[发明专利]使用气溶胶施加器控制层形貌的静电3-D打印机

说明书

本发明公开了一种3‑D打印机，包括将构建材料和支撑材料静电转印到ITB的构建和支撑材料显影站。每当台板接触ITB上的构建和支撑材料的层中的一个时ITB将构建和支撑材料的层转印到台板以在台板上连续形成层的独立堆叠。传感器定位成生成台板上的层的形貌测量，并且气溶胶施加器定位成将构建和支撑材料推进到台板上的层。基于通过反馈回路从传感器的形貌测量，气溶胶施加器控制正被推进的构建和支撑材料，从而调节推进到层的构建和支撑材料的量和位置以控制台板上的独立堆叠中的层的表面形貌的平坦度。

技术领域

本文中的系统和方法大体上涉及使用静电打印过程的三维打印过程。

背景技术

三维打印可以使用例如喷墨打印机产生物体。在许多系统中，平台相对于喷墨器移动以形成构建和支撑材料的层，并且每层使用UV光源进行硬化。逐层重复这些步骤。支撑材料通常包含酸性、碱性或水溶性聚合物，其可以在3-D打印完成后从构建材料选择性地漂洗。

静电(电子照相)过程是生成将材料转印到中间表面(例如感光带或鼓)上的二维数字图像的公知手段。转印电子照相图像的方式的进步可以利用打印系统的速度、效率和数字性质。

发明内容

除了其它部件之外，示例性的三维(3-D)打印机还包括中间转印表面，例如中间转印带(ITB)，定位成将构建和支撑材料的层静电转印到ITB的构建和支撑材料显影站，以及邻近ITB的转印定影站。具有平坦表面的台板定位成重复地接触ITB。台板相对于ITB移动，并且每当台板在转印定影站处接触ITB上的构建材料和支撑材料的层中的一个时ITB将构建和支撑材料的层转印到台板的平坦表面以在台板的平坦表面上连续形成层的独立堆叠。

而且，可选的定影站定位成将热和压力施加到独立堆叠以在台板上将层定影在一起，并且可选的固化站也定位成将热和紫外光施加到独立堆叠以交联构建材料中的聚合物。传感器定位成在定影站定影层之后生成台板上的层的形貌测量。此外，气溶胶施加器定位成将构建和支撑材料推进到定影后层(在层被定影站定影之后)。反馈回路(其可能包括处理器)将气溶胶施加器电连接到传感器。传感器检测定影后层中的凹陷，并且通过反馈回路将凹陷的深度和位置提供给气溶胶施加器。

基于通过反馈回路来自传感器的层的形貌测量，气溶胶施加器控制正被推进的构建和支撑材料的量和位置，从而调节推进到定影后层的构建和支撑材料的量和位置以控制台板上的独立堆叠中的层的表面形貌的平坦度。因此，气溶胶施加器选择性地将不同量的构建和支撑材料推进到每个定影后层的不同位置以填充层的表面形貌的凹陷，从而使所有层的表面形貌平坦并且平行于台板的平坦表面。

气溶胶施加器是具有由加压气体驱动的文丘里管缩窄管状喷射体的气体喷射器。在一个示例中，气溶胶施加器是可以选择性地推进构建和支撑材料的气体喷射器的阵列。在一些结构中，每个气体喷射器包括电场门，其控制构建材料或支撑材料是否被推进，以及从气溶胶施加器推出的构建材料和/或支撑材料的量。在其它结构中，气体喷射器中的一些仅仅推进构建材料，而所有其它气体喷射器仅仅推进支撑材料，并且阵列构造包括交替的构建材料气体喷射器和支撑材料气体喷射器。

这些和其它特征在以下详细描述中描述或从以下详细描述显而易见。

附图说明

下面参考附图详细描述各种示例性系统和方法，其中

图1-6是部分地示出本文中的装置的示意性横截面图；

图7A-8C是示出本文中的装置的展开示意图；

图9-13是部分地示出本文中的装置的示意性横截面图；

图14是示出本文中的装置的展开示意图；

图15-24是部分地示出本文中的装置的示意性横截面图；

图25是示出本文中的打印装置的示意图；以及