液化器组件、喷嘴、喷嘴顶端和顶端盖以及部件套件的制作方法

1.本发明总体上涉及用于生产三维(3d)零件的增材制造系统，并且具体地，涉及用于这种系统的液化器组件。更具体但不排他地，本发明涉及一种具有可更换喷嘴的液化器组件。

背景技术：

2.增材制造，也称为3d打印，是通过添加材料而不是如传统机械加工中那样减去材料来制造零件的工艺。零件是使用增材制造系统根据数字模型制造的，增材制造系统通常被称为3d打印机。一种常见的方法是将数字模型分成一系列的层，这些层用于创建二维路径数据，并且将该数据传送到以增材构建式样来制造该零件的3d打印机。有几种不同的使层沉积的方法，诸如立体平版印刷法、喷墨法、选择性激光烧结法、粉末/粘结剂喷射法、电子束熔融法和材料挤出法。
3.在常见的基于挤出的增材制造系统(例如融合沉积建模系统)中，可以通过以受控的速率来从分配头沿着预定路径挤出粘性且熔融的热塑性材料来制成零件。该头包括液化器，该液化器容纳通常呈丝材形式的热塑性材料。驱动机构接合丝材并将其进给到液化器中。丝材通过液化器被进给，在液化器中丝材熔化以产生熔融材料流，并且进入到用于将熔融材料沉积到基底上的喷嘴中。将熔融材料沿着预定路径沉积到基底上，在该基底上，熔融材料融合到先前沉积的材料上并且在熔融材料冷却时固化，从而逐渐成层地构建零件。
4.提供用于基于挤压的增材制造系统的液化器组件是已知的，其中喷嘴是可更换的。然而，更换这种喷嘴通常需要喷嘴和周围部件处于相对高的温度处，通常在250℃-300℃的范围内。这可能对更换喷嘴的人造成重大危险。

技术实现要素：

5.因此，有利的是提供一种液化器组件，该液化器组件至少减轻与已知设计相关联的这些和其他问题。
6.因此，本发明的第一方面提供了一种用于增材制造系统的液化器组件，该组件包括：例如用于将液化器组件安装到增材制造系统的主体、可释放地连接到主体的喷嘴以及被偏置成与喷嘴热接触的加热器。
7.因此，本发明提供了一种液化器组件，该液化器组件能够在组件是冷的时更换喷嘴。因此，当传统的液化器组件是热的时对于安装喷嘴而言所必须的由热膨胀导致的任何运动都可以被施加到加热器上的偏置力吸收。
8.主体可以包括热交换主体，例如散热器。喷嘴可以可释放地连接到主体。喷嘴可以包括喷嘴顶端，喷嘴顶端可以在一端处或邻近一端。加热器可以在喷嘴顶端与主体之间。加热器可以被远离主体和/或朝向喷嘴顶端偏置。
9.本发明的另一方面提供了一种用于增材制造系统的液化器组件，所述组件包括：热交换主体；喷嘴，可释放地连接到热交换主体并且在一端处具有喷嘴顶端；以及加热器，
位于喷嘴顶端和热交换主体之间，加热器被远离所述热交换主体并且朝向喷嘴顶端偏置，并且加热器与喷嘴的表面热接触。
10.喷嘴可以在一端(例如，第一端)处或邻近该端可释放地连接到主体。喷嘴顶端可以在第二端处或邻近第二端。加热器可以是可移动的，例如，可相对于主体和/或相对于喷嘴移动。加热器可以可移动地安装到主体上或相对于主体可移动地安装。
11.加热器可以包围喷嘴。喷嘴的至少一部分可以被容纳在加热器内。加热器可以包括套筒，例如，套筒围绕喷嘴和/或喷嘴的至少一部分可以被容纳或插入套筒中。加热器可以包括加热元件，加热元件可以位于套筒中、套筒上、套筒周围或以其他方式与套筒相关联和/或与其热接触。
12.加热器可以是可移动的，例如可相对于主体和/或相对于喷嘴移动。加热器可以是可移动的，以便于将喷嘴插入到加热器中和/或以便于将喷嘴与主体相连接。加热器可以是可移动的，使得在使用中喷嘴可以在喷嘴与主体不对准时插入加热器中。加热器可以是可移动的，使得喷嘴可以与主体对准，以便例如从不对准的位置、状态或取向与主体连接。加热器可以是可移动的，使得喷嘴在使用中可以在喷嘴与主体不对准的状态下插入到加热器中，并且随后与主体对准以便与其连接。
13.本发明的另一方面提供一种用于增材制造系统的液化器组件，所述组件包括：主体和加热器，加热器相对于主体可移动地安装，从而使得喷嘴在使用中可以在喷嘴与主体不对准的状态下插入到加热器中，并且随后与主体对准以便与其连接。
14.加热器可以能够在多个维度或轴线上、沿着多个维度或轴线或围绕多个维度或轴线移动。这些维度或轴线可以包括垂直于喷嘴的一个或多个维度或轴线。这些维度或轴线可以包括沿着喷嘴或主体或它们之间的连接部分的轴线的维度或轴线。加热器可以能够通过围绕轴线中的一个或多个枢转而运动。加热器可以能够围绕一个或多个旋转轴线或枢转轴线运动。加热器可以是可自由运动的，即可在所有方向、维度和/或轴线上运动。
15.加热器可以能够沿着第一维度或方向移动，该第一维度或方向可以是朝向和/或离开主体。加热器可以能够沿着第二维度或方向移动，该第二维度或方向可以垂直于第一维度或方向。加热器可以能够围绕一个或多个轴线枢转，这些轴线中的至少一个可以垂直于第一维度或方向。
16.加热器可以例如直接地或经由另一个特征件(例如，壳体)间接地安装到主体上。加热器可以经由弹性装置安装到主体上。
17.本发明的另一方面提供了一种用于增材制造系统的液化器组件，所述组件包括：主体以及加热器，加热器经由弹性装置相对于主体安装。
18.弹性装置可以包括弹性元件、机构、组件或构件。弹性装置可以直接安装或固定到主体上或者经由另一个特征件(例如，壳体)间接地安装或固定到主体上。弹性装置可以直接或经由另一个特征件安装或固定到加热器上。
19.弹性装置可以配置成在使用中在喷嘴连接到热交换主体上时被压缩。弹性装置可以配置成用于将加热器偏置成与喷嘴表面热接触。弹性装置可以配置成允许加热器例如相对于主体和/或喷嘴的上述运动。弹性装置可以配置成在使用中使加热器偏置以回到预定位置、条件和/或取向。
20.弹性构件可以包括管状构件，该管状构件可以由弹性材料制成。弹性构件或管状
构件可以但不必须包括弹簧。弹簧可以包括螺旋弹簧、冲压弹簧、线形弹簧或板簧，该弹簧可以是但不必须是管状的。弹簧可以包括压缩弹簧和/或扭转弹簧。管状构件可以是实心的或基本上实心的。管状构件可以包括一个或多个孔或开口。
21.弹性构件可以允许加热器在使用中相对于主体在至少两个维度上移动，例如在三个维度上移动或可自由移动(即，在所有方向上自由移动)，由此使得当喷嘴与主体不对准时喷嘴也能够插入到加热器中。
22.喷嘴可以包括连接特征部，该连接特征部可以位于一端处或邻近一端，例如第一端。该连接特征部可以用于与主体的连接特征部协作。这些连接特征部可以包括一个或多个螺纹。附加地或可替代地，连接特征部可以包括快速释放机构、快速连接机构或快速断开机构。附加地或可替代地，连接特征部可以包括球和棘爪机构，例如弹簧球和棘爪机构。喷嘴可以包括球和棘爪中的一者，而主体可以包括球和棘爪中的另一者。附加地或可替代地，连接特征部可包括卡口机构。附加地或可替代地，连接特征件可以包括夹持机构。
23.喷嘴可以包括液化器管，该液化器管可以位于喷嘴顶端与连接特征部之间。液化器管可以跨越加热器与主体之间的间隙。加热器可以被偏置成与喷嘴顶端(例如，喷嘴顶端的表面)热接触。液化器管可以由与连接特征部和/或喷嘴顶端不同的材料制成。液化器管可以比连接特征部和/或喷嘴顶端的导热性低。液化器管可以包括与连接特征部和/或喷嘴顶端不同的零件或部件，或者可以与连接特征部和/或喷嘴顶端一体地形成。
24.喷嘴的外部轮廓可以配置成使得加热器能够例如沿喷嘴滑动和/或与喷嘴顶端或其表面邻接以进行热接触。例如加热器和/或喷嘴顶端的进行热接触的表面可以包括一个或多个环形表面。环形表面的至少一部分或一些可以在径向方向上延伸和/或可以是径向的和/或平面的。环形表面的至少一部分或一些可以是锥形的。锥形的环形表面可以包括直的锥形或弯区的锥形。锥形的环形表面可以是圆锥形或截头锥形的。
25.喷嘴顶端可以包括头部，该头部可以是扩大的。环形表面的至少一部分或一些可以形成头部的一部分。环形表面的至少一部分或一些可以形成喷嘴或喷嘴顶端的上游部分与头部之间的过渡。喷嘴顶端可以包括上游部分，该上游部分可以是头部的上游。上游部分可以包括环形表面的至少一部分或一些，环形表面可以是锥形的、圆锥形的或截头锥形的。可替代地，上游部分可包括例如使加热器或套筒能够沿其滑动和/或与头部或头部的环形表面接触的柱形表面。
26.该组件或喷嘴可以包括界面材料，该界面材料可以在例如加热器与喷嘴顶端的进行热接触的表面的至少一部分之间。界面材料可以包括在进行热接触的表面中的至少一个上的涂层或是在进行热接触的表面中的至少一个上的涂层的形式。附加地或可替代地，界面材料可包括单独的构件或为单独的构件的形式。该组件或喷嘴可以包括界面构件，例如盘或垫圈。界面构件可以是平的、有角度的、锥形的、圆锥形的或截头锥形的，例如以对应于进行热接触的表面。界面构件可以包括界面材料。界面构件或材料可以包括纳米结构，例如二维纳米结构。界面构件或材料可以包括石墨烯。界面构件或材料可以包括一个或多个或许多个纳米结构层或多个石墨烯层。
27.喷嘴可以包括止挡部。止挡部可以与主体接合，例如当喷嘴与主体接合或完全接合时。止挡部可以包括凸缘。止挡部可以配置成例如当喷嘴与主体接合或完全接合时邻接在主体的表面上或者底接在主体的表面上。止挡部可以位于连接特征部与喷嘴顶端之间，
例如在连接特征部与液化器管之间。
28.喷嘴顶端的至少一部分可以包括第一材料。液化器管的至少一部分可包括第二材料。连接特征部的至少一部分可以包括第三材料。材料中的至少两种可以是不同的。第二材料的导热性可比第一材料和/或第三材料的热导性低。第一材料可以比第一材料和/或第二材料更耐磨。
29.在一些示例中，喷嘴可以由多于一种材料制成。喷嘴顶端或第一材料可以包括导热材料。喷嘴顶端或第一材料可以包括铜合金，例如黄铜。喷嘴顶端或第一材料可以包括耐磨材料。喷嘴顶端或第一材料可以包括含铁材料或合金(例如钢、不锈钢或硬化钢)或者钨或钨合金。液化器管或第二材料可包括含铁材料或合金，例如钢或不锈钢。连接特征部或第三材料可以包括导热材料。连接特征部或第三材料可以包括铜或铜合金，例如黄铜。
30.喷嘴可以包括两个或更多个零件，这两个或更多个零件可以例如通过过盈配合或通过钎焊或焊接连接或固定在一起。喷嘴可以包括两个或更多个部分，这两个或更多个部分可以彼此一体地但由不同的材料制成。两个或更多个部分可以通过增材制造工艺制成。喷嘴可以包括第一部分，该第一部分可以包括连接部分或连接套筒部分。连接部分或连接套筒部分可以包括散热装置。连接部分可以包括连接特征部。喷嘴可以包括第二部分，该第二部分可以包括液化器管部分。喷嘴可以包括第三部分，该第三部分可以包括喷嘴顶端部分。液化器管部分可以例如通过过盈配合或通过钎焊或焊接固定到第一部分和/或第三部分。
31.本发明的另一方面提供了一种例如用于如上所述的液化器组件的喷嘴。该喷嘴可以但不必须包括任何上述喷嘴特征。
32.喷嘴或组件可以包括顶端盖或顶端套，下文中称为顶端盖。顶端盖可以例如通过过盈配合安装到喷嘴顶端、安装在喷嘴顶端上或喷嘴顶端之上。顶端盖可以用于对喷嘴顶端进行隔热。顶端盖可以包括隔热材料。顶端盖可以包括弹性材料。顶端盖可以包括粘弹性或弹性体材料。弹性体材料可以包括天然的或合成的弹性体。弹性体材料可以包括硅树脂。
33.顶端盖可以包括接合特征部，该接合特征部可以接合或可以用于接合喷嘴顶端的接合特征部，例如以便将顶端盖保持在喷嘴顶端上。顶端盖的接合特征部可以包括凹部或例如唇部的突起。顶端盖的接合特征部可以向内和/或围绕顶端盖的周缘(例如顶端盖的内周缘)的至少一部分延伸。顶端盖的接合特征部可以是在或邻近顶端盖的敞开端或在顶端盖的两端的中间。顶端盖的接合特征部可以是连续的或不连续的。喷嘴顶端的接合特征部可以包括突起、凹部或肩部。喷嘴顶端的接合特征部可以是连续的或不连续的。
34.顶端盖(例如其敞开端)可以邻接和/或接合加热器或安装在加热器上的加热器盖，或者顶端盖(例如其敞开端)可以配置成邻接和/或接合加热器或安装在加热器上的加热器盖，例如在喷嘴连接到主体上时。该组件可以包括加热器盖，加热器盖可以安装在加热器之上，例如用于对加热器进行隔热。加热器盖可以包括弹性材料。加热器盖可以包括粘弹性或弹性体材料。弹性体材料可以包括天然的或合成的弹性体。弹性体材料可以包括硅树脂。
35.顶端盖可以包括指示标记，该指示标记可以是视觉指示标记。该指示标记可以用于指示它所安装到的喷嘴顶端的一个或多个特征。该指示标记可以指示例如它所安装到的喷嘴顶端的耐磨性和/或导热性。该指示标记可以包括颜。该颜可以包括基。该颜
可以包括鲜艳的颜。
36.喷嘴、喷嘴顶端或顶端盖包括热变物质或颜料，以下称为颜料。加热器盖可以包括热变颜料。热变颜料可以是可逆的或不可逆的。热变颜料可以配置成指示喷嘴顶端的温度。热变颜料可以配置成逐渐改变颜以例如用于根据预定标度和/或用于允许用户估计喷嘴顶端的温度。附加地或可替代地，以上热变颜料或其他热变颜料可以配置为指示喷嘴顶端已经被加热到预定阈值以上的温度。
37.本发明的另一方面提供了一种液化器喷嘴顶端盖，例如用于对如上所述的液化器组件的喷嘴顶端进行隔热。顶端盖可以包括上述顶端盖的特征中的任一个。
38.主体可以包括一个或多个(例如，多个)热交换表面、特征部、构件或散热片。主体可以包括芯体，例如具有从芯体径向延伸的多个散热片。主体或芯体可以是基本上柱形的。主体或芯体可以包括通道，例如轴向通道。通道可以沿着和/或穿过主体或芯体延伸。该通道可以包括连接特征部，例如内螺纹或快速释放机构、快速连接机构或快速断开特征件。
39.该主体可以包括上游端，该上游端可以包括连接特征部，例如用于与进给机构连接。连接特征部可以包括头部和/或颈状部分。可替代地，连接特征部可以包括一个或多个螺纹。上游端可以是带螺纹的或包括螺纹。组件或主体可以包括螺母，该螺母可以与主体的上游端螺纹接合。进给机构可以包括丝材进给机构。在一些示例中，主体被容纳在壳体内。该组件可以包括壳体，例如主体被容纳在其中的壳体。在这样的示例中，该组件可以包括上述或其他进给机构，例如丝材进给机构。在这样的示例中，加热器可以例如经由弹性装置安装到壳体或直接安装到壳体。该组件可以包括引导件，该引导件可以在主体的上游处被接收在通道内。
40.主体可以包括下游端。连接特征部可以从下游端和/或沿着通道的一部分延伸。下游端可以包括止挡表面。喷嘴的止挡部可以配置成例如当喷嘴与主体的止挡表面接合或完全接合时邻接在主体的止挡表面上或底接在主体的止挡表面上。下游端可以包括环形壁，该环形壁可以围绕止挡表面。环形壁可以形成或限定凹部。止挡表面可以包括凹部的基部或基部表面。
41.组件可以包括流动引导装置，该流动引导装置例如用于引导流体围绕和/或绕着和/或穿过和/或通过主体流动。该组件或流动引导装置可以包括风扇，该风扇例如用于引导空气围绕和/或绕着和/或穿过和/或通过主体流动。在其他示例中，流动引导装置可以包括泵，该泵用于引导液体围绕和/或绕着和/或穿过和/或通过主体流动。
42.本发明的另一方面提供了部件套件，例如用于如上所述的液化器组件。该套件可以包括两个或更多个如上所述的喷嘴。每个喷嘴可以包括不同的配置。每个喷嘴所包括的顶端盖在其上或其之上可以具有不同的指示标记。
43.为了避免疑问，本文所述的任何特征同样适用于本发明的任何方面。
44.本发明的另一方面提供了一种计算机程序元件，该计算机程序元件包括和/或形成和/或限定例如上述组件、喷嘴或顶端盖或其实施例的三维设计。该三维设计可以与模拟装置或增材制造或减材制造装置、系统或设备一起使用。
45.该计算机程序元件可以用于使得或者可操作或配置成使一种增材制造或减材制造装置、系统或设备来制造上述喷嘴或顶端盖或其实施例。计算机程序单元可以包括计算机可读程序代码装置，以用于使增材制造或减材制造装置、系统或设备执行制造上述组件、
喷嘴或顶端盖或其实施例的过程。
46.本发明的又一方面提供了包含在计算机可读介质上的计算机程序单元。
47.在本技术的范围内，明确意图的是，在前述段落中，在权利要求中和/或在以下描述和附图中陈述的各个方面、实施例、示例和替代方案，特别是单独的特征可以独立地或以任何组合的方式被采用。即，任何实施例的所有实施例和/或特征可以以任何方式和/或组合进行组合，除非这些特征不相容。
48.为了避免疑问，术语“可以”、“和/或”、“诸如”和“例如”以及如本文所用的任何类似术语应解释为非限制性的，使得不需要存在如此描述的任何特征。实际上，在不脱离本发明的范围的情况下，可选特征的任何组合都被明确地设想，无论这些是否被明确地要求保护。申请人保留修改任何最初提出的权利要求或提出新的权利要求的权利，相应地，包括将任何最初提出的权利要求修改为从属于任何其他权利要求和/或并入任何其他权利要求的任何特征的权利，尽管这些权利要求最初未被提出。
附图说明
49.现在将仅通过示例并参考附图来描述本发明的实施例，在附图中：
50.图1是根据第一示例的液化器组件的侧视图；
51.图2是图1的液化器组件沿着穿过组件轴线的平面截取的截面立体图，其中省略了风扇；
52.图3是图1和图2的液化器组件的散热器的截面立体图；
53.图4是图1和图2的液化器组件的喷嘴的截面立体图；
54.图5是图1和图2的液化器组件的加热器的立体图；
55.图6是图1和图2的液化器组件的截面立体图，其中示出了在喷嘴插入之前喷嘴与散热器之间不对准的情况；
56.图7是替代性喷嘴的立体图；
57.图8是图7的喷嘴沿着穿过组件轴线的平面截取的截面图。
具体实施方式
58.现在参照图1和图2，示出了根据第一示例的液化器组件1，该液化器组件包括：散热器2；喷嘴3，可释放地连接至散热器2；加热器4，通过螺旋弹簧5偏置抵靠喷嘴3；以及风扇组件6，安装至散热器2。液化器组件1包括在散热器2的第一端处的连接器10，该连接器用于与增材制造系统(未示出)的丝材进给机构(未示出)连接，并且该液化器组件配置成便于在未加热状态下更换喷嘴3。连接器10呈具有颈状部分12的头部11的形式。
59.散热器2在图3中更清楚地示出。散热器2包括大致柱形的芯体20以及丝材的通道22，芯体具有从芯体20径向突出的多个盘形散热片21，丝材通道在其端部之间轴向延伸穿过芯体20的中央，以用于容纳来自丝材进给机构(未示出)的丝材。通道22包括上游部分23，该上游部分是光滑的，上游部分的直径略大于待进给通过的丝材(未示出)的直径。通道22还包括沿着通道22的下游部分延伸的连接特征部24。在这个示例中，连接特征部24呈内螺纹的形式。
60.散热器2还包括接合环25，该接合环围绕通道22的下游端并从芯体20轴向突出。接
合环25具有锥形引入部26和唇部27，该唇部从其中间部分径向向外突出。接合环形成了围绕通道22的下游端的凹部28。本领域技术人员将理解，在组装过程中，螺旋弹簧5受力抵靠锥形引入部26并且越过唇部27，在该处，螺旋弹簧5卡在芯体20与唇部27之间的位置中。这使得螺旋弹簧5在通道22的下游端处保持在散热器2上。
61.在图4中更清楚地示出了本示例中的喷嘴3，该喷嘴包括：连接套筒30；喷嘴顶端31；液化器管32，位于连接套筒30和喷嘴顶端31之间；以及顶端盖33，安装在喷嘴顶端31上。连接套筒30由铜制成并且包括具有外螺纹的管状主体30a以及位于下游端处的径向凸缘30b。液化器管32由不锈钢制成并且具有基本上恒定的直径和厚度，并且以过盈配合的方式容纳在连接套筒30的下游端内。
62.在这个示例中由黄铜制成的喷嘴顶端31在其上游端处包括管状主体34并且在其下游端处包括扩大的头部35。管状主体34具有锥形的外表面34a。扩大的头部35包括：表面35a，该表面是平面的、径向的并且向上面向加热器的；以及截头锥形的末端36，该截头锥形的末端通向用于熔融材料的出口37。喷嘴顶端31包括丝材通道38，该丝材通道沿其长度在截头锥形的末端36内渐缩至出口37，该出口在该示例中具有大约0.40mm的直径。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，可以设想多种出口尺寸。液化器管32以过盈配合的方式容纳在丝材通道38的上游端内。
63.该示例中的顶端盖33基本上是柱形的，该顶端盖具有第一敞开端33a和位于相对端处的凸缘33b，其中喷嘴顶端31的头部35通过第一敞开端插入，喷嘴顶端31的头部35抵靠凸缘邻接。凸缘33b形成了开口33c，末端36穿过该开口突出。在该示例中，顶端盖33由硅树脂材料制成并且通过过盈配合保持在喷嘴的头部35上。然而，可以设想，顶端盖33可以由任何合适的材料支撑，优选但不必然是弹性体材料。
64.在该示例中，顶端盖33用于多个不同的目的。首先，顶端盖33热隔离喷嘴顶端31的头部35，以用于减少使用中的热损失并且还提供一些保护以防止使用者在喷嘴顶端的头部处于高温下时烫伤自己。其次，顶端盖33可以阻止塑料在喷嘴顶端31上堆积，不然可能影响其操作。实际上，顶端盖33可以是可更换的，例如在顶端盖损坏的情况下/当顶端盖损坏时以及/或者在塑料堆积在顶端盖33自身上的情况下。
65.顶端盖33的另一个优点是它可以被颜编码以识别它所安装到的喷嘴3或喷嘴顶端31的类型。例如，顶端盖33的颜可以识别喷嘴3和/或喷嘴顶端31的一个或多个特征，例如识别喷嘴和/或喷嘴顶端的耐磨性和/或导热性和/或其对于处理特定材料或材料类别的适用性。还设想了其他特性。这使得用户能够从其库存中容易且有效地识别喷嘴3的类型。实际上，申请人已经观察到，传统喷嘴上的识别标记在使用中可能被材料碎片磨损或覆盖。
66.顶端盖33的另一有利但可选的特征是其可包括一种或多种热变颜料。热变颜料可以是可逆的，使得用户能够快速且容易地确定喷嘴顶端31和/或头部35是否达到一温度和/或是否太热而不能触摸。在一些情况下，热变颜料可以配置成例如根据预定标度(scale)逐渐改变颜。这可以允许用户估计喷嘴顶端31和/或头部35的温度。
67.在其他实例中，热变颜料可以是不可逆的。在这种情况下，热变颜料可以配置为指示喷嘴顶端31和/或头部35已经被加热到预定阈值以上的温度。在一些示例中，顶端盖33的一部分可以包括例如如上所述的可逆热变颜料，顶端盖33的另一部分可以包括例如如上所述的不可逆热变颜料。
68.该示例中的加热器4包括围绕加热套筒41的柱形的加热器盖40。在这个示例中，加热器盖40是基本上柱形的，该加热器盖在其每端处都具有浅的并且位于内部的唇部40a，该唇部在加热套筒41被插入到盖中时变形，并且加热套筒41的每端邻接抵靠唇部。在该示例中，加热器盖40由硅树脂材料制成并且通过过盈配合保持在加热套筒41上。然而，可以设想，加热器盖40可以由任何合适的材料制成，优选但不必然是弹性体材料。
69.加热套筒41包括锥形的内表面41a以及平面的、径向的并且向下面向喷嘴头的表面41b，并且加热套筒包括嵌入套筒41内的加热线圈(未示出)和温度传感器(未示出)。如在图5中更清楚地示出的，加热器4还包括电线42和电线支撑件43，电线支撑件从套筒41径向延伸并且支撑电线42以防止不希望的移动。电线支撑件43包括第一下部44和第二上部45，第一下部通过一对臂44a安装到套筒41的侧面，第二上部安装到套筒41的一端并通过卡环盖45a固定到套筒的突出的插口46。电线支撑件43的第一下部44和第二上部45包括相应的直区段44b、45b，电线42被接收在这些直区段之间，并且翼部44c、45c围绕电线42卷曲以将它们保持在位。
70.插口46包括阶梯状的外表面，其中唇部47从阶梯部径向突出，该唇部将卡环盖45a保持在位，并且另一个唇部48邻近插口46的自由端径向突出。插口46还包括锥形引入部49，该锥形引入部终止于唇部48处。本领域技术人员将理解，在组装过程中，螺旋弹簧5受力抵靠锥形引入部49并且越过唇部48，在该处，螺旋弹簧5卡在阶梯部与唇部48之间的位置中。由此，将螺旋弹簧5保持在加热器4上，从而将加热器4与散热器2连接。
71.在图6中更清楚地示出的加热器4和散热器2之间的连接使得加热器4能够相对于散热器2自由移动。更具体地，如图6所示，喷嘴3在插入到加热器4的加热套筒41中时可以不对准。在喷嘴3的连接套筒30插入到散热器2的通道22的下游端时，使用者才操纵喷嘴3与散热器2接合并适当对准，以使连接套筒30的螺纹与通道22的下游部分中的连接特征部24的螺纹啮合。
72.本领域技术人员将理解，加热器4借助于螺旋弹簧5相对于散热器2的自由移动使得喷嘴3能够被容易地操纵成与散热器2接合并适当地对准。已经发现这提供了更好的用户体验，并且还降低了螺纹错扣的风险。
73.然后旋转喷嘴3以将连接套筒30的螺纹与连接特征部24的螺纹相接合，这将喷嘴顶端31向上拉向加热套筒41并且使喷嘴顶端进入到加热套筒中，直到喷嘴顶端31的锥形的外表面34a与加热套筒41的锥形的内表面41a相接合。这也使加热套筒41的面向喷嘴头的表面41b与喷嘴顶端31的头部35的面向加热器的表面35a相接合。
74.进一步旋转喷嘴3使得喷嘴顶端31被进一步拉向散热器2，这压缩了螺旋弹簧5，直到连接套筒30的径向凸缘30b被容纳在凹部28内并且邻接芯体20的围绕散热器2的通道22的下游端的外表面。此时，喷嘴3与散热器2完全接合，并且加热器4被远离散热器2并朝向喷嘴顶端31偏置。如图2所示，在该完全接合状态下，顶端盖33也被推动成与加热器盖40接合，其中加热器盖40的最下侧的唇部40a与顶端盖33的上部外表面接合。顶端盖33和加热器盖40之间的接合防止熔融塑料进入，从而保护加热套筒41和喷嘴顶端31免受损坏。
75.由螺旋弹簧5施加的弹簧偏置还推动锥形的外表面34a、内表面41a以及平面且径向的表面35a、41b彼此偏置地热接触。这与传统布置相反，在传统布置中，喷嘴顶端直接旋拧到加热器中，从而依靠通过在加热器内扭转喷嘴顶端而产生的预载荷来进行这种热接
触。本领域技术人员将理解，将喷嘴直接拧拧到加热器的过程需要加热器和喷嘴顶端处于或接近它们的工作温度，从而避免喷嘴顶端相对于加热器的不希望的松动。
76.因此，本发明的布置使得喷嘴3能够在冷的条件下安装到散热器2。这具有若干优点，包括例如降低健康和安全风险以及改善用户体验。本领域技术人员将理解与该布置相关联的若干其他优点。实际上，提供顶端盖33进一步降低了健康和安全风险并且改善了用户体验，特别是在顶端盖33结合了颜编码特征和/或上述热变特征的情况下。
77.现在转向图7和图8，示出了根据另一示例的喷嘴103，该喷嘴类似于上述喷嘴3，其中相似的特征用相似的增加100的附图标记来表示。本示例中的喷嘴103与前述喷嘴3的不同之处在于外表面134a是柱形的而不是锥形的，顶端盖133包括内唇部133d，该内唇部接合位于喷嘴顶端131的头部135的外表面中的周向凹槽135b，并且连接套筒130的管状主体130a、130c是无螺纹的。
78.在该示例中，加热套筒41的内表面也是柱形的(未示出)。这样，螺旋弹簧5的偏置使得加热套筒41沿着喷嘴103的外表面134a滑动，直到平面且径向的表面135a、41b彼此接触。因此，热量主要通过这些表面135a、41b传递。然而，柱形的外表面134a和内表面41a的相对直径非常接近，从而在它们之间产生一些热接触。本领域技术人员将理解，这种布置在有效地向喷嘴顶端131提供足够的热量以使喷嘴顶端有效的操作。
79.内唇部133d的截面是三角形的，该内唇部具有：锥形的上表面，其面向顶端盖133的敞开端133a；以及位于上表面的相对侧上的下表面，该下表面是径向的且平面的。周向凹槽135b具有互补的形状，使得当顶端盖133被插入到喷嘴顶端131的头部135上时，顶端盖133的内唇部133d卡扣到头部135的周向凹槽135b中，由此将顶端盖133保持在头部上。
80.本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以设想对上述实施例的若干变化。例如，该组件可以包括位于热接触的外表面34a、134a和内表面41a以及平面且径向的表面35a、135a、41b之间的界面材料。界面材料可以包括石墨烯材料。附加地或替代性地，热接触的外表面34a、134a和内表面41a可以进行表面处理或表面修饰以提高它们的导热性。可以在这些热接触的外表面34a、134a和内表面41a内结合有多个协作特征(例如，脊和凹槽)。
81.喷嘴3、103不必须包括顶端盖33、133和/或加热器4不必须包括加热器盖40。喷嘴3、103与散热器2之间的螺纹连接可以用任何其他合适的连接方式来替代，例如卡口、球和棘爪、卡扣配合或任何其他合适类型的连接方式。上述部件中的任一个可以由与所描述的那些不同的材料制成。该组件可以设置成套件形式。该套件可以包括多个不同的喷嘴3、103，例如每个喷嘴都具有不同的特征和/或具有带有不同颜的顶端盖33、133。该套件可以包括可更换的顶端盖33、133。
82.本领域的技术人员还将理解，前述特征和/或附图中示出的那些特征的任何数量的组合提供了优于现有技术的明显优点，并且因此在本文描述的本发明的范围内。

技术特征：

1.一种用于增材制造系统的液化器组件，所述液化器组件包括：热交换主体；喷嘴，能释放地连接到所述热交换主体并且在所述喷嘴的一端处具有喷嘴顶端；以及加热器，位于所述喷嘴顶端与所述热交换主体之间，所述加热器被远离所述热交换主体并且朝向所述喷嘴顶端偏置，并且所述加热器被偏置成与所述喷嘴的表面热接触。2.根据权利要求1所述的液化器组件，其中，所述加热器能相对于所述热交换主体移动，使得所述喷嘴在使用中能够在所述喷嘴与所述热交换主体不对准的状态下插入到所述热交换主体中，并且随后与所述热交换主体对准以与所述热交换主体连接。3.根据权利要求2所述的液化器组件，其中，所述加热器经由弹性构件安装到所述热交换主体，所述弹性构件配置成在使用中在所述喷嘴连接到所述热交换主体时被压缩，由此将所述加热器偏置成与所述喷嘴的表面热接触。4.根据权利要求3所述的液化器组件，其中，所述弹性构件允许所述加热器在使用中相对于所述热交换主体至少在两个维度上移动，由此能够在所述喷嘴与所述热交换主体不对准的情况下将所述喷嘴插入到所述加热器中。5.根据权利要求2至4中任一项所述的液化器组件，其中，所述喷嘴包括：所述喷嘴的连接特征部，用于与所述热交换主体的连接特征部配合；液化器管，位于所述喷嘴顶端与所述喷嘴的连接特征部之间，所述液化器管跨越所述加热器与所述热交换主体之间的间隙，并且所述加热器被偏置成与所述喷嘴顶端的表面热接触。6.根据权利要求5所述的液化器组件，其中，所述加热器和所述喷嘴顶端进行热接触的表面包括一个或多个环形表面。7.根据权利要求6所述的液化器组件，其中，进行热接触的所述表面的至少一部分是锥形的。8.根据权利要求5至7中任一项所述的液化器组件，包括界面材料，所述界面材料位于所述加热器和所述喷嘴顶端进行热接触的所述表面的至少一部分之间。9.根据权利要求5至8中任一项所述的液化器组件，其中，所述喷嘴包括止挡部，当所述喷嘴与所述热交换主体完全接合时，所述止挡部接合所述热交换主体。10.根据权利要求5至9中任一项所述的液化器组件，其中，所述喷嘴顶端包含第一材料，所述液化器管包含第二材料，并且所述喷嘴的连接特征部包含第三材料，所述第二材料的导热性小于所述第一材料和/或所述第三材料。11.根据权利要求10所述的液化器组件，其中，所述喷嘴包括第一连接套筒部分、第二液化器管部分以及第三喷嘴顶端部分，其中，所述第一连接套筒部分具有所述喷嘴的连接特征部，所述第二液化器管部分通过过盈配合固定到所述第一连接套筒部分和所述第三喷嘴顶端部分。12.根据权利要求5至11中任一项所述的液化器组件，包括安装在所述喷嘴顶端之上的顶端盖，以用于对所述喷嘴顶端进行隔热。13.根据权利要求12所述的液化器组件，其中，所述顶端盖具有唇部，所述唇部接合所述喷嘴顶端的肩部，以便将所述顶端盖保持在所述喷嘴顶端上。14.根据权利要求12或13所述的液化器组件，其中，当所述喷嘴连接到所述热交换主体时，所述顶端盖邻接和/或接合所述加热器或加热器盖，其中所述加热器盖安装在所述加热
器之上。15.根据权利要求12至14中任一项所述的液化器组件，其中，所述顶端盖包括指示标记，所述指示标记指示所述喷嘴顶端的一个或多个特征，所述顶端盖所安装到所述喷嘴顶端。16.根据权利要求15所述的液化器组件，其中，所述指示标记是颜。17.根据权利要求12至16中任一项所述的液化器组件，其中，所述顶端盖包含热变颜料。18.根据权利要求1至17中任一项所述的液化器组件，其中，所述喷嘴顶端包含热变颜料。19.根据权利要求17或18所述的液化器组件，其中，所述热变颜料是可逆的并且配置成指示所述喷嘴顶端的温度。20.根据权利要求19所述的液化器组件，其中，所述热变颜料配置成根据预定标度逐渐改变颜，以便使用者估计所述喷嘴顶端的温度。21.根据权利要求18所述的液化器组件，其中，所述热变颜料是不可逆的并且配置为指示所述喷嘴顶端已经被加热到预定阈值以上的温度。22.一种用于根据权利要求1至21中任一项所述的液化器组件的喷嘴，所述喷嘴包括：所述喷嘴的连接特征部，用于与所述热交换主体的连接特征部配合；喷嘴顶端，位于所述喷嘴的一端处，所述喷嘴顶端具有用于与所述加热器热接合的至少一个环形表面；以及液化器管，位于所述喷嘴顶端与所述喷嘴的连接特征部之间，以用于跨越所述加热器与所述热交换主体之间的间隙；其中所述喷嘴的外部轮廓配置成使得所述加热器能够滑动而与所述喷嘴顶端的环形表面邻接以进行热接触。23.一种液化器喷嘴顶端盖，用于对根据权利要求1至21中任一项所述的液化器组件的所述喷嘴顶端进行隔热。24.一种用于液化器组件的喷嘴顶端，包括安装在所述喷嘴顶端上或所述喷嘴顶端之上的顶端盖。25.一种用于根据权利要求1至21中任一项所述的液化器组件的部件套件，所述部件套件包括两个或更多个根据权利要求22所述的喷嘴，其中每个所述喷嘴包括不同的配置，并且每个所述喷嘴上所包括的顶端盖具有不同的颜。

技术总结

本申请涉及液化器组件、喷嘴、液化器喷嘴顶端盖、喷嘴顶端及部件套件。其中，所述液化器组件包括：热交换主体；喷嘴，能释放地连接到所述热交换主体并且在所述喷嘴的一端处具有喷嘴顶端；以及加热器，位于所述喷嘴顶端与所述热交换主体之间，所述加热器被远离所述热交换主体并且朝向所述喷嘴顶端偏置，并且所述加热器与所述喷嘴的表面热接触。该液化器组件能够在其是冷的时更换喷嘴。在其是冷的时更换喷嘴。在其是冷的时更换喷嘴。