阅读说明：本技术 液体提取 (Liquid extraction ) 是由 S·普加德阿曼迪亚 P·莫拉尔马提 S·库鲁布莱特科塔达 于 2019-01-31 设计创作，主要内容包括：根据一个方面,提供了一种从包含构造材料和液体的构造腔室中去除液体的方法。该方法包括：开始液体提取过程以从构造腔室中提取液体；以及确定何时已从构造腔室中去除预定阈值的液体,并且从而停止液体提取过程。(According to one aspect, a method of removing liquid from a build chamber containing a build material and liquid is provided. The method comprises the following steps: initiating a liquid extraction process to extract liquid from the build chamber; and determining when a predetermined threshold of liquid has been removed from the build chamber and thereby stopping the liquid extraction process.)

具体实施方式

在基于粉末的3D打印系统中，可以将诸如粘合剂的液体打印剂选择性地施加到连续形成的构造材料层的各部分，以限定通常松散结合的生坯。打印剂可以包括液体媒介物，所述液体媒介物可以包括多种不同的试剂，所述试剂包括以下中的一种或多种：表面活性剂、溶剂、助溶剂、缓冲剂、杀菌剂、粘度调节剂、螯合剂、稳定剂、湿润剂和水。一旦所有层均已形成并经处理，则在烧结炉中进行烧结之前，必须从任何未结合的构造材料中提取生坯。

在生坯产生期间，来自打印剂的液体可能会渗漏或迁移到构造材料的相邻部分，并导致这些部分粘附到生坯上。因此，在烧结之前，生坯必须进行清理，以去除任何不准备形成生坯部件的构造材料。然而，由于生坯通常易碎的性质，因此在烧结之前清理3D打印的生坯部件可能是复杂而精密的操作。

本文描述的示例提供了一种从构造腔室中存在的构造材料中去除打印剂液体的系统和方法，在所述构造腔室中已经形成了连续的构造材料层并且在其上已经选择性地施加了液体打印剂。液体的去除已经表明促进了生坯的清理。

尽管本文描述的示例涉及粘合剂，但是将理解，在其他示例中，在生坯产生过程期间可以施加其他类型的打印剂，并且因此，除了粘合剂液体外，其他液体也可以存在于构造腔室中。例如，生坯产生过程可以另外施加液体抗烧结剂，例如以使得形成为生坯部件的烧结阶段支撑结构一旦被烧结就可以容易地从生坯中去除。在其他示例中，可以在生坯产生过程期间应用多种类型的试剂。

现在参考图1，示出了根据一个示例的液体提取系统102的框图，所述液体提取系统102用于从包含构造材料和打印剂液体的构造腔室106中提取液体。构造腔室106可能先前已用于3D打印系统中，以通过重复形成一层颗粒构造材料并基于3D对象模型选择性地施加液体打印剂来产生3D打印对象或生坯。颗粒构造材料可以是任何合适类型的构造材料，诸如合适的塑料、金属或陶瓷构造材料。

在一个示例中，液体提取系统102可以与构造腔室106分离，并且当期望从构造腔室106中移除液体时，可以与之可耦合。在另一个示例中，液体提取系统102可以永久地耦合到构造腔室106。

如将在下面更详细地描述的，液体提取系统102可以以各种不同的方式从构造腔室106中提取液体。

液体提取系统102包括液体提取控制器104，液体提取控制器104基于提取的液体确定何时停止液体提取过程。这样，通过基于提取的液体主动确定何时停止液体提取过程，液体提取系统102能够优化液体提取过程的持续时间，并且因此帮助提高3D打印系统中对象产生的吞吐量，同时促进生坯的清理过程。

在图2的流程图中示出了根据一个示例的液体提取系统102的示例操作。在框202处，液体提取控制器104开始液体提取过程。在框204处，液体提取控制器104基于提取的液体确定何时停止液体提取过程。在框206处，液体提取控制器104停止液体提取过程。

现在参考图3A，示出了根据一个示例的液体提取系统300。参照图4的流程图描述液体提取系统300的示例操作。

液体提取系统300包括气流产生器302(诸如风扇)、冷凝器304、冷凝液体测量模块306和液体提取过程控制器308。

在该示例中，冷凝器304流体地可耦合到构造腔室104，诸如可耦合到构造腔室的底部，并且气流产生器302流体地耦合到冷凝器。这样，当气流产生器302产生负气压时，这使得构造腔室104外部的空气流过构造腔室104并流过冷凝器304。这样，气流303流过构造腔室104的内容物，所述内容物可以包括粉末状构造材料，一种或多种液体打印剂例如通过3D打印系统可能已经施加到所述粉末状构造材料上。气流303使得构造腔室中存在的液体蒸发到气流303中，所述气流303有待从构造腔室104中去除并在冷凝器304处冷凝回液体。

从冷凝器304冷凝的液体在测量模块306处被收集。在一个示例中，冷凝液体被收集在与称重模块(诸如负载元件(load cell))耦合的容器中，以允许确定冷凝液体的重量。在另一个示例中，冷凝液体被收集在其中设置有液位传感器的容器中。这样，可以确定冷凝液体的体积。在另一个示例中，可以使用相机和合适的图像处理技术来确定收集在容器中的液体的水平。

在一个示例中，构造腔室可以具有多孔的构造平台(未示出)，气流可以流过该构造平台。在一个示例中，构造腔室104可在一个或多个构造腔室侧壁中具有一个或多个进气口。

冷凝器304可以是任何合适类型的冷凝器，诸如风冷冷凝器或液冷冷凝器。合适类型的冷凝器可以包括，例如，阿林(Allihn)冷凝器和格氏(Graham)或盘绕冷凝器。

在框402处，控制器308通过控制气流产生器302使气流303流过构造腔室104的内容物并流过冷凝器304，来开始液体提取过程。

在框404处，控制器308确定液体提取的速率是否已经下降到预定水平或阈值以下。例如，通过测量液体被冷凝器304冷凝的速率，使得控制器308能够确定何时在构造腔室中剩余合适量的液体。例如，如果液体冷凝的最高速率被确定为每小时50cl，则停止液体提取的预定速率可以设定为最高液体冷凝速率的约10％，或约5％，或约1％。在其他示例中，预定速率可以设定为任何其他合适的速率。

在框406处，当确定液体提取速率已经下降到预定水平以下时，控制器308停止液体提取过程。

在另一个示例中，如图5所示，控制器308可以配置为例如从3D打印机获得构造单元104中存在的液体的量的估计。例如，用于将打印剂施加到构造腔室中的构造材料层的3D打印机可以确定在其中执行了3D打印作业之后，估计构造腔室104中存在的打印剂的量。例如，3D打印机可以确定施加到构造腔室中形成的构造材料层的打印剂滴的数量和体积。在一个示例中，该估计可以将打印过程期间液体蒸发的估计水平考虑在内。控制器308可以使用该信息来确定何时停止液体提取过程。

在框502处，控制器308通过控制气流产生器302以使气流303流过构造腔室104的内容物并流过冷凝器304，来开始液体提取过程。

在框504处，控制器308获得构造腔室104中存在的液体的量的估计。

在框506处，控制器308确定在冷凝液体测量模块306处收集的液体的量是否在构造腔室104中存在的液体的所获得的估计量的预定阈值内。在一个示例中，所述预定阈值可以为所获得的估计量的约30％，或约20％，或约10％，或约5％，或约2％，或约1％。

在框508处，控制器308停止液体提取过程。

在一个示例中，气流产生器302产生以大约每分钟150升、大约每分钟100升、大约每分钟50升或大约每分钟25升通过构造腔室的气流。在其他示例中，气流产生器302可以产生更高或更低的气流。

在一个示例中，气流303处于构造腔室104所在环境的外界温度或在外界温度附近。

在另一示例中，例如可使用位于构造腔室的一个或多个壁中的热毯来加热构造腔室104。构造腔室的加热可增加气流的温度，并因此可增加液体蒸发到气流中的速率。在另一个示例中，可以将构造腔室104放置在存在加热器的环境中，以将外界温度升高到合适的温度以促进液体的去除。取决于液体的性质，合适的加热气流温度可以大约为约20摄氏度、约30摄氏度、约40摄氏度或约50摄氏度。在其他示例中，气流温度可以升高到更高的温度。

现在参考图6，示出了另一个示例。在该示例中，气流产生器302的输出端可耦合到构造腔室104的适当部分(诸如构造腔室的顶部)，使得空气被迫使(例如使用气流产生器302产生的正气压)通过构造腔室104并通过冷凝器304。冷凝器304的输入端可连接到构造腔室104的底部。

在另一个示例中，气流产生器302可以包括加热器，以产生加热的气流。在该示例中，气流产生器302的输出端可以连接至构造腔室的顶部。

在图7A中示出了又另一个示例。在该示例中，冷凝器204流体地可耦合到基本气密地密封的构造腔室104。冷凝器204可耦合到构造腔室104的任何合适的部分，例如其底部或其顶部。

真空泵702流体地耦合到冷凝器304，使得在控制器306的控制下，真空泵702从构造腔室104中去除空气/气体以在构造腔室104内产生负压。降低构造腔室104内的空气压力降低了构造腔室104中存在的任何液体的液体沸点。在一个示例中，将压力降低至合适的水平可以使得构造腔室中存在的液体在外界温度下沸腾。取决于液体的性质，可以使用例如安托因(Antoine)方程式确定合适的压力。例如，如果液体是水，则将压力降低到10kPa会将沸点降低到47摄氏度。真空泵702抽出去除的空气通过冷凝器304，在冷凝器304中存在的任何液体都被冷凝回液体。如前所述，控制器306可以基于冷凝液体确定何时停止液体提取过程。随着压力降低，液体蒸发产生气体。该气体被真空泵去除，并被抽出通过冷凝器304，在冷凝器304处它被冷凝回液体。

在又另一个示例中，如图7B所示，提供了可密封腔室704，可将诸如构造腔室104之类的构造腔室插入其中。在该示例中，冷凝器204流体地耦合到可密封腔室704，以使用真空泵702，如上所述地允许降低可密封腔室504的压力，并因此降低构造腔室104内的压力。

现在参考图8，示出了液体提取控制器104，其包括耦合到计算机可读介质(诸如存储器804)的处理器802。处理器802可以是任何合适类型的处理器，诸如微处理器、微控制器等等。液体提取控制指令806存储在存储器804上。指令806是机器可读指令，其在由处理器802执行时，使液体提取控制器104根据本文所述的示例进行操作。

将理解的是，本文描述的示例可以以硬件、软件或硬件和软件的组合的形式实现。任何这样的软件都可以以易失性或非易失性存储装置(诸如例如ROM之类的存储设备，而不论是否可擦除或可重写)的形式存储，或者以存储器(诸如例如RAM、存储器芯片、设备或集成电路)的形式存储，或者存储在光学或磁性可读介质(诸如例如CD、DVD、磁盘或磁带)上。将理解的是，存储设备和存储介质是适合于存储一个或多个程序的机器可读存储装置的示例，所述一个或多个程序当被执行时实现本文描述的示例。因此，一些示例提供了一种包括用于实现如任一前述权利要求中要求保护的系统或方法的代码的程序，以及存储该程序的机器可读存储装置。

本说明书中公开的所有特征(包括任何所附权利要求、摘要和附图)和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤，可以以任何组合(至少一些这样的特征和/或步骤相互排斥的组合除外)进行组合。

除非另有明确说明，否则本说明书中公开的每个特征(包括任何所附权利要求、摘要和附图)可以由服务于相同、等同或相似目的的替代特征代替。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每个特征仅是通用系列的等同或相似特征的示例。