用于增材制造的快速噴嘴冷卻的制作方法

優先權要求

本申請要求根據35u.s.c.§119(e)于2014年12月1日提交的roviaro等人的美國臨時專利申請序列號62/085,849的題為“rapidnozzlecoolingforadditivemanufacturing”的優先權益。

背景技術：

增材制造或三維(3d)打印，是一種使用自動化系統制造基于數字模型的實體物體(solidobject)的生產技術。通常而言，計算機輔助設計(cad)建模軟件用于創建所需實體物體的數字模型。然后增材制造系統的指令基于該數字模型，例如通過將數字模型虛擬地“切片”成橫截面或層來創建。該層就能夠在增材制造裝置中按照順序進程形成或沉積來創建物體。

增材制造方法提供了多種優點，包括潛在地減少從設計階段到原型或商業化階段的時間段。設計更改可以在整個開發過程中，基于物理原型，而不是僅基于數字模型、或基于由昂貴的生產工具制作的原型來進行。通常而言，是不需要專門的工具的，因為增材制造系統中的相同的擠出頭能夠用于創建具有多種不同形狀、尺寸和造型的復合零件。在一些實例中，增材制造能夠用于減少零件庫存。使用增材制造，能夠根據需要或現場快速制作某些零件。

各種聚合物可以用于增材制造，包括具有不同顏色、分子量、阻燃特性或其它特性的聚合物。一些復合零件使用單絲增材制造技術(例如，在熔融沉積成型(fdm)或熔絲制造(fff)中)制成。單絲可以包括直徑為約0.1至3.0mm的材料股線(materialstrand)。一些單絲材料可以在熱和大氣壓力下粘合，而產生在股線表面之間具有高度相互作用的復合零件，其中在粘合股線中具有一小部分空隙。

有人已經提出了用于在增材制造系統中調節熱塑性材料流動的各種系統和方法。batchelder等在題為“apparatusandmethodforthermoplasticextrusion”的美國專利no.6,578,596中提及，在擠出頭中從熱塑性材料供給歧管延伸到排放口的熱塑性流動通道。batchelder等還提及在供給歧管和排放口之間的中間位置處，使用冷卻劑以打開或關閉所述流動通道。labossiere等在題為“single-motorextrusionheadhavingmultipleextrusionlines”的美國專利no.7,604,470中提及從氣流歧管供給冷卻空氣以冷卻所擠出的物料流，以改進與先前沉積的材料的熔合。

技術實現要素：

概述

本發明人已經認識到，除其它問題之外，需要解決的問題包括提高增材制造系統的產量和效率。本發明主題物質可以，例如通過減少兩種或更多種不同材料的擠出之間的切換時間，包括減少支撐材料的擠出和模型材料的擠出之間的切換時間來幫助提供該問題的解決方案。本文所述的系統和方法可以用于改變噴嘴盒的前端處或前端內的熱塑性材料的溫度而減少材料切換時間，或促進另一噴嘴盒過程事件或改變事件，如材料變化或清掃事件。

改變噴嘴盒前端處或前端內的熱塑性材料的溫度可以改變所述材料的流動特性。例如，當前端中的所述熱塑性材料加熱到等于或高于所述材料的流動閾值溫度(flowthresholdtemperature)的溫度時，所述熱塑性材料可以至少部分液化，并且構建事件可以通過擠出或沉積來自前端的熱塑性材料進行。當前端中的所述熱塑性材料的溫度降低時，熱塑性材料可能硬化成基本固體的狀態，并且可以停止或抑制來自所述前端的物料流。

在增材制造系統中可以提供一個或多個流量調節器(流調節器，flowregulator)用于在噴嘴前端的出口的方向釋放加熱或冷卻的液體或氣體。一個或多個流量調節器可以定位于系統中的固定位置處，或者流量調節器可以是可移動的。在一些實例中，流量調節器可以與噴嘴盒集成，或流量調節器可以與擠出頭組件(與噴嘴盒連接)集成。

在實施例中，用于創建三維部件的方法(如使用根據本公開的增材制造系統的方法)可以包括：當第一噴嘴盒位于系統的構建區域之外時，預熱第一噴嘴盒的至少第一部分。方法可以包括將第一噴嘴盒定位于構建區域中并且在噴嘴前端處提供加熱的氣體或加熱的液體，以使熱塑性材料從噴嘴盒中流出，例如，實施構建事件的第一部分。方法可以進一步包括當第一部分構建事件完成時，在噴嘴前端處提供冷卻的氣體或冷卻的液體，以抑制熱塑性材料從噴嘴盒中流出。

本概述旨在提供本發明專利申請的主題物質的概述。這并非旨在提供本發明的專門或詳盡的解釋說明。具體實施方式包括在內以提供有關本專利申請的進一步信息。

附圖說明

在不一定按比例繪制的附圖中，相同的數字可以在不同的視圖中描述相似的部件。具有不同字母后綴的相同數字可以表示相同組件的不同實例。附圖通過舉例而非限制性的方式示出了本文獻中討論的各種實施方式。

圖1總體示出了包括多個流量調節器的增材制造系統的實施例。

圖2總體示出了擠出頭組件和多個流量調節器的實施例。

圖3總體示出了具有可移動的流量調節器的擠出頭組件的實施例。

圖4總體示出了具有固定的流量調節器的擠出頭組件的實施例。

圖5總體示出了具有集成的流量調節器的噴嘴盒的一部分的截面圖。

圖6了總體示出了具有多個集成的流量調節器的一對噴嘴盒的截面圖。

圖7總體示出了一種方法的實施例，該方法包括使用流量調節器以改變噴嘴盒擠出前端中的熱塑性材料的相。

圖8總體示出了一種方法的實施例，該方法包括相對于流量調節器確定噴嘴盒位置。

圖9總體示出了一種方法的實施例，該方法包括使用分別對應于第一和第二噴嘴盒的第一和第二流量調節器。

具體實施方式

本具體實施方式包括參考作為具體實施方式的一部分的附圖。附圖通過圖示說明的方式示出了可以實施本發明的具體實施方式。這些實施方式在本文中也稱為“實施例”。除了所顯示或描述的那些之外，這樣的實施例可以包括元件。然而，本發明人還考慮了其中僅提供了示出的或描述的那些元件的實施方式。此外，本發明人還設想了，相對于具體實施例(或其一個或多個方面)或相對于本文中所示或描述的其它實施例(或其一個或多個方面)，使用所示或所描述的元件的任何組合或置換的實施例(或其一個或多個方面)。

在本文檔中，使用了專利文獻中常見的術語“一”或“一個”，以包括一個或不只一個，獨立于任何其他實例或使用的“至少一個”或“一個或多個”。在本文獻中，術語“或”用于指非排他性的，而使“a或b”，除非另有說明，包括“非b之a”、“非a之b”、以及“a和b”。在本文獻中，術語“包括(including)”和“其中(inwhich)”用作各自術語“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的簡體英文等效詞。此外，在以下權利要求中，術語“包括”和“包含”是開放式的，也就是說，包括了除權利要求書中的這類術語(系統、設備、制品、組合物、制劑或過程)之后列出的那些外的要素的這類術語仍然被認為屬于該權利要求的范圍。此外，在權利要求書中，術語“第一”、“第二”和“第三”等僅用作標記，并非意圖對其對象施加數字要求。所有引用的專利，專利申請和其他參考文獻都以其全部內容結合于本文中作為參考。如果本文獻與結合于本文中作為參考的任何文獻之間的使用不一致，則以本文獻中的使用為準。

根據本公開的系統、裝置和方法配置為主要適用于增材制造(am)，也稱為材料擠出增材制造、沉積成型、或三維(3d)打印。在不限制本公開的范圍的情況下，適用于增材制造的系統可以包括獨立制造或打印的單元、裝配線上的系列單元、或用于增材制造的大體積系統，其包括一個或多個工作流程自動化特征部，如用于將部件運輸到構建區域或從構建區域運走零件的輸送機，或用于運輸零件或調整系統部件的機器人(例如，機器臂)。

聚合物材料可以用于本文描述的增材制造系統。聚合物材料可以包括高性能工程熱塑性聚合物，如聚碳酸酯基聚合物(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(pmma)、聚對苯二甲酸乙二醇酯聚合物(pet)、聚對苯二甲酸丁二醇酯聚合物(pbt)、苯乙烯聚合物、聚醚酰亞胺(pei)、丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈聚合物(asa)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(abs)等。聚合物材料可以包括這些聚合物在一起的共混物或與其它聚合物的共混物：例如，聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(pc/abs)的共混物，以商品名cycoloy可商購自sabic的innovativeplastics部門；聚苯醚(ppe)與其它聚合物，如聚苯乙烯的共混物，如商品名為noryl的可商購自sabic的innovativeplastics分部的ppe和耐沖擊聚苯乙烯(hips)的共混物，或聚苯醚(ppe)與聚酰胺的共混物，如商品名為norylgtx的可獲得自sabic的innovativeplastics分部的ppe/聚酰胺共混物，或聚苯醚(ppe)與與聚丙烯(pp)共混物，如商品名為norylppx可商購自sabic的innovativeplastics分部的ppe/pp共混物。聚合物材料可以包括這些聚合物基質一起的共聚物或與其它聚合物的共聚物，如pei和硅氧烷的嵌段共聚物，例如，以商品名siltem可商購自sabic的innovativeplastics分部的pei和硅烷軟嵌段的無定形嵌段共聚物。聚合物和其它材料，如適用于本公開的增材制造系統和方法的那些材料，將在下文中進行討論。

增材制造系統除其他之外，可以包括配置為進行熔融沉積成型或fdm的系統。fdm是一種增材方法，其中一種或多種材料的層進行連續沉積并熔合一起以形成復合零件。適用于fdm的材料包括生產級熱塑性塑料，如abs、asa、pc、pei、ultem、pet或pbt、聚酰亞胺(例如，extem)等。用于fdm的支撐材料可以可選地是水基的。

增材制造系統的一些實例包括聚合物噴射(polyjet)、選擇性激光燒結(selectivelasersintering)、聚合物噴射成型(multijetmodeling)和立體光刻(stereolithography)系統。聚合物噴射是一種增材方法，其使用uv-固化的光聚合物樹脂(可以使用打印頭沉積)。在選擇性激光燒結或sls中，粉末化的金屬或陶瓷材料可以，例如使用激光熔化粉末化材料的表面進行沉積和固化。一些適用于sls工藝方法的材料包括尼龍、鈦和黃銅。在聚合物噴射成型或mjm中，樹脂的微觀層沉積于由蠟制成的支撐件上，并且蠟可以從復合零件中熔化掉。在立體光刻中，可以使用激光固化所沉積的樹脂材料。通過采用本文的系統和方法，可以改進這些增材制造系統和其他裝置或使之更有效率。

本發明人已經認識到，增材制造系統中提高通過量的一種方法包括減少擠出兩種或更多種不同材料之間的切換時間，包括減少支撐材料和模型材料的擠出之間的切換時間。本文的系統和方法可以用于快速改變噴嘴盒的前端處或前端內的熱塑性材料的溫度，以便以減少材料切換時間，或促進另一噴嘴盒過程事件或改變事件，如材料變更或清掃事件。改變在前端處或前端內的熱塑性材料的溫度就可以改變材料的流動特性。例如，當材料的溫度升高時，熱塑性材料就可以至少部分液化，并且通過從前端擠出或沉積熱塑性材料就可以進行構建事件。當材料的溫度降低時，熱塑性材料可以硬化成基本固體的狀態，而來自前端的物料流動則可以停止。

各種系統都可以用于提供噴嘴盒的前端中的熱塑性塑料的快速溫度變化。氣體或液體可以被冷卻或加熱，并隨后將氣體或液體輸送到噴嘴盒的前端區域。在實施例中，氣體或液體輸送到噴嘴前端的出口(即，出口孔或排放口)，使得冷卻的或加熱的材料接觸前端處或前端內的任何熱塑性材料。歧管的系統可以提供用于將來自相應源的氣體或液體引導通過一個或多個歧管排出出口或孔口，并朝向噴嘴前端。在一些實施例中，用于輸送氣體或液體的歧管和/或出口孔都連接至擠出頭組件或噴嘴盒，使得出口孔隨著噴嘴盒在增材制造系統中移動。在一些實施例中，用于輸送氣體或液體的歧管和/或出口孔固定于增材制造系統中的合適位置，并且噴嘴盒或擠出頭組件可以從增材制造系統的構建區域移動到最接近出口孔的位置以接收冷卻或加熱的氣體或液體。

在實施例中，使用在噴嘴前端的一個或多個冷卻氣體或液體的射流(噴射流，jet)可以提供快速的熱塑性材料溫度變化，在這種情況下，在使用相同的噴嘴前端進行構建事件之后，可以保留任何液體或半液體熱塑性材料。當一個或多個射流接觸保留的熱塑性塑料時，熱塑性塑料可以在適當位置發生硬化，以防止或抑制從噴嘴前端的進一步的流動。在實施例中，例如當對應于相同噴嘴盒的加熱器或液化器尚未冷卻到低于噴嘴盒中的熱塑性塑料相變溫度的溫度時，冷卻的射流，可以在構建事件完成時立即接觸熱塑性塑料。

在構建事件之后，快速改變噴嘴盒前端的熱塑性材料的溫度可以有助于加速后續的噴嘴盒處理，例如在構建事件之后，裝入材料或更換噴嘴盒。現有的冷卻技術包括：在噴嘴盒進行進一步的處理之前，如在將噴嘴盒從系統的構建區域移出之前，或在頭組件處將噴嘴盒與不同的噴嘴盒交換之前，關閉液化器組件并使噴嘴前端(噴嘴頭，nozzletip)的材料等待指定的時間段以充分固化。在一些實施例中，在熱塑性供給歧管和噴嘴前端之間的噴嘴盒內部的流動通道可以接收冷卻劑以抑制熱塑性物料流動。在這些實施例中，充分冷卻噴嘴盒并且由此充分冷卻熱塑性塑料的時間可以為30秒或更高。因此，在增材制造系統中，交替沉積約萬分之一到兩萬分之一英寸層厚的模型和支撐材料時，就可能要花費多達25分鐘或更長的時間才能冷卻每英寸所沉積材料的模型和支撐沉積物之間的噴嘴盒。

使用本系統和方法，冷卻的材料可以被遞送到噴嘴盒的前端中的熱塑性材料，以更快速地改變熱塑性材料的流動特性。例如，響應于冷卻的材料遞送到前端中的熱塑性材料，熱塑性材料的流動特性可以幾乎立即改變(例如，在幾秒或幾毫秒內)。通過快速降低前端處的熱塑性材料的溫度而使材料至少部分固化，可以抑制熱塑性物料流動。隨著流動停止，噴嘴盒隨后可以移動或進行加工處理，而不會從前端意外泄漏出熱塑性材料。

在實施例中，在噴嘴前端處使用一個或多個加熱氣體或液體的射流可以提供熱塑性材料溫度的快速變化，在這種情況下在構建事件之前，可以處置任何硬化或半液態的熱塑性材料。當一個或多個射流接觸噴嘴前端處的硬化或半液態熱塑性材料時，熱塑性材料可以基本液化而有助于或使得可以從噴嘴前端流出熱塑性材料。在實施例中，來自一個或多個熱氣體或液體射流的流可以與噴嘴盒中的加熱器或液化器組件協調，使得當加熱的氣體或液體釋放從而熱塑性塑料流動時，噴嘴盒的液化室中的熱塑性材料可以流動(例如，從噴嘴盒前端流出而在構建事件中產生復合零件)。

在構建事件之前，增加噴嘴盒前端的熱塑性材料的溫度可以幫助開始構建事件。現有的加熱技術包括打開液化器組件并等待液化器組件中的熱塑性材料一段指定的時間以充分液化，使得材料可以流動通過噴嘴盒中的通道并流出噴嘴前端。在一些實施例中，熱塑性供給歧管和噴嘴前端之間的噴嘴盒內部的流動通道可以經過加熱而允許熱塑性物料流過。在這些實施例中，充分加熱噴嘴盒并且由此充分加熱筒內的熱塑性塑料的時間可以為30秒或更長。使用本系統和方法，所加熱的材料可以被遞送到噴嘴盒的前端中的熱塑性材料，以更快速地改變熱塑性材料的流動特性。例如，響應于加熱的材料遞送到前端中的熱塑性塑料，熱塑性材料的流動特性可以幾乎立即改變(例如，在幾秒或幾毫秒內)。通過快速提高前端處的熱塑性材料的溫度而使材料至少部分液化，可以使熱塑性材料開始流動。隨著流動開始，噴嘴盒隨后就可以移動到構建區域中，以沉積復合零件。

在一些實施例中，液化器組件可以用于當噴嘴盒移動到完成構建事件的位置時預熱噴嘴盒中的熱塑性材料。一旦噴嘴盒處于完成構建事件的適當位置時，可以釋放加熱的氣體或液體以加熱噴嘴盒的前端中的熱塑性塑料并啟動構建事件。

各種氣體或液體材料可以用于改變噴嘴盒前端處的熱塑性材料的溫度。通常而言，合適的氣體或液體可以表征為具有高沸點、低凝固點、在一定溫度范圍內的穩定性、高比熱、以及良好的導熱性。合適的氣體或液體材料可以具有低粘度以促進快速流動通過歧管、導管或其它部分的氣體或液體分配系統。一些可以使用的氣體包括二氧化碳、氫氣、氬氣、氮氣、氟代烷烴氣體或加壓的環境空氣。一些可以使用的液體包括水(例如、去離子水)、乙二醇、甘油、氟利昂、液化二氧化碳、液氮、液態氫或納米流體(例如，載體液體，如水，具有改進的熱傳遞特性的納米粒子)。

在實施例中，冷卻的或加熱的氣體或液體可以以指定的速度和體積以及指定的持續時間從流量調節器的出口釋放出。例如，過冷氣體，如二氧化碳可以以指定的最小速率釋放指定的最小持續時間，以基本固化噴嘴盒前端中的一部分的熱塑性材料。釋放氣體的持續時間，或一個或多個流動特性，可以基于多個因素進行選擇或調節，這些因素包括以下中的一個或多個：前端中的熱塑性材料的類型、前端中的熱塑性材料的測得的或估計的溫度、使用前端進行先前構建事件以來的持續時間、流量調節器的出口與前端之間的距離，或使用冷卻氣體影響噴嘴盒中的熱塑性材料的量。

各種系統和方法可以提供用于遞送來自流量調節器的氣體或液體或促進其遞送以改變噴嘴盒前端處的熱塑性塑料的溫度。在實施例中，氣體或液體流量調節器可以設置于噴嘴盒或擠出頭組件上或與噴嘴盒或擠出頭組件集成。在實施例中，氣體或液體流量調節器可以設置于位于增材制造系統的構建區域處或附近的固定位置。系統的自動化部分(例如，機器人臂、龍門架系統或其他移動器)可以用于在流量調節器和構建區域之間移動噴嘴盒。在實施例中，流量調節器可以包括具有液體池或儲液器的噴嘴盒浴(nozzlebarth)區域，其配置為保留液體并至少接收噴嘴盒的前端部分。

各種增材制造系統可以與上述用于促進或加速噴嘴盒處的材料溫度變化的系統、裝置和方法一起使用。例如，圖1總體示出了可以使用增材制造系統100的一部分的實施例。系統100包括構建區域180，可移動擠出頭組件170和系統控制電路190。擠出頭組件170可以響應于來自系統控制電路190的指令，在構建區域180內移動。系統控制電路190可以包括，除其他之外的處理器電路，或者可以向擠出頭組件170或向系統100的其他部分提供指令的信息網關(informationgateway)，并且指令可以由系統100的一個或多個部分解釋和使用以創建或加工復合零件181。復合零件181可以包括支撐材料182和模型材料184中的一個或多個。

擠出頭組件170可以包括，或可以配置為偶聯至，一個或多個噴嘴盒。例如，擠出頭組件170可以包括噴嘴盒底架，其配置為接收和保持用于構建事件的噴嘴盒。噴嘴盒通常包括原料輸入，用于加熱原料的連續部分的液化器，和用于分散加熱材料的噴嘴前端。在一些實施例中，噴嘴盒配置為在原材料輸入處接收聚合物絲。噴嘴盒可以配置為分散多種不同類型的材料，或噴嘴盒可以配置為分散指定的單一材料。在實施例中，噴嘴盒可以包括噴嘴前端，其配置為以指定的材料分散速率或溫度分散指定的材料或材料范圍。

擠出頭組件170可以可選地包括液化器組件、溫度控制裝置或驅動組件。液化器組件可以用于液化從材料源向擠出頭組件170供應的材料(例如，以絲狀形式)。溫度控制裝置可以可選地用于加熱液化器組件，或加熱安裝于擠出頭組件170的底盤上的噴嘴盒的一部分。

構建區域180可以包括除了其它功能特征之外的構建片材185和x-y臺架186。在一些實施例中，構建片材185包括一部分傳送帶表面，并且傳送帶可以從構建區域180移動到一個或多個下游的復合零件加工區域。構建片材185可以沿著垂直的z-軸可選地移動，如響應于從系統控制電路190接收到的指令，如通過調節平臺的垂直位置，在傳送機、一個或多個輥(帶在其上移動)的情況下。

x-y臺架186可以包括導軌系統，導軌系統配置為在構建區域180內的水平x-y平面內移動擠出頭組件170。在一些實施例中，x-y臺架186或擠出頭組件170可以另外沿著垂直z-軸移動。在一些實施例中，構建片材185可以在構建區域180內的水平x-y平面中移動，并且擠出頭組件170可以沿著垂直z-軸移動。其它排布設計都可以另外或替代地使用而使構建片材185和擠出頭組件170中的一個或兩個都可以相對于彼此移動。

在圖1的實施例中，擠出頭組件170由x-y臺架186支撐，并且擠出頭組件170可以在水平x-y平面中移動，使用模型材料184和支撐材料182中的一種或多種以逐層的方式構建復合零件181。

在圖1的實施例中，第一噴嘴盒171可以配置為接收多種纖絲材料。支撐材料纖絲可以從支撐材料源162(可選地使用第一纖絲導管163)引導到第一噴嘴盒171。模型或零件材料纖絲可以從模型材料源164，可選地使用第二纖絲導管165，引導至第一噴嘴盒171。材料源可以包括纖絲聚合物(和/或支撐材料)的相應卷軸，其可以通過各自的纖絲管道驅動或牽引到系統100中的指定噴嘴盒。

支撐和模型材料182和184可以在各種介質或構造設計結構中提供給系統100。例如，材料可以以連續纖絲的形式，如絲盒(filamentcassette)中的線軸上提供。纖絲，如具有圓形橫截面的纖絲可以具有各種直徑，如約1mm或更小至約3mm或更大的任何一種或多種。在實施例中，材料源中的至少一種可以包括除絲之外的某種形式的原料，如顆粒形式的原料。適于運輸一種或多種固體顆粒或可流動聚合物的管道都可以用于在源和噴嘴盒之間更換原料。

支撐材料182或模型材料可以沉積到構建片材185上以形成復合零件181。正如本文，復合零件可以包括支撐材料182和模型材料184中的一種或兩種。通常而言，支撐材料182經過沉積而沿著z-軸提供垂直支撐，如用于模型材料184的懸垂部分或層。在沉積一層或構建操作完成之后，所獲得的復合零件181就可以從構建區域180中移出，如由操作員手動、使用包括構建片材185的傳送機自動、使用機器臂自動、或使用一些其它裝置而重新定位復合零件181。在復合零件從構建區域180中移出之前或之后，支撐材料182可以與模型材料184分離。在一些實施例中，支撐材料182可以自動地從模型材料184移出、溶解，或以其他方式分離。自動移出支撐材料182的系統和方法描述于hocker的標題為“additivemanufacturingprocessautomationsystemsandmethods”，并在本申請的同一日期提交的美國臨時專利申請號no._____(代理卷號no.4134.001prv)中。

控制電路190可以包括處理器電路或軟件模塊(例如，在(1)非瞬時機器可讀介質上或(2)傳輸信號內實施的代碼)或硬件實現的模塊。硬件實施模塊可以包括能夠實施各種可編程操作的有形單元(tangibleunit)。在一些實施例中，一個或多個計算機系統(例如，包括獨立、目標或服務器計算機系統)或一個或多個處理器電路都可以由軟件(例如，應用或應用部分)配置成經過運行而實施本文描述的操作的硬件實施模塊。

在一些實施例中，硬件實施模塊可以機械地或電子地實施。例如，硬件實施模塊可以包括永久配置成，例如專用處理器電路(如現場可編程門陣列(fpga)或專用集成電路(asic))以執行指定的操作的專用電路或邏輯。硬件實施模塊可以包括能夠由軟件臨時配置而實施某些操作的可編程邏輯或電路(例如，包含于通用處理器或其他可編程處理器內)。在專用和永久配置電路中或在臨時配置的電路(例如，由軟件配置的)中機器實施硬件實施模塊的決定可以由成本和時間考慮因素驅動。

本文描述的各種操作和方法可以至少部分由臨時配置(例如，通過軟件)或永久配置為執行相關操作的一個或多個控制或處理器電路進行。無論是臨時的還是永久配置的，這些處理器電路可以構成經過運行以執行一個或多個操作或功能的處理器實施模塊。本文描述的某些操作的性能可以可選地分布于兩個或更多個處理器或控制電路中，不僅駐留于單個機器內，而且會部署于多個機器中，如包括于增材制造系統的不同部分中。例如，雖然在本文中通常被稱為控制電路190，但電路可以在構建區域180處或附近，包括模塊以便向擠出頭組件170提供關于構建事件狀態的反饋或指令，并且電路可以在系統的后處理或其它下游區域內包括模塊。

雖然系統100顯示出具有一個噴嘴盒，但系統可以包括具有多個噴嘴盒的擠出頭組件170，并且一個或多個盒可以可選地從擠出頭組件170移除。擠出頭組件170可以包括一個或多個用于向一個或多個各自的噴嘴盒提供材料的噴嘴盒驅動組件。在實施例中，第一噴嘴盒驅動組件包括一對間隔開并配置為容納纖絲，如來自支撐材料源162的纖絲的驅動輪。當驅動輪旋轉時，支撐材料可以從源吸入并進料到第一噴嘴盒171中。在其他實施例中，噴嘴盒可以包括集成的或機載的驅動組件。然而，通過在擠出頭組件上提供驅動組件，就可以最小化與每個噴嘴盒相關聯的零件數量、重量和復雜度。

在實施例中，噴嘴盒可以從擠出頭組件170拆卸，并可以用另一個類似尺寸和形狀的噴嘴盒替換。一個或多個噴嘴盒可以在構建進程的過程中進行更換。例如，第一噴嘴盒171可以自動地與擠出頭組件170脫開，并用不同的噴嘴盒代替，例如，同時第二噴嘴盒嚙合于材料沉積過程中。不同的噴嘴盒可以可選地被預熱，使得一旦不同的噴嘴盒偶聯至擠出頭組件170并移動至執行沉積過程的位置時，不同的噴嘴盒可以開始沉積材料。按照這種方式，在構建過程期間可以快速無縫地進行工具或材料更換。

一些零件可以由多種不同的原材料，包括具有不同形狀、不同化學結構、不同熔點、不同擠出或固化特性、不同顏色、或其他不同特性的材料制成。在一些實施例中，通過專設或配置指定的噴嘴盒用于沉積指定的材料類型可以獲得效率，而不是在每種材料更換時改變噴嘴盒的一個或多個操作特性(例如，液化器操作溫度，擠出前端構造設計結構、驅動機構、等)。在噴嘴盒專用于分配特定材料的系統中，可以類似地實現材料供應效率，因為原材料不需要在材料變化事件下從供應管道或液化器組件中常規地清掃。具有專用材料供應或操作特性設定點的一個或多個噴嘴盒可以存儲于保持區域中，如系統100的構建區域180中或附近，直到構建過程中需要此噴嘴盒。一旦指示要用指定的噴嘴盒(或相應的材料類型)，則噴嘴盒可以自動準備(例如，預熱)或偶聯至擠出頭組件170，并隨后用于沉積其相應的材料。按照這種方式，構建過程可以無縫地并且無需用戶干預地使用多種不同的材料類型(以多種不同的方式應用)而不會，例如由于預熱的滯后時間，在切換或系統重新配置期間出現長時間延遲。使用多個噴嘴盒與噴嘴托盤協同的系統和方法描述于hocker題為“nozzletoolchangingformaterialextrusionadditivemanufaturing”并在與本申請相同的日期提交的美國臨時專利申請no.____(代理卷號no.4134.002prv)中。

圖1的實施例中的系統100包括多個流量調節器，其定位為在噴嘴盒171的前端150中沿熱塑性材料的方向上提供空氣或液體的至少一種。所提供的空氣或液體可以，例如在空氣或液體從一個流量調節器釋放朝向前端150中的熱塑性材料之前，進行加熱或冷卻。在實施例中，第一可移動流量調節器130包括偶聯至噴嘴盒171和擠出頭組件170中的一種的流量調節器。流量調節器是“可移動的”，因為它基本隨著噴嘴盒171移動，而將氣體或液體遞送至噴嘴盒171的前端處的熱塑性塑料。第一可移動流量調節器130可選地基本可以在z-方向上移動以降低流動孔口并沿著前端150中的熱塑性材料的方向上釋放氣體或液體流。當噴嘴盒171用于構建事件時，第一可移動流量調節器130基本上可以在z-方向上移動而從構建區域180中撤出流動孔口。

圖1的實施例100進一步圖示說明了第一和第二固定流量調節器110和120。第一和第二固定流量調節器110和120包括基本固定于系統100的構建區域180中或附近的排出孔口。噴嘴盒171可以，例如，使用x-y臺架系統186，或使用機器人臂160驅動至第一和第二固定流量調節器110和120中的一個或另一個。在圖1的實施例中，第一和第二固定流量調節器110和120配置為當擠出頭部組件170位于其可用行程的基本相對端部時，沿著前端150處的熱塑性材料方向提供氣體或液體流。

第一可移動流量調節器130以及第一和第二固定流量調節器110和120可以從單個源或多個不同的獨立的源接收空氣或液體。在圖1的實施例中，每個流量調節器都經過配置而遞送氣體，并且每個流量調節器從不同的源或鼓風機接收空氣。例如，第一固定流量調節器110可以從第一調節器源169a接收冷卻劑氣體，第二固定流量調節器120可以接收來自第二調節器源169b的第二冷卻劑氣體，并且第一可移動流量調節器130可以接收來自第三調節器源169c的加熱的氣體。

圖1的系統可以可選地包括一個或多個溫度傳感器以提供關于系統100的不同部分的加熱或冷卻的信息。例如，溫度傳感器可以與噴嘴盒的一個或多個部分集成。在系統100中，非接觸式溫度傳感器145，如ir溫度傳感器配置為，例如當前端150遠離非接觸式溫度傳感器145時接收關于前端150的信息。來自溫度傳感器的信息可以可選地，例如通過系統控制電路190，用于識別是否要向前端150提供加熱或冷卻狀態的氣體或液體。

圖2總體示出了包括噴嘴盒271和多個流量調節器的增材制造系統的一部分的實例200。多個流量調節器可以單獨使用或一起使用，以便在噴嘴盒271的噴嘴前端250中的熱塑性材料282方向上遞送氣體或液體。熱塑性材料282可以是能夠液化而用于構建事件的固體材料，或熱塑性材料282可以是在構建事件之后要固化的基本為液體的材料，例如，用于噴嘴盒的儲存或包括材料更換的其他處理。

噴嘴盒271可以從材料導管263接收熱塑性材料。接收的熱塑性材料可以可選地包括基本處于固態或液態的熱塑性纖絲、顆粒或其它原始熱塑性材料。噴嘴盒271和擠出頭組件270中的一種可以可選地包括配置為加熱一部分熱塑性材料以經由噴嘴前端250分配熱塑性塑料的液化器組件。

在圖2的實施例中，噴嘴盒271保持于擠出頭組件270的盒底架272中。擠出頭組件270可以可選地安裝于臺架系統，機器人臂或適用于增材制造系統(例如以上在圖1的討論中描述的系統100)的其他移動器上。流量調節器可以提供用于調節來自噴嘴盒271的噴嘴前端250的熱塑性材料的流量。臺架系統或機器人臂可以配置為其自身或與擠出頭組件270組合而將噴嘴盒271移動至流量調節器附近的位置。流量調節器可以是固定的或可以經過配置而相對于噴嘴盒271移動。

在圖2的實施例中，噴嘴前端250限定基本垂直地延伸穿過前端的排放孔口的軸線。第一流量調節器210包括軸上排出孔口211，其配置為在噴嘴前端250處沿著熱塑性材料282的方向從第一源歧管213遞送包括氣體或液體的軸上流212。第二流量調節器220包括離軸排出孔口221，其配置為在噴嘴前端250處沿著熱塑性材料282的方向從第二源歧管223遞送包括氣體或液體的離軸流222。軸上流212可以如圖2的實施例所示進行傳送，而流有效地平行于噴嘴前端250的軸線。軸上流212因此會撞擊前端的排出孔口之處或之內的熱塑性材料282而影響熱塑性塑料282的溫敏特性。離軸流222可以如圖2的實施例中所示進行傳送，其中流以一定角度接近噴嘴前端250而使流撞擊前端的排出口之處或之內的熱塑性材料282。在包括配置為提供氣體的孔口211和221中至少的一種的實施例中，氣體可以以指定的速率或體積，或在指定的溫度下進行遞送。例如，在約25℃的溫度下的高溫高速氣體流可以用于液化噴嘴前端250中的熱塑性材料282。

多種不同的氣體類型可以單獨或組合使用。例如，第一或第二流量調節器210或220可以提供二氧化碳、氬氣、氮氣、氟烷烴氣體或加壓的環境空氣中的至少的一種。在包括配置為提供液體的孔口211和221中的至少一種的實施例中，液體可以可選地以指定的速率、以指定的流量或體積、或以指定的溫度進行遞送。多種不同的液體類型可以單獨或組合使用。例如，第一或第二流量調節器210或220可以提供水、乙二醇、甘油或其它液體材料中的至少的一種。在實施例中，流量調節器可以配置為，當材料排出調節器的孔口時分配變成氣體或蒸氣的液體材料。

流量調節器可以可選地偶聯至噴嘴盒或，偶聯至擠出頭組件(噴嘴盒偶聯至其)，使得流量調節器可以與噴嘴盒一起移動。為了保持圍繞噴嘴前端的排出孔口的間隙，用于在建造事件期間釋放熱塑性材料，噴嘴盒或流量調節器中的至少一種可以移動離開噴嘴盒或流量調節器中的另一種。例如，流量調節器可以相對于噴嘴盒移動，使得流體調節器可以在構建事件期間移動離開噴嘴前端，并隨后可以在構建事件之后將流量調節器移動到適當位置以在噴嘴盒的前端處的材料方向上提供氣體或液體。在另一實施例中，噴嘴盒本身可以相對于流量調節器移動。在該實施例中，噴嘴盒可以在用于構建事件期間的構建位置與用于其他處理的移開或縮回位置之間移動。在縮回位置上，噴嘴盒的前端處的任何材料可以與流量調節器的排出孔口對齊而接收氣體或液體。

圖3總體示出了包括偶聯至擠出頭組件370的噴嘴盒371和可伸縮流量調節器331的增材制造系統的一部分的實施例300。可伸縮流量調節器可以用于，在噴嘴盒371的噴嘴前端350中的熱塑性材料382的方向上遞送氣體或液體。熱塑性材料382可以是待液化用于構建事件的固體材料，或者熱塑性材料382可以是基本為液體材料以被固化用于噴嘴盒存儲，或用于如材料更換的其他處理。

在圖3的實施例中，噴嘴盒371保持于擠出頭組件370內或相對于擠出頭組件370固定。在圖3的實施例中，可伸縮流量調節器331偶聯至擠出頭組件370。在其他實施例中，可伸縮流量調節器331可以偶聯至噴嘴盒371。可伸縮流量調節器331可以配置為，在相對于噴嘴盒371和噴嘴前端350的z-方向上是可移動的。例如，可伸縮流量調節器331可以在第一或縮回位置(如圖3中的實線所示)與第二或伸出位置之間移動(如圖3中虛線所示)。可伸縮流量調節器331的主體部分或歧管可以相對于噴嘴盒371上下移動，使得排出孔口321可以經過定位而在噴嘴前端350處的熱塑性材料382的方向上分配氣體或液體。在實施例中，流量調節器331的主體部分包括固體導管，或主體部分包括有助于在z-方向上移動的伸縮管。

在噴嘴盒371沉積來自噴嘴前端350的熱塑性材料的構建事件期間，可伸縮流量調節器331可以處于縮回的位置。在構建事件的一部分之后，包括可伸縮流量調節器331的擠出頭組件370可以從構建區域中撤出。將擠出頭組件370從構建區域撤出可以包括垂直地提升組件或水平移動組件以便將噴嘴盒371定位于遠離在先前構建事件中沉積熱塑性材料沉積位置的位置。一旦擠出頭組件370移動充分遠離構建區域，可伸縮流量調節器331可以延伸到伸出的位置，并且氣體或液體可以從排出孔口321向噴嘴前端350處的熱塑性材料382分散以改變熱塑性材料382的物相或狀態。

圖4總體示出了包括流量調節器431和可移動噴嘴盒471的增材制造系統的一部分的實施例400。可移動噴嘴盒471示出為偶聯至擠出頭組件470。流量調節器431可以基本固定于相對于擠出頭組件470的位置，并且可移動噴嘴盒471可以經過配置而相對于流量調節器431的排出孔口421移動。流量調節器431可以用于在可動噴嘴盒471的噴嘴前端450中的熱塑性材料482的方向遞送氣體或液體。熱塑性材料482可以是用于構建事件的待液化的固體材料，或熱塑性材料482可以基本是待固化的液體材料用于噴嘴盒的存儲，或用于其他加工，如用于材料切換。

在圖4的實施例中，流量調節器431相對于擠出頭組件470保持于或固定于適當位置。可移動噴嘴盒471可以偶聯至擠出頭組件470，并可以經過配置而相對于固定流動調節器431為可移動的。例如，可移動噴嘴盒471可以在第一或縮回的位置，如圖4中的實線所示，與第二或構建位置之間移動，如圖4中的虛線所示。盡管所示的實施方式示出了可以完全移動的噴嘴盒，但在其它實施方式中只有一部分噴嘴盒是可移動的。例如，只有噴嘴盒471的前端部分可以可選地，如相對于流量調節器431是可移動的。噴嘴前端450可以相對于流量調節器431在z-方向上可伸出或縮回，使得排出孔口421可以經過定位而在噴嘴盒471的噴嘴前端450處沿著熱塑性材料482的方向分配氣體或液體。

在噴嘴盒471沉積來自噴嘴前端450的熱塑性材料的構建事件期間，可移動噴嘴盒471可以處于伸出位置。在一部分構建事件之后，至少噴嘴盒471的噴嘴前端450可以從構建區域中撤出。噴嘴前端450從構建區域撤出可以包括垂直提升前端或水平地移動前端(例如，與噴嘴盒471一起)，以便使噴嘴前端450定位的位置遠離先前構建事件中沉積熱塑性材料的位置。一旦噴嘴前端450移動充分遠離構建區域，并且與流量調節器431的排出孔口421成直線定位時，氣體或液體可以從排出孔口421朝向噴嘴前端450的熱塑性材料482分配而改變熱塑性材料482的物相或狀態。

圖5總體示出了噴嘴盒571和流量調節器531的一部分的剖視圖。流量調節器531經過定位而將氣體或液體流512引向噴嘴盒571的噴嘴前端550處的熱塑性材料582。

在圖5的實施例中，流量調節器531相對于噴嘴前端550固定于適當位置。流量調節器531及其排出孔口521經過定位而使噴嘴盒571可以在構建事件中釋放熱塑性材料，以及緊隨構建事件之后，排出孔口521可以在噴嘴前端550處沿著熱塑性材料582的方向釋放氣體或液體，例如沒有首先移動噴嘴盒571遠離構建區域。當流512從排出孔口521釋放時，可以以足夠的力穿過在流量調節器531的排出孔口521與噴嘴前端550的排出孔口之間的固定距離而接觸熱塑性材料582。

噴嘴盒571包括經過配置而在材料到達噴嘴前端550之前使熱塑性材料582液化的液化器組件530。噴嘴盒571包括在液化器組件530附近保持熱量或吸收熱量的熱塊(thermalblock)535。

可選地，流量調節器531包括延伸穿過熱塊535的一部分或通過噴嘴盒571組件的另一部分的歧管513。在實施例中，歧管513可以使用位于歧管513的壁和熱塊535之間的絕熱體514從而與熱塊535絕熱。

在實施例中，熱塊535配置為保持熱量以提高液化器組件530的效率，并且流量調節器531經過配置而在熱塑性材料582的方向上遞送過冷氣體。在該實施例中，絕熱體514可以有助于降低熱塊535與流量調節器531的歧管513中的過冷氣體之間的熱交換。

多個不同的流量調節器可以經過配置而與噴嘴盒571一起使用。在圖5的實施例中，在流量調節器531相對面可以添加第二流量調節器，而使兩個不同的流量調節器可以經過配置而將氣體或液體引向熱塑性材料582。在實施例中，兩個不同的流量調節器經過配置而提供相同或不同的加熱或冷卻的氣體或液體。

圖6總體示出了包括第一和第二噴嘴盒671和672以及多個流量調節器的擠出頭組件670的實施例600的剖視圖。多個流量調節器中的每一個都可以配置為在第一和第二噴嘴盒671和672的每個中的熱塑性材料的方向上提供調節溫度的氣體或液體。

第一噴嘴盒671可以包括第一噴嘴前端651并可以配置為分配第一熱塑性材料682。第一流量調節器631可以配置為在第一熱塑性材料682的方向上提供第一氣體或液體流612a，如以上對于圖5的實施例中的流量調節器531和熱塑性材料582的類似描述。圖6的實施例包括第二流量調節器632，其配置為在相同的第一熱塑性材料682的方向上提供第二氣體或液體流612b。第一和第二流量調節器631和632可以配置為從各自排出孔口提供相同或不同的氣體或液體材料。例如，第一流量調節器631可以配置為提供冷卻劑氣體，例如，以便在構建事件之后固化熱塑性材料682，并且第二流量調節器632可以配置為提供加熱氣體，例如，以便正好在構建事件之前液化熱塑性材料682。

在圖6的實施例中，第二噴嘴盒672包括第二噴嘴前端652，并可以配置為分配第二熱塑性材料683。第三流量調節器633可以配置為在第二熱塑性材料683的方向上提供第三氣體或液體流612c，正如以上對于第一流量調節器631和第一熱塑性材料682的類似描述。第四流量調節器634可以配置為在相同的第二熱塑性材料683的方向上提供第四氣體或液體流612d。第三和第四流量調節器633和634可以配置為從它們各自的排出孔口提供相同或不同的材料，并且可以進一步配置為提供與使用第一和第二流量調節器631和632所提供的材料相同或不同的材料。

在實施例中，第二和第三流量調節器632和633可以共享共同的歧管或源，并可以在第一和第二噴嘴前端651和652處分別向第一和第二熱塑性材料682和683提供相同的氣體或液體。圖6的實施例中的多個流量調節器的每個可以包括專用閥，配置為在第一和第二熱塑性材料682和683中的一種的方向上選擇性地釋放氣體或液體。閥可以通過處理器電路，如控制電路190進行控制。

圖1-6中描述的非限制性系統及其變體和置換可以包括一個或多個流量調節器，其可以，例如在噴嘴盒前端處(如在噴嘴盒用于構建事件之前或之后)改變熱塑性塑料的材料特性。圖7-9總體示出了方法的多個實施例，該方法可以包括使用流量調節器改變熱塑性塑料的流動狀態。

圖7總體示出了實施例700，其可以包括使用流量調節器改變材料擠出噴嘴前端的排出孔口處的熱塑性材料的物相。圖1-6的實施例中的增材制造系統可以可選地用于執行實施例700的全部或一部分。在710，實施例700包括將噴嘴盒的儲存器中的熱塑性材料加熱到大于物料流動閾值溫度的溫度，而使加熱材料可以從噴嘴盒的噴嘴前端分配或擠出。使用位于噴嘴盒的噴嘴前端附近的液化器組件可以在710處加熱熱塑性材料。在實施例中，液化器組件與噴嘴前端間隔開。在液體熱塑性材料可以從噴嘴盒釋放之前，熱塑性材料和噴嘴盒流動通道必須進行充分加熱而使熱塑性塑料可以流過通道并流出噴嘴前端。因此，在710處(例如，在液化器組件處)的加熱開始和從噴嘴前端釋放熱塑性材料之間就可能存在延遲，例如，因為噴嘴盒的噴嘴前端區域可能從熱塑性材料吸出或吸走熱量。一旦噴嘴前端區域處于或高于熱塑性材料的流動閾值溫度，則材料可以從噴嘴盒中釋放。

為了解決延遲問題，流量調節器可以提供用于在噴嘴前端處遞送加熱的氣體或液體。更具體而言，在一些實施例中，流量調節器可以配置為將加熱的氣體或液體遞送到噴嘴前端的排出孔口而使加熱的氣體或液體接觸前端內的任何熱塑性材料。

在720處，實施例700可選地包括在噴嘴前端的排出孔口的方向上提供加熱的氣體或液體以在接觸噴嘴前端的任何熱塑性材料或通常與噴嘴盒的噴嘴前端區域接觸。加熱的氣體或液體可以將噴嘴前端或噴嘴前端處的熱塑性材料加熱到等于或高于材料的流動閾值溫度的溫度。通過在720處提供加熱的氣體或液體，如結合在710處使用液化器組件加熱噴嘴盒中的熱塑性材料，噴嘴盒可以快速響應來自控制器(例如，控制電路190)的指令而開始構建事件。

在實施例中，在710處的加熱包括預熱噴嘴盒的熱塑性儲存器中或噴嘴盒的流動通道中的材料而使噴嘴前端處或附近的材料保持正好低于熱塑性材料的流體閾值溫度。當加熱的氣體或液體提供于720處時，如響應于來自控制電路190的構建指令，噴嘴前端處的熱塑性材料可以被加熱和從前端釋放。

在722處，實施例700包括使用在710和720處加熱的噴嘴盒執行構建事件。在722處執行構建事件可以包括在噴嘴盒或擠出頭組件中啟動驅動組件以驅動熱塑性材料通過液化器組件，從噴嘴前端流出，并流到增材制造系統中的構建平臺或復合零件的一部分上。

在724處，實施例700包括結束構建事件，如響應于來自控制電路190的指令而停止驅動組件。在724處結束構建事件可以包括將噴嘴盒或噴嘴前端從系統的構建區域撤出。例如，機器人臂或龍門架系統可以可選地用于將噴嘴盒從構建區域重新定位到系統中的保持區域或一些其他處理區域。在實施例中，噴嘴盒可以垂直地縮回遠離構建區域，如對應于圖4的實施例，如上所描述的。

在730處，實施例700包括使用流量調節器在噴嘴前端的排出孔口的方向上提供冷卻的氣體或液體，以接觸噴嘴前端處的任何未使用的熱塑性材料，或通常接觸噴嘴盒的噴嘴前端區域。冷卻的氣體或液體可以將噴嘴前端處的溫度降低到等于或低于在722處的構建事件期間沉積的熱塑性材料的流動閾值溫度的溫度或以下。在730處提供冷卻的氣體或液體可以與停用液化器組件或與噴嘴盒相關聯的驅動組件協同實施。通過在730處提供冷卻的氣體或液體(如通過冷卻在噴嘴盒的排出孔口處的熱塑性材料，從而抑制材料從噴嘴盒的任何進一步的不期望的流動，例如同時向別處發散掉來自液化器組件的多余熱量)，噴嘴盒可以更快地響應來自控制器(例如，控制電路190)的指令而停止或結束一部分構建事件。在實施例中，冷卻的氣體或液體的周期性爆發可以傳送到噴嘴前端而保持熱塑性材料基本上是固體或處于不流動的狀態，例如同時冷卻噴嘴盒組件的其余部分。

在735處，實施例700包括測量噴嘴盒的溫度而確定何時停止提供冷卻的氣體或液體。測量噴嘴盒的溫度可以包括使用噴嘴盒機載溫度傳感器(參見，例如圖2的實施例中的集成溫度傳感器144)或使用噴嘴盒外部的溫度傳感器(參見，例如圖1的實施例中的非接觸式溫度傳感器145)。如果測量的溫度小于流量閾值溫度(或某些其他指定溫度，如可以手動或自動校準)，則冷卻的氣體流可以在739處中止。

如果測量的溫度大于或等于流量閾值(或另一個指定的溫度)，則冷卻的氣體或液體流可以在730處繼續。在實施例中，繼續冷卻的氣體或液體流可以包括調節冷卻的氣體或液體流的一個或多個特性。例如，可以改變氣體或液體類型、溫度、體積或速率中的一個或多個。

當，例如從控制電路190接收到后續構建指令時，實施例700可以重復。例如，在氣體或液體流在739處終止之后，系統可以保留在保持的740中。在從控制電路190接收到隨后的構建指令時，在相同的構建事件中可以使用相同的噴嘴盒或不同的噴嘴盒。在響應時，實施例可以在710處通過，例如使用液化器組件加熱噴嘴盒中的材料來繼續。

在這樣的實施例中，該實施例包括重新使用最近使用(例如，自先前的構建事件以來只過去了少量時間)的噴嘴盒，實施例可以在例如，720處，而不是在710處再次開始。在實施例中，流量調節器可以用于啟動后續構建事件的物料流。例如，當噴嘴盒儲存器中的材料保持于或接近流動閾值溫度時，液化器組件可能不需要在后續構建事件開始之前在710處預熱材料，并在720處提供的加熱的氣體或液體可以使足夠量的材料可以從噴嘴前端流出，直到液化器組件或儲存器達到足夠的溫度而供給額外的材料。

圖8總體示出了包括將噴嘴盒移動到流量調節器的實施例800。在822處，實施例800包括結束構建事件，如以上在722處的圖7的實施例中的描述。在825處，實施例800包括將噴嘴盒移動到流量調節器。移動噴嘴盒可以包括使用龍門架系統、機器人臂或其他移動器而將噴嘴盒重新定位于流量調節器附近的位置。在實施例中，移動噴嘴盒包括移動噴嘴盒所連接的擠出頭組件。

在827處，實施例800包括確定移動的噴嘴盒是否處于流量調節器的排出孔口的指定的閾值距離內。只有當噴嘴盒確定處于閾值距離內時，才能啟動或打開流量調節器，例如，開始釋放氣體或液體。在實施例中，使用光學傳感器、或使用物理觸發器或開關、或使用電子傳感器(例如可以配置為監測或接收有關機器人臂或龍門架系統位置的信息)就可以確定噴嘴盒的位置，并由此將噴嘴盒的位置信息提供于控制電路190。如果在827處，噴嘴盒未處于閾值距離內，則噴嘴盒可以進一步移動到合適的位置。如果在827處，噴嘴盒處于閾值距離之內，則實施例800可以在830處繼續。

在830處，實施例800包括使用流量調節器在噴嘴前端的排出孔口的方向上提供冷卻的氣體或液體，以接觸噴嘴前端處的任何未使用的熱塑性材料，或通常接觸噴嘴盒的噴嘴前端區域。冷卻的氣體或液體可以將噴嘴前端處的溫度降低到等于或低于在先前構建事件期間沉積的熱塑性材料的流動閾值溫度的溫度(例如，在圖8的實施例中的822處結束的構建事件)。在830處提供冷卻的氣體或液體可以包括與停用液化器組件或停止與噴嘴盒相關聯的驅動組件進行協調。

圖9總體示出了，其包括在單個增材制造系統中使用對應于多個噴嘴盒的多個流量調節器。多個噴嘴盒可以配置為分配相同或不同的材料(例如，第一噴嘴盒分配模型材料而第二噴嘴盒分配支撐材料)以產生相同的復合零件。實施例900沿著垂直的時間軸排布于第一和第二列中。第一或左側列對應于與第一噴嘴盒相關聯的事件，而第二或右側列對應于與第二噴嘴盒相關聯的事件。

在910處，實施例900包括從第一流量調節器釋放加熱的氣體以接觸第一噴嘴盒的第一噴嘴前端中未使用的第一熱塑性材料。在910處釋放加熱的氣體可以對應于圖7的實施例的720。在911處，實施例900包括從第一噴嘴前端分配第一熱塑性材料。在911處分配材料包括，例如使用模型或支撐材料的一種，構建復合零件的第一部分。

在921處，在時間上對應于911，如圖9所示，第二噴嘴盒可以處于保持狀態。在保持期間，噴嘴盒可以休眠、等待構建指令，或者一個或多個非構建事件相關的過程可以在保持的噴嘴盒上進行或使用其進行。例如，在保持期間，可以實施噴嘴盒更換，可以實施材料更換，可以實施噴嘴前端更換，或可以從噴嘴盒中清掃材料等。

在912處，第一構建事件可以結束，第一流量調節器可以用于沿著第一噴嘴盒的第一噴嘴前端的方向分配冷卻的氣體或冷卻的液體。分配的冷卻氣體或液體可以接觸噴嘴盒中的任何未使用的熱塑性材料而抑制任何未使用的熱塑性材料從前端流出。

在922處，在時間上對應于912，實施例900包括從第二流量調節器釋放加熱的氣體而接觸第二噴嘴前端中未使用的第二熱塑性材料。在922處釋放加熱氣體可以與910處的相同方式進行，除了在922處將加熱的氣體朝第二噴嘴盒的噴嘴前端釋放，而在910處加熱的氣體則朝第一噴嘴盒的噴嘴前端釋放。

在923處，實施例900包括，在第二構建事件中，從第二噴嘴前端分配第二熱塑性材料。在實施例中，第二構建事件包括構建在911處的上一個構建事件期間構建的相同的復合零件的后續部分。在實施例中，在923處分配材料包括使用第二個噴嘴盒分配模型材料。在913處，如在時間上對應于923，第一噴嘴盒可以進入如上所描述的對于第二噴嘴盒在921處的保持狀態。

在924處，第二構建事件可以結束，而第二流量調節器可以用于沿著第二噴嘴盒的第二噴嘴前端的方向分配冷卻的氣體或冷卻的液體，以便接觸噴嘴中任何未使用的熱塑性材料并抑制未使用的熱塑性材料從前端流出。在實施例中，實施例900通過將第一噴嘴盒返回到910而繼續，如在時間上與924一致。也就是說，當一個噴嘴盒接收加熱的氣體或液體時，另一個噴嘴盒可以接收冷卻的氣體或液體。

根據本文中的系統、裝置和方法，可以使用的聚合物材料可以包括高性能工程熱塑性聚合物，如聚碳酸酯基聚合物(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(pmma)、聚對苯二甲酸乙二酯聚合物(pet)、聚對苯二甲酸丁二酯聚合物(pbt)、苯乙烯聚合物、聚醚酰亞胺(pei，ultem)、丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈聚合物(asa)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(abs)。工程熱塑性聚合物都可以使用，因為它們具有相對較高的撓曲模量。

在具體實施方式中，聚碳酸酯可以是含有雙酚a碳酸酯單元(bpa-pc)的線性均聚物；通過界面聚合生產的支化的氰基苯基封端的雙酚a均聚碳酸酯，含有3mol％1,1,1-三(4-羥基苯基)乙烷(thpe)支化劑，可以以商品名lexancfr商購自sabic的innovativeplastics分部；包含雙酚a碳酸酯單元和硅氧烷單元，例如，包含5-200個二甲基硅氧烷單元的嵌段的聚(碳酸酯-硅氧烷)，例如以商品名lexanexl可商購自sabic的innovativeplastics分部的那些。其它可以使用的特定聚碳酸酯包括聚(酯-碳酸酯)，其包含雙酚a碳酸酯單元和間苯二甲酸酯-對苯二甲酸酯-雙酚a酯單元，取決于碳酸酯單元和酯單元的相對比率，通常稱為聚(碳酸酯-酯)(pce)聚(鄰苯二甲酸酯-碳酸酯)(ppc)。聚(脂族酯-碳酸酯)都可以使用，例如，包含雙酚a碳酸酯單元和癸二酸-雙酚a酯單元的那些，如以商品名lexanhfd商購自sabic的innovativeplastics分部的那些。其它特定的共聚碳酸酯包括雙酚a和大體積雙酚碳酸酯單元，即衍生自含有至少12個碳原子，例如，12-60個碳原子，或20-40個碳原子的雙酚。這種共聚碳酸酯的實施例包括包含雙酚a碳酸酯單元和2-苯基-3,3'-雙(4-羥基苯基)苯并[c]吡咯酮碳酸酯單元(bpa-pppbp共聚物)的共聚碳酸酯(商品名為lexanxht，商購自sabic的innovativeplastics分部)；包含雙酚a碳酸酯單元和1,1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)環己烷碳酸酯單元的共聚物(bpa-dmbpc共聚物)；以及包含雙酚a碳酸酯單元和異佛爾酮雙酚碳酸酯單元的共聚物(例如，以商品名apec可以商購自bayer)。

聚碳酸酯和聚(酯-碳酸酯)可以通過界面聚合和熔融聚合等方法生產。

聚碳酸酯可以具有在25℃、在氯仿中測定的0.3-1.5分升/克(dl/gm)，特別是0.45-1.0dl/gm的特性粘度。聚碳酸酯可以具有通過凝膠滲透色譜法(gpc)，使用交聯的苯乙烯-二乙烯基苯柱并校準至聚碳酸酯參考標準測定的10,000-200,000道爾頓，具體而言20,000-100,000道爾頓的重均分子量。以1mg/ml的濃度制備gpc樣品，并以每分鐘1.5ml的流速洗脫。

除了如上所述的聚碳酸酯之外，聚碳酸酯組合物可以包含結構簡式(5)的脂環族聚酯，

其中r是c2-12亞烷基或c3-12亞環烷基，具體而言是c2-6亞烷基或c5-6亞環烷基。在具體實施方式中，脂環族聚酯是具有結構簡式(6)的重復單元的聚(1,4-環己烷-二甲醇-1,4-環己烷二羧酸酯)(pccd)。

1,4-環己烷二亞甲基基團可以衍生自1,4-環己烷二甲醇(其包括其化學等價物)和環己烷二羧酸酯(其包括其化學等價物)。聚酯可以包括順式異構體、反式異構體、或包括至少一種前述異構體的組合。

脂環族聚酯可以具有在25℃、在氯仿中測定的0.3-1.5分升/克(dl/gm)，特別是0.45-1.0dl/gm的特性粘度。聚碳酸酯可以具有使用交聯的苯乙烯-二乙烯基苯柱子，通過凝膠滲透色譜法(gpc)測定的10,000-200,000道爾頓、特別是30,000-100,000道爾頓的重均分子量。

取決于所需的功能和屬性，聚碳酸酯和聚酯可以以10:1至1:10、10:1至1:8、10:1至1:5、10:1至1:1或9:1至1:1的重量比使用。在實施方式中，組合物包含基于組合物的總重量的5wt％至95wt％，20wt％至95wt％，40wt％至95wt％，50wt％至95wt％，或50wt至90wt％的聚碳酸酯和5wt％至95wt％，5wt％至80wt％，5wt％至60wt％，5wt％至50wt％，或10wt％至50wt％的聚酯。

染料可以施加到聚合物材料中以提供聚合物材料所需的顏色或顏色增強效果。在一些實施例中，光致變色染料可以廣泛用于塑料、薄膜、涂料和油墨的商業應用中，以提供增色效果或用作紫外(uv)指示劑。染料可以引入聚合物材料批料中。染料也可以用作聚合物材料(例如在光致變色鏡片應用中的透鏡)上的表面涂層。wen等在2014年1月24日提交的美國臨時專利申請no.61/931,033中包括了在工程塑料中使用光致變色染料的系統和方法。

可以使用各種不同的光致變色染料。光致變色染料可以具有在約380-750nm的范圍內的至少一種活化的最大吸收，并且是熱和化學穩定性的。示例性的光致變色染料包括苯并吡喃；萘并吡喃(napthopyran)；螺萘并吡喃(spironapthopyran)；螺萘并噁嗪(spironaphthoxazine)；螺(吲哚啉)萘并噁嗪(spiro(indolino)naphthoxazine)；螺(苯并吲哚啉)萘并噁嗪(spiro(benzindolino)naphthoxazine)；螺(吲哚啉)吡啶并苯并噁嗪(spiro(indolino)pyridobenzoxazine)；螺(苯并吲哚啉)吡啶并苯并噁嗪(spiro(benzindolino)pyridobenzoxazine)；螺(苯并吲哚啉)萘并吡喃(spiro(benzindolino)naphthopyran)；螺(吲哚啉)苯并噁嗪(spiro(indolino)benzoxazine)；螺(吲哚啉)苯并吡喃(spiro(indolino)benzopyran)；螺(吲哚啉)萘并吡喃(spiro(indolino)naphthopyran)；螺(吲哚啉)醌并吡喃(spiro(indolino)quinopyran)；有機金屬雙硫腙鹽(organo-metaldithiazonate)；例如，(芳基偶氮)硫代甲酰基芳基酰肼；二芳基乙烯；俘精酸酐和浮精酰亞胺，例如，3-呋喃基、3-噻吩基和3-吡咯基俘精酸酐和浮精酰亞胺；和螺二氫吲嗪(spirodihydroindolizine)。可以使用包含至少一種光致變色染料的組合。染料的具體實施例可以以商品名reversacol商購自vivimedlabseuropeltd.。有用的顏色包括牛津藍(oxfordblue)、水綠(aquagreen)、海綠(seagreen)、漿果紅(berryred)、火焰紅(flamered)、玫瑰紅(rosered)、梅紅(plumred)、普法爾茨紫(palatinatepurple)、風暴紫(stormpurple)、沖黃(rushyellow)和玉米黃(cornyellow)。

有機光致變色染料可以單獨使用或與一種或多種其它光致變色化合物組合使用，例如，稀土摻雜的金屬氧化物納米顆粒(例如，氧化鋯、氧化釔、氧化鋅、氧化銅、氧化鑭、氧化釓、氧化鐠等，和摻雜有諸如鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩等稀土的它們的組合，以及它們的組合)，金屬納米顆粒(例如，金、銀、鉑、鈀、銥、錸、汞、釕、鋨、銅、鎳等，及其組合)，半導體納米顆粒，例如，ii-vi族半導體(例如，zns、znse、znte、cds、cdse、cdte、hgs、hgse、hgte、mgte等)，iii-v族半導體(例如，gan、gap、gaas、gasb、inn、inp、inas、insb、alas、alp、alsb、als等)，iv族半導體(例如，ge、si等)，i-vii族半導體(例如，cucl、agl等)，它們的合金，及它們的混合物(例如，三元和四元混合物))，及它們的組合。

染料可以用于光致變色聚碳酸酯組合物中，其用量是適用于聚碳酸酯聚合物染色的量，例如基于聚碳酸酯和脂環族聚酯組合的重量份數，按重量計10-1,000份每百萬。這些重量百分比值是按照每種染料，即，具有多種染料的組合物可以在這些濃度范圍單獨含有每種染料。

添加劑組合物可以用于光致變色聚碳酸酯組合物中。添加劑組合物可以包含一種或多種所選擇的添加劑以獲得所需性質，條件是添加劑也經過篩選而不會過度顯著不利影響組合物的所需性質，特別是光致變色性質。添加劑組合物或各種添加劑可以在組分混合期間的合適時間進行混合用于形成組合物。添加劑可以溶于或不溶于聚碳酸酯中。

添加劑組合物可以包含抗沖擊改性劑、流動改性劑、抗氧化劑、熱穩定劑、光穩定劑、紫外(uv)光穩定劑、紫外吸收劑、增塑劑、潤滑劑、離型劑(如脫模劑)、抗靜電劑、防霧劑、抗微生物劑、著色劑(例如、染料或顏料)、表面效應添加劑、輻射穩定劑、阻燃劑、防滴落劑(例如，ptfe包封的苯乙烯-丙烯腈共聚物(tsan))，或包括前述一種或多種的組合。例如，可以使用抗氧化劑、熱穩定劑、脫模劑和紫外光穩定劑的組合。通常而言，添加劑以通常已知有效的量使用。例如，添加劑組合物(除了任何抗沖改性劑，填料或增強劑之外)的總量(各自基于組合物中聚合物的總重量)可以為0.001wt％至10.0wt％、0.01wt％至5wt％、0.01wt％至0.2wt％。

在某些實施方式中，光致變色聚碳酸酯組合物可以包含磷酸。不期望受理論束縛，據信聚碳酸酯可以通過酯交換反應與脂環族聚酯反應，導致聚合物的降解，而磷酸的存在可以有效地防止這種酯交換反應，從而穩定光致變色聚碳酸酯組合物。添加到光致變色聚碳酸酯組合物中的磷酸的量基于組合物總重量可以是，例如0.001wt％至0.5wt％，特別是0.01wt％至0.1wt％。

形成光致變色聚碳酸酯組合物的方法可以不同，但在有利的特征中，包括在本體聚合物組合物中的光致變色染料。在實施方式中，聚合物可以與任何添加劑(例如，脫模劑)，如在螺旋型擠出機中混合(例如，共混)。聚合物、染料和任何添加劑可以以任何順序，并以例如粉末、顆粒狀、絲狀等形式作為母料進行混合。透明組合物可以通過實施用于生產光致變色聚碳酸酯組合物的方法進行制備。美國專利no.7,767,738中描述了這種制備透明光致變色聚碳酸酯組合物的方法的實施例。

光致變色聚碳酸酯組合物可以具有良好的熔體粘度，這有助于加工。光致變色聚碳酸酯組合物可以具有在300℃/1.2kg下根據iso1133在360秒停留時間下測定的4至30、大于或等于12、大于或等于10、大于或等于15、大于或等于16、大于或等于17、大于或等于18、大于或等于19、或大于或等于20cc/min的熔融體積流速(mvr，立方厘米/10分鐘(cc/10min))。在具有寬范圍的厚度，例如0.1至10mm、或0.5至5mm的制品中可以獲得相同或相似的值。

光致變色聚碳酸酯組合物可以具有優異的沖擊性能，特別是多軸沖擊(mai)和延展性，這提供了關于組合物在多軸變形條件下的行為的信息。所施加的變形可以是高速穿刺。基于零件是否以脆性或延性方式斷裂，所報告的性能包括總能量吸收，以焦耳(j)，而零件的百分比(％d)延展性表示。延性零件表現出由前端穿透之處屈服，脆性零件分裂成碎片或具有未表現出屈服而穿孔的截面。光致變色聚碳酸酯組合物可以具有等于或高于100j的mai，這在23℃下以4.4m/s的沖擊速度根據iso6603在厚度為3.2mm的圓盤上測定。組合物可以具有根據iso6603，在厚度為3.2mm的圓盤上在23℃下以4.4m/s的沖擊速度，在多軸沖擊中測定的80％或更高的延展性。相同或相似的值在具有寬范圍的厚度，例如0.1至10mm，特別是0.5至5mm的制品中可以獲得。

光致變色聚碳酸酯組合物可以具有優異的沖擊強度。例如，由光致變色聚碳酸酯組合物模塑成形的制品可以具有根據iso180/1a在23℃，5.5j下，在具有4mm厚度的沖擊棒上測定的大于10kj/m²的缺口懸臂梁沖擊強度。相同或相似的值在具有寬范圍的厚度，例如0.1至10mm，特別是0.5至5mm的制品中可以獲得。

光致變色聚碳酸酯組合物可以經過配制而具有小于3％、或小于2％的霧度和大于80％的透光率，每種情況都使用顏色空間cie1931(發光體c和2°觀測角)或根據astmd003(2007)使用0.062英寸(1.5mm)厚度的發光體c測定。在一些實施方式中，光致變色聚碳酸酯組合物經過配制而使由組合物模塑成形的制品具有小于3％的霧度和大于80％的透光率，每種情況均使用顏色空間cie1931(發光體c和2°觀察角)或根據astmd1003(2007)使用0.062英寸(1.5mm)厚度的發光體c測定。在一些實施方式中，制品可以具有小于3％的霧度，大于85％的透光率，和等于或高于100j的mai，這在23℃下以4.4m/s的沖擊速度根據iso6603在具有厚度1.5mm的盤上測定。

光致變色聚碳酸酯組合物具有按照astmd790(2010)以1.27mm/min的速度測定的小于3,000mpa、小于2500mpa、或小于2200mpa的彎曲彈性模量。光致變色聚碳酸酯組合物可以進一步具有根據astm6290-98在coloreye7000a上測定的0.1至10的δa*值。

各種注釋和實施例

實施例1可以包括或使用主題物質(如裝置、方法、用于執行動作的裝置、或包括指令的設備可讀介質，當設備執行指令時，可以導致設備執行動作)，如可以包括或使用物料流調節裝置用于調節來自噴嘴盒，諸如適用于增材制造系統的噴嘴盒的物料流。實施例1的裝置可以包括位于增材制造系統的構建區域之中或鄰近之處的第一氣體出口，并且第一氣體出口可以配置為選擇性地釋放冷卻劑氣體。實施例1可以進一步包括定位設備，配置為將噴嘴盒的擠出前端區域定位于第一氣體出口處而使來自第一氣體出口的選擇性釋放的冷卻劑氣體接觸噴嘴盒的擠出前端區域的一部分。

實施例2可以包括實施例1的主題物質，或者可以可選地與之組合，以可選地包括定位設備，該定位設備配置為定位噴嘴盒的擠出前端區域而使來自第一氣體出口的選擇性的釋放冷卻劑氣體接觸噴嘴盒的擠出前端中的熱塑性材料。

實施例3可以包括實施例1或2中的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以便可選地包括來自第一氣體出口的選擇性釋放的冷卻劑氣體，該氣體具有的溫度小于噴嘴盒的擠出前端中的熱塑性材料的流動閾值溫度。

實施例4可以包括實施例3的主題物質，或者可以可選地與之組合，以便可選地包括來自第一氣體出口的選擇性釋放的冷卻劑氣體，當氣體接觸噴嘴盒的擠出前端區域部分時，具有小于噴嘴盒的擠出前端中的熱塑性材料的流動閾值溫度至少30℃的溫度。

實施例5可以包括實施例1至4的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括來自第一氣體出口的選擇性釋放冷卻劑氣體，其包含二氧化碳、氬氣、氮氣、氟烷烴氣體或加壓的環境空氣。

實施例6可以包括實施例1至5的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括第一氣體出口，其進一步配置為釋放具有的溫度大于噴嘴盒的擠出前端中的熱塑性材料的流動閾值溫度的加熱氣體。

實施例7可以包括實施例6的主題物質，或者可以可選地與之組合，以便可選地包括來自第一氣體出口的選擇性釋放的加熱氣體，當其接觸噴嘴盒的擠出前端區域的部分時，具有的溫度大于噴嘴盒的擠出前端中的熱塑性材料的流動閾值溫度至少30℃。

實施例8可以包括實施例1至7的一個或任何組合的主題物質，或者可以可選地與之組合，以便可選地包括相對于噴嘴盒的可移動擠出前端是固定的第一氣體出口。

實施例9可以包括實施例8的主題物質，或者可以可選地與之組合，以便可選地包括位于增材制造系統的構建區域之中或與之相鄰的第二氣體出口，并且第二氣體出口由處理器電路選擇性控制以便釋放與第一氣體出口的相同或不同的冷卻劑氣體。

實施例10可以包括實施例1至9的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括配置為感應噴嘴盒的擠出前端的溫度的溫度傳感器。在實施例10中，氣體出口可以配置為基于由溫度傳感器感應的擠出前端的溫度而釋放冷卻劑氣體或抑制冷卻劑氣體釋放。

實施例11可以包括實施例10的主題物質，或者可以可選地與之組合，以便可選地包括溫度傳感器，其配置為當噴嘴盒的擠出前端位于氣體出口時，感應噴嘴盒的擠出前端的溫度。

實施例12可以包括實施例1至11的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以便可選地包括接近觸發電路(proximitytriggercircuit)，其配置為，當噴嘴盒的擠出前端處于距離氣體出口的指定第一距離之內時啟動氣體出口的冷卻劑氣體的釋放，和進一步配置為，當擠出前端和氣體出口之間的距離大于距離氣體出口的指定第二距離時抑制冷卻劑氣體從氣體出口釋放。

實施例13可以包括，或可以可選地與實施例1至12的一個或任何組合的主題物質相組合，以可選地包括熱塑性材料驅動組件，其配置為接收纖絲熱塑性材料并驅動纖絲熱塑性材料通過液化器組件而朝著噴嘴盒的擠出前端，和觸發回路，其配置為，當熱塑性材料驅動組件停止驅動絲狀熱塑性材料通過液化器組件時啟動氣體出口的冷卻劑氣體的釋放。

實施例14可以包括實施例1至13中的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括定時器電路，其配置為測量氣體出口釋放冷卻劑氣體的持續時間并在釋放持續時間超過指定的持續時間時抑制冷卻劑氣體釋放。

實施例15可以包括實施例1至14的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括作為定位設備的機器人臂，其配置為使噴嘴盒的擠出前端在增材制造系統的構建區域和增材制造系統的包括氣體出口的區域之間移動。

實施例16可以包括實施例1至15的一個或任何組合的主題物質，或者可以可選地與之組合，以便可選地包括作為定位設備的龍門架系統，其配置為使噴嘴盒的擠出前端在增材制造系統的構建區域和增材制造系統包含氣體出口的區域之間移動。

實施例17可以包括或使用主題物質(如裝置、方法、用于執行動作的裝置，或包括指令的設備可讀介質，當由設備執行指令時可以使設備執行動作)，如可以包括或使用適用于增材制造系統的物料流調節裝置。物料流調節裝置包括包含擠出前端的噴嘴盒，并且擠出前端配置為，當熱塑性材料加熱至至少熱塑性材料的流動閾值溫度時沉積熱塑性材料。物料流量調節器包括冷卻劑源，其配置為經由冷卻劑出口供給冷卻劑氣體，并且冷卻劑氣體具有低于熱塑性材料的流動閾值溫度的溫度。在實施例17中，冷卻劑出口配置為引導來自冷卻劑源的冷卻劑氣體接觸噴嘴盒的擠出前端處的熱塑性材料。

實施例18可以包括實施例17的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括可以在增材制造系統的構建區域中移動的擠出頭組件。在實施例18中，噴嘴盒可以偶聯至擠出頭組件，并且擠出頭組件可以包括冷卻劑出口。

實施例19可以包括實施例17至18的一個或任何組合的主題物質，或者可以可選地與之組合，以便可選地包括自身具有冷卻劑出口的噴嘴盒。

實施例20可以包括實施例17至19中的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括冷卻劑源，其配置為，當冷卻劑氣體接觸噴嘴盒的擠出前端處的熱塑性材料時供給比噴嘴盒的擠出前端中的熱塑性材料的流動臨界溫度流動低至少30℃的溫度的冷卻劑氣體。

實施例21可以包括實施例17至20的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括冷卻劑源，配置為經由冷卻劑出口提供二氧化碳、氬氣、氮氣、氟烷烴氣體或加壓的環境空氣中的至少一種。

實施例22可以包括實施例17至21的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括配置為經由加熱氣體出口供應加熱氣體的加熱氣體源，該加熱氣體具有高于熱塑性材料的流動閾值溫度的溫度，并且加熱氣體出口配置為從加熱氣體源引導加熱氣體至噴嘴盒的擠出前端處接觸熱塑性材料。

實施例23可以包括實施例22的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括加熱氣體源，其配置為當加熱氣體源接觸噴嘴盒的擠出前端處的熱塑性材料時，供給溫度比噴嘴盒的擠出前端處的熱塑性材料的流動閾值溫度高至少30℃的加熱氣體。

實施例24可以包括實施例17至23的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合以可選地包括配置為感應噴嘴盒的擠出前端的溫度的溫度傳感器，并且冷卻劑出口配置為基于由溫度傳感器感應的擠出前端的溫度釋放冷卻劑氣體或停止冷卻劑氣體的釋放。

實施例25可以包括實施例17至24的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括配置為接收絲狀熱塑性材料并驅動絲狀熱塑性材料通過液化器組件并朝著噴嘴盒的擠出前端的熱塑性材料驅動組件，和配置為在熱塑性材料驅動組件停止驅動絲狀熱塑性材料通過液化器組件時經由冷卻劑出口啟動從冷卻劑源釋放冷卻劑氣體的觸發電路。

實施例26可以包括實施例17至25的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括配置為測定經由冷卻劑出口從冷卻劑源釋放冷卻劑氣體的持續時間，并在釋放持續時間超過指定的持續時間時停止冷卻劑氣體的釋放的定時器電路。

實施例27可以包括或使用主題物質(如裝置、方法、用于執行動作的裝置、或設備可讀介質，該介質包含指令，由設備執行指令時可以使設備執行動作)，如可以包括或使用用于啟動或停止增材制造系統中的熱塑性物料流動的方法，增材制造系統包括擠出頭組件，其配置為使用對應于各自第一和第二噴嘴盒的各自的第一和第二擠出前端沉積至少第一和第二不同的熱塑性材料。實施例27的方法可以包括在第一噴嘴盒處于增材制造系統的構建區域內時將第一噴嘴盒的至少一部分加熱到大于第一擠出前端中的第一熱塑性材料的流動閾值溫度，以使第一熱塑性材料從第一擠出前端流出而產生復合零件的一部分，并且在使用來自第一噴嘴盒的第一熱塑性材料完成第一部分構建過程之后，將保留于第一擠出前端處的第一熱塑性材料的未使用部分與第一熱擠出前端處具有溫度低于第一熱塑性材料的流動閾值溫度的冷卻劑氣流接觸。

實施例28可以包括實施例27的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括，當第二噴嘴盒處于增材制造系統的構建區域內時，將至少一部分第二噴嘴盒加熱至大于第二擠出前端中的第二熱塑性材料的流動閾值溫度的溫度，以使得第二熱塑性材料可以從第二擠出前端流出，以產生復合零件的不同部分。

實施例29可以包括實施例27或28的一種或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括，隨著加熱第一噴嘴盒的部分大于第一熱塑性材料的流動閾值溫度，使第一擠出前端處的第一熱塑性材料的初始部分與第一擠出前端處具有比第一熱擠出材料的流動閾值溫度更高的溫度的加熱氣體流接觸。

實施例30可以包括實施例27至29的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括在構建過程的第一部分之后將第一噴嘴盒重新定位到增材制造系統的冷卻區域，冷卻區域包括冷卻劑氣體流和第一熱塑性材料的未使用的部分相遇的位置。在實施例30中，將第一擠出前端處剩余的第一熱塑性材料的未使用部分與冷卻劑氣體流接觸可以包括僅在第一噴嘴盒從構建區域重新定位到增材制造系統的冷卻區域之后提供冷卻劑氣流。

實施例31可以包括實施例27至30的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括，在將第一熱擠出材料的初始部分與冷卻氣體流接觸之后，感應第一擠出前端的溫度并且當所感應的溫度超過指定的閾值溫度時終止冷卻劑氣體流。

實施例32可以包括實施例27至31中的一個或任何組合的主題物質，或可以可選地與之組合，以可選地包括，當冷卻劑氣體流首次接觸第一擠出前端處剩余的第一熱塑性材料的未使用部分時，開始計時間隔，并當間隔超過指定的持續時間時，終止冷卻劑氣體流。

這些非限制性實施例中的每一個都可以獨立地存在，或可以以各種排列或組合與一個或多個其它實施例進行組合。

本文描述的方法實施例可以至少部分是機器或計算機實施的。例如，控制電路190，或一些其他控制器或處理器電路，可以用于實施本文討論的一種或多種方法的至少一部分。一些實施例可以包括實體的、計算機可讀介質或機器可讀介質，其編碼有可操作的指令以配置電子設備以執行如上實施例中所描述的方法。這種方法的實施可以包括代碼，如微代碼、匯編語言代碼、更高級語言代碼等。這樣的代碼可以包括用于實施各種方法的計算機可讀指令。代碼可以形成計算機程序產品的部分。此外，在一個實施例中，代碼可以，如在執行期間或在其他時間，有形地存儲于一個或多個易失性(volatile)、非暫時性、或非易失性的實體計算機可讀介質上。這些有形的計算機可讀介質的實施例可以包括，但不限于硬盤，可移動磁盤、可移動光盤(例如、光碟和數字視頻盤)、磁帶盒、存儲卡或棒、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)等。

以上描述旨在是舉例說明性的而非限制性的。例如，上述實施例(或其一個或多個方面)可以彼此組合使用。例如本領域普通技術人員在閱讀上述描述之后，可以使用其它實施方式。提供摘要以與37c.f.r.§1.72(b)一致，以允許讀者快速確定所公開的技術的性質。這將提交為具有這樣的理解，即摘要不會用于解釋或限制權利要求的范圍或含義。另外，在上述具體實施方式中，各種特征都可以合并一起以簡化本公開。這不應被解釋為表明未要求的公開的特征對于任何權利要求都是至關重要的。相反，本發明的主題物質可以不在于特定的公開的實施方式的所有特征。因此，所附權利要求書由此作為實施例或實施方式結合于具體實施方式中，其中每個權利要求獨立地作為單獨的實施方式，并且認為這些實施方式可以在各種組合或排列中彼此組合。本發明的范圍應該參照所附權利要求，連同這些權利要求授權的等同物的全部范圍一起確定。