[发明专利]打印头、打印装置、打印方法及打印的物品

说明书

公开了用于3D打印设备的打印头(100)，打印头(100)包括：喷嘴(110)，被布置为在接收表面(130)上打印打印材料的层(140)；以及纹理构件(120)，被布置为在所述层的打印期间，将所述层或接收表面纹理化。喷嘴包括出口，出口包括纹理化构件(120)，并且出口被成形为形成突起(145)，突起从层(140)的主表面延伸，用于与随后的层互锁。纹理化构件确保与打印头形成的接触层由于层之间增大的接触表面面积而展现出改善的粘合性。这产生以该方式打印的更坚固的3D物品。还公开了包括打印头的打印装置、打印方法以及根据打印方法打印的物品。

技术领域

本发明涉及用于3D打印装置的打印头，打印头包括喷嘴，喷嘴被布置为在接收表面上打印打印材料的层。

本发明进一步涉及包括这种打印头的3D打印装置。

本发明还进一步涉及使用这种打印装置的打印方法。

本发明仍然进一步涉及由这种打印方法打印的物品。

背景技术

有时还被称为3D打印的叠层制造是使用3D打印装置形成物品的技术，3D打印装置在通常由待制造物品的3D计算机模型(例如，3D CAD数据)控制的若干打印步骤中三维地构建物品。例如，可以提供物品的切片3D模型，其中每个切片由打印装置以离散的打印步骤重新创建。为此，打印装置可以沉积一个或多个打印材料的多个层，在沉积之后，这些层可以被固化(例如，使用激光以诱导固化工艺)或以其他方式被硬化。US2010/0327479A1中公开了这种打印装置的示例。

因为叠层制造技术在不需要形成期望物品的组装或成型技术的情况下执行快速成形的能力，所以它们快速受到了欢迎。然而，与这种技术相关联的基本问题是由此制造的物品的强度通常不如使用传统组装方法形成的对应物品的强度。这是因为邻接材料(例如，层、纤维和/或颗粒)之间的粘合性可能较差。

例如，在基于粉末烧结的叠层制造技术中，所打印的对象由被烧结的颗粒组成，其中，颗粒之间的颈状部分经常展示出低断裂强度。在颗粒或纤维嵌在诸如喷墨打印机或纤维打印机中的基质中的叠层制造技术中，颗粒或纤维与基质材料的粘附力可能较弱。在熔融沉积建模(FDM)或分配技术的情况下，材料层沉积在彼此的顶部上，以形成结构。经常是这种情况：在层的界面处，特别地，当下层对于FDM是冷的或与顶部上的层不兼容时，层之间的粘合性较弱。因此，获得了具有差的机械特性的物品。此外，在多材料打印的情况下，不同的打印材料可能展现差的粘合性。这导致了进一步弱化的机械特性，甚至导致不可能生产所期望的物品。

US2014/0134335A1公开了用于生产在挤压成形3D打印工艺中使用的涂覆长丝的工艺，在挤压成形3D打印工艺中，长丝在打印之前被涂覆有叠层，以改进层间粘合性。然而，这改变了打印材料(这里为长丝)的组成，这可能是不期望的。将期望能够使用标准打印材料来改进这样的层间粘合性。

发明内容

本发明力图提供可以改进打印的3D物品的接触层之间的粘合性的打印头。

本发明进一步力图提供包括这样的打印头的打印装置。

本发明还进一步力图提供使用这样的打印头打印3D物品的方法。

本发明仍然进一步力图提供根据这样的打印方法打印的经打印的物品。

根据一个方面，提供了用于3D打印装置的打印头，打印头包括被布置为在接收表面上打印打印材料的层的喷嘴。喷嘴包括出口，出口包括纹理化构件，纹理化构件被布置为在由所述喷嘴打印所述层期间，将层或接收表面纹理化。出口被成形为形成突起，突起从层的主表面延伸，用于与随后的层互锁。纹理化构件向出口提供多边形轮廓，并且多边形轮廓包括具有小于90度的角度的多个拐角。这样的打印头增大了以该方式打印的物品的相邻层之间的表面面积，这增强了层之间的粘合强度，从而增强了物品的总体强度。此外，增大层的表面面积，从而增强层与沉积在其上的随后的层之间的粘合性。