[发明专利]三维模制方法及系统

说明书

一种用于产生供指示喷嘴维护用的信号的方法，包括在三维模制系统中经由打印头的输送通道利用输送装置将模制材料输送至打印头的喷嘴，判定指示喷嘴内的模制材料的流体阻力的参数。判定参数包括判定输送通道内的模制材料的流率，判定施加至输送通道内的模制材料上的压力及判定施加至输送通道外侧的模制材料上的压力，判定施加至输送通道内的模制材料上的压力与施加至输送通道外侧的模制材料上的压力间的压力差，以及由所判定的流率及所判定的压力差计算参数。方法进一步包括比较参数与预定范围，若假设参数超出预定范围时产生信号。一种利用用于产生供指示喷嘴维护用的信号的方法在三维式模制三维对象的方法中在三维模制系统内清洗打印头。一种利用产生供指示喷嘴维护用的信号的方法用于三维式模制三维对象的方法及系统。

技术领域

本发明涉及一种用于产生三维对象的三维模制(modeling)系统，以及一种三维模制三维对象的方法。

背景技术

三维模制对象为凭借着受控制方式层迭模制材料而形成，使得可产生所期望的三维形状对象。这种形成对象的方式亦可称为积层制造(additive manufacturing)。通常使用三维模制打印机进行三维模制。打印机设有分配模制材料的三维可移动式打印头，而该打印头在该模制材料的先前沉积轨迹上方移动。

待打印对象可放置于基座上。打印头可相对于待模制或待打印对象以三维空间移动或反之。在某些情况下，对象以一或多维方式相对于打印头移动。用于移动对象的各种组合均有可能而对象在这些组合上相对于打印头来模制或反之。

打印头的运动凭借着控制系统来控制且该控制系统在三维式控制定位系统中控制而该打印头附接至该三维控制定位系统。凭借软件可设计轨迹格式，该格式用于移动该打印头及用于沉积这些轨迹。

对象以相对于可移动打印头的参考位置在基座结构上产生。模制材料可与先前形成的轨迹融合。三维模制材料可以例如丝状物、粒状物、杆状物、液体或悬浮物的形式输送至打印头内。打印头经由喷嘴从该打印头分配模制材料并将该模制材料以轨迹形式沉积在基座上形成轨迹层，或当待产生物件的先前层材已沉积时，沉积在该物件上的容许固化的该先前沉积轨迹上。模制材料可以加热方式或化学方式或其他方式与先前沉积轨迹融合。模制材料可自打印头分配并沉积在先前沉积轨迹上以及在沉积后硬化以凝固。

基座与对象对于轨迹中的打印头的相对运动及来自该打印头的模制材料的同时沉积容许融合的沉积模制对象随着每一沉积轨迹增长并逐渐达到其所期望的形状。

在现行材料挤压打印机(包括颗粒挤压机、撞锤(ram)挤压机及针筒(syringe)挤压机)中，模制材料以向前输送、流量控制方式进行沉积。模制材料的流率保持恒定，依赖于被沉积轨迹厚度及打印速度而定。作为机器校准的部分，材料流量被加以校准。

此外，模制材料可利用压力控制式打印来沉积，其中打印头的输送通道内的压力受到控制，和/或其中，打印头的喷嘴尖端处的模制材料内的压力可予以控制，例如以防止模制材料的过度挤压或挤压不足。

打印头的输送通道内的模制材料可能在打印时衰变。此可能是因为例如模制材料内的杂质，或来自三维打印机所安置环境的粉尘或其他颗粒的入侵，或其他来源所致。就经由打印头的喷嘴沉积的前先行熔化的可熔材料而言，为使其可打印，假设材料保持在接近熔解温度的较高范围处过久，会有分解或碎解的风险。

此举可能导致碎解模制材料的固体颗粒的形成。在沉积例如可硬化树脂时，模制材料内的污染物，和/或输送通道内的死点(dead spot)也可能最终地导致固体颗粒的形成。此种状况特别适用于打印头喷嘴而该打印喷嘴通常保持在该打印头内的最高温度处。靠近输送通道壁面，特别是靠近喷嘴，模制材料的流率最低。因此，非期望的固化及碎解通常在此区域中引发。

沉积模制材料时，打印头输送通道及喷嘴内的残渣或固体颗粒可能导致该输送通道及该喷嘴的堵塞以及可能导致打印管件内侧材料的回流，造成挤压器的堵塞。