一般而言,制造典型的復合零件依靠連續(xù)分層復合材料的多個層片,其中每個層片包含,例如,單向增強纖維或無規(guī)定向的短纖維。以此方式制造的零件必然具有層狀構造,其不期望地增加成品零件的重量,因為不是所有增強纖維都沿著施加至零件的力(一種或多種)的方向(一個或多個)定向。此外,制造復合材料的層狀技術的固有限制不利于實施許多類型的先進的結構設計。
技術實現(xiàn)要素:
因此,意欲解決至少上述問題的設備和方法將發(fā)現(xiàn)實用性。
下列是根據(jù)本公開內(nèi)容的主題的實例的非窮盡列舉,其可以或可以不要求保護。
本公開內(nèi)容的一個實例涉及用于增材制造復合零件的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括相對于表面可移動的遞送導向器。遞送導向器配置為沿印刷路徑沉積至少連續(xù)的軟線的段。該印刷路徑相對于表面是靜止的。該系統(tǒng)進一步包括容器,其配置為容納一定體積的液體光聚合物樹脂并向非樹脂組件施加一定量的液體光聚合物樹脂。該系統(tǒng)進一步包括進給機構,其配置為拉動非樹脂組件通過容器并推動連續(xù)的軟線離開遞送導向器。該連續(xù)的軟線包括非樹脂組件,并進一步包括光聚合物樹脂組件,其包括在容器中施加至非樹脂組件的液體光聚合物樹脂中的至少一些。該系統(tǒng)進一步包括固化能量的來源。該來源配置為在連續(xù)的軟線的段離開遞送導向器之后遞送固化能量至少至連續(xù)的軟線的段的部分。
本公開內(nèi)容的另一實例涉及增材制造復合零件的方法。該方法包括沿印刷路徑沉積連續(xù)的軟線的段。該連續(xù)的軟線包括非樹脂組件,并進一步包括未固化的光聚合物樹脂組件。該方法進一步包括在朝向印刷路徑推進連續(xù)的軟線的同時和在沿印刷路徑沉積連續(xù)的軟線的段之后,以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量至少至連續(xù)的軟線的段的部分,以至少部分地固化至少連續(xù)的軟線的段的部分。
本公開內(nèi)容的又另一實例涉及增材制造復合零件的方法。該方法包括通過拉動非樹脂組件通過含有一定體積的液體光聚合物樹脂的容器,向非樹脂組件施加液體光聚合物樹脂,以產(chǎn)生連續(xù)的軟線。該連續(xù)的軟線包括非樹脂組件和包括施加至非樹脂組件的至少一些液體光聚合物樹脂的光聚合物樹脂組件。該方法進一步包括使連續(xù)的軟線進入遞送導向器,推動連續(xù)的軟線離開遞送導向器,沿印刷路徑經(jīng)由遞送導向器沉積連續(xù)的軟線的段,和遞送固化能量至少至連續(xù)的軟線的段的部分。
附圖說明
已經(jīng)如此概括地描述了本公開內(nèi)容的實例,現(xiàn)在將參照附圖進行描述,附圖不必然按比例繪制,并且其中遍及數(shù)個視圖,相同的附圖標記代表相同或相似的零件,并且其中:
圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的用于增材制造復合零件的系統(tǒng)的示意圖;
圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的圖1的系統(tǒng)的容納一定體積的液體光聚合物樹脂的容器的示意性橫截面視圖;
圖3是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的圖1的系統(tǒng)的容納一定體積的液體光聚合物樹脂的容器的示意性橫截面視圖;
圖4是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的由圖1的系統(tǒng)沉積的連續(xù)的軟線的示意性橫截面視圖;
圖5是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的由圖1的系統(tǒng)沉積的連續(xù)的軟線的示意性橫截面視圖;
圖6是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的圖1的系統(tǒng)的一部分的示意圖,其中連續(xù)的軟線的兩層正在被同時固化;
圖7是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的圖1的系統(tǒng)的一部分的示意圖,其中遞送導向器包括固化能量通道;
圖8是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的圖1的系統(tǒng)的一部分的示意圖,其中遞送導向器包括固化能量通道并且固化能量以環(huán)的形式遞送;
圖9是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的圖1的系統(tǒng)的一部分的示意圖,其中固化能量以環(huán)的形式遞送;
圖10是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的圖1的系統(tǒng)的進給部件和遞送導向器的示意圖;
圖11是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的圖1的系統(tǒng)的進給機構的輥和刮板的示意圖;
圖12是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的圖1的系統(tǒng)的包括壓實輥的壓實機的示意圖;
圖13是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有包括壓實輥的壓實機的圖1的系統(tǒng)的一部分的示意圖;
圖14是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有包括壓實輥的壓實機的圖1的系統(tǒng)的一部分的示意圖;
圖15是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有包括壓實擦具(wiper)的壓實機的圖1的系統(tǒng)的一部分的示意圖;
圖16是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有包括裙部(skirt)的壓實機的圖1的系統(tǒng)的一部分的示意圖;
圖17是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的圖1的系統(tǒng)的包括可變隔膜(iris-diaphragm)的切割機的示意圖;
圖18是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有包括相對于遞送導向器可移動的兩個刀刃的切割機的圖1的系統(tǒng)的一部分的示意圖解;
圖19是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有包括放置在遞送導向器內(nèi)的至少一個刀刃的切割機的圖1的系統(tǒng)的一部分的示意圖;
圖20是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有包括切割激光器的切割機的圖1的系統(tǒng)的示意圖;
圖21是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有包括一個或多個固化激光器的固化能量的來源的圖1的系統(tǒng)的示意圖;
圖22是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的包括框架和驅(qū)動部件的圖1的系統(tǒng)的視圖;
圖23是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有切割機、壓實機、表面粗化機(roughener)和包括固化激光器的固化源的圖1的系統(tǒng)的一部分的視圖;
圖24是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有包括固化激光器的固化源的圖1的系統(tǒng)的一部分的視圖;
圖25是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有壓實機和包括固化激光器的固化源的圖1的系統(tǒng)的一部分的視圖;
圖26是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有包括固化激光器的固化源的圖1的系統(tǒng)的一部分的視圖;
圖27是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有包括兩個固化激光器的固化源的圖1的系統(tǒng)的一部分的視圖;
圖28是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有包括四個固化激光器的固化源的圖1的系統(tǒng)的一部分的視圖;
圖29是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有進給機構的圖1的系統(tǒng)的一部分的視圖;
圖30是圖29的部分的另一視圖;
圖31是圖29的部分的另一視圖;
圖32是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的具有包括相對于遞送導向器可移動的兩個刀刃的切割機的圖1的系統(tǒng)的一部分的視圖;
圖33是圖32的部分的另一視圖;
圖34A、34B和34C共同地是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的用于增材制造復合零件的方法的框圖;
圖35A、35B和35C共同地是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的用于增材制造復合零件的方法的框圖;
圖36是代表航空器生產(chǎn)和服務方法的框圖;
圖37是航空器的示意圖;和
圖38是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個實例的圖1的系統(tǒng)的示意圖,其中在遞送導向器和表面之間提供12個自由度。
具體實施方式
在圖1中,參考上述,連接各種元件和/或組件的實線——若有的話,可以代表機械的、電氣的、流體的、光學的、電磁的和其它連接和/或其組合。如本文所使用,“連接的”意思是直接地以及間接地相關聯(lián)。例如,構件A可以直接地與構件B相關聯(lián),或者可以例如,經(jīng)由另一個構件C間接地與其相關聯(lián)。將理解,不必然展示各種公開的元件之間的所有關系。因此,除在示意圖中描繪的那些之外的連接也可以存在。連接標明各種元件和/或組件的方框的虛線——若有的話,代表在功能和目的上與由實線代表的那些相似的連接;然而,由虛線代表的連接可以選擇性地提供或者可以涉及本公開內(nèi)容的可選的實例。同樣地,用虛線代表的元件和/或組件——若有的話,指示本公開內(nèi)容的可選的實例。以實線和/或虛線顯示的一個或多個元件可以從特定的實例省略,而不背離本公開內(nèi)容的范圍。周圍元件——若有的話,用點劃線表示。虛擬的假想元件也可以被顯示以便清楚。本領域技術人員將理解,圖1中圖解的一些特征可以以各種方式組合,而不需要包括在圖1、其它附圖、和/或所附的公開內(nèi)容中描述的其它特征,即使這樣的一種或多種組合沒有在本文明確地說明。類似地,不限于提供的實例的額外的特征可以與本文顯示和描述的一些或所有特征組合。
在圖34-36中,參考上述,框可以代表操作和/或其部分,并且連接各種框的線不暗示任何具體的順序或操作或其部分的從屬關系。由虛線表示的框指示可選的操作和/或其部分。連接各種框的虛線——若有的話,代表操作或其部分的可選的從屬關系。將理解,不必然展示各種公開的操作之間的所有從屬關系。圖34-36和描述本文陳述的方法(一種或多種)的操作的所附公開內(nèi)容不應當解釋為必然確定操作進行的順序。而是,雖然指示了一種說明性順序,但是應當理解,可以在適當?shù)臅r候修改操作的順序。因此,可以以不同的順序或同時地進行某些操作。此外,本領域技術人員將理解,不是描述的所有操作都需要被執(zhí)行。
在下列描述中,陳述了眾多具體的細節(jié)以提供對公開的概念的完全理解,其可以在沒有一些或所有這些詳情的情況下實踐。在其它情況下,已知設備和/或過程的細節(jié)已經(jīng)被省略以避免不必要地使本公開內(nèi)容模糊。雖然一些概念將連同具體的實例一起被描述,但是將理解,這些實例不意欲是限制性的。
除非另外指示,術語“第一”、“第二”等在本文僅用作標示,并且不意欲將順序、位置或等級要求強加于這些術語涉及的項目。而且,提及,例如,“第二”項目不要求或排除例如“第一”或更小編號項目和/或例如“第三”或更大編號項目的存在。
在本文提及“一個實例”意思是與該實例相關描述的一個或多個特征、結構或特性被包括在至少一個實施中。說明書中多個地方中的短語“一個實例”可以指或可以不指相同的實例。
如本文所使用,“配置為”執(zhí)行規(guī)定的功能的系統(tǒng)、設備、結構、物品、元件或組件確實能夠在沒有任何改變的情況下執(zhí)行規(guī)定的功能,而不是僅僅在進一步修改后具有執(zhí)行規(guī)定的功能的可能性。換句話說,出于執(zhí)行規(guī)定的功能的目的,系統(tǒng)、設備、結構、物品、元件或組件被具體地選擇、建立、實施、利用、規(guī)劃和/或設計。如本文所使用,“配置為”指的是系統(tǒng)、設備、結構、物品、元件或組件的現(xiàn)有特性,其能夠使系統(tǒng)、設備、結構、物品、元件或組件實際地執(zhí)行規(guī)定的功能。出于本公開內(nèi)容的目的,描述為“配置為”執(zhí)行具體功能的系統(tǒng)、設備、結構、物品、元件或組件可以另外地或可選地描述為“適合于”和/或描述為“可操作以”執(zhí)行所述功能。
下面提供了根據(jù)本公開內(nèi)容的主題的說明性、非窮盡性實例,其可以要求保護或可以不要求保護。
參考例如圖1,公開了用于增材制造復合零件102的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括相對于表面114可移動的遞送導向器112。遞送導向器112配置為沿印刷路徑122沉積至少連續(xù)的軟線106的段120。印刷路徑122相對于表面114是靜止的。系統(tǒng)100進一步包括容器236,其配置為容納一定體積的液體光聚合物樹脂252和施加一定量的液體光聚合物樹脂252至非樹脂組件108。系統(tǒng)100進一步包括進給機構104,其配置為拉動非樹脂組件108通過容器236并推動連續(xù)的軟線106離開遞送導向器112。連續(xù)的軟線106包括非樹脂組件108并進一步包括光聚合物樹脂組件110,光聚合物樹脂組件110包括在容器236中施加至非樹脂組件108的液體光聚合物樹脂252中的至少一些。系統(tǒng)100進一步包括固化能量118的來源116。來源116配置為在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112之后遞送固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例1。
因此,系統(tǒng)100可用于至少由復合材料制造復合零件102,所述復合材料在復合零件102被制造的同時由液體光聚合物樹脂252和非樹脂組件108產(chǎn)生。而且,在復合零件102被制造,或者在原位時,光聚合物樹脂組件110被固化能量118的來源116至少部分地固化。另外,系統(tǒng)100可以用于使用連續(xù)的軟線106制造復合零件102,所述連續(xù)的軟線106貫穿復合零件102以期望的和/或預定的取向定向,比如以限定復合零件102的期望的性質(zhì)。
因為在制造復合零件102期間,連續(xù)的軟線106在容器236內(nèi)產(chǎn)生,所以系統(tǒng)100具有允許選擇不同的非樹脂組件108和/或不同的液體光聚合物樹脂252以在復合零件102內(nèi)的不同位置處定制或以其它方式產(chǎn)生具有不同特性的期望的復合零件102的靈活性。
系統(tǒng)100的一些實例可以被另外地或可選地描述為3-D打印機。
如所提到的,進給機構104配置為推動連續(xù)的軟線106離開遞送導向器112。換句話說,當復合零件102正在由系統(tǒng)100制造時,遞送導向器112——其沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106——關于連續(xù)的軟線106的移動方向放置在進給機構104的下游。
如本文所使用,“連續(xù)的軟線”是具有比橫向于或垂直于其長度的尺寸(例如,直徑或?qū)挾?顯著長的長度的細長結構。如說明性、非排他性實例,連續(xù)的軟線106可以具有比其直徑或?qū)挾却笾辽?00、至少1000、至少10000、至少100000或至少1000000倍的長度。
如本文所使用,“光聚合物樹脂”是配置為通過選擇性施加光被固化或硬化的樹脂材料。作為說明性、非排他性實例,液體光聚合物樹脂252,以及由此光聚合物樹脂組件110,可以配置為當通過來源116遞送為紫外光、可見光、紅外光和/或X-射線形式的固化能量118至連續(xù)的軟線106的部分124時至少部分地固化或硬化。
如所提到的,遞送導向器112相對于表面114是可移動的。這意思是在一些實例中,系統(tǒng)100可以包括配置為相對于表面114選擇性地移動的遞送導向器112,該表面114可以是系統(tǒng)100的一部分或結構的一部分,比如機翼或機身等。此外,在系統(tǒng)100包括表面114的實例中,表面114可以相對于遞送導向器112選擇性地移動。而且,在一些實例中,系統(tǒng)100可以包括遞送導向器112和表面114,并且二者可以相對于彼此選擇性地移動。
一般地參考圖1且具體地參考如圖2、3和22,容器236配置為接收非樹脂組件108和排出連續(xù)的軟線106。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例2,其中實例2還包括上述的根據(jù)實例1的主題。
因此,當通過進給機構104拉動非樹脂組件108通過容器236,并因此通過其中容納的液體光聚合物樹脂252的體積時,在容器236內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)的軟線106。
一般地參考圖1且具體地參考如圖2和3,容器236包括入口238,非樹脂組件108通過其被接收進入容器236;和出口240,連續(xù)的軟線106通過其被從容器236排出。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例3,其中實例3還包括上述的根據(jù)實例2的主題。
包括入口238和出口240的容器236為非樹脂組件108進入容器236和連續(xù)的軟線106離開容器236提供了通過容器的抽象路徑(discrete path)。
一般地參考圖1且具體地參考如圖2和3,出口240包括會聚通道242,其被成形以限制離開容器236作為連續(xù)的軟線106的部分的液體光聚合物樹脂252的量。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例4,其中實例4還包括上述的根據(jù)實例3的主題。
因此,在該實例中,會聚通道242確保期望量的液體光聚合物樹脂252被施加至非樹脂組件108以產(chǎn)生連續(xù)的軟線106。而且,取決于非樹脂組件108的構型,會聚通道242可以促進液體光聚合物樹脂252充分地滲入非樹脂組件108。
一般地參考圖1且具體地參考如圖2和3,會聚通道242被成形以促進液體光聚合物樹脂252均勻地施加至非樹脂組件108。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例5,其中實例5還包括上述的根據(jù)實例4的主題。
因此,在該實例中,會聚通道242確保當拉動非樹脂組件108通過容納在容器236中的液體光聚合物樹脂252的體積時,實現(xiàn)液體光聚合物樹脂252均勻地施加至非樹脂組件108??梢云谕@樣均勻地施加液體光聚合物樹脂252促進經(jīng)由遞送導向器112正被沉積的連續(xù)的軟線106的層之間的粘附,以及防止在復合零件102中形成不期望的空隙。
一般地參考圖1且具體地參考如圖2和3,容器236進一步包括導向器244,其被放置以沿預定路徑使非樹脂組件108通過容器236。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例6,其中實例6還包括上述的根據(jù)實例2-5中任一項的主題。
導向器244可以采取任意適合的結構并被提供以確保非樹脂組件108接觸充足體積的液體光聚合物樹脂252,以產(chǎn)生連續(xù)的軟線106。
一般地參考圖1且具體地參考如圖2和3,放置導向器244以當非樹脂組件108行進經(jīng)過容器236時在非樹脂組件108的任意兩個連續(xù)的段之間不給予小于60度的彎曲。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例7,其中實例7還包括上述的根據(jù)實例6的主題。
限制非樹脂組件108的彎曲可以防止對非樹脂組件108的損壞。
一般地參考圖1且具體地參考如圖2和3,導向器244包括兩個或更多個導向結構245。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例8,其中實例8還包括上述的根據(jù)實例6或7中任一項的主題。
包括兩個或更多個導向結構244可以促進期望量的液體光聚合物樹脂252以產(chǎn)生連續(xù)的軟線106。
圖2圖解了具有兩個導向結構245的系統(tǒng)100的實例,放置所述兩個導向結構245,使得從容器236的頂部進入的非樹脂組件108被近似地途經(jīng)通過容器236中容納的液體光聚合物樹脂252的體積。圖3圖解了具有三個導向結構245的系統(tǒng)100的實例,放置所述三個導向結構245,使得從放置在容器236的一側上的入口238進入的非樹脂組件108被近似地途經(jīng)通過容器236中容納的液體光聚合物樹脂252的體積。
一般地參考圖1且具體地參考如圖2和3,導向器244包括一個或多個輥247。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例9,其中實例9還包括上述的根據(jù)實例6-8中任一項的主題。
輥247可以促進拉動非樹脂組件108通過容器236,由此降低非樹脂組件108和導向器244之間的摩擦并防止對非樹脂組件108的損壞。
一般地參考圖1,至少一個輥247包括機動輥249,其配置為促進非樹脂組件108移動通過容器236。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例10,其中實例10還包括上述的根據(jù)實例9的主題。
通過包括機動輥249,促進非樹脂組件108移動通過容器236。而且,可以選擇性地控制機動輥249的操作連同進給機構104以促進拉動非樹脂組件108通過容器236。
在圖1中,機動輥249示意性地和任選地圖解為與另一個輥247相對,該輥247可以任選地是機動的或非機動的,并且非樹脂組件108接合在該兩個輥247之間,以促進非樹脂組件108移動通過容器236。
一般地參考圖1,容器236包括低水平傳感器246,放置其以檢測容器236中液體光聚合物樹脂252的水平何時處于或低于下閾水平。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例11,其中實例11還包括上述的根據(jù)實例1-10中任一項的主題。
包括低水平傳感器246可以警告操作者容器236中的液體光聚合物樹脂252的水平低并且需要補充。另外地或可選地,低水平傳感器246可以用于促進容器236中的液體光聚合物樹脂252的自動補充。
一般地參考圖1,系統(tǒng)100進一步包括液體光聚合物樹脂252的供給262。供給262配置為當液體光聚合物樹脂252的水平處于或低于下閾水平時選擇性地遞送液體光聚合物樹脂252至容器236。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例12,其中實例12還包括上述的根據(jù)實例11的主題。
通過具有響應于低水平自動地遞送液體光聚合物樹脂252至容器236的供給262,可以在容器236中維持期望量的液體光聚合物樹脂252,而不需要操作者手動地補充。
一般地參考圖1,容器236進一步包括高水平傳感器248,放置其以檢測容器236中液體光聚合物樹脂252的水平何時處于或高于上閾水平。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例13,其中實例13還包括上述的根據(jù)實例11中的主題。
包括高水平傳感器248可用于防止液體光聚合物樹脂252滿溢出容器236。
一般地參考圖1,系統(tǒng)100進一步包括液體光聚合物樹脂252的供給262。供給262配置為當液體光聚合物樹脂252的水平處于或低于下閾水平時選擇性地遞送液體光聚合物樹脂252至容器236和當液體光聚合物樹脂252的水平處于或高于上閾水平時選擇性地停止遞送液體光聚合物樹脂252至容器236。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例14,其中實例14還包括上述的根據(jù)實例13的主題。
通過使供給262響應于低水平自動地遞送液體光聚合物樹脂252至容器236和響應于高水平自動地停止遞送液體光聚合物樹脂252至容器236,可以在容器236中維持期望量的液體光聚合物樹脂252,而不需要操作者手動地補充。
一般地參考圖1且具體地參考如圖4和5,非樹脂組件108包括纖維、碳纖維、玻璃纖維、合成有機纖維、芳綸纖維、天然纖維、木質(zhì)纖維、硼纖維、碳化硅纖維、光學纖維、纖維叢、纖維絲束(fiber tow)、纖維織物(fiber weave)、絲、金屬絲、導絲或絲叢中的一種或多種。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例15,其中實例15還包括上述的根據(jù)實例1-14中任一項的主題。
在連續(xù)的軟線106中包括一種或多種纖維允許選擇復合零件102的期望的性質(zhì)。而且,選擇具體的纖維材料和/或選擇具體的纖維構型(例如,叢、絲束和/或織物)可以允許精確地選擇復合零件102的期望的性質(zhì)。復合零件102的實例性質(zhì)包括強度、剛度、撓性、延展性、硬度、導電性、導熱性等。非樹脂組件108不限于指定的實例,并且可以使用其它類型的非樹脂組件108。
圖4示意性地表示具有單個纖維作為光聚合物樹脂組件110的基質(zhì)內(nèi)的非樹脂組件108的連續(xù)的軟線106。圖5示意性地表示具有超過一個纖維作為光聚合物樹脂組件110的基質(zhì)內(nèi)的非樹脂組件108的連續(xù)的軟管106。
一般地參考圖1,液體光聚合物樹脂252包括紫外光光聚合物樹脂、可見光光聚合物樹脂、紅外光光聚合物、或X-射線光聚合物樹脂中的至少一種。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例16,其中實例16還包括上述的根據(jù)實例1-15中任一項的主題。
可以選擇紫外光光聚合物樹脂、紅外光光聚合物樹脂或X-射線光聚合物樹脂,以便避免通過可見光的非故意固化,和/或允許在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112之后精確地引導固化能量118至連續(xù)的軟線106的段120的部分124。在另一方面,可以選擇可見光光聚合物使得來源116僅需要遞送可見光至固化部分124。
一般地參考圖1,系統(tǒng)100進一步包括非樹脂組件108的起源126。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例17,其中實例17還包括上述的根據(jù)實例1-16中任一項的主題。
具有起源126的系統(tǒng)100包括限定非樹脂組件108的材料本身。當被提供時,起源126可以提供一個或多個非樹脂組件108,比如包括具有第一期望性質(zhì)的第一非樹脂組件108和具有與第一期望性質(zhì)不同的第二期望性質(zhì)的第二非樹脂組件108。例如,當提供多于一個非樹脂組件108時,可以為了復合零件102的期望的性質(zhì)選擇一個或多個。
一般地參考圖1,非樹脂組件108的起源126包括非樹脂組件108的線圈(spool)128。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例18,其中實例18還包括上述的根據(jù)實例17的主題。
線圈128形式的起源126可以提供顯著長度的緊湊體積的非樹脂組件108,該非樹脂組件108在制造操作期間容易被補充或替換。
因此,進給機構104可以被配置為由線圈128拉延(draw)或拉動非樹脂組件108。
另外地或可選地,非樹脂組件108的起源126可以包括多個單獨長度的非樹脂組件108。
一般地參考圖1且具體地參考如圖6-8、14、21和23-28,固化能量118的來源116配置為當進給機構104朝向印刷路徑122推動連續(xù)的軟線106通過遞送導向器112時和在連續(xù)的軟線106的段120被沿印刷路徑122沉積之后遞送固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例19,其中實例19還包括上述的根據(jù)實例1-18中任一項的主題。
通過在由遞送導向器112沉積段120之后遞送固化能量118至連續(xù)的軟線106的段120的部分124,部分124內(nèi)的光聚合物樹脂組件110被至少部分地固化,以致相對于已經(jīng)由遞送導向器112沉積的段120的剩余部分,部分124被有效地固定在期望的位置。換句話說,當復合零件102正由系統(tǒng)100制造時,來源116提供復合零件102的原位固化。
一般地參考圖1且具體地參考如圖6-8、14、21和23-28,固化能量118的來源116配置為以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例20,其中實例20還包括上述的根據(jù)實例1-19中任一項的主題。
由于以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118,期望水平或程度的固化可以在復合零件102制造期間的任何給定時間關于段120的部分124建立。例如,在復合零件102制造期間固化一部分124——其大于或小于另一部分124——可以是期望的。預定量的固化能量118可以基于例如用于光聚合物樹脂組件110的光聚合物樹脂。主動確定的量的固化能量118可以基于例如由連續(xù)的軟線106——當其正在被沉積時——感測的實時數(shù)據(jù),其包括(但不限于)硬度、顏色、溫度、輝光等。
一般地參考圖1且具體地參考如圖6-8、14、21和23-28,固化能量118的來源116包括至少一個光源134。至少一個光源134包括一個或多個固化激光器。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例21,其中實例21還包括上述的根據(jù)實例1-20中任一項的主題。
包括一個或多個固化激光器促進集中的和定向的固化能量118的流,以便固化能量118可以在復合零件102制造期間選擇性地和精確地引導至段120的部分124處。
一般地參考圖1且具體地參考如圖6-8、14、21和23-28,固化能量118的來源116包括至少一個光源134。至少一個光源134包括一個或多個紫外光源。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例22,其中實例22還包括上述的根據(jù)實例1-21中任一項的主題。
包括一個或多個紫外光源允許使用配置為在紫外光存在下被固化的光聚合物樹脂252。
一般地參考圖1且具體地參考如圖6-8、14、21和23-28,固化能量118的來源116包括至少一個光源134。至少一個光源134包括一個或多個可見光源。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例23,其中實例23還包括上述的根據(jù)實例1-22中任一項的主題。
包括一個或多個可見光源允許使用配置為在可見光存在下被進一步固化的光聚合物樹脂252。
一般地參考圖1且具體地參考如圖6-8、14、21和23-28,固化能量118的來源116包括至少一個光源134。至少一個光源134包括一個或多個紅外光源。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例24,其中實例24還包括上述的根據(jù)實例1-23中任一項的主題。
包括一個或多個紅外光源允許使用配置為在紅外光存在下被進一步固化的光聚合物樹脂252。包括一個或多個紫外光源允許使用配置為在紫外光存在下被進一步固化的光聚合物樹脂252。包括一個或多個X-射線源允許使用配置為在X-射線存在下被進一步固化的光聚合物樹脂252。
一般地參考圖1,固化能量118的來源116包括熱源136。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例25,其中實例25還包括上述的根據(jù)實例1-24中任一項的主題。
包括熱源136允許使用配置為在存在熱的情況下被固化的光聚合物樹脂252。
一般地參考圖1且具體地參考如圖8和23-28,固化能量118的來源116被可操作地連接至遞送導向器112并配置為隨遞送導向器112移動。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例26,其中實例26還包括上述的根據(jù)實例1-25中任一項的主題。
因此,來源116可以被放置、對齊或以其它方式配置,使得固化能量118被總是引導至段120的部分124處,并當遞送導向器112移動時,來源118隨遞送導向器112移動。由此,來源116不需要包括復雜的機構以當遞送導向器112相對于表面114移動時保持遞送固化能量118至段120的部分124,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23-25,固化能量118的來源116相對于遞送導向器112是可轉(zhuǎn)動的。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例27,其中實例27還包括上述的根據(jù)實例1-26中任一項的主題。
通過相對于遞送導向器112可轉(zhuǎn)動,可以選擇性地放置來源116以當遞送導向器112相對于表面114移動時——包括當其相對于表面114改變方向時——遞送固化能量118至段120的部分124,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23-28,固化能量118的來源116配置為當遞送導向器112相對于表面114移動時追隨遞送導向器112。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例28,其中實例28還包括上述的根據(jù)實例1-27中任一項的主題。
通過追隨遞送導向器112,選擇性地放置來源116以在部分124離開遞送導向器112之后直接(directly)遞送固化能量118至段120的部分124。
一般地參考圖1且具體地參考如圖8、9和21,固化能量118的來源116配置為遞送與連續(xù)的軟線106的段120交叉的固化能量118的環(huán)148。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例29,其中實例29還包括上述的根據(jù)實例1-28中任一項的主題。
當固化能量118的環(huán)148與段120交叉時,環(huán)148確保當遞送導向器112相對于表面114移動時,不管段120離開遞送導向器112的方向如何,固化能量118被遞送至部分124,和/或反之亦然。
固化能量118的環(huán)148可以由任何適合的過程和/或結構限定。例如,參照圖10,和如本文所討論的,遞送導向器112可以包括固化能量通道146,并且固化能量118的來源116可以配置為通過固化能量通道146遞送固化能量118,以便固化能量118限定環(huán)148。另外地或可選地,參照圖21,也如本文所討論的,能量來源116可以包括至少一個檢流計鏡定位(mirror-positioning)系統(tǒng)150,其配置為遞送固化能量118的環(huán)148至段120的部分124。
一般地參考圖1且具體地參考如圖21,固化能量118的來源116不配置為隨遞送導向器112移動。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例30,其中實例30還包括上述的根據(jù)實例1-25中任一項的主題。
系統(tǒng)100的這樣的實例可以提供與遞送導向器112相關聯(lián)的較不笨重的(less cumbersome)部件,允許遞送導向器112相對于表面114更容易地進行微移動和轉(zhuǎn)動、或角度改變,比如基于正在制造的復合零件102的構型和其期望的性質(zhì),和/或反之亦然。
圖21提供了系統(tǒng)100的實例,其中能量來源116包括兩個檢流計鏡定位系統(tǒng)150,當遞送導向器112相對于表面114移動時,其相對于遞送導向器112是靜止的,但是檢流計鏡定位系統(tǒng)150配置為當連續(xù)的軟線106的段120的部分124離開遞送導向器112時遞送固化能量118至段120的部分124。
一般地參考圖1且具體地參考如圖21,固化能量118的來源116包括至少一個檢流計鏡定位系統(tǒng)150,其配置為響應于遞送導向器112相對于表面114的移動遞送固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例31,其中實例31還包括上述的根據(jù)實例1-25和30中任一項的主題。
換句話說,當連續(xù)的軟線106離開遞送導向器112時,一個或多個檢流計鏡定位系統(tǒng)150可以主動地引導固化能量118至段120的部分124。
參考圖6,固化能量118的來源116配置為當?shù)谝粚?40的至少一部分正被遞送導向器112抵靠表面114沉積時部分地固化連續(xù)的軟線106的段120的第一層140,和當?shù)诙?42正被遞送導向器112抵靠第一層140沉積時進一步固化第一層140和部分地固化第二層142。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例32,其中實例32還包括上述的根據(jù)實例1-31中任一項的主題。
通過當正沉積第一層140時僅部分地固化第一層140,第一層140可以保持發(fā)粘或者粘性,從而當?shù)诙?42抵靠第一層140被沉積時,促進第二層142抵靠第一層140粘附。然后,當?shù)诙?42正被部分地固化時,第一層140被進一步固化,以便抵靠第二層142沉積后繼層,諸如此類。
進一步固化第一層140,其意思是第一層140可以被完全固化或不完全固化。例如,在一些應用中,復合零件102的不完全固化在通過系統(tǒng)100的制造期間可以是期望的,以允許在整體的復合零件102完全固化前對復合零件102進行后續(xù)工作,比如獨立于系統(tǒng)100的過程。例如,復合零件102可以被燒制、加熱、和/或放置在高壓釜中,用于最終固化。
一般地參考圖1且具體地參考如圖6,固化能量118的來源116配置為當?shù)谝粚?40的至少一部分正被遞送導向器112抵靠表面114沉積時部分地固化連續(xù)的軟線106的段120的第一層140,和當?shù)诙?42正被遞送導向器112抵靠第一層140沉積時完全固化第一層140和部分地固化第二層142。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例33,其中實例33還包括上述的根據(jù)實例1-31中任一項的主題。
再次,通過當正沉積第一層140時僅部分地固化第一層140,第一層140可以保持發(fā)粘或者粘性,從而當?shù)诙?42抵靠第一層140被沉積時,促進第二層142抵靠第一層140粘附。然而,根據(jù)該實例42,當?shù)诙?42正被部分地固化時,第一層140被完全地固化。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,系統(tǒng)100進一步包括表面粗化機144。固化能量118的來源116配置為在利用表面粗化機144磨損部分124的表面之前遞送固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例34,其中實例34還包括上述的根據(jù)實例1-33中任一項的主題。
表面粗化機144——當存在時——磨損部分124,這向其提供增加的表面積,以便更好地粘附抵靠其沉積的后繼層。而且,通過在表面粗化機(144)磨損部分124之前遞送固化能量118至部分124,由于遞送固化能量118至光聚合物樹脂組件110之后其是粘性較小的,所以增加的表面積可以不松弛或返回至較少磨損的狀況。
一般地參考圖1,系統(tǒng)100進一步包括表面粗化機144。固化能量118的來源116配置為在利用表面粗化機144磨損部分124的表面之后遞送固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例35,其中實例35還包括上述的根據(jù)實例1-33中任一項的主題。
與實例34相反,實例35可允許部分124的增加的表面積或磨損由固化能量118至少暫時地固定,使得它依然處于期望的磨損狀態(tài),直到連續(xù)的軟線106的后繼層被抵靠其沉積。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23-25,系統(tǒng)100進一步包括樞轉(zhuǎn)臂152,其相對遞送導向器112連接,使得當遞送導向器112相對于表面114移動時樞轉(zhuǎn)臂152追隨遞送導向器112。固化能量118的來源116被連接至樞轉(zhuǎn)臂152。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例36,其中實例36還包括上述的根據(jù)實例1-29中任一項的主題。
與實例27和28一樣,通過連接至樞轉(zhuǎn)臂152,選擇性地放置來源116以在部分124離開遞送導向器112之后直接遞送固化能量118至段120的部分124。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23-25,系統(tǒng)100進一步包括樞轉(zhuǎn)臂致動器188,其可操作地連接至樞轉(zhuǎn)臂152并配置為當遞送導向器112相對于表面114移動時主動地控制樞轉(zhuǎn)臂152相對于遞送導向器112的轉(zhuǎn)動位置。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例37,其中實例37還包括上述的根據(jù)實例36的主題。
通過主動控制樞轉(zhuǎn)臂152相對于遞送導向器112的轉(zhuǎn)動位置,樞轉(zhuǎn)臂致動器188確保來源116追隨遞送導向器112,使得選擇性地放置來源116以在部分124離開遞送導向器112之后直接遞送固化能量118至段120的部分124。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23-25,樞轉(zhuǎn)臂致動器188配置為利用遞送導向器112相對于表面114的移動主動地協(xié)調(diào)樞轉(zhuǎn)臂152的轉(zhuǎn)動位置。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例38,其中實例38還包括上述的根據(jù)實例37的主題。
通過主動地協(xié)調(diào)遞送導向器112相對于樞轉(zhuǎn)臂152的轉(zhuǎn)動位置,樞轉(zhuǎn)臂致動器188確保來源116追隨遞送導向器112,使得選擇性地放置來源116以在部分124離開遞送導向器112之后直接遞送固化能量118至段120的部分124。
一般地參考圖1且具體地參考如圖10和23-30,進給機構104被連接至遞送導向器112。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例39,其中實例39還包括上述的根據(jù)實例1-38中任一項的主題。
具有連接至遞送導向器112的進給機構104促進進給機構104能夠可操作地推動連續(xù)的軟線106通過遞送導向器112。
一般地參考圖1且具體地參考如圖10和23-30,遞送導向器112自進給機構104延伸。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例40,其中實例40還包括上述的根據(jù)實例1-39中任一項的主題。
通過自進給機構104延伸,可以放置遞送導向器112用于沿印刷路徑122在期望的位置選擇性沉積連續(xù)的軟線106。
一般地參考圖1且具體地參考如圖10和23-30,遞送導向器112包括導向器入口284,導向器出口206——連續(xù)的軟線106通過其離開遞送導向器112,和導向器線通道154,其由導向器入口284延伸至導向器出口206。進給機構104配置為推動連續(xù)的軟線106通過導向器線通道154。進給機構104包括支撐框架156和具有各自的轉(zhuǎn)動軸159的相對輥157。相對輥157被可轉(zhuǎn)動地連接至支撐框架156。相對輥157配置為接合連續(xù)的軟線106的相對側。相對輥157配置為選擇性地轉(zhuǎn)動以推動連續(xù)的軟線106通過線通道154。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例41,其中實例41還包括上述的根據(jù)實例1-40中任一項的主題。
支撐框架156向進給機構104的組件部分——包括相對輥157——提供支撐。當選擇性地轉(zhuǎn)動時,相對輥157作用為摩擦地接合連續(xù)的軟線106,從而在相對輥157之間進給它并且推動其進入導向器入口284并通過導向器線通道154。
一般地參考圖9且具體地參考如圖29和30,相對輥157彼此接觸。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例42,其中實例42還包括上述的根據(jù)實例41的主題。
相對輥157之間的接觸可以確保相對輥157一起滾動,并且當連續(xù)的軟線106在輥之間拉延時,避免給予將使連續(xù)的軟線106彎曲或者以其它方式產(chǎn)生至連續(xù)的軟線106的內(nèi)部彎曲的偏壓的不均勻扭矩。另外地或可選地,相對輥157之間的接觸可以允許僅相對輥157中的一個被馬達直接地驅(qū)動,而由于與被驅(qū)動的輥接合另一個相對輥157簡單地轉(zhuǎn)動。
一般地參考圖9且具體地參考如圖29和30,相對輥157中的每個包括圓周槽161,其配置為接觸連續(xù)的軟線106。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例43,其中實例43還包括上述的根據(jù)實例41或42中任一項的主題。
在每個相對輥157中包括圓周槽161,從而產(chǎn)生連續(xù)的軟線106可以通過其延伸的通道并且在相對輥157和連續(xù)的軟線106之間提供更大的接觸表面積,從而促進將連續(xù)的軟線106推動進入導向器入口284并通過導向器線通道154。
一般地參考圖9且具體地參考如圖29和30,相對輥157中的一個包括圓周槽161,其配置為接觸連續(xù)的軟線106。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例44,其中實例44還包括上述的根據(jù)實例41或42中任一項的主題。
與實例43一樣,包括一個圓周槽161產(chǎn)生連續(xù)的軟線106可以通過其延伸的通道并且在相對輥157和連續(xù)的軟線106之間提供更大的接觸表面積,從而促進將連續(xù)的軟線106推動進入導向器入口284并通過導向器線通道154。
一般地參考圖1且具體地參考如圖29和30,相對輥157是不同尺寸的。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例45,其中實例45還包括上述的根據(jù)實例41-44中任一項的主題。
不同尺寸的相對輥157可以允許進給機構104的高效包裝。另外地或可選地,不同尺寸的相對輥157可以提供驅(qū)動輥158和從動輥(idle roller)160之間期望的扭矩傳遞。
一般地參考圖1且具體地參考如圖10,相對輥157是相同尺寸的。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例46,其中實例46還包括上述的根據(jù)實例41-44中任一項的主題。
相同尺寸的相對輥157可以允許進給機構104的高效包裝。另外地或可選地,相同尺寸的相對輥157可以提供驅(qū)動輥158和從動輥160之間期望的扭矩傳遞。
一般地參考圖1且具體地參考如圖10和23-31,進給機構104進一步包括馬達162,其可操作地至少連接至相對輥157中的一個,并且配置為選擇性地轉(zhuǎn)動相對輥157中的至少一個。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例47,其中實例47還包括上述的根據(jù)實例41-46中任一項的主題。
馬達162提供用于轉(zhuǎn)動進給機構104的相對輥157的動力,以推動連續(xù)的軟線106通過遞送導向器112。
一般地參考圖1且具體地參考如圖10和29-31,相對輥157包括驅(qū)動輥158——其可操作地連接至馬達162——和從動輥160——其朝向驅(qū)動輥158偏壓以可操作地接合連續(xù)的軟線106的相對側。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例48,其中實例48還包括上述的根據(jù)實例47的主題。
通過具有朝向驅(qū)動輥158偏壓的從動輥160,從動輥160不必直接由進給機構104的馬達驅(qū)動以推動連續(xù)的軟線106通過遞送導向器112。相反,從動輥160通過與驅(qū)動輥158接合和/或通過與連續(xù)的軟線106接合——其又與驅(qū)動輥158接合——而轉(zhuǎn)動。
從動輥160可以通過偏壓構件164朝向驅(qū)動輥158偏壓,所述偏壓構件164可以是彈簧,比如螺旋彈簧。
一般地參考圖1且具體地參考如圖29-31,進給機構104進一步包括搖臂(rocker arm)169。搖臂169被樞轉(zhuǎn)地連接至支撐框架156。從動輥160被轉(zhuǎn)動地連接至搖臂169。搖臂169相對于支撐框架156被偏壓,使得從動輥160朝向驅(qū)動輥158偏壓。搖臂169配置為選擇性地樞轉(zhuǎn)從動輥160遠離驅(qū)動輥158。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例49,其中實例49還包括上述的根據(jù)實例48的主題。
搖臂169為使用者提供抓握(engage)的結構并且抵抗偏壓構件164的偏壓樞轉(zhuǎn)從動輥160遠離驅(qū)動輥158。因此,使用者可以選擇性地樞轉(zhuǎn)從動輥160以促進比如在系統(tǒng)100的初始設置期間在相對輥157之間初始插入連續(xù)的軟線106,和/或在復合零件102制造期間改變連續(xù)的軟線106。
如本文所使用,“偏壓”意思是連續(xù)地施加力,其可能具有或可能不具有恒定大小。
一般地參考圖1且具體地參考如圖29-31,進給機構104進一步包括搖臂調(diào)節(jié)器171,其配置為選擇性地調(diào)節(jié)施加至搖臂以使從動輥160朝向驅(qū)動輥158偏壓的力。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例50,其中實例50還包括上述的根據(jù)實例49的主題。
搖臂調(diào)節(jié)器171允許使用者選擇性地調(diào)節(jié)從動輥160朝向驅(qū)動輥158的偏壓力和因此選擇性地調(diào)節(jié)施加至相對輥157之間的連續(xù)的軟線106的力。與可以由系統(tǒng)100使用的連續(xù)的軟線106的不同構型和/或不同尺寸的不同材料性質(zhì)相關,不同大小的力促進系統(tǒng)100的操作。
一般地參考圖1且具體地參考如圖10、29和30,遞送導向器112進一步包括第一端部163、第二端部165、和第一端部163與第二端部165之間的接合處167。第一端部163被成形以與相對輥157中的一個互補,并且第二端部165被成形以與相對輥157中的另一個互補。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例51,其中實例51還包括上述的根據(jù)實例41-50中任一項的主題。
使第一端部163和第二端部165與相對輥157互補,可以放置遞送導向器112非常靠近相對輥157。因此,當進給機構104推動連續(xù)的軟線106進入并通過遞送導向器112時,連續(xù)的軟線106不太可能隆起、扭結、阻塞或以其它方式從進給機構104錯誤進給(mis-feed)至遞送導向器112。
一般地參考圖1且具體地參考如圖10,接合處167和平面173——包含相對輥157的各自的轉(zhuǎn)動軸159——之間的最短距離D小于相對輥157中最小的一個的半徑。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例52,其中實例52還包括上述的根據(jù)實例51的主題。
再次,使遞送導向器112非??拷鄬?57,比如接合處167在平面173的距離D內(nèi),連續(xù)的軟線106可以被可操作地推動進入并通過遞送導向器112。
一般地參考圖1且具體地參考如圖10、29和30,接合處167包括邊緣。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例53,其中實例53還包括上述的根據(jù)實例51或52中任一項的主題。
當接合處167包括邊緣時,可以放置邊緣非??拷鄬?57之間的界面和相對輥157與連續(xù)的軟線106之間的界面。
在一些實例中,邊緣可以是線性的。在一些實例中,邊緣可以是銳邊。在一些實例中,邊緣可以是圓邊。
一般地參考圖1且具體地參考如圖10、29和30,進給機構104進一步包括刮板172,其與相對輥157中的至少一個接觸以當相對輥157轉(zhuǎn)動以選擇性地平移連續(xù)的軟線106進而推動連續(xù)的軟線106通過導向器線通道154時,移除通過相對輥157和連續(xù)的軟線106之間的接合而產(chǎn)生的光聚合物樹脂組件110的殘留物。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例54,其中實例54還包括上述的根據(jù)實例41-53中任一項的主題。
刮板172從相對輥157移除光聚合物樹脂組件110的殘留物以確保樹脂不在相對輥157上積累并阻礙進給機構104的操作。
刮板172可以采取任何合適的形式以可操作地從相對輥157移除或刮除樹脂。例如,參照圖29和30,刮板172可以是矩形的或其它的突出部分,其延伸靠近相對輥157中的一個,比如3mm、2mm、1mm、0.5mm內(nèi),或延伸以物理地接合相對輥157中的一個。更具體地,如圖29和30中所見,刮板172可以延伸相鄰于相對輥接合連續(xù)的軟線106處的相對輥157的區(qū)域。
參考圖11,相對輥157中的至少一個包括圓周槽161,其配置為接觸連續(xù)的軟線106。刮板172包括突出部分175,其配置為當相對輥157轉(zhuǎn)動以選擇性地平移連續(xù)的軟線106進而推動連續(xù)的軟線106通過線通道154時,從圓周槽161移除通過圓周槽161和連續(xù)的軟線106之間的接合而產(chǎn)生的光聚合物樹脂組件110的殘留物。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例55,其中實例55還包括上述的根據(jù)實例54的主題。
在包括圓周槽161的相對輥157的實例中,具有在其中延伸的突出部分175的刮板172促進刮除或移除通過相對輥157和連續(xù)的軟線106之間的接合而產(chǎn)生的光聚合物樹脂組件110的任何殘留物。
一般地參考圖1且具體地參考如圖10、29和30,進給機構104進一步包括連接至支撐框架156的收集儲罐174。收集儲罐174配置為收集由刮板172移除的光聚合物樹脂組件110的殘留物。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例56,其中實例56還包括上述的根據(jù)實例54或55中任一項的主題。
如所提到的,收集儲罐174收集由刮板172移除的殘留物。因此,殘留物不干擾進給機構104的其它組件,并且不產(chǎn)生阻礙復合零件102的制造的不需要的顆粒。而且,收集儲罐174可以被使用者選擇性地清空,比如當裝滿時或在由系統(tǒng)100執(zhí)行的過程結束時。
一般地參考圖1且具體地參考如圖7-9,遞送導向器112進一步包括固化能量通道146。固化能量118的來源116配置為通過固化能量通道146遞送固化能量118至至少連續(xù)的軟線106的段120的部分124。固化能量通道146與導向器線通道154光學隔離。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例57,其中實例57還包括上述的根據(jù)實例41-56中任一項的主題。
根據(jù)實例57的系統(tǒng)提供了當連續(xù)的軟線106離開遞送導向器112時固化能量118至部分124的精確方向。而且,通過與導向器線通道154光學隔離,固化能量通道146限制固化能量18在連續(xù)的軟線106離開遞送導向器112前接觸連續(xù)的軟線106。
根據(jù)實例57(參考例如圖8),固化能量通道146可以環(huán)繞導向器線通道154并且可以具有圍繞導向器線通道154的導向器出口206的圓形出口,以便固化能量118從固化能量通道146離開產(chǎn)生固化能量118的環(huán)148,比如根據(jù)本文的實例38。
一般地參考圖1且具體地參考如圖12-16和23-25,系統(tǒng)100進一步包括壓實機138。固化能量118的來源116配置為在由壓實機138壓實之后的位置處遞送固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例58,其中實例58還包括上述的根據(jù)實例1-57中任一項的主題。
壓實機138壓實已經(jīng)由遞送導向器112沿印刷路徑122沉積的連續(xù)的軟線106的相鄰層。當固化能量118被遞送至由壓實機138壓實之后的部分124時,這允許在固化或硬化連續(xù)的軟線106的光聚合物樹脂組件110之前發(fā)生壓實。
一般地參考圖1且具體地參考如圖12-16和23-25,系統(tǒng)100進一步包括壓實機138,其可操作地連接至遞送部件266并且配置為在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112后給予壓實力至至少連續(xù)的軟線106的段120的分段180。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例59,其中實例59還包括上述的根據(jù)實例1-58中任一項的主題。
再次,壓實機138壓實已經(jīng)由遞送導向器112沿印刷路徑122沉積的連續(xù)的軟線106的相鄰層。
一般地參考圖1且具體地參考如圖12-14,壓實機138包括具有壓實輥表面184的壓實輥182,其配置為在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112后在至少連續(xù)的軟線106的段120的分段180上滾動。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例60,其中實例60還包括上述的根據(jù)實例59的主題。
與壓實機138的可選實例相比,壓實輥182可以減少光聚合物樹脂組件110在壓實期間沿著段120的軸向移動。額外地,與壓實機138的可選實例相比,壓實輥182可以提供更加期望的正交的、或垂直的壓實力分量。
一般地參考圖1且具體地參考如圖12,壓實輥表面184具有紋理。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例61,其中實例61還包括上述的根據(jù)實例60的主題。
當壓實輥表面184具有紋理時,壓實輥表面184給予紋理至段120或磨損段120,這向其提供增加的表面積,以便更好地粘附抵靠其沉積的連續(xù)的軟線106的后繼層。
一般地參考圖1且具體地參考如圖13,壓實輥表面184被成形以在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112后給予預定的橫截面形狀至至少連續(xù)的軟線106的段120的分段180。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例62,其中實例62還包括上述的根據(jù)實例60或61中任一項的主題。
在一些應用中,給予預定的橫截面形狀至連續(xù)的軟線106——當其通過遞送導向器112沉積時——可以是期望的。
一般地參考圖1且具體地參考如圖15,壓實機138包括具有擦具拖曳表面186的壓實擦具185,所述擦具拖曳表面186配置為在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112后抵靠至少連續(xù)的軟線106的段120的分段180拖曳。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例63,其中實例63還包括上述的根據(jù)實例59的主題。
與壓實機138的可選實例相比,壓實擦具185可以增加光聚合物樹脂組件110在壓實期間沿著段120的軸向移動。
一般地參考圖1且具體地參考如圖15,擦具拖曳表面186具有紋理。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例64,其中實例64還包括上述的根據(jù)實例63的主題。
當拖曳表面186具有紋理時,擦具拖曳表面186給予紋理至段120或磨損段120,這向其提供增加的表面積,以便更好地粘附抵靠其沉積的連續(xù)的軟線106的后繼層。
一般地參考圖1且具體地參考如圖15,擦具拖曳表面186被成形以在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112后給予預定的橫截面形狀至連續(xù)的軟線106的段120。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例65,其中實例65還包括上述的根據(jù)實例63或64中任一項的主題。
如所提到的,在一些應用中,給予預定的橫截面形狀至連續(xù)的軟線106——當其通過遞送導向器112沉積時——可以是期望的。
一般地參考圖1且具體地參考如圖14、23和25,壓實機138朝向連續(xù)的軟線106的段120的分段180偏壓。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例66,其中實例66還包括上述的根據(jù)實例59-65中任一項的主題。
通過朝向分段180偏壓,壓實機138抵靠分段180給予期望的壓實力。
壓實機138可以比如通過彈簧181或其它偏壓構件朝向分段180偏壓。
一般地參考圖1且具體地參考如圖14、23和25,壓實機138相對于遞送導向器112是可轉(zhuǎn)動的。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例67,其中實例67還包括上述的根據(jù)實例59-66中任一項的主題。
通過相對于遞送導向器112可轉(zhuǎn)動,可以選擇性地放置壓實機138以當遞送導向器112相對于表面114移動時——包括當其相對于表面114改變方向時——抵靠段120的分段180給予其壓實力,和/或反之亦然。
圖14示意性地圖解了相對于遞送導向器112自由轉(zhuǎn)動的壓實輥182。圖23和25圖解了由樞轉(zhuǎn)臂致動器188選擇性地和主動地轉(zhuǎn)動的壓實輥182,如本文中所討論的。
一般地參考圖1且具體地參考如圖14、23和25,壓實機138配置為當遞送導向器112相對于表面114移動時追隨遞送導向器112。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例68,其中實例68還包括上述的根據(jù)實例59-67中任一項的主題。
通過追隨遞送導向器112,選擇性地放置壓實機138以在分段180離開遞送導向器112之后直接抵靠段120的分段180給予其壓實力。
參考圖16,壓實機138包括連接至遞送導向器112的裙部190。裙部190包括裙拖曳表面192,其被放置以在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112后抵靠至少連續(xù)的軟線106的段120的分段180拖曳。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例69,其中實例69還包括上述的根據(jù)實例59的主題。
裙部190從遞送導向器112延伸并且周向地圍繞出口206。因此,不管遞送導向器112相對于表面114的移動方向如何,放置裙部190以當連續(xù)的軟線106的段120的分段180沉積時將其壓實,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23和25,系統(tǒng)100進一步包括壓實機138,其可操作地連接至遞送部件266并且壓實機138為在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112后至少給予壓實力至連續(xù)的軟線106的段120的分段180。系統(tǒng)100進一步包括樞轉(zhuǎn)臂152,其相對遞送部件266連接使得當遞送導向器112相對于表面114移動時樞轉(zhuǎn)臂152追隨遞送導向器112。壓實機138被連接至樞轉(zhuǎn)臂152。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例70,其中實例70還包括上述的根據(jù)實例1的主題。
樞轉(zhuǎn)臂152提供壓實機138相對于遞送導向器112的選擇性樞轉(zhuǎn)。因此,可以選擇性地放置壓實機138以當遞送導向器112相對于表面114移動時——包括當其相對于表面114改變方向時——抵靠段120的分段180給予其壓實力,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23和25,系統(tǒng)100進一步包括樞轉(zhuǎn)臂致動器188,其可操作地連接至樞轉(zhuǎn)臂152并且配置為當遞送導向器112相對于表面114移動時主動地控制樞轉(zhuǎn)臂152相對于遞送導向器112的轉(zhuǎn)動位置。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例71,其中實例71還包括上述的根據(jù)實例70的主題。
樞轉(zhuǎn)臂致動器188提供樞轉(zhuǎn)臂152的選擇性樞轉(zhuǎn)并且因而提供壓實機138相對于遞送導向器112的選擇性樞轉(zhuǎn)。因此,可以選擇性地放置壓實機138以當遞送導向器112相對于表面114移動時——包括當其相對于表面114改變方向時——抵靠段120的分段180給予其壓實力,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23和25,樞轉(zhuǎn)臂致動器188配置為利用遞送導向器112相對于表面114的移動主動地協(xié)調(diào)樞轉(zhuǎn)臂152的轉(zhuǎn)動位置。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例72,其中實例72還包括上述的根據(jù)實例71的主題。
因此,可以選擇性地和主動地放置壓實機138以當遞送導向器112相對于表面114移動時——包括當其相對于表面114改變方向時——抵靠段120的分段180給予其壓實力,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,系統(tǒng)100進一步包括表面粗化機144,其可操作地連接至遞送部件112并且配置為在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112之后磨損至少連續(xù)的軟線106的段120的分段194。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例73,其中實例73還包括上述的根據(jù)實例1-33中任一項的主題。
表面粗化機144磨損分段194,這向其提供增加的表面積,以便更好地粘附抵靠其沉積的后繼層。
參考圖1,表面粗化機144包括粗化輥196,其配置為在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112之后轉(zhuǎn)動地磨損至少連續(xù)的軟線106的段120的分段194。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例74,其中實例74還包括上述的根據(jù)實例73的主題。
與表面粗化機144的可選實例相比,粗化輥196可以減少光聚合物樹脂組件110在其磨損期間沿著段120的軸向移動。
一般地參考圖1,粗化輥196包括粗化輥表面198,其被成形以在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112后給予預定的橫截面形狀至連續(xù)的軟線106的段120。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例75,其中實例75還包括上述的根據(jù)實例74的主題。
在一些應用中,給予預定的橫截面形狀至連續(xù)的軟線106——當其通過遞送導向器112沉積時——可以是期望的。
參考圖23,表面粗化機144包括粗化拖曳表面200,其配置為在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112后平移地磨損至少連續(xù)的軟線106的段120的分段194。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例76,其中實例76還包括上述的根據(jù)實例73的主題。
與表面粗化機144的可選實例相比,粗化拖曳表面200可以增加光聚合物樹脂組件110在其磨損期間沿著段120的軸向移動。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,表面粗化機144在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112后朝向連續(xù)的軟線106的段120的分段194偏壓。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例77,其中實例77還包括上述的根據(jù)實例73-76中任一項的主題。
通過朝向分段194偏壓,表面粗化機144抵靠分段194給予期望的磨損力。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,表面粗化機144相對于遞送部件266是可轉(zhuǎn)動的。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例78,其中實例78還包括上述的根據(jù)實例73-77中任一項的主題。
通過相對于遞送導向器112可轉(zhuǎn)動,可以選擇性地放置表面粗化機144以當遞送導向器112相對于表面114移動時——包括當其相對于表面114改變方向時——磨損分段194,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,表面粗化機144配置為當遞送導向器112相對于表面114移動時追隨遞送導向器112。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例79,其中實例79還包括上述的根據(jù)實例73-78中任一項的主題。
通過追隨遞送導向器112,選擇性地放置表面粗化機144以在段120離開遞送導向器112之后直接磨損分段194。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,系統(tǒng)100進一步包括樞轉(zhuǎn)臂152,其被配置以便當遞送導向器112相對于表面114移動時樞轉(zhuǎn)臂152追隨遞送導向器112。表面粗化機144連接至樞轉(zhuǎn)臂152。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例80,其中實例80還包括上述的根據(jù)實例73-79中任一項的主題。
樞轉(zhuǎn)臂152提供表面粗化機144相對于遞送導向器112的選擇性樞轉(zhuǎn)。因此,可以選擇性地放置表面粗化機144以當遞送導向器112相對于表面114移動時——包括當其相對于表面114改變方向時——磨損分段194,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,系統(tǒng)100進一步包括樞轉(zhuǎn)臂致動器188,其可操作地連接至樞轉(zhuǎn)臂152并且配置為當遞送導向器112相對于表面114移動時主動地控制樞轉(zhuǎn)臂152相對于遞送導向器112的轉(zhuǎn)動位置。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例81,其中實例81還包括上述的根據(jù)實例80的主題。
樞轉(zhuǎn)臂致動器188提供樞轉(zhuǎn)臂152的選擇性樞轉(zhuǎn)并且因而提供表面粗化機144相對于遞送導向器112的選擇性樞轉(zhuǎn)。因此,可以選擇性地放置表面粗化機144以當遞送導向器112相對于表面114移動時——包括當其相對于表面114改變方向時——磨損分段194,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,樞轉(zhuǎn)臂致動器188配置為利用遞送導向器112相對于表面114的移動主動地協(xié)調(diào)樞轉(zhuǎn)臂152的轉(zhuǎn)動位置。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例82,其中實例82還包括上述的根據(jù)實例81的主題。
因此,可以選擇性地和主動地放置表面粗化機144以當遞送導向器112相對于表面114移動時——包括當其相對于表面114改變方向時——磨損分段194,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,系統(tǒng)100進一步包括壓實機138。放置表面粗化機144以在通過壓實機138壓實至少分段194之后磨損至少連續(xù)的軟線106的段120的分段194。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例83,其中實例83還包括上述的根據(jù)實例73-82中任一項的主題。
根據(jù)實例83的系統(tǒng)包括壓實機138和表面粗化機144二者。通過具有放置以在由壓實機138壓實之后磨損分段194的表面粗化機144,分段194的磨損不被其隨后的壓實阻礙或遲緩。因此,磨損分段194具有增加的表面積,以便更好地粘附抵靠其沉積的后繼層。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,系統(tǒng)100進一步包括碎片入口202,其配置為收集使用表面粗化機144磨損至少連續(xù)的軟線106的段120的分段194而產(chǎn)生的碎片。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例84,其中實例84還包括上述的根據(jù)實例73-79中任一項的主題。
通過碎片入口202收集通過表面粗化機144磨損分段194而產(chǎn)生的碎片避免了光聚合物樹脂組件110的不需要的、松散的顆粒陷入連續(xù)的軟線106的相鄰的沉積層之間,這否則可以導致復合零件102的不需要的性質(zhì)。
參考圖1,系統(tǒng)100進一步包括真空源203,其選擇性地與碎片入口202連通地連接。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例85,其中實例85還包括上述的根據(jù)實例84的主題。
真空源203通過碎片入口202從相鄰的分段194抽吸空氣和碎片。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,系統(tǒng)100進一步包括樞轉(zhuǎn)臂152,其相對于遞送導向器112連接,以便當遞送導向器112相對于表面114移動時樞轉(zhuǎn)臂152追隨遞送導向器112。碎片入口202可操作地連接至樞轉(zhuǎn)臂152。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例86,其中實例86還包括上述的根據(jù)實例84或85中任一項的主題。
通過連接至樞轉(zhuǎn)臂152,選擇性地放置碎片入口202以當遞送導向器112相對于表面114移動時直接地從相鄰的分段194收集碎片,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,系統(tǒng)100進一步包括樞轉(zhuǎn)臂致動器188,其可操作地連接至樞轉(zhuǎn)臂152并且配置為當遞送導向器112相對于表面114移動時主動地控制樞轉(zhuǎn)臂152相對于遞送導向器112的轉(zhuǎn)動位置。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例87,其中實例87還包括上述的根據(jù)實例86的主題。
樞轉(zhuǎn)臂致動器188通過主動地控制樞轉(zhuǎn)臂152相對于遞送導向器112的轉(zhuǎn)動位置確保碎片入口202追隨遞送導向器112,以便選擇性地放置碎片入口202以當遞送導向器112相對于表面114移動時收集與分段194直接相鄰的碎片,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,樞轉(zhuǎn)臂致動器188配置為利用遞送導向器112相對于表面114的移動主動地協(xié)調(diào)樞轉(zhuǎn)臂152的轉(zhuǎn)動位置。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例88,其中實例88還包括上述的根據(jù)實例87的主題。
樞轉(zhuǎn)臂致動器188通過主動地協(xié)調(diào)樞轉(zhuǎn)臂152相對于遞送導向器112的轉(zhuǎn)動位置確保碎片入口202追隨遞送導向器112,使得選擇性地放置碎片入口202以當遞送導向器112相對于表面114移動時收集與分段194直接相鄰的碎片,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,系統(tǒng)100進一步包括加壓氣體出口204,其配置為利用加壓氣體分散通過表面粗化機144粗化連續(xù)的軟線106的段120而產(chǎn)生的碎片。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例89,其中實例89還包括上述的根據(jù)實例73-88中任一項的主題。
通過加壓氣體出口204分散通過表面粗化機144磨損分段194而產(chǎn)生的碎片避免了光聚合物樹脂組件110的不需要的、松散的顆粒陷入連續(xù)的軟線106的相鄰的沉積層之間,這否則可以導致復合零件102的不需要的性質(zhì)。
參考圖1,系統(tǒng)100進一步包括加壓氣體源205,其選擇性地與加壓氣體出口204連通地連接。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例90,其中實例90還包括上述的根據(jù)實例89的主題。
加壓氣體源205提供了經(jīng)由加壓氣體出口204遞送至分段194的加壓氣體的來源。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,系統(tǒng)100進一步包括樞轉(zhuǎn)臂152,其被配置以便當遞送導向器112相對于表面114移動時樞轉(zhuǎn)臂152追隨遞送導向器112。加壓氣體出口204可操作地連接至樞轉(zhuǎn)臂152。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例91,其中實例91還包括上述的根據(jù)實例89或90中任一項的主題。
通過連接至樞轉(zhuǎn)臂152,選擇性地放置加壓氣體出口204以當遞送導向器112相對于表面114移動時分散直接來自相鄰的分段194的碎片,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,系統(tǒng)100進一步包括樞轉(zhuǎn)臂致動器188,其可操作地連接至樞轉(zhuǎn)臂152并且配置為當遞送導向器112相對于表面114移動時主動地控制樞轉(zhuǎn)臂152相對于遞送導向器112的轉(zhuǎn)動位置。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例92,其中實例92還包括上述的根據(jù)實例91的主題。
樞轉(zhuǎn)臂致動器188通過主動地控制樞轉(zhuǎn)臂152相對于遞送導向器112的轉(zhuǎn)動位置確保加壓氣體出口204追隨遞送導向器112,使得選擇性地放置加壓氣體出口204以當遞送導向器112相對于表面114移動時分散與分段194直接相鄰的碎片,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖23,樞轉(zhuǎn)臂致動器188配置為利用遞送導向器112相對于表面114的移動主動地協(xié)調(diào)樞轉(zhuǎn)臂152的轉(zhuǎn)動位置。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例93,其中實例93還包括上述的根據(jù)實例92的主題。
樞轉(zhuǎn)臂致動器188通過主動地協(xié)調(diào)樞轉(zhuǎn)臂152相對于遞送導向器112的轉(zhuǎn)動位置確保加壓氣體出口204追隨遞送導向器112,使得選擇性地放置加壓氣體出口204以當遞送導向器112相對于表面114移動時分散與分段194直接相鄰的碎片,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖17-20、23、32和33,遞送導向器112包括導向器線通道154,連續(xù)的軟線106通過其被遞送至印刷路徑122。線通道154包括導向器出口206。系統(tǒng)100進一步包括切割機208,其配置為選擇性地切割相鄰導向器出口206的連續(xù)的軟線106。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例94,其中實例94還包括上述的根據(jù)實例1-93中任一項的主題。
包括切割機208允許選擇性地停止和開始通過遞送導向器112遞送連續(xù)的軟線106。通過具有配置為切割相鄰導向器出口206的連續(xù)的軟線106的切割機208,連續(xù)的軟線106可以在比如通過固化能量118至少部分地固化之前被切割,并且同時連續(xù)的軟線106還沒有與連續(xù)的軟線106的先前的沉積層接觸,和任選地抵靠其壓實。換句話說,允許切割機208接近連續(xù)的軟線106的整個圓周。
一般地參考圖1且具體地參考如圖17-19、23、32和33,切割機208包括至少一個刀刃210,其相對于遞送導向器112可移動。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例95,其中實例95還包括上述的根據(jù)實例94的主題。
一般地參考圖1且具體地參考如圖17,切割機208是可變隔膜212。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例96,其中實例96還包括上述的根據(jù)實例94或95中任一項的主題。
可變隔膜212使得切割連續(xù)的軟線106能夠從連續(xù)的軟線106的多側。因此,與可以以其它方式由切割機208的其它實例產(chǎn)生的變形相比,由可變隔膜212產(chǎn)生的連續(xù)的軟線106的橫截面輪廓的變形較小。
一般地參考圖1且具體地參考如圖19,切割機208放置在遞送導向器112內(nèi)。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例97,其中實例97還包括上述的根據(jù)實例94-96中任一項的主題。
將切割機208放置在遞送導向器112內(nèi)提供了系統(tǒng)100的緊湊組裝,使得切割機208不阻礙遞送導向器相對于表面114的移動,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖20,切割機208包括切割激光器213。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例98,其中實例98還包括上述的根據(jù)實例94的主題。
使用切割激光器213切割連續(xù)的軟線106促進在復合零件102制造期間在期望的位置處精確切割連續(xù)的軟線106。
一般地參考圖1且具體地參考如圖20,切割機208進一步包括至少一個檢流計鏡定位系統(tǒng)214,其配置為引導切割激光器213選擇性地切割與出口206相鄰的連續(xù)的軟線106。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例99,其中實例99還包括上述的根據(jù)實例98的主題。
換句話說,當連續(xù)的軟線106離開遞送導向器112時,一個或多個檢流計鏡定位系統(tǒng)214可以主動地引導切割激光器213至連續(xù)的軟線106。
一般地參考圖1且具體地參考如圖22,系統(tǒng)100進一步包括驅(qū)動部件216,其可操作地至少連接至遞送導向器112或表面114中的至少一個,并且配置為相對于另一個可操作地和選擇性地移動遞送導向器112或表面114中的至少一個。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例100,其中實例100還包括上述的根據(jù)實例1-99中任一項的主題。
驅(qū)動部件216促進遞送導向器112和表面114之間的相對移動,使得當連續(xù)的軟線106經(jīng)由遞送導向器112沉積時,由連續(xù)的軟線106制造復合零件102。
一般地參考圖1且具體地參考如圖22,驅(qū)動部件216包括X軸驅(qū)動器217、Y軸驅(qū)動器219和Z軸驅(qū)動器215,其中的至少一個至少可操作地連接至遞送部件216或表面114中的一個。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例101,其中實例101還包括上述的根據(jù)實例100的主題。
根據(jù)實例101的系統(tǒng)提供了遞送導向器112和表面114之間的三維相對移動。
參考圖1,驅(qū)動部件216包括機械臂218。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例102,其中實例102還包括上述的根據(jù)實例100或101中任一項的主題。
使用機械臂218以可操作地和選擇性地相對于表面114移動遞送導向器112允許多個自由度和制造復雜的三維復合零件102,和/或反之亦然。
一般地參考圖1且具體地參考如圖22,驅(qū)動部件216配置為可操作地和選擇性地相對于另一個在三個維度正交地移動遞送導向器112或表面114中的至少一個。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例103,其中實例103還包括上述的根據(jù)實例100-102中任一項的主題。
根據(jù)實例103的系統(tǒng)可以在三個維度制造復合零件102。
一般地參考圖1且具體地參考如圖22,驅(qū)動部件216配置為利用相對于另一個的至少三個自由度可操作地和選擇性地在三個維度移動遞送導向器112或表面114中的至少一個。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例104,其中實例104還包括上述的根據(jù)實例100-102中任一項的主題。
根據(jù)實例104的系統(tǒng)可以制造復雜的三維復合零件102。
一般地參考圖1,驅(qū)動部件216配置為利用相對于另一個的至少六個自由度可操作地和選擇性地在三個維度移動遞送導向器112或表面114中的至少一個。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例105,其中實例105還包括上述的根據(jù)實例100-102中任一項的主題。
根據(jù)實例105的系統(tǒng)可以制造復雜的三維復合零件102。
參考圖1,驅(qū)動部件216配置為利用相對于另一個的至少九個自由度可操作地和選擇性地在三個維度移動遞送導向器112或表面114中的至少一個。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例106,其中實例106還包括上述的根據(jù)實例100-102中任一項的主題。
根據(jù)實例106的系統(tǒng)可以制造復雜的三維復合零件102。
參考圖1且具體地參考如圖38,驅(qū)動部件216配置為利用相對于另一個的至少十二個自由度可操作地和選擇性地在三個維度移動遞送導向器112或表面114中的至少一個。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例107,其中實例107還包括上述的根據(jù)實例100-102中任一項的主題。
根據(jù)實例107的系統(tǒng)可以制造復雜的三維復合零件102。
參考圖38,呈現(xiàn)了根據(jù)實施例107的示意圖,其中線性平移元件290和轉(zhuǎn)動元件292在遞送導向器112和表面114之間提供十二個自由度,并且其中控制器294被可操作地連通地連接至線性平移元件290和轉(zhuǎn)動元件292。
參考圖1,系統(tǒng)100進一步包括進一步包括保護氣出口220,其配置為在段120離開遞送導向器112后通過遞送保護氣221至連續(xù)的軟線106的段120至少部分地保護連續(xù)的軟線106的段120免于氧化。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例108,其中實例108還包括上述的根據(jù)實例1-107中任一項的主題。
包括保護氣出口220和從其遞送保護氣221至段120限制了連續(xù)的軟線106在通過來源116被至少部分地固化之前和/或在固化期間的氧化。
參考圖1,系統(tǒng)100進一步包括保護氣源222,其選擇性地與保護氣出口220連通地連接。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例109,其中實例109還包括上述的根據(jù)實例108的主題。
保護氣源222提供經(jīng)由保護氣出口220遞送至段120的保護氣221的來源。
參考圖1,系統(tǒng)100進一步包括保護氣出口220,其配置為在段120離開遞送導向器112之后通過將保護氣221遞送至連續(xù)的軟線106的段120至少部分地保護連續(xù)的軟線106的段120免于氧化。系統(tǒng)100進一步包括樞轉(zhuǎn)臂152,其相對于遞送導向器112連接,以便當遞送導向器112相對于表面114移動時樞轉(zhuǎn)臂152追隨遞送導向器112。保護氣出口220可操作地連接至樞轉(zhuǎn)臂152。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例110,其中實例110還包括上述的根據(jù)實例1的主題。
通過連接至樞轉(zhuǎn)臂152,選擇性地放置保護氣出口220以當遞送導向器112相對于表面114移動時遞送保護氣221至段120,和/或反之亦然。
參考圖1,系統(tǒng)100進一步包括樞轉(zhuǎn)臂致動器188,其可操作地連接至樞轉(zhuǎn)臂152,并且配置為當遞送導向器112相對于表面114移動時主動地控制樞轉(zhuǎn)臂152相對于遞送導向器112的轉(zhuǎn)動位置。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例111,其中實例111還包括上述的根據(jù)實例110的主題。
樞轉(zhuǎn)臂致動器188,通過主動地控制樞轉(zhuǎn)臂152相對于遞送導向器112的轉(zhuǎn)動位置,確保保護氣出口220追隨遞送導向器112,以便選擇性地放置保護氣出口220以當遞送導向器112相對于表面114移動時遞送保護氣221至段120,和/或反之亦然。
參考圖1,樞轉(zhuǎn)臂致動器188配置為利用遞送導向器112相對于表面114的移動主動地協(xié)調(diào)樞轉(zhuǎn)臂152的轉(zhuǎn)動位置。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例112,其中實例112還包括上述的根據(jù)實例111的主題。
樞轉(zhuǎn)臂致動器188,通過主動地協(xié)調(diào)樞轉(zhuǎn)臂152相對于遞送導向器112的轉(zhuǎn)動位置,確保保護氣出口220追隨遞送導向器112,以便選擇性地放置保護氣出口220以當遞送導向器112相對表面114移動時遞送保護氣221至段120,和/或反之亦然。
參考圖1,系統(tǒng)100進一步包括缺陷檢測器224,其配置為在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112后檢測連續(xù)的軟線106的段120中的缺陷。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例113,其中實例113還包括上述的根據(jù)實例1-112中任一項的主題。
檢測段120中的缺陷允許在完成復合零件102之前選擇性地廢棄(scrap)具有缺陷的復合零件102。因此,可以浪費更少的材料。而且,可以在連續(xù)的軟線106的后繼層將缺陷遮掩或隱藏在視野外之前,通過缺陷檢測器224檢測否則將隱藏于多種類型的缺陷檢測器的視野外的缺陷。
參考圖1,缺陷檢測器224包括光學檢測器226或超聲波檢測器227。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例114,其中實例114還包括上述的根據(jù)實例113的主題。
在一些應用中,光學檢測器226可以良好地適合于檢測連續(xù)的軟線106的段120中的缺陷。在一些應用中,超聲波檢測器227可以良好地適合于檢測連續(xù)的軟線106的段120中的缺陷。
參考圖1,缺陷檢測器224包括照相機228。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例115,其中實例115還包括上述的根據(jù)實例113的主題。
照相機228可以良好地適合于檢測連續(xù)的軟線106的段120中的缺陷。
參考圖1,系統(tǒng)100進一步包括控制器230和以下中的一個或多個:連續(xù)的軟線106的起源126;樞轉(zhuǎn)臂致動器188;壓實機138;表面粗化機144;馬達162;碎片入口202;真空源203,其選擇性地與碎片入口202連通地連接;加壓氣體出口204;加壓氣體源205,其選擇性地與加壓氣體出口204連通地連接;切割機208;驅(qū)動部件216;保護氣出口220;保護氣源222,其選擇性地與保護氣出口220連通地連接;缺陷檢測器224;低水平傳感器246;高水平傳感器248;液體光聚合物樹脂252的供給262;和機動輥249??刂破?30被編程以選擇性地操作遞送導向器112、進給機構104、固化能量118的來源116、連續(xù)的軟線106的起源、樞轉(zhuǎn)臂致動器188、壓實機138、表面粗化機144、馬達162、真空源203、加壓氣體源205、切割機208、驅(qū)動部件216、保護氣源222、缺陷檢測器224、低水平傳感器246、高水平傳感器248、液體光聚合物樹脂252的供給262和機動輥249中的一個或多個。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例116,其中實例116還包括上述的根據(jù)實例1-115中任一項的主題。
控制器230控制系統(tǒng)100的各種組件部分的操作。例如,可以控制遞送導向器112和/或表面114相對于彼此的精確移動以制造期望的三維復合零件102??梢酝ㄟ^樞轉(zhuǎn)臂致動器188控制樞轉(zhuǎn)臂152的精確樞轉(zhuǎn)以通過壓實機138精確地遞送壓實力,精確地遞送固化能量118,通過表面粗化機144精確地磨損連續(xù)的軟線106,諸如此類。額外地,各種組件部分的操作可以在復合零件102制造期間通過控制器230選擇性地開始和停止以產(chǎn)生復合零件102的期望的性質(zhì)和構型。
在圖1中,控制器230和系統(tǒng)100的各種組件部分之間的連通由閃電形狀(lightning bolt)示意性地代表。這樣的連通事實上可以是有線的和/或無線的。
控制器230可以包括任何適合的結構,其可以被改造、配置、設計、構造和/或編程以自動地控制系統(tǒng)100的至少一部分的操作。作為說明性、非排他性的實例,控制器230可以包括和/或是電子控制器、專用控制器、特定用途控制器、個人計算機、顯示裝置、邏輯裝置和/或存儲裝置。此外,控制器230可以被編程以執(zhí)行一種或多種算法來自動地控制系統(tǒng)100的操作。這可以包括如下的算法:其可以基于本文公開的方法300和方法400和/或可以使控制器230引導系統(tǒng)100執(zhí)行本文公開的方法300和400。
一般地參考圖1且具體地參考如圖22,系統(tǒng)100進一步包括框架232??蚣?32支撐進給機構104和表面114。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例117,其中實例117還包括上述的根據(jù)實例1-116中任一項的主題。
框架232在結構上支撐進給機構104和表面114,使得進給機構104可以可操作地和選擇性地相對于表面114移動遞送導向器112,和/或反之亦然。
參考例如圖1、4-10、14和21-28且具體地參考圖34,公開了增材制造復合零件102的方法300。方法300包括(方框302)沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120。連續(xù)的軟線106包括非樹脂組件108和進一步包括未固化的光聚合物樹脂組件110。方法300進一步包括(方框304),在朝向印刷路徑122推進連續(xù)的軟線106的同時和在連續(xù)的軟線106的段120沿印刷路徑122沉積之后,以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124以至少部分地固化至少連續(xù)的軟線106的段120的部分124。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例118。
因此,可以執(zhí)行方法300以由至少復合材料制造復合零件102,所述復合材料包括最初處于未固化狀態(tài)的光聚合物樹脂組件110并且其當復合零件102正在被制造時,或在原位時,通過固化能量118至少部分地固化。由于以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118,可以在復合零件102制造期間的任何給定時間關于段120的部分124建立期望水平或程度的固化。例如,如本文所討論的,在一些實施例中,在復合零件102制造期間固化一部分124——其大于或小于另一部分124——可以是期望的。而且,可以執(zhí)行方法300以制造復合零件102,其中連續(xù)的軟線106貫穿復合零件102以期望的和/或預定的取向定向,諸如以限定復合零件102的期望性質(zhì)。
方法300可以由系統(tǒng)100執(zhí)行。
參考例如圖1-3和22且具體地參考圖34,方法300進一步包括(方框306)在推動連續(xù)的軟線106通過遞送導向器112時施加液體光聚合物樹脂252至非樹脂組件108。光聚合物樹脂組件110包括施加至非樹脂組件108的液體光聚合物樹脂252中的至少一些。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例119,其中實例119還包括上述的根據(jù)實例118的主題。
通過在復合零件102制造期間將液體光聚合物樹脂252施加至非樹脂組件108,在復合零件102制造期間產(chǎn)生連續(xù)的軟線106。因此,可以在執(zhí)行方法300期間選擇不同的非樹脂組件108和/或不同的液體光聚合物樹脂252以定制或以其它方式產(chǎn)生期望的復合零件102,其在復合零件102內(nèi)不同位置處具有不同的特性。
參考例如圖1-3和22且具體參考圖34,(方框306)在推動連續(xù)的軟線106通過遞送導向器112的同時施加液體光聚合物樹脂252至非樹脂組件108包括(方框308)拉動非樹脂組件108通過包括一定體積的液體光聚合物樹脂252的容器236。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例120,其中實例120還包括上述的根據(jù)實例119的主題。
通過拉動非樹脂組件108通過容納在容器236中的液體光聚合物樹脂252,非樹脂組件108在液體光聚合物樹脂252中被涂覆,由此產(chǎn)生光聚合物樹脂組件110和連續(xù)的軟線106。
參考例如圖1且具體地參考圖34,方法300進一步包括(方框310)檢測容器236內(nèi)液體光聚合物樹脂252的水平和當液體光聚合物樹脂252的體積處于或低于下閾水平時選擇性地遞送液體光聚合物樹脂252至容器236。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例121,其中實例121還包括上述的根據(jù)實例120的主題。
檢測容器236內(nèi)的液體光聚合物樹脂252的低水平可用于警告操作者容器236內(nèi)的液體光聚合物樹脂252的水平低并且需要補充。另外地或可選地,檢測低水平可用于促進容器236內(nèi)的液體光聚合物樹脂252的自動補充。
參考例如圖1-3且具體地參考圖34,(方框308)拉動非樹脂組件108通過容器236包括(方框312)限制離開容器236的液體光聚合物樹脂252的量。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例122,其中實例122還包括上述的根據(jù)實例120或121中任一項的主題。
通過限制離開容器236的液體光聚合物樹脂252的量,期望量的液體光聚合物樹脂252可以被施加至非樹脂組件108以產(chǎn)生連續(xù)的軟線106。另外地或可選地,例如,這樣的限制可以防止液體光聚合物樹脂252滴落、泄漏、或以其它方式不期望地接觸系統(tǒng)100的復合零件102或組件。
參考例如圖1-3且具體地參考圖34,(方框308)拉動非樹脂組件108通過容器236包括(方框314)均勻地施加液體光聚合物樹脂252至非樹脂組件108。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例123,其中實例123還包括上述的根據(jù)實例120-122中任一項的主題。
通過均勻地施加液體光聚合物樹脂252至非樹脂組件108,可以產(chǎn)生具有期望的性質(zhì)的連續(xù)的軟線106,例如,確保非樹脂組件108被充分地涂覆,和在一些實例中利用液體光聚合物樹脂252完全地浸漬。
參考例如圖1-3且具體地參考圖34,(方框308)拉動非樹脂組件108通過容器236包括(方框316)配置非樹脂組件108在容器236內(nèi)在非樹脂組件108的任意兩個連續(xù)的段之間不具有小于60度的彎曲。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例124,其中實例124還包括上述的根據(jù)實例120-123中任一項的主題。
限制非樹脂組件108的彎曲可以防止對非樹脂組件108的損壞。
參考例如圖4和5且具體地參考圖34,非樹脂組件108包括纖維、碳纖維、玻璃纖維、合成有機纖維、芳綸纖維、天然纖維、木質(zhì)纖維、硼纖維、碳化硅纖維、光學纖維、纖維叢、纖維絲束、纖維織物、絲、金屬絲、導絲或絲叢中的一種或多種。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例125,其中實例125還包括上述的根據(jù)實例118-124中任一項的主題。
在連續(xù)的軟線106中包括一種或多種纖維允許選擇復合零件102的期望的性質(zhì)。而且,選擇具體的纖維材料和/或選擇具體的纖維構型(例如,叢、絲束和/或織物)可以允許精確地選擇復合零件102的期望的性質(zhì)。復合零件102的實例性質(zhì)包括強度、剛度、撓性、延展性、硬度、導電性、導熱性等。非樹脂組件108不限于指定的實例,并且可以使用其它類型的非樹脂組件108。
圖4示意性地表示具有單個纖維作為光聚合物樹脂組件110的基質(zhì)內(nèi)的非樹脂組件108的連續(xù)的軟線106。圖5示意性地表示具有超過一個纖維作為光聚合物樹脂組件110的基質(zhì)內(nèi)的非樹脂組件108的連續(xù)的軟管106。
參考例如圖1且具體地參考圖34,光聚合物樹脂組件110包括紫外光光聚合物樹脂、可見光光聚合物樹脂、紅外光光聚合物或X-射線光聚合物樹脂中的至少一種。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例126,其中實例126還包括上述的根據(jù)實例118-125中任一項的主題。
可以選擇紫外光光聚合物樹脂、紅外光光聚合物樹脂或X-射線光聚合物樹脂,以便避免通過可見光的非故意固化,和/或允許在連續(xù)的軟線106的段120離開遞送導向器112之后精確地引導固化能量118至連續(xù)的軟線106的段120的部分124。在另一方面,可以選擇可見光光聚合物使得來源116僅需要遞送可見光來固化部分124。
參考例如圖1和6且具體地參考圖34,(方框302)沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120包括(方框318)抵靠自身或先前沉積的段120分層敷設(layer)連續(xù)的軟線106,以增材制造復合零件102。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例127,其中實例127還包括上述的根據(jù)實例118-126中任一項的主題。
通過抵靠其自身或先前沉積的段120分層敷設連續(xù)的軟線106,可以通過執(zhí)行方法300制造三維復合零件102。
因此,方法300可以被描述為3-D打印方法和/或增材制造方法。
參考例如圖1且具體地參考圖34,(方框302)沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120包括(方框320)以預定的模式沉積連續(xù)的軟線106以選擇性地控制復合零件102的一種或多種物理特性。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例128,其中實例128還包括上述的根據(jù)實例118-127中任一項的主題。
當與通過傳統(tǒng)的復合材料敷設方法制造的類似零件相比時,通過控制復合零件102的一種或多種物理特性可以使用更少的總材料和/或可以減小具體零件的尺寸。
例如,與由復合材料的平面層片的多個層構建的復合零件相比,可以制造復合零件102,使得連續(xù)的軟線106的取向并且因而非樹脂組件108的取向產(chǎn)生期望的性質(zhì)。例如,如果零件包括洞,則通??梢砸試@洞的同心圓或螺旋布置連續(xù)的軟線,這導致連續(xù)的軟線106在洞的邊界處沒有或幾乎沒有中斷。結果,與通過傳統(tǒng)的復合材料敷設方法構建的類似零件相比,該零件的強度在洞的周圍顯著地更大。此外,該零件在洞的邊界處可以更少地遭受裂紋和其擴展。而且,由于在洞的周圍的期望的性質(zhì),當與通過傳統(tǒng)的復合材料敷設方法構建的類似零件相比時,該零件的總厚度、體積和/或質(zhì)量可以減小,同時實現(xiàn)期望的性質(zhì)。
參考例如圖1且具體地參考圖34,(方框302)沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120或(方框304)以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124中的至少一種在復合零件102的不同位置處提供不同的物理特性。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例129,其中實例129還包括上述的根據(jù)實例118-128中任一項的主題。
可以選擇連續(xù)的軟線106的受控沉積和/或固化能量118的受控遞送以在復合零件102的不同位置處產(chǎn)生期望的物理特性。例如,在復合零件102制造期間固化連續(xù)的軟線106的一部分——其大于或小于連續(xù)的軟線106的另一部分——可以是期望的。在一些應用中,較小的固化部分可以是期望的,使得其隨后可以被后續(xù)過程加工,比如移除材料和/或添加結構或其它組件至復合零件102。
參考例如圖1且具體地參考圖34,物理特性包括強度、剛度、撓性、延展性或硬度中的至少一種。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例130,其中實例130還包括上述的根據(jù)實例128或129中任一項的主題。
可以選擇這些物理特性中的每一種用于特定的目的。例如,在復合零件——與復合零件的其余部分相比,當使用時復合零件在其子零件上接收顯著的扭矩——中,與復合零件的其它部分相比具有較低剛度和/或較高撓性的這樣的子零件可以是期望的。另外地,出于多種原因,取決于復合零件102的具體應用,與復合零件102的其它部分相比使子零件具有更大的強度可以是期望的。
參考例如圖1和6且具體地參考圖34,(方框304)以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124包括(方框322)當?shù)谝粚?40正在被沉積時部分地固化連續(xù)的軟線106的段120的第一層140和當?shù)诙?42正抵靠第一層140被沉積時進一步固化第一層140。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例131,其中實例131還包括上述的根據(jù)實例118-130中任一項的主題。
通過當正沉積第一層140時僅部分地固化第一層140,第一層140可以保持發(fā)粘或者粘性,從而當?shù)诙?42抵靠第一層140被沉積時,促進第二層142抵靠第一層140粘附。然后,當?shù)诙?42正被部分地固化時,第一層140被進一步固化,以便抵靠第二層142沉積后繼層,諸如此類。
參考例如圖1和6且具體地參考圖34,(方框304)以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124包括(方框324)當?shù)谝粚?40正在被沉積時部分地固化連續(xù)的軟線106的段120的第一層140和當?shù)诙?42正抵靠第一層140被沉積時完全固化第一層140。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例132,其中實例132還包括上述的根據(jù)實例118-131中任一項的主題。
再次,通過當正沉積第一層140時僅部分地固化第一層140,第一層140可以保持發(fā)粘或者粘性,從而當?shù)诙?42抵靠第一層140被沉積時,促進第二層142抵靠第一層140粘附。然而,根據(jù)該實例132,當?shù)诙?42正部分地固化時第一層140被完全地固化。
參考例如圖1且具體地參考圖34,(方框304)以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124包括(方框326)固化小于整體的復合零件102。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例133,其中實例133還包括上述的根據(jù)實例118-132中任一項的主題。
在一些應用中,較小的固化部分可以是期望的,使得其隨后可以被后續(xù)過程加工,比如移除材料和/或添加結構或其它組件至復合零件102。
參考例如圖1且具體地參考圖34,方法300進一步包括(方框328)限制性地固化至少復合零件102的部分。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例134,其中實例134還包括上述的根據(jù)實例118-133中任一項的主題。
再次,在一些應用中,較小的固化部分可以是期望的,使得其隨后可以被后續(xù)過程加工,比如移除材料和/或添加結構或其它組件至復合零件102,并且較小的固化部分可以由固化過程的限制產(chǎn)生。
參考例如圖1且具體地參考圖34,(方框330)限制性地固化復合零件102的部分以促進該部分的后續(xù)加工。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例135,其中實例135還包括上述的根據(jù)實例134的主題。
對復合零件102的后續(xù)加工可以是期望的,比如移除材料和/或添加結構或其它組件至復合零件102。
參考例如圖1且具體地參考圖34,(方框332)以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124包括(方框332)選擇性地改變固化能量118的遞送速率或遞送持續(xù)時間中的至少一個以給予不同的物理特性至復合零件102。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例136,其中實例136還包括上述的根據(jù)實例118-135中任一項的主題。
通過給予復合零件102不同的物理特性,可以使用具有與其它子零件不同的期望性質(zhì)的子零件制造定制的復合零件102。
參考例如圖1且具體地參考圖34,不同的物理特性包括強度、剛度、撓性、延展性或硬度中的至少一種。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例137,其中實例137還包括上述的根據(jù)實例136的主題。
如所提到的,可以選擇這些性質(zhì)中的每一種用于特定的目的。例如,在復合零件102——與復合零件102的其余部分相比,當使用時復合零件102在其子零件上接收顯著的扭矩——中,與復合零件102的其它部分相比具有較低剛度和/或較高撓性的這樣的子零件可以是期望的。另外地,出于多種原因,取決于復合零件102的具體應用,與復合零件102的其它部分相比使子零件具有更大的強度可以是期望的。
參考例如圖1、12-16、22、23和25且具體地參考圖34,方法300進一步包括(方框334),與沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120同時地,在沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120之后壓實至少連續(xù)的軟線106的段120的分段180。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例138,其中實例138還包括上述的根據(jù)實例118-137中任一項的主題。
在方法300的執(zhí)行期間壓實連續(xù)的軟線106的分段180促進在方法300的執(zhí)行期間沉積的連續(xù)的軟線106的相鄰層之間的粘附。
參考例如圖1和13且具體地參考圖34,(方框334)在沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120后壓實至少連續(xù)的軟線106的段120的分段180包括(方框336)給予期望的橫截面形狀至連續(xù)的軟線106的段120。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例139,其中實例139還包括上述的根據(jù)實例138的主題。
在一些應用中,當連續(xù)的軟線106被沉積時,給予預定的橫截面形狀至連續(xù)的軟線106可以是期望的。
參考例如圖1和23且具體地參考圖34,方法300進一步包括,(方框338)與沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120同時地,在沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120后粗化至少連續(xù)的軟線106的段120的分段194。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例140,其中實例140還包括上述的根據(jù)實例118-139中任一項的主題。
粗化連續(xù)的軟線106的分段194增加其表面積,并且有助于在方法300的執(zhí)行期間抵靠其沉積的連續(xù)的軟線106的后繼層的粘附。
參考例如圖1和23且具體地參考圖34,方法300進一步包括,(方框340)與粗化至少連續(xù)的軟線106的段120的分段194同時地,收集由粗化至少連續(xù)的軟線106的段120的分段194產(chǎn)生的碎片。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例141,其中實例141還包括上述的根據(jù)實例140的主題。
收集由粗化分段194產(chǎn)生的碎片避免了光聚合物樹脂組件110的不需要的、松散的顆粒陷入連續(xù)的軟線106的相鄰的沉積層之間,這否則可導致復合零件102的不需要的性質(zhì)。
參考例如圖1和23且具體地參考圖34,方法300進一步包括,(方框342)與粗化至少連續(xù)的軟線106的段120的分段194同時地,分散由粗化至少連續(xù)的軟線106的段120的分段194產(chǎn)生的碎片。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例142,其中實例142還包括上述的根據(jù)實例140或141中任一項的主題。
分散由粗化分段194產(chǎn)生的碎片避免了光聚合物樹脂組件110的不需要的、松散的顆粒陷入連續(xù)的軟線106的相鄰的沉積層之間,這否則可以導致復合零件102的不需要的性質(zhì)。
參考例如圖1、17-20、23、32、和33且具體地參考圖34,方法300進一步包括(方框344)選擇性地切割連續(xù)的軟線106。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例143,其中實例143還包括上述的根據(jù)實例118-142中任一項的主題。
在執(zhí)行方法300期間選擇性地切割連續(xù)的軟線106允許在復合零件102上的不同位置處停止和開始連續(xù)的軟線106。
參考例如圖1、17-20、23、32和33且具體地參考圖34,(方框346)與沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120同時地,選擇性地切割連續(xù)的軟線106。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例144,其中實例144還包括上述的根據(jù)實例143的主題。
同時地切割和遞送連續(xù)的軟線106提供了連續(xù)的軟線106沿印刷路徑122的受控沉積。
參考例如圖1且具體地參考圖34,方法300進一步包括,(方框348)與以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124同時地,在段120離開遞送導向器112之后至少部分地保護至少連續(xù)的軟線106的段120的部分124免于氧化。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例145,其中實例145還包括上述的根據(jù)實例118-144中任一項的主題。
保護部分124免于氧化可以促進部分124的隨后的和/或同時的固化。
參考例如圖1且具體地參考圖34,(方框350)利用保護氣至少部分地保護至少連續(xù)的軟線106的段120的部分124免于氧化。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例146,其中實例146還包括上述的根據(jù)實例145的主題。
再次,保護部分124免于氧化可以促進部分124的隨后的和/或同時的固化。
參考例如圖1且具體地參考圖34,方法300進一步包括,(方框352)與沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120同時地,檢測復合零件102中的缺陷。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例147,其中實例147還包括上述的根據(jù)實例118-146中任一項的主題。
檢測段120中的缺陷允許在完成復合零件102之前選擇性地廢棄具有缺陷的復合零件102。因此,可以浪費更少的材料。而且,在連續(xù)的軟線106的后繼層將缺陷遮掩或隱藏在視野外之前,可以檢測否則將隱藏于多種類型的缺陷檢測器的視野外的缺陷。
參考例如圖1且具體地參考圖34,(方框302)沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120包括(方框354)在犧牲層上沉積至少連續(xù)的軟線106的段120的部分。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例148,其中實例148還包括上述的根據(jù)實例118-147中任一項的主題。
使用犧牲層可以允許在半空中沉積連續(xù)的軟線106的初始層,而不需要用于初始層的最初沉積的外部模具、表面114或其它剛性結構。即,犧牲層可以成為不犧牲的隨后沉積層的外部模具。
參考例如圖1且具體地參考圖34,方法300進一步包括(方框356)移除犧牲層以形成復合零件102。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例149,其中實例149還包括上述的根據(jù)實例148的主題。
移除犧牲層導致復合零件102處于期望的狀態(tài),其可以是完成的狀態(tài)或可以是由在完成方法300后的過程隨后操作的狀態(tài)。
參考例如圖1且具體地參考圖34,方法300進一步包括(方框358)沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106A的段120A。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例150,其中實例150還包括上述的根據(jù)實例118-149中任一項的主題。
換句話說,在執(zhí)行方法300期間可以使用不同構型的連續(xù)的軟線106。
例如,可以選擇不同的連續(xù)的軟線106的不同性質(zhì)用于復合零件102的不同的子零件。例如,連續(xù)的軟線106可以包括非樹脂組件108,其包括用于復合零件102的顯著部分的碳纖維,但是連續(xù)的軟線106可以包括非樹脂組件108,其包括用于另一部分的銅布線(wiring),以限定用于連接至電氣組件的完整的電氣路徑。另外地或可選地,與選擇用于復合零件102的內(nèi)部部分的非樹脂組件108不同的非樹脂組件108可以被選擇用于復合零件102的外表面。多個其它實例也在實例161的范圍內(nèi)。
參考例如圖1且具體地參考圖34,連續(xù)的軟線106A在非樹脂組件108或光聚合物樹脂組件110的至少一個中不同于連續(xù)的軟線106。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例151,其中實例151還包括上述的根據(jù)實例150的主題。
在執(zhí)行方法300期間不同的非樹脂組件108和/或光聚合物樹脂組件110允許利用貫穿復合零件102的不同的和期望的性質(zhì)制造定制的復合零件102。
參考例如圖1、10、和23-31且具體地參考圖34,(方框302)沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120包括(方框360)推動連續(xù)的軟線106通過遞送導向器112。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例152,其中實例152還包括上述的根據(jù)實例118-151中任一項的主題。
通過推動連續(xù)的軟線106通過遞送導向器112,可以將遞送導向器112放置在推動連續(xù)的軟線106的動力源——比如本文中的進給機構104——的下游。結果,這樣的動力源不干擾連續(xù)的軟線106的沉積,并且在方法300的執(zhí)行期間可以更容易地以復雜的三維模式操作遞送導向器112。
參考圖34,方法300進一步包括(方框362)在高壓釜或爐中固化復合零件102。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例153,其中實例153還包括上述的根據(jù)實例118-152中任一項的主題。
因此,原位遞送固化能量118可以僅部分地固化復合零件102,諸如以允許對復合零件102的后繼加工,如本文中所討論的,并且當需要時,可以在高壓釜或爐中完成復合零件102的隨后的完全固化。
參考例如圖1-11、14和21-31且具體地參考圖35,公開了增材制造復合零件102的方法400。方法400包括(方框402)通過拉動非樹脂組件108通過包含一定體積的液體光聚合物樹脂252的容器236,施加液體光聚合物樹脂252至非樹脂組件108,以產(chǎn)生連續(xù)的軟線106。連續(xù)的軟線106包括非樹脂組件108和光聚合物樹脂組件110,該光聚合物樹脂組件110包括施加至非樹脂組件108的液體光聚合物樹脂252的至少一些。方法400進一步包括(方框404)使連續(xù)的軟線106進入遞送導向器112,(方框406)推動連續(xù)的軟線106離開遞送導向器112,(方框408)經(jīng)由遞送導向器112沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120,和(方框410)遞送固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例154。
因此,可以執(zhí)行方法400以由至少復合材料制造復合零件102,該復合材料包括初始處于未固化狀態(tài)的光聚合物樹脂組件110并在復合零件102被制造的同時或在原位時由固化能量118至少部分地固化。通過在復合零件102制造期間施加液體光聚合物樹脂252至非樹脂組件108,在復合零件102制造期間產(chǎn)生連續(xù)的軟線106。因此,在執(zhí)行方法400期間,可以選擇不同的非樹脂組件108和/或不同的液體光聚合物樹脂252以定制或以其它方式產(chǎn)生在復合零件102內(nèi)的不同位置處具有不同特性的期望的復合零件102。而且,可以執(zhí)行方法400以使用連續(xù)的軟線106制造復合零件102,所述連續(xù)的軟線106貫穿復合零件102以期望的和/或預定的取向定向,比如以限定復合零件102的期望的性質(zhì)。
可以通過系統(tǒng)100執(zhí)行方法400。
參考例如圖1且具體地參考圖35,方法400進一步包括(方框412)檢測容器236內(nèi)液體光聚合物樹脂252的水平,和當液體光聚合物樹脂252的體積處于或低于下閾水平時選擇性地遞送液體光聚合物樹脂252至容器236。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例155,其中實例155還包括上述的根據(jù)實例154的主題。
因此,可以警告操作者容器236內(nèi)的液體光聚合物樹脂252的水平低并且需要補充。另外地或可選地,鑒于容器236內(nèi)的低水平,可以自動地補充液體光聚合物樹脂252。
參考例如圖1-3且具體地參考圖35,(方框402)拉動非樹脂組件108通過容器236包括限制離開容器236的液體光聚合物樹脂252的量。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例156,其中實例156還包括上述的根據(jù)實例154或155中任一項的主題。
通過限制離開容器236的液體光聚合物樹脂252的量,期望量的液體光聚合物樹脂252可以被施加至非樹脂組件108以產(chǎn)生連續(xù)的軟線106。另外,這樣的限制可以避免過量的液體光聚合物樹脂252與系統(tǒng)100的組件部分或與復合零件102的部分的不期望的接觸。
參考例如圖1-3且具體地參考圖35,(方框402)拉動非樹脂組件108通過容器236包括均勻地施加液體光聚合物樹脂252至非樹脂組件108。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例157,其中實例157還包括上述的根據(jù)實例154-156中任一項的主題。
可以期望均勻地施加液體光聚合物樹脂252以促進經(jīng)由遞送導向器112正在被沉積的連續(xù)的軟線106的層之間的粘附,以及防止在復合零件102中形成不期望的空隙。
參考例如圖1-3且具體地參考圖35,(方框402)拉動非樹脂組件108通過容器236包括配置非樹脂組件108在容器236內(nèi)的非樹脂組件108的任意兩個連續(xù)的段之間不具有小于60度的彎曲。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例158,其中實例158還包括上述的根據(jù)實例154-157中任一項的主題。
限制非樹脂組件108的彎曲可以避免對非樹脂組件108的損壞。
參考例如圖1、6-9、14、21和23-28且具體地參考圖35,(方框420)當朝向印刷路徑122推動連續(xù)的軟線106通過遞送導向器112時和在沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120之后,遞送固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例159,其中實例159還包括上述的根據(jù)實例154-158中任一項的主題。
同時固化和推動導致復合零件102的原位固化,并且隨后的固化——諸如在高壓釜中——可能不是必須的。
參考例如圖1、6-9、14、21和23-28且具體地參考圖35,(方框410)遞送固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124包括(方框422)在朝向印刷路徑122推進連續(xù)的軟線106的同時和在沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120之后,以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124,以至少部分地固化至少連續(xù)的軟線106的段120的部分124。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例160,其中實例160還包括上述的根據(jù)實例154-159中任一項的主題。
由于以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118,可以在復合零件102制造期間的任何給定時間關于段120的部分124建立期望水平或程度的固化。例如,如本文所討論的,在一些實施例中,在復合零件102制造期間固化一部分124——其大于或小于另一部分124——可以是期望的。
參考例如圖1和6且具體地參考圖35,(方框422)以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124包括(方框424)當?shù)谝粚?40正在被沉積時部分地固化連續(xù)的軟線106的段120的第一層140和當?shù)诙?42正抵靠第一層140被沉積時進一步固化第一層140。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例161,其中實例161還包括上述的根據(jù)實例160的主題。
通過當正沉積第一層140時僅部分地固化第一層140,第一層140可以保持發(fā)粘或者粘性,從而當?shù)诙?42抵靠第一層140被沉積時,促進第二層142抵靠第一層140粘附。然后,當?shù)诙?42正被部分地固化時,第一層140被進一步固化,以便抵靠第二層142沉積后繼層,諸如此類。
參考例如圖1和6且具體地參考圖35,(方框422)以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124包括(方框426)當?shù)谝粚?40正在被沉積時部分地固化連續(xù)的軟線106的段120的第一層140和當?shù)诙?42正抵靠第一層140被沉積時完全固化第一層140。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例162,其中實例162還包括上述的根據(jù)實例160或161中任一項的主題。
再次,通過當正沉積第一層140時僅部分地固化第一層140,第一層140可以保持發(fā)粘或者粘性,從而當?shù)诙?42抵靠第一層140被沉積時,促進第二層142抵靠第一層140粘附。然而,根據(jù)該實例162,當?shù)诙?42正部分地固化時第一層140被完全地固化。
參考例如圖1且具體地參考圖35,(方框422)以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124包括(方框428)固化小于整體的復合零件102。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例163,其中實例163還包括上述的根據(jù)實例160-162中任一項的主題。
在一些應用中,較小的固化部分可以是期望的,使得其隨后可以被后續(xù)過程加工,比如移除材料和/或添加結構或其它組件至復合零件102。
參考例如圖1且具體地參考圖35,(方框422)以控制的速率遞送預定的或主動確定的量的固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124包括(方框430)選擇性地改變固化能量118的遞送速率或遞送持續(xù)時間中的至少一個以給予不同的物理特性至復合零件102。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例164,其中實例164還包括上述的根據(jù)實例160-163中任一項的主題。
通過給予復合零件102不同的物理特性,可以使用具有與其它子零件不同的期望性質(zhì)的子零件制造定制的復合零件102。
參考例如圖1且具體地參考圖35,不同的物理特性包括強度、剛度、撓性、延展性或硬度中的至少一種。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例165,其中實例165還包括上述的根據(jù)實例164的主題。
如所提到的,可以選擇這些性質(zhì)中的每一種用于特定的目的。例如,在復合零件102——與復合零件102的其余部分相比,當使用時復合零件102在其子零件上接收顯著的扭矩——中,與復合零件102的其它部分相比具有較低剛度和/或較高撓性的這樣的子零件可以是期望的。另外地,出于多種原因,取決于復合零件102的具體應用,與復合零件102的其它部分相比使子零件具有更大的強度可以是期望的。
參考例如圖1、4、和5且具體地參考圖35,非樹脂組件108包括纖維、碳纖維、玻璃纖維、合成有機纖維、芳綸纖維、天然纖維、木質(zhì)纖維、硼纖維、碳化硅纖維、光學纖維、纖維叢、纖維絲束、纖維織物、絲、金屬絲、導絲或絲叢中的一種或多種。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例166,其中實例166還包括上述的根據(jù)實例154-165中任一項的主題。
在連續(xù)的軟線106中包括一種或多種纖維允許選擇復合零件102的期望的性質(zhì)。而且,選擇具體的纖維材料和/或選擇具體的纖維構型(例如,叢、絲束和/或織物)可以允許精確地選擇復合零件102的期望的性質(zhì)。復合零件102的實例性質(zhì)包括強度、剛度、撓性、延展性、硬度、導電性、導熱性等。非樹脂組件108不限于指定的實例,并且可以使用其它類型的非樹脂組件108。
參考例如圖1且具體地參考圖35,液體光聚合物樹脂252包括紫外光光聚合物樹脂、可見光光聚合物樹脂、紅外光光聚合物樹脂或X-射線光聚合物樹脂中至少一種。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例167,其中實例167還包括上述的根據(jù)實例154-166中任一項的主題。
可以選擇紫外光光聚合物樹脂、紅外光光聚合物樹脂或X-射線光聚合物樹脂,以便避免通過可見光的非故意固化,和/或允許精確地引導固化能量118至連續(xù)的軟線106的段120的部分124。在另一方面,可以選擇可見光光聚合物使得可以使用可見光形式的固化能量118來固化部分124。
參考例如圖1和6且具體地參考圖35,(方框408)沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120包括(方框432)抵靠自身或先前沉積的段120分層敷設(layer)連續(xù)的軟線106,以增材制造復合零件102。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例168,其中實例168還包括上述的根據(jù)實例154-167中任一項的主題。
通過抵靠其自身分層敷設連續(xù)的軟線106,可以通過執(zhí)行方法400制造三維復合零件102。
參考例如圖1且具體地參考圖35,(方框408)沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120包括(方框434)以預定的模式沉積連續(xù)的軟線106以選擇性地控制復合零件102的一種或多種物理特性。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例169,其中實例169還包括上述的根據(jù)實例154-168中任一項的主題。
當與通過傳統(tǒng)的復合材料敷設方法制造的類似零件相比時,通過控制復合零件102的一種或多種物理特性可以使用更少的總材料和/或可以減小具體零件的尺寸。
例如,與由復合材料的平面層片的多個層構建的復合零件相比,可以制造復合零件102,使得連續(xù)的軟線106的取向并且因而非樹脂組件108的取向產(chǎn)生期望的性質(zhì)。例如,如果零件包括洞,則通??梢砸試@洞的同心圓或螺旋布置連續(xù)的軟線,這導致連續(xù)的軟線106在洞的邊界處沒有或幾乎沒有中斷。結果,與通過傳統(tǒng)的復合材料敷設方法構建的類似零件相比,該零件的強度在洞的周圍顯著地更大。此外,該零件在洞的邊界處可以更少地遭受裂紋和其擴展。而且,由于在洞的周圍的期望的性質(zhì),當與通過傳統(tǒng)的復合材料敷設方法構建的類似零件相比時,該零件的總厚度、體積和/或質(zhì)量可以減小,同時實現(xiàn)期望的性質(zhì)。
參考例如圖1且具體地參考圖35,(方框408)沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120或(方框410)遞送固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124中的至少一種在復合零件102的不同位置處提供不同的物理特性。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例170,其中實例170還包括上述的根據(jù)實例154-169中任一項的主題。
再次,出于各種原因和應用,制造在不同位置具有不同性質(zhì)的復合零件102可以是期望的。
參考例如圖1且具體地參考圖35,物理特性包括強度、剛度、撓性、延展性或硬度中的至少一種。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例171,其中實例171還包括上述的根據(jù)實例169或170中任一項的主題。
可以選擇這些性質(zhì)中的每一種用于特定的目的。例如,在復合零件——與復合零件的其余部分相比,當使用時復合零件在其子零件上接收顯著的扭矩——中,與復合零件的其它部分相比具有較低剛度和/或較高撓性的這樣的子零件可以是期望的。另外地,出于多種原因,取決于復合零件102的具體應用,與復合零件102的其它部分相比使子零件具有更大的強度可以是期望的。
參考例如圖1且具體地參考圖35,方法400進一步包括(方框436)限制性地固化至少復合零件102的部分。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例172,其中實例172還包括上述的根據(jù)實例154-171中任一項的主題。
再次,在一些應用中,較小的固化部分可以是期望的,使得其隨后可以被后續(xù)過程加工,比如移除材料和/或添加結構或其它組件至復合零件102,并且較小的固化部分可以由固化過程的限制產(chǎn)生。
參考例如圖1且具體地參考圖35,(方框438)復合零件102的部分被限制性地固化以促進該部分的后續(xù)加工。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例173,其中實例173還包括上述的根據(jù)實例172的主題。
對復合零件102的后續(xù)加工可以是期望的,比如移除材料和/或添加結構或其它組件至復合零件102。
參考例如圖1、12-16、23和25且具體地參考圖35,方法400進一步包括,(方框440)與沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120同時地,在沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120之后壓實至少連續(xù)的軟線106的段120的分段180。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例174,其中實例174還包括上述的根據(jù)實例154-173中任一項的主題。
在方法400的執(zhí)行期間壓實連續(xù)的軟線106的分段180促進在方法400的執(zhí)行期間沉積的連續(xù)的軟線106的相鄰層之間的粘附。
參考例如圖1和13且具體地參考圖35,(方框440)在沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120之后,壓實至少連續(xù)的軟線106的段120的分段180包括(方框442)給予期望的橫截面形狀至連續(xù)的軟線106的段120。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例175,其中實例175還包括上述的根據(jù)實例174的主題。
在一些應用中,當連續(xù)的軟線106被沉積時,給予預定的橫截面形狀至連續(xù)的軟線106可以是期望的。
參考例如圖1、12和23且具體地參考圖35,方法400進一步包括,(方框444)與沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120同時地,在沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120后粗化至少連續(xù)的軟線106的段120的分段194。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例176,其中實例176還包括上述的根據(jù)實例154-175中任一項的主題。
粗化連續(xù)的軟線106的分段194增加其表面積,并且有助于在方法400的執(zhí)行期間抵靠其沉積的連續(xù)的軟線106的后繼層的粘附。
參考例如圖1和23且具體地參考圖35,方法400進一步包括,(方框446)與粗化至少連續(xù)的軟線106的段120的分段194同時地,收集由粗化至少連續(xù)的軟線106的段120的分段194產(chǎn)生的碎片。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例177,其中實例177還包括上述的根據(jù)實例176的主題。
收集由粗化分段194產(chǎn)生的碎片避免了光聚合物樹脂組件110的不需要的、松散的顆粒陷入連續(xù)的軟線106的相鄰的沉積層之間,這否則可導致復合零件102的不需要的性質(zhì)。
參考例如圖1和23且具體地參考圖35,方法400進一步包括,(方框448)與粗化至少連續(xù)的軟線106的段120的分段194同時地,分散由粗化至少連續(xù)的軟線106的段120的分段194產(chǎn)生的碎片。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例178,其中實例178還包括上述的根據(jù)實例176或177中任一項的主題。
分散由粗化分段194產(chǎn)生的碎片避免了光聚合物樹脂組件110的不需要的、松散的顆粒陷入連續(xù)的軟線106的相鄰的沉積層之間,這否則可以導致復合零件102的不需要的性質(zhì)。
參考例如圖1、17-20、23、32和33且具體地參考圖35,方法400進一步包括(方框450)選擇性地切割連續(xù)的軟線106。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例179,其中實例179還包括上述的根據(jù)實例154-178中任一項的主題。
在執(zhí)行方法400期間選擇性地切割連續(xù)的軟線106允許在復合零件102上的不同位置處停止和開始連續(xù)的軟線106。
參考例如圖1、17-20、23、32和33且具體地參考圖35,(方框452)與沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120同時地,選擇性地切割連續(xù)的軟線106。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例180,其中實例180還包括上述的根據(jù)實例179的主題。
同時地切割和遞送連續(xù)的軟線106提供了連續(xù)的軟線106沿印刷路徑122的受控沉積。
參考例如圖1且具體地參考圖35,方法400進一步包括,(方框454)與遞送固化能量118至少至連續(xù)的軟線106的段120的部分124同時地,在段120離開遞送導向器112之后至少部分地保護至少連續(xù)的軟線106的段120的部分124免于氧化。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例181,其中實例181還包括上述的根據(jù)實例154-180中任一項的主題。
保護部分124免于氧化可以促進部分124的隨后的和/或同時的固化。
參考例如圖1且具體地參考圖35,(方框456)利用保護氣至少部分地保護至少連續(xù)的軟線106的段120的部分124免于氧化。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例182,其中實例182還包括上述的根據(jù)實例181的主題。
再次,保護部分124免于氧化可以促進部分124的隨后的和/或同時的固化。
參考例如圖1且具體地參考圖35,方法400進一步包括,(方框458)與沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120同時地,檢測復合零件102中的缺陷。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例183,其中實例183還包括上述的根據(jù)實例154-182中任一項的主題。
檢測段120中的缺陷允許在完成復合零件102之前選擇性地廢棄具有缺陷的復合零件102。因此,可以浪費更少的材料。而且,在連續(xù)的軟線106的后繼層將缺陷遮掩或隱藏在視野外之前,可以檢測否則將隱藏于多種類型的缺陷檢測器的視野外的缺陷。
參考例如圖1且具體地參考圖35,(方框408)沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106的段120包括(方框460)在犧牲層上沉積至少連續(xù)的軟線106的段120的部分。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例184,其中實例184還包括上述的根據(jù)實例154-183中任一項的主題。
使用犧牲層可以允許在半空中沉積連續(xù)的軟線106的初始層,而不需要用于初始層的最初沉積的外部模具、表面114或其它剛性結構。即,犧牲層可以成為不犧牲的隨后沉積層的外部模具。
參考例如圖1且具體地參考圖35,方法400進一步包括(方框462)移除犧牲層以形成復合零件102。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例185,其中實例185還包括上述的根據(jù)實例184的主題。
移除犧牲層導致復合零件102處于期望的狀態(tài),其可以是完成的狀態(tài)或可以是由在完成方法400后的過程隨后操作的狀態(tài)。
參考例如圖1且具體地參考圖35,方法400進一步包括(方框464)沿印刷路徑122沉積連續(xù)的軟線106A的段120A。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例186,其中實例186還包括上述的根據(jù)實例154-185中任一項的主題。
換句話說,在執(zhí)行方法400期間可以可以使用不同構型的連續(xù)的軟線106。
例如,可以選擇不同的連續(xù)的軟線106的不同性質(zhì)用于復合零件102的不同的子零件。例如,連續(xù)的軟線106可以包括非樹脂組件108,其包括用于復合零件102的顯著部分的碳纖維,但是連續(xù)的軟線106可以包括非樹脂組件108,其包括用于另一部分的銅布線,以限定用于連接至電氣組件的完整的電氣路徑。另外地或可選地,與選擇用于復合零件102的內(nèi)部部分的非樹脂組件108不同的非樹脂組件108可以被選擇用于復合零件102的外表面。多個其它實例也在實例186的范圍內(nèi)。
參考例如圖1且具體地參考圖35,連續(xù)的軟線106A在非樹脂組件108或光聚合物樹脂組件110的至少一種中不同于連續(xù)的軟線106。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例187,其中實例187還包括上述的根據(jù)實例186的主題。
在執(zhí)行方法400期間不同的非樹脂組件108和/或光聚合物樹脂組件110允許利用貫穿復合零件102的不同的和期望的性質(zhì)制造定制的復合零件102。
參考圖35,方法400進一步包括(方框466)在高壓釜或爐中固化復合零件102。本段的前述主題表征本公開內(nèi)容的實例188,其中實例188還包括上述的根據(jù)實例154-187中任一項的主題。
因此,原位遞送固化能量118可以僅部分地固化復合零件102,諸如以允許對復合零件102的后繼加工,如本文中所討論的,和當需要時,可以在高壓釜或爐中完成復合零件102的隨后的完全固化。
本公開內(nèi)容的實例可以在如圖36中顯示的航空器制造和服務方法1100和如圖37中顯示的航空器1102的背景下描述。在生產(chǎn)前期間,說明性方法1100可以包括航空器1102的規(guī)格和設計(方框1104)以及材料采購(方框1106)。在生產(chǎn)期間,可以進行航空器1102的組件和子部件制造(方框1108)以及系統(tǒng)集成(方框1110)。其后,航空器1102可以在投入運行(方框1114)前經(jīng)歷鑒定和交付(方框1112)。運行的同時,航空器1102可以安排進行日常維護和保養(yǎng)(方框1116)。日常維護和保養(yǎng)可以包括對航空器1102的一個或多個系統(tǒng)進行改裝、重新配置、整修等。
說明性方法1100的過程中的每個可以由系統(tǒng)集成商、第三方和/或操作者——例如客戶——執(zhí)行或?qū)嵤?。出于本描述的目的,系統(tǒng)集成商可以包括但不限于任何數(shù)目的航空器制造商和主系統(tǒng)分包商;第三方可以包括但不限于任何數(shù)目的銷售商、分包商和供應商;并且操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事實體、服務組織等。
如圖37中所示,由說明性方法1100生產(chǎn)的航空器1102可以包括機身1118以及多個高級系統(tǒng)1120和內(nèi)部1122。高級系統(tǒng)1120的實例包括推進系統(tǒng)1124、電氣系統(tǒng)1126、液壓系統(tǒng)1128和環(huán)境系統(tǒng)1130中的一個或多個。可以包括任何數(shù)目的其它系統(tǒng)。雖然顯示了航天實例,但是本文公開的原理可以應用至其它工業(yè),比如汽車工業(yè)。因此,除航空器1102之外,本文公開的原理也可以應用至其它交通工具,例如陸上交通工具、海上交通工具、太空交通工具等。
可以在制造和服務方法1100的任何一個或多個階段期間采用本文顯示或描述的設備(一個或多個)和方法(一種或多種)。例如,對應于組件和子部件制造(方框1108)的組件和子部件可以以與當航空器1102在運行(方框1114)同時生產(chǎn)的組件或子部件類似的方式裝配或制造。同樣,可以在生產(chǎn)階段1108和1110期間利用設備(一個或多個)、方法(一種或多種)、或其組合的一個或多個實例,例如,通過大幅地加快航空器1102的組裝或降低航空器1102的成本。類似地,可以利用設備或方法實現(xiàn)的一個或多個實例或其組合,例如但不限于,航空器1102在運行中(方框1114)和/或在維護和保養(yǎng)(方框1116)期間的同時。
本文公開的設備(一個或多個)和方法(一種或多種)的不同的實例包括多種組件、特征和功能。應當理解,本文公開的設備(一個或多個)和方法(一種或多種)的多個實例可以包括以任意組合在本文公開的設備(一個或多個)和方法(一種或多種)的任何其它實例的任何組件、特征和功能,并且所有這些可能性都意欲在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)。
具有在上述描述和相關附圖中呈現(xiàn)的教導益處的本公開內(nèi)容所屬領域的技術人員將想到在本文陳述的實例的許多修改。
因此,應當理解,本公開內(nèi)容不限于闡明的具體實例,并且修改和其它實例意欲包括在所附權利要求的范圍內(nèi)。而且,雖然上述描述和相關附圖在元件和/或功能的某些說明性組合的背景下描述了本公開內(nèi)容的實例,但是應當領會,元件和/或功能的不同的組合可以由可選的實施提供,而不背離所附權利要求的范圍。因此,所附權利要求中括號內(nèi)的附圖標記僅出于說明性的目的呈現(xiàn),并且不意欲將要求保護的主題限制為本公開內(nèi)容中提供的具體實例。