[發明專利]光子融合

有效

• 申請號: 201580079508.8
• 申請日: 2015-07-31
• 公開（公告）號: CN107567361B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: K·瑙卡;S·賈納帕蒂亞潘;H·S·湯姆;K·J·埃里克森
• 申請（專利權）人: 惠普發展公司;有限責任合伙企業
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐紅燕;陳嵐

本文中描述的示例包括一種三維打印機、一種三維打印設備，其包括用于涂覆可融合材料層的可融合材料涂敷器，用于涂覆圖案化的抑制材料層以基于對應于三維模型的信息建立可融合材料層的暴露區域和可融合材料層的遮擋區域的抑制材料涂敷器，以及用于施加光子能量以融合可融合材料層的暴露區域的光子能量發射器。

背景技術

三維打印(另稱為“3D打印”)涉及到機器通過其來將機器可讀指令轉變成三維物理對象的過程。機器可讀指令通常包括描述該物理對象的維度和構造的電子或數字模型。物理對象的材料和對應的特性可以基于在三維打印過程中所使用的特定過程而變化。

附圖說明

圖1圖示出使用材料的光子融合的示例三維打印過程。

圖2圖示出使用材料的光子融合來產生合金的示例三維打印過程。

圖3描繪了示例三維打印機的示意圖。

圖4是三維打印的示例方法的流程圖。

具體實施方式

本公開的示例實施方式包括用于使用粉化、漿狀或液體的可融合材料的光子融合的三維或“3D”打印的系統、裝置和方法。在此類實施方式中，可融合材料的各層構建在彼此之上。通過使用抑制材料(諸如非融合吸收性材料、非融合反射性材料或在化學或物理上抑制可融合材料進行融合的材料)進行打印或以其它方式涂覆圖案來定義每一層的結構。

可以將可融合材料和抑制材料的每個組合層暴露于光子能量。如本文中使用的，術語“光子能量”和“光子融合”是指涉及到具有約0.2微米到1.5微米的光譜范圍的非相干光發射的能量或過程。在各種實施方式中，光子能量可以以受控爆裂或閃鍍(flash)而同時涂覆于最上一層的全部或部分。響應于光子能量，未被抑制材料掩蓋或抑制的可融合材料的最上一層的區域可以被提純、融合、熔化、汽化或熔化。在一些示例中，可融合材料響應于光子能量的融合可以以層內和層間為基礎來發生。在這樣的實施方式中，被抑制材料掩蓋/抑制了的可融合材料的區域可以保持在未融合狀態中。在本文中參考各種示例和附圖更詳細地描述三維打印過程和裝置的具體細節。

圖1圖示出根據本公開的各種實施方式的用于使用光子融合來生成三維對象的示例過程10。如所示，過程10可以在參考標記11處通過提供基板105開始。在一些實施方式中，基板105可以由類似于在該過程的其它部分中使用的可融合材料的材料構成和/或包括類似于在該過程的其它部分中使用的可融合材料的材料。例如，基板105可以包括金屬、塑料、木材、玻璃、陶瓷或在分離的過程中形成的其它材料基板。

基板105可以包括一次性和/或可重復使用的平臺，對應的三維打印設備可以在處理三維打印的其它過程時操縱所述平臺。例如，基板105可以由三維打印機根據本文中描述的過程的需要在多個維度上移動。例如，基板105可以相對于三維打印機的其它元件進行移動以促進、改善或優化各種三維打印過程的結果。

在參考標記12處，示例過程10可以包括使用可融合材料涂覆器130放下一層可融合材料110。在一些示例中，可融合材料涂覆器130可以包括打印頭型涂覆器，其相對于基板105在諸如131的方向上移動。在一些實施方式中，可融合材料涂覆器130可以包括基板寬的布置，以使得可以在具有特定維度的基板105之上在單次通過中放下層110。例如，可融合材料涂覆器130可以包括噴嘴或開口的“頁寬陣列”，其隨著其在通過箭頭131指示的方向上移動而在基板105上釋放可融合材料層110。

為了實現可變厚度的可融合材料層110，可融合材料涂覆器130可以在基板100之上多次通過以趨向于將該層構建成具體的厚度。在其它示例中，可以調節可融合材料涂覆器130放下可融合材料層110的速率，以實現特定厚度。因此，本發明的實施方式可以涂覆薄至可融合材料的一個顆粒的可融合材料層。