一種增材制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增材制造方法，克服目前基于FDM技術(shù)的增材制造方法在制造立體產(chǎn)品時耗時較長效率較低的不足，該方法用于一增材制造裝置制造立體產(chǎn)品，所述裝置包括多個噴嘴以及用于進給物料的進給部件，所述多個噴嘴位于同一個平面；所述立體產(chǎn)品的三維模型經(jīng)過分層處理后得到多個二維切片；該方法包括：所述進給部件進給物料；從所述多個噴嘴中的至少兩個噴嘴中同時擠出軟化的物料，以根據(jù)所述三維模型的一個二維切片聯(lián)合制造所述立體產(chǎn)品的一個層。本申請的實施例能夠大幅縮短制造時間，顯著提高制造效率。
【專利說明】一種增材制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制造方法，尤其涉及一種增材制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]增材制造技術(shù)已經(jīng)逐漸被工業(yè)界所認(rèn)知，并開始應(yīng)用到多個行業(yè)?，F(xiàn)有的基于熔融沉積造型(Fused Deposition Modeling, FDM)技術(shù)的增材制造方法,雖然制造出來的三維產(chǎn)品成型精度及強度可以滿足直接應(yīng)用的工業(yè)需求，也可以大幅縮短產(chǎn)品設(shè)計的研發(fā)周期，降低產(chǎn)品研發(fā)成本，但是其制造過程耗時較長，效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服目前基于FDM技術(shù)的增材制造方法在制造立體產(chǎn)品時耗時較長效率較低的不足。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種增材制造方法，用于一增材制造裝置制造立體產(chǎn)品，所述裝置包括多個噴嘴以及用于進給物料的進給部件，所述多個噴嘴位于同一個平面；所述立體產(chǎn)品的三維模型經(jīng)過分層處理后得到多個二維切片；其中，該方法包括:
所述進給部件進給物料；
從所述多個噴嘴中的至少兩個噴嘴中同時擠出軟化的物料，以根據(jù)所述三維模型的一個二維切片聯(lián)合制造所述立體產(chǎn)品的一個層。
[0005]優(yōu)選地，從所述多個噴嘴中的至少兩個噴嘴中同時擠出軟化的物料，以根據(jù)所述三維模型的一個二維切片聯(lián)合制造所述立體產(chǎn)品的一個層，包括:
所述至少兩個噴嘴位于需要填充的位置時，對應(yīng)的進料機構(gòu)進給物料；否則對應(yīng)的進料機構(gòu)停止進給物料；
其中，所述進給部件包括與所述多個噴嘴數(shù)量相等的多個進料機構(gòu)，所述多個進料機構(gòu)一一對應(yīng)地為所述多個噴嘴進給物料。
[0006]優(yōu)選地，從所述多個噴嘴中的至少兩個噴嘴中同時擠出軟化的物料，以根據(jù)所述三維模型的一個二維切片聯(lián)合制造所述立體產(chǎn)品的一個層，包括:
所述至少兩個噴嘴位于需要填充的位置時，開啟對應(yīng)的閥門以擠出軟化的物料，否則關(guān)閉對應(yīng)的閥門；
其中，所述多個噴嘴中各自設(shè)置有閥門。
[0007]優(yōu)選地，該方法包括:
所述多個噴嘴在垂直于所述平面的方向上進行直線運動。
[0008]優(yōu)選地，所述多個噴嘴在垂直于所述平面的方向上進行直線運動，包括:
所述多個噴嘴通過移動支架的帶動在垂直于所述平面的方向上進行直線運動；
其中，所屬裝置包括所述移動支架以及與所述多個噴嘴數(shù)量相等的多個噴頭，所述多個噴頭安裝在所述移動支架上；所述多個噴嘴一一對應(yīng)地設(shè)置在所述多個噴頭上。[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的實施例在同一時刻可以通過多個噴嘴同時進行制造，經(jīng)過一次直線運動就可以制造出立體產(chǎn)品一層中的多根線段，從而能夠大幅縮短制造時間，顯者提聞制造效率。
[0010]本發(fā)明的部分特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中予以闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)或流程來實現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖用來提供對本發(fā)明技術(shù)方案的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本申請的實施例一起用于解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，并不構(gòu)成對本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
[0012]圖1為本申請實施例的增材制造方法的流程示意圖。
[0013]圖2為本申請實施例中的增材制造設(shè)備在第一維的方向上的示意圖。
[0014]圖3為本申請實施例中的增材制造設(shè)備在第二維的方向上的示意圖。
[0015]圖4為本申請實施例中的增材制造設(shè)備的各噴嘴在所屬平面上的位置示意圖。
[0016]圖5為適用于本申請實施例的制造方法的一個二維切片的示意圖。
[0017]圖6為本申請實施例中另一種增材制造設(shè)備的噴嘴在平面內(nèi)的位置分布示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。本申請實施例以及實施例中的各個特征在不相沖突前提下的相互結(jié)合，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0019]本發(fā)明的技術(shù)人員經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，目前基于FDM技術(shù)的增材制造方法在制造一個立體產(chǎn)品時，同一時間都是單噴嘴進行工作，這是目前基于FDM技術(shù)的增材制造方法工作效率較低的原因之一。
[0020]本發(fā)明的技術(shù)人員研究中注意到，現(xiàn)階段部分增材制造設(shè)備雖然配置了兩個或兩個以上的噴嘴，但是這些噴嘴并不會用來同時制造同一個立體產(chǎn)品。這類設(shè)備中，有些是各個噴嘴各自獨立地制造構(gòu)造相同的立體產(chǎn)品，其可以同時制造多個完全一樣的立體產(chǎn)品；有些是各個噴嘴分階段聯(lián)合制造同一個立體產(chǎn)品，比如采用不同的噴嘴擠出不同顏色的物料以分別制造同一個立體產(chǎn)品不同高度的部分，或者針對同一個立體產(chǎn)品的不同部位匕如光滑的外表面和位于內(nèi)部的較為稀疏的填充部分)而采用不同的噴嘴進行不同需求的制造。但是，這些增材制造設(shè)備在制造一個立體產(chǎn)品時，在同一時刻仍然只有一個噴嘴在工作，因此這類增材制造設(shè)備在制造單個的立體產(chǎn)品時，效率難以提高。
[0021]本申請實施例的增材制造方法，主要用于通過增材制造技術(shù)，根據(jù)立體產(chǎn)品的三維模型來制造出立體產(chǎn)品。通常地，對三維模型進行分層處理獲得該三維模型的一系列二維切片，然后根據(jù)這一系列的二維切片來進行逐層制造，通過逐層堆積最后獲得該立體產(chǎn)品O
[0022]本申請實施例的增材制造方法，用于增材制造裝置制造立體產(chǎn)品，相應(yīng)的增材制造裝置包含有多個噴嘴以及用于進給物料的進給部件，這些噴嘴位于同一個平面上。這些噴嘴可以在垂直于該平面的方向上進行移動。如圖1所示，本申請實施例的增材制造方法，主要包括如下內(nèi)容:
步驟S110，增材制造裝置中的進給部件進給物料；
步驟S120，從增材制造裝置所包含的多個噴嘴中的至少兩個噴嘴中，同時擠出軟化的物料，以根據(jù)三維模型的一個二維切片聯(lián)合制造立體產(chǎn)品的一個層。
[0023]如圖2和圖3所示，本申請實施例中所述及的增材制造設(shè)備，主要包括有第一噴嘴
11、第二噴嘴12以及第三噴嘴13，三個噴嘴位于同一個平面且分別位于三個噴頭上，其中第一噴嘴位于第一噴頭21上，第二噴嘴12位于第二噴頭22上，第三噴嘴13位于第三噴頭23上。用于進給物料的進給部件30與三個噴頭相連，為該三個噴頭進給物料。
[0024]進給部件30為第一噴頭21、第二噴頭22以及第三噴頭23進給物料時，通過加熱部件對物料進行加熱或者直接進給軟化的物料等方式，可以從第一噴嘴11、第二噴嘴12及第三噴嘴13中同時擠出軟化的物料，以根據(jù)二維切片在位于噴嘴下方的工作平臺40或者其他制造平面上，聯(lián)合制造出立體產(chǎn)品對應(yīng)于該二維切片的一層。
[0025]可選地，根據(jù)立體產(chǎn)品所需要的成型精度、允許制造該立體產(chǎn)品的時間等因素，立體產(chǎn)品的一層的厚度(下文稱之為層高)可以預(yù)設(shè)為0.1毫米、0.2毫米等。一般地，層高越小，立體產(chǎn)品的成型精度越高，相應(yīng)地耗時也越長。
[0026]本申請實施例中所述及的增材制造設(shè)備，各噴嘴與工作平臺40的距離相等。三個噴嘴與工作平臺40之間的距離在合適的尺寸，進給部件30為三個噴頭進給物料并且三個噴嘴根據(jù)二維切片的制造路徑和制造方向進行移動時，從三個噴嘴中擠出軟化的物料就能夠粘在工作平臺40或者其他制造平面上，從而可以制造出立體產(chǎn)品的一層。比如，在制造過程中，各噴嘴擠出的軟化的物料也可以堆積在先前制造出的該立體產(chǎn)品的一層上，從而形成新的一層，此時先前制造出的一層即為一個制造平面。
[0027]本申請實施例中所述及的增材制造設(shè)備，多個噴嘴在所屬平面內(nèi)的二維坐標(biāo)系的第一維上互不重合。多個噴嘴在所屬平面內(nèi)的二維坐標(biāo)系的第二維上也互不重合。比如，多個噴嘴位于所屬平面內(nèi)的一條直線上。典型地，多個噴嘴在該直線上還可以是等距離分布的。此時，該多個噴嘴在該平面內(nèi)的某一個方向上移動一次，即可以用軟化的物料同時在該方向上填充出與噴嘴數(shù)量相等的線段。
[0028]如圖2、圖3以及圖4所示，本申請實施例中所述及的增材制造設(shè)備，第一噴嘴11、第二噴嘴12以及第三噴嘴在所屬平面的第一維上以第一距離X等距離分布，在所屬平面的第二維上以第二距離y等距離分布。圖4中，點a表示第一噴嘴11在三個噴嘴所屬平面中的位置，點b表示第二噴嘴12在三個噴嘴所屬平面中的位置，點c表示第三噴嘴13在三個噴嘴所屬平面中的位置。該第一維可以是該平面中二維坐標(biāo)系的X軸，該第二維可以是該平面中二維坐標(biāo)系的Y軸。此時，該平面內(nèi)的二維坐標(biāo)系與垂直于該平面的方向，可以組成三維坐標(biāo)系，其中該平面中二維坐標(biāo)系的X軸為該三維坐標(biāo)系的X軸，該平面中二維坐標(biāo)系的Y軸為該三維坐標(biāo)系的Y軸，垂直于該平面的方向為該三維坐標(biāo)系的Z軸方向。
[0029]需要說明的是，該第一距離X與第二距離y，可以相等，也可以不相等。當(dāng)該第一距離X與第二距離I相等時，各噴嘴在所屬平面的二維坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)形成斜率為I的直線；當(dāng)該第一距離X與第二距離y不相等時，各噴嘴在所屬平面的二維坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)形成斜率大于I或小于I的直線。[0030]圖4所示的示意圖中，第一噴嘴11、第二噴嘴12以及第三噴嘴13共三個噴嘴在所屬平面內(nèi)形成一條直線，而且這三個噴嘴在該直線上是等距離分布的。也即，第一噴嘴11、第二噴嘴12和第三噴嘴在第一維上均相距第一距離X，在第二維上均相距第二距離I。其中，相鄰兩噴嘴在第一維上的第一距離X，小于這兩個噴嘴在第二維上的第二距離I。具體地，第一噴嘴11和第二噴嘴12在第一維上的第一距離X，小于第一噴嘴11和第二噴嘴12在第二維上的第二距離I ;第二噴嘴12和第三噴嘴13在第一維上的第一距離X，小于第二噴嘴12和第三噴嘴13在第二維上的第二距離y。這三個噴嘴相互之間在第一維上的距離小于對應(yīng)的第二維上的距離，更加適合于在第一維上的長度小于在第二維上長度的立體產(chǎn)品的制造。對于在第一維上的長度大于在第二維上長度的立體產(chǎn)品，可以選擇各噴嘴相互之間在第一維上的距離大于對應(yīng)的第二維上的距離的制造設(shè)備來進行制造。
[0031]如圖2和圖3所示，本申請實施例所述及的增材制造設(shè)備，還包括移動支架50以及框架60等。第一噴頭21、第二噴頭22以及第三噴頭23與進給部件30固定相連，進給部件30安裝在移動支架50上，移動支架50以及工作平臺40等安裝在框架60上。移動支架50可以在垂直于工作平臺40的方向上進行移動，從而帶動三個噴頭在垂直于工作平臺40的方向上進行移動。其中，前述的第一維和第二維分別可以是三維坐標(biāo)系中的X軸和Y軸時，垂直于工作平臺40的方向就可以是Z軸方向。
[0032]在本申請的一些實施例中，多個噴嘴在所屬平面內(nèi)的分布，也可以不是位于某一條直線上，也即該些噴嘴并不具有平面內(nèi)的共線關(guān)系?；蛘撸鄠€噴嘴雖然在所屬平面內(nèi)具有共線關(guān)系(均位于同一條直線上)，但該些噴嘴在直線上并不是等距離分布的。本申請實施例的制造方法所述及的增材制造設(shè)備中的噴嘴，也可以按照這種方式進行分布。至少在一次制造作業(yè)中，各噴嘴之間的相對位置是固定的，相對于工作平臺均是同步移動，且移動方向、速度、時間等都是一樣的，因此噴嘴之間的間距不相等時，間距較近的兩個噴嘴之間的空間填充滿的同時，間距較寬的兩個噴嘴之間還留有未填充完畢的空間，這將增加各噴頭同時擠出軟化的物料來協(xié)同制造產(chǎn)品的難度。
[0033]因此，對于多個噴嘴在所屬平面內(nèi)的分布不共線分布，或者雖然共線分布但間距不相等時，可以根據(jù)產(chǎn)品的特點選擇其中部分噴嘴來進行聯(lián)合作業(yè)，以降低各噴嘴之間的協(xié)同難度，同時可以提供多種噴嘴組合方式來針對不同的產(chǎn)品進行制造。比如，產(chǎn)品在X軸方向上的尺寸較大而在Y軸方向上的尺寸較小，此時可以選擇X軸方向上間距較小而Y軸方向上間距較大的至少兩個噴嘴來進行聯(lián)合制造，以減少各噴嘴相對于工作平臺在X軸方向上的移動幅度，提供制造效率。當(dāng)然，產(chǎn)品在X軸方向上的尺寸較大而在Y軸方向上的尺寸較小，此時選擇X軸方向上間距較大而Y軸方向上間距較小的至少兩個噴嘴來進行聯(lián)合制造，也是可行的。
[0034]本申請實施例的增材制造方法所述及的增材制造設(shè)備，進給部件30進給的是絲狀物料比如塑料絲等。常見的塑料絲比如有PLA塑料絲或者ABS塑料絲等。在其他實施例中，進給部件30也可以進給軟化的物料比如處于軟化狀態(tài)的巧克力，或者混凝土等等，從而可以制造出能夠食用的以巧克力為原料的立體產(chǎn)品，或者建筑物等等。
[0035]本申請實施例的增材制造方法在應(yīng)用前，對立體產(chǎn)品的三維模型已進行分層處理，獲得三維模型的一系列的二維切片。圖5示出了適用于本申請實施例的增材制造方法進行制造的一個二維切片。圖5所示的該二維切片，表示的是內(nèi)部包含有三個圓孔的矩形截面，三個噴嘴從該二維切片的左上角開始制造。三個噴嘴在該二維切片上的制造路徑和制造方向，分別用線條和箭頭表示在圖5中。其中，實線表示的是第一噴嘴的制造路徑，虛線表示的是第二噴嘴的制造路徑，雙點劃線表示的是第三噴嘴的制造路徑。
[0036]需要說明的是，圖5所示的二維切片，包含了由第三噴嘴制造的位于該矩形截面邊緣位置的兩圈，相當(dāng)于該矩形截面的邊界。本申請的實施例中，該邊界是由第三噴嘴單獨完成，內(nèi)部的填充由三個噴嘴聯(lián)合完成。當(dāng)然，作為該矩形截面的邊界的兩圈，由第一噴嘴或者第二噴嘴單獨完成同樣也是可行的。
[0037]當(dāng)立體產(chǎn)品在前述第二維上的外輪廓尺寸大于第一噴嘴和第三噴嘴在第二維上的距離，則本申請實施例的增材制造方法，在第一維的方向上的一次直線運動，就可以在立體產(chǎn)品的一個層上同時制造出三條線段。從而，對于立體產(chǎn)品的一個層來說，通過逐條線段地進行制造，即可以根據(jù)對應(yīng)的二維切片，完整地制造出該立體產(chǎn)品的一個層。
[0038]需要說明的是，本申請的實施例中，各噴嘴在第一維和/或第二維的方向上的移動，可以是通過移動各噴嘴而保持工作平臺相對于框架的位置不變來實現(xiàn)，也可以是通過移動工作平臺而保持各噴嘴相對于框架的位置不變來實現(xiàn)。也就是說，各噴嘴在第一維和/或第二維的方向上的移動，指的是各噴嘴相對于工作平臺而言的。
[0039]在具體實現(xiàn)時，可以是各噴嘴在第一維的方向上能夠進行往復(fù)的直線運動，而工作平臺在第二維的方向上能夠進行往復(fù)的直線運動。在這種情形下，各噴嘴在第一維方向上的移動，是通過移動支架帶動噴嘴進行相對于框架的移動來實現(xiàn)的；噴嘴在第二方向上的移動，是通過工作平臺相對于框架的移動來實現(xiàn)的。
[0040]當(dāng)然，還可以有其他的具體實現(xiàn)方式。比如，工作平臺與框架的相對位置保持固定，而各噴嘴既可以在第一維的方向上進行相對于框架的直線運動，也可以在第二維的方向上進行相對于框架的直線運動。這種情形下，各噴嘴在第一維和第二維的方向上的移動，都是通過移動支架在第一維和第二維的方向上的直線運動來實現(xiàn)的。再如，各噴嘴與框架的相對位置保持固定，而工作平臺既可以在第一維的方向上進行相對于框架的直線運動，也可以在第二維的方向上進行相對于框架的直線運動。這種情形下，各噴嘴在第一維和第二維的方向上的移動，都是通過移動工作平臺進行相對于框架的直線運動來實現(xiàn)的。
[0041]本申請實施例的增材制造方法根據(jù)圖5所示的二維切片制造立體產(chǎn)品時，第一噴嘴在制造邊界內(nèi)從上到下的第十三根線段的同時，第二噴嘴制造邊界內(nèi)從上到下的第七根線段，第三噴嘴制造邊界內(nèi)從上到下的第一根線段，第一噴嘴、第二噴嘴以及第三噴嘴從左到右直線運動一次，即同時制造出了三根線段。第一噴嘴在制造邊界內(nèi)從上到下的第三十一根線段的同時，第二噴嘴制造邊界內(nèi)從上到下的第二十五根線段，第三噴嘴制造邊界內(nèi)從上到下的第十九根線段。這樣，三根噴嘴從右到左直線運動運動一次，又同時制造出了三根線段。其中，圖5所示的線段(也即噴嘴的制造路徑)平行于前述的第一維的方向。
[0042]經(jīng)過往復(fù)的直線運動，當(dāng)三個噴嘴在第二維的方向上共移動了前述的第二距離y時，三個噴嘴在第二維的方向上就聯(lián)合制造出了三倍于該第二距離y的寬度。之后，將三個噴嘴在第二維的方向上移動兩倍的該第二距離I之后繼續(xù)進行制造。如圖5所示，如果是移動支架帶動各噴嘴逐行作業(yè)，在從上到下的方向上總共移動第二距離y時(圖5中以6個制造路徑的寬度之和示出該第二距離y)，三個噴嘴就會在從上到下的方向上聯(lián)合制造出三倍于該第二距離I的寬度，因為第一噴嘴在從上到下的方向上制造了一個第二距離I的寬度，第二噴嘴和第三噴嘴也同時各自在從上到下的方向上分別制造了一個第二距離y的寬度。然后，移動支架直接帶動三個噴嘴繼續(xù)在從上倒下的方向上移動兩個第二距離y，跨過由第一噴嘴和第二噴嘴所制造的部分，然后從左端繼續(xù)進行制造。在移動支架帶動三個噴嘴跨過這一第二距離I時，三個噴嘴將停止制造，不會從噴嘴中擠出軟化的物料。
[0043]需要說明的是，三個噴嘴或者其他數(shù)量的噴嘴在根據(jù)圖5所示二維切片進行制造時，對于圓孔部分或者其他不需要填充的部分，途徑的噴嘴在經(jīng)過時會停止制造，也即不會從噴嘴中擠出軟化的物料。
[0044]因此，相比于每次只能制造一根線段的單噴頭(或者說單噴嘴)的增材制造設(shè)備而言，本申請實施例的增材制造方法中，多個噴嘴同步動作，完成一個直線運動就可以同時制造多根線段，因此可以大幅縮短制造一個立體產(chǎn)品所需要的時間，顯著提高了制造效率。對于圖5所示的外輪廓為矩形的二維切片，如果采用三個噴嘴來進行制造，則可以將制造時間縮短為單噴頭進行制造的約1/3 ;如果采用兩個噴嘴來進行制造，則可以將制造時間縮短為單噴頭進行制造的約1/2。
[0045]當(dāng)然，如圖5所示的二維切片以及制造路徑和方向，經(jīng)過一段時間的制造，剩余部分在第二維的方向上的尺寸無法采用三個噴嘴在第二維的方向上繼續(xù)制造，也即剩余部分在第二維的方向上的尺寸小于兩倍的第二距離y，此時可以任意選擇三個噴嘴中的任意一個來繼續(xù)進行制造。而且，如果剩余部分在第二維的方向上的尺寸小于兩倍的第二距離y但大于第二距離y，此時還可以從三個噴嘴中任意選擇相鄰的兩個噴嘴來繼續(xù)進行制造，直到剩余部分在第二維的方向上的尺寸小于等于第二距離y時，再從三個噴嘴中任意選擇一個噴嘴來繼續(xù)進行制造。
[0046]本申請實施例的增材制造方法所述及的增材制造設(shè)備，也可以是包含其他數(shù)量的噴嘴，比如兩個噴嘴、四個噴嘴、五個噴嘴等等。圖6示出了包含有四個噴嘴的一種增材制造設(shè)備中，四個噴嘴在所屬平面內(nèi)的位置分布示意圖。該四個噴嘴在所屬平面的第一維上以第三距離P等距離分布，在所屬平面的第二維上以第四距離q等距離分布。該四個噴嘴在所屬平面中的位置，分別用點k、點1、點m以及點η表示。該第一維可以是該平面中二維坐標(biāo)系的X軸，該第二維可以是該平面中二維坐標(biāo)系的Y軸。此時，該平面內(nèi)的二維坐標(biāo)系與垂直于該平面的方向，可以組成三維坐標(biāo)系，其中該平面中二維坐標(biāo)系的X軸為該三維坐標(biāo)系的X軸，該平面中二維坐標(biāo)系的Y軸為該三維坐標(biāo)系的Y軸，垂直于該平面的方向為該三維坐標(biāo)系的Z軸方向。
[0047]需要說明的是，該第三距離P與第四距離q，可以相等，也可以不相等。當(dāng)該第三距離P與第四距離q相等時，各噴嘴在所屬平面的二維坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)形成斜率為I的直線；當(dāng)該第三距離P與第四距離q不相等時，各噴嘴在所屬平面的二維坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)形成斜率大于I或小于I的直線。
[0048]圖6示出的本申請實施例的增材制造方法所述及的增材制造設(shè)備中，四個噴嘴在所屬平面內(nèi)形成一條直線，而且這四個噴嘴在該直線上是等距離分布的。也即，相鄰兩個噴嘴第一維上均相距第三距離P，在第二維上均相距第四距離q。其中，相鄰兩噴嘴在第一維上的第三距離P，等于這兩個噴嘴在第二維上的第四距離q，也就是說這四個噴嘴在所屬平面的二維坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)形成斜率為I的直線。
[0049]圖6示出的本申請實施例的增材制造方法所述及的增材制造設(shè)備，在選擇四個噴嘴同時制造一件立體產(chǎn)品時，在立體產(chǎn)品于第二維上的外輪廓尺寸大于三倍的第四距離q(也即四個噴嘴中距離最遠(yuǎn)的兩個噴嘴之間的距離)的部分，在第一維的方向上的一次直線運動，就可以在立體產(chǎn)品的一個層上同時制造出四條線段。
[0050]當(dāng)四個噴嘴在第二維的方向上共移動了前述的一個第四距離q時，四個噴嘴在第二維的方向上就聯(lián)合制造出了四倍于該第四距離q的寬度。之后，將四個噴嘴在第二維的方向上移動三倍于該第四距離q之后，可以繼續(xù)進行制造。
[0051]因此，本申請實施例的增材制造方法在采用圖6示出的增材制造設(shè)備進行作業(yè)時，相比于每次只能制造一根線段的單噴頭(或者說單噴嘴)的增材制造設(shè)備而言，四個噴嘴同步動作，完成一個直線運動就可以同時制造四根線段，因此可以大幅縮短制造一個立體產(chǎn)品所需要的時間，顯著提高制造效率。
[0052]以上通過設(shè)置有三噴嘴以及四噴嘴的本申請的實施例進行說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員就能夠理解本發(fā)明技術(shù)方案采用多個噴嘴同時制造一件立體產(chǎn)品相對于現(xiàn)有技術(shù)中采用單噴頭或者單噴嘴制造一件立體產(chǎn)品所體現(xiàn)出的突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步，同時也不難理解設(shè)置其他數(shù)量的噴嘴的本申請的實施例的具體機構(gòu)、相應(yīng)的運作過程以及相對于現(xiàn)有技術(shù)所能體現(xiàn)的優(yōu)勢。
[0053]如果各噴嘴的制造路徑平行于第一維的方向，且立體產(chǎn)品對應(yīng)于二維切片的層在第二維的方向上的外輪廓尺寸大于多個噴嘴中最外側(cè)的兩個噴嘴在第二維的方向上的距離，那么至少對應(yīng)于該二維切片的一部分，各噴嘴是可以同時進行制造的(當(dāng)然，不需要填充的部分除外)。各噴嘴無法同時進行制造的情形，主要是經(jīng)過多個噴嘴的聯(lián)合作業(yè)，該層上剩余部分在第二維方向上的外輪廓尺寸，小于多個噴嘴中最外側(cè)的兩個噴嘴在第二維的方向上的距離時，就只能選擇其中一部分噴嘴甚至其中一個噴嘴進行剩余部分的制造。
[0054]本申請實施例的增材制造方法所述及的增材制造設(shè)備中，進給部件與各噴嘴的位置關(guān)系，可以是如圖2和圖3所示距離較近的近端送料方式。在其他實施例中，進給部件也可以是遠(yuǎn)離各噴嘴的安裝方式，這種安裝方式通常稱之為遠(yuǎn)程送料。
[0055]對于近端送料方式，進給部件包括可以與多個噴嘴數(shù)量相等的多個進料機構(gòu)，每個進料機構(gòu)一一對應(yīng)地進行獨立進料。各進料機構(gòu)為對應(yīng)的噴嘴供給物料是相互獨立的，相互之間的進料作業(yè)并不干擾，便于根據(jù)需要利用全部或者部分的噴嘴進行制造。
[0056]在制造過程中，當(dāng)噴嘴位于需要填充的位置時，對應(yīng)的進料機構(gòu)就進給物料，軟化的物料被從位于需要填充的位置上的噴嘴中擠出以進行制造；否則，當(dāng)噴嘴位于不需要填充的位置時，對應(yīng)的進料機構(gòu)就停止進給物料，由于噴嘴中軟化的物料沒有后續(xù)進料的壓力，從而不會被擠出。
[0057]本申請的實施例，無論是近端送料的制造方式還是遠(yuǎn)程送料的制造方式，均可以在每個噴嘴中設(shè)置一個閥門。各噴嘴中的閥門在相應(yīng)控制器的控制作用下開啟或者關(guān)閉噴嘴，各控制器的控制是相互獨立，從而各噴嘴之間可以互不干擾地進行作業(yè)。當(dāng)噴嘴位于需要填充的位置時，在相應(yīng)控制器的控制作用下開啟其中的閥門，噴嘴中軟化的物料在后續(xù)進料的壓力下被擠出；否則，當(dāng)噴嘴位于不需要填充的位置時，在相應(yīng)控制器的控制作用下關(guān)閉其中的閥門，軟化的物料不會被擠出。本申請的實施立中，噴嘴中的閥門，比如可以是針閥。
[0058]本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本申請實施例所提供的裝置的組成部分，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上?？蛇x地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)。從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。
[0059]雖然本發(fā)明所揭露的實施方式如上，但所述的內(nèi)容僅為便于理解本發(fā)明而采用的實施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式及細(xì)節(jié)上進行任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種增材制造方法，用于一增材制造裝置制造立體產(chǎn)品，所述裝置包括多個噴嘴以及用于進給物料的進給部件，所述多個噴嘴位于同一個平面；所述立體產(chǎn)品的三維模型經(jīng)過分層處理后得到多個二維切片；其中，該方法包括: 所述進給部件進給物料； 從所述多個噴嘴中的至少兩個噴嘴中同時擠出軟化的物料，以根據(jù)所述三維模型的一個二維切片聯(lián)合制造所述立體產(chǎn)品的一個層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，從所述多個噴嘴中的至少兩個噴嘴中同時擠出軟化的物料，以根據(jù)所述三維模型的一個二維切片聯(lián)合制造所述立體產(chǎn)品的一個層，包括: 所述至少兩個噴嘴位于需要填充的位置時，對應(yīng)的進料機構(gòu)進給物料；否則對應(yīng)的進料機構(gòu)停止進給物料； 其中，所述進給部件包括與所述多個噴嘴數(shù)量相等的多個進料機構(gòu)，所述多個進料機構(gòu)一一對應(yīng)地為所述多個噴嘴進給物料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，從所述多個噴嘴中的至少兩個噴嘴中同時擠出軟化的物料，以根據(jù)所述三維模型的一個二維切片聯(lián)合制造所述立體產(chǎn)品的一個層，包括: 所述至少兩個噴嘴位于需要填充的位置時，開啟對應(yīng)的閥門以擠出軟化的物料，否則關(guān)閉對應(yīng)的閥門； 其中，所述多個噴嘴中各自設(shè)置有閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該方法包括: 所述多個噴嘴在垂直于所述平面的方向上進行直線運動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述多個噴嘴在垂直于所述平面的方向上進行直線運動，包括: 所述多個噴嘴通過移動支架的帶動在垂直于所述平面的方向上進行直線運動； 其中，所屬裝置包括所述移動支架以及與所述多個噴嘴數(shù)量相等的多個噴頭，所述多個噴頭安裝在所述移動支架上；所述多個噴嘴一一對應(yīng)地設(shè)置在所述多個噴頭上。
【文檔編號】B29C67/00GK103802319SQ201410051186
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】黃潔 申請人:青島尚慧信息技術(shù)有限公司