[發(fā)明專利]制造具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維物體的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410012638.7
• 申請日: 2011-09-05
• 公開（公告）號: CN103770331B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·蓋斯勒;M·J·加爾巴;J·奧博霍弗
• 申請（專利權(quán)）人: EOS電光系統(tǒng)有限責(zé)任公司
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B29C64/20;B29D28/00;B33Y10/00;B29L31/50
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

通過一種逐層添加的構(gòu)造方法來制造由一種構(gòu)造材料制造的一種三維物體（1）的方法，其中基于該構(gòu)造材料的材料參數(shù)以及待制造的該物體的預(yù)定特性，計算出包含有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的該物體（1）的一個內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及具有這個內(nèi)部結(jié)構(gòu)的該三維物體（1）通過該逐層添加的構(gòu)造方法來制造，從而它包括這些預(yù)定特性。

本申請是申請日為2011年9月5日名稱為：“制造具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維物體的方法”的中國專利申請201180041550.2的分案申請。

本發(fā)明涉及一種制造一種具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維物體的方法，該內(nèi)部結(jié)構(gòu)用以使該物體產(chǎn)生一種預(yù)定的特性。具體地，本發(fā)明涉及藉由激光燒結(jié)、掩模燒結(jié)或其他成層方式的構(gòu)造方法以制造一種在至少一部分呈現(xiàn)柔性的粉末材料三維物體的方法。

存在用于激光燒結(jié)的彈性粉末，藉此，可以制造具有類似橡膠特性的一個柔性部。然而，這種燒結(jié)粉末的應(yīng)用范圍受到限制。

另外，從DE102005023473A1中已知，通過快速成型如通過激光燒結(jié)的方法，以制造具有一定程度彈性部分的鞋底。

A·Bonke以及C·Fruth在他們發(fā)表在《添加制造-從原型到系列》，研討會，編輯D·Drummer，埃爾蘭根2009，第151-161頁的文章《通過創(chuàng)新的軟件概念進(jìn)行自動化結(jié)構(gòu)生成》中描述了在藉由一種添加制造方法來構(gòu)造物體時的結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。焦點集中在通過網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的使用以得到具有較低重量的物體，其基于這樣的事實，不是整個主體體積都必須由大塊結(jié)實的材料來形成。

本發(fā)明的目的在于提供一種制造一種三維物體的方法，通過該方法，具有不同部件特性的三維物體可以由一種預(yù)定的構(gòu)造材料來生成。

這個目的由權(quán)利要求1所述的方法來完成。本發(fā)明的進(jìn)一步的改進(jìn)在從屬權(quán)利要求中界定。

根據(jù)本發(fā)明，在計算網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的時候，一種構(gòu)造材料的特定的材料特性也要予以考慮，藉此，一個物體的希望的特性得以實現(xiàn)。因為這個原因，以“人工的”或者“想象的（fictive）”材料來制造物體成為可能：

從一種具有優(yōu)選的特性（如阻力或耐久性的能力）的構(gòu)造材料制造具有機(jī)械特性（如彈性）的物體，而當(dāng)將這些物體構(gòu)造為大塊結(jié)實物體時這些機(jī)械特性是不能得到的。因而，一個被生成的主體具有以下的特性：如果所述主體是由具有希望的特性組合（如阻力和耐久性的能力）的想象的材料大塊地結(jié)實地形成，則無法獲得這些特性。

具體地，本發(fā)明的優(yōu)勢在于柔性物體可以只基于內(nèi)部結(jié)構(gòu)用具有相對較高彈性模量的原材料的構(gòu)造方式來制造。從而，與彈性體粉末的使用相比較，材料的選擇空間非常大。

另外，本發(fā)明的優(yōu)勢在于在一個構(gòu)造工藝中，具有不同機(jī)械特性（如不同的剛性）的物體可以由同一種材料制造。另外，一個物體可以由同一種材料在一個構(gòu)造工藝中制造具有局部地不同的特性，如局部地不同的剛性。

從而，可以制造大量的物體，特別是由具有預(yù)定特性的所希望的材料制造的物體可以“按需”制造。因此，物體可能被制造為展示出新的特性組合。

本發(fā)明步驟的另外的特征以及目的在基于附圖的實施方案的描述下會更明顯。

從附圖中展示：

圖1是一種激光燒結(jié)機(jī)的一個示意圖；

圖2a)以及2b)是不施加以及施加作用力F于表面上的具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的一種方形體（cuboid）的二維示意圖；

圖3a)以及3b)是類似圖2a)以及圖2b)的不施加以及施加作用力F于表面上的一種方形體的二維示意圖，與圖2a)以及2b)相比較，其具有較窄的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；

圖4a是在主體中具有不同的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的一種方形體的二維示意圖；

圖4b是施加作用力F在圖4a的該方形體上時的一個二維示意圖；

圖5是沒有力作用時由具有不同內(nèi)部的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的一個隔板所分離的兩個激光燒結(jié)主體的示意圖；