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通過選擇性燒結(jié)的三維打印的方法及設(shè)備與流程

文檔序號:12184739閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種用于構(gòu)建一三維物體的系統(tǒng),其特征在于:所述系統(tǒng)包含:

一粉料輸送臺,用于平鋪一層的粉末材料于一構(gòu)建盤上;

一數(shù)碼打印臺,用于在所述層上打印一掩模圖案,其中所述掩模圖案界定了需被燒結(jié)的所述層的一部份的一負型;

一燒結(jié)臺,用于選擇性地燒結(jié)由所述掩模所界定的需被燒結(jié)的所述層的所述部分;以及

一平臺,用于重復地將所述構(gòu)建盤推進至所述粉料輸送臺、所述數(shù)碼打印臺與所述燒結(jié)臺的每一個以構(gòu)建多個層,而共同形成所述三維物體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于:所述系統(tǒng)包含一用于壓實每層的粉末材料的壓模站,其中所述壓實站包含一用于接收所述層的模具。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于:所述壓模站包含一加熱組件,用于對與所述層接觸的所述模具的一表面加溫。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的系統(tǒng),其特征在于:所述壓模站能夠?qū)λ鰧邮┘痈哌_100兆帕的壓力。

5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項所述的系統(tǒng),其特征在于:所述壓模站包含一升降系統(tǒng),用于將所述構(gòu)建盤朝所述模具升降。

6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項所述的系統(tǒng),其特征在于:所述壓實站包含一抗剝離機構(gòu),所述抗剝離機構(gòu)包含一位于模具之間的箔片,其中所述箔片是由兩相對邊支撐,以在所述構(gòu)建盤與所述模具分離時允許所述箔片的彎曲。

7.根據(jù)權(quán)利要求2至6任一項所述的系統(tǒng),其特征在于:所述系統(tǒng)包含一控制器,所述控制器在壓制后可依所述層的一厚度調(diào)整下一層時所述構(gòu)建盤的一高度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的系統(tǒng),其特征在于:所述系統(tǒng)包含一用于在燒結(jié)后冷卻所述層的冷卻站。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng),其特征在于:所述冷卻站包含數(shù)個用于提供噴射氣流的風刀。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項所述的系統(tǒng),其特征在于:所述數(shù)碼打印系統(tǒng)能夠分配一墨水,所述墨水包含懸浮在一液體載體中的熔塊。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng),其特征在于:所述熔塊是由直徑介于500納米至1微米之間的數(shù)個微粒所形成。

12.根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項所述的系統(tǒng),其特征在于:所述燒結(jié)臺包含一用于燒結(jié)所述層的高熱質(zhì)滾軸。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng),其特征在于:所述高熱質(zhì)滾軸被加熱至高于所述粉末熔點的0攝氏度至80攝氏度。

14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的系統(tǒng),其特征在于:所述高熱質(zhì)滾軸施加一20至180牛頓/公分的滾軸長度的數(shù)量級的壓力。

15.根據(jù)權(quán)利要求12至14任一項所述的系統(tǒng),其特征在于:所述燒結(jié)臺包括一抗剝離機構(gòu),所述抗剝離機構(gòu)包含一位于所述高熱質(zhì)滾軸與所述層之間的箔片。

16.根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項所述的系統(tǒng),其特征在于:所述燒結(jié)臺包含垂直腔面發(fā)射激光器的一陣列組,所述垂直腔面發(fā)射激光器的陣列組掃描所述層以用于預(yù)熱和/或燒結(jié)。

17.根據(jù)權(quán)利要求1至16任一項所述的系統(tǒng),其特征在于:所述構(gòu)建盤包含至少一通道,所述至少一通道大體上與供放置所述層的所述盤的一表面平行,通過所述至少一通道引入液體以冷卻所述構(gòu)建盤。

18.根據(jù)權(quán)利要求1至17任一項所述的系統(tǒng),其特征在于:所述粉末為金屬粉末。

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng),其特征在于:所述粉末為鋁和/或鋁合金粉末。

20.一種用于構(gòu)建一三維物體的方法,其特征在于:所述方法包含:

平鋪一層的粉末于一構(gòu)建盤上;

打印一掩模圖案于所述層上,其中所述掩模圖案界定了需被燒結(jié)的所述層的一部份的一負型,通過定義所述三維物體的一形狀的一掩模圖案數(shù)據(jù)來界定用于所述層的所述掩模圖案;

燒結(jié)由所述掩模所界定的需被燒結(jié)的所述層的所述部分;以及

重復進行所述平鋪、打印及燒結(jié),直到完成所述三維物體。

21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其特征在于:所述掩模圖案是由一分配一墨水的數(shù)碼打印機打印而成。

22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,其特征在于:所述墨水提供一隔離涂料于所述層的一掩蔽的部分上。

23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的方法,其特征在于:所述墨水包含一液體載體,所述液體載體選擇具有低于所述粉末的一熔點的一蒸發(fā)溫度。

24.根據(jù)權(quán)利要求20至23任一項所述的方法,其特征在于:所述方法包含:

在所述燒結(jié)之前執(zhí)行每一層的壓模。

25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法,其特征在于:所述方法包含:執(zhí)行溫模壓實。

26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的方法,其特征在于:在壓實過程中施于所述層的所述壓力是高達100兆帕。

27.根據(jù)權(quán)利要求24至26任一項所述的方法,其特征在于:在所述層的打印后對每一層進行所述壓模。

28.根據(jù)權(quán)利要求24至27任一項所述的方法,其特征在于:所述方法包含:在所述壓模時冷卻所述構(gòu)建盤。

29.根據(jù)權(quán)利要求20至28任一項所述的方法,其特征在于:所述燒結(jié)的執(zhí)行是通過使一熱源通過所述構(gòu)建盤的一長度上方,其中所述熱源沿著延伸至所述構(gòu)建盤的一寬度上方的一窄條提供熱能。

30.根據(jù)權(quán)利要求20至28任一項所述的方法,其特征在于:所述燒結(jié)是以一滾過所述層的高熱質(zhì)滾軸來執(zhí)行的。

31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法,其特征在于:在所述燒結(jié)中所述高熱質(zhì)滾軸被加熱至高于所述粉末熔點的0攝氏度至30攝氏度。

32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的方法,其特征在于:所述高熱質(zhì)滾軸以一10牛頓/公分的滾軸長度的數(shù)量級的壓力被壓向所述層。

33.根據(jù)權(quán)利要求20至32任一項所述的方法,其特征在于:所述方法包含:在燒結(jié)中冷卻所述構(gòu)建盤。

34.根據(jù)權(quán)利要求20至33任一項所述的方法,其特征在于:所述方法包含:在所述燒結(jié)后立刻冷卻所述層,其中所述冷卻是以一噴射氣流來執(zhí)行的。

35.根據(jù)權(quán)利要求20至34任一項所述的方法,其特征在于:所述方法包含:依照正被構(gòu)建的所述物體的一或多個先前的層的一厚度來調(diào)整所述構(gòu)建盤的一高度。

36.一種用于構(gòu)建一三維物體的方法,其特征在于:所述方法包含:

供給一層的粉末于一構(gòu)建盤上;

于所述層上進行壓模;

通過選擇性激光燒結(jié)或選擇性激光熔融燒結(jié)被壓模的所述層;以及于每一層重復進行所述供給、所述壓模與所述燒結(jié),直到完成所述三維物體。

37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法,其特征在于:所述方法包含:執(zhí)行溫模壓實。

38.根據(jù)權(quán)利要求36或37所述的方法,其特征在于:在壓實過程中施于所述層的所述壓力是高達100兆帕。

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