專利名稱：用于構(gòu)建三維制品的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于構(gòu)建呈順序橫截面層的三維制品的裝置，和使用 所述裝置構(gòu)建這種制品的方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于由工程CAD數(shù)據(jù)直接生產(chǎn)高強(qiáng)度、技術(shù)上可用的三維制品的需求越 來(lái)越強(qiáng)。
已經(jīng)提出了許多技術(shù)，但大部分得到是易碎并因此短或中等使用壽命 的制品。
在US4， 575， 330中描述了一種液體和漿料光敏聚合物激光尋址的方法。 盡管所述方法非常成功，但這種技術(shù)需要實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)的后處理?xiàng)l件和熟練 的技工，能產(chǎn)生現(xiàn)有技術(shù)水平的光滑表面但直接使用的可能性有限的制
1=1
另一種技術(shù)是擠出沉積，其例如在US6,869，559中有描述，在最終制品 中能產(chǎn)生極好的性能例如熱塑性能。但是，該過(guò)程很慢且需要濕法處理來(lái) 去除支撐結(jié)構(gòu)。
在US5， 136， 515中描述了一種使用可固化流體的直接噴射系統(tǒng)。這些是 快速系統(tǒng)，但都需要后處理和去除/處理支撐結(jié)構(gòu)。
在US4， 938， 816中描述了一種粉末基系統(tǒng)，其中使用了大功率二氧化碳 激光器來(lái)燒結(jié)粉末。這種粉末基系統(tǒng)的好處在于當(dāng)形成三維制品時(shí)其可以 是自支撐的。盡管激光燒結(jié)可以產(chǎn)生接近真實(shí)熱塑性塑料的高強(qiáng)度制品， 但該過(guò)程很慢且生成產(chǎn)品的表面質(zhì)量很粗糙。
另一種粉末基系統(tǒng)使用粘合劑噴射過(guò)程,主要基于水噴射的材料，例如 在US5，204，055中有描述。這種系統(tǒng)更迅速但會(huì)產(chǎn)生脆性的模型，其需要更 進(jìn)一步的滲入過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度。
在WO 02/064354 Al中記述了一種三維結(jié)構(gòu)的印刷工藝，其中彼此疊置施加了粉末材料的順序?qū)?，各個(gè)粉末層含有反應(yīng)性或活性組分，這些組分 在接觸時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)形成呈所需模樣的固體薄層，重復(fù)此過(guò)程直到形成要 求的固體制品。
許多構(gòu)建三維制品的工藝通常都是在包含粉末撒布系統(tǒng)、用于輸送粘 結(jié)劑材料的印刷系統(tǒng)、用于形成所需制品的構(gòu)建室，以及粉末去除系統(tǒng)的 裝置中進(jìn)行的，其中來(lái)自粉末撒布系統(tǒng)的多余粉末通過(guò)設(shè)置于粉末撒布系 統(tǒng)和構(gòu)建室一端的開(kāi)口狹縫被輸入粉末回收系統(tǒng)。這種裝置例如在
US2001/0045678 Al中有描述。
然而，這種裝置存在很大的改進(jìn)余地，因?yàn)榉勰┤霾枷到y(tǒng)會(huì)由于多余 的粉末而變得極臟，這會(huì)使生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜化。此外，還會(huì)產(chǎn)生很多不能再 利用的廢物。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于構(gòu)建三維制品的裝置，其相對(duì)較簡(jiǎn)單 且同時(shí)有利于實(shí)現(xiàn)更清潔的生產(chǎn)過(guò)程，其中未使用的粉末材料能被以最有 效的方式再利用。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，這在使用構(gòu)建室時(shí)可得以實(shí)現(xiàn)，該構(gòu)建室相當(dāng)大的部分與 粉末回收系統(tǒng)直接接觸。
因此，本發(fā)明涉及一種用于構(gòu)建呈順序橫截面層的三維制品的裝置，
此裝置包括含一個(gè)或多個(gè)用于輸送粉末的儲(chǔ)罐的粉末輸送系統(tǒng)和粉末撒 布系統(tǒng)；用于輸送液體的印刷系統(tǒng)；用于在其中構(gòu)建制品的構(gòu)建室，其包 含外壁、內(nèi)壁和可沿構(gòu)建室內(nèi)壁移動(dòng)的構(gòu)建平臺(tái)；以及粉末回收系統(tǒng)；其 中構(gòu)建室外壁的50%以上與粉末回收系統(tǒng)連通。
優(yōu)選地，構(gòu)建平臺(tái)能夠?qū)⑽词褂玫姆勰┰谙蛳碌姆较蜥尫诺椒勰┗厥?系統(tǒng)中。
優(yōu)選地，構(gòu)建平臺(tái)能夠?qū)⑽词褂玫姆勰┰谙蛳碌姆较蛑苯訌臉?gòu)建室釋 放到粉末回收系統(tǒng)中。這意味著構(gòu)建平臺(tái)被保持在構(gòu)建室之內(nèi)的同時(shí)就能 從構(gòu)建平臺(tái)上釋放未使用的粉末。換句話說(shuō)，在將未使用的粉末從構(gòu)建平 臺(tái)上釋放之前無(wú)需將構(gòu)建平臺(tái)從構(gòu)建室中移出。
按照本發(fā)明裝置的應(yīng)用有利于實(shí)現(xiàn)改善的構(gòu)建三維制品的生產(chǎn)過(guò)程。而且，提供了大大簡(jiǎn)化的制造三維制品的裝置，從而消除了對(duì)支撐件的需 要，且未使用的粉末可被完全再循環(huán)。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，未使用的粉末定義為未包括在所要構(gòu)建的制品之 內(nèi)的粉末，即其可能既包含新鮮粉末又包含再循環(huán)粉末。
在本發(fā)明裝置的不同實(shí)施方案中，至少50%的構(gòu)建室外壁與粉末回收系 統(tǒng)相連通。這意味著可以很好地將未使用的粉末材料從構(gòu)建平臺(tái)移除和傳 送到粉末回收系統(tǒng)，構(gòu)建室與粉末回收系統(tǒng)相連通。優(yōu)選地，至少75%的構(gòu) 建室外壁與粉末回收系統(tǒng)連通。
適宜地，所述至少50%、最優(yōu)選地至少75%的構(gòu)建室外壁與粉末回收系
統(tǒng)直接連通，這意味著未使用的粉末材料可以直接從構(gòu)建平臺(tái)傳送到粉末 回收系統(tǒng)。
本裝置的優(yōu)點(diǎn)在于粉末回收系統(tǒng)的相當(dāng)大一部分與構(gòu)建室直接連通， 從而為一旦在制備和從構(gòu)建平臺(tái)上移除制品之后清潔制品創(chuàng)造了充分的空 間。為了此清潔目的，所述空間內(nèi)可以包含用于攪動(dòng)或移動(dòng)制品以去除所 有多余粉末的機(jī)械裝置。
構(gòu)建平臺(tái)可適宜地具有如正方形的矩形、環(huán)形或橢圓形的形狀。 優(yōu)選地，構(gòu)建平臺(tái)具有矩形的形狀，矩形的一個(gè)以上的邊與粉末回收 系統(tǒng)相連通。更優(yōu)選地，矩形的兩個(gè)邊與粉末回收系統(tǒng)相連通。最優(yōu)選地， 矩形的三個(gè)邊與粉末回收系統(tǒng)相連通。
優(yōu)選地，矩形的邊與粉末回收系統(tǒng)直接連通。 適宜地，按照本發(fā)明裝置的印刷系統(tǒng)包含一或多個(gè)噴頭。 優(yōu)選地，印刷系統(tǒng)包含多個(gè)噴頭。更優(yōu)選地，所述噴頭構(gòu)成噴墨式打 印機(jī)或包含一組大致相當(dāng)于噴墨打印頭的噴頭的設(shè)備的一部分。優(yōu)選地， 噴頭根據(jù)壓電噴墨技術(shù)的原理工作。優(yōu)選地，印刷系統(tǒng)包含兩個(gè)或兩個(gè)以 上打印頭。適用于按照本發(fā)明的噴墨打印頭的例子包括那些可商業(yè)得到的
噴墨打印頭，例如Xaar (Leopard 、 XJ系列、0ranidot系列)、 Spectra/Dimatix(Nova、 Galaxy、 SL系列、M級(jí))禾口Trident (Pixeljet 、 Ultrajet)、 Image禾口Domino。
優(yōu)選地，噴頭開(kāi)孔的尺寸在10至100ura的范圍和/或所施加的液滴的尺 寸在5至100lim的范圍，盡管噴頭開(kāi)孔也可以小于lum，甚至小至幾納米，由此使得可以施加相應(yīng)尺寸的液滴。
根據(jù)本發(fā)明裝置的粉末輸送系統(tǒng)包含一或多個(gè)用于輸送粉末的儲(chǔ)罐。 優(yōu)選地，粉末輸送系統(tǒng)包含多個(gè)用于輸送粉末的儲(chǔ)罐。
可以理解，在各個(gè)層中可以使用不同類型的粉末材料。因此，各個(gè)儲(chǔ) 罐可以各包含不同類型的粉末材料。優(yōu)選地，各個(gè)儲(chǔ)罐包含相似類型的粉 末材料。
適合地，構(gòu)建室的構(gòu)建平臺(tái)包括設(shè)有開(kāi)口的上部結(jié)構(gòu)和可被打開(kāi)或移 除以通過(guò)上部結(jié)構(gòu)的開(kāi)口釋放未使用的粉末的底部結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，上部結(jié) 構(gòu)包含網(wǎng)孔盤、架子或格柵。
適合地，構(gòu)建平臺(tái)的底部結(jié)構(gòu)包含可打開(kāi)、可折疊或可移動(dòng)的部件。 可折疊部件可適合地包括折板。優(yōu)選地，底部結(jié)構(gòu)包含可打開(kāi)的部件，例 如可通過(guò)繞其旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)而打開(kāi)的部件。優(yōu)選地，所述可打開(kāi)、可折疊或 可移動(dòng)的部件可以振動(dòng)以進(jìn)一步促進(jìn)粉末從所形成的物體上的去除或分 離。
構(gòu)建平臺(tái)可適合地連接到用于機(jī)械攪動(dòng)或移動(dòng)該平臺(tái)，以使多余和由 此未使用的粉末從要構(gòu)建地制品上去除的器具。
根據(jù)本發(fā)明的裝置可適合地包含用于固化所要構(gòu)建的制品的器具。 按照本發(fā)明裝置的粉末回收系統(tǒng)適合地包含用于傳輸未使用的粉末的 管道和用于通過(guò)所述管道移動(dòng)未使用的粉末的粉末輸送器螺桿，或者其包 含用于傳輸未使用的粉末的管道和用于通過(guò)所述管道移動(dòng)未使用的粉末的 真空泵。在另一實(shí)施方案中，粉末回收系統(tǒng)包含用于移動(dòng)未使用的粉末的 輸送帶。
優(yōu)選地，印刷系統(tǒng)和粉末撒布系統(tǒng)連接到同一導(dǎo)向器具。除了降低硬 件成本之外，這還使得兩者可以并行運(yùn)行以提高構(gòu)建速度，以及由于兩者 的精確直線性而實(shí)現(xiàn)更高的精確度。
本發(fā)明還涉及一種根據(jù)制品的一個(gè)模型構(gòu)建呈順序橫截面層的三維制 品的方法，此方法包括步驟
_限定粉末材料層；
-以與模型的各個(gè)橫截面層相對(duì)應(yīng)的模樣向如此限定的粉末材料層施
加液體；_重復(fù)這些步驟形成順序?qū)右垣@得三維制品； _可選地固化由此獲得的三維制品；和 -取回(固化的)三維制品； 在此方法中使用了根據(jù)本發(fā)明所述的裝置。 這種制品可以具有不同的顏色、機(jī)械、光學(xué)和電學(xué)特性。 液體與粉末結(jié)合時(shí)，液體和粉末將發(fā)生反應(yīng)形成固體結(jié)構(gòu)。 粉末層可以都具有相同成分。然而，也可對(duì)不同的層采用不同的粉末 材料，或在同一層中使用不同的粉末材料。
也可在同一層或不同層上的不同位置使用不同的液體。 適合地，所形成的層可以達(dá)到300um厚，但通常它們更多地為達(dá)到 200 um?？蓪?shí)現(xiàn)下至80um或50tim的薄層，和甚至厚度在1至30 y m范圍內(nèi) 的更薄的層。粉末優(yōu)選地包含大多數(shù)尺寸在lnm至70 y m范圍內(nèi)的單個(gè)粉末 顆粒。更優(yōu)選地，所述粉末包含大多數(shù)尺寸在20nm至50ym范圍內(nèi)的單個(gè)粉 末顆粒。粉末可以為聚合物材料、金屬材料的前體、金屬材料、陶瓷材料 或其組合。
所述液體可以包含陶瓷的膠質(zhì)或納米顆粒、有機(jī)微顆粒、金屬和合金。 液體的粘度適宜地室溫下在從2至3000niPas以上，且在較高操作溫度下將具 有低得多的粘度。優(yōu)選地，在噴射溫度下液體的粘度在2至800mPas范圍內(nèi)。
可以由相鄰打印頭同時(shí)印刷兩種或兩種以上液體，從而液體在粉末表 面之上/周圍結(jié)合。
此過(guò)程使得其可以很方便地由電腦保存的數(shù)字表示生產(chǎn)制品，且特別 適于與CAD系統(tǒng)一起使用。因此，所述模型優(yōu)選地為數(shù)字模型。由此可以使 用CAD軟件設(shè)計(jì)制品，數(shù)字信息可被轉(zhuǎn)化成一系列數(shù)字形式的薄層且薄層的 數(shù)字表示可用于控制液體在粉末順序?qū)由系拇涡騻魉?，以?個(gè)維度上再現(xiàn) 制品。此技術(shù)可用于快速原型研究甚至于小規(guī)模的快速制造。
制造的物品可用作實(shí)際的技術(shù)功能部件或用于在實(shí)際生產(chǎn)之前提供 CAD文件的驗(yàn)證。此技術(shù)也適于流水作業(yè)用作電場(chǎng)中的層狀密封劑和用于形 成微印刷的電子元件和光學(xué)元件。此技術(shù)還可用于形成具有偏振光學(xué)或波 導(dǎo)作用的多層結(jié)構(gòu)薄膜。
可以理解，通過(guò)采用本發(fā)明的方法，可以建立呈分層塊形式的三維制品或具有復(fù)雜形狀的產(chǎn)品。通過(guò)在各個(gè)層形成時(shí)改變包括層厚在內(nèi)的層特 征，任選地在微尺度上，可以在最終制品上實(shí)現(xiàn)至少一種功能性。此功能 性可采取許多形式，其例子包括電子電路和光學(xué)元件。還可以向基體上構(gòu) 建元件，基體隨后作為最終制品的一部分保留下來(lái)。這種基體可以是例如 能構(gòu)成光學(xué)元件的一部分的玻璃或塑料板。
優(yōu)選地，在粉末回收系統(tǒng)中施加了負(fù)壓。由此，打印頭的粉末污染可 有利地被減少或避免。
根據(jù)本發(fā)明的方法使得可以形成具有大大改善的機(jī)械性能和色型的制 品。按照本方法所獲得的制品具有高強(qiáng)度、光滑表面質(zhì)量，且在制造之后 不久就可使用，并且不產(chǎn)生廢物和能有效地再利用未使用的粉末材料。
適合地，粉末撒布系統(tǒng)使用包含位于計(jì)數(shù)旋轉(zhuǎn)輥之后的計(jì)量設(shè)備的獨(dú) 立掃描單元，其中所述計(jì)量設(shè)備從固定粉末盒(粉末料斗)接收一定數(shù)量的 粉末。優(yōu)選地，輥可以在粉末床上施加一定量的壓力以改善壓實(shí)和/或初始 密度。優(yōu)選地，壓力可以施加在運(yùn)動(dòng)的前進(jìn)沖程和/或返回沖程上。粉末盒 可以遠(yuǎn)離印刷系統(tǒng)以避免噴射打印頭的粉末污染。
印刷系統(tǒng)適合地從與粉末撒布機(jī)相反方向掃描粉末層，且包含一個(gè)精 密液滴生成系統(tǒng)，例如按需滴墨式噴墨打印頭或連續(xù)式打印頭。在一個(gè)優(yōu)
選實(shí)施方案中，所述連續(xù)式打印頭是一種如WO 2004018212中所公開(kāi)的高粘 度打印頭。優(yōu)選地，印刷系統(tǒng)包括一個(gè)以上打印頭，更優(yōu)選地兩個(gè)以上打 印頭。在不掃描時(shí)，打印頭可以停留在一個(gè)從固化機(jī)構(gòu)屏蔽的單元內(nèi)。停 留時(shí)，打印頭可以，在停留單元之內(nèi)，根據(jù)需要進(jìn)行清潔/吹掃。印刷系統(tǒng) 的外殼單元適合地遠(yuǎn)離粉末盒單元定位。
構(gòu)建室的構(gòu)建平臺(tái)具有能打開(kāi)以促進(jìn)未使用的粉末通過(guò)網(wǎng)眼盤、架子 或格柵去除的底部結(jié)構(gòu)。構(gòu)建平臺(tái)的振動(dòng)可用于去除更多量的未使用粉末 材料。在去除未使用的粉末之后，構(gòu)建平臺(tái)可以向上運(yùn)動(dòng)以送出成品。
未使用的粉末可有利地被傳輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)用于輸送粉末材料的儲(chǔ)罐 中。所述儲(chǔ)罐也可使用墨粉鼓再填充新粉末。
具體實(shí)施例方式
在圖l中顯示了根據(jù)本發(fā)明的裝置的截面簡(jiǎn)圖。在
圖1中，粉末輸送系統(tǒng)包括用于輸送粉末材料(1)的儲(chǔ)罐和包含用于將粉末施加到構(gòu)建室(3)中
的輥的粉末撒布系統(tǒng)(2)。構(gòu)建室(3)包括壁(4)和可通過(guò)活塞(6)沿構(gòu)建室 內(nèi)壁運(yùn)動(dòng)的構(gòu)建平臺(tái)(5)。構(gòu)建平臺(tái)由包含格柵的上部(7)和包含可折疊折 板的下部(8)組成。該裝置進(jìn)一步包括用于輸送通過(guò)打印頭(10)施加在各個(gè) 粉末層上的液體的儲(chǔ)罐(9)。至少75%的構(gòu)建室(3)外壁與粉末回收系統(tǒng)(11) 直接接觸，這保證了未使用的粉末被再循環(huán)到粉末撒布系統(tǒng)(2)。該裝置進(jìn) 一步具有用于固化所要構(gòu)建的制品的器具(12)。在圖2中，顯示了圖l所示 裝置的三維截面表示。
由圖1和圖2可知，本發(fā)明提供一種可以最有效地再利用未使用的粉末
材料的簡(jiǎn)單裝置。
此外，使用根據(jù)本發(fā)明的裝置時(shí)可有利地實(shí)現(xiàn)最終可用的快速制造物 品的制造。
實(shí)踐中，按照本發(fā)明的方法，例如，可按如下所述進(jìn)行 一個(gè)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)準(zhǔn)備好的由一疊切片組成的打印作業(yè)(呈位圖/tiff 或其它格式)可被載入機(jī)器軟件。它可以由一疊計(jì)算機(jī)系統(tǒng)準(zhǔn)備的切片(呈 位圖/tiff或其它格式)組成。所用軟件的輸入可以為3D幾何CAD文件。計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)可以由3D CAD文件輸入3D無(wú)色幾何數(shù)據(jù)作為STL文件(既可使用ASCI1 STL模型也可使用二進(jìn)制STL模型)。軟件可隨后在指定的緩存目錄中輸出一 系列的2D位圖，由此可在3D彩色打印機(jī)上打印的每個(gè)層將與緩存中的單獨(dú) 位圖相對(duì)應(yīng)。這些位圖可以存儲(chǔ)至少16位(65536色)的RGB彩色信息，且它 們能具有最小300DPI的分辨率。所述3D彩色模型可以在z方向上切片。機(jī)器 軟件(打印機(jī)驅(qū)動(dòng))可以將每個(gè)圖像分解成子圖像并使所述子圖像可供系統(tǒng) 使用。系統(tǒng)能夠在一個(gè)由位圖組成的作業(yè)文件中堆疊多個(gè)部分。每個(gè)位圖 可以由一個(gè)切片組成，其將被輸入機(jī)器中。
隨后將準(zhǔn)備粉末床。可移動(dòng)的水平構(gòu)建平臺(tái)將承載用于制造所要制備 的制品的粉末和液體?？梢苿?dòng)的構(gòu)建室能夠通過(guò)打開(kāi)構(gòu)建平臺(tái)的折板釋放 未使用的粉末。未使用的粉末以這種方法被傳送到粉末回收系統(tǒng)。構(gòu)建好 的制品可以從頂部拿出構(gòu)建室。未使用的粉末將通過(guò)粉末回收系統(tǒng)再循環(huán) 和再使用。
在粉末床制備進(jìn)行過(guò)程中，粉末可通過(guò)給料滑架(hopper carriage)分散在構(gòu)建平臺(tái)上，其中所述給料滑架可以包括用于將粉末最佳地分散在 粉末床上的計(jì)數(shù)旋轉(zhuǎn)輥。過(guò)多的/過(guò)載的粉末被推到構(gòu)建平臺(tái)的沿或邊上并 被送入粉末回收系統(tǒng)。此構(gòu)建有利于實(shí)現(xiàn)未使用粉末的最有效再利用。未 使用的粉末可被手動(dòng)或以自動(dòng)方式輸送到給料滑架。
在準(zhǔn)備了計(jì)算機(jī)文件和粉末床之后，液體印刷操作開(kāi)始。產(chǎn)品被分解 成一疊具有預(yù)定厚度的截面(又稱作印刷切片)，它們被相繼地發(fā)送給打印 頭控制器。打印機(jī)驅(qū)動(dòng)將所述數(shù)字信息轉(zhuǎn)化成打印機(jī)滑架的移動(dòng)信息，移 動(dòng)到第一行并打印構(gòu)成第一個(gè)圖像部分的所有子圖像。接著，打印頭返回 滑架上的"開(kāi)始〃位置并循環(huán)直到完全打印出該圖像。完成時(shí)，打印滑架返 回其原始位置，并可以堆積一個(gè)新的層。打印操作可以包括用多個(gè)打印頭 打印以提供具有不同顏色的液體(例如青色、洋紅、黃色、白色和黑色)或 能隨時(shí)間不同固化的液體。每個(gè)打印頭將由單獨(dú)的儲(chǔ)罐供給液體。
如果使用電磁輻射來(lái)固化產(chǎn)品，則在輻射之前(其在堆積和印刷每個(gè)層
之后進(jìn)行)，打印頭將被移動(dòng)到光閥(shutter)封閉的盒中的預(yù)備位置以 防打印頭被雜散電磁輻射固化。電磁輻射將被接通幾秒鐘，之后重復(fù)層重 涂過(guò)程直到獲得最終的顆粒。
顯然這種裝置可以根據(jù)個(gè)別客戶要求進(jìn)行組裝。例如，該裝置可以具 有轉(zhuǎn)到同一粉末上的一個(gè)以上樹(shù)脂分配打印頭，以獲得可具有可變顏色、 機(jī)械、光學(xué)和電學(xué)特性如硬度、韌性、透明度和電導(dǎo)率或其組合的制品。 這些特性可以在大面積(即，例如超過(guò)lcm2)上變化或可以以微小的方式 變化，從而使單獨(dú)樹(shù)脂液滴在x，y，z方向上都不相同。在這方面例如可以 參考W0 03016030。
權(quán)利要求
1. 一種用于構(gòu)建呈順序截面層的三維制品的裝置，此裝置包含包含一個(gè)或多個(gè)用于輸送粉末的儲(chǔ)罐的粉末輸送系統(tǒng)和粉末撒布系統(tǒng)；用于輸送液體的印刷系統(tǒng)；構(gòu)建室，其包含外壁、內(nèi)壁和可沿構(gòu)建室的內(nèi)壁移動(dòng)的構(gòu)建平臺(tái)；以及粉末回收系統(tǒng)；其中50％以上的構(gòu)建室外壁與粉末回收系統(tǒng)相連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中構(gòu)建平臺(tái)能夠?qū)⑽词褂玫姆勰?在向下方向釋放到粉末回收系統(tǒng)中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中構(gòu)建平臺(tái)能夠?qū)⑽词褂玫姆勰?直接從構(gòu)建室在向下方向釋放到粉末回收系統(tǒng)中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中構(gòu)建平臺(tái)具有矩 形形狀，且該矩形的多于一個(gè)的邊與粉末回收系統(tǒng)相連通。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中矩形的兩個(gè)邊與粉末回收系統(tǒng) 相連通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中矩形的三個(gè)邊與粉末回收系統(tǒng) 相連通。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中至少75%的構(gòu)建 室外壁與粉末回收系統(tǒng)相連通。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中至少50%或至少 75%的構(gòu)建室外壁與粉末回收系統(tǒng)直接連通。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中印刷系統(tǒng)包含一或多個(gè)噴頭。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中印刷系統(tǒng)包含多個(gè)噴頭。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中噴頭形成噴墨式打印機(jī)或包含一組大致相當(dāng)于噴墨打印頭的噴頭的設(shè)備的一部分。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中噴頭根據(jù)壓電噴墨技術(shù)的原 理工作。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1-12中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中印刷系統(tǒng)包含 兩個(gè)或更多的打印頭。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1-13中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中粉末輸送系統(tǒng) 包含多個(gè)用于輸送粉末的儲(chǔ)罐。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1-13中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中構(gòu)建平臺(tái)包含 設(shè)有開(kāi)口的上部結(jié)構(gòu)和可被打開(kāi)或移除以通過(guò)上部結(jié)構(gòu)的開(kāi)口釋放未使用 的粉末的底部結(jié)構(gòu)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中上部結(jié)構(gòu)包含網(wǎng)孔盤、架子 或格柵。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的裝置，其中底部結(jié)構(gòu)包含可打開(kāi)、 可折疊或可移除的部件。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中底部結(jié)構(gòu)包含可打開(kāi)的部件。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1-18中任何一項(xiàng)所述的裝置，該裝置還包含用于 固化所要構(gòu)建的制品的器具。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中用于固化所要構(gòu)建的制品的器具為基于電磁輻射的系統(tǒng)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1-20中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中粉末回收系統(tǒng) 包含用于傳輸未使用的粉末的管道和用于通過(guò)該管道移動(dòng)未使用的粉末的 粉末輸送器螺桿，或者其包含用于傳輸未使用的粉末的管道和用于通過(guò)該 管道移動(dòng)未使用的粉末的真空泵。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1-21中任何一項(xiàng)所述的裝置，其中印刷系統(tǒng)和粉 末撒布系統(tǒng)連接到同一導(dǎo)向器具。
23. —種按照制品的模型構(gòu)建呈順序截面層的三維制品的方法，該方 法包含步驟_限定粉末材料層；-以與該模型的各個(gè)截面層相對(duì)應(yīng)的圖案向如此限定的粉末材料層施 加液體；_重復(fù)這些步驟以形成順序?qū)右员惬@得三維制品； -可選地固化由此獲得的三維制品；和 -取出(固化的)三維制品；在此方法中使用了如權(quán)利要求1-22中任何一項(xiàng)所限定的裝置。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中粉末材料包括聚合物材料、 金屬材料的前體、金屬材料、陶瓷材料或其組合。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23或25所述的方法，其中該模型是數(shù)字模型。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23-25中任何一項(xiàng)所述的方法，其中粉末材料層中 的至少一層包含不同類型的粉末材料。
27. 根據(jù)權(quán)利要求23-26中任何一項(xiàng)所述的方法，其中向至少一個(gè)粉 末材料層施加多種不同的液體。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中該不同液體在單個(gè)操作中施加。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中該不同液體在順序操作中施加。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23-29中任何一項(xiàng)所述的方法，其中在該粉末回收 系統(tǒng)中施加了負(fù)壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于構(gòu)建呈順序截面層的三維制品的裝置，此裝置包含包含一個(gè)或多個(gè)用于輸送粉末的儲(chǔ)罐(1)的粉末輸送系統(tǒng)和粉末撒布系統(tǒng)(2)；構(gòu)建室(3)，其包含外壁、內(nèi)壁和可沿構(gòu)建室的內(nèi)壁移動(dòng)的構(gòu)建平臺(tái)(7)；以及粉末回收系統(tǒng)(11)；其中50％以上的構(gòu)建室外壁與粉末回收系統(tǒng)連通。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種使用所述裝置構(gòu)建三維制品的方法。
文檔編號(hào)B29C67/00GK101300094SQ200680041299
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2006年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月5日
發(fā)明者F·K·芬斯特拉 申請(qǐng)人:荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究會(huì)(Tno)