autodesk申請多材料FDM 3D打印技術專利

寂靜天花板

  上周，autodesk發布了一個非常有趣的的創新專利，詳細介紹了多顏色、多噴嘴的FDM/FFF 3D打印方法。這個專利是在去年9月份申請的。盡管我們已經看到過很多創業公司想出了各種將線材混合打印的方法。但是autodesk這個名為“材料分配系統（Material Dispensing System）”的專利非常全面，在一個專利中覆蓋了多個方法、技術。


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首先是用在一臺FDM/FFF機器上的單個熱端混合多種線材，最多可達到7種不同的線材。您可能會認為這樣的工藝會無比昂貴，或者會使機器變得巨慢無比，因為要用7部不同的電機將線材一根一根地送進去，而且7部電機加在一起也是一個很重的重量，有可能影響打印頭的移動。但是autodesk想出了多種方法來克服這些問題。

第一種方法是把每部電機都固定在3D打印機的框架上，然后將線材送到單個熱端那里混合。不過這種方法只解決了電機的重量問題，仍然需要用不同的馬達將線材分別送進去。第二種方法就相當巧妙，他們用一部電機來驅動所有7根線材。之所以能夠做到這一點，是因為他們發明了一種新裝置P1。正如您可以在下面的圖片中能看到的那樣，這個方法利用打印機的自然運動來改變在擠出機中的線材，只需要用一部電機來將7根線材送到熱端。

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如上圖所示，他們在下文中描述了這種切換選定線材的方法：

“當選擇臂3016被側向推時，它會導致棘輪臂3020推動和旋轉選擇器環3032。當選擇器環3032轉動時，凸輪臂3026和滾輪3042也隨之轉動。輥3042滾動當前嚙合的傘齒輪3028，導致后者與傳動齒輪3046脫離，輥3042然后滾動到下一個傘齒輪3028上，導致它被徑向向內推動，從而與傳遞齒輪3046嚙合。因此，當馬達3006轉動時就會導致相關聯的線材3036被驅動。當選擇器臂3016上的力消失后，它會被彈簧3024彈回到其標稱位置，棘輪臂3020也相應地向后移動滑過傾斜齒3034。該選擇動作可以在同一方向上無限期重復，不需要進行反向動作來選擇任何特定的線材。”

用這種方法，也可以改變噴嘴的不同尺寸，使得用戶可以在一個打印項目內隨時打印更厚或更薄的層。為了做到這一點，發明人詳細介紹了一個噴嘴系統，如下圖所示，它會擠出混合線材（顯示為2006），或在通過各種尺寸的噴嘴（顯示為2016、2018和2020）擠出單色線材。例如，用戶可以通過噴嘴（2006）打印一種彩色混合物，然后當他需要打印較厚的填充材料而且無需限定任何顏色時，就可以將3D打印機切換到較大的噴嘴（2016），以更快的速率打印填充。隨后，如果在同一項目中需要以特定顏色3D打印一個很薄的層時，打印機又會將其切換到噴嘴（2020）。這個系統如下圖所示：

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本發明還描述了其它幾種將多股線材送入單個熱端的方法，所有這些都可以用在不同的FDM機器中。下圖僅僅是其中一種方法，它實際是將6個電機與一個熱端綁在了一起。

   autodesk在這次專利申請中出示的另外一種很有前途的方法一種層疊可選擇的多材料驅動系統，該系統會通過導管到將每根線材供給獨立分配的噴嘴上。這種機制的描述如下：

“該系統通過向上推動一個推桿對應的選擇器臂來實現線材的選擇。扇區臂移動其它部件來改變即要送入的線材。選擇器臂只會向同一個方向上推，而且可以推送任意次數，在一個方向和可被推任意次數為依次循環索引通過所有長絲“。

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盡管在他們的示意圖中只顯示了六種不同的線材，但該專利申請指出，在理論上，不管多少種線材都可以被系統管理并由單個馬達驅動。

顯然，在過去兩年里，autodesk已經花時間搞清楚了如何改進當前的FDM技術使其能夠實現更多細節、更為復雜的打印。有趣的是，這些專利的申請時間是9個月前，也就是說autodesk還在開發Ember SLA 3D打印機的時候就已經申請了這些專利。

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陽陽11

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