[实用新型]具有扩展的打印体积的增材制造系统

说明书

具有扩展的打印体积的增材制造系统包括打印基座、打印头、驱动机构和支撑表面。所述支撑表面为处于构造中的部件在系统内移动时生成空气支承。所述打印头被构造成在垂直打印平面中以逐层方式将3D部件打印到打印基座上。所述驱动机构被构造成在所述3D部件的打印期间基本上沿着水平打印轴线分度式移动打印基座。所述支撑表面由沿水平轴线延伸的台提供。所述台具有多个形成空气台板的空气喷嘴，当所述3D部件沿着打印轴线增长时，所述空气台板产生用于支撑所述3D部件的空气支承。

相关申请的交叉引用

本申请是2017年4月28日提交的美国专利申请No.15/581,651的部分继续申请，美国专利申请No.15/581,651是于2013年8月15日提交的美国专利申请No.13/968,033(作为美国专利No.9,636,868公布)的继续申请，并且是于2012年8月16日提交的美国专利申请No.13/587,009(作为美国专利No.9,168,697公布)的部分继续申请。上述申请都通过引用结合于此。

技术领域

本申请涉及采用基于层的增材制造技术的构建三维(3D)部件的增材制造系统。特别地，本申请涉及用于打印大型3D部件的具有扩展的打印体积的增材制造系统，以及用于在增材制造系统中打印3D部件的方法。

背景技术

增材制造或3D打印通常是利用物体的计算机模型构建三维(3D)物体或部件的增材制造过程。典型的操作包括将三维计算机模型切成薄的横截面，将结果转换成分层位置数据，并且输送数据以控制打印机，该打印机使用一个或多个增材制造技术以分层方式制造三维结构。商业上可获得的增材制造技术的示例包括基于挤出的技术(例如，熔融沉积成型)、喷射、选择性激光烧结、粉末/粘结剂喷射、电子束熔炼和立体光刻工艺。

在基于挤出的增材制造系统中，可以通过沿着从部件的数字表示生成的刀具路径挤出可流动的部件材料，以逐层方式从3D部件的数字表示打印3D部件。部件材料通过由系统的打印头承载的挤出尖端或喷嘴挤出，并且在打印头沿着刀具路径移动时沉积为一系列道路。挤出的部件材料与先前沉积的部件材料熔合，并在温度下降时固化。在典型的打印机中，材料沉积在平面层中，作为在限定构建平面的基板上构建的一系列道路。然后打印头相对于基板的位置沿着打印轴线(垂直于构建平面)递增，并且重复该过程以形成类似于数字表示的3D部件。

在通过沉积部件材料的层来制造3D部件时，支撑层或支撑结构通常构建在悬垂部分下方或构造中的3D部件的空腔中，其不由部件材料本身支撑。可以利用沉积部件材料的相同的沉积技术来构建支撑结构。主计算机产生附加的几何形状，用作正在形成的3D 部件的悬垂或自由空间段的支撑结构。然后在打印过程中根据产生的几何形状沉积载体材料。载体材料在制造期间附着到部件材料上，并且可以在打印过程完成时从完成的3D部件上移除。

发明内容

本申请的实施例涉及用于打印3D部件的增材制造系统，以及使用该系统的方法。增材制造系统的一个实施例包括打刷基座、打印头、驱动机构和支撑表面。所述支撑表面为处于构造中的部件在系统内移动时生成空气支承(air bearing，也可称“空气轴承”)。所述打印头被构造成在垂直打印平面中以逐层方式将所述3D部件打印到打印基座上。所述驱动机构被构造成在所述3D部件的打印期间基本上沿着水平打印轴线分度式移动(index) 打印基座。所述支撑表面由沿水平轴线延伸的台(table)提供。所述台具有多个形成空气台板(air platen)的空气喷嘴，当所述3D部件沿着打印轴线增长时，所述空气台板产生用于支撑所述3D部件的空气支承。

在该方法的一个实施例中，3D部件在垂直打印平面中以逐层方式被打印到打印基座上。在打印所述3D部件期间，使用驱动机构沿着水平轴线分度式移动所述打印基座。在所述打印基座沿水平轴线分度式移动期间，所述3D部件的一部分被支撑在台表面上的、由多个空气喷嘴形成的空气支承上。

方面