[發明專利]用于生成具有可調屬性的三維物體的裝置、系統和方法

在審

• 申請號: 201780026123.4
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN109070446A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 張凱瑞;盧少淳
• 申請（專利權）人: 三遞公司
• 主分類號: B29C64/112
• 分類號: B29C64/112;B29C64/336;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 蔡利芳

本公開內容提供了用于形成三維物體的系統和方法。可以使用本文所描述的材料、過程、方法和系統形成本公開內容的基材。

交叉引用

本申請要求2016年3月10日提交的美國臨時專利申請序列號62/306,088的優先權，其通過引用全部地并入本文。

背景技術

三維打印(3D打印)是用于制作各種形狀和大小的三維物體的過程。可以基于模型設計來形成三維物體。模型設計可以經由計算機、繪圖來形成，或者可以基于另一個物體。

在三維打印中可以使用不同的材料，包括硅、硅膠橡膠、硅化丙烯酸填縫料、聚氨酯和可固化樹脂。三維打印可以有效地形成經由傳統方法難以制造的物體。

發明內容

雖然三維(3D)打印系統和方法是可用的，但是本文認識到了某些3D打印系統和方法的各種問題。例如，3D打印系統和方法可能無法打印具有可調屬性的3D物體，可調屬性諸如是材料成分、顏色梯度、密度和硬度。本文所提供的方法和系統有利地使得能夠形成具有可調屬性的3D物體。

在一個方面，本公開內容提供了一種用于形成三維物體的方法，包括：(a)提供與混合器流體連通的至少兩個材料盒(material cartridge)，所述混合器與打印頭的噴嘴流體連通，其中所述至少兩個材料盒包含構建材料(building material)；(b)使用來自所述至少兩個材料盒的構建材料來在所述混合器中生成第一混合物；(c)通過所述噴嘴將所述第一混合物從所述混合器朝向支撐件引導，以形成與所述支撐件相鄰的所述三維物體的第一層，其中所述第一層包括第一周邊(perimeter)和在所述第一周邊內的區間的第一子區段；(d)使用來自所述至少兩個材料盒的構建材料來在所述混合器中生成第二混合物；和(e)通過所述噴嘴將所述第二混合物從所述混合器朝向所述支撐件引導，以形成與所述支撐件相鄰的所述三維物體的第二層，其中所述第二層包括第二周邊和在所述第二周邊內的區間的第二子區段，其中所述第二子區段的至少一部分與所述第一子區段的至少一部分相鄰。

在一些實施方式中，所述方法還包括重復(d)-(e)至少10次。在一些實施方式中，所述方法還包括重復(d)-(e)至少100次。在一些實施方式中，所述方法還包括重復(d)-(e)至少200次。在一些實施方式中，所述混合器是通道。在一些實施方式中，所述第一子區段小于由所述第一周邊包圍的區間的99％。在一些實施方式中，所述第一子區段小于由所述第一周邊包圍的區間的90％。在一些實施方式中，所述第一子區段小于由所述第一周邊包圍的區間的75％。在一些實施方式中，所述至少兩個材料盒包括具有第一顏色和第二顏色的構建材料，并且其中所述第一混合物具有與所述第一顏色和所述第二顏色不同的第三顏色。在一些實施方式中，所述第一顏色不同于第所述二顏色。

在一些實施方式中，所述構建材料中的至少一種包括硅膠、硅膠橡膠、聚氨酯、含氟彈性體、丙烯酸糊、環氧樹脂或其組合。在一些實施方式中，所述構建材料中的至少一種具有小于或等于10,000,000厘泊(cP)的粘度。在一些實施方式中，所述構建材料中的至少一種具有小于或等于1,000,000cP的粘度。在一些實施方式中，所述構建材料中的至少一種具有小于或等于100,000cP的粘度。在一些實施方式中，所述三維物體的所述第一層具有至少0.1毫米的厚度。在一些實施方式中，所述三維物體材料的所述第一層具有至少0.2毫米的厚度。在一些實施方式中，所述三維物體的所述第一層具有0.1毫米至100毫米的厚度。

在一些實施方式中，所述構建材料中的至少一種處于液態。在一些實施方式中，通過機械力、氣動力、重力、滲透壓差、壓力差或其組合將所述構建材料引導至所述噴嘴。在一些實施方式中，所述打印頭相對于所述支撐件移動到所述第一子區段。在一些實施方式中，所述噴嘴在所述第一周邊內的所述第一子區段上方移動，而不將所述構建材料向所述支撐件引導。在一些實施方式中，所述三維物體是各向異性的。在一些實施方式中，所述三維物體是各向同性的。