本申請(qǐng)要求2013年11月15日提交的美國(guó)申請(qǐng)No. 14/081922的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)引用而整體地結(jié)合在本文中。

背景技術(shù)：

仍然需要用于在三維打印機(jī)中使用的改進(jìn)的打印工具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

三維打印機(jī)的壓出器或其它類似的工具頭沿著建造材料的進(jìn)給路徑可滑動(dòng)地安裝，使得壓出器可根據(jù)建造材料是否被壓出而移動(dòng)成接觸和不接觸建造表面。壓出器可用彈簧偏壓在向前進(jìn)給路徑上，使得壓出器在沒(méi)有被施加力的情況下保持在建造表面上面，并且然后當(dāng)建造材料饋送到壓出器中時(shí)，向下移動(dòng)到用于壓出的位置上。

另一方面，公開(kāi)了模塊化工具頭，其可通過(guò)適當(dāng)?shù)臋C(jī)器人系統(tǒng)來(lái)自動(dòng)聯(lián)接到三維打印機(jī)上以及從三維打印機(jī)上移除。可提供工具槽箱來(lái)存儲(chǔ)不使用的多個(gè)工具頭，并且工具槽箱可構(gòu)造成用于各種管理任務(wù)，諸如檢測(cè)各個(gè)箱柜中的工具的存在和類型，或者各種打印任務(wù)，諸如在使用之前預(yù)熱工具或者在使用之后清潔工具。當(dāng)檢測(cè)到諸如壓出器堵塞的錯(cuò)誤狀況時(shí)，或者在狀況指示必須更換工具或者更換工具是有幫助的其它情況下，三維打印機(jī)還可有利地構(gòu)造成自動(dòng)更換工具。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參照以下附圖，可理解本發(fā)明及其某些實(shí)施例的以下詳細(xì)描述：

圖1是三維打印機(jī)的框圖。

圖2顯示壓出器的透視圖。

圖3顯示壓出器的側(cè)視圖。

圖4顯示壓出器的橫截面。

圖5顯示壓出器的內(nèi)部構(gòu)件。

圖6顯示壓出器和安裝件的透視圖。

圖7顯示用于三維打印機(jī)的工具槽箱的俯視圖。

圖8顯示用于運(yùn)行工具槽箱的方法。

具體實(shí)施方式

本文提到的所有文獻(xiàn)都通過(guò)引用而整體地結(jié)合在本文中。以單數(shù)形式對(duì)項(xiàng)目的引用應(yīng)當(dāng)理解為包括復(fù)數(shù)項(xiàng)目，并且反之亦然，除非明確說(shuō)明了別的情況或者別的情況根據(jù)正文是明顯的。語(yǔ)法連接詞意于表達(dá)連接的詞、句子、詞語(yǔ)等的任何和所有轉(zhuǎn)折和連接組合，除非明確說(shuō)明了別的情況或者別的情況根據(jù)正文是明顯的。因而用語(yǔ)“或者”應(yīng)當(dāng)大體理解為表示“和/或”等。

以下描述強(qiáng)調(diào)了使用熔融沉積建模或類似的技術(shù)的三維打印機(jī)，其中，材料珠以多層二維型式壓出成“道路”、“路徑”等，以用數(shù)字模型形成三維物體。但將理解的是，多種添加性制造技術(shù)在本領(lǐng)域中是已知的，包括(無(wú)限制)多噴嘴打印、立體平版印刷、數(shù)字光處理器(“DLP”)三維打印、選擇性激光燒結(jié)等等。這樣的技術(shù)可受益于下面描述的系統(tǒng)和方法，而且所有這樣的打印技術(shù)都意于落在本公開(kāi)的范圍之內(nèi)，并且落在用語(yǔ)諸如“打印機(jī)”、“三維打印機(jī)”、“制造系統(tǒng)”等等的范圍之內(nèi)，除非明確提供了更具體的含義，或者上下文清楚地說(shuō)明了更具體的含義。

圖1是三維打印機(jī)的框圖。大體上，打印機(jī)100可包括建造平臺(tái)102、壓出器106、x-y-z定位組件108和控制器110，它們協(xié)作來(lái)在打印機(jī)100的工作空間114內(nèi)制造對(duì)象112。

建造平臺(tái)102可包括硬且基本平的表面116。表面116可提供固定、在維度和位置上穩(wěn)定的平臺(tái)，在其上建造對(duì)象112。建造平臺(tái)102可包括熱元件130，熱元件130通過(guò)一個(gè)或多個(gè)主動(dòng)裝置132來(lái)控制建造平臺(tái)102的溫度，諸如將電流轉(zhuǎn)換成熱的電阻元件、可產(chǎn)生加熱或冷卻效應(yīng)的珀?duì)柼?yīng)裝置，或者任何其它熱電加熱和/或冷卻裝置。熱元件130可聯(lián)接成與控制器110處于通信關(guān)系，以便控制器110可控制地對(duì)建造平臺(tái)102的表面116施加熱或從中移除熱。

壓出器106可包括在其內(nèi)部中的腔室122，以接收建造材料。建造材料例如可包括丙烯腈丁二烯苯乙烯(“ABA”)、高密度聚乙烯(“HDPL”)、聚乳酸(“PLA”)，或者任何其它適當(dāng)?shù)乃芰?、熱塑性塑料，或者可有用地壓出而形成三維對(duì)象的其它材料。壓出器106可包括壓出末梢124或其它開(kāi)口，其包括出口端口，出口端口具有圓形、卵形、槽口或者將建造材料壓出成期望橫截面形狀的其它橫截面輪廓。

壓出器106可包括加熱器126(也稱為加熱元件)，以熔化腔室122內(nèi)的熱塑性塑料或其它可熔化的建造材料，以使其在液體形式中通過(guò)壓出末梢124被壓出。雖然以框的形式示出，但將理解的是，加熱器126可包括例如圍繞壓出器106纏繞的電阻線線圈、具有電阻元件用以用施加的電流加熱壓出器106的一個(gè)或多個(gè)加熱塊、電感加熱器，或者適合在腔室122內(nèi)產(chǎn)生足以使建造材料熔化供壓出的熱的加熱元件的任何其它布置。壓出器106還可包括或改為馬達(dá)128等，以將建造材料推到腔室122中，以及/或者將建造材料推過(guò)壓出末梢124。

在一般運(yùn)行中(且以示例而非限制的方式)，馬達(dá)128可將呈絲狀體形式的諸如ABS塑料的建造材料從卷軸等饋送到腔室122中，加熱器126使建造材料熔化，并且從壓出末梢124中壓出建造材料。通過(guò)控制馬達(dá)128的速率、加熱器126的溫度和/或其它過(guò)程參數(shù)，可按受控制的體積速率壓出建造材料。將理解的是，也可采用或改為采用多種技術(shù)來(lái)按受控制的體積速率輸送建造材料，體積速率可取決于建造材料的類型、期望體積速率和任何其它因素?？赡苓m合輸送建造材料來(lái)制造三維對(duì)象的所有這樣的技術(shù)都意于落在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。

x-y-z定位組件108可大體適于以三維的方式將壓出器106和壓出末梢124定位在工作空間114內(nèi)。因而通過(guò)控制建造材料的輸送體積速率和壓出末梢124的x、y、z位置，可通過(guò)使連續(xù)的材料層淀積成源自例如計(jì)算機(jī)模型的橫截面或?qū)ο?12的其它計(jì)算機(jī)化表示的二維型式，來(lái)在三維中制造對(duì)象112。已知本領(lǐng)域中有多種布置和技術(shù)用來(lái)實(shí)現(xiàn)沿著一個(gè)或多個(gè)軸線的受控制的線性移動(dòng)。x-y-z定位組件108例如可包括多個(gè)步進(jìn)馬達(dá)109，以沿著各個(gè)x軸、y軸線和z軸線獨(dú)立地控制壓出器106在工作空間內(nèi)的位置。更一般地，x-y-z定位組件108可包括(無(wú)限制)步進(jìn)馬達(dá)、編碼DC馬達(dá)、齒輪、皮帶、滑輪、蝸輪、螺紋等等的各種組合。例如，在一方面，建造平臺(tái)102可通過(guò)帶螺紋的螺母聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)螺桿上，使得螺桿可旋轉(zhuǎn)，以提供建造平臺(tái)102相對(duì)于壓出器124的z軸定位。此布置可有利地簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和提高精度，因?yàn)槿菰S壓出器124的x-y定位機(jī)構(gòu)相對(duì)于建造空間固定。適合可控制地將壓出器106定位在工作空間114內(nèi)的任何這種布置都可適于用于本文描述的打印機(jī)100。

大體上，這可包括移動(dòng)壓出器106，或者移動(dòng)建造平臺(tái)102，或者這些的一些組合。因而將理解的是，對(duì)相對(duì)于建造平臺(tái)、工作空間或?qū)ο笠苿?dòng)壓出器的任何參照都意于包括移動(dòng)壓出器或移動(dòng)建造平臺(tái)，或者它們兩者，除非明確提供了更具體的含義或者以別的方式從上下文清楚了解到更具體的含義。仍然更一般地，雖然x、y、z坐標(biāo)系統(tǒng)用作用于在三維內(nèi)定位的便利的基礎(chǔ)，但也可采用或改為采用任何其它坐標(biāo)系統(tǒng)或坐標(biāo)系統(tǒng)的組合，諸如根據(jù)圓柱坐標(biāo)或球面坐標(biāo)來(lái)運(yùn)行的位置控制器和組件。

控制器110可電聯(lián)接或以別的方式聯(lián)接成與建造平臺(tái)102、x-y-z定位組件108和打印機(jī)100的其它各種構(gòu)件處于通信關(guān)系。大體上，控制器110可運(yùn)行來(lái)控制打印機(jī)100的構(gòu)件，諸如建造平臺(tái)102、x-y-z定位組件108，以及本文描述的用建造材料制造對(duì)象112的打印機(jī)100的任何其它構(gòu)件?？刂破?10可包括下者的任何組合：適合控制本文描述的打印機(jī)100的各種構(gòu)件的軟件和/或處理電路，包括(無(wú)限制)微處理器、微控制器、特定用途集成電路、可編程門陣列，以及任何其它數(shù)字和/或模擬構(gòu)件，以及前述的組合，以及用于收發(fā)控制信號(hào)、驅(qū)動(dòng)信號(hào)、功率信號(hào)、傳感器信號(hào)等的輸入和輸出。一方面，這可包括直接且在物理上與打印機(jī)100相關(guān)聯(lián)的電路，諸如機(jī)載處理器。另一方面，這可為與計(jì)算機(jī)相關(guān)聯(lián)的處理器，或者聯(lián)接到打印機(jī)100上的其它計(jì)算裝置，例如，通過(guò)有線或無(wú)線連接。類似地，本文描述的各種功能可分配在打印機(jī)100的機(jī)載處理器和單獨(dú)的計(jì)算機(jī)之間。所有這樣的計(jì)算裝置和環(huán)境都意于落在本文所用的用語(yǔ)“控制器”或“處理器”之內(nèi)，除非明確提供了不同的含義，或者上下文清楚地說(shuō)明了不同的含義。

可將各種各樣的額外的傳感器和其它構(gòu)件有用地結(jié)合到上面描述的打印機(jī)100中。一般將這些其它構(gòu)件描繪成圖中的其它硬件134，因?yàn)楸绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易地理解和明白與打印機(jī)100的其它元件的定位和機(jī)械互連/電互連。其它硬件134可包括溫度傳感器，其定位成感測(cè)建造平臺(tái)102、壓出器126或任何其它系統(tǒng)構(gòu)件的表面的溫度。這可包括例如嵌在建造平臺(tái)102的表面內(nèi)或者附連到該表面下方的電熱調(diào)節(jié)器等。這也可包括或改為包括對(duì)準(zhǔn)建造平臺(tái)102的表面116的紅外檢測(cè)器等。

另一方面，其它硬件134可包括傳感器，以檢測(cè)在預(yù)定位置處存在對(duì)象112。這可包括光學(xué)檢測(cè)器，其布置成束分裂構(gòu)造，以感測(cè)在預(yù)定位置處存在對(duì)象112。這還可包括或改為包括成像裝置和圖像處理電路，以捕捉工作空間的圖像，并且分析圖像，以評(píng)價(jià)對(duì)象112的位置。這個(gè)傳感器例如可用來(lái)確保先從建造平臺(tái)102移除對(duì)象112，然后在工作表面116上開(kāi)始新的建造。因而傳感器可用來(lái)確定是否存在不該存在的對(duì)象，或者檢測(cè)何時(shí)沒(méi)有對(duì)象。控制器110可使用來(lái)自這個(gè)傳感器的反饋來(lái)發(fā)布處理中斷，或者以別的方式控制打印機(jī)100的運(yùn)行。

其它硬件134還可包括或改為包括加熱元件(作為熱元件130的替代或補(bǔ)充)，以加熱工作空間，諸如輻射加熱器或強(qiáng)制熱空氣加熱器，以使對(duì)象112在建造中保持處于固定的升高溫度，或者其它硬件134可包括用以冷卻工作空間的冷卻元件。

圖2顯示壓出器的透視圖。壓出器200可為模塊化壓出器，其可移除且可復(fù)位地聯(lián)接到三維打印機(jī)上，諸如上面描述的任何打印機(jī)。雖然在下面針對(duì)模塊化運(yùn)行來(lái)描述各種機(jī)械特征，但將理解的是，可在壓出器200的殼體和其它構(gòu)件中采用任何特征或技術(shù)，它們可用來(lái)以能夠抵抗與壓出有關(guān)的力造成的移位的方式將壓出器200牢靠在聯(lián)接到三維打印機(jī)上，同時(shí)可被例如對(duì)應(yīng)的機(jī)器人系統(tǒng)輕易地移除和復(fù)位。

壓出器200可包括壓出頭202，其具有噴嘴204，噴嘴204壓出建造材料，諸如上面描述的任何建造材料。大體上，壓出頭202可滑動(dòng)地聯(lián)接在殼體206內(nèi)，以平行于進(jìn)給路徑的軸線滑動(dòng)通過(guò)殼體206，進(jìn)給路徑在此圖中未示出，但大體從殼體206的頂部沿豎向延伸通過(guò)壓出器200的噴嘴204。大體上，當(dāng)壓出頭202(和殼體206)置于三維打印機(jī)中供使用時(shí)，壓出頭202可與進(jìn)給路徑的軸線對(duì)準(zhǔn)。

殼體206可圍繞進(jìn)給路徑而支托，并且完全或部分地包圍進(jìn)給路徑和驅(qū)動(dòng)組件的一部分(未顯示)。如上面提到的那樣，殼體206可聯(lián)接到壓出頭202上，使得容許壓出頭202在殼體206內(nèi)滑動(dòng)。這個(gè)一般特征可用多種方式實(shí)現(xiàn)。例如，殼體206可按固定關(guān)系聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)組件上，并且構(gòu)造成使壓出頭在殼體內(nèi)相對(duì)于驅(qū)動(dòng)組件移動(dòng)。另一方面，殼體可按固定關(guān)系聯(lián)接到壓出頭202上，并且構(gòu)造成使驅(qū)動(dòng)組件在殼體內(nèi)移動(dòng)(或換句話說(shuō)，使整個(gè)殼體相對(duì)于驅(qū)動(dòng)組件可滑動(dòng)地移動(dòng))。如同壓出頭202一樣，當(dāng)殼體206置于三維打印機(jī)中供使用時(shí)，殼體206可與進(jìn)給路徑的軸線對(duì)準(zhǔn)。可包括多種特征，以提供這個(gè)對(duì)準(zhǔn)，諸如凹口、突起或其它機(jī)械鍵接特征。殼體206還可包括或改為表面，諸如第一表面208或第二表面210，它們是承載負(fù)載的表面，以支承壓出頭202對(duì)抗在建造材料沿著進(jìn)給路徑施加的力沿著進(jìn)給路徑的軸線的移位(除了在預(yù)定范圍內(nèi)的預(yù)期線性移位之外)。這些表面可大體是水平的，或者以別的方式構(gòu)造成抵抗水平移位，諸如用在圖3中可見(jiàn)的殼體206的各側(cè)上的兩個(gè)相對(duì)的凹形表面。

殼體206還可包括一個(gè)或多個(gè)磁體212，其設(shè)置在豎向表面214上，以磁性地聯(lián)接到三維打印機(jī)的對(duì)應(yīng)的豎向壁上(相應(yīng)地定位的磁體或磁性材料)。在此構(gòu)造中，當(dāng)置于三維打印機(jī)中時(shí)，一個(gè)或多個(gè)磁體212可抵抗殼體206的旋轉(zhuǎn)移位(如箭頭216指示的那樣)。照這樣，磁力可用來(lái)將殼體206在旋轉(zhuǎn)方面固持在三維打印機(jī)的夾具內(nèi)，對(duì)抗較弱的旋轉(zhuǎn)力，從而容許機(jī)機(jī)器人系統(tǒng)使殼體206旋轉(zhuǎn)成與三維打印機(jī)接合和與其脫離接合。同時(shí)，殼體的表面208、210可提供承載負(fù)載的支承，對(duì)抗在三維制造過(guò)程期間的壓出力對(duì)殼體206和/或壓出頭202造成的移位。一個(gè)或多個(gè)磁體212可為固定磁體和/或電磁體，其可被電啟用和禁用來(lái)如期望的那樣固定殼體206。

大體上，殼體206可構(gòu)造成按預(yù)定對(duì)準(zhǔn)而可移除且可復(fù)位地聯(lián)接到三維打印機(jī)上。這可包括與三維打印機(jī)的驅(qū)動(dòng)組件的預(yù)定對(duì)準(zhǔn)，例如為了將三維打印機(jī)的驅(qū)動(dòng)組件聯(lián)接到殼體206內(nèi)的補(bǔ)充驅(qū)動(dòng)組件上。這還可包括或改為包括與驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)的建造材料的絲狀體的進(jìn)給路徑的軸線的預(yù)定對(duì)準(zhǔn)。

圖3顯示壓出器的側(cè)視圖。壓出器300可為模塊化壓出器，諸如上面描述的任何模塊化壓出器。用大體指示進(jìn)給路徑的向前方向的向下箭頭示出了進(jìn)給路徑的軸線318疊加在殼體306上?？稍跉んw306內(nèi)提供輥?zhàn)?20或類似機(jī)構(gòu)，以將建造材料的絲狀體引導(dǎo)到殼體306中且沿著進(jìn)給路徑的軸線318引導(dǎo)。

可在殼體306內(nèi)包括彈簧322，諸如螺旋彈簧等，從而將壓出頭302聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)組件(未顯示)上。將理解，這可為直接聯(lián)接，例如，其中彈簧直接附連到壓出頭302和/或驅(qū)動(dòng)組件上，或者這可為通過(guò)其它機(jī)械構(gòu)件、結(jié)構(gòu)構(gòu)件、殼體306等的間接聯(lián)接。

彈簧322大體用來(lái)將壓出頭302偏壓在向前進(jìn)給路徑上，使得壓出頭302在沒(méi)有外力的情況下向上朝驅(qū)動(dòng)組件提升，并且在驅(qū)動(dòng)組件對(duì)進(jìn)給路徑中的絲狀體施加壓出力時(shí)屈服而容許壓出頭302朝建造表面(沿進(jìn)給路徑向前)移動(dòng)預(yù)定距離。照這樣，壓出頭302可在有驅(qū)動(dòng)力施加時(shí)上下移動(dòng)，并且從建造材料中釋放。此構(gòu)造有利地在壓出停止時(shí)向上提升壓出頭302且使其遠(yuǎn)離被制造的對(duì)象，從而使液化建造材料減少滴落、泄漏、涂抹等。作為另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，壓出頭302與對(duì)象的這個(gè)分離可自動(dòng)發(fā)生，因?yàn)閺椈蓹C(jī)構(gòu)以及與驅(qū)動(dòng)組件施加的力成比例，三維打印機(jī)不需要任何額外的控制電路或編程。另一方面，可省略彈簧，并且建造材料沿著進(jìn)給路徑施加的力可用來(lái)沿著進(jìn)給路徑在部署(下)位置和未部署(上)位置之間前后(例如，上下)移動(dòng)壓出頭302。在后一個(gè)實(shí)施例中，可使用驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的相反移動(dòng)來(lái)沿著進(jìn)給路徑向后拉絲狀體，以及向上縮回壓出頭302且使其遠(yuǎn)離被制造的表面或?qū)ο蟆?/p>

彈簧322可為任何適當(dāng)類型的彈簧，并且可按各種各樣的方式聯(lián)接到壓出頭302、殼體306和驅(qū)動(dòng)組件上。例如，彈簧322可為圍繞進(jìn)給路徑(即，進(jìn)給路徑的軸線318)纏繞的螺旋彈簧，或者彈簧322可相對(duì)于進(jìn)給路徑的軸線318偏移，并且在壓出頭302和驅(qū)動(dòng)組件之間聯(lián)接在進(jìn)給路徑的外部。彈簧322可直接或間接聯(lián)接在壓出頭和驅(qū)動(dòng)組件之間，彈簧322以預(yù)定彈簧力朝驅(qū)動(dòng)組件偏壓壓出頭。彈簧322還可或改為通過(guò)殼體306或它的其它內(nèi)部構(gòu)件，以預(yù)定彈簧力將壓出頭302聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)組件的驅(qū)動(dòng)齒輪上。

預(yù)定彈簧力例如可小于絲狀體對(duì)壓出頭302施加的力，以從壓出頭302中壓出絲狀體，使得彈簧可在有壓出力施加時(shí)屈服而容許壓出頭302向下移動(dòng)(在進(jìn)給路徑中向前)。彈簧322還可或改為響應(yīng)于來(lái)自驅(qū)動(dòng)組件的驅(qū)動(dòng)齒輪的絲狀體施加的力，以將壓出頭302移動(dòng)到在驅(qū)動(dòng)齒輪和壓出頭302之間具有較大的距離的壓出位置上，即，沿著進(jìn)給路徑向前或者在圖3中向下。彈簧322還可或改為響應(yīng)于施加的力的移除，以移動(dòng)到在驅(qū)動(dòng)齒輪和壓出頭302之間具有較小的距離的縮回位置上。

彈簧322大體上可具有任何適當(dāng)?shù)念A(yù)定彈簧力。例如，預(yù)定彈簧力可為在沒(méi)有由驅(qū)動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)的絲狀體施加的力的情況下，將壓出頭302固持在驅(qū)動(dòng)齒輪附近(在上面描述的“縮回位置”上)的力，并且當(dāng)來(lái)自驅(qū)動(dòng)齒輪的建造材料施加的力超過(guò)預(yù)定閾值(諸如小于通過(guò)壓出頭302的噴嘴壓出絲狀體所需的力的力)時(shí)，預(yù)定彈簧力可容許壓出頭302移動(dòng)遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)齒輪。一方面，彈簧322可具有大約0.2磅的彈簧常數(shù)，或者大致足夠的彈簧力，以在布置成用于通過(guò)殼體306和壓出頭302的進(jìn)給路徑的軸線，基本平行于壓出頭302上的重力時(shí)，在沒(méi)有外力的情況下，支承壓出頭302和處升高位置(例如，最接近驅(qū)動(dòng)組件)的相關(guān)聯(lián)的硬件的重量。

在其它實(shí)施例中，彈簧322可有用地構(gòu)造成以任何適當(dāng)?shù)膹椈闪ζ珘簤撼鲱^302遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)組件(即，在布置成供使用時(shí)向下朝建造平臺(tái))。這個(gè)彈簧322可與其它彈簧和/或促動(dòng)器結(jié)合起來(lái)使用，從而提供相反的力，以對(duì)壓出頭302實(shí)現(xiàn)任何適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)或偏壓。例如，彈簧322可用預(yù)定彈簧力偏壓壓出頭302遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)組件，使得壓出頭302大體支托在向下位置上。在壓出過(guò)程期間，建造材料沿著進(jìn)給路徑的張力可用來(lái)提升壓出頭302使其遠(yuǎn)離對(duì)象、建造平臺(tái)或其它表面，例如，通過(guò)在壓出材料長(zhǎng)度的之間中使驅(qū)動(dòng)齒輪逐步倒轉(zhuǎn)等。

圖4顯示壓出器的橫截面。大體上，壓出器400可為上面描述的任何壓出器，并且可包括壓出頭402、殼體406、彈簧422、驅(qū)動(dòng)組件424。壓出頭402(和有關(guān)構(gòu)件，諸如剛性地聯(lián)接到壓出頭402上的熱沉424)可滑動(dòng)地聯(lián)接到殼體406上或其內(nèi)，使得壓出頭402可沿著進(jìn)給路徑線性地移動(dòng)，如大體由箭頭426指示的那樣?？商峁C(jī)械止動(dòng)件428來(lái)將壓出頭402沿著進(jìn)給路徑的軸向運(yùn)動(dòng)限制在任何期望范圍內(nèi)。更一般地，任何適當(dāng)構(gòu)造的一個(gè)或多個(gè)機(jī)械止動(dòng)件可定位成限制壓出頭相對(duì)于驅(qū)動(dòng)組件和/或在殼體406內(nèi)的軸向行進(jìn)。將注意到，箭頭426意于大體示出運(yùn)動(dòng)軸線，而非正確運(yùn)行所需的運(yùn)動(dòng)范圍。實(shí)際上，對(duì)于本文構(gòu)想到的恰當(dāng)運(yùn)行僅需要小范圍的運(yùn)動(dòng)(例如，一毫米或更小)，而且與適當(dāng)性能一致的任何運(yùn)動(dòng)范圍都可由各種機(jī)械止動(dòng)件428限制。將在圖4中進(jìn)一步注意到，壓出頭402的線性運(yùn)動(dòng)受硬管430(具有供絲狀體穿過(guò)的內(nèi)部膛孔)約束，硬管430延伸到驅(qū)動(dòng)組件424附近的圓柱形開(kāi)口中。但是大范圍的機(jī)械構(gòu)造在領(lǐng)域中是已知的，而且可如本文構(gòu)想的那樣合適地適合約束壓出頭402沿著進(jìn)給路徑的軸線的線性運(yùn)動(dòng)，而且所有這樣的布置都意于落在本公開(kāi)的范圍之內(nèi)。

大體上，壓出頭402可包括沿著進(jìn)給路徑在驅(qū)動(dòng)組件424的近側(cè)的輸入432和在驅(qū)動(dòng)組件424的遠(yuǎn)側(cè)的噴嘴434，其中輸入432通過(guò)壓出頭內(nèi)的腔室436聯(lián)接到噴嘴434上，腔室436以流體連通的方式將輸入432聯(lián)接到噴嘴434上，以使液化建造材料傳送通過(guò)其中。如上面大體描述的那樣，壓出頭402可動(dòng)地聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)組件424上，以容許壓出頭402和驅(qū)動(dòng)組件424之間有平行于進(jìn)給路徑的軸線的移動(dòng)。

圖5顯示壓出器的內(nèi)部構(gòu)件。大體上，壓出器500可為上面描述的任何壓出器，并且可包括沿著進(jìn)給路徑的軸線的壓出頭502和驅(qū)動(dòng)組件524。

驅(qū)動(dòng)組件524可包括例如驅(qū)動(dòng)齒輪538，其定位成通過(guò)壓出器500沿著進(jìn)給路徑驅(qū)動(dòng)絲狀體，例如，當(dāng)壓出器500置于三維打印機(jī)中供使用時(shí)，齒540抓住且推動(dòng)絲狀體，并且絲狀體饋送到驅(qū)動(dòng)齒輪538。驅(qū)動(dòng)組件524還可包括被殼體暴露的聯(lián)接件526，以機(jī)械地附連到功率源上，諸如步進(jìn)馬達(dá)或其它旋轉(zhuǎn)或機(jī)械功率源，以使驅(qū)動(dòng)齒輪538旋轉(zhuǎn)且沿著進(jìn)給路徑推動(dòng)絲狀體。聯(lián)接件526可從殼體延伸，或者可通過(guò)殼體中的開(kāi)口接近聯(lián)接件526，使得當(dāng)殼體布置成供使用時(shí)，聯(lián)接件526接合功率源。將理解的是，不管磁性聯(lián)接件或其它聯(lián)接件是否用來(lái)將壓出器500固持在三維打印機(jī)中處于運(yùn)行位置，都應(yīng)在使用期間通過(guò)聯(lián)接件526來(lái)抵抗在殼體和壓出器500上施加的力所引起的移位。將理解的是，用語(yǔ)“驅(qū)動(dòng)組件”意于有寬泛的解釋，并且可包括輸送功率以沿著進(jìn)給路徑驅(qū)動(dòng)絲狀體的任何傳動(dòng)系，以及這種傳動(dòng)系的可按模塊化的方式容納在壓出器500內(nèi)的任何部分，或者容納在三維打印機(jī)內(nèi)的補(bǔ)充部分，模塊化壓出器500可移除且可復(fù)位地附連到補(bǔ)充部分上。所有這樣的含義都意于落在本公開(kāi)的范圍之內(nèi)，除非明確提供了更具體的含義，或者上下文以別的方式說(shuō)明了更具體的含義。

壓出器500可包括電路542，大體被示為印刷電路板，以及連接器544，當(dāng)壓出器500置于三維打印機(jī)中供使用時(shí)，連接器544聯(lián)接到三維打印機(jī)上。可在壓出器500中有用地包括多種類型的電路。例如，電路542例如可用直徑、類型、大小、形狀、序列號(hào)等標(biāo)識(shí)壓出頭502，使得當(dāng)壓出器500布置成供使用時(shí)，三維打印機(jī)可檢測(cè)到電路542?？赏ㄟ^(guò)例如連接器544來(lái)提供此信息，或者電路542可包括射頻標(biāo)簽，或者可由三維打印機(jī)用來(lái)無(wú)線地獲取壓出器500的標(biāo)識(shí)信息的其它電路。

壓出器500還可包括或改為包括傳感器546，或任何數(shù)量的傳感器，它們以通信關(guān)系與電路542和/或連接器544聯(lián)接，以按任何適當(dāng)?shù)姆绞街笇?dǎo)壓出器500。例如，傳感器546可包括霍耳效應(yīng)傳感器等，其構(gòu)造成檢測(cè)壓出頭502相對(duì)于驅(qū)動(dòng)齒輪538的移動(dòng)，或者相對(duì)于壓出器500的構(gòu)件(包括殼體，未顯示殼體)或者三維打印機(jī)(壓出器500附連到其上)內(nèi)的任何其它位置的移動(dòng)。另一方面，傳感器546可包括壓力傳感器，其聯(lián)接到壓出頭502上，并且構(gòu)造成檢測(cè)壓出頭和建造平臺(tái)(如果存在，包括建造平臺(tái)上的對(duì)象，諸如被制造的對(duì)象)之間的接觸力。傳感器546可類似地包括接觸開(kāi)關(guān)等，其以二元方式檢測(cè)與建造平臺(tái)的接觸。

一方面，作為上面描述的彈簧的替代或者補(bǔ)充，可提供第二彈簧549，其將壓出頭502偏壓遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)組件524，即，朝面向壓出頭502的表面或?qū)ο?。這個(gè)彈簧549可用手動(dòng)或機(jī)電的方式促動(dòng)，使得它在壓出期間不對(duì)抗其它彈簧，并且可在其它過(guò)程期間選擇性地啟用。例如，這個(gè)彈簧可在建造平臺(tái)矯平過(guò)程中使用，使得當(dāng)壓出頭502接觸表面時(shí)，壓出頭502以霍耳效應(yīng)傳感器(例如，傳感器546)可檢測(cè)到方式逆著彈簧力移動(dòng)。

壓出器500可包括加熱元件548，諸如具有電阻加熱器的加熱塊等，其定位成使進(jìn)給路徑的一部分內(nèi)的絲狀體液化，諸如沿著進(jìn)給路徑在壓出頭502之前不久的區(qū)域內(nèi)。

壓出器可包括絲狀體檢測(cè)器550，絲狀體檢測(cè)器550可包括光束、接觸開(kāi)關(guān)，或者用以檢測(cè)沿著進(jìn)給路徑存在絲狀體的其它機(jī)電傳感器(一個(gè)或多個(gè))。也可使用任何適當(dāng)構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)編碼器552，其單獨(dú)使用或者與絲狀體檢測(cè)器550結(jié)合起來(lái)使用，以提供關(guān)于壓出器500的運(yùn)行的診斷信息。旋轉(zhuǎn)編碼器552例如可用來(lái)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)齒輪、沿著絲狀體路徑的自由轉(zhuǎn)動(dòng)的輥?zhàn)?，或者移?dòng)的絲狀體的移動(dòng)，或者它們這些的一些組合，以確保壓出器500的預(yù)期運(yùn)行。例如，可在最初執(zhí)行、連續(xù)或間歇地執(zhí)行多種診斷測(cè)試，以確保絲狀體的移動(dòng)與基于對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)齒輪或步進(jìn)馬達(dá)的移動(dòng)所預(yù)期的移動(dòng)一致。類似地，可采用霍耳效應(yīng)傳感器等來(lái)確保壓出頭502在各種運(yùn)行條件下的預(yù)期移動(dòng)。另一方面，任何前述都可用來(lái)諸如通過(guò)檢測(cè)在施加壓出力時(shí)缺乏豎向移動(dòng)，來(lái)檢測(cè)壓出頭502何時(shí)接觸表面。

大體上，用于壓出器500的三維打印機(jī)可為上面描述的任何三維打印機(jī)。三維打印機(jī)可包括建造平臺(tái)(例如參照?qǐng)D1所描述的那樣)，其定位成接收來(lái)自壓出頭502的建造材料。三維打印機(jī)還可包括機(jī)器人系統(tǒng)，諸如上面參照?qǐng)D1所描述的x-y-z定位組件(本文也稱為“x-y-z定位系統(tǒng)”)。

圖6顯示壓出器和安裝件的透視圖。大體上，壓出器602可為上面描述的任何壓出器，壓出器602可移除且可復(fù)位地聯(lián)接到三維打印機(jī)或工具槽箱的機(jī)器人系統(tǒng)的安裝件604上。安裝件604大體可包括磁性聯(lián)接件606，其在與壓出器602的磁體612互補(bǔ)的位置上。安裝件604可提供一個(gè)或多個(gè)表面608，表面608提供水平擱架或其它形狀，以沿豎向支承壓出器602，使得壓出器602可在壓出期間沿著進(jìn)給路徑固持在豎向位置上。驅(qū)動(dòng)組件610的一部分可從壓出器602延伸，使得它可通過(guò)安裝件604中的開(kāi)口614接合馬達(dá)等。

一方面，當(dāng)壓出器602置于安裝件604中供使用時(shí)，壓出器602上的磁體612可與安裝件604的磁性聯(lián)接件606對(duì)準(zhǔn)，使得強(qiáng)大的磁力固持壓出器602，以防離開(kāi)安裝件604的側(cè)向或旋轉(zhuǎn)移位(與沿著進(jìn)給路徑的軸向力區(qū)分開(kāi)來(lái))。另一方面，磁體612可與磁性聯(lián)接件606略微不對(duì)準(zhǔn)，使得較弱的力固持壓出器602，以防離開(kāi)安裝件604的側(cè)向或旋轉(zhuǎn)移位。另一方面，磁性聯(lián)接件606和/或磁體612可包括電磁體，其可運(yùn)行來(lái)允許可控制地將壓出器602磁性地聯(lián)接到安裝件604上。

圖7是用于三維打印機(jī)的工具槽箱系統(tǒng)的俯視圖。大體上，可移除且可復(fù)位地連接到三維打印機(jī)上的任何模塊化工具，諸如上面描述的壓出器或任何其它工具(大體上且在下面簡(jiǎn)單地統(tǒng)稱為“工具”)，可存儲(chǔ)在工具槽箱的箱柜中，工具槽箱用于管理工具存貨，以及在三維打印機(jī)的運(yùn)行期間更換工具。工具槽箱系統(tǒng)700可包括工具槽箱702，其容納用于存儲(chǔ)工具706的多個(gè)箱柜704。工具槽箱702可定位在三維打印機(jī)的建造平臺(tái)708附近，并且工具槽箱系統(tǒng)700可包括機(jī)器人系統(tǒng)710，以撿取和放置箱柜704中的工具706，使得三維打印機(jī)可互換地使用容納在工具槽箱702中的各種模塊化工具。與建造平臺(tái)708相關(guān)聯(lián)的三維打印機(jī)可選地包括第二機(jī)器人系統(tǒng)712(諸如上面描述x-y-z定位組件)，其與工具槽箱702的機(jī)器人系統(tǒng)710協(xié)作來(lái)更換三維打印機(jī)的工具，或者可在工具槽箱702和三維打印機(jī)之間共享機(jī)器人系統(tǒng)，諸如機(jī)器人系統(tǒng)710或第二機(jī)器人系統(tǒng)712，以對(duì)單個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)提供工具槽箱702和打印機(jī)的共享工作空間，諸如x-y-z定位系統(tǒng)的運(yùn)行包絡(luò)。

工具槽箱702可為容器或用于接收和存儲(chǔ)工具706的其它限定空間的任何適當(dāng)組合。工具槽箱702可包括門等，以在不使用時(shí)封閉工具706，并且可包括用以接收從工具706清潔出或以別的方式來(lái)自工具706的材料的開(kāi)放式底部或封閉底部，封閉底部可進(jìn)一步容納清潔液體或工具706可存儲(chǔ)在其中的其它流體。

箱柜704可大體在形狀和大小上設(shè)置成保持三維打印機(jī)的工具706。根據(jù)箱柜704是否是用于特定的模塊化工具或多種不同的工具，箱柜704可為各種大小且具有各種形狀。

工具706可包括適合用于三維打印機(jī)的任何工具。這可包括例如壓出器，諸如上面描述的任何壓出器。工具706可包括各種不同的壓出器，它們可用來(lái)壓出不同厚度或形狀的材料，或者壓出不同類型的建造材料。因而，例如，工具706可包括兩個(gè)或更多個(gè)壓出器，它們具有不同的壓出直徑、不同的輸入直徑(例如，在使用不同直徑的絲狀體的情況下)、不同的壓出形狀等等。工具706還可包括相同類型的多個(gè)壓出器，以便有利于改變顏色，清潔工具，恢復(fù)錯(cuò)誤(例如，對(duì)于堵塞的壓出器)等等。還可提供其它工具，諸如攝像機(jī)、銑削工具、激光切割機(jī)、注射器、熱源或光源(例如，用于固化)、修整工具等等。雖然這樣的工具706可具有多種形狀，但它們還可有利地具有公共機(jī)械接口，以聯(lián)接到工具槽箱702或三維打印機(jī)的機(jī)器人系統(tǒng)710、712上。一個(gè)或多個(gè)工具706可包括大體在上面描述的供機(jī)器人系統(tǒng)操作的一個(gè)或多個(gè)磁體。

建造平臺(tái)708大體可為上面描述的任何建造平臺(tái)或其它建造表面。

三維打印機(jī)的機(jī)器人系統(tǒng)708可包括安裝件714，安裝件714可包括任何機(jī)電特征或構(gòu)造，以可移除且可復(fù)位地接收工具706，例如，在由三維打印機(jī)使用的期間，通過(guò)聯(lián)接到上面描述的工具706的殼體上。這可包括例如鍵接到工具706上的機(jī)械特征、用以保持和釋放工具706的固定磁體或電磁體等等。工具槽箱702的機(jī)器人系統(tǒng)710可包括類似或相同的安裝件716，以從工具槽箱撿取工具706和放置工具706，以及將工具706提供給三維打印機(jī)的機(jī)器人系統(tǒng)708的安裝件714，以及接收來(lái)自安裝件714的工具706。在使用單個(gè)共享機(jī)器人系統(tǒng)的情況下，也可采用單個(gè)安裝件，或者單個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)可具有用于同時(shí)使用多個(gè)工具的多個(gè)安裝件。

三維打印機(jī)的安裝件714可構(gòu)造成在三維打印機(jī)的控制下，相對(duì)于建造平臺(tái)來(lái)定位工具706，諸如壓出頭(當(dāng)聯(lián)接到安裝件714上)。因而大體可使用三維打印機(jī)的x-y-z定位組件或其它機(jī)器人來(lái)使工具706在三維打印機(jī)的建造空間內(nèi)移動(dòng)和運(yùn)行。在這個(gè)構(gòu)造中，工具槽箱702的機(jī)器人系統(tǒng)710可運(yùn)行為第二機(jī)器人系統(tǒng)，第二機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)造成從安裝件714中移除工具706，以及使工具706或任何一個(gè)其它工具706復(fù)位到安裝件714上。類似地，工具槽箱702的機(jī)器人系統(tǒng)710可構(gòu)造成從工具槽箱702中選擇多個(gè)工具706中的一個(gè)，并且將所選工具聯(lián)接到三維打印機(jī)的安裝件714上。照這樣，機(jī)器人708、710可實(shí)現(xiàn)更換來(lái)自三維打印機(jī)的工具槽箱702的模塊化工具。這個(gè)更換可在建造平臺(tái)708和工具槽箱702之間的空間中或在該空間附近有利地執(zhí)行，以便減少各個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)708、710所需的行進(jìn)。

工具槽箱系統(tǒng)700可包括用以檢測(cè)在箱柜704中存在工具的傳感器系統(tǒng)718。傳感器系統(tǒng)718可有用地獲取關(guān)于工具槽箱系統(tǒng)700的任何有關(guān)方面、箱柜704的狀況、箱柜704中的工具706的狀況等等的數(shù)據(jù)。例如，傳感器系統(tǒng)718可構(gòu)造成識(shí)別各個(gè)箱柜中的工具的類型，諸如通過(guò)機(jī)器視覺(jué)，或者通過(guò)射頻標(biāo)記或工具706上的其它標(biāo)識(shí)電路。傳感器系統(tǒng)718還可提供或改為提供工具狀況信息，諸如預(yù)熱狀況、清潔狀況或其它診斷，它們中的任一個(gè)都可由工具槽箱系統(tǒng)700用來(lái)管理和部署工具槽箱702內(nèi)的工具706。雖然在圖7中描繪了單個(gè)構(gòu)件，但將理解的是，傳感器系統(tǒng)718可包括可用于收集關(guān)于工具706的信息的任何數(shù)量和類型的單獨(dú)的傳感器，包括(無(wú)限制)攝像機(jī)、熱攝像機(jī)、超聲傳感器、紅外傳感器、機(jī)電傳感器、射頻傳感器等，它們中的任一個(gè)都可在工具槽箱系統(tǒng)700中的適當(dāng)位置定位在一起或分開(kāi)，包括在箱柜604中或在其周圍。

工具槽箱系統(tǒng)700可包括主動(dòng)元件720，以操縱一個(gè)箱柜704中的一個(gè)工具706。主動(dòng)元件720可包括任何機(jī)電裝置或裝置組合，它們可用來(lái)主動(dòng)地操縱一個(gè)工具706。例如，主動(dòng)元件720可包括加熱元件，加熱元件例如可用來(lái)預(yù)熱工具706，諸如通過(guò)清除額外的絲狀體來(lái)清潔工具706等等。主動(dòng)元件720可包括工具清潔機(jī)，工具清潔機(jī)具有諸如擦拭器的構(gòu)件，以從壓出器或噴嘴中移除多余建造材料，并且工具清潔機(jī)具有用以清潔銑削工具的清潔流體供應(yīng)。一方面，工具清潔機(jī)可構(gòu)造成在清除運(yùn)行中從壓出器內(nèi)壓出剩余絲狀體等。將理解的是，工具槽箱系統(tǒng)700可包括任何數(shù)量的主動(dòng)元件720，包括例如用于各個(gè)箱柜704的相同類型的主動(dòng)元件720，或用于不同箱柜704或所有箱柜704的不同類型的主動(dòng)元件720的不同組合。照這樣，可針對(duì)可供三維打印機(jī)使用的各種工具組合來(lái)配備工具槽箱702。

工具槽箱系統(tǒng)700可包括控制器722，其構(gòu)造成控制傳感器系統(tǒng)、主動(dòng)元件和機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)行。將理解的是，控制器722可為大體在上面描述的三維打印機(jī)的控制器，或者用于自主地運(yùn)行工具槽箱系統(tǒng)700的單獨(dú)的控制器，或者它們這些的一些組合。在獨(dú)立的工具槽箱構(gòu)造中，控制器722可包括用于與三維打印機(jī)通信的接口，在這種情況下，控制器722可通過(guò)接口提供診斷和狀況信息，以及接收來(lái)自控制器722的關(guān)于工具槽箱702的運(yùn)行的指令。

大體上，控制器722可對(duì)三維制造過(guò)程提供各種程度的自主和智能。例如，控制器722可主動(dòng)地監(jiān)測(cè)和保持工具的存貨，可向三維打印機(jī)或單獨(dú)的裝置(諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)或移動(dòng)計(jì)算裝置(例如蜂窩電話、平板電腦、膝上型電腦))報(bào)告工具的存貨，或者控制器722可只是管理確定性地接收來(lái)自打印機(jī)的項(xiàng)目，并且按打印機(jī)指示的那樣存儲(chǔ)它們的過(guò)程。類似地，控制器722可提供高水平編程，用于接收某一類型的工具的請(qǐng)求，以及確定這種工具是否在工具槽箱中且在哪里，使得可將工具提供給打印機(jī)，或者控制器722可支持低水平編程，例如為了使外部用戶(諸如三維打印機(jī)或它們的一些組合)控制單獨(dú)的馬達(dá)和促動(dòng)器。同時(shí)，控制器722可在本地存儲(chǔ)關(guān)于各種工具的信息，或者控制器722可只是提供來(lái)自工具槽箱的各種傳感器和促動(dòng)器的數(shù)據(jù)通道，也是為了供外部資源使用，諸如附近的三維打印機(jī)。因而用于有利地將工具槽箱結(jié)合到三維制造過(guò)程中的各種各樣的技術(shù)對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的，并且可適當(dāng)?shù)赜糜诒疚拿枋龅母鞣N功能和特征的所有這樣的技術(shù)都意于落在本文描述的使用控制器722的范圍之內(nèi)，除非明確提供了不同的含義，或上下文有別的說(shuō)明。

控制器722和機(jī)器人系統(tǒng)(諸如三維打印機(jī)的機(jī)器人系統(tǒng)708和/或工具槽箱702的機(jī)器人系統(tǒng)710)可構(gòu)造成從工具槽箱702中撿取一個(gè)工具706，并且將一個(gè)工具706提供給附近的三維打印機(jī)，三維打印機(jī)在圖7中大體由建造平臺(tái)708表示，而且可包括上面描述的任何三維打印機(jī)?？刂破?22和機(jī)器人系統(tǒng)可進(jìn)一步構(gòu)造成從附近的三維打印機(jī)中取回工具706，并且將工具706放回工具槽箱702的一個(gè)箱柜704中。照這樣，可使用工具槽箱702中的工具供應(yīng)來(lái)更換三維打印機(jī)的工具，所有都在與三維打印機(jī)協(xié)作的控制器722的下控制。

如上面提到的那樣，用來(lái)在工具槽箱702和三維打印機(jī)之間更換工具706的機(jī)器人系統(tǒng)可包括三維打印機(jī)的x-y-z定位系統(tǒng)。工具槽箱702可定位在x-y-z定位系統(tǒng)的運(yùn)行包絡(luò)內(nèi)，如大體由工具槽箱系統(tǒng)700的邊界所指示的那樣，或者工具槽箱702可定位在x-y-z定位系統(tǒng)的運(yùn)行包絡(luò)附近，用工具槽箱702的額外的機(jī)器人系統(tǒng)710來(lái)管理工具槽箱702和三維打印機(jī)之間的傳遞。

控制器722大體上可操作工具槽箱系統(tǒng)702的傳感器系統(tǒng)718和主動(dòng)元件720且執(zhí)行有關(guān)功能。例如，控制器722可構(gòu)造成用主動(dòng)元件720(諸如加熱元件)預(yù)熱工具706中的一個(gè)，或者用工具清潔機(jī)清潔工具706中的一個(gè)。類似地，控制器722可構(gòu)造成掃描箱柜704，以對(duì)三維打印機(jī)提供關(guān)于存貨和工具槽箱702內(nèi)的工具706的可用性的數(shù)據(jù)。大體上，控制器722可自動(dòng)響應(yīng)于來(lái)自打印機(jī)的某些請(qǐng)求。例如，控制器722可預(yù)熱需要預(yù)熱的工具，不管來(lái)自三維打印機(jī)的工具的請(qǐng)求是否包括預(yù)熱請(qǐng)求。作為另一個(gè)示例，在將工具提供給三維打印機(jī)供使用之前，控制器722可檢驗(yàn)工具706是否已經(jīng)清潔。

工具槽箱系統(tǒng)700可在多方面擴(kuò)充三維打印機(jī)的運(yùn)行。例如，在三維打印機(jī)在工具槽箱702附近的情況下，三維打印機(jī)可構(gòu)造成檢測(cè)壓出器的失效(例如，由于堵塞、泄漏造成)、加熱失效，或者其它故障。然后三維打印機(jī)可進(jìn)一步構(gòu)造成用來(lái)自工具槽箱702的第二壓出器代替壓出器，例如，通過(guò)對(duì)控制器722發(fā)布工具更換指令等。

工具槽箱系統(tǒng)700可包括與其它箱柜704分開(kāi)的清除箱柜724，以接收來(lái)自壓出器的壓出絲狀體。在工具槽箱702在三維打印機(jī)的機(jī)器人系統(tǒng)708的運(yùn)行包絡(luò)內(nèi)的情況下，打印機(jī)可只是移動(dòng)到清除箱柜724上面的位置，并且使建造材料前進(jìn)，直到壓出器清空為止。打印機(jī)還可壓出第二建造材料，以清除壓出器的內(nèi)部，第二建造材料可為可溶的，或者可用別的方式從壓出器中移除，然后對(duì)壓出器使用新的建造材料。

圖8顯示用于運(yùn)行工具槽箱的方法。工具槽箱可為上面描述的任何工具槽箱，工具槽箱可包括用于與三維打印機(jī)協(xié)作的多個(gè)箱柜中的多個(gè)工具。

如步驟802中顯示的那樣，方法800可包括接收工具更換請(qǐng)求。請(qǐng)求可在各種各樣的條件下發(fā)起。例如，由于更換建造材料，或者由于在正由三維打印機(jī)執(zhí)行的制造指令中標(biāo)識(shí)的新任務(wù)，請(qǐng)求可由三維打印機(jī)發(fā)起。另一方面，請(qǐng)求可響應(yīng)于三維打印機(jī)檢測(cè)到錯(cuò)誤狀況而發(fā)起，諸如壓出器堵塞、加熱失效，或者其它錯(cuò)誤狀況。但是剛開(kāi)始，可在工具槽箱的控制器處接收請(qǐng)求，控制器可發(fā)起響應(yīng)動(dòng)作。

如步驟804中顯示的那樣，方法800可包括接收來(lái)自三維打印機(jī)的第一工具。這可為壓出器，諸如上面描述的任何壓出器，或者任何其它適當(dāng)?shù)墓ぞ?，諸如攝像機(jī)、銑削工具、清潔工具、測(cè)量工具、修整工具等等。這可包括運(yùn)行機(jī)器人系統(tǒng)來(lái)從三維打印機(jī)上的安裝件(例如，具有用于第一工具的磁性聯(lián)接件的安裝件)中取回第一工具，如上面大體構(gòu)想的那樣。這不可包括或改為包括管理第一工具從三維打印機(jī)的機(jī)器人系統(tǒng)到工具槽箱的第二機(jī)器人系統(tǒng)的傳遞?？墒褂脵C(jī)器人系統(tǒng)(一個(gè)或多個(gè))將工具放在工具槽箱的箱柜中，或者將工具定位在中間位置上，以進(jìn)行諸如清潔、檢查等操作。

如上面描述的那樣，這個(gè)步驟可使用三維打印機(jī)的機(jī)器人系統(tǒng)、工具槽箱的機(jī)器人系統(tǒng)，或者它們這些的一些組合。例如，這可包括用工具槽箱的機(jī)器人系統(tǒng)從三維打印機(jī)的建造空間中取回第一工具，或者將第一工具傳送到工具槽箱的運(yùn)行包絡(luò)中，以傳遞到的工具槽箱機(jī)器人系統(tǒng)。

如步驟806中顯示的那樣，方法800可包括清潔第一工具。這可包括多個(gè)清潔步驟，諸如將第一工具或其一部分放在清潔溶液中，或者將第一工具加熱到較高的溫度，以使污染物液化或蒸發(fā)。這還可包括或改為包括使用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)從第一工具中壓出建造材料，這可包括在壓力下用清潔材料取代建造材料。在某些應(yīng)用中，清潔工具還可包括對(duì)工具消毒，對(duì)工具進(jìn)行涂覆，或者以別的方式處理工具供預(yù)期使用。

如步驟808中顯示的那樣，方法800可包括接收來(lái)自三維打印機(jī)的對(duì)第二工具的請(qǐng)求。這可包括例如基于建造狀態(tài)的請(qǐng)求，諸如在將使用新的建造材料的情況下，或者在需要修整步驟的情況下，或者這可為基于檢測(cè)到三維打印機(jī)中的當(dāng)前工具失效的請(qǐng)求，或者由于任何其它原因。不管原因如何，工具槽箱控制器都可響應(yīng)于任何合適的動(dòng)作，以標(biāo)識(shí)或準(zhǔn)備合適的工具。

如步驟810中顯示的那樣，方法800可包括預(yù)熱第二工具供在壓出過(guò)程中使用。這可包括例如將第二工具預(yù)熱到三維打印機(jī)所應(yīng)用的壓出溫度。一方面，預(yù)熱溫度可由三維打印機(jī)在有工具請(qǐng)求的情況下提供。另一方面，工具槽箱可基于例如工具的類型或者外部提供的關(guān)于建造材料的類型的信息，來(lái)自動(dòng)確定預(yù)熱溫度。將理解的是，預(yù)熱僅是準(zhǔn)備步驟的示例，并且也可執(zhí)行或改為執(zhí)行任何其它適當(dāng)?shù)倪^(guò)程，諸如冷卻、清潔、潤(rùn)滑等，以便準(zhǔn)備好第二工具供三維打印機(jī)使用。

如步驟812中顯示的那樣，方法800可包括將第二工具提供給三維打印機(jī)。這可包括用工具槽箱的機(jī)器人系統(tǒng)、三維打印機(jī)的機(jī)器人系統(tǒng)，或者它們這些的一些組合，將第二工具移動(dòng)到三維打印機(jī)的建造空間中。工具槽箱還可包括鎖定機(jī)構(gòu)，當(dāng)工具不使用時(shí)，鎖定機(jī)構(gòu)將工具固定成鎖定狀態(tài)，并且提供這種工具的步驟可包括從工具槽箱內(nèi)的鎖定狀態(tài)釋放第二工具，以使得三維打印機(jī)的機(jī)器人系統(tǒng)可取回工具，諸如釋放閉鎖或者禁用機(jī)電聯(lián)接件。

上面描述的方法或過(guò)程及其步驟可在硬件、軟件或者它們的適合特定應(yīng)用的任何組合中實(shí)現(xiàn)。硬件可包括通用計(jì)算機(jī)和/或?qū)Ｓ糜?jì)算裝置。過(guò)程可在一個(gè)或多個(gè)微處理器、微控制器、嵌入式微控制器、可編程數(shù)字信號(hào)處理器或其它可編程裝置，以及內(nèi)部存儲(chǔ)器和/或外部存儲(chǔ)器中實(shí)現(xiàn)。過(guò)程還可或改為在特定用途集成電路、可編程門陣列、可編程陣列邏輯，或者可構(gòu)造成處理電子信號(hào)的任何其它裝置或裝置組合中體現(xiàn)。將進(jìn)一步理解的是，一個(gè)或多個(gè)過(guò)程可實(shí)現(xiàn)為使用結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言諸如C語(yǔ)言、面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言諸如C++，或者可存儲(chǔ)、編譯或解釋成在一個(gè)上述裝置上運(yùn)行的任何其它高水平或低水平編程語(yǔ)言(包括匯編語(yǔ)言、硬件描述語(yǔ)言和數(shù)據(jù)庫(kù)編程語(yǔ)言和技術(shù))產(chǎn)生的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼，以及處理器的不同種類的組合、處理器架構(gòu)，或者不同的硬件和軟件的組合。

因而，一方面，上面描述的各種方法及其組合可在計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼中體現(xiàn)，當(dāng)在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算裝置上執(zhí)行時(shí)，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼執(zhí)行方法的步驟。另一方面，方法可在執(zhí)行其步驟的系統(tǒng)中體現(xiàn)，并且可按多種方式分布在裝置中，或者所有功能都可集成到專用的獨(dú)立裝置或其它硬件中。另一方面，用于執(zhí)行與上面描述的過(guò)程相關(guān)聯(lián)的步驟可包括上面描述的任何硬件和/或軟件。所有這樣的排列和組合都意于落在本公開(kāi)的范圍之內(nèi)。

應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解的是，以上方法僅以示例的方式提供。公開(kāi)步驟可修改、補(bǔ)充、省略和/或重新排列，而不偏離本公開(kāi)的范圍，除非另有明確的相反指示。

本文描述的本發(fā)明(一個(gè)或多個(gè))的方法步驟意于包括使方法步驟得以執(zhí)行的、與所附權(quán)利要求可專利性一致的任何適當(dāng)?shù)姆椒ǎ敲鞔_提供了不同的含義或者上下文以別的方式清楚說(shuō)明了不同的含義。所以例如執(zhí)行步驟X包括使得另一方諸如遠(yuǎn)程用戶或遠(yuǎn)程處理資源(例如，服務(wù)器或云計(jì)算機(jī))執(zhí)行步驟X的任何適當(dāng)?shù)姆椒?。類似地，?zhí)行步驟X、Y和Z可包括指揮或控制這樣的其它個(gè)人或資源的任何組合執(zhí)行步驟X、Y和Z以獲得這樣的步驟的好處的任何方法。

雖然已經(jīng)顯示和描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的將是，可對(duì)形式和細(xì)節(jié)作出各種改變和修改，而不偏離本公開(kāi)的精神和范圍，并且它們意于形成由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的一部分，在法律允許的最寬泛意義上解釋所附權(quán)利要求。