[發明專利]三維打印設備和三維打印方法

有效

• 申請號: 201780086335.1
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN110325344B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 葛寧;S·J·辛斯克;趙利華;D·喬治
• 申請（專利權）人: 惠普發展公司;有限責任合伙企業
• 主分類號: B29C64/112
• 分類號: B29C64/112;B29C64/209;B29C64/393;B33Y10/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務所 11602
• 代理人: 張濤;吳麗麗

根據示例，一種設備可以包括打印頭組件，所述打印頭組件包含支撐打印頭的殼體。所述打印頭可以具有：噴嘴，用于將功能劑的液滴沿相應的飛行路徑射出到構建材料顆粒層上，以由所述構建材料顆粒形成3D物體的部段；發光裝置陣列，用于在相應的飛行路徑中引導相應的光束；以及光子探測器陣列，用于檢測從所述發光裝置陣列的光源引導的相應光束，所述發光裝置和所述光子探測器被支撐到所述殼體上。所述設備還可以包括：控制器，用于基于所述光子探測器是否檢測到所述光束來確定是否有任何噴嘴在不正確地操作，并且響應于確定有噴嘴不正確地操作而輸出關于不正確操作的噴嘴的指令。

技術領域

本公開涉及三維打印設備和方法。

背景技術

在三維(3D)打印中，通常使用增材打印工藝來從數字模型制造三維固體零件。3D打印通常用于快速產品原型設計、模具生成、母模生成和短期制造。一些3D打印技術被認為是增材工藝，因為它們涉及將連續層或體積的材料施加到現有表面(模板或前一層)。這與通常依賴于去除材料以產生最終零件的傳統加工工藝不同。3D打印通常需要固化或熔融構建材料，這對于一些材料可以使用熱輔助擠出、熔化或燒結來實現，并且對于其他材料可以使用數字光投影技術來實現。增材制造技術通常采用分層工藝，其中構建材料的顆粒鋪展成層并選擇性地熔融在一起。在該工藝之后，將另外的顆粒鋪展成另一層并選擇性地熔融在一起。在多個層上重復此工藝以構建具有期望結構的3D零件。

發明內容

本公開提供一種三維打印設備，所述三維打印設備包括打印頭組件，所述打印頭組件包含：殼體；被支撐在所述殼體上的打印頭，所述打印頭具有噴嘴，所述噴嘴用于將功能劑的液滴沿相應的飛行路徑射出到構建材料顆粒層上，以由構建材料顆粒形成三維物體的部段；發光裝置陣列，用于在所述相應的飛行路徑中引導相應的光束；光子探測器陣列，其中，所述光子探測器陣列中的每個光子探測器用于檢測從所述發光裝置陣列中的發光裝置引導的光束，所述發光裝置和所述光子探測器被支撐在所述殼體上；以及控制器，用于基于所述光子探測器是否檢測到所述光束來確定是否有任何所述噴嘴在不正確地操作，并且響應于確定噴嘴在不正確地操作而輸出關于不正確操作的噴嘴的指令，其中，每個所述噴嘴包括腔室和射出元件，其中激活特定噴嘴中的所述射出元件使得從所述特定噴嘴的腔室射出所述功能劑的液滴，并且其中用于在所述特定噴嘴的飛行路徑中引導光束的光源隨著所述射出元件的激活而被激活并且被激活一段持續時間，所述持續時間覆蓋了從所述腔室射出的液滴通過所述光束正常所花費的時間段。

本公開還提供一種三維打印方法，所述方法包括：將構建材料顆粒鋪展成層；激活打印頭中的噴嘴的腔室內的射出元件，以選擇性地將功能劑的液滴從所述腔室射出到構建材料顆粒層上，從而由所述構建材料顆粒形成三維物體的部段，所述打印頭安裝到殼體；激活光源以引導光束通過所射出的液滴的飛行路徑；接收來自檢測所述光束的探測器的信號，所述信號對應于是否檢測到所述液滴已按預期從所述噴嘴射出，并且所述光源和所述探測器安裝到所述殼體；從所接收到的信號確定是否有任何所述噴嘴未按預期射出液滴；以及響應于確定故障噴嘴未按預期射出液滴，輸出關于所述故障噴嘴的指令，其中，每個所述光源對應于相應的射出元件，所述三維打印方法還包括隨著分別對應于被激活光源的所述射出元件的激活而將所述光源激活一段持續時間，所述持續時間覆蓋了由所述射出元件所射出的液滴通過從所述被激活光源引導的光束正常所花費的時間段。