粘合劑分配裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種粘合劑分配裝置。在一個方案中該粘合劑分配裝置設置用于使用水基粘合劑在生成三維模型時粘合連續的多層紙。該紙能以傳統紙張尺寸提供，并且可一次一頁地在系統內從存儲部移動到構建物體位置。該系統通常利用粘合劑施加輪實現將粘合劑施加在紙上，該粘合劑施加輪具有多個用于容納粘合劑的沿周向間隔開的凹槽。輪可旋轉以將充入一個或更多個凹槽的粘合劑輸送到目標基底，并且在該目標基底上的離散點處沉積受控量的粘合劑。

【技術實現步驟摘要】
【專利說明】粘合劑分配裝置本申請是申請號為200880125677.0 (國際申請號PCT/EP2008/066473)、國際申請日為2008年11月28日、專利技術名稱為“粘合劑分配裝置”的專利技術專利申請的分案申請。
本專利技術涉及提供快速原型制作(rapid prototyping)能力的分層實體制造(LOM)系統。在優選設置中，本專利技術涉及粘合劑分配裝置，特別涉及在用于快速原型制作(RP)的分層實體制造(LOM)系統中涂布粘合劑使用的粘合劑分配裝置。
技術介紹
快速原型制作定義為受計算機控制的加成制造，因為通過增加材料而不是依靠材料的去除或減少的傳統加工方法來制造物體。應當理解，術語“快速”是相對術語而是在技術內具有特定意義的一個術語，因為最終的三維物品的結構根據使用的方法以及模型的尺寸和復雜性可以花費從幾小時到幾天的時間。存在許多在快速原型制作的一般領域內采用的已知方法。分層實體制造(LOM)是快速原型制作(RP)的一種形式，涉及將涂有粘合劑的紙、塑料或金屬層壓板連續地層疊，然后將它們依次地粘合在一起并且用刀或激光刀具切割成形。LOM類似于其他快速原型制作技術，包括使用待制造的物體/零件的三維(3D)計算機輔助設計(CAD)，由此在CAD包內生成立體平版印刷(STL)或其他適當的格式文件。STL文件被處理并且實際上有效地沿Z軸線以與所用的基底材料的厚度匹配的厚度被切片。這產生了零件的一系列的橫截面并且在任何具體的高度處每個橫截面均具有簡單的二維(2D)輪廓。然后使用切割設備描畫2D輪廓并且因此在原料的薄片上切割形狀。然后在LOM中，將每個單獨的薄片上下堆疊和粘合以生產最終的3D物體。在采用紙基原料的現有的LOM系統中，以卷的形式提供紙。紙卷可以設有已經存在于下面上的粘合劑。在這種情況下，粘合劑可以通過熱和/或壓力活化以形成在前一層之上的粘合。在替代性方法中，當將材料從卷抽出時可以將粘合劑涂于材料的下側。然而，存在許多與使用卷材有關的缺點。例如，機器常常僅對于特別制造的卷材才可操作，該卷材可能成本過于昂貴和/或難以替換。也存在與天天使用原料卷有關的缺點。例如，由于在其上預涂粘合劑，卷可能在進料機構中被粘住或堵塞。由于上述缺點，因為廢料通過與制造零件相同的粘附力被粘在一起，所以去除廢料可能非常困難。因為常常需要鑿子和其他銳器來撬開物體，所以這可能導致在廢料去除“除草”期間零件被損壞。在適合用于傳統LOM系統的紙的類型中存在更多的限制。因為紙由隨機粘結起來的纖維層組成，因而斷定結構可以具有變化的孔隙率度。紙是高度多孔材料并且含有差不多70%的空氣。紙張的孔隙率是紙的吸濕性或者具體的一張紙吸收墨水、水或在這種情況下吸收粘合劑的能力的指示。當為LOM選擇具體類型的紙時，重要的是考慮紙的孔隙率。紙的性質無疑與可以使用的粘合劑的類型有緊密地聯系，并且限制該粘合劑的類型。存在與粘合劑涂于紙上有關的更多問題和注意事項。在已知打印機中，象在依靠諸如壓電分配頭的受計算機控制的電動機械裝置的分配系統中，所述頭通常是精密，并且在長時間不用后這些裝置可能被阻塞并且可能需要頻繁地保養、維修以及替換。因此這種設置可能存在用于保養與修理的高昂的管理費用。在紙層之間涂布粘合劑的其他方法包括:1.涂布紙張的整個工作區域，如上所述在后處理成品零件期間在去除廢料時會產生相當大的困難；2.使用基底，該基底當被放置在紙張上的某些位置時防止在這些位置進行粘合。該技術通過最初涂布整個紙張并且然后借助于“防膠”基底使部分粘合劑“無粘性”而存在有效地浪費粘合劑的缺點；或者3.使用靜電系統以象傳統2D打印機印刷墨水一樣以靜電復印的方式將粘性調色劑沉積到紙張表面上。該方法可能存在技術上復雜并且需要特別制造的粘性調色劑的缺點。進一步指出，當前LOM系統使用的粘合劑是溶劑基的并且是非水溶性的，因而例如對處理來說存在環境問題。然而，這種溶劑基粘合劑到目前為止已經用于L0M，因為使用具有高含濕量的水基粘合劑存在諸如紙的翹曲和變形的更多問題，這樣不利于水基粘合劑在LOW系統中的應用。因此關于粘合劑分配裝置和在用于快速原型制作的LOM系統使用的粘合劑分配裝置存在許多需要解決的問題。
技術實現思路
這些需要和其他需要通過在第一方案中提供將水基粘合劑用作用于分層處理的粘合劑的LOM系統來解決。通過控制分配的粘合劑的量和/或位置，該LOM系統允許使用水基粘合劑，同時使用于分層的纖維素基紙材料的翹曲或變形最小化。在另一個方案中本專利技術的教導提供一種LOM系統，該LOM系統利用標準尺寸的紙張，可以從存儲位置到工作場所一張張地獲取該標準尺寸的紙張，在該工作場所可以施加粘合劑以粘合連續的紙張，從而產生分層的最終結構。在另一個方案中提供一種LOM系統，該LOM系統包括控制裝置以能夠在基底上的特定位置處有差別地施加特定量的粘合劑。這樣能夠可控地將粘合劑分配到特定位置，這有利地允許減小待使用的粘合劑的量，并且也保證了將粘合劑特定地施加在需要粘合劑的位置。這種系統可以采用或包括粘合劑施加輪，該粘合劑施加輪具有用于容納粘合劑的多個沿周向間隔開的凹槽，其中所述輪是可旋轉的，以將充入一個或更多個所述凹槽的粘合劑輸送到目標基底，并且在該目標基底上的離散點處沉積受控量的粘合劑。在一個實施方式中，所述輪包括構造成與所述目標基底接觸的接觸表面，并且其中所述多個凹槽形成在該接觸表面中。在另一個實施方式中，所述裝置包括粘合劑擦片(wipe)，該粘合劑擦片與所述輪一起限定用于將粘合劑填充到所述一個或更多個凹槽中的密封的粘合劑填充室。在又一個實施方式中，所述擦片聯接至加壓的粘合劑供給部。在一個實施方式中，所述擦片限定所述室的側壁和開口。在另一個實施方式中，所述擦片形成為與所述輪相符。在又一個實施方式中，所述密封的粘合劑填充室包括排氣裝置，以能夠通過從所述凹槽置換空氣并且從所述室排出空氣來填充該凹槽。在一個實施方式中，所述排氣裝置包括所述擦片中的構造成與凹槽相互作用的結構。在另一個實施方式中，所述輪的所述凹槽當它們旋轉通過所述室時被填充。在又一個實施方式中，所述接觸表面構造成與所述擦片密封接觸。在一個實施方式中，所述裝置包括偏壓裝置，以維持所述擦片與所述輪密封接觸。在另一個實施方式中，所述接觸表面與所述輪一體。在又一個實施方式中，所述接觸表面包括可安裝至所述輪的環。在一個實施方式中，所述凹槽的尺寸和間距可以根據待沉積的粘合劑的量而改變。在另一個實施方式中，所述凹槽具有大約10-50納升的容積。在又一個實施方式中，所述凹槽為基本半球形。在一個實施方式中，所述接觸表面由低摩擦材料組成和/或包括低摩擦涂層。在另一個實施方式中，所述目標基底包括紙基底。在又一個實施方式中，所述紙以紙張形式提供。在一個實施方式中，所述粘合劑包括水基粘合劑，例如PVA粘合劑。在另一個實施方式中，所述粘合劑通過毛細管作用從被填充的凹槽沉積到所述目標基底。在又一個實施方式中，所述輪聯接至用于控制該輪的旋轉方向和旋轉角速度的輪驅動裝置。在一個實施方式中，所述裝置安裝成相對于所述目標基底平移。在另一個實施方式中，所述裝置聯接至驅動裝置，以控制該裝置相對于所述目標基底的線速度。在又一個實施方式中，所述角速度和所述線速度是可控的，以根據需要在所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于快速原型制作的分層實體制造(LOM)系統，該系統設置用于可控地將粘合劑施加在多層紙基底之上以生成三維物體，該系統包括：a)用于所述粘合劑的空腔；b)分配器，該分配器與所述空腔流體連通，以從該空腔將所述粘合劑分配到位于構建位置的所述紙基底上；c)進紙機構，該進紙機構用于接收多張紙，并且用于進給所述多張紙中的單張紙；d)用于從所述進紙機構將所述單張紙輸送到構建物體位置以隨后施加粘合劑的裝置。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：康納爾·麥科馬克，芬譚·麥科馬克，
申請(專利權)人：MCOR科技有限公司，
類型：發明
國別省市：愛爾蘭;IE