[其他]用于打印三维部件的累积制造系统

说明书

技术领域

本公开内容涉及用于构建三维(3D)部件和支撑结构的累积制造系统。特别地，本公开内容涉及用于采用成像处理，如电子照相术，构建3D部件和支撑结构的累积制造系统。 

背景技术

累积制造系统用来采用一种或多种累积制造技术从3D部件的数字表示(如，STL格式文件)构建3D部件。商业上可获得的累积制造技术的示例包括基于挤压的技术、油墨喷射、选择性激光烧结、粉末/粘结剂喷射、电子束熔化和立体平面打印工艺。对于这些技术中的每一种，3D部件的数字表示最初分成多个水平层。对于每个分成的层，随后产生工具路径，其提供用于特定累积制造系统的指令以形成给定层。 

例如，在基于挤压的累积制造系统中，可以通过挤出可流动部件材料，根据3D部件的数字表示以逐层方式打印3D部件或模型。部件材料通过由该系统的打印头携带的挤出端挤出，并且作为一系列道路沉积在x-y平面中的基板上。挤出的部件材料熔合至先前沉积的部件材料，并在温度下降时凝固。打印头相对于基板的位置然后沿着z轴(垂直于x-y平面)递增，并且随后重复该过程以形成仿造所述数字表示的3D部件。 

在通过沉积部件材料的层制造3D部件时，支撑层或结构通常被构建在未被部件材料本身支撑的突出部的下面或在所构建的物体的空腔中。可以利用沉积部件材料所采用的相同的沉积技术构建支撑结构。主机产生用作用于正被形成的3D部件的突出或自由空间部分的支撑结构的附加几何结构。随后在打印工艺期间根据所产生的几何结构从第二喷嘴沉积支撑材料。支撑材料在制造期间粘附至建模材料，并且在打印工艺完成时能够从所完成的3D部件上去除。 

在二维(2D)打印中，电子照相术(即，静电打印术)是用于在平坦基板上(如在打印纸上)形成2D图像的普通技术。电子照相系统包括涂覆有光电导材料层的导电支撑滚筒，其中通过充电且随后由光源对光电导层进行图像方向曝光，形成潜隐静电图像。潜隐静电图像随后被移动至显影台，在显影台上调色剂被涂覆至光电导绝缘体的带电区域以形成可见图像。所形成的调色剂图像随后被转移至基板(如，打印纸)并通过热或压力固定至基板。 

发明内容

本公开内容的一个方面涉及一种用于打印三维部件的累积制造系统。该累积制造系统包括被配置成用于从成像工具接收和转移热塑基粉末的已成像层的转移介质，和被配置成用于将转移介质上的已成像层加热到至少热塑基粉末的熔化温度的加热器。该系统还包括：包括构建平台的层转输组件，其中该层转输组件被配置成用于以逐层方式将已加热层转输到构建平台上以打印三维部件。该系统还包括冷却单元，其被配置成用于主动地冷却被转输层以将已打印的三维部件保持在大约低于三维部件的形变温度的平均部件温度处。 

本公开内容的另一个方面涉及一种用于打印三维部件的累积制造系统，该累积制造系统包括被配置成用于接收来自电子照相工具的显影层的可旋转带，和被配置成用于将可旋转带上的显影层加热到至少热塑基粉末的熔化温度的加热器。该系统还包括转输元件和构建平台，构建平台被配置成用于从可旋转带接收已加热层并采用转输元件以逐层方式转输已加热层以在构建平台上打印3D部件。该系统还包括冷却单元，该冷却单元被配置成主动地冷却被转输层以将已打印3D部件大约保持在低于3D部件的形变温度的平均部件温度处。 

本公开内容的另一个方面涉及一种用于采用累积制造系统打印三维部件的方法。该方法包括从热塑基粉末对三维部件的层进行成像，将已成像层转移至转移介质，以及在已成像层被保持在转移介质上的同时加热已成像层。该方法还包括将已加热层转输至三维部件的表面，从转移介质释放被转输层，使得被转输层保持粘附至三维部件，以及冷却被转输层以将 已打印的三维部件保持在大约低于三维部件的形变温度的平均部件温度处。 

在一些实施例中，累积制造系统被配置成用于以比3D部件的被动热扩散速率快的速率打印或以其它方式制造层。 

定义 

除了另外指明，如本文中使用的下述术语具有下文中提供的含义： 

术语″转输(transfusion)″，″被转输″，″正转输″等涉及利用热量和压力粘附层，其中所述层的聚合物分子至少部分地相互扩散。 

术语″转输压力″涉及在转输步骤期间，如在将3D部件的层转输在一起时施加的压力。 

术语3D部件的″形变温度″涉及3D部件足够软化使得如在后续转输步骤期间后续施加的转输压力克服3D部件的结构完整性，从而使3D部件变形时的温度。 

除了另外指明，本文中涉及的温度基于大于压力(即，一个大气压)。