[发明专利]使可挤出材料成形的装置和方法

说明书

本发明涉及使可挤出材料成形的装置和方法。用于使可挤出材料(140)成形的装置(110)包括套筒(126)，套筒(126)包括第一套筒端部(186)、在第一套筒端部(186)处的套筒入口(148)、与第一套筒端部(186)相对的第二套筒端部(188)、和在第二套筒端部(188)处的套筒出口(132)。可挤出材料(140)通过套筒入口(148)进入套筒(126)并通过套筒出口(132)离开套筒(126)。装置(110)进一步包括致动机构(172)，其是可选择性地操作的以改变套筒出口(132)的大小或形状中的至少一个。套筒(126)足够柔性以使致动机构(172)能够改变套筒出口(132)的大小或形状中的至少一个。套筒(126)是不可充分拉伸的以使致动机构(172)能够拉伸套筒(126)。

技术领域

本公开涉及用于使递送至工件的可挤出材料成形的装置和方法。

背景技术

使用挤出工具如喷嘴将可挤出材料诸如3D打印材料或密封剂递送至工件是常见的。由每个挤出工具递送的挤出物的形状是固定的。因此，为了改变递送至工件的挤出物的形状，在挤出循环期间，必须用另一个挤出工具替换一个挤出工具，这不利地影响了设计自由并增加了制造循环时间。

发明内容

因此，旨在解决至少上述问题的装置和方法将会找到用处。

以下是根据本发明主题的实例的非穷尽列举，其可以被要求保护或可以不被要求保护。

根据本发明的主题的一个实例涉及用于使可挤出材料成形的装置。装置包括套筒。套筒包括第一套筒端部、在第一套筒端部处的套筒入口、与第一套筒端部相对的第二套筒端部、和在第二套筒端部处的套筒出口。可挤出材料通过套筒入口进入套筒并通过套筒出口离开套筒。装置进一步包括致动机构，其可选择性地操作以改变套筒出口的大小或形状中的至少一个。套筒足够柔性以使致动机构能够改变套筒出口的大小或形状中的至少一个。套筒是不充分可拉伸的以使致动机构能够拉伸套筒。

在制造过程诸如增材制造方法期间，使用套筒和致动机构提供了对离开套筒出口的可挤出材料的大小和/或形状的调节。调节来自单一装置的可挤出材料的大小和/或形状的能力便于使用增材制造方法形成自支撑、平面外结构(out-of-plane structure)，而不需要将一个装置(如，喷嘴)替换为另一个。换句话说，选择性操作致动机构以改变套筒出口的大小和/或形状便于在增材制造过程中即时改变由套筒出口挤出的可挤出材料的大小和/或形状。额外地，使用套筒和致动机构允许增材制造过程以更高的材料通量、减少的材料使用、提高的层间粘合、更快的印刷速度、更好的部件几何形状、更好的表面控制和减少的后处理步骤形成部件。此外，柔性且不可拉伸的套筒促进了可挤出材料的大小和/或形状的改变，同时不允许可挤出材料的压力使套筒变形，其便于来自套筒的可挤出材料的可预测和可控制的流动速率。

根据本发明的主题的另一实例涉及一种使可挤出材料成形的方法。该方法包括推进可挤出材料通过套筒，套筒包括第二套筒端部和在第二套筒端部处的套筒出口。该方法进一步包括选择性地改变套筒出口的大小或形状中的至少一个。

选择性改变套筒出口的大小和/或形状的能力便于调节由单一装置递送的可挤出材料的大小和/或形状，其促进使用增材制造方法形成自支撑、平面外结构，而不需要将一个喷嘴替换为另一个。换句话说，选择性改变套筒出口的大小和/或形状便于在增材制造过程中即时改变由套筒出口挤出的可挤出材料的大小和/或形状。额外地，选择性改变套筒出口的大小或形状中的至少一个允许增材制造过程以更高的材料通量、减少的材料使用、提高的层间粘合、更快的印刷速度、更好的部件几何形状、更好的表面控制和减少的后处理步骤形成部件。此外，柔性且不可拉伸的套筒促进了可挤出材料的大小和/或形状的改变，同时不允许可挤出材料的压力使套筒变形，这便于来自套筒的可挤出材料的可预测和可控制的流动速率。

附图说明

已经如此以上位概念描述了本发明的一个或多个实例，现在将参考附图，附图不一定按比例绘制，并且其中同样的附图标记贯穿若干视图指示相同或相似的部件，并且其中：