[發明專利]3D制造系統中的未熔合熱支撐區域

有效

• 申請號: 201780098009.2
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN111511531B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 黃魏;加里·J·迪斯波托
• 申請（專利權）人: 惠普發展公司;有限責任合伙企業
• 主分類號: B29C64/165
• 分類號: B29C64/165;B29C64/393;B29C64/321;B33Y30/00;B33Y10/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 嚴芬;康泉

根據示例，一種三維(3D)制造系統可以包括控制器，該控制器可以控制試劑遞送系統以將熔合劑沉積到構建材料的顆粒層的熔合區域上。控制器還可以控制試劑遞送系統以將能量吸收劑沉積到顆粒層的未熔合熱支撐區域上，該未熔合熱支撐區域位于熔合區域附近。控制器可以進一步控制能量供應系統以供應能量，其中能量的供應使在其上已沉積有熔合劑的顆粒熔化，并使未熔合熱支撐區域中的顆粒的溫度升高至低于顆粒的熔點溫度的水平。

背景技術

在三維(3D)打印中，增材打印工藝通常用于從數字模型制作三維實體零件。一些3D打印技術被認為是增材工藝，因為它們涉及將諸如粉末或類似粉末的構建材料的構建材料的連續層或體積施加到現有表面(或先前的層)。3D打印通常包括構建材料的固化，對于一些材料，該固化可以通過使用熱量和/或化學粘合劑來完成。

附圖說明

本公開的特征通過示例的方式說明，并且不限于如下附圖，在附圖中相同的附圖標記表示相同的元件，其中：

圖1A示出了可以形成示例性未熔合熱支撐區域以減小形成3D物體的一部分的顆粒熱滲出的速率的示例性3D制造系統的圖；

圖1B示出了在其上已經形成了熔合區域和示例性未熔合熱支撐區域的顆粒層的等軸視圖；

圖1C至圖1E分別示出了在其上已經形成熔合區域和示例性未熔合熱支撐區域的顆粒層的截面側視圖；

圖2示出了可以形成示例性未熔合熱支撐區域以減小形成3D物體的一部分的顆粒熱滲出的速率的另一示例性3D制造系統的圖；

圖3示出了可以在形成3D物體的一部分期間使未熔合熱支撐區域形成為與所選擇的區域鄰近的示例性裝置的框圖；以及

圖4示出了用于形成未熔合的熱支撐區域的示例性方法的流程圖。

具體實施方式

本文公開了可以被實現以將熔合劑沉積到構建材料的顆粒層的熔合區域上并且沉積能量吸收劑以形成與熔合區域鄰近的未熔合熱支撐區域的3D制造系統、裝置和方法。此外，本文公開的3D制造系統和裝置可以被實現為將能量供應到顆粒上，使得沉積在顆粒上的熔合劑吸收能量并使那些顆粒的溫度升高到高于顆粒的熔點溫度的水平。因此，熔合區域中的顆粒可以熔化，并且隨后隨著熔化的顆粒冷卻和固化而熔合在一起。此外，未在其上沉積熔合劑的顆粒可能無法吸收足夠的能量以達到熔點溫度。

然而，能量吸收劑可以以足夠低的連續色調水平沉積在未熔合熱支撐區域上，以使未熔合熱支撐區域中的顆粒溫度升高，而未達到熔點溫度。在其它示例中，能量吸收劑可以以相對較高的連續色調水平進行沉積，但與冷卻劑或防熔合劑一起沉積，以將未熔合熱支撐區域中的顆粒的溫度保持在熔點溫度以下。在一個方面，通過將能量施加到能量吸收劑上，未熔合熱支撐區域中的顆粒的溫度可以升高，而不會達到使那些顆粒熔化并且隨后熔合在一起的水平。在另一方面，因為未熔合熱支撐區域中的顆粒可能沒有熔合在一起，所以那些顆粒也可能沒有與熔合區域中的顆粒熔合。因此，未熔合熱支撐區域中的顆粒可以提高未熔合熱支撐區域(包括熔合區域)周圍的溫度。

由于熔合區域中的顆粒的溫度可能比熔合劑外部的顆粒的溫度更高，因此可能發生從熔合區域中的顆粒向熔合區域外部的顆粒的熱滲出。即，來自熔合區域中的顆粒的熱量可能被傳輸到熔合區域周圍的區域中的顆粒。當熔合區域處于或大于特定尺寸時，熔合區域中的顆粒可以被加熱并且可以以足夠高的溫度保持加熱，使得發生的熱滲出可能不足以防止顆粒如所預期的那樣熔化并熔合在一起，例如，以具有所預期的強度、剛度、硬度、顏色、半透明度、表面粗糙度或其組合等。然而，當熔合區域的尺寸小于特定尺寸時，熱滲出發生的速率可能導致熔合區域中的顆粒無法達到和/或保持處于或大于發生充分熔化的熔點溫度，使得顆粒如所預期的那樣熔合在一起。特定尺寸可以涉及熔合區域的厚度、寬度、長度、面積、體積或其組合，該熔合區域可以跨多個顆粒層延伸。