專(zhuān)利名稱(chēng)：絲料盒及裝載系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維結(jié)構(gòu)在基體上的噴絲分層制造技術(shù)；更具體地說(shuō)，涉及在一個(gè)相應(yīng)的基體上噴壓可固化的流動(dòng)態(tài)成型材料而形成三維結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)，其中所述成型材料以細(xì)絲的形態(tài)供給。
背景技術(shù)：
三維模型被廣泛用于藝術(shù)評(píng)價(jià)、數(shù)學(xué)CAD模型驗(yàn)證、堅(jiān)硬工具制造、相互干擾與空間分配研究、以及功能測(cè)試等方面?；w上的分層噴絲成型機(jī)可依據(jù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)系統(tǒng)提供的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、通過(guò)噴絲頭以預(yù)定模式噴壓出可固化的成型材料而形成三維結(jié)構(gòu)。液態(tài)或固態(tài)的成型材料原料被提供給噴絲頭。一種技術(shù)是以細(xì)絲絲束的形式供給成型材料，通過(guò)液化器使固態(tài)的成型材料原料達(dá)到可流動(dòng)溫度，從而可在基體上沉積。
在Valavaara的美國(guó)專(zhuān)利4,749,347號(hào)、Crump的美國(guó)專(zhuān)利5,121,329和5,340,433號(hào)、Crump等人的美國(guó)專(zhuān)利5,503,785號(hào)、Danforth等人的美國(guó)專(zhuān)利5,900,207號(hào)、Batchelder等人的美國(guó)專(zhuān)利5,764,521號(hào)、Dahlin等人的美國(guó)專(zhuān)利6,022,207號(hào)、Stuffle等人的美國(guó)專(zhuān)利6,067,480號(hào)和Batchelder等人的美國(guó)專(zhuān)利6,085,957號(hào)中，都給出了在基體上噴絲以形成三維結(jié)構(gòu)的裝置和方法示例；上述所有專(zhuān)利均轉(zhuǎn)讓Stratasys公司，該公司也是本發(fā)明的受讓人。
在采用細(xì)絲供給的模型構(gòu)建機(jī)器中，成型材料以纏在供料軸盤(pán)上的柔性細(xì)絲形式供給，如美國(guó)專(zhuān)利5,121,329號(hào)所述。適當(dāng)固化在前一層上和可作為柔性細(xì)絲進(jìn)行供給的可固化材料被用作成型材料。包括液化器和給料噴嘴的噴絲頭接受供給的細(xì)絲、在液化器中使其液化為液態(tài)、并將液化的成型材料通過(guò)噴嘴噴壓到一個(gè)被包含在建造空間內(nèi)的基體上。在由CAD模型確定的區(qū)域內(nèi)，成型材料是被分層壓出的。噴壓出的成型材料液化在以前沉積的材料上并固化形成與CAD模型相似的三維結(jié)構(gòu)。在采用溫度降低時(shí)可熱固化的成型材料制造模型中，所述建造空間最好是一個(gè)適當(dāng)?shù)那皇遥杀患訜岬礁哂诔尚筒牧铣练e時(shí)固化溫度的溫度，然后被逐漸冷卻以釋放材料應(yīng)力。如美國(guó)專(zhuān)利5,866,058號(hào)所述，這種方法可使模型在建造過(guò)程中退火，從而可消除模型內(nèi)應(yīng)力和幾乎不會(huì)產(chǎn)生任何變形。
在分層沉積可固化材料以建造三維結(jié)構(gòu)時(shí)，支撐層或支撐結(jié)構(gòu)被建造在欲成型結(jié)構(gòu)的空腔或突出的懸垂部分的下面，這些部分不能被成型材料本身所支撐。例如，如果被建造的是一個(gè)地下巖洞的內(nèi)部模型，而巖洞的原型是由底向上進(jìn)行建造的，那么就需要有一個(gè)鐘乳石狀的支撐物進(jìn)行臨時(shí)性支撐，直至最上部的“天花板”完工。支撐結(jié)構(gòu)可用與模型材料沉積成型同樣的沉積技術(shù)和設(shè)備建造。建造設(shè)備在適當(dāng)軟件的控制下可形成額外的、能對(duì)欲成型模型的空腔或突出的懸垂部分提供支撐的幾何結(jié)構(gòu)。支撐材料可通過(guò)模型成型設(shè)備中的不同噴絲頭進(jìn)行噴射、沉積，或者就用噴射成型材料的噴絲頭本身來(lái)進(jìn)行建造。對(duì)支撐材料應(yīng)進(jìn)行選擇，即它在模型建造的過(guò)程中應(yīng)能很好地附著在模型成型材料上，而在模型成型后又便于從構(gòu)建的模型上取下來(lái)。現(xiàn)已知多種模型成型材料與其支撐材料的搭配組合，如在美國(guó)專(zhuān)利5,503,785號(hào)中所介紹的。
現(xiàn)有技術(shù)的Stratasys FDM三維模型成型機(jī)采用了上述專(zhuān)利中所公開(kāi)的細(xì)絲供給裝置在一個(gè)卷盤(pán)上卷纏著模型成型材料的細(xì)絲，將該卷盤(pán)安裝到一個(gè)轉(zhuǎn)軸上，從而可實(shí)現(xiàn)將成型材料細(xì)絲供給成型機(jī)的材料供給過(guò)程。所述細(xì)絲由熱塑塑料或蠟性材料制成。用戶(hù)手動(dòng)供給原料細(xì)絲將細(xì)絲由卷盤(pán)上拉出，使被拉直的細(xì)絲通過(guò)由摩擦力較小的材料所制成的導(dǎo)管，直至將細(xì)絲供給到噴絲頭所包括的一對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的供料滾輪。供料滾輪使細(xì)絲繼續(xù)前進(jìn)，進(jìn)入噴絲頭所包括的液化器。在液化器內(nèi)，細(xì)絲被加熱到熔化和可進(jìn)行流動(dòng)的溫度。隨著供料滾輪不斷推動(dòng)原料細(xì)絲進(jìn)入噴絲頭，被推進(jìn)細(xì)絲的作用力使可流動(dòng)的成型材料由噴嘴噴出并沉積在一個(gè)基體上，所述基體可拆卸地安裝在工件臺(tái)上。由噴嘴噴射出來(lái)的材料流量是細(xì)絲向噴絲頭的給進(jìn)速率和噴嘴口徑尺寸的函數(shù)。控制器控制噴絲頭在水平的X-Y平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)控制著工件臺(tái)在垂直的Z方向的運(yùn)動(dòng)，還控制著供料滾輪使細(xì)絲向噴絲頭的進(jìn)給速率。通過(guò)同步控制這些過(guò)程參數(shù)，可使成型材料以預(yù)期的流量“串珠式”分層沉積在CAD模型所規(guī)定的區(qū)域。噴射的成型材料在冷卻時(shí)固化，從而形成三維的固體結(jié)構(gòu)。
Stratasys FDM三維模型成型機(jī)使用的細(xì)絲為ABS熱塑塑料等潮濕敏感型材料。為使機(jī)器能夠正常工作和建造精確的和堅(jiān)固的模型，必須使成型材料處于干燥的環(huán)境中。因此，用于該機(jī)器中的細(xì)絲卷盤(pán)在運(yùn)輸中需要與干燥劑包一同放在潮濕的包裝之內(nèi)。在被裝入成型機(jī)前，各細(xì)絲卷盤(pán)需要一直放在上述包裝之中。同時(shí)要使用于安裝卷盤(pán)的轉(zhuǎn)軸位于一個(gè)“干燥箱”-即機(jī)器中一個(gè)保持低潮濕度的區(qū)域之內(nèi)。用戶(hù)需要將帶有干燥劑包的細(xì)絲卷盤(pán)放進(jìn)這一“干燥箱”，然后將干燥劑取走。在通過(guò)手動(dòng)將細(xì)絲進(jìn)給到給料滾輪之后，用戶(hù)關(guān)上“干燥箱”的門(mén)，然后可以使機(jī)器開(kāi)始建造模型的工作。為從機(jī)器中取下細(xì)絲卷盤(pán)，用戶(hù)要通過(guò)手動(dòng)將細(xì)絲繞回卷盤(pán)。美國(guó)專(zhuān)利6,022,207號(hào)中公開(kāi)了采用現(xiàn)有技術(shù)將卷盤(pán)裝進(jìn)三維模型成型機(jī)“干燥箱”中的說(shuō)明。
現(xiàn)在常見(jiàn)的通過(guò)手動(dòng)向噴絲頭進(jìn)給細(xì)絲是一項(xiàng)煩瑣乏味的工作。此外，在實(shí)際工作中，用戶(hù)經(jīng)常忘掉用新的干燥劑取代舊的干燥劑而將舊的干燥劑遺落在“干燥箱”中，這將使“干燥箱”內(nèi)的濕度超過(guò)可以接受的水平。同時(shí)，“干燥箱”的箱門(mén)在開(kāi)與關(guān)的過(guò)程中可能使潮濕空氣進(jìn)入密封區(qū)域。細(xì)絲沒(méi)有完全用完的卷盤(pán)由機(jī)器中取出時(shí)曝露在潮濕的環(huán)境中，也可能使其受到感染。因潮濕帶來(lái)的這些問(wèn)題可能在用戶(hù)調(diào)配成型材料的類(lèi)型和顏色時(shí)造成浪費(fèi)。此外，Stratasys FDM三維模型成型機(jī)希望采用的成型材料對(duì)潮濕是相當(dāng)敏感和脆弱的，在幾分鐘的時(shí)間內(nèi)就可受到污染。對(duì)有些材料來(lái)說(shuō)，在打開(kāi)“干燥箱”箱門(mén)以裝進(jìn)或取出細(xì)絲卷盤(pán)的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入干燥箱的潮濕程度就是不可接受的，這就縮小了這種機(jī)器選用成型材料的余地。
因此，希望能提供一種為三維模型成型機(jī)進(jìn)給絲料的裝置和方法，所述裝置和方法可簡(jiǎn)化裝載和卸載操作、減少濕氣進(jìn)入機(jī)器的可能性。此外，還希望能便于由機(jī)器中取出未用絲料、進(jìn)行儲(chǔ)存和以后的再次使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計(jì)用于向三維模型成型機(jī)供給成型材料細(xì)絲的絲料盒及絲料裝載裝置。絲料盒具有一個(gè)容納可旋轉(zhuǎn)的細(xì)絲卷盤(pán)的腔室、由所述腔室引導(dǎo)細(xì)絲到達(dá)出口的細(xì)絲通道、和使細(xì)絲由所述卷盤(pán)通過(guò)所述細(xì)絲通道到達(dá)所述出口的細(xì)絲進(jìn)給裝置。在第一實(shí)施例中，所述進(jìn)給裝置包括一個(gè)可接受來(lái)自外部驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)力的滾輪；在第二實(shí)施例中，所述進(jìn)給裝置包括用戶(hù)手動(dòng)操作的滾輪。所述絲料盒具有氣密性，以防止潮濕敏感性細(xì)絲材料受到環(huán)境的感染。
模型成型機(jī)中的絲料盒接受器包括一個(gè)管道和驅(qū)動(dòng)裝置。所述管道接受來(lái)自絲料盒出口的細(xì)絲并將其沿細(xì)絲通道引導(dǎo)到成型機(jī)。所述驅(qū)動(dòng)裝置響應(yīng)控制器的控制信號(hào)使細(xì)絲通過(guò)所述管道進(jìn)行進(jìn)給。通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)裝置可使絲料盒由機(jī)器上卸載，即通過(guò)管道將細(xì)絲回繞到絲料盒中。在最佳實(shí)施例中，鎖鍵結(jié)構(gòu)可使絲料盒裝載進(jìn)機(jī)器的裝填艙或由裝填艙卸載，既可將絲料盒裝進(jìn)又可將其取出。在一個(gè)模型成型機(jī)中可應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)絲料裝載裝置，每個(gè)裝載裝置用于接受一個(gè)絲料盒。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)基體噴壓三維模型成型機(jī)所用的細(xì)絲材料進(jìn)給裝置的簡(jiǎn)要透視圖。
圖2表明絲料盒第一實(shí)施例正在被裝進(jìn)三維模型成型機(jī)第一實(shí)施例之中。
圖3為絲料盒第一實(shí)施例的部件分解圖。
圖4為圖3所示絲料盒的底殼和卷盤(pán)的分解圖。
圖5為圖3所示絲料盒的部分分解視圖，表明處在細(xì)絲通道中的細(xì)絲材料和已安裝的電路板。
圖5A為部分細(xì)節(jié)視圖，表明安裝在絲料盒第一實(shí)施例上的電路板的另一種結(jié)構(gòu)形式。
圖6為絲料盒第一實(shí)施例的透視圖，表明絲料盒的底面、側(cè)面和尾部結(jié)構(gòu)。
圖7為絲料盒第一實(shí)施例的正視圖。
圖8為本發(fā)明絲料盒接受器第一實(shí)施例的俯視平面圖。
圖9為絲料盒接受器第一實(shí)施例的正視圖。
圖10為部分細(xì)節(jié)透視圖，表明圖8中作為絲料盒接受器一部分的細(xì)絲進(jìn)給結(jié)構(gòu)。
圖11A為一個(gè)絲料盒裝入圖8所示絲料盒接受器的俯視平面圖，表明處于閑置位的細(xì)絲進(jìn)給裝置。
圖11B為絲料盒裝入圖8所示絲料盒接受器的俯視平面圖，表明處于傳動(dòng)位的細(xì)絲進(jìn)給裝置。
圖12為圖11B細(xì)絲進(jìn)給裝置與絲料盒第一實(shí)施例相互配合的細(xì)節(jié)透視圖。
圖13為三維模型成型機(jī)第二實(shí)施例的細(xì)絲裝載裝置的透視圖。
圖14為絲料盒第二實(shí)施例的透視圖。
圖15為絲料盒第二實(shí)施例的分解視圖(導(dǎo)向模塊未畫(huà)出)。
圖16為絲料盒第二實(shí)施例筒體的透視圖。
圖17為操作門(mén)開(kāi)啟時(shí)圖14導(dǎo)向模塊的透視圖。
圖18為圖13所示絲料盒接受器的分解視圖。
圖19為圖13所示細(xì)絲裝載裝置沿19-19線的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，在噴絲式三維模型成型機(jī)中，一般用細(xì)絲進(jìn)給器10向噴絲頭20供給細(xì)絲原料。卷盤(pán)12固定在一個(gè)轉(zhuǎn)軸16上，其上卷纏著細(xì)絲14。細(xì)絲14由建造三維模型(或建造三維模型的支撐結(jié)構(gòu))所需的成型材料制成。細(xì)絲的直徑較小，一般為0.070英寸左右。
細(xì)絲14通過(guò)導(dǎo)管18進(jìn)行給料，導(dǎo)管18由摩擦系數(shù)較小的材料制作并最好帶有用Teflontm等材料制成的防潮層。導(dǎo)管18將細(xì)絲14導(dǎo)向噴絲頭20。固定在噴絲頭20上的一對(duì)給料滾輪22接受所供給的細(xì)絲14并將其送至噴絲頭20所附帶的液化器26。如圖所示，給料滾輪22的外緣用橡膠材料裹包，因此細(xì)絲14可被抓夾在它們之間。從圖中可見(jiàn)，在這兩個(gè)給料滾輪22中，有一個(gè)滾輪是驅(qū)動(dòng)輪，由控制器25控制下的馬達(dá)24對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；另一個(gè)為惰輪。對(duì)液化器26進(jìn)行加熱以使細(xì)絲14液化。液化器26的終端為具有噴絲孔30的噴嘴28，用于噴壓被液化的成型材料。給料滾輪22使細(xì)絲14進(jìn)入液化器26并使液化器26受到一種“泵壓”作用，細(xì)絲本身可起到活塞作用，從而可建立起一個(gè)液化器泵。這種泵壓可使液化的成型材料以一定的體積流率噴出噴絲孔30。體積流率為噴絲孔30的尺寸和給料滾輪22轉(zhuǎn)速的函數(shù)。通過(guò)控制馬達(dá)24，可有效控制細(xì)絲14的進(jìn)料速度并進(jìn)而控制液化成型材料的噴射速率。
噴絲頭20可被X-Y傳送器34在X-Y水平面內(nèi)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所述傳送器34依據(jù)CAD模型的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)由控制器25接受驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)噴絲頭20在X-Y平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，液化的成型材料受控由噴絲頭30分層噴壓在平面形基體32上(圖1僅作部分表示)。在每一層噴壓都完成后，基體32被Z軸傳送器36沿Z軸降低預(yù)定的尺寸，Z軸傳送器也由控制器25接受驅(qū)動(dòng)信號(hào)。噴絲材料通過(guò)熔化和固化可形成與CAD模型類(lèi)似的三維結(jié)構(gòu)。支撐材料也可配合成型材料的噴壓過(guò)程以類(lèi)似方式進(jìn)行噴壓，以構(gòu)建所述三維結(jié)構(gòu)的支撐層或支撐結(jié)構(gòu)。
熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人會(huì)理解到，可以有各種不同的成型機(jī)械和成型工藝。例如，可利用噴絲頭20和基體32之間的任何三軸空間內(nèi)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)構(gòu)建三維結(jié)構(gòu)。給料滾輪和馬達(dá)也可以有多種形式。例如在公開(kāi)的美國(guó)專(zhuān)利5,121,329號(hào)中就介紹了不同的滾輪結(jié)構(gòu)，敘述了兩個(gè)滾輪都可被驅(qū)動(dòng)(例如用同步皮帶使其相互聯(lián)結(jié))、可增加另外的滾輪、或滾輪間用彈簧偏置而不使用橡膠覆蓋層以保證與細(xì)絲的接觸摩擦力等。可采用能以控制速率驅(qū)動(dòng)給料滾輪的任何形式的馬達(dá)，如伺服馬達(dá)或步進(jìn)馬達(dá)等。同樣，也可采用各種不同的噴絲頭配置來(lái)接受和噴壓來(lái)自各進(jìn)料裝置的不同類(lèi)型和不同顏色的細(xì)絲材料。例如，噴絲頭可帶兩套給料滾輪，每套滾輪由其馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，用于供給來(lái)自?xún)蓚€(gè)卷盤(pán)的兩種不同的細(xì)絲材料，如在美國(guó)專(zhuān)利5,121,329號(hào)、5,503,785號(hào)和6,004,124好所公開(kāi)的那樣。
實(shí)施例1
在本發(fā)明中，纏有細(xì)絲卷的卷盤(pán)被置于絲料盒中。圖2表明模型成型機(jī)40的一個(gè)實(shí)施例，所述模型機(jī)具有兩個(gè)用于接受絲料盒第一實(shí)施例44的縱向分層配置的裝料艙42。如圖所示，一個(gè)絲料盒44已被裝進(jìn)位置較低的裝料艙，第二個(gè)絲料盒44正在被裝進(jìn)上邊的裝料艙42。每個(gè)絲料盒中都包含一個(gè)纏有細(xì)絲料的卷盤(pán)。最好用一個(gè)絲料盒44供給模型成型材料的細(xì)絲，而用另一個(gè)絲料盒44供給支撐材料的細(xì)絲。模型成型機(jī)40具有兩個(gè)如圖1所示的液化器26，每個(gè)液化器用于接受來(lái)自一個(gè)絲料盒的細(xì)絲。
如以下將要詳細(xì)描述的，每個(gè)裝料艙42包含一個(gè)絲料盒接受器46，它可同絲料盒44配合并可將細(xì)絲14由絲料盒44供給細(xì)絲供料器10的導(dǎo)管18之中。用戶(hù)可通過(guò)以下步驟將絲料盒44裝入模型成型機(jī)40之中握住絲料盒使其處于直立狀態(tài)，將絲料盒44的導(dǎo)入端48同某一裝料艙42對(duì)齊，將絲料盒44推進(jìn)到裝料艙42之中的配合位置。這樣，絲料盒44可同裝料艙46達(dá)到良好配合。
圖3-7表明絲料盒44的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。如圖3-4所示，絲料盒44包括上殼50、下殼52和纏有細(xì)絲14的卷盤(pán)54。通過(guò)一組四個(gè)螺栓55(未畫(huà)出)可將上殼50和下殼52扣在一起，使卷盤(pán)54夾在它們之間。下殼52具有軸套56，上殼50具有軸套58。上殼50和下殼52中的環(huán)形凹槽59環(huán)繞著軸套56和58。上殼50和下殼52每個(gè)都有七個(gè)沿凹槽59周邊分布的隔室60。軸套56和58一起構(gòu)成一個(gè)轉(zhuǎn)軸，卷盤(pán)54可在一個(gè)由環(huán)形凹槽59所規(guī)定的腔室中繞這一轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。干燥劑包62放置在隔室60之中，以保持絲料盒44腔室的干燥狀態(tài)。下殼52中的狹窄溝槽64形成閉環(huán)，環(huán)繞在環(huán)形凹槽59和隔室60的周?chē)?。密封墊68放在溝槽64中。上殼50上的凸緣66可同溝槽64相互配合。在上殼50和下殼52扣合在一起時(shí)，密封墊68可防止空氣進(jìn)入絲料盒44的卷盤(pán)54之中。
從圖5可清楚地看到，上殼50和下殼53每個(gè)都有一個(gè)狹窄的溝槽70，由環(huán)形凹槽59通到絲料盒44的導(dǎo)入端48。所述溝槽70規(guī)定了細(xì)絲在到達(dá)絲料盒44噴絲口72前的通道。如圖5所示，滾輪76與滾輪78沿下殼52的溝槽70相對(duì)配置。如圖所示，滾輪76繞懸浮軸80轉(zhuǎn)動(dòng)，而滾輪78繞固定軸82轉(zhuǎn)動(dòng)。懸浮軸80位于上殼50和下殼52之間的圓筒形空間81之中，其方向與細(xì)絲通道垂直。固定軸82位于上殼50和下殼52之間的圓筒形空間83之中。作用在滾輪76上的力使其向滾輪78靠攏，從而可抓住通道中的細(xì)絲14?；蛘撸瑑蓚€(gè)滾輪都可具有固定軸，但其配置得足夠接近以便可抓住通道中的細(xì)絲。滾輪可具有彈塑性表面，以便有助于抓牢細(xì)絲14。
下殼52上的溝槽70在環(huán)形凹槽59和滾輪對(duì)76和78之間構(gòu)成跨越溝槽64的細(xì)絲通道。與密封墊68構(gòu)成一體的護(hù)圈84也配置在這一部位。護(hù)圈84具有一個(gè)直徑約與細(xì)絲直徑相等的中心孔85。
上殼50和下殼52每個(gè)都有另外一個(gè)與溝槽70平行的溝槽86。上下溝槽86規(guī)定了記錄銷(xiāo)的接受空間88，其起點(diǎn)為絲料盒44的導(dǎo)入端48，到密封墊68前截止?？涨?8具有張大的入口和細(xì)長(zhǎng)的脖頸?？涨?8的入口如圖7所示。上殼50和下殼52每個(gè)都有一個(gè)位于溝槽86右方的凹窩89，它們?cè)诮z料盒44的導(dǎo)入端48共同構(gòu)成了一個(gè)空腔。在下殼52上，有一塊電路板安裝在凹窩89中。
在圖5所示的實(shí)施例中，電路板92通過(guò)兩個(gè)螺栓94水平安裝在凹窩89的基體上，在所述電路板的上表面帶有一個(gè)EEPROM96芯片。電路板92具有穿過(guò)凹窩89的凸出導(dǎo)電片，因此可與卡式連接器進(jìn)行相互連接。在圖5A所示的另一個(gè)實(shí)施例中，電路板102通過(guò)螺栓104被縱向安裝在凹窩89中。電路板102的內(nèi)面(未畫(huà)出)上裝有EEPROM96芯片，其外表面帶有一對(duì)電觸點(diǎn)106。
EEPROM96可起到絲料盒44電子標(biāo)識(shí)的作用。通過(guò)EEPROM96中的信息可對(duì)絲料盒44及細(xì)絲14進(jìn)行標(biāo)識(shí)，例如可認(rèn)定構(gòu)成細(xì)絲的材料類(lèi)型等。此外，EEPROM96還可保存絲料盒44中細(xì)絲的線性供給計(jì)量。當(dāng)絲料盒44被裝入模型成型機(jī)40之中時(shí)，如下所述，EEPROM96在電氣上即與控制器25連接了起來(lái)。隨著細(xì)絲14由絲料盒44不斷供給成型機(jī)40，控制器25不斷修正仍留在絲料盒44中的細(xì)絲14的線性計(jì)量。這使控制器25可防止成型機(jī)40在已無(wú)絲料時(shí)還繼續(xù)工作。EEPROM可以是任何形式的可讀和可寫(xiě)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件。在美國(guó)專(zhuān)利5,939,008號(hào)中，說(shuō)明了這種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件用作細(xì)絲標(biāo)識(shí)的情況。
絲料盒44的組裝程序是將纏有細(xì)絲14的卷盤(pán)54安裝在下殼52的軸套56上。下殼52要經(jīng)過(guò)預(yù)先準(zhǔn)備，將密封墊68壓入溝槽64，使護(hù)圈的中心孔85與溝槽70對(duì)齊。將電路板92或102固定在下殼52上。將帶有滾輪78的固定軸82置于下殼52的圓筒形空間82中，將帶有滾輪76的懸浮軸80置于下殼52的長(zhǎng)形空間81中。由卷盤(pán)54中拉出的一束細(xì)絲14穿過(guò)護(hù)圈的中心孔84，然后將其置于滾輪76和78之間的下殼52的溝槽70之中。將干燥劑包放在每個(gè)隔室60內(nèi)。一旦上述這些配件和物品在下殼52中就位之后，就可通過(guò)四個(gè)螺栓55(或其他適當(dāng)?shù)倪B接與固定裝置)使上殼與下殼扣接在一起。將螺栓55放進(jìn)下殼52的四個(gè)螺栓孔108，并使其穿過(guò)上殼50的四個(gè)螺栓孔109。至此，絲料盒44就已準(zhǔn)備就緒，可裝入成型機(jī)40了。
在絲料盒44組裝完畢后，可將其放入真空密封的防潮包裝之中，以便運(yùn)輸或以后使用。當(dāng)細(xì)絲14是由潮濕敏感材料制成時(shí)，真空密封就更為需要。此外，對(duì)于潮濕敏感材料，絲料盒44中包含卷繞細(xì)絲的腔室在密封前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。絲料盒44被保存在密封的包裝中，直到用戶(hù)準(zhǔn)備將其裝進(jìn)成型機(jī)40之內(nèi)。
在絲料盒44中保存的細(xì)絲14被用完或變得不能再使用時(shí)，可使上殼50與下殼52分離，然后更換卷繞在卷盤(pán)54上的細(xì)絲14，對(duì)絲料盒44進(jìn)行再填充和使其變得可再次使用。對(duì)電路板92或102上的EEPROM96可重新置定，或者通過(guò)更換電路板而提供新的EEPROM96。
圖6表明絲料盒44右側(cè)面、尾部和底面。如圖所示，滾輪76由一個(gè)位于絲料盒44右側(cè)的開(kāi)口111伸出，使其可接受外加的旋轉(zhuǎn)力。如下將要進(jìn)行詳細(xì)描述的，滾輪76最好由一個(gè)在絲料盒接受器46上的驅(qū)動(dòng)輪156進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以拉動(dòng)細(xì)絲14通過(guò)噴絲孔72。
絲料盒接受器46可同絲料盒44相互配合，如圖8-12所示。所述絲料盒接受器46安裝在每個(gè)裝填艙42的底面110上。裝填艙底面110最好由平板性金屬材料制成。絲料盒接受器46包括一個(gè)鎖鍵裝置112、往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置114和驅(qū)動(dòng)裝置116。鎖鍵裝置結(jié)構(gòu)112通過(guò)一個(gè)支架116固定在底面110上。鎖鍵裝置112包括一個(gè)螺線管118、桿件120和鎖鍵122。桿件120的一端同螺線管118相連，另一端與鎖鍵122制成一體。桿件120通過(guò)底面110上的開(kāi)口由螺線管118向下延伸直至大體與底面110平行并低于底面110的位置，然后傾斜向上，從而使其可起到支軸的作用，使鎖鍵122的位置可在高于和低于底面110之間交替變動(dòng)。鎖鍵122可通過(guò)底面110上的開(kāi)口124上下運(yùn)動(dòng)。
螺線管118在控制器25的控制下可使桿件120交替向上和向下運(yùn)動(dòng)，從而可使鎖鍵122交替處于閉鎖和開(kāi)啟狀態(tài)。當(dāng)對(duì)螺線管118通電時(shí)，桿件120的鎖鍵端向上運(yùn)動(dòng)，使鎖鍵122處于閉鎖狀態(tài)。當(dāng)螺線管不再通電時(shí)，桿件120的鎖鍵端向下運(yùn)動(dòng)，從而使鎖鍵處于開(kāi)啟狀態(tài)。
往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置114通過(guò)一個(gè)支架126固定在底面110上。往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置114包括一個(gè)活塞128、彈簧130、導(dǎo)軌132和構(gòu)架133。活塞128平行且高于底面110。活塞128穿過(guò)支架126上的開(kāi)孔并可在導(dǎo)軌130的規(guī)定下在裝填艙42中做前后運(yùn)動(dòng)。活塞128的前端與構(gòu)架133相連，所述構(gòu)架133的延展方向基本與活塞垂直。構(gòu)架133可與活塞128一起做前后向的運(yùn)動(dòng)。彈簧130圍繞活塞128進(jìn)行纏繞，其后端與支架126的前端相連。水平方向作用在構(gòu)架133上的力將使彈簧130受到壓縮。當(dāng)上述作用力取消后，彈簧130由壓縮態(tài)釋放，從而使構(gòu)架133和活塞128向前運(yùn)動(dòng)。安裝在底面110上的一對(duì)軸承134位于構(gòu)架133的下邊。所述軸承134可提供一個(gè)摩擦力較低的摩擦面，所述摩擦面可在與底面110平行的平面內(nèi)對(duì)構(gòu)架133提供支撐，同時(shí)便于構(gòu)架133的前后滑動(dòng)。
在構(gòu)架133上安裝有電連接器136、定位銷(xiāo)138和管道140。電連接器136的前端面結(jié)構(gòu)可與絲料盒44的電路板結(jié)構(gòu)相互匹配，它后端面的結(jié)構(gòu)可使其同控制器25進(jìn)行電連接。如圖所示，電連接器136帶有兩個(gè)可與絲料盒44電路板102的電連接結(jié)構(gòu)相匹配的彈性接頭142(或者，電連接器136為卡式連接器，其觸頭可與電路板92的導(dǎo)電觸頭相連接)。定位銷(xiāo)138安裝在構(gòu)架133上，位于電連接器136的右側(cè)。定位銷(xiāo)138在裝填艙中向前延伸，其直徑約等于絲料盒44中空腔88的脖頸直徑。管道140位于定位銷(xiāo)138的右側(cè)。管道140的入口144面向裝填艙42的前部，其出口146面向裝填艙42的后部。管道140的入口144同絲料盒44的出口72相互對(duì)齊，從而可接受由出口72噴出的細(xì)絲14。或者，通過(guò)密封使管道140同出口72和導(dǎo)管18連在一起。進(jìn)入管道入口144的細(xì)絲14將通過(guò)管道出口146進(jìn)入導(dǎo)管18，最后被送至液化器26。
驅(qū)動(dòng)裝置116通過(guò)支架148安裝在裝填艙的底面110上。驅(qū)動(dòng)裝置116包括螺線管150、馬達(dá)152、齒輪組154、繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪156和軸承座160。圖10-12詳細(xì)表明了驅(qū)動(dòng)裝置116的結(jié)構(gòu)。螺線管150具有一個(gè)安裝在支架148上的、因而可在裝填艙42中前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)162。螺線管150的供能由控制器25進(jìn)行控制。當(dāng)螺線管通電時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)162在裝填艙42中向前運(yùn)動(dòng)；當(dāng)螺線管150的供電終止時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)162向裝填艙42的后部運(yùn)動(dòng)。攜帶馬達(dá)152、齒輪組154和驅(qū)動(dòng)輪156的軸承座160樞軸對(duì)正地安裝底面110上，位于執(zhí)行機(jī)構(gòu)162的前邊。當(dāng)螺線管150通電時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)162可使軸承座116順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在執(zhí)行機(jī)構(gòu)162不對(duì)軸承座116產(chǎn)生作用力時(shí)，軸承座116處于向上的閑置狀態(tài)。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)162使軸承座116反時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪156被置于傳動(dòng)位置；在此傳動(dòng)位置，當(dāng)有絲料盒44被裝進(jìn)裝填艙42中時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪156將壓緊懸浮軸滾輪76。
馬達(dá)52響應(yīng)來(lái)自控制器25的控制信號(hào)，通過(guò)齒輪組154驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸158進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖10所示。轉(zhuǎn)軸158的轉(zhuǎn)動(dòng)將使驅(qū)動(dòng)輪156產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在處于其傳動(dòng)位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪156將使絲料盒滾輪76產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)162由軸承座160的釋放將使軸承座160轉(zhuǎn)回到其閑置位置。在另外的一個(gè)實(shí)施例中，在絲料盒滾輪具有固定軸的情況下，可缺省螺線管150和使驅(qū)動(dòng)輪156保持在傳動(dòng)位，使驅(qū)動(dòng)輪156以恒定的壓力作用在絲料盒滾輪上。
如上所述，用戶(hù)將絲料盒44推入一個(gè)裝填艙42直至遇到硬制動(dòng)為止，從而將絲料盒44裝入模型成型機(jī)40。硬制動(dòng)是由安裝在裝填艙底面110(如圖8所示)上的止檔164和彈簧1130的壓力所提供的。當(dāng)用戶(hù)取出絲料盒44時(shí)，止檔164往回運(yùn)動(dòng)直至鎖鍵122鎖住絲料盒44底面上的凸緣180(如圖5所示)。在裝入絲料盒44之前，鎖鍵122朝上放置；在控制器25向螺線管118發(fā)出指令時(shí)，可使鎖鍵鎖住絲料盒44。鎖鍵122保持其朝上的體位，直至用戶(hù)想要取出絲料盒44時(shí)，此時(shí)，控制器25使螺線管斷電，從而使鎖鍵122向下運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)絲料盒44被推進(jìn)裝填艙42之中時(shí)，定位銷(xiāo)138滑入絲料盒44的空腔88。定位銷(xiāo)138的作用在于使絲料盒44與絲料盒接受器46對(duì)正，特別是可抵消因驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)116的連接而對(duì)絲料盒44可能產(chǎn)生的扭距。在絲料盒44與絲料盒接受器46對(duì)正的情況下，彈性接頭142就可同電路板102的電連接器106良好配合，從而建立起絲料盒44與控制器25之間的電連接。當(dāng)控制器25感知EEPROM96的存在時(shí)，它就可判定絲料盒44已經(jīng)裝好。控制器25讀取存貯在EEPROM96中的計(jì)量數(shù)據(jù)。如果讀取的計(jì)量數(shù)據(jù)表明絲料盒44中保存的細(xì)絲量低于置定的“空盒”閾值，用戶(hù)將被提醒需裝入新的絲料盒44。
當(dāng)控制器25感知絲料盒已被裝入時(shí)，它可使驅(qū)動(dòng)裝置116的螺線管150進(jìn)入通電狀態(tài)。如上所述，螺線管150的通電可使軸承座160產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使驅(qū)動(dòng)輪156運(yùn)動(dòng)到壓緊絲料盒44滾輪76的傳動(dòng)位置。驅(qū)動(dòng)輪156對(duì)滾輪76產(chǎn)生的作用力將滾輪76推向滾輪78，從而夾緊細(xì)絲通道中的細(xì)絲14。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪156被馬達(dá)152驅(qū)動(dòng)進(jìn)行反時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾輪76被驅(qū)動(dòng)進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而供給細(xì)絲14進(jìn)入管道140，然后進(jìn)入導(dǎo)管8。
絲料盒接受器46繼續(xù)使細(xì)絲向前直至使其到達(dá)進(jìn)料滾輪22?？刂破?5可感知細(xì)絲14出現(xiàn)在進(jìn)料滾輪22。馬達(dá)24最好為直流伺服馬達(dá)，傳感感知是通過(guò)監(jiān)測(cè)馬達(dá)24的電流負(fù)載來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為監(jiān)測(cè)電流負(fù)載，控制器25使馬達(dá)24處于自動(dòng)裝載的起始狀態(tài)。當(dāng)細(xì)絲出現(xiàn)在滾輪22之間時(shí)，電流負(fù)載將會(huì)增加。當(dāng)控制器25感知馬達(dá)電流負(fù)載增加時(shí)，控制器25發(fā)出指令使馬達(dá)24和絲料盒接受器46停止工作。此外，控制器25使螺線管150斷電以撤消驅(qū)動(dòng)輪156對(duì)滾輪76的作用力時(shí)，模型成型中滾輪對(duì)細(xì)絲的摩擦力也隨之消失。
或者如上所述，驅(qū)動(dòng)裝置116也可設(shè)計(jì)為使驅(qū)動(dòng)輪156保持在固定位置，從而可產(chǎn)生恒定的作用力。在這種配置下，有可能缺省滾輪組22，而通過(guò)絲料盒44的滾輪組來(lái)使細(xì)絲14進(jìn)給到液化器26。這樣，可按控制速率驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪156，以控制細(xì)絲14進(jìn)入液化器的進(jìn)料速度。
為使絲料進(jìn)行卸載，控制器25使馬達(dá)24退后一段時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)可將絲料14拉出液化器26和進(jìn)料滾輪22?？刂破?5然后使絲料盒44與絲料盒接受器46相互脫離，用戶(hù)可將絲料盒44由裝填艙42中取出。為使絲料盒由機(jī)器中彈出，用戶(hù)將絲料盒推進(jìn)到硬制動(dòng)位置以釋放鎖鍵122。之后，彈簧130向前推動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)114，從而可使絲料盒彈出。
絲料盒44的頂面和尾緣上都有一個(gè)窗口，當(dāng)對(duì)絲料盒44進(jìn)行裝載和卸載時(shí)，用戶(hù)可通過(guò)這一窗口來(lái)觀察絲料盒中存有絲料的情況。如果絲料盒44由裝填艙取出時(shí)盒中仍有可用的絲料，則可將絲料盒保存起來(lái)以備后用。如果絲料盒中的絲料數(shù)量已不足以再次使用，則可對(duì)絲料盒44進(jìn)行重新充填，以備以后的再次使用實(shí)施例2圖13表明一個(gè)絲料裝載裝置178安裝在模型成型機(jī)第二實(shí)施例180之中，所述機(jī)器可利用絲料盒第二實(shí)施例184供給的絲料構(gòu)建模型。絲料裝載裝置178和絲料盒184特別適用于利用潮濕敏感材料來(lái)進(jìn)行模型成型。絲料裝載裝置178包括四個(gè)裝填艙182、四個(gè)絲料盒184(每個(gè)都包含有一個(gè)卷盤(pán)186，在卷盤(pán)上纏繞有絲料188)、四個(gè)絲料盒接受器190、兩個(gè)連通模塊192和一個(gè)干燥系統(tǒng)。所述四個(gè)裝填艙182水平對(duì)齊并排配置在模型成型機(jī)180的前部。每個(gè)裝填艙182用于接受一個(gè)絲料盒184，在其頂面安裝有一個(gè)與絲料盒相互配合的絲料盒接受器190。連通模塊192安裝在絲料裝載裝置178的構(gòu)架195上，它們中的每一個(gè)都與一對(duì)絲料盒接受器190相連。
用戶(hù)可通過(guò)以下程序?qū)⒔z料盒184裝進(jìn)模型成型機(jī)180手持處于直立位置的絲料盒184，將其推進(jìn)到一個(gè)裝填艙182之中，抓住絲料盒接受器190上的鎖鍵196，前推鎖鍵196使絲料盒接受器190降低到其較低的位置。在其較低位置，絲料盒接受器190可與絲料盒184緊密配合并將絲料盒184鎖定在其相應(yīng)的適當(dāng)位置。將細(xì)絲通過(guò)手動(dòng)由每個(gè)絲料盒184供給到與其相應(yīng)的絲料盒接受器190(以下將進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明)。絲料盒接受器190在控制器25的控制下可自動(dòng)通過(guò)導(dǎo)管202和連通模塊192向噴絲頭20進(jìn)給細(xì)絲成型材料。
每個(gè)連通模塊192都具有兩個(gè)入口198、一個(gè)空氣入口199和一個(gè)輸出口200。輸入口198通過(guò)導(dǎo)管202與相應(yīng)的絲料盒接受器相連，從而可為細(xì)絲提供一條由接受器190到連通模塊192的通道。每個(gè)連通模塊192的輸出口200與一段導(dǎo)管204相連。導(dǎo)管204為細(xì)絲提供了由每個(gè)連通模塊192到液化器26(如圖1所示)的通道。當(dāng)由潮濕敏感材料制成的細(xì)絲188由絲料盒184向液化器26進(jìn)給時(shí)，可用包括一個(gè)壓縮機(jī)206、過(guò)濾器208和可更新干燥劑210的干燥系統(tǒng)來(lái)保持細(xì)絲通道的干燥環(huán)境，以下對(duì)此將做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
在給定時(shí)間，只有一束細(xì)絲被供給到連通模塊192和每一對(duì)進(jìn)給滾輪。其它細(xì)絲仍留在相應(yīng)的絲料盒接受器190中。那一個(gè)提供細(xì)絲給連通模塊192的絲料盒184稱(chēng)為主要絲料盒；所提供的細(xì)絲仍然留在絲料盒接受器190之中的絲料盒184被稱(chēng)為輔助絲料盒。在不用用戶(hù)干預(yù)的情況下，模型成型機(jī)180可進(jìn)行主要絲料盒與輔助絲料盒之間的轉(zhuǎn)換，即使細(xì)絲由主要絲料盒184退回到其相應(yīng)的接受器，同時(shí)使細(xì)絲由輔助絲料盒184通過(guò)連通模塊192供給到進(jìn)料滾輪22。這樣，原來(lái)的輔助絲料盒現(xiàn)在變成了主要絲料盒。在典型應(yīng)用中，最好用一個(gè)連通模塊192來(lái)接受成型材料的細(xì)絲，用另一個(gè)連通模塊192來(lái)接受支撐材料的細(xì)絲。這樣，在主要供料的絲料盒細(xì)絲原料供盡時(shí)，成型機(jī)180可自動(dòng)轉(zhuǎn)到輔助供料狀態(tài)，而不會(huì)浪費(fèi)模型成型的工藝時(shí)間。這樣，模型成型機(jī)180可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，而用戶(hù)可抽空替換絲料已盡的絲料盒?；蛘?，在主要絲料盒與輔助絲料盒188分別裝填不同種類(lèi)細(xì)絲的情況下，在材料耗盡前就可進(jìn)行絲料盒間的轉(zhuǎn)換，從而可用不同的材料和顏色進(jìn)行模型構(gòu)建。
圖14-17詳細(xì)表明了絲料盒184的結(jié)構(gòu)。如圖所示，絲料盒184包括一個(gè)圓筒212、導(dǎo)向模塊214和用于纏繞細(xì)絲線圈188的卷盤(pán)186。圓筒212由筒體216形成，在其上面壓有一個(gè)凸緣218。圓筒212的內(nèi)部規(guī)定了容納卷盤(pán)186的腔室。卷盤(pán)186可繞基體216的軸套220和凸緣218的軸套221旋轉(zhuǎn)?；蛘撸€可在凸緣218的內(nèi)側(cè)增加一個(gè)彈簧板222。彈簧板222具有彎曲的針狀倒鉤，使得卷盤(pán)186只能進(jìn)行將細(xì)絲由絲料盒184中抽出的單方向旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)向模塊214裝在筒體216的出口224上，可為細(xì)絲188提供一個(gè)出口通道。導(dǎo)向模塊214通過(guò)六個(gè)穿通筒體216上相應(yīng)螺栓孔232(見(jiàn)圖15)的螺栓(未畫(huà)出)固定在圓筒筒體216上。
為適用于潮濕敏感材料制成的細(xì)絲188，絲料盒184被作成氣密性的。圓筒212和導(dǎo)向模塊214的制造材料可選用能防止水蒸氣滲入的一些材料，例如分別選用片鋼和聚丙烯等進(jìn)行制造。一條防潮帶223封在凸緣218與筒體216之間。通過(guò)圓筒筒體216上的一個(gè)開(kāi)孔226可使圓筒腔室212內(nèi)的潮氣得以放出，開(kāi)孔226通過(guò)一個(gè)柱塞228予以密封。最好使一段防潮帶230蓋在柱塞228上，以進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)開(kāi)孔226的密封。
如圖19所示，圓筒212內(nèi)的細(xì)絲188通過(guò)出口224進(jìn)給到導(dǎo)向模塊214的細(xì)絲通道236之中。細(xì)絲通道236由導(dǎo)向模塊214延伸到出口238。與細(xì)絲通道236相鄰接，導(dǎo)向模塊214具有一個(gè)腔室238，其中有一個(gè)棘輪240安裝在一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)242上。所述凸起結(jié)構(gòu)242的安裝結(jié)構(gòu)可使棘輪240將通道236中的細(xì)絲壓在通道壁246上。用戶(hù)通過(guò)手動(dòng)以順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)棘輪240，可將細(xì)絲拉出出口238并使其沿細(xì)絲通道236進(jìn)行進(jìn)給。為防止棘輪240做反時(shí)針旋轉(zhuǎn)(這將推動(dòng)細(xì)絲向圓筒212運(yùn)動(dòng)，而在圓筒中的細(xì)絲只有打開(kāi)圓筒才能對(duì)其進(jìn)行操作)，在腔室238中最好安裝一個(gè)與棘輪240并列的防倒轉(zhuǎn)板244。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人可以理解，可用其它裝置代替棘輪240而使細(xì)絲得到進(jìn)給。例如，可在圓筒壁246上制作一個(gè)凸起的靠模，用戶(hù)可手動(dòng)推進(jìn)搭在靠模上的細(xì)絲。此外，也可用一個(gè)惰輪來(lái)取代上述凸起靠模，或采用惰輪與棘輪240聯(lián)合工作的形式。
對(duì)于潮濕敏感材料制成的細(xì)絲188而言，應(yīng)防止空氣進(jìn)入細(xì)絲通道236。導(dǎo)向模塊214具有一個(gè)可對(duì)出口238進(jìn)行密封的可裝拆柱塞帽248和一個(gè)可使腔室238關(guān)閉的腔室門(mén)250。柱塞帽248緊密蓋壓在導(dǎo)向模塊214的一對(duì)凹槽254上，從而使處于柱塞帽248下的壓縮性密封條252蓋住出口238。在將絲料盒184插入機(jī)器180之中時(shí)，用戶(hù)可將柱塞帽248取下。導(dǎo)向模塊最好具有第二對(duì)凹槽256，當(dāng)柱塞帽248由第一對(duì)凹槽上取下后可將其放在此處。腔室門(mén)250可繞門(mén)樞260轉(zhuǎn)動(dòng)，在其內(nèi)表面帶有壓縮性封條258。在腔室門(mén)250開(kāi)啟時(shí)，用戶(hù)可對(duì)滾輪240進(jìn)行操作，使細(xì)絲進(jìn)給到機(jī)器180中；在其它情況下，應(yīng)使腔室門(mén)關(guān)閉。另外一個(gè)壓縮性封條234位于導(dǎo)向模塊214和筒體216之間，以對(duì)絲料盒184提供進(jìn)一步的密封。
導(dǎo)向模塊214中可配置EEPROM96(在實(shí)施例1中曾作過(guò)說(shuō)明)。帶有EEPROM96的電路板102安裝在導(dǎo)向模塊214的凹槽262上，其一對(duì)電接點(diǎn)的方向向外而EEPROM96的方向朝內(nèi)。電路板102通過(guò)三個(gè)螺栓266固定在導(dǎo)向模塊214上。為使用方便，導(dǎo)向模塊214最好能起到絲料盒184把手的作用。在所述實(shí)施例中，導(dǎo)向模塊214包括位于其相對(duì)兩側(cè)的一對(duì)手柄264(如圖14所示)。
絲料盒184的裝配過(guò)程如下將纏繞細(xì)絲188的卷盤(pán)186置于筒體216的軸套220上，然后使細(xì)絲進(jìn)給到導(dǎo)向模塊214中。將細(xì)絲放置在細(xì)絲通道236內(nèi)，使其與滾輪240接觸。將干燥劑包62(如實(shí)施例1所述)放置在卷盤(pán)186的輻條225所規(guī)定的隔室中。然后，將凸緣218壓在筒體216上，并將密封帶223封好。這樣，使用前的裝配工作就已完成。在絲料盒184中的細(xì)絲被用完或變得不能再用之后，可通過(guò)以下程序?qū)z料盒184進(jìn)行重新裝填和使其變得可再次使用取下筒體212上的凸緣218，替換卷盤(pán)186上的細(xì)絲188。在重新裝填絲料盒184時(shí)，要對(duì)電路板102攜帶EEPROM96進(jìn)行重置，或通過(guò)替換電路板來(lái)?yè)Q用新的EEPROM96。
對(duì)于潮濕敏感材料，應(yīng)對(duì)包含卷繞在卷盤(pán)上細(xì)絲的絲料盒184進(jìn)行干燥處理，使其潮濕程度不會(huì)對(duì)模型成型造成損害。對(duì)大多數(shù)高溫?zé)崴芩芰蟻?lái)說(shuō)，例如對(duì)聚碳酸酯、聚碳酸酯/ABS混合物和Ultemtm等材料來(lái)說(shuō)，可接受的濕度小于700ppm(采用Karl Fischer法度量)。可采用多種方法對(duì)絲料進(jìn)行干燥處理。
可將包含纏繞細(xì)絲的絲料盒184放在真空干燥箱內(nèi)對(duì)材料進(jìn)行干燥處理。在安裝電路板102和堵住開(kāi)孔226之前，將絲料盒184置于干燥箱內(nèi)。干燥箱的溫度調(diào)節(jié)到與特定成型材料相適宜的溫度。對(duì)于高溫?zé)崴芩芰蟻?lái)說(shuō)，干燥溫度一般為175-220華式度。干燥箱帶有一個(gè)維持箱內(nèi)干燥環(huán)境的真空泵。筒體212上的開(kāi)孔226有助于將筒體212的腔室放入干燥箱的環(huán)境中，從而使材料受到干燥。當(dāng)濕度達(dá)到成型材料所允許的程度時(shí)，將開(kāi)孔226完全封閉，將絲料盒184由干燥箱中取出。對(duì)于高溫?zé)崴芩芰蟻?lái)說(shuō)，預(yù)期的干燥時(shí)間為4-8小時(shí)，以達(dá)到300ppm的含水程度。然后裝上電路板102。裝配完畢的絲料盒184真空封裝在一個(gè)防潮的包裝袋中，直至將其裝入模型成型機(jī)器中。
或者使用干燥劑包62來(lái)對(duì)筒體212腔室中的成型材料進(jìn)行干燥，而不用干燥箱。現(xiàn)已證明，在絲料盒184中放置Tri-Sorb分子篩和氧化鈣干燥劑的組合配方并將絲料盒封裝在防潮的包裝袋中，可使材料干燥到含水量小于700ppm的程度，并可使材料進(jìn)一步干燥到100-400ppm。這種僅僅使用干燥劑的干燥方法優(yōu)越于干燥箱法，因?yàn)樗恍枰厥庠O(shè)備，比干燥箱干燥得更快、更便宜和更安全。適用的Tri-Sorb分子篩干燥劑配方包括沸石，NaA；沸石，KA；沸石，CaA；沸石，NaX；以及鎂硅酸鋁等。
在仍有相當(dāng)數(shù)量可用細(xì)絲的絲料盒184受潮后，可通過(guò)干燥箱或放置干燥劑的方法對(duì)成型材料細(xì)絲進(jìn)行重新干燥。材料在有些情況下可能受潮，例如，腔室門(mén)250長(zhǎng)時(shí)間未關(guān)，將絲料盒184由機(jī)器180中取出時(shí)沒(méi)有更換柱塞帽248，或用戶(hù)將絲料盒184打開(kāi)等。
圖18-19詳細(xì)表明了與絲料盒184配合的絲料盒接受器190的結(jié)構(gòu)。每個(gè)絲料盒接受器190包括一個(gè)上蓋270和一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊272。如圖19所示，驅(qū)動(dòng)模塊272包括進(jìn)口管道274、出口管道276、一對(duì)滾輪278和279、馬達(dá)280和鎖鍵196。滾輪278為驅(qū)動(dòng)輪，滾輪279為惰輪。驅(qū)動(dòng)輪278由馬達(dá)280進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。馬達(dá)280最好為直流馬達(dá)，其電流由控制器25進(jìn)行控制。馬達(dá)280橫向穿過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊272，通過(guò)安裝在滾輪278轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動(dòng)齒輪282與驅(qū)動(dòng)滾輪278嚙合配合。
出口管道276與導(dǎo)管202相連。由導(dǎo)向模塊214供給的細(xì)絲通過(guò)進(jìn)口管道274進(jìn)給到滾輪278和279。當(dāng)絲料盒184裝載和鎖進(jìn)成型機(jī)180時(shí)，進(jìn)口管道274與導(dǎo)向模塊214的出口238相互配合。為了對(duì)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)模塊272的細(xì)絲提供一條氣密通道，密封帶184包在進(jìn)口管道274的周?chē)壕o在所裝載的絲料盒184的導(dǎo)向模塊214上。細(xì)絲由滾輪278和279進(jìn)給到出口管道276，然后由此再送至導(dǎo)管202。導(dǎo)管202與出口管道276形成密封連接。同樣，導(dǎo)管202和204與連接模塊192的開(kāi)口198和200形成密封連接，為細(xì)絲提供了一條由絲料盒184到進(jìn)給滾輪22的密封通道。
驅(qū)動(dòng)滾輪278和惰輪279必須相互靠緊，借助與細(xì)絲接觸的摩擦力使細(xì)絲沿通道進(jìn)給。為夾緊細(xì)絲，滾輪278和279具有彈性表面，或者使惰輪279通過(guò)彈簧向驅(qū)動(dòng)輪278偏置，如美國(guó)專(zhuān)利5,121,329所述。彈簧偏置結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于滾輪可具有硬表面，從而提高其耐磨性。最好，滾輪278和279的周邊具有凹槽結(jié)構(gòu)，使細(xì)絲可在凹槽中由進(jìn)口管道274進(jìn)給到出口管道276。用戶(hù)通過(guò)蓋板308可對(duì)滾輪78和279進(jìn)行操作和維修。
驅(qū)動(dòng)模塊272還包括一個(gè)沿細(xì)絲通道配置在滾輪對(duì)278和279與出口管道276之間的細(xì)絲傳感器286。傳感器286在電氣上與控制器25相連，它所提供的信號(hào)可表明細(xì)絲是否出現(xiàn)在傳感器286所在的位置。在所述實(shí)施例中，傳感器為懸浮軸微型開(kāi)關(guān)傳感器。驅(qū)動(dòng)模塊274還帶有一個(gè)電連接器290。所述電連接器具有兩個(gè)可與電路板102電接觸器106相應(yīng)的電接點(diǎn)142，可將電路板102上的EEPROM96與控制器25連接起來(lái)。在通過(guò)接頭142連接后，EEPROM96可向控制器25發(fā)出信號(hào)，表明絲料盒184的存在。這樣，模型成型機(jī)180即可判斷絲料盒184是否已經(jīng)裝載。
用戶(hù)可通過(guò)鎖鍵196手動(dòng)使驅(qū)動(dòng)模塊272上升或降低。鎖鍵196的一端具有手柄291，另一端有一個(gè)鎖鍵292。鎖鍵196穿過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊272，其結(jié)構(gòu)可使用戶(hù)操作其手柄291而其鎖鍵292可進(jìn)入驅(qū)動(dòng)模塊272的垂直溝槽296之中。溝槽296可接受一個(gè)由上蓋270垂直向下延伸的鎖板294。鎖板294上有一個(gè)用于接受鎖鍵292的開(kāi)孔298。通過(guò)鎖鍵結(jié)構(gòu)196的手柄291操作鎖鍵292，可使鎖鍵292插入或抽出開(kāi)孔298。當(dāng)鎖鍵292插入開(kāi)孔298之中時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊處于其升高位置，絲料盒可裝入裝填艙182或從裝填艙182卸載；當(dāng)鎖鍵292由開(kāi)孔298中拉出時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊降到其低位，可將絲料盒184鎖定在裝填艙182中。用戶(hù)通過(guò)向前拉動(dòng)鎖鍵手柄291可使鎖鍵196向上或向下，從而可手動(dòng)使驅(qū)動(dòng)模塊272上升或下降。
在驅(qū)動(dòng)模塊272上有一對(duì)導(dǎo)桿302，起作用在于使驅(qū)動(dòng)模塊與上蓋270連接起來(lái)和使鎖板294與溝槽296對(duì)正。導(dǎo)桿302安裝在驅(qū)動(dòng)模塊272上表面的兩個(gè)插座288中。導(dǎo)桿302由驅(qū)動(dòng)模塊272向上延伸，穿過(guò)上蓋270中的一對(duì)導(dǎo)向軸承304。在上蓋之上有一對(duì)E形卡板306卡在導(dǎo)桿302上，以對(duì)低位的驅(qū)動(dòng)模塊272提供支撐。最好有一對(duì)彈簧300在插座288中環(huán)繞著導(dǎo)桿302。在模塊的升高位，彈簧300可向下壓住上蓋270。當(dāng)拉動(dòng)鎖鍵結(jié)構(gòu)196使鎖鍵292離開(kāi)開(kāi)孔298時(shí)，彈簧的作用力可使驅(qū)動(dòng)模塊272降低到其低位。
干燥系統(tǒng)194可沿細(xì)絲通道建立起一個(gè)防潮屏障，使機(jī)器180中的細(xì)絲處于干燥的環(huán)境之中。在所述實(shí)施例中，所述干燥系統(tǒng)194為一個(gè)干燥空氣凈化系統(tǒng)，它可將有壓力的干燥空氣噴入通連模塊192的入口199。干燥空氣流過(guò)導(dǎo)管204并在液化器26附近的出口流出導(dǎo)管204。如果滾輪22被用作向液化器26進(jìn)給細(xì)絲，則細(xì)絲將由導(dǎo)管204供給進(jìn)料滾輪22?；蛘?，進(jìn)料滾輪22可被缺省，而采用驅(qū)動(dòng)模塊272中的滾輪對(duì)278和279來(lái)以控制速率向液化器26進(jìn)給細(xì)絲。導(dǎo)管204的出口可起到通風(fēng)口的作用，細(xì)絲通道中可能包含的濕氣可通過(guò)它排出。例如，在驅(qū)動(dòng)模塊272的進(jìn)口管道274與絲料盒184沒(méi)有密封時(shí)，可能有濕氣進(jìn)入驅(qū)動(dòng)模塊272，干燥系統(tǒng)194提供的干燥氣流可對(duì)進(jìn)入的濕氣進(jìn)行清除。此外，在導(dǎo)管204中保持的正壓可防止?jié)駳膺M(jìn)入導(dǎo)管204開(kāi)著的端口。通過(guò)在導(dǎo)管202和204中保持正壓和清除細(xì)絲通道中的濕氣，干燥系統(tǒng)194可使模型成型機(jī)180工作在潮濕的環(huán)境之中和采用潮濕敏感的成型材料。
如上所述，實(shí)施例中的干燥系統(tǒng)194包括壓縮機(jī)206、過(guò)濾器208和一個(gè)可再生的干燥器210。壓縮機(jī)206吸入環(huán)境氣體并將具有壓力的氣體提供給過(guò)濾器208。過(guò)濾器208可將氣體中的濕氣過(guò)濾掉。在此可采用NorgrenTMF72G通用過(guò)濾器。具有壓力的氣流由過(guò)濾器208流到干燥器210，干燥器210最好為可再生式，例如采用Twin Tower Engineering公司(Colorado Broomfield)的MDH系列干燥器。有壓力的干燥空氣由干燥器210流進(jìn)每一個(gè)連通模塊192。在干燥系統(tǒng)另一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)用了具有壓力的干燥空氣源來(lái)有效地清除細(xì)絲通道中的濕氣，也可應(yīng)用其它的干燥氣體。重要的是，干燥系統(tǒng)要能不斷地向細(xì)絲通道供給具有壓力的干燥空氣或其它氣體，以防止?jié)駳膺M(jìn)入通道和清除通道中已有的濕氣，并且能使氣體在細(xì)絲通道的末端或其附近被不斷地排出。在一種干燥系統(tǒng)194中，采用了一個(gè)具有壓力的氮?dú)夤拮鳛楦稍餁庠?。在再生式干燥系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，采用了熱空氣干燥器，其輸出露點(diǎn)小于或等于華式零下40度。
為將一個(gè)絲料盒184裝入模型成型機(jī)180，首先要開(kāi)動(dòng)機(jī)器180。然后，用戶(hù)取下絲料盒184上的柱塞帽248，迅速將絲料盒184插入一個(gè)裝填艙182。柱塞帽248可放在導(dǎo)向模塊214的溝槽256上，以備后用。如前所述，通過(guò)拉動(dòng)鎖鍵196將絲料盒184鎖定在其適當(dāng)位置。一旦鎖定位置，接點(diǎn)142即與電路板102接通，從而使EEPROM96同控制器25連接起來(lái)。控制器25感知到絲料盒已被裝載，則會(huì)立即使馬達(dá)280轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾輪278開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。
其次，用戶(hù)打開(kāi)導(dǎo)向模塊214的門(mén)250以便操作滾輪240，通過(guò)對(duì)滾輪240施加一個(gè)向下的力使其轉(zhuǎn)動(dòng)。滾輪240的轉(zhuǎn)動(dòng)將使細(xì)絲由導(dǎo)向模塊214進(jìn)給到驅(qū)動(dòng)模塊272進(jìn)口管道274中。當(dāng)細(xì)絲進(jìn)給到已轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪278時(shí)，滾輪對(duì)278和279將夾住細(xì)絲并由擁護(hù)手中接辦進(jìn)給細(xì)絲的任務(wù)。此時(shí)，用戶(hù)迅速關(guān)閉門(mén)250以密封細(xì)絲通道。滾輪278和279繼續(xù)使細(xì)絲進(jìn)給，至少使其進(jìn)給到細(xì)絲傳感器286所在的位置。如果所述絲料盒184為輔助絲料盒，控制器25將發(fā)出信號(hào)使馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使細(xì)絲的進(jìn)給在傳感器286處中斷。如果所述絲料盒184為主要絲料盒，則滾輪對(duì)278和279將使細(xì)絲通過(guò)連通模塊192繼續(xù)進(jìn)給到進(jìn)料滾輪22(或液化器26)。當(dāng)細(xì)絲到達(dá)進(jìn)料滾輪22時(shí)，進(jìn)料滾輪22接管對(duì)細(xì)絲進(jìn)給的控制。如果馬達(dá)280的電流被置定的相當(dāng)?shù)筒⑶壹?xì)絲的剛度足夠高，馬達(dá)280可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保持恒定的進(jìn)給力；但在進(jìn)料滾輪22不再轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，馬達(dá)將停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，就可避免頻繁地使馬達(dá)280啟動(dòng)和停止以與進(jìn)料滾輪22協(xié)調(diào)同步的問(wèn)題。在另一實(shí)施例中，滾輪對(duì)278和279可起到進(jìn)料滾輪22的材料進(jìn)給作用。在這種情況下，控制器25對(duì)馬達(dá)280的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行精密的控制，以便可控制向噴絲頭20的進(jìn)料速率。
在模型成型的過(guò)程中，控制器25通過(guò)EEPROM96的計(jì)量器件監(jiān)測(cè)每一絲料盒中的細(xì)絲存有數(shù)量。當(dāng)某一主要絲料盒184的絲料用完時(shí)，模型成型機(jī)180將不間斷地自動(dòng)轉(zhuǎn)向輔助絲料盒184。為使絲料盒卸載，控制器25使馬達(dá)280向后一段時(shí)間，在這個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)可將細(xì)絲由液化器26和進(jìn)料滾輪22中拉出。然后，控制器25使馬達(dá)280向后轉(zhuǎn)動(dòng)，將細(xì)絲由導(dǎo)管204、連通模塊192、導(dǎo)管202和傳感器286處拉回。當(dāng)主要絲料盒驅(qū)動(dòng)模塊272的傳感器286表明已無(wú)細(xì)絲存在時(shí)，機(jī)器180就知道連通模塊192已被清空，可用于接受輔助絲料盒184的細(xì)絲。然后，機(jī)器裝載輔助絲料盒的細(xì)絲并將其進(jìn)給噴絲頭20。當(dāng)用于建造大型的模型結(jié)構(gòu)和模型成型機(jī)180在工作時(shí)間之外的時(shí)間中運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這種自動(dòng)裝載和卸載特性具有特別的優(yōu)越性。用戶(hù)可在機(jī)器180繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和建造模型結(jié)構(gòu)的過(guò)程中取換細(xì)絲用完的絲料盒184，對(duì)其進(jìn)行重新填充，以備再次使用。
當(dāng)用戶(hù)希望在絲料盒184中的細(xì)絲用完前將其由機(jī)器180中取出時(shí)，用戶(hù)可指令機(jī)器運(yùn)行卸載過(guò)程。如果在由機(jī)器中取下的絲料盒184中仍有可用的細(xì)絲，可將絲料盒保存起來(lái)，防止它受到污染，以便以后使用。在這種情況下，用戶(hù)應(yīng)用柱塞248密封起出口238。如果在絲料盒184中仍有一定數(shù)量的可用細(xì)絲188但其已受到污染，可按以上說(shuō)明過(guò)的方法對(duì)絲料盒184進(jìn)行重新干燥處理。
如美國(guó)專(zhuān)利5,866,058所公開(kāi)的，在用熱固性材料建造模型時(shí)，最好使模型在一個(gè)可加熱到高于成型材料固化溫度的腔室中進(jìn)行制造，然后使其逐漸降溫以消除材料應(yīng)力。許多適合用作成型材料的熱塑塑料-例如聚碳酸酯、聚碳酸酯/ABS混合材料和UltemTM等-具有較高的熔點(diǎn)和潮濕敏感性。美國(guó)PCT申請(qǐng)?zhí)朥S00/17363中公開(kāi)了一種特別適用于在高溫下建造模型的裝置。
雖然為說(shuō)明起見(jiàn)公開(kāi)了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但熟悉本門(mén)技術(shù)的人們都會(huì)了解，在不超出本發(fā)明的范圍和要義下，對(duì)本發(fā)明在形式上和細(xì)節(jié)上作出增添、減少和修改是可能的。例如，實(shí)施例1和實(shí)施例2中的許多結(jié)構(gòu)和特性可以進(jìn)行相互結(jié)合和轉(zhuǎn)換，實(shí)施例2中的干燥系統(tǒng)可用于實(shí)施例1之中，實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)中也可包括在實(shí)施例2中介紹的主要絲料盒和輔助絲料盒，等等。此外，本發(fā)明中的絲料盒及裝載系統(tǒng)也可用于噴絲工藝其它應(yīng)用場(chǎng)合中的絲料進(jìn)給而并非僅僅局限于構(gòu)建三維模型，熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人們對(duì)此十分清楚。在本發(fā)明的范圍內(nèi)和要義下，還可進(jìn)行其它各種修改和變換。例如，用于驅(qū)動(dòng)絲料盒滾輪的馬達(dá)也可由絲料盒攜帶，而不一定要安裝在模型成型機(jī)上。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人可清楚了解上述和其它可進(jìn)行的修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種用于向模型成型機(jī)供給絲料的絲料盒，所述絲料盒包括一個(gè)用于容納纏繞所述細(xì)絲并可旋轉(zhuǎn)的卷盤(pán)的腔室；一個(gè)由所述腔室到出口的細(xì)絲通道；使細(xì)絲由所述卷盤(pán)通過(guò)所述通道進(jìn)行進(jìn)給的進(jìn)給裝置。
2.如權(quán)利要求1所述絲料盒，其中所述進(jìn)給裝置包括相對(duì)配置在所述細(xì)絲通道兩側(cè)、可夾住處于它們之間的細(xì)絲的一對(duì)滾輪。
3.如權(quán)利要求2所述絲料盒，其中所述一對(duì)滾輪中的每個(gè)均為被動(dòng)式，并且在所述一對(duì)滾輪中有一個(gè)滾輪為可接受外部驅(qū)動(dòng)力的從動(dòng)滾輪。
4.如權(quán)利要求3所述絲料盒，其中所述從動(dòng)滾輪在垂直于所述細(xì)絲通道的方向上具有一個(gè)懸浮旋轉(zhuǎn)軸，可使所述從動(dòng)滾輪在沒(méi)有外力作用時(shí)離開(kāi)所述細(xì)絲通道，從而可釋放作用在細(xì)絲通道中細(xì)絲上的壓力。
5.如權(quán)利要求1所述絲料盒，其中所述進(jìn)給裝置包括一個(gè)安裝在細(xì)絲通道壁對(duì)面的壓花滾輪，從而可夾住處于它們之間的細(xì)絲。
6.如權(quán)利要求5所述絲料盒，其中所述壓花滾輪可接受外部驅(qū)動(dòng)力。
7.如權(quán)利要求1所述絲料盒，其中所述進(jìn)給裝置在所述細(xì)絲通道壁包括一個(gè)用于放置所述細(xì)絲材料的凸起靠模，外加推力可施加到位于所述靠模之上的細(xì)絲上。
8.如權(quán)利要求7所述絲料盒，其中所述凸起靠模由一個(gè)惰輪的表面所限定。
9.如權(quán)利要求1所述絲料盒，其中還包括一個(gè)可將細(xì)絲置于細(xì)絲通道并防止空氣進(jìn)入細(xì)絲通道的護(hù)圈。
10.如權(quán)利要求1所述絲料盒，其中所述室是密封的。
11.如權(quán)利要求1所述絲料盒，其中所述腔室和纏繞的細(xì)絲材料被干燥到濕氣含量小于700ppm。
12.如權(quán)利要求1所述絲料盒，進(jìn)一步包括置于腔室內(nèi)的干燥劑。
13.如權(quán)利要求1所述絲料盒，進(jìn)一步包括一個(gè)安裝在絲料盒上的可讀可寫(xiě)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件，所述器件包含有關(guān)細(xì)絲的信息并在電氣上同外部控制器相連。
14.一種模型成型機(jī)中的絲料盒接受器，所述成型機(jī)通過(guò)控制器控制下的成型材料的沉積建造三維模型結(jié)構(gòu)，其中所述成型材料以細(xì)絲的形式進(jìn)給并在成型機(jī)液化器中加熱變成流體狀態(tài)，所述絲料盒接受器包括一個(gè)與絲料盒的出口相匹配的管道，所述絲料盒包含纏繞有材料細(xì)絲的卷盤(pán)，所述管道用于接受由絲料盒出口輸出的材料細(xì)絲并將其沿細(xì)絲通道導(dǎo)向液化器；以及可響應(yīng)控制器控制信號(hào)通過(guò)所述管道進(jìn)給材料細(xì)絲的驅(qū)動(dòng)裝置。
15.如權(quán)利要求14所述絲料盒接受器，包括一對(duì)可夾住管道中材料細(xì)絲的滾輪。
16.如權(quán)利要求14所述絲料盒接受器，其中所述驅(qū)動(dòng)裝置包括一個(gè)可與絲料盒從動(dòng)輪配合的驅(qū)動(dòng)輪。
17.如權(quán)利要求26所述絲料盒接受器，進(jìn)一步包括一個(gè)對(duì)準(zhǔn)裝置，用于使裝載到裝填艙中的絲料盒與所述管道和驅(qū)動(dòng)裝置相互對(duì)準(zhǔn)。
18.如權(quán)利要求16所述絲料盒接受器，進(jìn)一步包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，用于響應(yīng)控制信號(hào)使所述驅(qū)動(dòng)裝置嚙合或脫離嚙合。
19.如權(quán)利要求14所述絲料盒接受器，進(jìn)一步包括一個(gè)鎖鍵結(jié)構(gòu)，用于鎖定絲料盒或使其解鎖。
20.如權(quán)利要求14所述絲料盒接受器，進(jìn)一步包括沿所述細(xì)絲通道產(chǎn)生防潮屏障的裝置。
21.如權(quán)利要求14所述絲料盒接受器，其中所述管道使所述絲料盒密封。
22.一種向噴壓機(jī)器進(jìn)給細(xì)絲材料的方法，所述噴壓機(jī)器具有液化器，所述材料細(xì)絲在控制器的控制下向所述液化器進(jìn)給，所述方法包括以下步驟將一個(gè)包含纏繞細(xì)絲材料的絲料盒插入所述機(jī)器的裝填艙，所述絲料盒具有到其出口為止的細(xì)絲通道；夾住在絲料盒細(xì)絲通道中的細(xì)絲；使細(xì)絲材料通過(guò)絲料盒出口進(jìn)給到一個(gè)管道之中，所述管道具有一個(gè)將細(xì)絲引導(dǎo)到液化器的細(xì)絲通道。
23.如權(quán)利要求22所述進(jìn)給方法，進(jìn)一步包括以下步驟當(dāng)控制器接受到表明被監(jiān)測(cè)的細(xì)絲材料處于傳感器監(jiān)測(cè)位置的電信號(hào)時(shí)，響應(yīng)控制器信號(hào)在細(xì)絲材料到達(dá)液化器前終止進(jìn)料。
24.如權(quán)利要求22所述進(jìn)給方法，進(jìn)一步包括以下步驟確定絲料盒中的纏繞細(xì)絲材料已到達(dá)預(yù)定的最小長(zhǎng)度；響應(yīng)最小長(zhǎng)度確認(rèn)信號(hào)，自動(dòng)使細(xì)絲材料退出所述管道，使得絲料盒可被取出和替換。
25.一種組裝權(quán)利要求11所述絲料盒的方法，所述方法包括以下步驟將纏繞細(xì)絲材料的卷盤(pán)裝入腔室；干燥所述腔室和纏繞的細(xì)絲到含水量小于700ppm的程度；和密封所述腔室。
26.如權(quán)利要求25所述方法，其中所述干燥步驟包括在所述腔室中放置干燥劑。
27.如權(quán)利要求25所述方法，其中所述干燥步驟包括在真空干燥箱內(nèi)對(duì)絲料盒進(jìn)行加熱。
28.如權(quán)利要求25所述方法，其中所述細(xì)絲由高溫?zé)崴芩芰喜牧现瞥伞?br> 全文摘要
在此公開(kāi)的是一種用于向三維模型噴壓成型機(jī)(40,180)進(jìn)給絲料的絲料盒(44,184)與絲料盒接受器(46,190)。絲料盒(44,184)包括一個(gè)纏繞細(xì)絲(14,188)的旋轉(zhuǎn)卷盤(pán)(54,186)和細(xì)絲可由其中穿過(guò)絲料盒(44,184)的出口(72,238)。絲料盒接受器(46,190)用于接受絲料盒(44,184),安裝在模型成型機(jī)(40,180)的裝填艙(42,182)中。絲料盒接受器(46,190)包括一個(gè)用于接受來(lái)自絲料盒(44,184)的細(xì)絲的管道(140,274)和用于將細(xì)絲通過(guò)管道(140,274)進(jìn)給的驅(qū)動(dòng)裝置(116,278,279,280,282)。本發(fā)明為在成型機(jī)(40,180)上裝載和卸載絲料(14,188)提供了一種方便的方式,并在實(shí)施中可防止細(xì)絲受到潮濕環(huán)境的感染。
文檔編號(hào)C08K5/00GK1386089SQ01802030
公開(kāi)日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2001年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月13日
發(fā)明者威廉姆·約翰·斯旺森, 米內(nèi)亞·A·波保, 帕特里克·W·特利, 威廉姆·R·小普列德埃曼, 波爾·E·奧普金斯, 史蒂夫·布羅澤, 丹尼爾·I·基姆, 戴維·L·波拉德, 安德魯·M·哈恩 申請(qǐng)人:斯特拉塔西斯公司