[发明专利]具有加速执行的用于3D打印方法的设备和方法

说明书

本发明涉及用于3D打印方法的设备和方法，其中具有所述方法的加速执行。所述方法包括如下步骤：将颗粒构建材料的限定层分配到构建空间；将粘合剂液体选择性地施加到所述构建材料；将构建空间移动一定量；并且重复这些步骤直到生产出期望的物体，其中，一起移动的第一涂布机、第二涂布机以及在所述第一涂布机的右侧并且在所述第二涂布机的左侧的打印头用于形成层；其中，当从左移动到右时，第二涂布机是前涂布机并且第一涂布机是后涂布机；当从右移动到左时，第二涂布机是后涂布机并且第一涂布机是前涂布机；后涂布机沉积颗粒构建材料并且涂布机被阻止沉积颗粒构建材料。根据本发明，涂布和打印操作被平行化。

本发明是申请日为2014年12月15日、名称为“具有加速执行的用于3D 打印方法的设备和方法”的中国专利申请201480070534.X的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于以增加的处理速度生产三维模型的方法和设备。

背景技术

在欧洲专利说明书EP 0 431 924B1中描述了一种用于从计算机数据生产三维物体的方法。在该方法中，将颗粒材料以薄层涂覆到平台，并且使用打印头将粘合剂材料选择性地打印到颗粒材料上。粘合剂被打印到其上的颗粒区域粘在一起并且在粘合剂、并且附加硬化剂(如有必要的话)的影响下固化。平台然后降低一层厚度的距离到构建圆柱中并且提供有新的一层颗粒材料，该新的一层颗粒材料也如上所述被打印。这些步骤被重复直到实现某一期望高度的物体。三维物体由此从打印且固化的区域生产。

在该物体完成之后，从固化颗粒材料产生的该物体被嵌入松散的颗粒材料中并且随后从该颗粒材料中被移除。这例如使用提取器来完成。这留下了期望的物体，例如通过手动刷洗从该物体移除粉末沉积物。

在所有成层技术中，基于粉末状材料和液体粘合剂的供应的3D打印是最快的方法。

该方法可以用来处理不同的颗粒材料，包括天然生物原材料、聚合物、金属、陶瓷和砂土(非详尽列表)。

DE 10 2010 015 451中描述的倾斜打印方法是特别经济的。在这种情况下，颗粒材料以“粉饼”的形式被构建在输送带上。形成打印区域和拆封区域形成。该设备连续操作，并且操作不被拆封处理中断。

添加剂制造方法不再被排他地用于构建原型。相反，常规的基于工具的制造方法更加成本有效的批量限制处于向上趋势。

然而，至今，添加剂制造对于仅在高达大约10000相同零件的小批量的范围内的连续生产已成为有吸引力的选项。关于3D打印机的生产时间、也称为吞吐能力(Volumenleistung)是重要的成本因素。当前已知的并且在市场上可获得的3D打印机对于生产大批量以便与其他已知的技术和生产方法在经济上竞争来说具有太低的吞吐能力。

从现有技术已知的3D打印机和方法这些年来在可以使用的材料和质量特征方面已经改进很多。然而，仍未找到增加吞吐能力同时维持相同的质量标准的令人满意的手段。另外，对于提高处理速度的方式的先前建议不能满足较高的批量生产或甚至大规模生产的要求，这是因为许多不同的参数必须被统一和协调，这已被证实是困难的。至今，该问题仍悬而未决，即使现在制造商已经用3D打印方法工作了几十年。

因此长期以来都存在对可利用的3D打印方法和相应的打印机的需要以便利用3D打印的优点而同时满足大批量的吞吐量和质量要求。

发明内容

因此本发明的一个目的是提供一种方法和设备，其能用来显著提高基于粉床的3D打印机和3D打印方法的生产能力。

另一个目的是提高3D打印机和3D打印方法的吞吐量，而同时保持高质量标准。

最后，一个目的是减小或基本上消除现有技术的缺点或者完全克服它们。

从现有技术已知许多解决上述问题的尝试，但是它们至今不能提供真正令人满意的手段。