[發明專利]3D打印方法和設備

在審

• 申請號: 201680074591.4
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN108698312A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: D·巴奇
• 申請（專利權）人: 極光實驗室有限公司
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B29C64/20;B22F3/105;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王曉曉;肖冰濱

一種用于打印三維物體的打印設備，包括操作表面、用于將至少一個能量束發射到操作表面上的能量源和用于將粉末分配到操作表面上的至少一個供料斗，其中粉末適于被能量束熔化。該供料斗被配置成使得當正被供料斗分配的粉末從供料斗向操作表面行進時具有氣載密度，并且其中該密度使得當粉末向操作表面行進時所述粉末不被能量束熔化。

技術領域

本發明涉及3D打印方法和設備。

更具體地，本發明涉及適用于高速制造物體的3D打印方法和設備。

背景技術

根據三維(3D)數字圖像通過鋪設連續的薄層材料而制造的3D打印部件產生物理物體。

典型地，這些3D打印部件可以通過多種方式制造，諸如選擇性激光熔化或燒結，其通過粉末床來操作，在該粉末床上投射能量束以熔化該粉末床的頂層，并使得它熔接到基板或底板上。重復執行該熔化過程以向底板添加另外的層，以遞增地構建該部件直至其被完全制造。

這些打印方法執行起來非常耗時，并且可能需要幾天或幾周來制造合理尺寸的物體。對于包含錯綜復雜的零部件的復雜物體，這個問題將會惡化。這顯著降低了3D打印機的實用性，并且是目前妨礙消費者和工業中大規模采用3D打印的主要障礙之一。

本發明試圖至少部分地克服前面所描述的3D打印方法和設備的缺點。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種用于打印三維物體的打印設備，包括：

操作表面；

能量源，用于將至少一個能量束發射到所述操作表面上；以及

至少一個供料斗，用于將粉末分配到所述操作表面上，該粉末適于被所述能量束熔化，

其中所述供料斗被配置成使得正被所述供料斗分配的粉末從所述供料斗向所述操作表面行進時具有氣載密度，并且其中所述密度使得當所述粉末向所述操作表面行進時所述粉末不被所述能量束熔化。

所述打印設備可以包括能量束分離裝置，用于將所述能量束分成多個獨立的能量束并將每個獨立的能量束引導到共同焦點上。

所述打印設備可以包括多個能量源，用于將多個能量束穿過正被分配的所述粉末發射并到達所述操作表面上，其中所述能量束各自被引導到共同焦點上。

所述打印設備可以包括用于將粉末分配到所述操作表面上的多個供料斗。

所述設備可以包括掃描裝置，用于當包括在所述粉末中的顆粒或每個顆粒從所述供料斗向所述操作表面行進時確定包括在所述粉末中的一個或多個顆粒的位置、速度和/或尺寸。

所述掃描裝置可以適用于測量粉末的氣載密度。

所述掃描裝置可以適于測量沉積在所述操作表面上的粉末的體積。

所述掃描裝置可以適于測量沉積在所述操作表面上的粉末的水平(level)。

所述設備可以包括用于基本上調平沉積在所述操作表面上的粉末的調平裝置。

所述供料斗可以被配置成在包含在粉末中的每個顆粒離開供料斗時為其提供速度，其中該速度使得顆粒以基本水平的方式沉積到所述操作表面上。

每個顆粒速度可以具有符合預定散布算法的速率和方向。

所述散射算法可以并入了基于隨機的選擇過程。

所述散射算法可以并入了基于偽隨機的選擇過程。

所述調平裝置可以包括刀片，該刀片在使用中周期性地刮擦所述操作表面上的粉末的上表面。

所述調平裝置可以包括靜電充電裝置。