本發(fā)明還涉及一種用于分層制造有形產(chǎn)品的方法，根據(jù)該方法，包括用于接收構(gòu)造材料的第一構(gòu)建平臺(tái)的第一載體沿軌道相對(duì)于輸送機(jī)移動(dòng)，該軌道沿沉積頭引導(dǎo)第一構(gòu)建平臺(tái)。

背景技術(shù)：

分層制造為一種制造方法，其中有形立體產(chǎn)品通過(guò)多個(gè)層連續(xù)附加于彼此頂部之上而制成，這些層與有形產(chǎn)品的不同高度的剖面對(duì)應(yīng)。分層產(chǎn)品可通過(guò)提供均勻液體層或均勻粉末層而制成，其中液體或粉末以對(duì)應(yīng)于待制造產(chǎn)品剖面的預(yù)定二維圖案而進(jìn)行固化。然后將剩余的未凝固材料移除。這些層還可以所需二維圖案進(jìn)行直接沉積，例如通過(guò)印刷方式。在這種方法中，圖案在材料沉積期間已確定而非通過(guò)凝固確定。材料可為油墨或粉末，其中對(duì)油墨或粉末進(jìn)行固化、燒結(jié)或以其它方法凝固(例如通過(guò)蒸發(fā)溶劑)以得到結(jié)合的(coherent，連貫的)產(chǎn)品。

產(chǎn)品通常在可在豎直方向上移位的構(gòu)建平臺(tái)的頂部上制作。然而，也存在產(chǎn)品懸掛于構(gòu)建平臺(tái)下方的分層制造系統(tǒng)。德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)DE10256672中公開(kāi)了這種分層制造系統(tǒng)的實(shí)例。典型地，這種系統(tǒng)包括具有液體的盤(pán)狀物，此液體可通過(guò)例如紫外(UV)光進(jìn)行凝固。定位在盤(pán)狀物底部上方的構(gòu)建平臺(tái)向上移動(dòng)，以允許在構(gòu)建平臺(tái)(或之前的凝固層)與盤(pán)狀物底部之間形成液體薄膜。以預(yù)定圖案凝固液體薄膜，并且構(gòu)建平臺(tái)在液體薄膜凝固之后進(jìn)一步向上移動(dòng)。重復(fù)這些步驟，直到產(chǎn)品完成時(shí)停止。最后，將成品從構(gòu)建平臺(tái)移除，并且該平臺(tái)可用于制作另一產(chǎn)品。

在用于分層制造有形立體產(chǎn)品的另一種已知裝置和方法中，粉末被用作起始材料，此粉末通過(guò)例如燒結(jié)而凝固。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)US2009/0291308中公開(kāi)了這種方法。根據(jù)該已知方法，向由豎直壁界定且底側(cè)由構(gòu)建平臺(tái)界定的區(qū)域提供粉末薄層。通過(guò)將該層燒結(jié)成具有預(yù)定形狀的結(jié)合的固體層而將該層凝固，構(gòu)成產(chǎn)品的一剖面。隨后，支撐凝固層的構(gòu)建平臺(tái)向下移動(dòng)，且施加新的粉末層。重復(fù)這些步驟，直到產(chǎn)品完成時(shí)停止。隨后，在制作另一產(chǎn)品之前移除未凝固的粉末部分及成品。

上述系統(tǒng)的共同之處在于其具有可在豎直方向上移動(dòng)的一個(gè)平臺(tái)。這種系統(tǒng)特別適合于使用單一類(lèi)型的材料來(lái)制造產(chǎn)品?？梢酝瑫r(shí)在這種平臺(tái)上制作具有不同形狀的數(shù)個(gè)產(chǎn)品。國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)WO2004/014637中公開(kāi)了這種方法的實(shí)例。該已知方法僅限于使用一種類(lèi)型的材料來(lái)制作產(chǎn)品。然而原則上，粉末基(powder-based)系統(tǒng)還適合于制作各個(gè)層由不同材料制成的產(chǎn)品。例如美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)US2002/0145213中公開(kāi)了這種系統(tǒng)。

還存在具有一個(gè)以上構(gòu)建平臺(tái)翻裝置。國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)WO2012/076205中公開(kāi)了這種裝置的實(shí)例。該裝置包括不同的構(gòu)建平臺(tái)，由于其允許準(zhǔn)同時(shí)地(quasi simultaneously)制作不同產(chǎn)品，因此其比僅具有一個(gè)構(gòu)建平臺(tái)的系統(tǒng)更具靈活性。

通過(guò)分層制造制作有形產(chǎn)品的又一種方式為三維打印。在三維打印中，以連續(xù)層或與產(chǎn)品剖面對(duì)應(yīng)的預(yù)定圖案來(lái)施加油墨。在某些方面，三維打印較上述方法更具有靈活性，特別是當(dāng)通過(guò)打印頭來(lái)施加油墨時(shí)更是如此。不同的打印頭可用于施加不同材料以制造包括數(shù)種材料的復(fù)合產(chǎn)品。再者，可很容易開(kāi)啟并關(guān)閉打印頭以更好地控制制造過(guò)程。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)US2009/0076643中公開(kāi)了一種使用打印頭進(jìn)行分層制造的生產(chǎn)線的實(shí)例。該已知生產(chǎn)線可用于通過(guò)分層制造制作數(shù)個(gè)有形產(chǎn)品。生產(chǎn)線包括用于將材料沉積在載體上的數(shù)個(gè)打印頭，該打印頭定位于輸送機(jī)上方，輸送機(jī)將載體從一個(gè)打印頭輸送至另一個(gè)打印頭。這些打印頭在輸送方向上彼此成直線定位。再者，每一個(gè)打印頭的高度可相對(duì)于輸送機(jī)進(jìn)行調(diào)整，例如對(duì)產(chǎn)品制造的不同階段期間產(chǎn)品不斷增加的高度(即已沉積的層數(shù))進(jìn)行補(bǔ)償。該生產(chǎn)線允許制造具有不同幾何形狀及不同材料組成的數(shù)種產(chǎn)品。產(chǎn)品的每一層均通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)打印頭形成，從而導(dǎo)致需要大量打印頭來(lái)制造尺寸很大的產(chǎn)品。

此外，國(guó)際申請(qǐng)WO2004/108398公開(kāi)了使用一個(gè)或多個(gè)構(gòu)建站來(lái)將材料分層沉積在構(gòu)建平臺(tái)上。

US20140065194涉及一種利用多個(gè)構(gòu)建模塊的三維打印系統(tǒng)。該構(gòu)建模塊用于接收凝固成構(gòu)建產(chǎn)品的粉末。轉(zhuǎn)向器將包括打印床(printed beds)的構(gòu)建模塊或構(gòu)建板從構(gòu)建系統(tǒng)的輸送機(jī)引導(dǎo)到相鄰的輸送機(jī)上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于疊加制造有形產(chǎn)品的生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線允許快速制造產(chǎn)品。

本發(fā)明的該目的通過(guò)用于分層制造有形產(chǎn)品的生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)，該生產(chǎn)線包括：

-第一可移動(dòng)載體和第二可移動(dòng)載體，每一個(gè)載體包括

-運(yùn)輸機(jī)，用于運(yùn)輸載體。及

-構(gòu)建平臺(tái)，用于支撐有形產(chǎn)品，

-一個(gè)或多個(gè)沉積頭，用于在沉積方向上將構(gòu)造材料沉積到第一構(gòu)建平臺(tái)和第二構(gòu)建平臺(tái)上，

-輸送機(jī)，用于重復(fù)地朝向沉積頭以及遠(yuǎn)離沉積頭輸送第一構(gòu)建平臺(tái)和第二構(gòu)建平臺(tái)，

其特征在于，第一運(yùn)輸機(jī)和第二運(yùn)輸機(jī)可沿輸送機(jī)的軌道相對(duì)于彼此以可變速度移動(dòng)。

兩個(gè)運(yùn)輸機(jī)可沿輸送機(jī)相對(duì)于彼此移動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于，包括構(gòu)建平臺(tái)的兩個(gè)載體無(wú)需在某一時(shí)刻以相同速度移動(dòng)。不同速度的效果在于，每一個(gè)構(gòu)建平臺(tái)的速度可適用于生產(chǎn)線中的特定位置或構(gòu)建平臺(tái)上的產(chǎn)品必須經(jīng)過(guò)的特定過(guò)程。該效果的優(yōu)點(diǎn)在于，構(gòu)建平臺(tái)的速度不由生產(chǎn)線的任何構(gòu)建平臺(tái)的最慢過(guò)程確定。例如，當(dāng)?shù)谝粯?gòu)建平臺(tái)相對(duì)緩慢地移動(dòng)以允許沉積層時(shí)，第二構(gòu)建平臺(tái)可以相對(duì)較快的速度移動(dòng)返回沉積頭。第二構(gòu)建平臺(tái)還可在第一構(gòu)建平臺(tái)移動(dòng)時(shí)保持靜止。

這解決當(dāng)生產(chǎn)線僅部分地設(shè)有用于構(gòu)建產(chǎn)品的構(gòu)建平臺(tái)，例如當(dāng)待制造產(chǎn)品的數(shù)量受限時(shí)的問(wèn)題。具體而言，當(dāng)填充高度不夠時(shí)，無(wú)法及時(shí)向構(gòu)建站補(bǔ)充后續(xù)構(gòu)建平臺(tái)。

在生產(chǎn)線的實(shí)施方式中，生產(chǎn)線包括高度調(diào)整構(gòu)件，高度調(diào)整構(gòu)件配置成使載體的構(gòu)建平臺(tái)相對(duì)于載體的運(yùn)輸機(jī)在平行于沉積方向的方向上移位。

高度調(diào)整構(gòu)件配置成使構(gòu)建平臺(tái)在平行于沉積方向的方向上相對(duì)于運(yùn)輸機(jī)移位的優(yōu)點(diǎn)在于，沉積頭可放置于固定位置處，且當(dāng)自沉積發(fā)生的區(qū)域移除構(gòu)建平臺(tái)(亦即遠(yuǎn)離沉積頭)時(shí)，可調(diào)整沉積頭與構(gòu)建平臺(tái)之間的距離。其效果是沉積頭可在正調(diào)整構(gòu)建平臺(tái)的高度的時(shí)間期間用于在不同構(gòu)建平臺(tái)上制作另一產(chǎn)品。這允許在分層制造有形產(chǎn)品期間更有效地使用沉積頭。

在生產(chǎn)線的另一個(gè)實(shí)施方式中，載體的構(gòu)建平臺(tái)可相對(duì)于載體的運(yùn)輸機(jī)在垂直于沉積方向的平面內(nèi)移動(dòng)。平臺(tái)可在該平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)移或旋轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)移?？梢源朔绞较鄬?duì)于運(yùn)輸機(jī)移動(dòng)的平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)在于，平臺(tái)上的產(chǎn)品可相對(duì)于運(yùn)輸機(jī)和輸送機(jī)定向，以便相對(duì)于例如沉積頭更好地定位。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，在平臺(tái)具有例如非方形的矩形形狀的狀況下，可以更有效的方式相對(duì)于另一個(gè)平臺(tái)來(lái)定位平臺(tái)。

在生產(chǎn)線的又一個(gè)實(shí)施方式中，輸送機(jī)為循環(huán)式輸送機(jī)。循環(huán)式輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于，在使用中，當(dāng)構(gòu)建平臺(tái)單向移動(dòng)時(shí)，構(gòu)建平臺(tái)可重復(fù)地自相同側(cè)接近沉積頭。效果在于，平臺(tái)接近沉積頭的順序可保持相同，且在輸送機(jī)的端部處使平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)反向時(shí)(如同有限輸送機(jī)的情況那樣)不損失時(shí)間。循環(huán)式輸送機(jī)可與用于調(diào)整構(gòu)建平臺(tái)的高度的高度調(diào)整構(gòu)件組合。無(wú)論平臺(tái)的高度是否可調(diào)整，平臺(tái)均可在垂直于沉積方向的平面中移動(dòng)，或不移動(dòng)。

在又一實(shí)施方式中，輸送機(jī)布置成允許沿不同軌道輸送構(gòu)建平臺(tái)。沿不同軌道輸送構(gòu)建平臺(tái)允許構(gòu)建平臺(tái)沿不同軌道經(jīng)過(guò)不同工作站。這允許在不同平臺(tái)上制作不同產(chǎn)品，且其允許在每一個(gè)構(gòu)建平臺(tái)上沉積不同層。效果在于，就可同時(shí)制作的產(chǎn)品而言，生產(chǎn)線具有靈活性。

本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種用于分層制造有形產(chǎn)品的方法，該方法允許快速制造產(chǎn)品。該目標(biāo)通過(guò)用于分層制造有形產(chǎn)品的方法實(shí)現(xiàn)，根據(jù)該方法，包括用于接收構(gòu)造材料的第一構(gòu)建平臺(tái)的第一載體沿著沿沉積頭引導(dǎo)該第一構(gòu)建平臺(tái)的軌道相對(duì)于輸送機(jī)移動(dòng)，其特征在于，該第一載體相對(duì)于第二載體移動(dòng)，該第二載體包括用于接收構(gòu)造材料的第二構(gòu)建平臺(tái)，該第二載體可沿著沿該沉積頭引導(dǎo)該第二構(gòu)建平臺(tái)的軌道相對(duì)于該輸送機(jī)移動(dòng)。

包括第一構(gòu)建平臺(tái)的第一載體在沿沉積頭引導(dǎo)兩個(gè)平臺(tái)的軌道上相對(duì)于包括第二構(gòu)建平臺(tái)的第二載體移動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于，在整個(gè)過(guò)程期間平臺(tái)無(wú)需具有相同速度。效果在于，平臺(tái)之一可比另一平臺(tái)移動(dòng)得慢，以便允許在平臺(tái)上進(jìn)行某些處理。效果還在于，平臺(tái)之一可比另一平臺(tái)移動(dòng)得快，例如當(dāng)平臺(tái)上未進(jìn)行處理時(shí)。由于構(gòu)建平臺(tái)的速度可適合于產(chǎn)品制造過(guò)程中的特定步驟的事實(shí)，整個(gè)制造過(guò)程可比在所有平臺(tái)以相同速度移動(dòng)的狀況下更快。

附圖說(shuō)明

圖1是用于分層制造有形產(chǎn)品的生產(chǎn)線的示意圖；

圖2是包括高度調(diào)整構(gòu)件的兩個(gè)構(gòu)建平臺(tái)的示意圖；

圖3是包括可相對(duì)于運(yùn)輸機(jī)移動(dòng)的平臺(tái)的兩個(gè)生產(chǎn)線的示意圖；

圖4為具有多個(gè)可移動(dòng)平臺(tái)的生產(chǎn)線的實(shí)施方式的示意圖及平臺(tái)的可能速度分布的圖表；

圖5是輸送機(jī)為循環(huán)式輸送機(jī)的生產(chǎn)線的示意圖；

圖6是具有多個(gè)軌道的輸送機(jī)的示意圖；

圖7是包括用于處理產(chǎn)品的不同器件的生產(chǎn)線的示意圖；

圖8是切割器件的示意圖；

圖9是高度調(diào)整器件的示意圖；

圖10是圖9中所示高度調(diào)整器件的不同實(shí)施方式的示意圖；

圖11是允許構(gòu)建平臺(tái)在彎曲軌道中傾斜的載體的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了用于分層制造有形產(chǎn)品的生產(chǎn)線的示意圖。生產(chǎn)線(1)包括至少兩個(gè)可移動(dòng)構(gòu)建平臺(tái)。該第一可移動(dòng)構(gòu)建平臺(tái)(2)和第二可移動(dòng)構(gòu)建平臺(tái)(3)適合于運(yùn)載有形產(chǎn)品。更具體而言，平臺(tái)適合于運(yùn)載通過(guò)分層制造制作的產(chǎn)品。生產(chǎn)線還包括用于將構(gòu)造材料層沉積于構(gòu)建平臺(tái)上的沉積頭(4)。

沉積頭必須適合于沉積一種或多種材料，產(chǎn)品必須由該一種或多種材料制作。換言之，任何人必須協(xié)調(diào)將要使用的沉積技術(shù)及材料。如果某一材料提供器件或技術(shù)對(duì)于分層制造是優(yōu)選的，則必須找到適合的構(gòu)造材料。同樣地，如果某一材料或某一類(lèi)材料為優(yōu)選的，則必須找到適當(dāng)?shù)牟牧铣练e器件或技術(shù)。適當(dāng)?shù)牟牧铣练e器件可為適合于可用于分層制造的油墨的噴墨打印頭。這種油墨的實(shí)例為包括聚合物溶液的基于溶劑的油墨或包含可固化樹(shù)脂的油墨。有利的是可通過(guò)電磁輻射(尤其是光)固化的樹(shù)脂。通常，可由紫外光固化的樹(shù)脂是優(yōu)選的，因?yàn)檫@些樹(shù)脂可在正常環(huán)境條件(亦即，可見(jiàn)光)下施加，而無(wú)需進(jìn)行不需要的固化。UV可固化樹(shù)脂具有以下優(yōu)點(diǎn)：這些樹(shù)脂不會(huì)阻塞噴嘴，而其它油墨會(huì)因通過(guò)蒸發(fā)溶劑來(lái)凝固(亦即，干燥)油墨而阻塞噴嘴。此外，UV可固化油墨的保質(zhì)期通常很長(zhǎng)。適合的油墨可以是固體顆粒在液體聚合物溶液或可固化樹(shù)脂中的分散。顆?？梢允窃谌軇┮颜舭l(fā)之后或在樹(shù)脂固化之后最終可經(jīng)燒結(jié)的金屬顆粒。還可以使用在加熱時(shí)為液態(tài)而在較低溫度下為固態(tài)的材料，例如蠟。對(duì)于沉積此類(lèi)材料，沉積頭可包括加熱構(gòu)件，例如電熱絲。

沉積頭可以是布置成將材料分層地沉積于構(gòu)建平臺(tái)上的任何類(lèi)型的材料提供器件。沉積頭可以是提供連續(xù)材料層的類(lèi)型，例如噴槍或涂布幕(coating curtain)。優(yōu)選地，沉積頭為向構(gòu)建平臺(tái)提供材料的微滴的打印頭，例如噴墨打印器件。這種微滴提供器件可以是在時(shí)間上連續(xù)地噴射微滴的連續(xù)噴墨器件或微滴隨選(on demand，按需)裝置。沉積頭還可以是粉末分配器。沉積頭可以是掃描沉積頭，該掃描沉積頭可以可將材料沉積于構(gòu)建平臺(tái)的不同位置上的方式移動(dòng)。優(yōu)選地，這種掃描沉積器件允許以比輸送機(jī)速度高得多的掃描速度朝構(gòu)建平臺(tái)上的不同位置引導(dǎo)材料束。這種掃描器件允許在構(gòu)建平臺(tái)移動(dòng)的同時(shí)制作復(fù)雜圖案。通常，沉積頭可適合于沉積厚度在1微米(μm)與1毫米(mm)之間，更具體地在5微米與500微米之間，或甚至更具體地在10微米與200微米之間的層。發(fā)明人有利地沉積了厚度在30微米與80微米之間的層。然而，本發(fā)明不限于這種層厚度。小于1微米(μm)的層厚度也是可行的，例如通過(guò)如原子層沉積的沉積技術(shù)。由于這種小的層厚度將需要數(shù)目龐大的層以獲得具有肉眼可見(jiàn)尺寸的產(chǎn)品，因此這種薄層對(duì)于將該層添加至半成品或作為產(chǎn)品中或產(chǎn)品上的功能層而言可尤其值得研究。層厚度可大于1毫米(mm)，但由這種層構(gòu)成的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)非常粗糙，因此通常將需要額外處理，例如拋光。此外，這種厚層的凝固可很繁瑣。

為允許制造具有詳細(xì)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，沉積過(guò)程的橫向分辨率應(yīng)很高。除其他之外，該橫向分辨率由沉積頭的類(lèi)型決定。在材料沉積為構(gòu)造材料的連續(xù)層的實(shí)施方式中，該層必須由局部地設(shè)置的凝固構(gòu)件以所需形狀凝固。在構(gòu)造材料必須以電磁輻射例如UV光凝固的情況下，可以若干方式局部地(locally)提供此輻射。例如，可使用掩模(優(yōu)選可編程掩模)來(lái)使層的預(yù)定部分經(jīng)受輻射。還可使用具有單獨(dú)可尋址光源(例如發(fā)光二極管或激光二極管)的矩陣來(lái)代替掩模。另一種以所需要圖案提供光的方式為掃描激光或移動(dòng)鏡子以在適當(dāng)方向上引導(dǎo)光。所獲得的成形的分辨率低于10微米或甚至低于1微米。然而，對(duì)于某些產(chǎn)品，100或300微米的分辨率可令人滿(mǎn)意。

當(dāng)二維結(jié)構(gòu)由打印過(guò)程決定時(shí)，分辨率可低于100微米，或更特別是低于10微米。應(yīng)理解，并非包括多個(gè)沉積頭的生產(chǎn)線的所有沉積頭均需要具有相同分辨率。除其它參數(shù)之外，沉積頭的類(lèi)型、將要沉積的材料以及待制造產(chǎn)品中的沉積層的功能將決定何種分辨率是所需的且可行的。

由于使用打印頭是用于沉積構(gòu)造材料的優(yōu)選實(shí)施方式，因此在此使用沉積頭一詞。然而，應(yīng)理解，使用該詞并非旨在將本發(fā)明限制于任何特定的材料沉積器件或技術(shù)。沉積頭為適合于將材料沉積于構(gòu)建平臺(tái)上、沉積于由平臺(tái)運(yùn)載的先前沉積的層上、或沉積于由構(gòu)建平臺(tái)運(yùn)載的基板或其它對(duì)象或產(chǎn)品上的任何類(lèi)型的器件。因此，除許多其它技術(shù)外，其包括作為可用于施加特定材料的薄層的技術(shù)的原子層沉積。

其中，在下文中，涉及將材料沉積至構(gòu)建平臺(tái)上或?qū)?duì)象置放于平臺(tái)上，這包括沉積及置放于平臺(tái)自身上、沉積及置放于由平臺(tái)運(yùn)載的基板或?qū)ο蠡虍a(chǎn)品上、及沉積及置放于先前沉積的層上。

當(dāng)涉及通過(guò)分層制造在構(gòu)建平臺(tái)上制作的產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)理解，這包括構(gòu)建平臺(tái)運(yùn)載多個(gè)產(chǎn)品的情況。單個(gè)構(gòu)建平臺(tái)上的產(chǎn)品可具有相同幾何形狀或不同幾何形狀。由于這種分離的產(chǎn)品位于相同構(gòu)建平臺(tái)上，因此這些產(chǎn)品將具有一定相似性，更具體地，具有相似的分層結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品的生產(chǎn)可始于將第一層構(gòu)造材料沉積于構(gòu)建平臺(tái)上。然而，構(gòu)建平臺(tái)可運(yùn)載沉積有第一層的基板或其它產(chǎn)品。使用基板可有利于從生產(chǎn)線(更具體地，從構(gòu)建平臺(tái))移除成品。當(dāng)涉及在構(gòu)建平臺(tái)上沉積時(shí)，這包括在基板上、在產(chǎn)品上或在平臺(tái)上先前沉積的層上進(jìn)行沉積。

為了允許在構(gòu)建平臺(tái)上進(jìn)行沉積，每一個(gè)平臺(tái)及沉積頭可相對(duì)于彼此移動(dòng)。為此，生產(chǎn)線包括用于重復(fù)地朝向沉積頭及遠(yuǎn)離沉積頭輸送第一構(gòu)建平臺(tái)及第二構(gòu)建平臺(tái)的輸送機(jī)(5)。當(dāng)涉及移動(dòng)平臺(tái)時(shí)，這包括平臺(tái)正由運(yùn)輸機(jī)或由輸送機(jī)移動(dòng)的情況。沉積頭相對(duì)于輸送機(jī)定位，使得沉積頭可將材料沉積于構(gòu)建平臺(tái)上。在第一平臺(tái)移動(dòng)離開(kāi)沉積頭之后，該沉積頭可用于將層沉積于第二平臺(tái)上。平臺(tái)至沉積頭及遠(yuǎn)離沉積頭的重復(fù)移動(dòng)允許隨后可將層沉積于彼此的頂部上，以便制作所需要的產(chǎn)品。除可相對(duì)于沉積頭移動(dòng)之外，平臺(tái)還可沿輸送機(jī)相對(duì)于彼此移動(dòng)。因此，平臺(tái)可相對(duì)于輸送機(jī)移動(dòng)。該相對(duì)移動(dòng)可以不同方式實(shí)現(xiàn)。生產(chǎn)線可例如包括用于從輸送機(jī)機(jī)械鎖定平臺(tái)以及解鎖平臺(tái)的構(gòu)件。當(dāng)平臺(tái)從移動(dòng)輸送機(jī)解鎖時(shí)，這種平臺(tái)可靜止不動(dòng)以允許對(duì)平臺(tái)上的產(chǎn)品進(jìn)行某些處置。這種靜止不動(dòng)例如也可有利于從平臺(tái)拾取成品。

對(duì)于準(zhǔn)確制造，沉積頭與目標(biāo)區(qū)域(其為沉積材料的區(qū)域)之間的距離可需要在材料沉積期間對(duì)于所有層均相同。對(duì)于第一層，目標(biāo)區(qū)域可以是構(gòu)建平臺(tái)或置放于平臺(tái)上的任何類(lèi)型的基板。對(duì)于后續(xù)層，目標(biāo)區(qū)域由先前沉積的層界定，該先前沉積層可包含凝固層及支撐部分。目標(biāo)區(qū)域還可以是已經(jīng)插入以被封裝的對(duì)象，該對(duì)象可通過(guò)分層制造或其它方式生產(chǎn)。為了使沉積頭與目標(biāo)區(qū)域之間的距離保持恒定，生產(chǎn)線可包括用于調(diào)整平臺(tái)的高度的構(gòu)件，如在此將參考圖2所討論。平臺(tái)的高度在此定義為在使用生產(chǎn)線期間平臺(tái)與運(yùn)輸機(jī)之間在平行于構(gòu)建方向(亦即平行于沉積方向(6))的方向上的距離。通常，用以實(shí)現(xiàn)高度調(diào)整的位移方向?qū)樨Q直方向。為了允許改變沉積頭與目標(biāo)區(qū)域之間的距離，圖2中所示的載體的實(shí)施方式包括高度調(diào)整構(gòu)件(8)。高度調(diào)整構(gòu)件位于構(gòu)建平臺(tái)(2)與運(yùn)輸機(jī)(102)之間，以便使構(gòu)建平臺(tái)在平行于沉積方向的方向(12)上相對(duì)于輸送機(jī)(5)及運(yùn)輸機(jī)移位。平臺(tái)的高度可例如通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)及蝸輪或步進(jìn)馬達(dá)、壓電致動(dòng)器、或氣動(dòng)地調(diào)整。在已調(diào)整構(gòu)建平臺(tái)的高度之后，可將新層沉積于先前沉積層的頂部上。重復(fù)沉積層、移動(dòng)該層遠(yuǎn)離沉積頭、使平臺(tái)相對(duì)于輸送機(jī)移位及再次將層提供至相同沉積頭的過(guò)程，直至完成產(chǎn)品為止。

沉積頭與目標(biāo)區(qū)域之間的距離也可通過(guò)使沉積頭相對(duì)于輸送機(jī)移位來(lái)調(diào)整。然而，這種構(gòu)造具有以下缺點(diǎn)：沉積頭必須在極短時(shí)間內(nèi)移動(dòng)至該沉積頭的新位置，該極短時(shí)間為將構(gòu)建平臺(tái)移動(dòng)遠(yuǎn)離沉積頭且將另一平臺(tái)移動(dòng)至可沉積層的位置所花費(fèi)的時(shí)間。通常，這可僅花費(fèi)幾毫秒。使平臺(tái)移動(dòng)遠(yuǎn)離沉積頭及使平臺(tái)再次移動(dòng)返回沉積頭的時(shí)間要長(zhǎng)得多。即使在考慮到平臺(tái)在此移動(dòng)期間的速度可比在例如沉積材料層期間的速度要快的情況下，在平臺(tái)再次到達(dá)沉積頭之前仍可能過(guò)去了若干秒。這留下足夠的時(shí)間來(lái)相對(duì)于輸送機(jī)調(diào)整構(gòu)建平臺(tái)的高度。

可優(yōu)選的是，在沉積每一層之后調(diào)整沉積頭與目標(biāo)區(qū)域之間的距離，以在每次構(gòu)建平臺(tái)經(jīng)過(guò)沉積頭時(shí)，已沉積的層的頂部與沉積頭之間具有相同距離。然而，如果沉積頭與目標(biāo)區(qū)域之間的距離并不是很關(guān)鍵，則無(wú)需在每一次經(jīng)過(guò)前調(diào)整平臺(tái)的高度，且不在沉積每一層之后調(diào)整平臺(tái)的高度而僅在已沉積幾個(gè)層(例如五個(gè)層)時(shí)調(diào)整平臺(tái)的高度可能是足夠的。在沉積每一層之后不調(diào)整高度的情況下，材料從沉積頭噴射的時(shí)間可由于以下原因而需要調(diào)整。材料在由沉積頭噴射之后需要一些時(shí)間到達(dá)沉積區(qū)域。在此時(shí)間期間，構(gòu)建平臺(tái)將移動(dòng)，因此當(dāng)沉積頭與沉積區(qū)域之間的距離改變時(shí)，材料微滴到達(dá)沉積區(qū)域的位置將改變。如果生產(chǎn)線包括一個(gè)以上沉積頭，或如果除沉積頭之外，生產(chǎn)線還包括另一種類(lèi)型的器件，則可在構(gòu)建平臺(tái)接近這種其它沉積頭或第二裝置之前調(diào)整平臺(tái)的高度。此調(diào)整不必為降低，而也可以是在向上的方向上移動(dòng)，例如，因?yàn)槠骷榍懈畹痘驋伖馄骷?/p>

對(duì)于固化沉積層，生產(chǎn)線可包括UV源(34)。此UV源可通過(guò)例如掩模，優(yōu)選可編程掩模蔽，或通過(guò)發(fā)光二極管或激光二極管陣列在沉積區(qū)域上提供UV輻射的圖案。

構(gòu)建平臺(tái)在沉積層之后或在沉積額外層之前的位移將通常向下。然而，如果例如另一種類(lèi)型的材料必須沉積于先前沉積層的頂部上，則可能的是，沉積頭與構(gòu)建平臺(tái)之間的距離需要更小。在這種情況下，可使平臺(tái)向上移位。在其它情況下，平臺(tái)可完全無(wú)需移位，例如這是因?yàn)楹罄m(xù)層將在同一構(gòu)建平面中沉積在不存在先前沉積層的材料的位置處。除必須填充先前層中的孔的情況之外，后續(xù)層也可沉積至先前層中，因此以另一種材料注入先前層。

在包括多個(gè)構(gòu)建平臺(tái)的生產(chǎn)線的優(yōu)選實(shí)施方式中，所有平臺(tái)的高度可獨(dú)立于其它平臺(tái)的高度而調(diào)整。獨(dú)立不僅意味著平臺(tái)的高度可不同于相鄰平臺(tái)，而且還意味著高度無(wú)需與相鄰平臺(tái)的高度相關(guān)。后續(xù)平臺(tái)的高度不由相鄰平臺(tái)的高度決定，而是由將要在特定平臺(tái)上制造的產(chǎn)品決定。這種獨(dú)立可調(diào)整平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)在于，在準(zhǔn)同時(shí)地(quasi-simultaneously，基本同時(shí)地)制作不同產(chǎn)品時(shí)存在大的自由度。

構(gòu)建平臺(tái)可處于運(yùn)輸機(jī)上的固定位置處，但如果構(gòu)建平臺(tái)可相對(duì)于運(yùn)輸機(jī)移動(dòng)，則可為有利的。如以上所論述，平臺(tái)可通過(guò)高度調(diào)整構(gòu)件在平行于沉積方向的方向上移動(dòng)。除在構(gòu)建方向上的該移動(dòng)之外或代替該移動(dòng)，構(gòu)建平臺(tái)還可在垂直于沉積方向的平面中移動(dòng)，如將參考圖3說(shuō)明的。在圖3中，示出了這種生產(chǎn)線的兩個(gè)實(shí)施方式。在一個(gè)實(shí)施方式(31)中，構(gòu)建平臺(tái)(2)中的一個(gè)或多個(gè)可在所述平面中旋轉(zhuǎn)，因此繞與沉積方向(6)平行的線(33)旋轉(zhuǎn)。在另一個(gè)實(shí)施方式(32)中，生產(chǎn)線包括可在垂直于沉積方向(6)的平面中轉(zhuǎn)移的構(gòu)建平臺(tái)。兩個(gè)實(shí)施方式的共同之處在于，這種平臺(tái)上的產(chǎn)品的定向可相對(duì)于輸送機(jī)(5)、沉積頭(4)及最后的工作站變化。此外，平臺(tái)的定向可相對(duì)于另一個(gè)平臺(tái)變化。平臺(tái)定向的變化在平臺(tái)具有非方形的矩形形狀的狀況下尤其值得研究。在包括這種矩形平臺(tái)的生產(chǎn)線中，相鄰平臺(tái)可定向成使得平臺(tái)(2、22)以長(zhǎng)邊彼此相對(duì)，或平臺(tái)(23、24)的較短邊彼此相對(duì)。當(dāng)平臺(tái)的較長(zhǎng)邊相對(duì)時(shí)，與短邊彼此相對(duì)的情況相比，可沿輸送機(jī)的某些軌道放置更多數(shù)量的平臺(tái)。當(dāng)平臺(tái)例如在等待通過(guò)沉積頭沉積層的同時(shí)或在等待進(jìn)入工作站的同時(shí)停駐時(shí)，平臺(tái)可定位成長(zhǎng)邊相對(duì)。這種等待的列的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短。另一方面，寬度，即平臺(tái)的垂直于輸送方向的尺寸在通過(guò)打印頭沉積層期間優(yōu)選應(yīng)盡可能小。當(dāng)打印頭用于沉積圖案化或非圖案化的層時(shí)，平臺(tái)及打印頭可在移動(dòng)或輸送方向上相對(duì)于彼此移動(dòng)。正進(jìn)行構(gòu)造的產(chǎn)品的沉積層在移動(dòng)方向上的尺寸并非由打印頭的大小決定，而是由平臺(tái)的速度及打印頭將構(gòu)造材料噴射至構(gòu)建平臺(tái)上的時(shí)間決定。然而，在垂直于輸送方向的橫向方向上的尺寸受在該方向上的打印頭的數(shù)目或打印頭的尺寸限制。因此，可優(yōu)選的是，將平臺(tái)定向成使得該平臺(tái)在較小的邊位于前方的情況下，即在長(zhǎng)邊平行于移動(dòng)方向的情況下相對(duì)于打印頭移動(dòng)。當(dāng)沉積頭噴射的單個(gè)材料噴流或有限數(shù)量的噴流不足以覆蓋將要制作的產(chǎn)品的整個(gè)橫截面時(shí)，平臺(tái)及沉積頭必須在兩個(gè)方向上相對(duì)于彼此移動(dòng)，以便在平臺(tái)上或在已沉積的層上形成層。這種移動(dòng)可通過(guò)使平臺(tái)、沉積頭或二者在垂直于沉積方向的平面中相對(duì)于輸送機(jī)移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

構(gòu)建平臺(tái)的速度可隨時(shí)間而變，且可取決于平臺(tái)在軌道上的位置。將參考圖4說(shuō)明該情況。該圖的上部分示意性地示出了包括九個(gè)相同構(gòu)建平臺(tái)(2、401-408)的生產(chǎn)線的實(shí)施方式，該九個(gè)相同構(gòu)建平臺(tái)可沿輸送機(jī)(5)移動(dòng)。生產(chǎn)線的本實(shí)施方式進(jìn)一步包括沉積頭(4)及用于固化沉積層的固化站(34)。生產(chǎn)線的本實(shí)施方式進(jìn)一步包括用于載體的輸入線(415)及用于成品的輸出線(425)。事實(shí)上，該附圖為在某一時(shí)刻的快照。更具體地說(shuō)，該附圖為在構(gòu)建平臺(tái)之一(407)處于由“D”指示的位置處時(shí)的快照。在構(gòu)造材料層已沉積于構(gòu)建平臺(tái)上之后，平臺(tái)遠(yuǎn)離沉積頭而移動(dòng)至固化站。在層已固化之后，平臺(tái)朝向沉積頭移動(dòng)以允許沉積另一層構(gòu)造材料。重復(fù)此過(guò)程，直至制造出所需要的產(chǎn)品為止?？赏ㄟ^(guò)使包括構(gòu)建平臺(tái)的載體停止移動(dòng)將成品從生產(chǎn)線上取下，須從該構(gòu)建平臺(tái)取下產(chǎn)品。生產(chǎn)線還可包括拾取及放置機(jī)器人，該拾取及放置機(jī)器人可在構(gòu)建平臺(tái)移動(dòng)期間或在平臺(tái)靜止不動(dòng)時(shí)從平臺(tái)拾取產(chǎn)品。

圖4的下部分示出了構(gòu)建平臺(tái)的速度作為時(shí)間的函數(shù)的實(shí)例。如由輸送機(jī)限定的平臺(tái)的軌道的不同部分以字母A、B、C及D指示。在本實(shí)施方式中，構(gòu)建平臺(tái)可在垂直于沉積方向的平面中，即在附圖的平面中旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)可優(yōu)選在平臺(tái)移動(dòng)期間發(fā)生。然而，還可以使構(gòu)建平臺(tái)停止并且使平臺(tái)在該平臺(tái)靜止不動(dòng)時(shí)在所希望的位置處旋轉(zhuǎn)。在圖4所示的實(shí)例中，平臺(tái)的速度在固化步驟(C)期間最低。在此，速度選擇為1m/s。在沉積(A)與固化(C)之間的軌道(B)中以及在固化(C)與后續(xù)層的沉積(A)之間的軌道(D)中，速度最高，在此為3m/s。在材料的沉積(A)期間，平臺(tái)具有2m/s的中間速度?？蓛?yōu)選的是，在沉積與固化之間改變平臺(tái)的定向。例如這樣做可以減少固化站前面的等待列的長(zhǎng)度或出于另外的原因減少該長(zhǎng)度。在圖4中，平臺(tái)中的三個(gè)平臺(tái)(403、406、408)正在矩形平臺(tái)的短邊在移動(dòng)方向上的位置(2、401、402、407)與平臺(tái)的長(zhǎng)邊在移動(dòng)方向上的位置(404、405)之間旋轉(zhuǎn)。

生產(chǎn)線的輸送機(jī)可為有限式或循環(huán)式。無(wú)論是有限式還是循環(huán)式，優(yōu)選地，這種輸送機(jī)配置成輸送構(gòu)建平臺(tái)，使得構(gòu)建平臺(tái)在生產(chǎn)過(guò)程期間保持水平，即，使得構(gòu)建平臺(tái)在垂直于重力的平面中延伸。這不排除構(gòu)建平臺(tái)在平行于重力的方向上沿軌道的某一部分移動(dòng)。使構(gòu)建平臺(tái)保持水平的優(yōu)點(diǎn)在于，粉末甚至液體可在輸送機(jī)上沉積，而不會(huì)在粉末被熔融為產(chǎn)品的固體層或液體凝固之前掉落。

為了避免材料在軌道的彎曲部分處拋離，生產(chǎn)線可包括用以在這種彎曲部分中調(diào)整構(gòu)建平臺(tái)的構(gòu)件。輸送機(jī)可例如包括側(cè)傾彎曲部(banked curves)，或平臺(tái)可以是可繞真實(shí)軸線或虛擬軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)建平臺(tái)。然而，平臺(tái)可懸置于載體中，該載體允許構(gòu)建平臺(tái)在經(jīng)受離心力時(shí)自動(dòng)傾斜。圖11示出了這種載體(100)的橫截面。載體可在垂直于橫截平面的方向上沿輸送機(jī)(5)移動(dòng)。根據(jù)載體的本實(shí)施方式，構(gòu)建平臺(tái)(2)安裝于臂部(105)上，該臂部可相對(duì)于運(yùn)輸機(jī)(102)繞軸線(120)樞轉(zhuǎn)。平臺(tái)的高度可通過(guò)諸如致動(dòng)器的高度調(diào)整構(gòu)件(8)相對(duì)于臂部調(diào)整。當(dāng)在垂直于附圖的方向上移動(dòng)的載體向右或向左轉(zhuǎn)彎時(shí)，構(gòu)建平臺(tái)上的離心力將使臂部圍繞軸線旋轉(zhuǎn)，且構(gòu)建平臺(tái)將傾斜。這種傾斜可防止平臺(tái)上的材料從平臺(tái)拋離。載體的本實(shí)施方式可與包括一或多個(gè)側(cè)傾彎曲部的輸送機(jī)組合，如圖11中右邊的附圖所示。在此，重力的方向由箭頭(160)指示以圖示彎曲部側(cè)傾。如上所述，側(cè)傾彎曲部還可與載體的其它實(shí)施方式組合，尤其是高度調(diào)整構(gòu)件(8)固定至運(yùn)輸機(jī)的實(shí)施方式。

當(dāng)輸送機(jī)為有限式的時(shí)，則構(gòu)建平臺(tái)與沉積頭的相對(duì)運(yùn)動(dòng)必須在某一時(shí)刻切換，以便在先前沉積層上沉積后續(xù)層。將參考圖3說(shuō)明該情況。如果假設(shè)圖3中所示的生產(chǎn)線的實(shí)施方式包括延伸超過(guò)附圖的有限式輸送機(jī)(5)，則在右手側(cè)的兩個(gè)平臺(tái)(2、22)可在經(jīng)過(guò)沉積頭(4)時(shí)移動(dòng)至左側(cè)。當(dāng)所有平臺(tái)到達(dá)左手側(cè)時(shí)，則這些平臺(tái)將必須移動(dòng)回右側(cè)以沉積額外層。應(yīng)理解，此過(guò)程需花費(fèi)時(shí)間，且在每一輪之后，到達(dá)沉積頭的不同平臺(tái)的順序?qū)㈩嵉?reverse)。當(dāng)然，平臺(tái)可在不沉積材料的情況下移動(dòng)回右側(cè)，而僅在平臺(tái)移動(dòng)至左側(cè)時(shí)沉積材料，在這種沉積線路中效率不高。出于這種及其它原因，可例如為如圖4中所示的盤(pán)狀物或循環(huán)帶的循環(huán)式輸送機(jī)為用于朝向沉積頭及遠(yuǎn)離沉積頭輸送構(gòu)建平臺(tái)的優(yōu)選輸送機(jī)。

包括循環(huán)式輸送機(jī)(其實(shí)施方式在圖5中示出)的生產(chǎn)線尤其適合于輸送大量構(gòu)建平臺(tái)，這是因?yàn)檠赜蛇@種輸送機(jī)限定的軌道單側(cè)移動(dòng)的每一個(gè)構(gòu)建平臺(tái)會(huì)經(jīng)過(guò)固定外部點(diǎn)若干次。這允許諸如層沉積的過(guò)程在某一平臺(tái)上重復(fù)進(jìn)行而不需要特殊措施。對(duì)于由一種材料制作的產(chǎn)品，當(dāng)使用循環(huán)式輸送機(jī)時(shí)，僅一個(gè)沉積頭即可足以制作產(chǎn)品。這使得生產(chǎn)線比一些系統(tǒng)便宜得多且不及這些系統(tǒng)復(fù)雜，這些系統(tǒng)例如美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)US2009/0076643中公開(kāi)的一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中需要許多打印頭或甚至需要數(shù)量巨大的打印頭，即每層至少一個(gè)打印頭。

循環(huán)式輸送機(jī)上的平臺(tái)可在例如順時(shí)針?lè)较蛏弦苿?dòng)，且在如此進(jìn)行時(shí)，至少當(dāng)所有平臺(tái)遵循如圖5中所示的單個(gè)軌道時(shí)，平臺(tái)中的每一個(gè)將重復(fù)地經(jīng)過(guò)沉積頭(4)，且平臺(tái)(2、202)的順序?qū)⑹冀K相同。平臺(tái)可在一段時(shí)間期間從輸送機(jī)鎖定并解鎖。當(dāng)平臺(tái)鎖定至移動(dòng)輸送機(jī)時(shí)，平臺(tái)將以與輸送機(jī)相同的速度移動(dòng)。另一方面，如果平臺(tái)從移動(dòng)輸送機(jī)解鎖，則平臺(tái)可靜止不動(dòng)。在這種情況下，鎖定的平臺(tái)及解鎖的平臺(tái)將以移動(dòng)輸送機(jī)的速度相對(duì)于彼此移動(dòng)。然而，通常，這種鎖定及解鎖將并非為優(yōu)選的，且包括平臺(tái)的載體的速度將僅由相對(duì)于輸送機(jī)移動(dòng)的運(yùn)輸機(jī)(102、203)決定。運(yùn)輸機(jī)允許載體中的每一個(gè)且因此允許構(gòu)建平臺(tái)沿輸送機(jī)，或至少沿輸送機(jī)的一部分，以無(wú)需與生產(chǎn)線的其它平臺(tái)的速度相同的速度移動(dòng)?？蓱?yīng)用不同類(lèi)型的載體，正如包括有限式輸送機(jī)的生產(chǎn)線的情況那樣，這些載體包括滾輪上的電載體及通過(guò)磁場(chǎng)浮動(dòng)及移動(dòng)的載體。事實(shí)上，如果這種載體適合于遵循輸送機(jī)的軌道，則任何類(lèi)型的載體均將令人滿(mǎn)意。在許多應(yīng)用中，循環(huán)式輸送機(jī)上的平臺(tái)將因上述原因而單向移動(dòng)，即，始終在相同方向上移動(dòng)。然而，平臺(tái)還可使移動(dòng)方向反向。在特定情況下，兩個(gè)構(gòu)建平臺(tái)甚至可在相反方向上移動(dòng)。當(dāng)然，僅可在短時(shí)間過(guò)程的情況下如此，因?yàn)榉駝t平臺(tái)將彼此或與輸送機(jī)上的其它平臺(tái)發(fā)生碰撞。雖然構(gòu)建平臺(tái)可在固定位置處放置至運(yùn)輸機(jī)，但優(yōu)選的是，平臺(tái)可相對(duì)于運(yùn)輸機(jī)移動(dòng)，如以前所論述，尤其優(yōu)選的是，可調(diào)整構(gòu)建平臺(tái)的高度。

循環(huán)式輸送機(jī)的帶的幾何形狀可配置成使得允許最佳地利用可用空間，且允許沿所有類(lèi)型的設(shè)備(例如沉積、加工及加熱設(shè)備)或甚至貫穿所有類(lèi)型的設(shè)備輸送產(chǎn)品。如果如由輸送機(jī)限定的平臺(tái)的軌道為彎曲的，如旋轉(zhuǎn)盤(pán)狀物或在運(yùn)輸機(jī)帶的一部分處的情況那樣，則內(nèi)彎曲部(204)處與外彎曲部(205)處的軌道的長(zhǎng)度存在差異。通過(guò)調(diào)整材料的沉積來(lái)補(bǔ)償此差異可很繁瑣。這可以是優(yōu)選在其軌道中包括直的部分的輸送機(jī)帶的原因，如圖4、圖6及圖7所示。

上述生產(chǎn)線的不同實(shí)施方式可包括用于處置有形產(chǎn)品的一個(gè)或多個(gè)處置站。處置定義為除沉積構(gòu)造材料層及可選地固化這種層之外對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行的任何活動(dòng)。圖7示出了用于分層制造有形產(chǎn)品的生產(chǎn)線(200)的實(shí)施方式。該圖在此將用于說(shuō)明可將許多不同類(lèi)型的設(shè)備及器件放置在輸送機(jī)周?chē)?，包括處置站?/p>

圖7中所示生產(chǎn)線包括不同沉積頭，即，用于打印第一類(lèi)型的可固化樹(shù)脂的第一噴墨打印機(jī)(701)、用于打印第二類(lèi)型的可固化樹(shù)脂的第二噴墨打印機(jī)(702)及用于沉積金屬(例如錫)的噴射器件(703)。生產(chǎn)線還包括用于固化樹(shù)脂的UV燈(707)、用于固化樹(shù)脂的LED陣列(708)和/或用于燒結(jié)含金屬的層的加熱器件(709)。另外，生產(chǎn)線可包括若干處置站，例如包括：輸出站，例如用于從構(gòu)建平臺(tái)(705)拾取產(chǎn)品的拾取機(jī)器人(704)；輸入站，例如用于將對(duì)象放置于構(gòu)建平臺(tái)上的放置引導(dǎo)件(706)；用于例如通過(guò)切割來(lái)移除材料的層移除器件(711)；以及用于使構(gòu)建平臺(tái)移位至輸送機(jī)上方的預(yù)定高度的高度調(diào)整站(713)。通過(guò)使第一運(yùn)輸機(jī)和第二運(yùn)輸機(jī)沿輸送機(jī)的軌道相對(duì)于彼此以可變速度移動(dòng)，可將新的載體輸入輸送機(jī)中，同時(shí)避免在處置站出現(xiàn)延遲，使得構(gòu)建站可及時(shí)補(bǔ)充后續(xù)構(gòu)建平臺(tái)。如此可準(zhǔn)同時(shí)地生產(chǎn)不同產(chǎn)品，且可減少等待時(shí)間。

生產(chǎn)線進(jìn)一步包括用于測(cè)量構(gòu)建平臺(tái)上的產(chǎn)品的高度的高度測(cè)量站(710)、用于控制生產(chǎn)過(guò)程的控制單元(712)及用于替換已經(jīng)加工同時(shí)正從輸送機(jī)移除的產(chǎn)品的拾取及放置單元(714)。生產(chǎn)線可進(jìn)一步包括用于處理處理站(716)中的產(chǎn)品的第二輸送機(jī)(715)。這種處理可為例如表面處理。表面處理的實(shí)例為例如通過(guò)蝕刻或類(lèi)似拋光的機(jī)械加工移除材料。表面處理還可以是例如通過(guò)涂刷、熱蒸發(fā)、電化學(xué)沉積或原子層沉積來(lái)增添材料。處理還可包括增添或插入電子組件，例如計(jì)算機(jī)芯片及發(fā)光二極管。處理還可包括插入可通過(guò)其它技術(shù)比分層制造更好地制作的某些產(chǎn)品，如例如光伏電池、MEMS器件或注射成型零件。產(chǎn)品可由機(jī)器人(704)放置于第二輸送機(jī)上并從第二輸送機(jī)拾取以放置于平臺(tái)(705)上。然而，第一輸送機(jī)及第二輸送機(jī)也可配置成使得平臺(tái)從第一輸送機(jī)引導(dǎo)至第二輸送機(jī)。裝置進(jìn)一步可包括用于自動(dòng)讀取附接至平臺(tái)、基板或產(chǎn)品的代碼的讀取器(717)。讀取器可以是適合于讀取類(lèi)似于條形碼或QR碼的代碼的光學(xué)讀取器。然而，讀取器還可以是適合于從例如RFID標(biāo)簽讀取信息的無(wú)線電讀取器，或用于讀取可磁化條中的信息的磁讀取器。讀取器可將信息發(fā)送至控制單元，該控制單元可包括用于儲(chǔ)存關(guān)于平臺(tái)及放置于該平臺(tái)上的產(chǎn)品的信息的軟件程序。這種軟件程序可決定必須針對(duì)產(chǎn)品或平臺(tái)執(zhí)行的進(jìn)一步的處理步驟。

分層制造的過(guò)程可導(dǎo)致誤差累積，例如產(chǎn)品厚度(即高度)方面的誤差累積。出于這些及其它原因，例如，視覺(jué)外觀，有時(shí)必須例如通過(guò)切割、銑削、鉆孔或拋光(更具體地是激光拋光)從已沉積的層或產(chǎn)品移除材料。這種移除可在生產(chǎn)線外進(jìn)行，即，遠(yuǎn)離輸送機(jī)進(jìn)行。然而，具體而言，當(dāng)由于例如在構(gòu)建平臺(tái)上替換或構(gòu)建平臺(tái)的豎直位移引起的缺陷而需要調(diào)整高度時(shí)，在產(chǎn)品處于構(gòu)建平臺(tái)上時(shí)必須執(zhí)行材料的移除或可執(zhí)行材料的移除。

通過(guò)分層制造制作的產(chǎn)品可與其它對(duì)象組合以獲得復(fù)合產(chǎn)品。這種其它對(duì)象可以是電功能器件、光學(xué)功能器件、磁功能器件或機(jī)械功能器件。這種功能器件的實(shí)例為計(jì)算機(jī)芯片、發(fā)光二極管、透鏡系統(tǒng)、致動(dòng)器、壓電元件、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)及電池。在完成分層制造之后，可將此功能對(duì)象與產(chǎn)品結(jié)合。然而，尤其當(dāng)對(duì)象必須進(jìn)行封裝或以其它方法與產(chǎn)品整合時(shí)，必須在分層制造期間放置該對(duì)象。這可需要通過(guò)將對(duì)象放置于構(gòu)建平臺(tái)上來(lái)使在生產(chǎn)線外制作的對(duì)象與分層制造的產(chǎn)品結(jié)合。對(duì)象可在開(kāi)始分層沉積之前直接放置于平臺(tái)上。對(duì)象也可在已沉積一個(gè)或多個(gè)層之后放置。甚至可在已沉積所有層之后放置對(duì)象。

優(yōu)選地，構(gòu)建平臺(tái)相對(duì)于輸送機(jī)的高度可調(diào)整。這可通過(guò)用以使構(gòu)建平臺(tái)相對(duì)于運(yùn)輸機(jī)移位的構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)，如以上所論述。然而，也可以由包括可協(xié)調(diào)高度調(diào)整裝置的高度調(diào)整站(713)在沿輸送機(jī)的一個(gè)或多個(gè)固定位置處調(diào)整構(gòu)建平臺(tái)，如在此將參考圖9所論述。圖9示意性地示出了尤其適合于定位于水平面中的輸送機(jī)的這種高度調(diào)整裝置的優(yōu)選實(shí)施方式。圖9A為俯視圖，而圖9B為裝置的一部分的側(cè)視圖。圖9示出了四個(gè)平臺(tái)(911、912、913、914)，該四個(gè)平臺(tái)可通過(guò)輸送機(jī)(5)沿輸送方向(901)移動(dòng)或在該輸送機(jī)上沿輸送方向移動(dòng)。其中，在以下描述中僅參考一個(gè)平臺(tái)(911)及其高度調(diào)整構(gòu)件，這種描述還涉及其它平臺(tái)及其高度調(diào)整構(gòu)件。然而，雖然優(yōu)選具有相同或幾乎相同的載體，但不必如此。平臺(tái)(911)放置于運(yùn)輸機(jī)(951)上，該運(yùn)輸機(jī)可相對(duì)于輸送機(jī)(5)移動(dòng)。輸送機(jī)可例如包括兩個(gè)平行導(dǎo)軌，以支撐運(yùn)輸機(jī)并允許載體通過(guò)輪子或其它構(gòu)件(961)相對(duì)于輸送機(jī)移動(dòng)。支撐構(gòu)建平臺(tái)的運(yùn)輸機(jī)的一部分可在沿輸送方向(901)移動(dòng)的同時(shí)可相對(duì)于輸送機(jī)被向上(904)推動(dòng)。圖9進(jìn)一步示出了斜坡(921)，該斜坡可固定至生產(chǎn)線的框架或地面或地板(981)。優(yōu)選地是，可例如通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)或致動(dòng)器(971)在豎直方向(903)上調(diào)整斜坡。載體基部包括輪子(941)，當(dāng)輪子沿著斜坡的斜面行進(jìn)時(shí)，該輪子允許載體基部向上移動(dòng)。輪子是優(yōu)選的，因?yàn)檫@允許在幾乎無(wú)摩擦的情況下移動(dòng)，但其它導(dǎo)引構(gòu)件也可以是令人滿(mǎn)意的。在本實(shí)施方式中，斜面在移動(dòng)方向上必須向上。應(yīng)理解，斜坡可關(guān)于線(910)對(duì)稱(chēng)，以允許輸送機(jī)在兩個(gè)方向上移動(dòng)，因此在箭頭(901)的方向上及在相反方向上移動(dòng)。優(yōu)選地，斜坡用于載體的大的豎直位移。因此，斜坡將位于裝置中沉積頭或加工器件需要平臺(tái)以相對(duì)較大的豎直距離移動(dòng)的位置處。高度調(diào)整還可通過(guò)電磁構(gòu)件，例如通過(guò)固定在運(yùn)輸機(jī)處的磁鐵及限定運(yùn)輸機(jī)相對(duì)于地面或地板的高度的線性馬達(dá)的組合來(lái)獲得。通常，載體包括用于使平臺(tái)在豎直方向(902)上相對(duì)于載體基部精確地移動(dòng)的致動(dòng)器(931)。

雖然所有載體在構(gòu)造上可均相似，但優(yōu)選的是，輪子(941)的位置對(duì)于所有載體并非是相同的，文中對(duì)此將會(huì)說(shuō)明。斜坡尤其適合于使平臺(tái)移位相對(duì)較大的豎直距離，例如多達(dá)幾厘米。在載體的輸送速度大且相鄰載體之間的距離小的狀況下，使兩個(gè)相鄰載體移動(dòng)至不同高度將是極其困難的，因?yàn)檫@將需要巨大的加速度。為解決該問(wèn)題，生產(chǎn)線可包括多個(gè)平行斜坡，如圖9A中所示。在此，斜坡(921、922、923)的數(shù)量為三個(gè)，但應(yīng)理解，更大數(shù)量的斜坡(例如五個(gè))可為優(yōu)選的，且更小數(shù)量(例如兩個(gè))也可以是令人滿(mǎn)意的。后續(xù)平臺(tái)(911、912、913、914)的輪子(941、942、943、944)定位成使得輪子彼此不成直線而是遵循平行軌道。這允許輪子遵循不同的平行斜坡。因此，輪子(941)將遵循斜坡(921)，輪子(942)將遵循斜坡(922)，輪子(943)將遵循斜坡(943)，并且輪子(944)將遵循斜坡(922)。由于斜坡的高度可獨(dú)立于其它斜坡進(jìn)行調(diào)整，因此相鄰運(yùn)輸機(jī)且因此平臺(tái)的高度可不同。在圖9的實(shí)施方式中，每一個(gè)第三平臺(tái)(912、914)使用相同斜坡(922)。根據(jù)斜坡長(zhǎng)度相對(duì)于輪子在輸送方向(901)上的距離、輸送速度及載體高度所需要的調(diào)整，更大數(shù)量的斜坡可為優(yōu)選的。具體而言，包括五個(gè)斜坡及輪子的五個(gè)對(duì)應(yīng)的豎直位置的實(shí)施方式可為有利的。如上所述包括若干斜坡的裝置的實(shí)施方式對(duì)于在相鄰平臺(tái)上制作不同產(chǎn)品方面提供了很大的自由度。

圖9B中所示的實(shí)施方式包括斜坡和用于豎直調(diào)整斜坡的構(gòu)件(971)。在包括這種調(diào)整構(gòu)件的另一個(gè)實(shí)施方式中，斜坡(921)可為平坦的，如圖10中所示。在這種實(shí)施方式中，運(yùn)輸機(jī)(951)相對(duì)于地板(981)的高度由豎直調(diào)整構(gòu)件(971)決定。這種實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于，運(yùn)輸機(jī)在豎直方向上的加速度可在生產(chǎn)周期期間進(jìn)行調(diào)適，而非由斜坡的形狀預(yù)定(如圖9B中的實(shí)施方式的情況那樣)。

如圖7中所示的生產(chǎn)線包括用于從構(gòu)建平臺(tái)拾取制造產(chǎn)品的拾取機(jī)器人(704)。優(yōu)選地，拾取機(jī)器人允許產(chǎn)品在平臺(tái)正移動(dòng)(可能以較低速度)時(shí)被拾取。這可通過(guò)例如使拾取機(jī)器人在拾取時(shí)間期間以與平行于輸送機(jī)的構(gòu)建平臺(tái)相同的速度移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將熟悉不同類(lèi)型的拾取機(jī)器人。拾取機(jī)器人也可適合于將產(chǎn)品放置在構(gòu)建平臺(tái)上，盡管生產(chǎn)線可包括配置成用于放置產(chǎn)品的放置引導(dǎo)件(906)。這種產(chǎn)品可以是先前制造的分層式產(chǎn)品或該產(chǎn)品可以是具有特定機(jī)械、電氣或光學(xué)功能性的器件。

生產(chǎn)線可包括固化器件，固化器件用于固化構(gòu)造材料層以獲得與待制造產(chǎn)品的橫截面對(duì)應(yīng)的圖案化凝固及結(jié)合層。這種固化器件可以是提供電磁輻射例如紫外光的器件。優(yōu)選地，這種UV源可例如通過(guò)掃描激光器或小的UV源陣列(如例如發(fā)光二極管)來(lái)以預(yù)定圖案提供UV輻射。然而，在生產(chǎn)線的一些實(shí)施方式中，固化器件可沿層的整個(gè)區(qū)域提供近乎均勻的固化條件?？蓱?yīng)用此均勻源(例如UV或紅外燈)對(duì)預(yù)固化層進(jìn)行后期固化。如果層由兩種類(lèi)型的材料構(gòu)成，則也可應(yīng)用該均勻源；該兩種類(lèi)型的材料為可固化構(gòu)造材料和在這些條件下不固化的支撐材料。

在增添制造期間，層被沉積于彼此的頂部上。這可導(dǎo)致厚度的誤差累積。另外，拾取半成品以及在平臺(tái)上替換該半成品可引入誤差。出于此及其它原因，可為有利的是使得可以調(diào)整產(chǎn)品的高度。如果在建造的某一階段期間的高度過(guò)低，則可沉積額外層。然而，如果產(chǎn)品過(guò)高，則必須移除一些材料。為允許這種移除，生產(chǎn)線可包括用于從已制造的產(chǎn)品移除材料的層移除器件(711)。這種層移除器件可以是包括刀的切割單元，該切割單元可進(jìn)行調(diào)整以便移除凝固材料的薄片。由于生產(chǎn)線允許平臺(tái)且因此允許產(chǎn)品相對(duì)于刀(可相對(duì)于輸送機(jī)放置在固定位置)快速移動(dòng)的事實(shí)，通常速度可高達(dá)數(shù)米每秒，因此可有利地應(yīng)用這種切割。圖8示出了這種切割單元的實(shí)施方式。切割單元(800)包括刀(821)，該刀通過(guò)允許刀定位的臺(tái)(stage)(822、823)附接至裝置。臺(tái)配置成使得在豎直方向上移動(dòng)刀以調(diào)整刀相對(duì)于平臺(tái)(2)的高度。優(yōu)選地，刀可沿設(shè)置軸線(824)旋轉(zhuǎn)以便改變刀的切割刀刃(826)與平臺(tái)之間的面內(nèi)角(825)。

本發(fā)明不限于生產(chǎn)線及其元件的特定尺寸或技術(shù)規(guī)范。構(gòu)建平臺(tái)可具有通常小于400mm x 200mm、更特定地小于200mm x 200mm或小于100x200mm、或甚至更特定地小于100mm x 50mm的矩形區(qū)域。發(fā)明人優(yōu)選50mm x 75mm的構(gòu)建區(qū)域。然而，沉積區(qū)域也可大于400mm x 200mm。構(gòu)建平臺(tái)不必為矩形的，而是可例如為橢圓形的，或更特定地為圓形的，如圖5中所示。矩形平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)為空間得到最佳使用。平臺(tái)區(qū)域可適于待制造產(chǎn)品的底部區(qū)域的特定形狀。構(gòu)建平臺(tái)的數(shù)量不受限制，且在實(shí)踐中將考慮待制造的不同產(chǎn)品的數(shù)量、產(chǎn)品的大小、生產(chǎn)線的最大尺寸或其它標(biāo)準(zhǔn)而加以選擇。鑒于平臺(tái)速度的差異，這種其它標(biāo)準(zhǔn)之一可以是平臺(tái)之間的所需的距離。構(gòu)建平臺(tái)的典型數(shù)量在300與10之間，更特定地在200與50之間，或甚至更特定地在150與75之間。在載體之間的速度不存在大變化且輸送機(jī)為具有6米長(zhǎng)度的循環(huán)式輸送機(jī)的情況下，發(fā)明人優(yōu)選構(gòu)建平臺(tái)的數(shù)量為100。在構(gòu)建平臺(tái)的速度差異大或平臺(tái)可靜止不動(dòng)一段時(shí)間的生產(chǎn)線中，平臺(tái)的數(shù)量可更少。平臺(tái)的數(shù)量可為偶數(shù)或奇數(shù)?；旧?，除輸送機(jī)被平臺(tái)完全占據(jù)之外，平臺(tái)的數(shù)量無(wú)上限。應(yīng)理解，如果生產(chǎn)線包括大量構(gòu)建平臺(tái)，則該生產(chǎn)線可被尤其有利地利用。然而，生產(chǎn)線可具有有限數(shù)量的九個(gè)構(gòu)建平臺(tái)或更少，以利用對(duì)沉積頭的重復(fù)暴露(exposure)及可以在無(wú)需使載體停止的情況下從生產(chǎn)線拾取產(chǎn)品。通常，載體的速度可在10m/s與1m/s之間，例如2m/s或4m/s，這尤其取決于沉積頭的類(lèi)型。然而，高于10m/s的速度對(duì)于特定實(shí)施方式似乎可行，而低于1m/s或甚至0.5m/s的速度可適合于其它實(shí)施方式。在包括液滴隨選沉積頭的生產(chǎn)線中，平臺(tái)在構(gòu)造材料上沉積期間相對(duì)于沉積頭可例如具有1.5m/s或更小的速度。

在產(chǎn)品完成之后，必須從構(gòu)建平臺(tái)移除產(chǎn)品。此移除可例如通過(guò)從平臺(tái)拾起產(chǎn)品或通過(guò)從平臺(tái)轉(zhuǎn)移構(gòu)建產(chǎn)品所在的基板來(lái)實(shí)現(xiàn)。在從構(gòu)建平臺(tái)移除產(chǎn)品之后，該平臺(tái)可用于制造第二產(chǎn)品。空的構(gòu)建平臺(tái)的高度通常需要調(diào)整，以便在構(gòu)建平臺(tái)與沉積頭之間提供適當(dāng)距離以用于沉積第二產(chǎn)品的第一層。在調(diào)整平臺(tái)的高度之前、在調(diào)整之后或在調(diào)整期間，平臺(tái)朝向沉積頭移動(dòng)以接收第二產(chǎn)品的第一層。該第二產(chǎn)品無(wú)需與先前產(chǎn)品相同，盡管該第二產(chǎn)品可以是相同的，這是因?yàn)榭蔀槊總€(gè)單獨(dú)的層確定層的形狀和組成。盡管在此使用了第二一詞，但該詞不應(yīng)以其字面意義來(lái)解釋。事實(shí)上，第二產(chǎn)品可以是任何后續(xù)產(chǎn)品。

生產(chǎn)線的輸送機(jī)可布置成允許沿不同軌道輸送構(gòu)建平臺(tái)，如將參考圖6所說(shuō)明。這種實(shí)施方式可有助于使平臺(tái)之間的速度變化最小化，這是因?yàn)槔缈裳厝缬奢斔蜋C(jī)的不同分支限定的不同軌道同時(shí)或準(zhǔn)同時(shí)地對(duì)多個(gè)產(chǎn)品執(zhí)行需要相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)程。圖6中所示生產(chǎn)線的實(shí)施方式的輸送機(jī)(5)包括兩個(gè)分支。第一分支(605)可包括固化單元(34)，并且第二分支(615)可包括高度測(cè)量站(710)。運(yùn)輸機(jī)或輸送機(jī)包括用以朝輸送機(jī)的第一分支或朝輸送機(jī)的第二分支引導(dǎo)平臺(tái)的構(gòu)件。工業(yè)運(yùn)輸系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)人員知道如何實(shí)現(xiàn)這種切換。生產(chǎn)線可以額外分支延伸，這些分支無(wú)需配置成循環(huán)式分支。生產(chǎn)線可例如包括用于載體的輸入線和用于成品的輸出線?？蓱?yīng)用各自包括相同器件的若干分支來(lái)同時(shí)處理若干產(chǎn)品。分支還可包括不同器件。

上述生產(chǎn)線的所有實(shí)施方式可包括用于控制不同過(guò)程步驟的處理單元。這種處理單元可用于調(diào)節(jié)不同載體的速度和每一載體必須遵循的軌道。處理單元還可提供關(guān)于哪一處理步驟必須在構(gòu)建平臺(tái)中的每一個(gè)上進(jìn)行的信息。處理單元可包括待制造產(chǎn)品的數(shù)字式描述，包括對(duì)將要沉積的層的描述或用于固化這種層的照明圖案。

本發(fā)明還涉及用于分層制造有形產(chǎn)品的方法，根據(jù)該方法，包括第一構(gòu)建平臺(tái)的第一載體沿軌道移動(dòng)，該軌道沿沉積頭引導(dǎo)構(gòu)建平臺(tái)，而包括第二構(gòu)建平臺(tái)的第二載體以不同速度沿輸送機(jī)移動(dòng)。將參考圖4說(shuō)明該方法的實(shí)施方式。在執(zhí)行該方法期間的某一時(shí)刻，第一構(gòu)建平臺(tái)(2)處于輸送機(jī)的由“A”指示的位置處，第二構(gòu)建平臺(tái)(407)可處于由“D”指示的位置處。在這種時(shí)刻，第一構(gòu)建平臺(tái)的速度(在此為2m/s)可低于第二構(gòu)建平臺(tái)的速度(在此為3m/s)。盡管軌道很長(zhǎng)，但第二構(gòu)建平臺(tái)的較高速度允許該平臺(tái)將及時(shí)到達(dá)沉積頭(4)。

在用于分層制造有形產(chǎn)品的方法的另一個(gè)實(shí)施方式中，兩個(gè)載體沿不同軌道移動(dòng)，如將參考圖6所說(shuō)明。在此實(shí)施方式中，構(gòu)造材料層由沉積頭(4)沉積于位于由“A”指示的位置處的構(gòu)建平臺(tái)(602)上。在沉積之后，平臺(tái)移動(dòng)至由“B”指示的位置。在經(jīng)過(guò)該位置之后，構(gòu)建平臺(tái)可遵循引導(dǎo)構(gòu)建平臺(tái)沿固化單元(34)的第一軌道(605)，或構(gòu)建平臺(tái)可遵循引導(dǎo)構(gòu)建平臺(tái)沿高度測(cè)量站(710)的第二軌道。在經(jīng)過(guò)固化單元或高度測(cè)量站之后，平臺(tái)經(jīng)由由“D”指示的位置朝沉積頭移動(dòng)。

兩個(gè)不同軌道可用于改變平臺(tái)的順序。如果例如遵循第一軌道的第一平臺(tái)(608)比遵循第二軌道的第二平臺(tái)(607)移動(dòng)得慢，則第二平臺(tái)可超過(guò)第一平臺(tái)并較早地到達(dá)位置D處，即使該第二平臺(tái)從位置B開(kāi)始得較遲也如此。應(yīng)理解，該方法可應(yīng)用于兩個(gè)以上的軌道并應(yīng)用于沿這種軌道的不同類(lèi)型的站。