CN112449619B - 用于增材制造的废料处置 - Google Patents

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Abstract

一种用于固化由一增材制造***产生的废料的废料固化装置，所述废料固化装置包含：一容器，用于接收所述废料；一可移动遮盖，定位在所述容器上方；一个或更多个废料喷嘴，被安装在所述可移动遮盖上及配置以将废料递送入所述容器中；一静止遮盖，被定位在所述容器上方及所述可移动遮盖下方；一个或更多个固化源，被安装在所述静止遮盖上及配置以提供固化辐射，以固化所述容器中的所述废料；其中所述可移动遮盖是配置以相对于所述静止遮盖而移动，以提供一开启位置，供所述数个废料喷嘴将废料递送入所述容器中；及随后移动至一关闭位置，以屏障所述数个废料喷嘴免受固化辐射。

Description

用于增材制造的废料处置
相关申请
本申请根据美国法典第35卷119款(e)项自申请日为2018年7月9日的美国临时专利申请第62/695,211号请求优先权，上述申请的内容通过引用以其整体被并入本文中。
技术领域与背景技术
本发明，在其一些实施例中，是关于一种用于增材制造中的废料处置的方法及设备及，更特定地，但非排除性地，是关于固化建构材料(building material)的废料以供对环境安全的处置的有效方式。
增材制造是已在过去二十年中被发展及被改进，且现在对于工业应用是实用且有用的一种科技。增材制造通过逐层沉积建构材料由下而上建构物件，从而形成三维(3D)物件，包括具有复杂几何的物件。
一些增材制造技术是使用数个建构材料被执行，所述数个建构材料经由每个列印头的孔板(orifice plate)上的数个列印头喷嘴(printing head nozzles)，例如，数个喷嘴，亦即，孔口，的一阵列，以液体形式被喷射，以形成正被建构的一3D结构的一层体。所述层体被以一滚轮矫直以为随后的层体提供一平坦且一贯的层体表面，及/或以确保每个层体的一一致的层体厚度，及在以所述滚轮矫直后，所述层体被固化(cured)以固体化(solidify)建构材料的所述层体。
一一致的层体表面的提供及/或确保一致的层体厚度需要自每个被沉积的层体移除所需要量的建构材料。所述滚轮因此产生一大量的废料，举例而言，所述被沉积的建构材料的体积的约5至50％的废料。额外的建构材料废料由列印头维护程序，比如所述数个列印头的吹驱(purging)，例如，经由所有列印头喷射建构材料，以清除数个列印头喷嘴的建构材料残余，而被产生。
通过上述程序被产生的废料包括处于液体形态及/或至少部分固化形态的废料。未固化的，亦即，未完全固化的建构材料废料被视为一有害物质，及需要以一对环境安全的方式被储存及处置。因此，这样的建构材料废料必须使用特殊的废料处置技术被处置。
在每件列印工作时或其后的一大量的废料的产生是一可观的运作开销，且对环境安全的处置是昂贵的及是策略上复杂的。在一些现有的做法中，这样的废料被收集及被泵入一容器，当所述容器被装满时，所述容器被运送到一专门的处置设施，所述设施以一适当的，对环境友善的方式处理及处置所述废料。
虽然处于液体形态(或仅部分固化的形态)的废弃建构材料是被视为有害的，完全固化的建构材料一般不被视为有害及可以在较不严格的处置条件下被处置。属同一申请人及通过引用被并入本文中的国际专利申请第WO2017009833A1号揭示了一种废墨水收集装置，所述装置收集由列印过程或列印头清洁及其它附带的操作产生的废建构材料，以供固化及移除。
发明内容
根据本发明的一第一面向，提供了一种用于固化由一增材制造***产生的废料的废料固化装置，所述废料固化装置包含：一容器，用于接收所述废料；一可移动遮盖，定位在所述容器上方；一个或更多个废料喷嘴，被安装在所述可移动遮盖上及配置以将废料递送入所述容器中；一静止遮盖，被定位在所述容器上方及所述可移动遮盖下方；一个或更多个固化源，被安装在所述静止遮盖上及配置以提供固化辐射，以固化所述容器中的所述废料；其中所述可移动遮盖是配置以相对于所述静止遮盖而移动，以提供一开启位置，供所述数个废料喷嘴将废料递送入所述容器中；及随后移动至一关闭位置，以屏障所述数个废料喷嘴免受固化辐射。
数个实施例可以包含一控制器，配置以控制所述可移动遮盖的相对移动，及控制通过所述数个废料喷嘴将一预先决定量的废料递送至所述容器中。
根据本发明的一个第二面向，提供了一种用于固化由一增材制造***产生的废料的废料固化装置，所述废料固化装置包含：一容器，用于接收所述废料；一个或更多个固化源，被配置以提供固化辐射，以固化所述容器中的所述废料；及一控制器，配置以控制所述固化源以提供所述固化辐射，及配置以在下述两者之间引入一延迟：一预先决定量的废料被递送至所述容器后由所述容器接收废料；以及运作所述一个或更多个固化源以便由所述一个或更多个固化源提供固化辐射。
在数个实施例中，所述预先决定量的废料是通过在所述容器中的所述废料的重量的一变化及/或所述废料的高度的一变化而被测量。
在数个实施例中，所述控制器可以在每个递送循环中运作所述一个或更多个固化源，为时至少为固化所述被递送的预先决定量的废料所需的一时间量。
根据本发明的一个第三面向，提供了一种固化由一增材制造***产生的废料的方法，所述方法包含步骤：由一个或更多个废料喷嘴递送所述废料至一容器；在用于由所述数个废料喷嘴递送所述废料的一开启位置，及用于屏障所述数个废料喷嘴免受辐射的一关闭位置之间提供一个或更多个容器遮盖的相对移动；及由一个或更多个固化源提供固化辐射，用于固化所述废料。
所述方法可以在一预先决定量的所述废料已被递送后，提供用于固化所述废料的固化辐射。
在数个实施例中，所述废料的所述预先决定量包含在所述容器中的所述废料的一重量及所述废料的一高度中的至少一者。
所述方法可以包含在将所述预先决定量的废料递送至所述容器以及提供所述固化辐射之间引入一时间延迟。
所述方法可以包含运作所述数个固化源，为时至少为固化在每个递送循环中被递送的所述预先决定量的废料所需的一时间量。
根据本发明的一个第四面向，提供了一种由一增材制造***产生及通过一废料固化装置固化的经固化废料的厚块，所述废料是一可聚合的建构材料，及所述厚块是至少95％已聚合的。
除非另外定义，在本文中使用的所有技术及/或科学术语与本发明所属领域中的一般技术人员所通常理解者具有相同的意义。虽然与本文中所描述者类似或等同的方法及材料可以被用于本发明的实施例的实施或测试中，示例性的方法及/或材料在下文中被描述。在冲突的情况下，本专利说明书，包括定义，将占有主导地位。此外，所述材料、方法及示例仅是例示性的及并不意在必然是限制性的。
附图说明
本发明的一些实施例在本文中仅作为示例，参考随附的附图而被描述。现在详细参考附图，需要强调的是，所展示的特定细节是以示例性的方式及为了本发明的实施例的例示性讨论的目的而被展示。在此方面，连同附图的描述使得本发明的数个实施例可以如何被实行对本领域的一般技术人员成为明显的。
在附图中：
图1A至1I是示例性的增材制造***的示意图，数个当前实施例可以自所述示例性的增材制造***获得供处置的废料；
图2是根据本发明的一些实施例的一废料处置***的一示意图；
图3A及3B是展示用于图2的所述废料处置***的一静止遮盖的一实施例的一仰视景的示意图；
图4是展示图3A及3B的所述静止遮盖的一替代实施例的一仰视景的一示意图；
图5是展示处于开启位置的一可移动遮盖及一静止遮盖的一安排的一侧视景的一示意图，其中(如展示于图2中的)所述可移动遮盖的数个喷嘴经由所述静止遮盖的数个开口突出；
图6是展示处于开启位置的一可移动遮盖及一静止遮盖的一安排的一侧视景的一示意图，其中(如展示于图2中的)所述可移动遮盖的所述数个喷嘴被定位在所述静止遮盖的所述数个开口上方；
图7是展示处于关闭位置的一可移动遮盖及一静止遮盖的一安排的一侧视景的一示意图，其中(如展示于图2中的)所述可移动遮盖的所述数个喷嘴被所述静止遮盖屏障而免受固化辐射；
图8A及8B是展示一静止遮盖的两个实施例的一仰视景的比较性示意图，展示数个固化灯在所述数个喷嘴开口周围的不同排列；
图9是展示根据本发明的一实施例的一固化***的一示例性运作的一流程图；
图10A及10B是根据本发明的数个实施例的一内部固化装置的两个不同的立体视图；
图11A及11B是意在用于连接至一3D列印装置的一外部固化装置的两个不同的立体视图；及
图12A及12D是展示使用本发明的数个实施例而被产生的经固化废料的数个厚块的一系列照片。
具体实施方式
本发明，在其一些实施例中，是关于一种用于增材制造中的废料处理的方法及设备及，更特定地，但非排除性地，是关于固化建构材料的废料以供对环境安全的处置的有效方式。
在详细解释本发明的至少一个实施例前，应被了解的是，本发明在其应用上不必然受限于在下文的描述中提出的及/或在附图中及/或示例中例示的元件及/或方法的构造及安排的细节。本发明能够有其它实施例或以各种方式被实践或实行。
当前数个实施例的方法及***管理在三维物件的增材制造中被产生的废料。
所述增材制造典型地，但非必然地，是基于一逐层形式的计算机物件资料，通过以对应于所述物件形状的一被配置的模式形成数个层体。所述计算机物件资料可以是任何已知的格式，包括但不限于，一标准镶嵌语言(Standard Tessellation Language，STL)或立体光刻轮廓(StereoLithography Contour，SLC)格式、虚拟现实建模语言(VirtualReality Modeling Language，VRML)、增材制造档案(Additive Manufacturing File，AMF)格式、图形交换格式(Drawing Exchange Format，DXF)、多边形档案格式(Polygon FileFormat，PLY)或适于计算机辅助设计(Computer-Aided Design，CAD)的任何其它格式。
如本文中所使用的，“物件”一词意指一完整物件或所述完整物件的一部份。
每个层体是可选地通过一增材制造设备被形成，所述设备扫描一个二维表面并将所述二维表面图案化(patterns)。在扫描时，所述增材制造设备造访在所述二维层体或表面上的数个目标地点，及对每个目标地点或数个目标地点的一群组决定所述目标地点或数个目标地点的群组是否将被建构材料配方占据，及何种类型的建构材料配方将被递送至所述目标地点或数个目标地点的群组。所述决定是根据所述表面的一计算机影像而被作成。
所述增材制造(AM)可以包含三维列印，举例而言，三维喷墨列印(three-dimensional inkjet printing)。在三维喷墨列印中，一建构材料配方可以自一配发头(dispensing head)被配发，所述配发头具有一组数个喷嘴，以在一支撑结构上以数个层体的方式沉积建构材料配方。所述增材制造设备因此在将被占据的数个目标地点处沉积建构材料配方及保留其它目标地点为空洞。所述增材制造设备典型地包括数个配发头，每个所述配发头可被配置以配发一不同的建构材料配方。因此，不同的目标地点可以被不同的建构材料配方占据。建构材料配方的数个类型可以被分类为两个主要类别：建模材料配方及支撑材料配方。所述支撑材料配方用于建构一基质或构造，用于在所述制造过程中支撑所述物件或数个物件部分及/或用于其它目的，例如，提供中空或多孔物件。支撑构造可以，例如，为了进一步的支撑强度，额外地包括数个建模材料配方元件。
所述建模材料配方一般地是一组成物，所述组成物是被调配以供在增材制造中使用及所述组成物能够凭自身，亦即，不需要与任何其它物质混合或结合，而形成一个三维物件。
最后的三维物件是由所述建模材料配方或数个建模材料配方的一组合或数个建模及支撑材料配方的一组合或其修改(例如，在固化后的修改)所制成。所有这些操作皆是固体自由成形制造(solid freeform fabrication)领域的一般技术人员所熟知的。
所述增材制造***可以可选地，但非必要地，通过配发两种或更多种不同的建模材料配方来生产一物件，每种材料配方自所述增材制造***的一不同的配发头或所述增材制造***的所述配发头的一不同管道被配发。所述数个材料配方可以在所述数个配发头的同次经过期间被沉积为数个层体。在所述层体中的所述数个材料配方及数个材料配方的组合可以根据所述物件的所欲的性质而被选择。
适于一物件112的增材制造的一***110的一代表性及非限定性示例被例示于图1A中。***110包含一增材制造设备114，所述增材制造设备114具有包含多个配发头的一配发单元16。如例示于下文所描述的图1E至1G中地，每个配发头优选地包含一个或多个喷嘴122的一阵列，所述一个或多个喷嘴122与一个或更多个管道(未显示)处于液体连通，一液态的建构材料配方124经由所述一个或更多个管道被配发。
增材制造设备114可以是一个三维列印设备，在此案例中所述数个配发头是列印头，及所述建构材料配方是经由喷墨科技被配发。情形不必然须是如此，因为，对一些应用而言，所述增材制造设备可以不必应用三维列印技术。根据本发明的各种示例性实施例而被预期的增材制造设备的数个代表性示例包括，但不限于，融合沉积建模设备(fuseddeposition modeling apparatus)及融合材料配方沉积设备(fused materialformulation deposition apparatus)。
每个配发头可以经由一个或更多个建构材料配方储槽被给料，所述一个或更多个建构材料配方储槽可以可选地包括一温度控制单元(例如，一温度感测器及/或一加热装置)，及一材料配方水平感测器。为了配发所述建构材料配方，一电压信号可以被施加到所述数个配发头，以选择性地经由所述数个配发头喷嘴沉积材料配方的数个液滴，举例而言，如在压电喷墨列印科技(piezoelectric inkjet printing technology)中的。每个配发头的配发速率取决于数个喷嘴的数量、数个喷嘴的类型及所施加的电压信号率(频率)。这样的数个配发头是为固体自由成形制造领域的一般技术人员所知的。
优选地，但非强制性地，数个配发喷嘴或数个喷嘴阵列的总数可以被选择，以使所述数个配发喷嘴的半数是被指定以配发支撑材料配方及所述数个配发喷嘴的半数是被指定以配发建模材料配方，亦即喷射建模材料配方的数个喷嘴的所述数量与喷射支撑材料配方的数个喷嘴的所述数量相同。在图1A的所述代表性及非限定性示例中，四个配发头16a、16b、16c及16d被例示。配发头16a、16b、16c及16d中的每个具有一喷嘴阵列。在此示例中，配发头16a及16b可以被指定用于(数个)建模材料配方及配发头16c及16d可以被指定用于(数个)支撑材料配方。因此，配发头16a可以配发一个建模材料配方，配发头16b可以配发另一个建模材料配方及配发头16c及16d可以皆配发支撑材料配方。在一替代实施例中，配发头16c及16d，举例而言，可以被结合在具有用于沉积支撑材料配方的两个喷嘴阵列的一单一配发头中。在一些其它的实施例中，配发头16a及16b被结合为一单一的双管道列印头，配发两个不同的建模材料配方，及配发头16c及16d被结合为一单一的双管道列印头，配发一个或更多个支撑材料配方。
然而应被了解的是，这并非意在限制本发明的范围，及建模材料配方沉积头(建模头)的所述数量及支撑材料配方沉积头(支撑头)的所述数量可以不同。一般地，数个建模头的所述数量、数个支撑头的所述数量及在每个个别的配发头或配发头阵列中的数个喷嘴的所述数量是被选择以在所述支撑材料配方的最大配发速率及所述建模材料配方的最大配发速率间提供一预先决定的比率a。所述预先决定的比率a的数值优选地是被选择以确保在每个被形成的层体中，建模材料配方的高度等于支撑材料配方的高度。a的典型的数值是自约0.6至约1.5。应被进一步了解的是，一增材制造设备不必然是一多材料增材制造设备，及一多材料增材制造设备不必然具有半数的所述数个配发喷嘴用于配发支撑材料配方及半数的所述数个配发喷嘴用于配发建模材料配方。
为技术人员所知的是，在如上文所描述的一增材制造***中被使用的数个列印头的类型(例如，单一管道或多管道)及数个列印头的所述数量可以根据数个考虑而被调适，比如(1)在所述增材制造***中使用的所述数个建构材料配方的数量及性质；(2)对所述数个配方中的每一个的列印解析度需求；及(3)须达成的总体列印速度。
所述配发头及辐射源优选地被安装在一框架或区块(block)128中，所述框架128是优选地操作以在一托盘360上方交互移动，所述托盘360作为工作界面。在本发明的一些实施例中，所述数个辐射源是被安装在所述区块中，而使所述数个辐射源跟随所述数个配发头后，以至少部分地固化或固体化刚由所述数个配发头配发的所述材料配方。托盘360被水平放置。根据一般惯例，一X-Y-Z笛卡尔座标***被选择而使所述X-Y平面平行于托盘360。托盘360是优选地被配置以垂直(沿着所述Z方向，也被称为建构方向)地，典型地向下移动。在本发明的各种示例性实施例中，增材制造设备114进一步包含一个或更多个调平装置132，例如，一滚轮326。调平装置326用于在接续的层体在新形成的层体上形成前矫直、调平及/或建立所述新形成的层体的一厚度。增材制造设备114可选地及优选地包含一废料收集装置136，用于收集在调平时产生的过量材料配方。适于当前数个实施例的一废料收集装置136在下文中被描述。
在使用中，单元16的数个配发头在一扫描方向中移动，所述扫描方向在本文中指所述X方向，及在所述数个配发头通过托盘360的过程中以一预先决定的配置可选地配发建构材料配方。所述建构材料配方典型地包含一个或更多个类型的支撑材料配方及一个或更多个类型的建模材料配方。单元16的所述数个配发头的所述通过随后是由辐射源126执行的所述(数个)建模材料配方的所述固化。在回到刚被沉积的所述层体的所述数个配发头的起始点的，所述数个配发头的反向通过中，根据一预先决定的配置，建构材料配方的一额外配发可以被执行。在所述数个配发头的数个所述向前及/或反向通过(passages)(或经过(passes))中，由此形成的所述数个层体可以通过调平装置326被矫直，所述调平装置326优选地跟随所述数个配发头在所述数个配发头的向前及/或反向移动中的所述路径。一旦所述数个配发头回到所述数个配发头沿着所述X方向的起始点，所述数个配发头可以沿着一分度方向(indexing direction)，在本文中称为Y方向，移动至另一位置，及通过沿着所述X方向的交互移动建构相同的层体。替代地，所述数个配发头可以在数个向前及反向移动间或在多于一个向前-反向移动后在所述Y方向中移动。由所述数个配发头执行以完成一单一层体的数个系列的扫描在本文中被称为一单一扫描循环。
一旦所述层体被完成，根据接续要被列印的所述层体的所欲的厚度，托盘360在所述Z方向中被降低至一预先决定的Z水平。所述程序被重复以以一分层的方式形成三维物件112。
在另一实施例中，托盘360可以在所述层体中，在单元16的所述配发头的向前及反向通过间在所述Z方向上被移位。如此的Z方向移位被执行以在一个方向中造成所述调平装置与所述表面的接触及在另一个方向中避免接触。
***110可选地及优选地包含一建构材料配方供给***330，包含数个建构材料配方容器或墨盒及供给数个建构材料配方至增材制造设备114。
数个当前实施例可以自其获得供处置的废料的一***10的另一代表性及非限定性示例在图1B至1D中被例示。图1B至1D例示***10的一俯视景(图1B)、一侧视景(图1C)及一等角示景(图1D)。
***10包含一托盘12及多个喷墨列印头16，每个所述喷墨列印头16具有多个分离的喷嘴。托盘12可以具有一圆盘的形状或可以是环状的。非圆形的形状对***10也是已被预期的。
***10的托盘12及数个喷墨列印头16是可选地被安装以允许托盘12及数个喷墨列印头16间的一相对旋转运动。这可以通过(i)配置托盘12相对于数个喷墨列印头16绕一垂直轴14旋转，(ii)配置数个喷墨列印头16相对于托盘12绕垂直轴14旋转，或(iii)配置托盘12及数个喷墨列印头16皆绕垂直轴14但以不同旋转速率旋转(例如，以相反方向旋转)。下文的数个实施例是特别强调配置(i)而被描述，其中所述托盘是被配置以相对于数个喷墨列印头16绕垂直轴14旋转的一旋转托盘，应被了解的是，本应用也预期了配置(ii)及(iii)。在本文中被描述的数个实施例的任何一个可以被调整以适用于配置(ii)及(iii)中的任何配置，及被提供以本文中所描述的细节的本领域一般技术人员，将知道如何作出这样的调整。
在下文的描述中，平行于托盘12及自轴14向外指的一方向被称为径向方向r，平行于托盘12及垂直于所述径向方向r的一方向在本文中被称为方位角方向j(azimuthaldirection j)，及垂直于托盘12的一方向在本文中被称为垂直方向。
如本文中所使用地，“径向位置”一词意指在距轴14有一特定距离处在托盘12上或托盘12上方的一位置。当本词汇连接到一列印头而被使用时，本词汇意指所述列印头的一位置，所述列印头在距轴14有一特定距离处。当本词汇连接到托盘12上的一个点而被使用时，本词汇对应于属于数个点的一轨迹(locus)的任何点，所述轨迹是半径为距轴14的所述特定距离及中心位于轴14的一圆圈。
如在本文中所使用地，“方位角位置”一词意指相对于一预先决定的参考点处于一特定方位角的，在托盘12上或在托盘12上方的一位置。因此，径向位置意指属于数个点的一轨迹的任何点，所述轨迹是相对于所述参考点形成特定方位角的一直线。
如本文中所使用地，“垂直位置”一词意指在一平面上的一位置，所述平面在一特定点横断所述垂直轴14。
托盘12作为三维列印的一支撑结构。一个或数个物件在其上被列印的所述工作区域典型地，但非必然地，小于托盘12的总面积。在本发明的一些实施例中，所述工作区域是环形的。所述工作区域被展示于26。在本发明的一些实施例中，托盘12在物件的形成过程当中始终朝相同方向持续旋转，及在本发明的一些实施例中，托盘在物件的形成过程当中(例如，以一振荡的方式)反转旋转的方向至少一次。托盘12可选地及优选地是可移除的。移除托盘12可以是为了***10的维护，或者，若需要，为了在列印一新物件前替换所述托盘。在本发明的一些实施例中，***10具有一个或更多个不同的替换托盘(例如，数个替换托盘的一套组)，其中两个或更多个托盘被指定给不同类型的物件(例如，不同重量)不同运作模式(例如，不同旋转速度)等。如所欲地，托盘12的所述替换可以是手动的或自动的。当自动替换被应用时，***10包含一托盘替换装置36，配置用以自托盘12在数个列印头16下方的位置移除所述托盘12及以一替换托盘(未展示)替代所述托盘12。在图1B的代表性绘示中，托盘替换装置36被例示为一驱动器(drive)38，所述驱动器38有被配置以拉动托盘12的一可移动臂部40，但其它类型的托盘替换装置也是被预期的。
所述列印头16的数个示例在图1E至1G中被绘示。这样的列印头可以为任何上文描述的所述增材制造***而被应用，包括但不限于***110及***10。
图1E及1F绘示具有一个(图1E)及两个(图1F)喷嘴阵列22的一列印头16。在所述阵列中的所述数个喷嘴优选地是被线状地，沿着一条直线排列。当一特定的列印头具有两个或更多个线状喷嘴阵列，所述数个喷嘴阵列可选地是平行于彼此。
当类似于***110的一***被应用，所有的列印头16是可选地及优选地在它们沿着所述扫描方向的位置彼此错开之下，沿着所述分度方向被定向。
当类似于***10的一***被应用时，所有的列印头16是可选地及优选地在它们的方位角位置彼此错开之下，被径向(平行于所述径向方向)地定向。因此，对于这样的一个***，不同列印头的所述数个喷嘴阵列并非平行于彼此，而是彼此呈一角度，所述角度约略等于所述个别的列印头间的所述方位角的偏移。举例而言，一个列印头可以被径向地定向及被定位于方位角位置j1，及另一个列印头可以被径向地定向及被定位于方位角位置j2，在此示例中，所述两个列印头间的所述方位角偏移是j1-j2，及所述两个列印头的所述线状喷嘴阵列间的角度也是j1-j2。
可选地，两个或更多个列印头可以被组装到数个列印头的一区块，在此案例中所述区块的所述数个列印头典型地是彼此平行的。包括数个喷墨列印头16a、16b、16c的一区块被绘示在图1G中。
可选地，***10包含被定位在数个列印头16下方的一稳定结构30，而使托盘12在稳定结构30及数个列印头16间。稳定结构30可以用于预防或减少在数个喷墨列印头16运作时可能发生的托盘12的振动。在数个列印头16绕着轴14旋转的配置中，稳定结构30优选地也旋转，而使稳定结构30总是直接位于数个列印头16下方(托盘12在数个列印头16及托盘12间)。
托盘12及/或数个列印头16可选地是被配置以沿着所述垂直方向z，平行于垂直轴14移动，以便改变托盘12及数个列印头16间的所述垂直距离。在所述垂直距离是通过沿着所述垂直方向移动所述托盘12而被改变的配置中，稳定结构30优选地也与托盘12一起垂直地移动。在所述垂直距离是由数个列印头16沿着所述垂直方向改变，同时保持托盘12的所述垂直位置固定的配置中，稳定结构30也被保持于一固定的垂直位置。
所述垂直移动可以通过一垂直驱动器28而被确立。一旦一层体被完成，托盘12及数个列印头16间的所述垂直距离可以，根据随后要被列印的所述层体的所欲的厚度，通过一预先决定的垂直步进(vertical step)被增加(例如，托盘12相对于数个列印头16被降低)。所述程序被重复以以一分层的方式形成一个三维物件。
***10可以包含一个或更多个调平装置32，所述调平装置32可以被制造为一滚轮或一刀片。调平装置32用于在所述随后的层体于所述新形成的层体上被形成前，矫直所述新形成的层体。调平装置32可以具有一锥形滚轮(conical roller)的形状，所述锥形滚轮被定位以使其对称轴34相对于托盘12的所述表面倾斜及其表面平行于所述托盘的所述表面，如例示于***10的所述侧视图(图1C)中地。
所述锥形滚轮可以具有一锥体(cone)或一圆锥台(conical frustum)的形状。
所述锥形滚轮的开启角度是优选地被选择，而使在沿着所述锥形滚轮的轴34的任何位置处，所述锥体的半径与该位置及轴14间的距离间有一固定比例。此实施例允许滚轮32有效率地调平所述数个层体，因为当所述滚轮旋转时，在所述滚轮的所述表面上的任何点p具有一线性速度(linear velocity)，所述线性速度与所述托盘在点p垂直下方的一点处的所述线性速度成比例(例如，相同)。在一些实施例中，所述滚轮具有一圆锥台的一形状，所述圆锥台具有一高度h、在距轴14的最近距离处有一半径R1及在距轴14的最远距离处有一半径R2，其中所述参数h、R1及R2满足关系R1/R2＝(R-h)/h及其中R是所述滚轮距轴14最远处(举例而言，R可以是托盘12的半径)。
***10可选地及优选地包含一废料收集装置136，用于收集在调平过程中产生的过量材料配方。适于当前数个实施例的一废料收集装置136在下文被描述。
在***10中，数个列印头16可以被配置以沿着所述径向方向r相对于托盘交互地移动。这些实施例在数个列印头16的所述数个喷嘴阵列22比托盘12上的所述工作区域26沿所述径向方向的宽度短时是有用的。数个列印头16沿着所述径向方向的移动可选地及优选地是通过控制器20而被控制。
***10及110中的任一者可以可选地包含一固体化装置18，所述固体化装置18可以包括任何配置以发出可以造成所述被沉积的材料配方硬化的光、热等的装置。举例而言，固体化装置18可以包含一个或更多个辐射源，所述辐射源可以是，举例而言，一紫外光或可见光或红外线灯，或其它电磁辐射源，或电子束源，视所使用的建模材料配方而定。所述辐射源可以包括任何类型的辐射发射装置，包括但不限于，发光二极管(LED)、数位光处理(DLP)***、电阻灯等。在本发明的一些实施例中，固体化装置18用于固化或固体化所述建模材料配方。
在***10及110的任一者中，所述数个喷墨列印头的操作与可选地及优选地也包括所述***的一个或更多个其它元件的运作，例如，所述托盘的动作、所述供给***的运作、所述废料收集装置的运作、所述调平装置及/或所述固体化装置的启用、停用、施加电流及沿着所述垂直及/或水平方向的定位等，是通过一控制器(展示于标号20处)被控制。所述控制器可以具有一电子电路及可由所述电路读取的一非易失性存储介质(non-volatilememory medium)，其中所述存储介质储存数个程式指令，当被所述电路读取时，所述数个程式指令造成所述电路执行如下文中进一步详述的数个控制指令。
所述控制器优选地与一资料处理器或一主计算机(展示于标号24处)通信，所述资料处理器或所述主计算机传输有关数个制造指令的数字资料，所述数个制造指令是基于计算机物件资料，例如，以下述格式被呈现在一计算机可读介质上的一计算机辅助设计(CAD)配置：一标准镶嵌语言(STL)或一立体光刻轮廓(SLC)格式、虚拟现实建模语言(VRML)、增材制造档案(AMF)格式、图形交换格式(DXF)、多边形档案格式(PLY)或适于计算机辅助设计的任何其它格式。典型地，所述控制器控制被施加到每个配发头或喷嘴阵列的所述电压及在个别的所述列印头中的所述建构材料配方的温度。一般地，控制器20控制数个列印头以数个层体的方式配发建构材料配方的数个液滴，比如以列印一个三维物体。在***10中，控制器20可选地及优选地控制所述数个列印头在所述托盘旋转时配发所述数个液滴。
在一些实施例中，所述控制器自操作者接收额外的输入，例如，使用资料处理器24或使用与所述控制器通信的一使用者界面116自操作者接收额外的输入。使用者界面116可以是本领域中已知的任何类型，比如，但不限于一键盘、一触摸屏等。举例而言，控制器20可以作为额外输入，接收一个或更多个建构材料配方类型及/或属性，比如但不限于，颜色、特性失真及/或转变温度、黏滞性、电性质、磁性质。其它属性及数个属性的数个群组也是被预期的。
所述物件资料格式典型地是根据一笛卡尔座标***被建构。在这些案例中，当***10被应用时，计算机24优选地执行一程序，用于将所述计算机物件资料中的每个切片的所述数个座标自一笛卡尔座标***转换至一极座标***。计算机24可选地及优选地依照经转换的座标***传输所述数个制造指令。替代地，计算机24可以依照所述计算机物件资料所提供的原始座标***传输所述数个制造指令，在此案例中，所述座标的转换是由控制器20的所述电路执行。
所述座标转换允许在一旋转中的托盘上的三维列印。在***10中，并非所述数个列印头位点(head points)的所有所述数个喷嘴在相同时间内在托盘12上覆盖相同的距离。所述座标的转换可以被执行，以确保在不同径向位置有相等量的过量材料配方。座标转换的数个代表性示例被提供于图1H及1I中，图1H及1I展示一物件的三个切片(每个切片对应于所述物件的一不同层体的数个制造指令)，图1H以笛卡尔座标***绘示一切片，及图1I绘示对所述代表切片应用一座标转换后的相同切片。
所述增材制造***可以通过自不同配发头配发不同材料配方来制造一物体。这些实施例，除其它以外，提供自一给定数量的材料配方选择数个材料配方及界定被选择的材料配方的数个所欲的组合及它们的性质的能力。根据当前的数个实施例，每个材料配方的所述沉积对于所述层体的数个空间地点被界定，以通过不同材料配方达成占据不同的三维空间地点，或通过两个或更多个不同材料配方达成占据基本上相同的三维空间地点或相邻的三维空间地点，以允许所述层体中的所述数个材料配方的沉积后空间性组合，从而在各自的地点或数个地点形成一复合材料配方。
任何数个建模材料配方的沉积后组合或混合是被预期的。举例而言，一旦一特定材料配方被配发，所述材料配方可能保存其原始性质。然而，当所述特定材料配方与被配发于相同的或邻近的地点的另一个建模材料配方或其他被配发的材料配方被同时配发时，具有与被配发的数个材料配方不同的一性质或数个性质的一复合材料被形成。
可以通过配发不同材料配方形成一物件的一增材制造***允许一广范围的材料配方组合的沉积，及根据用以特征化一物件的每个部份的所欲的数个性质，在所述物件的数个不同部分由数个材料配方的多个不同组合组成的所述物件的制造。
关于数个当前实施例可以自其获得供处置的废料的一增材制造***的原理及运作的进一步的细节见于美国申请公布第20100191360号及20170173886号，其内容通过引用被并入本文中。
如已解释的，可能是建模材料及/或支撑材料，及一般地由未固化的及/或部分固化的聚合物组成的建构材料废料，是一有害的物质及必须使用对环境安全的废料处置技术被处置。3D列印过程产生大量的废料，典型地是由所述数个列印头喷射的体积的约5至50％。额外的废料也通过列印头维护程序，比如吹驱，而被产生。
虽然处于液态及/或部分固化形态的所述废料被视为有害的，完全固化的废料一般不被视为有害及可以在较不严格的处置条件下被处置。同上的国际专利申请第WO2017009833号，揭示了一种废料收集技术，在所述废料收集技术中所述废料被储存及固化。所述废料经由数个废料专用喷嘴滴落到一废料处置容器中，接着紫外光辐射(UVradiation)被用于固化所述废料。发明人发现到，紫外光倾向于反射到所述数个废料喷嘴上，及造成在所述数个喷嘴的邻近处的所述废料的聚合，及因此阻碍废料流过所述数个喷嘴。举例而言，在于所述紫外光被运作时滴落流经所述数个喷嘴的过程中，建构材料可能(由于紫外光反射)形成固化材料的“钟乳石”及在造成所述数个喷嘴的阻塞外，也可能在所述容器中的一些区域通过产生阻碍紫外光暴露的阴影而影响固化效率。此外，所述固化容器在固化后的处置是假设所述废料被完全固化。然而，如果未固化废料的累积速率在所述过程中的一些时间点变得比废料固化的速度更快，则所述废料的至少部分将不会被完全固化。
当前的数个实施例旨在通过根据被产生的建筑材料废料的量为固化能量，举例而言紫外光的运作调时，及通过在所述(数个)紫外光源的运作中屏障所述数个废料喷嘴而解决上述问题。据发现，钟乳石形成可以通过在将废料滴落入所述容器中的所述数个步骤及在屏障所述数个喷嘴免于紫外光暴露时的，紫外光运作的开端间引入一小延迟而被大致预防。
在一些实施例中，一基于紫外光的固化过程可以在每次一给定的，预先决定量的废料已被泵入所述废料容器中，或每次一预先设定数量的泵送操作已发生时被执行。
根据当前的数个实施例，在固化后，所述废料建构材料形成一固体及如此一般不再被视为有害，及可以在较不严格的处置条件下被处置。
因此，当前的数个实施例可以执行一程序，在所述程序中，被给料入所述废料容器的废料的量是被预先决定及被测量的。一旦一预先决定量的所述未固化废料已被泵送入所述废料容器，废料给料被停止。一延迟被引入，以允许滴落停止。所述数个废料喷嘴被水平地移动至一屏障位置，及一进一步的延迟被引入以允许所述废料在所述容器中散布及达到一均衡。固化能量接着被起始及至少被提供固化在当前循环中被沉积的所述预先决定量的废料所需的一时间量。固化接着被停止及所述数个废料喷嘴被水平移动回到所述数个废料喷嘴的起始位置，及下一个预先决定量的废料的给料被起始。
为了所述废料固化程序的目的，一给料装置将所述废料建构材料提供至一废料容器。所述给料装置可以包含一泵浦、一分配***，用于将所述废料分配到数个废料喷嘴，及被安装到一可移动遮盖上的数个废料喷嘴。当所述废料要被注入到所述废料容器中时，所述数个废料喷嘴被定位在位于一静止遮盖中的数个开口的上方或当中，所述静止遮盖位于所述可移动遮盖下方。在所述固化步骤中，所述数个废料喷嘴在距所述数个开口有一水平距离处，被所述静止遮盖屏障。在一些实施例中，所述数个喷嘴被安装于其上的所述遮盖，相对于具有数个开口的一静止遮盖是可移动的，而在其它实施例中，所述数个喷嘴是被安装到一静止遮盖，及具有数个开口的所述遮盖是可相对于所述静止遮盖移动的。
在一些实施例中，所述数个废料喷嘴是经由所述数个开口被***，亦即被突出，而在其它实施例中数个废料喷嘴是被定位在所述数个开口上方。固化能量可以通过数个LED灯被提供，所述数个LED灯被安装在所述静止遮盖上及被定位在距每个开口有一距离处，举例而言以预防所述开口被离开所述数个喷嘴的废料沾污。
现在参考图2，图2是展示根据本发明的数个实施例的，用于一增材制造设备的一废料处置***的一示意图。如上文中关于图1A而被讨论地，增材制造设备114包含一个或更多个调平装置132比如一滚轮326。调平装置326用于在所述随后的层体于每个新形成的层体上被形成前，矫直、调平及/或建构每个新形成的层体的一厚度。调平装置，亦即滚轮326是被与一废料收集装置136相关联，所述废料收集装置136用于收集调平时的过量建构材料。废料收集装置136可以包含收集在调平过程中通过所述滚轮被移除的过量建构材料及接着将所述被收集的废料转移至一废料固化装置600的任何机构。在一些实施例中，废料固化装置600包含一废料容器400，废料404在所述废料容器400中被固化，及一废料给料及固化装置402，包含一废料分配***413、一可移动遮盖424，所述可移动遮盖424上安装有数个给料喷嘴420、一静止遮盖426，所述静止遮盖426具有数个开口(未展示)及在所述静止遮盖426上安装有数个能量源，比如数个发光二极管410。
废料固化装置600可以是一3D列印机的一个整合的部分或可以是举例而言经由一管线、被连接至一3D列印机以处理由所述列印机产生的废料的一外部装置。当作为所述3D列印机的部分，废料固化装置600可能与所述3D列印机共享一控制器，而若为外部的，一独立控制器可以被用于独立于所述3D列印机而控制废料固化装置600。
废料固化装置600与所述3D列印机的数个废料产生元件412处于液体连接中，所述3D列印机的所述数个废料产生元件412可以包括，但不限于图1A的滚轮326及一吹驱***(未展示)，用于数个列印头的吹驱。收集自数个废料产生元件412的废料可以被直接转移到废料固化装置600或被暂时储存在一中介废料收集器(未展示)中。接着，所述废料经由分配***413被转移到给料及固化***402，所述分配***413包含废料泵浦414、逆止阀***416、管道(tubing)418及数个废料喷嘴420。容器400可以是一可移除匣盒(cartridge)的形态。在一些实施例中，分配***413可以具有莲蓬头构造，及可以自数个输入口经由至数个废料喷嘴420的管道418将所述废料平均地分配在所述废料容器400的表面积上。其想法是将废料平均地配发在所述容器的所述表面上，如将在下文中被更详细地解释地。
废料固化装置600，如所提及地，在收集后固化所述废料。在一些实施例中，所述在废料容器400中的废料404的固化不与废料404递送入所述废料容器400中同时，而是，废料的所述收集使用一程序，所述程序由一控制器，比如图1A中的控制器152控制。所述控制器可以在一指定的及预先决定量的废料404被递送至废料容器400后操作废料固化装置600的分配***413。因此，当递送或沉积废料404时，所述(数个)能量源410被关闭，及一预先决定量的废料404被递送入容器400中。在所述预先决定量的废料404已被递送后，废料的递送或泵送被停止。在一预先决定的延迟后，固化源410被开启固化所述被递送量的废料所需的特定的一时间量。固化接着再度被停止及递送被恢复，直到所述容器装满或所述容器含有一特定量的废料。因此每份预先决定量的废料接收一固定的及预先决定量的固化能量，及因此对于不同运作速度及不同废料产生速率，废料收集及完整固体化变得更为可拓展。在数个实施例中，经调时的数个延迟可以被引入所述程序中，如将在下文中更详细地被讨论地。
在一些实施例中，废料泵浦414可以直接自所述3D列印机的所述数个废料产生元件412或自一中介废料收集器泵送废料。逆止阀416可以可选地在管道***418的头部处被提供，所述管道***418由一系列的分配管线组成，所述数个分配管线为被平均地分布在一可移动遮盖424上的数个废料喷嘴420给料。在图2中，四个废料喷嘴420A...420D以示例性的方式被展示，但在实行中，足以确保所述废料平均分配在所述容器的所述数个废料***喷嘴的一数量被选择。须注意的是，在一些实施例中，所述数个废料喷嘴是简单滴落喷嘴，及在其它实施例中是数个喷流形成喷嘴(jet-forming nozzles)，所述喷流形成喷嘴属于可以在喷墨列印头上找到的种类，及将所述废料喷射入槽中。
在一些实施例中，在每个当前运作间被递送的废料的所述特定量可以根据泵浦414的泵送运作的一数量而被决定。替代地，废料喷射操作的所述数量可以被计数。作为一第三替代方案，废料容器400可以被持续地秤重及重量的一特定改变可以被测量。作为一进一步的可能性，所述容器400中的所述废料404的高度可以被使用，及一预先决定的高度改变可以被用于指示何时废料的递送应被停止及固化应开始。一般技术人员将能够找到测量已被收集的废料的所述量的额外的方式。
因此，废料是当数个废料喷嘴处于开启状态，亦即，暴露在所述容器上方时经由所述数个废料喷嘴420被递送至废料容器400。所述数个废料喷嘴可以接着被关闭，以在所述固化过程中停止进一步的废料递送。所述控制器可以操作数个致动器或一马达422，以便在适宜的时间改变所述数个喷嘴420的位置及将所述数个喷嘴自一开启位置移动至一关闭位置(及相反)。在固化时(例如，以静止遮盖426)屏障数个废料喷嘴420保护数个废料喷嘴420免受能量辐射，所述能量辐射可能固化仍存在所述数个废料喷嘴中的废料，因此阻塞所述数个喷嘴。
如被例示于展示于图2中的所述实施例中的，数个废料喷嘴420被安装在可移动遮盖424上，所述可移动遮盖424可以在由马达422驱动的一滑移动作中被水平地移动。被定位在所述可移动遮盖下方的一静止遮盖426具有数个开口，数个废料喷嘴420可以在滴落废料时被与所述数个开口对齐。所述可移动遮盖在下述位置间滑动：一第一位置，其中所述数个废料喷嘴被与所述数个开口对齐以提供所述废料喷嘴开启位置，及一第二位置，其中所述数个废料喷嘴不被与所述数个开口对齐，亦即，远离所述数个开口，以提供一废料喷嘴关闭位置(及自所述数个固化源被屏障)。在一实施例中，所述可移动遮盖也能够朝向所述静止遮盖垂直移动，而使所述数个废料喷嘴可以经由所述数个开口被***及因此经由所述数个开口突出。
作为一替代，在一可移动遮盖中提供所述数个开口及将所述数个废料***喷嘴安装在一静止遮盖上是可能的。效果依然相同，及所述数个喷嘴当在开启位置时被与所述数个开口对齐及当在所述关闭位置时被屏障免于所述散逸辐射(stray radiation)。
废料固化装置402包括数个能量/固化源410，所述个能量/固化源410优选地是在废料容器400上方平均分布。数个固化源410可以典型地是经由紫外光产生一能量的数个LED。所述数个LED可以作为数个灯组(banks)或数个灯条被提供。所述数个LED可以自所述数个废料喷嘴或数个喷嘴开口错开，如将在下文中被更详细地讨论地。
现在参考图3A及3B，图3A及3B是根据本发明的一实施例的，其中使用了三个LED灯条430的一废料固化装置的一静止遮盖的底面的两张示意图。为了容纳所述三个灯条，用于数个废料喷嘴的***的数个开口432在所述数个灯条间的数个间隙中成两排被提供。因此具有所述数个LED的所述数个灯条在宽度方向上不与用于所述数个废料***喷嘴的所述数个开口对齐。图3B示意性地展示所述数个灯条及数个开口及图3A展示个别的LED灯434沿着所述数个灯条的位置。
图4是图3A及3B的一变化，在所述变化中一单一排的数个喷嘴开口432被展示。所述数个LED434是被装到一板上及被定位在每个开口周围的数个个别的LED灯。
在一些实施例中，优选地及典型地，所述数个开口432的尺寸大于所述数个废料喷嘴的所述尖端，及足够大以确保自所述数个废料喷嘴滴落或被喷射的材料经所述数个开口落下及不被喷洒到所述遮盖表面上。
在一些实施例中，所述数个喷嘴开口具有2毫米的一最大直径。如此的一最大直径使得控制在每个循环中被喷射的废料的量较为容易，这是有用的，特别是若数个喷射操作的数量是被用于测量被收集的废料的量。此外，这样的一尺寸协助脉冲形成，以形成废料的一爆发。
现在参考图5至7，图5至7展示根据本发明的数个实施例，所述静止遮盖426及所述可移动遮盖424在一循环的过程中连续的数个位置的数个侧视图。图5展示在本发明的一些实施例中被使用的一喷射位置，在所述喷射位置中，在所述可移动遮盖424中的所述数个废料喷嘴420与在所述静止遮盖中的各自的数个开口432对齐，及所述可移动遮盖接着被移动得与所述静止遮盖邻近，而使所述数个废料喷嘴420经由所述数个开口432被***。其优势在于，材料的数个喷流是自没有所述数个LED灯410的一位置被递送及因此由废料造成的所述数个LED灯的污染被保持在一最小值。
在图6中，所述可移动遮盖424已被升起，而使所述数个废料喷嘴不被***所述开口中，因此允许所述可移动遮盖被侧向移动。在所述可移动遮盖仅能水平移动的一些实施例中，展示在图6中的所述位置是用于将所述废料喷射入或泵送入所述容器400中的所述开启位置，及是与图5的位置不等效的。因此，视实施例而定，图5或图6代表一开启位置。一般技术人员将牢记，额外的实施例是被预期的，在所述额外的实施例中，具有所述数个废料***喷嘴的所述遮盖是静止的及具有所述数个开口的所述遮盖是一可移动遮盖。
图7绘示所述关闭位置。可移动遮盖424已在一水平方向上被移动，而使所述数个废料喷嘴420不再与所述静止遮盖中的数个开口432对齐。所述静止遮盖现在作为一屏障，以保护所述数个废料喷嘴免受所述固化辐射的反射。数条虚线440指示所述固化辐射的光线至容器400中的所述废料上的一路径及所述光线的可能的，朝向所述数个开口432的至少部分的反射。所述数个废料喷嘴的所述数个尖端被定位得接近静止遮盖426的顶端及因此被屏障免于散逸辐射。
现在参考图8A及8B，图8A及8B展示数个LED灯在静止遮盖426的所述底面中的数个开口周围的两个稍微不同的布局。在图8A中，所述数个LED434中的一些紧邻所述数个开口432，及在图8B中所述数个LED距所述数个开口等距。后一个实施例的一优势在于，所述数个LED灯较少暴露于来自所述数个喷嘴的废料喷溅下。
现在参考图9，图9是例示所述废料收集及固化***的运作的一简化流程图。在使用中，如上文所提及的，所述控制器可以在一特定量的废料已由所述3D列印机的所述数个废料产生元件412产生的每个时间点操作所述废料固化装置600。因此，所述***被初始化500及所述可移动遮盖被移动至所述开启位置502。一延迟可以在切换至一开启位置及将废料递送入所述废料容器中的开始间被引入，所述延迟以示例性的方式被展示为半秒。递送废料至所述废料容器中被执行504，及在递送时所述数个能量源被关闭，及所述特定量的废料被积累在所述废料容器中。经由所述数个废料喷嘴递送所述废料可以被同时地或相继地完成。在一些实施例中，相继递送被选择，以允许一相等量的废料经由每个喷嘴被给料及使在所述容器中的所述废料能够更快速及更平均地散布。递送接着被停止，及所述数个遮盖被相对于彼此移动至一关闭位置506，从而关闭所述数个开口及屏障所述数个废料喷嘴。在一些实施例中，一延迟在此时间点被引入，以在废料递送进入所述废料容器中及固化的开始间提供时间，供被新积累在所述容器中的所述未固化废料在所述容器508中平均散开。在此，以示例性的方式，所述延迟被展示为半秒，以允许滴落停止及所述遮盖关闭，接着是15秒的一个第二延迟，供所述材料散布。允许所述滴落完成可以预防钟乳石的形成，及允许所述废料散布可以预防因为所述辐射无法抵达内部而仅被部分固化的团块(lumps)。进一步地，一平滑的表面被留待下一步，移除阴影及协助下一轮的墨水的均匀散布。
在所述延迟后，数个能量源(例如，数个LED)被开启510足以完全固化所述积累的废料的新层体的一特定的时间量：在此以示例的方式被展示为60秒。固化时间可以根据被固化的废料的类型及在每个循环中被递送入所述容器中的材料的量而被调整。接着数个能量源被关闭512及被积累在所述容器中的材料的所述总量被采样或测量514。若所述容器装满516则所述程序结束518。若否，所述递送及固化循环自502被重复。在一些实施例中，一递送及固化循环需时约1.5分钟及在一个循环中被递送及被固化的废料的量是约3至10公克。废料递送及固化的一示例性速率是每小时约120至400公克，比如155公克/小时。
因此，不论废料递送是快速或缓慢，相同量的废料接收相同量的固化能量，及所述废料递送一般地对于不同运作速度及不同废料产生速度变得可拓展。
现在参考图10A及10B，图10A及10B是分别自侧面及正面立体视角展示一内部废料固化装置600的一实施例的示意图。所述装置600被内部地装入一3D列印机中及包括数个废料进入口532供废料的流动。马达壳体534容纳马达422(见图2)，所述马达422移动可移动遮盖424及所述数个能量源(例如，数个LED)410可以连同用于所述数个废料喷嘴的数个开口432见于在所述静止遮盖426的所述底面上的数个灯条430中。数个废料收集容器被***容器舱546中及当装满时被取代。
图11A及11B展示根据本发明的另一个实施例的一外部废料固化装置的两个不同的立体视图。所述外部装置是用于一现存的3D列印机的一附加装置，及可以被连接至一管线，所述管线通到所述列印机的所述内部废料收集器。替代地，所述3D列印机的所述废料收集器被自所述列印机取出及被连接到所述外部废料固化装置，而一新的废料收集器被***所述3D列印机中。
图12A至12D是当前的程序的最终结果的一系列照片，所述一系列照片中展示了经固化废料的数个厚块。更特定地，图12A展示在一抛弃式容器中的经固化废料的一厚块。图12B展示了被自其容器移除后的经固化废料的一厚块。图12C展示了经固化废料的一厚块，一圆柱体样本自所述厚块被采取以判定固化的程度。图12D展示经固化废料的数个厚块，所述数个厚块中的每个是由数个建构材料的一不同的组合产生。所述数个团块或厚块中的每个可以是至少95％已固化的。
可预期的是，在一专利自此申请开始计算的生命中，许多相关的增材制造及固化科技将被发展出来及“增材制造”及“固化”等词汇的范围意在先验地包含所有这样的新科技。
“包含(compries)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”、“包括(including)”、“具有(having)”等词汇及它们的变化意指“包括但不限于”。
“由...组成(consisting of)”意指“包括且限于(including and limited to)。
如在本文中所使用地，单数形式“一(a)”、“一(an)”及“所述(the)”包括复数所指物，除非上下文明显另有指示。
应被了解的是，为了清楚起见而在分离的实施例的背景下被描述的本发明的特定特征，也可以在一单一实施例中结合地被提供，及上文的描述应被视为此结合是明确地被写出。相反地，为了简洁起见而在一单一实施例的背景下被描述的本发明的各种特征，也可以在本发明的任何其它被描述的实施例中分离地或以任何适宜的次组合或以适宜的方式被提供，及上述的描述应被视为这些分别的实施例被明确地写出。在各种实施例的背景下被描述的特定特征不被视为那些实施例的必要特征，除非所述实施例没有那些特征便无法运作。
虽然本发明已连同其特定实施例而被描述，明显的是，对于本技艺的一般技术人员而言，许多替代、修改及变化将是明显的。因此，本发明是意在涵括落在随附的权利要求的精神及广范围内的所有这样的替代、修改及变化。
在本说明书中被提及的所有出版物、专利及专利申请通过引用以其整体被并入本说明书中，其程度如同每个个别的出版物、专利或专利申请被特定地及个别地指示通过引用被并入本文中。此外，在此申请中对任何参考资料的引用或辨识不应被视为承认这样的参考资料可以作为本发明的先前技术。在段落标题被使用的情况下，它们不应被视为必然具限制性的。
此外，本申请的任何(多件)优先权文件通过引用以其整体被并入本文中。

Claims (18)

1.一种用于固化由一增材制造***产生的废料的废料固化装置，其特征在于：所述废料固化装置包含：
一容器，用于接收所述废料；
一可移动遮盖，定位在所述容器上方；
一静止遮盖，定位在所述容器上方；
一个或更多个废料喷嘴，被配置以将废料递送入所述容器中；及
一个或更多个固化源，被配置以提供固化辐射，以固化所述容器中的所述废料；
其中所述可移动遮盖是配置以相对于所述静止遮盖而移动，以提供一开启位置，供所述一个或更多个废料喷嘴将废料递送入所述容器中；及随后移动至一关闭位置，以屏障所述一个或更多个废料喷嘴免受所述固化辐射。
2.如权利要求1所述的废料固化装置，其特征在于：所述静止遮盖被定位在所述可移动遮盖下方，所述一个或更多个废料喷嘴被安装在所述可移动遮盖上，及所述一个或更多个固化源被安装在所述静止遮盖上。
3.如权利要求1所述的废料固化装置，其特征在于：所述可移动遮盖被定位在所述静止遮盖下方，所述一个或更多个废料喷嘴被安装在所述静止遮盖上，及所述一个或更多个固化源被安装在所述可移动遮盖上。
4.如权利要求1所述的废料固化装置，其特征在于：所述废料固化装置进一步包含：一控制器，配置以控制所述可移动遮盖的相对移动，及控制通过所述一个或更多个废料喷嘴将一预先决定量的废料递送至所述容器中。
5.如权利要求4所述的废料固化装置，其特征在于：所述控制器是配置以控制所述一个或更多个固化源以提供所述固化辐射。
6.如权利要求4所述的废料固化装置，其特征在于：所述控制器是配置以在下述两者之间引入一延迟：一预先决定量的废料被递送至所述容器后由所述容器接收废料；以及运作所述一个或更多个固化源以便由所述一个或更多个固化源提供固化辐射。
7.如权利要求4所述的废料固化装置，其特征在于：所述预先决定量的废料是通过在所述容器中的所述废料的重量的一变化及/或所述废料的高度的一变化而被测量。
8.如权利要求4所述的废料固化装置，其特征在于：所述一个或更多个固化源是配置以在每个递送循环中至少运作固化所述预先决定量的废料所需的一时间量。
9.一种固化由一增材制造***产生的废料的方法，其特征在于：所述方法包含步骤：
由一个或更多个废料喷嘴递送所述废料至一容器；
在用于由所述一个或更多个废料喷嘴递送所述废料的一开启位置，及用于屏障所述一个或更多个废料喷嘴免受辐射的一关闭位置之间提供一个或更多个容器遮盖的相对移动；及
由一个或更多个固化源提供固化辐射，用于固化所述废料。
10.如权利要求9所述的废料固化方法，其特征在于：所述废料固化方法包含：在一预先决定量的所述废料已被递送后，提供用于固化所述废料的固化辐射。
11.如权利要求10所述的废料固化方法，其特征在于：所述废料的所述预先决定量包含在所述容器中的所述废料的一重量及所述废料的一高度中的至少一者。
12.如权利要求10所述的废料固化方法，其特征在于：所述废料固化方法包含：在将所述预先决定量的废料递送至所述容器以及提供所述固化辐射之间引入一时间延迟。
13.如权利要求10所述的废料固化方法，其特征在于：所述废料固化方法包含：运作所述一个或更多个固化源，为时至少为固化在每个递送循环中被递送的所述预先决定量的废料所需的一时间量。
14.一种增材制造***，其特征在于：所述增材制造***包含：
一配发单元，包含数个配发头，所述数个配发头用于配发一液态的建构材料配方；
一个或更多个建构材料配方储槽；
一工作表面，所述建构材料被以数个层体的方式配发到所述工作表面上；
一调平装置，用于矫直、调平及/或建立所述数个层体的一厚度；
一废料收集装置，用于收集多余的建构材料配方；及
一如权利要求1至8中任一项所述的废料固化装置。
15.一种废料固化的方法，其特征在于：所述方法包含步骤：
将由一增材制造***产生的一数量的废料由一个或更多个废料喷嘴给料至一废料容器中；
在用于由所述一个或更多个废料喷嘴递送所述废料的一开启位置，及用于屏障所述一个或更多个废料喷嘴免受辐射的一关闭位置之间提供一个或更多个容器遮盖的相对移动，及一旦一预先决定量的废料已被给料至所述废料容器中，则停止所述废料的给料；
引入一时间延迟，以允许所述废料自所述一个或更多个废料喷嘴滴落；
屏障所述一个或更多个废料喷嘴免受固化能量；
引入一时间延迟，以允许所述废料在所述容器内散布；
起始及提供一固化能量，为时至少为固化所述预先决定量的废料所需的一时间量。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于：所述废料是由所述一个或更多个废料喷嘴被泵送入或喷射入所述废料容器，及所述预先决定量的废料是根据数个泵送操作或数个废料喷射操作而被决定。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于：所述预先决定量的废料是通过在所述容器中的所述废料的重量的一变化及/或所述废料的高度的一变化而被测量。
18.如权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于：所述废料给料及固化的一速率是每小时约120至400公克。
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