[發明專利]快速成型裝置

有效

• 申請號: 201210525654.7
• 申請日: 2004-05-02
• 公開（公告）號: CN103358550A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 伊格爾.蔡圖恩;莫什.利維;伊萊亞休.M.克里奇曼;戴維.埃謝德;哈南.戈塞特;德羅爾.達奈;邁爾.巴內森;蔡姆.克蘭亨德勒;蓋伊.門奇克
• 申請（專利權）人: 斯特拉特西斯有限公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 盧亞靜

本申請是發明名稱為“快速成型裝置”、申請日為2004年5月2日、申請號為200810171073.1、申請人為奧布吉特幾何有限公司的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種裝置，以下稱為“快速成型裝置”，用于根據限定物體的數據連續地一層一層地形成薄材料層而成形出三維物體。

背景技術

快速成型裝置(RPAs)根據限定物體的數據（以下稱為“構造數據(construction?data)”）連續地一層一層地形成薄材料層（以下稱為“構造層(construction?layer)”）而形成物體。現在已經存在形成用于制造物體的薄構造層的各種類型的RPAs以及不同方法。

其中一種類型的RPAs、傳統的被稱為“噴墨RPA”、“打印”出待制造物體的每一層。為了形成預定層，該噴墨RPA根據物體的構造數據控制至少一個分配器、即“打印頭”、分配至少一種液態構造材料，然后凝固所分配的材料。所分配的用于形成層的至少一種構造材料、以下稱為“建筑材料”(BM)、被打印成物體橫截面的形狀。打印成物體薄橫截面形狀的相鄰構造層中的建筑材料相對于彼此沿著物體的同一方向、以下稱為“疊置方向”、移動小增量距離。

為了便于說明，假設構造層形成的物體橫截面平行于相應坐標系中的xy平面，疊置方向是坐標系中的z方向。可選擇地建筑材料是光敏聚合物，其在沉積后通過暴露于適當的電磁輻射、通常是紫外輻射下而硬化。

對于許多構造物體來說，由于物體的復雜性和/或形狀不同，只包括打印成構造物體橫截面形狀的BM的構造層不是完全自支撐的，其在制造物體的過程中需要支撐。由于這個原因，至少一種構造材料、以下稱為“支撐材料”（SM）按照需求打印在每層的適當區域，以支撐所述層中的建筑材料。支撐材料所形成的形狀可使其在制造完物體后從物體上去除，基本上不會損壞建筑材料。在一些實施例中，支撐材料與建筑材料一樣，也是光敏聚合物。

噴墨型RPA通常都包括至少一個噴墨打印頭，該打印頭包括在安裝到“滑架(shuttle)”上的“打印頭組件”中。每個打印頭都具有一排一個或多個輸出口，且打印頭可控地通過每個輸出口獨立地分配構造材料。構造材料為存儲在至少一個供料盒中的一種或多種光敏聚合物，適當結構的導管將材料從供料盒運送到打印頭組件上的一個或多個儲料器中，打印頭從儲料器中獲得材料。可選擇地，為了保持至少一種光敏聚合物的適當粘性，控制器控制至少一個加熱器來加熱光敏聚合物到適當的工作溫度，其中該加熱器可選擇地安裝在打印組件、打印頭和/或儲料器上。通常，該一種或多種光敏聚合物可以混合、分開或一起、同時或按順序地進行分配。

在制造物體的過程中，控制器控制滑架在平行于xy平面的支撐表面（以下稱為“構造平臺”）上重復移動。當滑架移動時，控制器根據限定物體的構造數據控制每個打印頭有選擇地通過它的輸出口分配構造材料，以在構造平臺上打印出形成物體的構造層，一層接著一層地疊置。一個或多個電磁輻射源（可選擇地為紫外輻射）安裝在滑架上且靠近打印頭組件，用于固化在每個構造層上打印的光敏聚合物構造材料。可選擇地，在滑架上靠近至少一個打印頭組件的位置還安裝“校平輥”，其通過去除層上多余材料和/或材料毛刺來校平新打印的構造材料層到預定層高。通過“清潔片”刮去輥上粘附的從層上去除的多余材料，并將其集中在位于滑架上的廢料罐中。

可選擇地，在制造構造層期間滑架在支撐表面上方移動時，控制器控制滑架沿著x方向往復移動。可選擇地，在滑架沿著x方向進行任一次或多次掉轉時，控制器都會增加滑架在y方向的位移。在形成預定構造層之后，或者構造平臺沿著疊置方向下降或者滑架沿著疊置方向上升預定距離，該距離等于另一個要在剛形成的構造層之上成形的構造層厚度。

在制造物體的過程中，多余固化的光敏聚合物構造材料會聚集在打印頭上或打印頭組件中至少一個打印頭和清潔片之間。聚集的材料會導致輸出口全部或局部阻塞，在沉積構造材料時產生誤差，和/或在打印頭和輥在打印層上移動時損壞打印層。通常，在聚集了光敏聚合物“碎屑”后打印頭組件的功能變差，以至于必須更換打印頭組件。更換打印頭組件通常都是很昂貴的，且浪費時間，還需要重新校準RPA來精確控制輸出口沉積聚合物。

在這里引用美國專利US6,259,962、US6,658,314、US6,569,373以及美國申請10/101,089,09,484,272、10/336,032公開的全部內容。

發明內容

本發明實施例的一個方面涉及一種噴墨型快速成型裝置(RPA)，其具有改進的操作特性。