[发明专利]用于增材制造的自动颗粒干燥和分配系统

说明书

一种用于形成制品的系统(100)包括至少一个打印头组件(106)，该打印头组件包括打印机头(108)、打印机喷嘴(116)和至少一个料斗(110)。该系统还包括具有至少一个干燥器(103)和分配器(105)的干燥组件(102)。干燥器用于干燥一种或多种聚合物树脂配方的多个聚合物颗粒(104)。分配器定位在打印头组件的上方并与打印头组件分离，用于在打印之前或期间直接从干燥组件分配干燥的多个颗粒并且到打印头组件的料斗中。此外，打印机头构造成使干燥的多个聚合物颗粒熔融。打印机喷嘴构造成用于将熔融的多个聚合物颗粒沉积和打印到基底(120)上以形成制品。该系统还包括用于控制和自动化该系统的控制器(118)。

技术领域

本公开总体上涉及增材制造，并且更特别地涉及用于在打印之前或期间干燥颗粒并将干燥的颗粒分配到一个或多个料斗(hopper)中以改进增材制造过程的系统和方法。

背景技术

风电被认为是目前可用的最清洁、最环境友好的能量源之一，并且风力涡轮在这方面已经得到越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。转子叶片利用已知的翼型件原理捕获风的动能。转子叶片以旋转能量的形式传递动能，从而转动轴，该轴将转子叶片联接到齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱，则直接联接到发电机。发电机然后将机械能转换成电能，该电能可被部署到公用电网。

转子叶片大体上包括吸力侧壳和压力侧壳，这两个壳典型地使用模制工艺形成，它们在沿着叶片的前缘和后缘的结合线处结合在一起。此外，压力壳和吸力壳相对轻质，并且其具有不构造成承受在操作期间施加在转子叶片上的弯矩和其它载荷的结构特性(例如，刚度、抗屈曲性和强度)。因此，为了增加转子叶片的刚度、抗屈曲性和强度，典型地使用一个或多个外部结构部件(例如，相对的翼梁帽，在它们之间构造有抗剪腹板)来增强主体壳，这些结构部件接合壳半部的内部压力侧表面和吸力侧表面。

翼梁帽典型地由各种材料构成，包括但不限于玻璃纤维层压复合物和/或碳纤维层压复合物。转子叶片的壳大体上通过在壳模具中堆叠纤维织物层而围绕叶片的翼梁帽构建。然后典型地将这些层用树脂浸渍在一起。

然而，随着增材制造的普及度提高，希望使用这种技术制造各种风力涡轮部件中的一些。尽管如此，在制造风力涡轮部件时必须考虑某些因素，诸如附着力、负载、刚度、强度等。

例如，在将塑料颗粒装载到3D打印机中之前，需要干燥塑料颗粒，因为干燥颗粒并从中除去水分导致更好的打印性能，包括在各个方向上的附着力和强度。对于常规的3D打印应用，颗粒在单独的干燥器中干燥，并且然后输送到3D打印机进行后续打印。更具体地，在打印过程开始之前，颗粒被装载到料斗中。然而，当颗粒位于料斗中时，尽管事先已经干燥，它们还是随着时间推移吸收水分。

当使用带有多个料斗的3D打印机来填充时，这个问题被放大，因为通过常规手段将干燥颗粒(保持干燥)分配到多个料斗中的可行性是有问题的。此外，常规干燥器较重且难以移动。

鉴于上述情况，本公开涉及用于在打印之前或期间将干燥颗粒分配到一个或多个料斗中以解决上述问题的改进系统和方法。

发明内容

本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可从描述中显而易见，或者可通过本发明的实践获知。

在一个方面，本公开涉及一种用于形成制品(article)的系统。该系统包括至少一个打印头组件，该打印头组件包括打印机头、打印机喷嘴和至少一个料斗。该系统还包括具有至少一个干燥器和至少一个分配器的干燥组件。(多个)干燥器用于干燥一种或多种聚合物树脂配方的多个聚合物颗粒。(多个)分配器定位在打印头组件的上方并与打印头组件分离，用于在打印之前或期间直接从干燥组件分配干燥的多个颗粒并且到打印头组件的料斗中。此外，打印机头构造成使干燥的多个聚合物颗粒熔融。打印机喷嘴构造成用于将熔融的多个聚合物颗粒沉积和打印到基底上以形成制品。该系统还包括用于控制和自动化该系统的控制器。