通过分层制造制作有形产品的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于通过分层制造制作有形产品的生产线和方法。生产线包括用于将构造材料分层沉积在构建平台(2、3)上的沉积头(4)。构建平台可沿输送机(5)以不同速度移动。可选地，构建平台的高度可调整。该方法的特征在于至少两个构建平台以不同速度移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于分层制造有形产品的生产线。更具体地，本专利技术涉及这样的生产线，其包括第一可移动载体和第二可移动载体，每一个载体包括用于运输该载体的运输机并包括用于支撑有形产品的构建平台。生产线进一步包括用于在沉积方向上将构造材料沉积到第一构建平台和第二构建平台上的沉积头，且生产线包括重复地朝沉积头以及远离沉积头输送第一构建平台和第二构建平台的输送机。本专利技术还涉及一种用于分层制造有形产品的方法，根据该方法，包括用于接收构造材料的第一构建平台的第一载体沿轨道相对于输送机移动，该轨道沿沉积头引导第一构建平台。
技术介绍
分层制造为一种制造方法，其中有形立体产品通过多个层连续附加于彼此顶部之上而制成，这些层与有形产品的不同高度的剖面对应。分层产品可通过提供均匀液体层或均匀粉末层而制成，其中液体或粉末以对应于待制造产品剖面的预定二维图案而进行固化。然后将剩余的未凝固材料移除。这些层还可以所需二维图案进行直接沉积，例如通过印刷方式。在这种方法中，图案在材料沉积期间已确定而非通过凝固确定。材料可为油墨或粉末，其中对油墨或粉末进行固化、烧结或以其它方法凝固(例如通过蒸发溶剂)以得到结合的(coherent，连贯的)产品。产品通常在可在竖直方向上移位的构建平台的顶部上制作。然而，也存在产品悬挂于构建平台下方的分层制造系统。德国专利申请DE10256672中公开了这种分层制造系统的实例。典型地，这种系统包括具有液体的盘状物，此液体可通过例如紫外(UV)光进行凝固。定位在盘状物底部上方的构建平台向上移动，以允许在构建平台(或之前的凝固层)与盘状物底部之间形成液体薄膜。以预定图案凝固液体薄膜，并且构建平台在液体薄膜凝固之后进一步向上移动。重复这些步骤，直到产品完成时停止。最后，将成品从构建平台移除，并且该平台可用于制作另一产品。在用于分层制造有形立体产品的另一种已知装置和方法中，粉末被用作起始材料，此粉末通过例如烧结而凝固。美国专利申请US2009/0291308中公开了这种方法。根据该已知方法，向由竖直壁界定且底侧由构建平台界定的区域提供粉末薄层。通过将该层烧结成具有预定形状的结合的固体层而将该层凝固，构成产品的一剖面。随后，支撑凝固层的构建平台向下移动，且施加新的粉末层。重复这些步骤，直到产品完成时停止。随后，在制作另一产品之前移除未凝固的粉末部分及成品。上述系统的共同之处在于其具有可在竖直方向上移动的一个平台。这种系统特别适合于使用单一类型的材料来制造产品。可以同时在这种平台上制作具有不同形状的数个产品。国际专利申请WO2004/014637中公开了这种方法的实例。该已知方法仅限于使用一种类型的材料来制作产品。然而原则上，粉末基(powder-based)系统还适合于制作各个层由不同材料制成的产品。例如美国专利申请US2002/0145213中公开了这种系统。还存在具有一个以上构建平台翻装置。国际专利申请WO2012/076205中公开了这种装置的实例。该装置包括不同的构建平台，由于其允许准同时地(quasisimultaneously)制作不同产品，因此其比仅具有一个构建平台的系统更具灵活性。通过分层制造制作有形产品的又一种方式为三维打印。在三维打印中，以连续层或与产品剖面对应的预定图案来施加油墨。在某些方面，三维打印较上述方法更具有灵活性，特别是当通过打印头来施加油墨时更是如此。不同的打印头可用于施加不同材料以制造包括数种材料的复合产品。再者，可很容易开启并关闭打印头以更好地控制制造过程。美国专利申请US2009/0076643中公开了一种使用打印头进行分层制造的生产线的实例。该已知生产线可用于通过分层制造制作数个有形产品。生产线包括用于将材料沉积在载体上的数个打印头，该打印头定位于输送机上方，输送机将载体从一个打印头输送至另一个打印头。这些打印头在输送方向上彼此成直线定位。再者，每一个打印头的高度可相对于输送机进行调整，例如对产品制造的不同阶段期间产品不断增加的高度(即已沉积的层数)进行补偿。该生产线允许制造具有不同几何形状及不同材料组成的数种产品。产品的每一层均通过一个或更多个打印头形成，从而导致需要大量打印头来制造尺寸很大的产品。此外，国际申请WO2004/108398公开了使用一个或多个构建站来将材料分层沉积在构建平台上。US20140065194涉及一种利用多个构建模块的三维打印系统。该构建模块用于接收凝固成构建产品的粉末。转向器将包括打印床(printedbeds)的构建模块或构建板从构建系统的输送机引导到相邻的输送机上。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于叠加制造有形产品的生产线，该生产线允许快速制造产品。本专利技术的该目的通过用于分层制造有形产品的生产线实现，该生产线包括：-第一可移动载体和第二可移动载体，每一个载体包括-运输机，用于运输载体。及-构建平台，用于支撑有形产品，-一个或多个沉积头，用于在沉积方向上将构造材料沉积到第一构建平台和第二构建平台上，-输送机，用于重复地朝向沉积头以及远离沉积头输送第一构建平台和第二构建平台，其特征在于，第一运输机和第二运输机可沿输送机的轨道相对于彼此以可变速度移动。两个运输机可沿输送机相对于彼此移动的优点在于，包括构建平台的两个载体无需在某一时刻以相同速度移动。不同速度的效果在于，每一个构建平台的速度可适用于生产线中的特定位置或构建平台上的产品必须经过的特定过程。该效果的优点在于，构建平台的速度不由生产线的任何构建平台的最慢过程确定。例如，当第一构建平台相对缓慢地移动以允许沉积层时，第二构建平台可以相对较快的速度移动返回沉积头。第二构建平台还可在第一构建平台移动时保持静止。这解决当生产线仅部分地设有用于构建产品的构建平台，例如当待制造产品的数量受限时的问题。具体而言，当填充高度不够时，无法及时向构建站补充后续构建平台。在生产线的实施方式中，生产线包括高度调整构件，高度调整构件配置成使载体的构建平台相对于载体的运输机在平行于沉积方向的方向上移位。高度调整构件配置成使构建平台在平行于沉积方向的方向上相对于运输机移位的优点在于，沉积头可放置于固定位置处，且当自沉积发生的区域移除构建平台(亦即远离沉积头)时，可调整沉积头与构建平台之间的距离。其效果是沉积头可在正调整构建平台的高度的时间期间用于在不同构建平台上制作另一产品。这允许在分层制造有形产品期间更有效地使用沉积头。在生产线的另一个实施方式中，载体的构建平台可相对于载体的运输机在垂直于沉积方向的平面内移动。平台可在该平面内旋转、转移或旋转且转移。可以此方式相对于运输机移动的平台的优点在于，平台上的产品可相对于运输机和输送机定向，以便相对于例如沉积头更好地定位。另一个优点在于，在平台具有例如非方形的矩形形状的状况下，可以更有效的方式相对于另一个平台来定位平台。在生产线的又一个实施方式中，输送机为循环式输送机。循环式输送机的优点在于，在使用中，当构建平台单向移动时，构建平台可重复地自相同侧接近沉积头。效果在于，平台接近沉积头的顺序可保持相同，且在输送机的端部处使平台的运动反向时(如同有限输送机的情况那样)不损失时间。循环式输送机可与用于调整构建平台的高度的高度调整构件组合。无论平台的高度是否可调整，平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分层制造有形产品的生产线(1)，包括‑第一可移动载体(7)和第二可移动载体(9)，每一个载体均包括‑运输机(102、103)，用于运输所述载体，及‑构建平台(2、3)，用于支撑有形产品，‑一个或多个沉积头(4)，用于在沉积方向(6)上将构造材料沉积到所述第一构建平台和所述第二构建平台上，‑输送机(5)，用于重复地朝向所述沉积头以及远离所述沉积头输送所述第一构建平台和所述第二构建平台，其特征在于所述第一运输机和所述第二运输机能沿所述输送机的轨道相对于彼此以可变速度移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.23 EP 14165552.21.一种用于分层制造有形产品的生产线(1)，包括-第一可移动载体(7)和第二可移动载体(9)，每一个载体均包括-运输机(102、103)，用于运输所述载体，及-构建平台(2、3)，用于支撑有形产品，-一个或多个沉积头(4)，用于在沉积方向(6)上将构造材料沉积到所述第一构建平台和所述第二构建平台上，-输送机(5)，用于重复地朝向所述沉积头以及远离所述沉积头输送所述第一构建平台和所述第二构建平台，其特征在于所述第一运输机和所述第二运输机能沿所述输送机的轨道相对于彼此以可变速度移动。2.根据权利要求1所述的生产线(11)，所述生产线进一步包括高度调整构件(8)，所述高度调整构件构造成用于使载体(7)的构建平台(2)相对于所述载体的运输机(102)在与所述沉积方向(6)平行的方向(12)上移位。3.根据权利要求1或2所述的生产线(31、32)，其中载体(7)的构建平台(2)能相对于所述载体的运输机(102)在与所述沉积方向(6)垂直的平面中移动。4.根据权利要求3所述的生产线(31)，其中所述构建平台能在所述平面中旋转。5.根据权利要求3或4所述的生产线(32)，其中所述平台能在所述平面中转移。6.根据前述权利要求中的任一项所述的生产线，其中每一个载体均包括安装在臂部(105)上的构建平台(2)，所述臂部能相对于所述运输机(102)绕轴线(120)...

【专利技术属性】
技术研发人员：勒内·约斯·霍本，莱昂纳德斯·安东尼厄斯·玛丽亚·布劳沃斯，奥古斯蒂努斯·赫拉尔杜斯·玛丽亚·比曼斯，安德里斯·里杰费尔斯，弗里茨·科内利斯·芬斯特拉，
申请(专利权)人：荷兰应用科学研究会TNO，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL