用于三維物體打印系統(tǒng)的噴射器頭部清潔推車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]該文獻(xiàn)中所公開的系統(tǒng)和方法涉及產(chǎn)生三維物體的打印機(jī)，并且更特別地，涉及這樣的打印機(jī)中的清潔機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字三維制造也稱為數(shù)字增材制造，是從數(shù)字模型制造實(shí)質(zhì)上任何形狀的三維固體物體的過程。三維打印是增材過程，其中一個或多個打印頭在襯底上以不同形狀噴射材料的連續(xù)層。典型地，類似于文檔打印機(jī)中的打印頭的噴射器頭部包括聯(lián)接到材料供給的噴射器的陣列。單個噴射器頭部內(nèi)的噴射器可以聯(lián)接到不同材料源或者每個噴射器頭部可以聯(lián)接到不同材料源以使噴射器頭部中的所有噴射器能夠噴射相同材料滴。變?yōu)檎诋a(chǎn)生的物體的一部分的材料被稱為構(gòu)建材料，而用于為物體形成提供結(jié)構(gòu)支撐、但是以后從物體去除的材料被稱為支撐材料。三維打印與主要依賴通過減材過程從工件去除材料的傳統(tǒng)物體形成技術(shù)(如切割或鉆孔)可區(qū)分。
[0003]在圖12中顯示現(xiàn)有技術(shù)的三維物體打印系統(tǒng)10。在該圖所示的視圖中，稱為推車的平臺14包括輪子18(圖11 )，所述輪子騎跨在導(dǎo)軌22上以使推車能夠在過程方向P上在打印站(例如圖12中所示的打印站26)之間移動。打印站26包括四個噴射器頭部30，如圖中所示，但是可以在打印站中使用更少或更多的噴射器頭部。一旦推車14到達(dá)打印站26，推車14過渡到使軸承34能夠在精密軌道38上滾動。精密軌道38是圓柱形軌道部段，其在緊密公差內(nèi)制造以幫助保證推車14在噴射器頭部30下方的精確放置和操縱。線性電動馬達(dá)設(shè)在外殼42內(nèi)并且可操作地連接到推車14的輪子18以沿著導(dǎo)軌22移動推車并且連接到軸承34以在精密軌道38上操縱推車14。一旦推車14在打印站26下方，與推車的運(yùn)動同步地發(fā)生材料的噴射。當(dāng)在物體中形成材料的層時外殼42中的電動馬達(dá)也配置成在平行于噴射器頭部30的X-Y平面中移動推車。當(dāng)材料的層積累以形成物體時附加馬達(dá)(未顯示)相對于推車14豎直地移動打印站26。替代地，當(dāng)在推車的頂表面上形成物體時可以提供機(jī)構(gòu)以相對于軌道38豎直地移動推車14。一旦將由打印站執(zhí)行的打印完成，推車14移動到另一打印站以用于另一部分形成或用于層固化或其它處理。
[0004]在圖11中顯示現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)10的端視圖。該視圖更詳細(xì)地描繪輪子18，推車14在所述輪子上騎跨導(dǎo)軌22。推車14的軸承34以便于構(gòu)建臺板精確定位在推車14上的布置定位在精密軌道38上。具體地，軸承34彼此成直角定位在軌道38中的一個上以消除推車14的4個自由度，同時其它軸承34靠置在另一軌道38上以消除又一個自由度。線性馬達(dá)操作以在外殼42的上表面50之上移動推車14。馬達(dá)具有在外殼42內(nèi)的固定馬達(dá)段和安裝到推車14的下側(cè)的磁體46。重力以及固定馬達(dá)段和磁體46之間的磁吸引保持軸承34與軌道38相接觸。
[0005]當(dāng)推車不存在于噴射器頭部30下方時，漫游材料滴會從噴射器頭部下落并且在精密軌道38和外殼42上產(chǎn)生非期望碎片和污染。而且，環(huán)境中的空氣傳播污染物(如灰塵或其它微粒物質(zhì))會下落和收集在軌道38和外殼42上。當(dāng)這些污染物和碎片位于軸承34和軌道38之間的任何界面處時，推車的線性速度被破壞并且打印物體的質(zhì)量被影響。類似地，當(dāng)這些材料在外殼42的頂表面50和磁體46之間的間隙內(nèi)時，磁吸引會被影響并且使推車受到較少的限制。另外，材料滴收集在外殼42的頂部上也會影響熱從馬達(dá)的消散并且導(dǎo)致運(yùn)動質(zhì)量擾動，影響馬達(dá)的性能和可靠性。為了產(chǎn)生具有可接受質(zhì)量的三維物體，推車14在噴射器頭部30下方的運(yùn)動需要是精確的。所以，有助于消除影響推車的放置和運(yùn)動的精度的緊密軌道和馬達(dá)外殼上的污染的三維打印系統(tǒng)的改進(jìn)將是有益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]—種用于三維物體打印系統(tǒng)的噴射器頭部清潔推車從噴射器頭部收集噴射材料和其它碎片。所述噴射器頭部清潔推車包括:平臺，所述平臺包括配置成在所述打印系統(tǒng)的軌道上移動所述平臺的多個軸承，可移動地安裝到所述平臺的清潔機(jī)構(gòu)，以及安裝到所述平臺的致動器。所述致動器配置成相對于所述平臺移動所述清潔機(jī)構(gòu)以使所述清潔機(jī)構(gòu)能夠清潔與所述打印系統(tǒng)的軌道相對定位的噴射器頭部。
[0007]一種包含改進(jìn)的清潔推車的三維物體打印系統(tǒng)包括至少一個軌道，與所述至少一個軌道相對定位的噴射器頭部，以及清潔推車。所述清潔推車包括:平臺，所述平臺包括配置成接合所述至少一個軌道以在所述至少一個軌道上移動所述平臺的多個軸承，可移動地安裝到所述平臺的清潔機(jī)構(gòu)，以及安裝到所述平臺的致動器。所述致動器配置成相對于所述平臺移動所述清潔機(jī)構(gòu)以使所述清潔機(jī)構(gòu)能夠清潔所述打印系統(tǒng)的所述噴射器頭部。
[0008]一種清潔三維物體打印系統(tǒng)的噴射器頭部的方法從噴射器頭部收集噴射材料和其它碎片。所述方法包括:將清潔推車在過程方向上移動到第一推車位置，在所述第一推車位置所述清潔推車的清潔機(jī)構(gòu)鄰近噴射器頭部定位;將所述噴射器頭部從與所述清潔機(jī)構(gòu)間隔開的初始噴射器頭部位置移動到第一噴射器頭部位置，在所述第一噴射器頭部位置所述噴射器頭部接觸所述清潔機(jī)構(gòu)；以及將所述清潔機(jī)構(gòu)相對于所述清潔推車的平臺從第一清潔機(jī)構(gòu)位置移動到第二清潔機(jī)構(gòu)位置使得所述清潔機(jī)構(gòu)移動跨過所述噴射器頭部以從所述噴射器頭部去除材料。
【附圖說明】
[0009]在結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述中解釋有助于消除從噴射器頭部收集材料和其它碎片的推車的前述方面和其它特征。
[0010]圖1是三維物體打印系統(tǒng)的噴射器頭部清潔推車的后視透視圖。
[0011]圖2是圖1的噴射器頭部清潔推車的前視透視圖。
[0012]圖3是包括圖1的噴射器頭部清潔推車的三維物體打印系統(tǒng)的控制器、馬達(dá)和致動器的示意圖。
[0013]圖4是圖3的三維物體打印系統(tǒng)的側(cè)視立面圖，其中噴射器頭部清潔推車與第一噴射器頭部相對地定位。
[0014]圖5是圖3的三維物體打印系統(tǒng)的側(cè)視立面圖，其中第一噴射器頭部與噴射器頭部清潔推車的擦拭器和撓曲構(gòu)件接合。
[0015]圖6是圖3的三維物體打印系統(tǒng)的側(cè)視立面圖，其中噴射器頭部清潔推車的擦拭器在擦拭噴射器頭部之后正接觸撓曲構(gòu)件。
[0016]圖7是圖3的三維物體打印系統(tǒng)的側(cè)視立面圖，顯示從噴射器頭部清潔推車的擦拭器和撓曲構(gòu)件縮回并且間隔開的打印頭。
[0017]圖8是圖3的三維物體打印系統(tǒng)的側(cè)視立面圖，顯示移動遠(yuǎn)離撓曲構(gòu)件的噴射器頭部清潔推車的擦拭器。
[0018]圖9是圖3的三維物體打印系統(tǒng)的側(cè)視立面圖，顯示鄰近第二噴射器頭部移動的噴射器頭部清潔推車。
[0019]圖10是清潔三維物體打印系統(tǒng)的噴射器頭部的方法的流程圖。
[0020]圖11是現(xiàn)有技術(shù)的三維物體打印系統(tǒng)前視立面圖。
[0021 ]圖12是圖10的三維物體打印系統(tǒng)的側(cè)視透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了本文中所公開的系統(tǒng)和方法的環(huán)境以及系統(tǒng)和方法的細(xì)節(jié)的一般理解，參考附圖。在附圖中，相似的附圖標(biāo)記標(biāo)示相似的要素。
[0023]圖1和圖2示出用于三維打印系統(tǒng)的噴射器頭部清潔推車100。清潔推車100包括平臺104，致動器或馬達(dá)108(在本文中也稱為清潔推車馬達(dá))，線性滑動件112，擦拭器116，以及儲存器120。平臺104具有六個軸承124A-124F，其中的四個軸承124A-124D接觸打印系統(tǒng)的第一軌道128A，并且其它兩個軸承124E和124F接觸第二軌道128B。當(dāng)線性馬達(dá)132(圖3)旋轉(zhuǎn)軸承124A-F以沿著軌道128A、128B移動平臺104時軸承124A-124F配置成在軌道128A、128B上支撐平臺104。
[0024]馬達(dá)108固定地安裝在平臺104上并且包括在擦拭器116的方向上從馬達(dá)向外延伸的導(dǎo)螺桿140。在圖1和圖2的實(shí)施例中，導(dǎo)螺桿140在過程方向P上延伸，但是在其它實(shí)施例中導(dǎo)螺桿可以在不同方向上從馬達(dá)延伸。在一個實(shí)施例中，馬達(dá)108是配置成以指定間隔旋轉(zhuǎn)導(dǎo)螺桿140的步進(jìn)馬達(dá)。
[0025]線性滑動件112包括固定支撐件148，滑動構(gòu)件152，以及螺紋環(huán)156。固定支撐件148固定地安裝到平臺104?；瑒訕?gòu)件152可滑動地安裝在固定支撐件148上使得滑動構(gòu)件152可以僅僅在一個線性方向上移動。在圖1和圖2的實(shí)施例中，滑動構(gòu)件152僅僅在過程方向上可移動，但是在其它實(shí)施例中滑動構(gòu)件配置成在不同方向上移動。附連到滑動構(gòu)件152的螺紋環(huán)156圍繞導(dǎo)螺桿140螺紋連接使得在馬達(dá)108的啟動期間導(dǎo)螺桿140的旋轉(zhuǎn)在線性方向上沿著導(dǎo)螺桿140的螺紋移動螺紋環(huán)156，由此在線性方向上移動滑動構(gòu)件152。
[0026]擦拭器116包括擦拭器安裝件160，擦拭器構(gòu)件164，和擦拭器刀片168。擦拭器安裝件160固定地附連到線性滑動件11