數(shù)個有形產(chǎn)品的方法的實施例的流程圖。
[0038]圖2為說明包括硬化步驟的方法的實施例的流程圖。
[0039]圖3為說明包括提供支撐材料的方法的實施例的流程圖。
[0040]圖4為說明包括另一處理及取代產(chǎn)品的方法的實施例的流程圖。
[0041]圖5為根據(jù)本發(fā)明的用于附加制造的生產(chǎn)線的示意圖。
[0042]圖6為包括建構(gòu)平臺的載具的實施例的示意圖。
[0043]圖7為包括建構(gòu)平臺的載具的另一實施例的示意圖。
[0044]圖8為切割裝置的實施例的示意圖。
[0045]圖9為包括數(shù)個裝置的生產(chǎn)的實施例的示意圖。
[0046]圖10為用于調(diào)整建構(gòu)平臺高度的高度調(diào)整裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0047]參照圖1的流程圖將詳述根據(jù)本發(fā)明的用于制造數(shù)個有形產(chǎn)品的方法的優(yōu)選實施例。為了制造層狀產(chǎn)品，合適材料必須分層提供。通過材料提供裝置將構(gòu)造材料分層提供至建構(gòu)平臺上以得到第一產(chǎn)品之步驟(I)可包括數(shù)個初步作業(yè)。其中這些作業(yè)之一是對于沉積技術及所使用的材料進行調(diào)整。如果特定的材料提供裝置或技術對于層疊制造是優(yōu)選的，如此則必須找到合適的構(gòu)造材料。同樣地，如果特定的材料或材料種類是優(yōu)選的時，則必須找到適當材料提供裝置或技術。適當?shù)牟牧咸峁┭b置可為適合于可用于層疊制造的油墨的噴墨印刷頭。舉例而言，此類油墨為包括聚合物溶液的溶劑型油墨或是包括可固化樹脂的油墨。有利的是可通過電磁輻射對于樹脂進行固化，特別是可利用光對于樹脂進行固化。一般而言，可利用紫外線進行固化的樹脂是優(yōu)選的，因為可在正常環(huán)境狀態(tài)(即可見光)下涂施此樹脂，不會對不需要處進行固化。紫外線固化樹脂的優(yōu)點在于其不會如同別種油墨因溶劑蒸發(fā)造成油墨硬化(即干燥)而造成噴嘴的堵塞。再者，紫外線固化油墨通常具有長庫存壽命。合適油墨可為固態(tài)粒子在液態(tài)聚合物溶液或可固化樹脂中的分散體。此粒子可為金屬粒子，最后這些金屬粒子在溶劑蒸發(fā)后或樹脂固化后便可結(jié)塊。
[0048]因為使用印刷頭為用于提供構(gòu)造材料的優(yōu)選實施例，下文中將會頻繁使用“沉積頭”一詞。然而，可以理解的是于此所用的“沉積頭”一詞并非用于將本發(fā)明限定于任何特定材料提供裝置或技術。沉積頭為適合于將材料沉積在建構(gòu)平臺上，沉積在載于平臺所承載的預先沉積的層上，或是沉積在建構(gòu)平臺所承載的基底或其它對象或產(chǎn)品上的任何裝置。因此，沉積頭還可包括原子層沉積，此原子層沉積為可用于涂覆特定材料的薄層的技術。
[0049]在下文中提及將材料沉積于建構(gòu)平臺上或?qū)ο蠓胖糜谄脚_上時，這包括沉積及放置于平臺自身上，或平臺所承載的基底上或?qū)ο笊匣虍a(chǎn)品上，以及預先沉積的層上。
[0050]當提及通過層疊制造在建構(gòu)平臺上制造產(chǎn)品時，可以理解的是這包括了其中建構(gòu)平臺裝載數(shù)個產(chǎn)品的狀況。裝載于單一建構(gòu)平臺上的數(shù)個產(chǎn)品可具有相同幾何形狀或不同幾何形狀。由于此獨立的產(chǎn)品位于相同的建構(gòu)平臺上，這些產(chǎn)品將具有特定相似性，更特別是這些產(chǎn)品具有相似的層狀結(jié)構(gòu)。
[0051]在將構(gòu)造材料的第一層沉積在建構(gòu)平臺上后，通過運送機將沉積層運離(2)沉積頭，此運送機運送層沉積在其上的平臺。
[0052]為了精確制造，在沉積材料期間，對所有層而言，沉積頭與材料沉積在其上的目標區(qū)域之間的距離可必需相同。就第一層而言，第一層為建構(gòu)平臺或基底。就其后的層而言，目標區(qū)域由前一層限定，該前一層可包括硬化層及多個支撐部件，稍后將對此進行詳述。目標區(qū)域還可為已經(jīng)插入以被封裝的對象，此對象可通過層疊制造或其它方法所生產(chǎn)。為了維持沉積頭與目標區(qū)域之間的距離固定，建構(gòu)平臺可相對于運送機、沿著平行于建構(gòu)方向的方向進行移位(4)。通常，此方向為垂直方向。
[0053]在已經(jīng)調(diào)整建構(gòu)平臺的高度之后，新的層可沉積在先沉積的層的頂部。在完成產(chǎn)品之前，重復(6)進行沉積一層、移動該沉積的層遠離沉積頭、相對于運送機沿著向下的方向移動建構(gòu)平臺及再次將層提供至相同沉積頭的工藝。此方法可有利地通過快速移動運送機，特別是以lm/s的速度或更快，例如2m/s的速度來實施。典型地，建構(gòu)平臺以至少每10秒通過材料提供裝置，例如每5秒或甚至每I秒。舉例而言，在層的移動期間可對該層進行固化或加工，或者另一沉積頭可沉積另一材料或相同材料。
[0054]雖然在沉積各層后對于沉積頭與目標區(qū)域之間的距離進行調(diào)整可為優(yōu)選的，但在沉積各層后及僅在沉積少數(shù)層(例如:5層)時仍是足以對建構(gòu)平臺高度進行調(diào)整。然而，如果在沉積各層后并未對高度進行調(diào)整，則沉積頭的時序則因以下狀態(tài)而需進行調(diào)整:在通過沉積頭噴出材料后，材料需要一些時間抵達沉積區(qū)域。于此期間，當沉積頭與目標區(qū)域之間的距離改變時，建構(gòu)平臺產(chǎn)生移動且必定造成材料液滴所抵達沉積區(qū)域的位置的改變。
[0055]如上所述，在沉積一層后或在沉積一附加層前，建構(gòu)平臺的位移通常是向下的。舉例而言，如果另一種材料必須沉積在預沉積層上時，則沉積頭與建構(gòu)平臺之間則需盡可能地具有較小的距離。在此情況中，建構(gòu)平臺會向上移動。例如在其它狀況中，因為后續(xù)層沉積在相同建構(gòu)平面中沒有預先沉積的層的材料的位置，如此則可根本不需對建構(gòu)平臺進行移位。除了前一層中的孔洞必須填充的情況之外，后續(xù)層也可被沉積入該前一層，從而將另一材料注入前一層。
[0056]在產(chǎn)品完成后，自建構(gòu)平臺移除(3)該產(chǎn)品。舉例而言，通過自建構(gòu)平臺提取產(chǎn)品或通過傳遞產(chǎn)品建構(gòu)于其上的基底，如此將產(chǎn)品自建構(gòu)平臺移除。在移除產(chǎn)品后，可利用建構(gòu)平臺進行第二產(chǎn)品的制作。通過調(diào)整空載建構(gòu)平臺的高度(4)，從而提供建構(gòu)平臺與沉積頭之間的適當距離以進行第二產(chǎn)品的第一層的沉積。在建構(gòu)平臺進行高度調(diào)整前、調(diào)整后或調(diào)整期間，建構(gòu)平臺向沉積頭移動(2)以接收第二產(chǎn)品(5)的第一層。第二產(chǎn)品是采用與第一產(chǎn)品相似的方式制備，因此實際上是重復了生產(chǎn)工藝(20)。雖然第二產(chǎn)品與第一產(chǎn)品可以是相同的，但第二產(chǎn)品可不需要必須與前一產(chǎn)品相同，各層可決定層的形狀及組成。雖然在此使用“第二”一詞，但此用詞并不應照其文字意思來解釋。實際上，第二產(chǎn)品可為任何后續(xù)產(chǎn)品。
[0057]參照圖2詳述本發(fā)明方法的另一實施例，在本圖中僅示出用于一種產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝。所以本圖可以取代圖1中的框(20)內(nèi)的方法步驟。通過層疊制造制備有形產(chǎn)品的方法的此不同實施例包括硬化步驟(7)，此硬化步驟在構(gòu)造材料設置于建構(gòu)平臺后以預定圖案對構(gòu)造材料進行硬化。雖然在不需利用進一步措施下是可對以預定圖案硬化的構(gòu)造材料進行沉積(例如:因為油墨的溶劑快速蒸發(fā)或因為雙組分油墨在短時間內(nèi)硬化)，如所沉積的多種構(gòu)造材料需要附加的硬化步驟。如果已經(jīng)以所需形狀的層對構(gòu)造材料進行沉積，則硬化步驟可為層的加熱或通過例如紫外線的電磁輻射進行的硬化。因為構(gòu)造材料的層已具有所需形狀，硬化裝置可不需以圖案設置，而是硬化裝置可均質(zhì)地在整個目標區(qū)域或較大區(qū)域上設置，如此可允許例如紅外線放射的供熱或熱空氣的加熱。
[0058]如果沉積層為構(gòu)造材料的連續(xù)層，則此層必須通過局部設置的硬化裝置以所需形狀進行硬化。如果構(gòu)造材料必須通過例如紫外線的電磁輻射進行硬化時，則可采用數(shù)種方式局部供應此電磁輻射。舉例而言，掩?？捎檬沟脤拥念A定部分受到照射，此掩模優(yōu)選為可程序化的掩模。除了掩模之外，還可采用具有分別可尋址的光源(例如:發(fā)光二極管)的基質(zhì)(matrix)。以所需圖案提供光的另一種方式為掃描激光器或用于以適當方向引導光線的活動鏡。
[0059]優(yōu)選地，通過包括數(shù)個平臺的設備來執(zhí)行本發(fā)明的方法，如此使本發(fā)明方法的優(yōu)點得到最佳利用。如果是利用數(shù)個建構(gòu)平臺來實行本發(fā)明的方法時，則所需步驟是可與上述步驟相同，表述建構(gòu)平臺由η個建構(gòu)平臺所取代，其中η為建構(gòu)平臺的序數(shù)。然而，根據(jù)本發(fā)明的方法是不需使用所有建構(gòu)平臺來制作層狀產(chǎn)品。舉例而言，部分的建構(gòu)平臺可保持為空載狀態(tài)。上述方式皆不需要依照建構(gòu)平臺的設置順序來執(zhí)行產(chǎn)品的移除。實際上，此方法可應用在各自獨立操作建構(gòu)平臺的情況。
[0060]圖3所示方法的另一實施例包括步驟(8)，此步驟(8)提供用于支撐構(gòu)造材料的支撐材料，此實施例將參照圖3在此詳述。同樣地，在此僅表示出一部分的方法步驟，即表示出針對一個產(chǎn)品的步驟。此方法的實施例特別地關注制造以下產(chǎn)品，該產(chǎn)品中的部分后續(xù)層并未得到預先沉積的下層支撐，例如在該產(chǎn)品包括孔洞或懸伸部件時。在此方法的特定實施例中，構(gòu)造材料的未硬化部件可實現(xiàn)支撐材料之功能，例如當構(gòu)造材料為具有特定附著性的粉末時。使用此構(gòu)造材料為支撐材料具有許多缺點，其中缺點之一為這些開發(fā)以供層疊制造使用的構(gòu)造材料通常是相當昂貴的。有時未硬化的構(gòu)造材料可重復使用，但此未硬化的構(gòu)造材料需經(jīng)過特別措施進行處理，例如清洗。使用不同材料進行支撐的優(yōu)點在于支撐材料可選自具有可使其特別適合于支撐的特性的材料等級。尤其是可易于自產(chǎn)品移除的材料，例如可利用溶劑(例如:水)溶解但不會造成支撐材料受損的材料。
[0061]根據(jù)圖3所示的方法步驟，在步驟(I)所提供的構(gòu)造材料在獨立的步驟(7)中進行硬化。然而，例如若構(gòu)造材料為不需特別步驟進行硬化的雙組分體系，則此步驟可不需存在。更特別的是，此雙組分構(gòu)造材料可能因為暴露在正常環(huán)境條件下而產(chǎn)生硬化。雖然在圖3中未示出，但支撐材料可經(jīng)受硬化程序，當然該硬化不會防止之后材料的移除(如果需要的話)。一般而言，在產(chǎn)