[發明專利]用于3D打印機的涂覆裝置組合單元

有效

• 申請號: 201580028767.8
• 申請日: 2015-08-26
• 公開（公告）號: CN106457690B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 雷納·候徹斯曼;亞歷山大·穆勒;斯文·克勞亞
• 申請（專利權）人: 伊科斯灣有限責任公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B22F3/105;B33Y30/00
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司11315
• 代理人: 許志勇,李有財

本發明涉及用于3D打印機的涂覆裝置組合單元和具有這種涂覆裝置組合單元的3D打印機。

各種增材制造工藝(因此各種類型的3D打印機)是已知的。

一些增材制造工藝共同具有以下步驟：

(1)首先，將粒狀材料施加在構建范圍的整個表面上，使得形成未固化的粒狀材料層。

(2)將所施加的未固化的粒狀材料層在預定部分區域選擇性地固化，例如通過選擇性地打印的處理劑，例如粘合劑(binder)(可選擇地，例如，通過激光燒結)。

(3)重復步驟(1)和(2)以制造期望的部件。出于此目的，例如可以在將新層施加在整個表面上之前，使分層建立部件的構建平臺降低相應的一個層的厚度(可選擇地，例如，可以使涂覆裝置和打印裝置上升對相應的一個層的厚度)。

(4)最后，可以將被松的、未固化的粒狀材料支撐和包圍的制造好的部件開包。

制造部件或多個部件的構建空間例如可以由所謂的構建盒(還稱為“工作盒”)來限定。這種類型的構建盒可以具有在向上方向上開口且在豎直方向上延伸的周向壁結構(例如由四個豎直側壁形成)，例如當從上方看時這種類型的構建盒可以形成矩形。構建盒內可以容納有可調節高度的構建平臺。在這方面，位于構建平臺上方和豎直的周向壁結構之間的空間至少可以有助于形成構建空間。構建空間的上部區域例如可以被稱為構建范圍。例如在DE 10 2009 056 696A1中說明了這種構建盒的示例。

在以上步驟(1)中通常使用具有涂覆裝置(還稱為“反復涂覆器”)的涂覆裝置組合單元。用于3D打印機的各種涂覆裝置組合單元是已知的，可以借助于涂覆裝置組合單元來將粒狀構建材料以在整個表面上形成均勻層的形式施加于構建范圍(還稱為構建表面或構建區域)。

一種類型的涂覆裝置組合單元使用輥(簡稱為“輥式涂覆裝置”)，首先在輥前方放下一定量的粒狀構建材料，然后使輥跨越構建范圍水平移動以便以在構建范圍上形成均勻層的形式施加粒狀構建材料。在這方面，可以使輥與運行方向相反地轉動。難以使用輥式涂覆裝置實現具有較大長度的涂覆裝置組合單元。

另一種的涂覆裝置組合單元(被稱為具有“容器涂覆裝置”(例如“槽式涂覆裝置”)的涂覆裝置組合單元)使用具有容器的涂覆裝置，容器例如能夠跨越構建范圍移位并限定用于容納粒狀構建材料的內腔，內腔通向用于將粒狀構建材料輸出到構建范圍上的開口。該涂覆裝置可以是長型的，例如橫越或覆蓋矩形的構建范圍的長度或寬度。然后開口可以被設置成縱向槽。因而涂覆裝置能夠跨越構建范圍水平移動并同時將粒狀構建材料從開口分配/輸出到構建范圍，從而在構建范圍的整個表面上施加均勻層。

在以上步驟(2)中，例如可以使用具有打印頭的打印裝置，打印裝置以控制的方式在之前施加的構建材料層的子區域上施加處理劑。處理劑有助于構建材料層在子區域的(立即和/或隨后的)固化。例如，處理劑可以是粘合劑、例如多組分粘合劑的粘合劑組分。

可選擇地，例如可以在以上步驟(2)中使用激光來固化之前施加的構建材料層的子區域，例如通過燒結或熔化子區域中的構建材料。

本發明涉及第二類型的涂覆裝置組合單元，簡明地說，具有“容器涂覆裝置”(例如“槽式涂覆裝置”)的涂覆裝置組合單元。

這種類型的涂覆裝置例如可以設置有振動裝置，借助于該振動裝置，粒狀材料可以振動以影響(例如支撐)粒狀構建材料的流動或流淌行為或粒狀構建材料從開口輸出。這種類型的振動裝置例如可以由抖動裝置形成，借助于該抖動裝置，容器的至少壁部振動或者確切地說受到抖動運動以影響粒狀構建材料的輸出。

另外，這種類型的涂覆裝置組合單元例如可以在容器內部設置有迷宮式結構，這可以在涂覆裝置靜止時防止構建材料流出/逸出。

此外，這種類型的涂覆裝置組合單元可以設置有刮抹構件，借助于該刮抹構件，可將刮抹施加于構建范圍的粒狀材料以壓緊和/或抹平(level)構建材料。

從DE 10 2009 056 689A1已知具有“槽式涂覆裝置”的涂覆裝置組合單元的示例。例如參見其的圖17至圖20。

WO 95/18715A1公開了一種制造三維物體的方法和裝置，其中用于以粉末或漿糊形式施加材料的可移位容器的下側設置有振動擦拭構件以改善所施加的材料的層厚度的調節。DE 10216013A1公開了一種用于施加流體的方法和裝置，流體被施加于刃片前方的待涂覆的區域，此后刃片在施加的流體上移位，刃片執行振動以允許所施加的流體的更好的分布。

可以認為本發明的一個問題是提供一種具有擴展適用范圍的、包括“容器涂覆裝置”的用于3D打印機的涂覆裝置組合單元。