[发明专利]打印多结构3D物体

说明书

背景技术

三维(3D)打印是一种铺设(lay down)连续的材料层以从数字模型形成三维物体的增材制造工艺。在增材制造中，连续的材料层可通过包括烧结、挤压和辐照的工艺通过融合、粘合或凝固而接合在一起。由这种系统产生的物体的品质、外观、强度和功能可取决于所使用的增材制造技术的类型而变化。通常，使用较低成本的系统可以产生品质较差并且强度较低的物体，而使用较高成本的系统可以产生品质较好并且强度较高的物体。

附图说明

现在将参考附图描述示例，附图中：

图1a示出了用于制造多结构三维(3D)物体的3D打印系统的示例；

图1b示出了可通过图1a中3D打印系统形成的多结构3D物体的示例；

图2示出了包括用于执行3D打印系统的功能(诸如处理3D物体的多结构)的引擎的3D打印系统的示例性控制器；

图3、图4和图5示出了与3D打印系统中的多结构3D物体的产生相关的示例性方法的流程图。

图6a至图6f示出了用于制造多结构3D物体的3D打印系统的另一示例。

在整个附图中，相同的参考标记表示相似但不一定相同的元件。

具体实施方式

在三维(3D)打印的一些示例中，使用光区域处理技术形成3D物体。在光区域处理期间，构造材料(诸如，可烧结材料)的整个层被暴露在辐照中。可烧结构造材料的选定区域被融合(即，聚结)，并且随后被凝固或硬化，从而变成3D物体的层。在一些示例中，聚结剂或融合剂被选择性地沉积为与可烧结材料的选定区域接触。融合剂能够渗入到可烧结材料的层中并且铺展到可烧结材料的外表面上。融合剂能够吸收辐照并且将吸收的辐照转换为热能，热能反过来又熔化或烧结与融合剂接触的可烧结材料。这使得可烧结材料融合、粘合、固化等，从而形成3D物体的层。用可烧结材料的多个层重复这一过程，使多个层接合在一起，从而形成3D物体。

当打印3D彩色物体时，通常会在期望的物体颜色与物体的机械性能之间进行权衡。当对可烧结材料施加较大量的热能以将层烧结并融合在一起时，可产生具有明显机械强度和功能的较高密度的3D物体。可用于进行烧结的热能的量部分地取决于融合剂所吸收的辐照的强度，而融合剂的辐照吸收率部分地取决于融合剂的颜色。例如，具有青色、品红色或黄色(C、M或Y)染料的近红外染料基融合剂的吸收强度通常低于碳黑基融合剂的吸收强度。因此，用于3D打印彩色物体的可烧结材料的融合水平可能低于类似产生的3D打印黑色物体的可烧结材料的融合水平，这导致彩色物体具有比可比较的黑色物体低的密度以及机械强度和功能。更高的融合水平(例如，在较高温度下)可产生具有与黑色物体可比较的机械强度的较高密度的彩色物体。然而，使用用于彩色物体的较高融合水平通常会导致偏离融合剂的原始颜色的颜色偏差。在一些示例中，颜色偏差可能会很明显，导致3D物体不是最初打算使用的颜色。一直在努力缓和3D打印彩色物体的期望的颜色与机械性能之间的权衡。

在此公开的三维(3D)打印的示例使得能够产生具有较高的密度和与3D黑色物体的机械强度可比较的改善的机械强度的具有生动的颜色的3D彩色功能物体。通常，3D打印工艺使得能够产生多结构3D物体，其中每个结构被独特地处理以实现特定结构和/或视觉特征。对多结构3D物体内的每个结构进行独特的处理可产生例如具有高机械强度的具有高密度结构的3D物体、以及具有与期望的颜色紧密匹配的生动的颜色的低密度结构。在特定示例中，多结构3D物体可包括具有高密度和高机械强度的核心结构，该核心结构由具有较低密度和高品质的生动的颜色的外部外壳结构包围。因此，可利用选定的不同的3D打印处理参数对多结构3D物体内的每个结构进行处理，以实现该结构的期望的特征。

在一个示例中，一种打印多结构3D物体的方法包括：形成可烧结材料的层。该方法包括：使用第一组处理参数处理可烧结材料的第一部分；以及使用第二组处理参数处理可烧结材料的第二部分。处理后的可烧结材料的第一部分和第二部分分别形成多结构3D物体的第一结构的一部分和第二结构的一部分。

在另一示例中，一种用于打印多结构3D物体的系统包括：支撑构件接收器，接收可烧结材料的支撑件；以及分配器接收器，接收可烧结材料分配器以在支撑件上提供可烧结材料的层。该系统还可包括多结构处理模块，以对可烧结材料的层应用多组处理参数，其中每组处理参数有助于3D物体的不同结构的形成。