[发明专利]用于操作三维（3d）物体打印机中的挤出机以改善层形成的方法

说明书

增材制造系统打开挤出机中形成条带所需的阀门，并操作致动器以使挤出机移动通过过渡区域，同时打开这些阀门以在挤出机的面板和所形成的物体的一部分之间形成一定量的足以形成条带的挤出材料。过渡区域的长度是根据被挤出材料的粘度和挤出机移动以形成条带的速度来确定的。过渡区域可垂直于挤出机的路径以形成条带或与挤出机的路径对准以形成条带。

本公开涉及在三维(3D)物体打印机中使用的挤出机，并且更具体地，涉及此类挤出机中的阀门的操作。

三维打印也称为增材制造，是由几乎任何形状的数字模型制备三维固体物体的工艺。许多三维打印技术使用增材法，其中增材制造设备在先前沉积的层的顶部上形成部件的连续层。这些技术中的一些技术使用挤出机，该挤出机将挤出材料(诸如ABS塑料)软化或熔融成热塑性材料，然后以预先确定的图案排出热塑性材料。打印机通常操作挤出机以形成连续的热塑性材料层，该连续的热塑性材料层形成具有各种形状和结构的三维打印物体。在形成三维打印物体的每一层之后，热塑性材料冷却并硬化以将该层粘结到三维打印物体的下面层。这种增材制造方法与传统物体形成技术不同，该传统物体形成技术主要依赖于通过减成法(诸如切割或钻孔)从工件上去除材料。

在3D增材制造系统中使用的一些挤出机中，阀门被定位在挤出机内的热塑性材料中，并且操作这些阀门以启动和停止通过延伸穿过挤出机的公共面板的多个喷嘴的流。操作这些阀门可导致来自挤出机的一个或多个喷嘴的热塑性材料流的可靠性出现问题。在一些挤出机中，操作阀门以使阀门构件缩回并使热塑性材料流通过喷嘴可将一些材料拉回到挤出机中，以及操作阀门以将阀门构件推入流中以停止通过喷嘴的流可将一些材料推出喷嘴。另外，在挤出机的面板和要施加材料的层之间的材料的量和位置对于准确的物体形成是至关重要的。可抬起挤出机以避免将材料从面板擦拭到先前打印的层上，但是当挤出机返回到恢复对目标层进行挤出的位置时，无法准确知道面板上材料的量。操作挤出机以能够更准确地识别面板上材料的量将有助于改善零件的形成和质量。

一种操作多喷嘴挤出机的新方法，使得在挤出机到达在物体的层中形成条带的起始位置之前，在挤出机的面板和正在形成的物体的一部分之间建立足够量的用于形成条带的热塑性材料。该方法包括用控制器识别需要关闭挤出机中的所有阀门并抬起挤出机以将挤出机移动到用于形成条带的起始位置的要形成的条带，用控制器识别偏移条带的起始位置并且位于3D 物体制造系统正在形成的物体的周边内的过渡区域起始位置，用控制器操作至少一个致动器以将挤出机移动到过渡区域起始位置，用控制器打开通过用于形成要形成的条带的挤出机路径控制数据识别的挤出机中的阀门，以及用控制器操作该至少一个致动器以将挤出机从过渡区域起始位置移动到条带的起始位置以填充挤出机的面板与3D制造系统正在形成的物体在条带的起始位置处的一部分之间的体积。

新的3D物体制造系统实现了操作多喷嘴挤出机的方法，该方法使得能够在挤出机到达形成条带的起始位置之前在挤出机的面板和正在形成的物体的一部分之间建立足够量的热塑性材料用于条带的形成。该系统包括具有在公共面板中的多个喷嘴和以一对一的方式可操作地连接到喷嘴的多个阀门的挤出机，所述阀门被构造成选择性地打开和关闭每个阀门可操作地连接的喷嘴，可操作地连接到挤出机的至少一个致动器，该至少一个致动器被构造成抬起和移动挤出机，以及以能够独立控制阀门的方式可操作地连接到挤出机和多个阀门中的阀门的控制器。控制器被构造成识别需要关闭挤出机中的所有阀门并且抬起挤出机以将挤出机移动到用于形成条带的起始位置的要形成的条带，识别偏移条带的起始位置并且位于物体的周长内的过渡区域起始位置，操作至少一个致动器以将挤出机移动到过渡区域起始位置，打开通过用于形成条带的挤出机路径控制数据识别的挤出机中的至少一个阀门，以及操作该至少一个致动器以将挤出机从过渡区域起始位置移动到条带的起始位置以填充挤出机的面板与3D制造系统正在形成的物体在条带的起始位置处的一部分之间的体积。

图1示出了增材制造系统，该增材制造系统操作多喷嘴挤出机以使得在挤出机到达用于形成条的起始位置之前能够建立热塑性材料流。

图2示出了增材制造系统的另选实施方案，该增材制造系统操作多喷嘴挤出机以使得能够在挤出机到达用于形成条带的起始位置之前建立热塑性材料流。