配；
能量源，用于向在所述工作台的所述顶表面上分配的所述粉末施加能量以形成所述粉末的熔融部分；
电动机，用于驱动所述粉末运输机；和
控制器，耦接到所述电动机，其中所述控制器经构造以在分配所述粉末以形成所述物体期间致使所述粉末运输机在第一方向上的旋转与第二方向上的旋转之间交替。
2.如权利要求1所述的增材制造设备，其中所述粉末运输机进一步包括螺杆运输机，所述螺杆运输机与所述粉末运输机的所述纵向轴线共轴且可围绕所述粉末运输机的所述纵向轴线而旋转，使得当所述螺杆运输机旋转时，所述螺杆运输机沿着所述粉末运输机的所述长度移动所述粉末运输机内运载的所述粉末。
3.如权利要求2所述的增材制造设备，其中：
所述螺杆运输机经构造以使得当所述螺杆运输机在所述第一方向上围绕所述纵向轴线旋转时，所述螺杆运输机沿着所述纵向轴线运载所述粉末远离所述粉末运输机的所述近端，并且当所述螺杆运输机在所述第二方向上围绕所述纵向轴线旋转时，所述螺杆运输机沿着所述纵向轴线运载所述粉末朝向所述粉末运输机的所述近端。
4.如权利要求3所述的增材制造设备，其中所述控制器经构造以致使所述螺杆运输机在所述分配之前在所述第一方向上旋转，直至粉末沿着基本上整个的所述管延伸。
5.如权利要求1所述的增材制造设备，其中每个环包括围绕所述环成角度地间隔开的多个位置，每个位置具有一个或多个开口并且具有开口数目和开口大小的不同组合。
6.如权利要求5所述的增材制造设备，其中每个环可在所述位置之间移动，使得不同位置与所述至少一个盖板开口对准。
7.如权利要求5所述的增材制造设备，其中所述组合进一步限定每个同心环的所述至少一个盖板开口，所述组合进一步包括每个同心环的所述至少一个盖板开口的开口数目和位置。
8.如权利要求1所述的增材制造设备，其中所述粉末运输机的远端在所述工作台的所述顶表面上方延伸并且闭合以防止所述粉末通过所述远端离开所述粉末运输机。
9.如权利要求1所述的增材制造设备，其中每个同心环的驱动***包括：
电动机，具有偏离所述粉末运输机的所述纵向轴线并且平行于所述纵向轴线的旋转轴线，和
联接***，被连接至所述电动机，使得所述电动机围绕所述电动机的旋转轴线的旋转致使所述同心环围绕所述粉末运输机的所述纵向轴线而旋转。
10.如权利要求9所述的增材制造设备，其中所述多个环中的每一个的所述驱动***的所述电动机包括不同的轴长度。
11.如权利要求1所述的增材制造设备，其中每个同心环的驱动***包括螺线管，所述螺线管经构造以产生用于使所述同心环围绕所述粉末运输机的所述纵向轴线旋转的电磁场。
12.如权利要求1所述的增材制造设备，其中所述能量源包括多个加热器，所述多个加热器经构造以向所述粉末施加所述能量，所述多个加热器是可寻址的以使得所述能量被选择性地施加到通过所述至少一个环开口和同心的所述至少一个盖板开口分配的所述粉末。
13.一种分配***，包括：
粉末源，经构造以保持要在工作台的顶表面上方分配的粉末；
粉末运输机，在所述工作台的所述顶表面上方延伸，所述粉末运输机包括经构造以从所述粉末源接收所述粉末的近端，所述粉末运输机可围绕所述粉末运输机的纵向轴线旋转以沿着所述粉末运输机的长度移动所述粉末运输机内运载的所述粉末；
多个环，沿着所述粉末运输机的所述纵向轴线共轴地布置并且形成环绕所述粉末运输机的管，并且经构造以容纳所述粉末，并且每个同心环包括至少一个环开口；
盖板，沿着所述管的长度延伸，所述盖板包括至少一个盖板开口，其中每个环经构造以可独立地旋转，使得相应同心环的所述至少一个环开口可移动成与所述至少一个盖板开口对准或不对准，其中当所述至少一个环开口和所述至少一个盖板开口对准时，所述粉末通过所述至少一个环开口和所述至少一个盖板开口从所述管分配；
电动机，用于驱动所述粉末运输机；和
控制器，耦接到所述电动机，其中所述控制器经构造以在分配所述粉末以形成物体期间致使所述粉末运输机在第一方向上的旋转与第二方向上的旋转之间交替。
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