用于构建三维圆柱形物体的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种三维物体打印机，其能够产生圆柱形物体。打印机包括可操作地连接到至少两个打印头的控制器、至少一个物体处理装置、和致动器，所述致动器可操作地连接到正由至少两个支撑件支撑的圆柱形构件。所述控制器配置成操作所述致动器以在所述至少两个支撑件内旋转所述圆柱形构件以操作所述至少两个打印头的每一个中的多个喷射器，从而用供应到所述至少两个打印头的不同的材料在旋转的所述圆柱形构件上形成层的部分，并且当所述圆柱形构件正在所述至少两个支撑件内旋转时，操作所述至少一个物体处理装置以修改在旋转的所述圆柱形构件上形成的层。

Method and apparatus for constructing three-dimensional cylindrical objects

The present invention relates to a three-dimensional object printer capable of producing cylindrical objects. The printer includes operatively connected to at least two of the print head controller, at least one object processing device, and an actuator, the actuator is operatively connected to it by at least two supports a cylindrical member. The controller is configured to operate the actuator device with a plurality of injection in each of the at least two rotating the support inner cylindrical member to operate at least two of the print head, so as to supply to the different material of at least two of the print head to form a layer in the part the rotation of the cylindrical member, and when the cylindrical member is at least two in the support member rotates, the operation of the at least one object processing device to modify the form in the cylindrical member on a rotating layer.

【技术实现步骤摘要】
用于构建三维圆柱形物体的方法和设备
本文中公开的设备涉及产生三维物体的打印机，并且更具体地，涉及生产具有圆柱形横截面的物体。
技术介绍
数字三维物体制造也称为数字增材制造，是从数字模型制造实质上任何形状的三维固体物体的过程。三维物体打印是增材过程，其中在衬底上以不同形状形成材料的连续层。可以通过喷射粘合剂材料、定向能量沉积、挤出材料、喷射材料、熔融粉末床、层压片材或将液体光聚合物材料暴露于固化辐射来形成层。其上形成有层的衬底支撑在平台上，所述平台可以通过可操作地连接到平台的致动器的操作三维地移动，或者材料沉积装置可操作地连接到一个或多个致动器以便控制沉积装置的运动以产生形成物体的层。三维物体打印与主要依赖通过减材过程从工件去除材料的传统物体形成技术(如切割或钻孔)可区分。产生三维物体的一个缺点是产生具有圆柱形横截面形状的物体的能力。在物体的三维打印之前，通过在车床上转动坯件并将切割器应用于该坯件以形成圆柱形部件而制成这些类型的部件。类似地，也可以使用挤出机和注射成型机形成这些类型的物体。在三维打印中，通过从一端形成物体并逐层地构建物体来产生三维圆柱形物体。用减材制造技术形成不规则形状的物体或为由能够被喷射使得它们从物体的圆周延伸的材料形成的不规则结构提供足够的支撑可能是困难的。另外，诸如固化、抛光或平滑的二次操作需要从制造站移除物体，因此其可以安装在执行二次操作的机器中。因此，可以形成具有不规则特征的圆柱形物体并且对物体执行二次操作而不需要从打印站移除物体的三维物体打印机将是有用的。
技术实现思路
一种可以产生三维圆柱形物体的三维物体打印机包括：至少两个支撑件，所述至少两个支撑件配置成使圆柱形构件能够被所述支撑件支撑并且在所述支撑件内旋转；至少两个打印头，每个打印头具有流体地连接到材料供给装置的多个喷射器，供应到所述至少两个打印头中的每个打印头的材料不同于供应到所述至少两个打印头中的其它打印头的材料，所述至少两个打印头围绕由所述至少两个支撑件支撑的所述圆柱形构件的圆周定位；至少一个物体处理装置，所述至少一个物体处理装置围绕由所述至少两个支撑件支撑的所述圆柱形构件的圆周定位；致动器，所述致动器配置成可操作地连接到由所述至少两个支撑件支撑的所述圆柱形构件以在所述支撑件内旋转所述圆柱形构件；以及控制器，所述控制器可操作地连接到所述至少两个打印头、所述至少一个物体处理装置和所述致动器。所述控制器配置成操作所述致动器以在所述至少两个支撑件内旋转所述圆柱形构件，操作所述至少两个打印头的每一个中的所述多个喷射器以用供应到所述至少两个打印头的不同材料在旋转的所述圆柱形构件上形成层的部分，以及当所述圆柱形构件正在所述至少两个支撑件内旋转时，操作所述至少一个物体处理装置以修改在旋转的所述圆柱形构件上形成的层。一种用于操作产生三维圆柱形物体的三维打印机的方法包括：用控制器操作可操作地连接到圆柱形构件的致动器以在至少两个支撑件内旋转所述圆柱形构件；用所述控制器操作供应有不同材料的至少两个打印头的每一个中的多个喷射器以用供应到所述至少两个打印头的不同材料在旋转的所述圆柱形构件上形成层的部分；以及当所述圆柱形构件正在所述至少两个支撑件内旋转时用所述控制器操作至少一个物体处理部件以修改在旋转的所述圆柱形构件上形成的层。附图说明在结合附图进行的以下描述中解释可以产生三维圆柱形物体的设备和方法的前述方面和其它特征。图1A显示配置成形成圆柱形物体的打印系统的纵向侧视图。图1B显示图1A中所示的配置成形成圆柱形物体的打印系统的端视图。图1C显示打印系统的另一侧视纵视图，其示出当形成物体的圆柱形构件沿着构件的纵向轴线平移时用于构建和处理圆柱形物体的部件的偏移配置。图2示出用于操作打印机以形成圆柱形物体的方法。图3A示出围绕圆柱形构件形成的圆柱形物体的端视图。图3B示出围绕圆柱形构件形成的圆柱形物体的纵视侧视图。具体实施方式为了本文中公开的设备和方法以及设备和方法的细节的一般理解，参考附图。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在图1中显示三维物体打印系统10的纵向侧视图。打印系统10包括支撑圆柱形构件22的一对支撑件14，所述圆柱形构件可操作地连接到致动器18。支撑件14具有接收圆柱形构件22的端部的通孔26。尽管支撑件14显示为具有可以与轴承配合的通孔，但是支撑件可以用U形鞍部敞开以容纳圆柱形构件22。尽管图1的实施例具有用于圆柱形构件22的两个支撑件，但是可以提供更多的支撑件，特别是在平移以及旋转圆柱形构件22的实施例中。致动器18配置成旋转圆柱形构件22，并且在一些实施例中，包括线性致动器，其在圆柱形构件22的纵向轴线的方向上双向地牵拉和推动圆柱形构件22。所示的系统10也包括三个打印头30a、30b和30c，其围绕圆柱形构件22圆周地定位，从而当致动器18旋转并且在一些实施例中平移圆柱形构件时使打印头能够将材料滴喷射到圆柱形构件22上。实施例可以具有更少或更多的打印头，只要可以喷射构建材料和支撑材料两者以形成物体。在图1B中显示系统10的端视图。在该视图中，圆柱形构件22具有第一材料的层40和由两种材料形成的层44。层40是由打印头30a喷射的支撑材料，并且层44中的两种材料从打印头30b和30c喷射。材料可以具有不同性质、不同颜色或具有不同性质和颜色。除了打印头之外，系统10包括平整器48、固化装置52、切割器56和抛光器60。平整器48、固化装置52、切割器56和抛光器60在本本文中统称为物体处理装置。如本文中所使用的，“物体处理装置”是指配置成修改从打印头喷射的材料中的一种的特性的任何装置。平整器48是配置成在预定高度从构件22上的外层去除材料的装置。固化装置配置成发射部分或完全固化喷射到构件22上的材料的辐射。辐射可以是紫外线、热、红外线或适于固化由打印头30a、30b和30c喷射的一种或多种材料的一些其它频率范围。在执行从层去除材料的任何处理之前，材料必须固化或凝固。必要时可以通过旋转轴以获得多次辐射实现这样的固化或凝固。在图1B所示的实施例中，打印头30a喷射支撑材料，例如蜡，而打印头30b和30c喷射用于形成物体的构建材料。切割器56是刀片或具有尖锐点的其它硬化制品以便在比用平整器48能够获得的更大的深度处从外层去除材料。抛光器60包括至少一对辊64，在所述辊周围夹带环形带68。环形带浸渍有砂砾或其它磨料以对构件22上的外层施加表面光洁度。如图1B中所示，致动器72和76可操作地连接到打印头30a、30b、30c、平整器48、固化装置52、切割器56、环形带64和抛光器60的至少一个辊64。控制器80可操作地连接到致动器72和76。控制器80配置成选择性地操作致动器72和76以相对于圆柱形构件22的中心在径向方向上移动打印头、平整器、固化装置、切割器和抛光器。该操作使物体处理装置和打印头能够参考正在围绕构件22构造的物体的外表面移动到某个位置，使得处理装置或打印头可以有效地执行其预期功能。另外，控制器80操作致动器76以驱动抛光器60的至少一个辊64以使环形带围绕辊64旋转。如图1C中所示，系统10的部件可以沿着圆柱形构件22的纵向轴线彼此偏移。如图所示，打印头30a、切割器56和抛光器60沿着平行于构件2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种打印机，其包括：至少两个支撑件，所述至少两个支撑件配置成使圆柱形构件能够被所述支撑件支撑并且在所述支撑件内旋转；至少两个打印头，每个打印头具有流体地连接到材料供给装置的多个喷射器，供应到所述至少两个打印头中的每个打印头的材料不同于供应到所述至少两个打印头中的其它打印头的材料，所述至少两个打印头围绕由所述至少两个支撑件支撑的所述圆柱形构件的圆周定位；至少一个物体处理装置，所述至少一个物体处理装置围绕由所述至少两个支撑件支撑的所述圆柱形构件的圆周定位；致动器，所述致动器配置成可操作地连接到由所述至少两个支撑件支撑的所述圆柱形构件以在所述支撑件内旋转所述圆柱形构件；以及控制器，所述控制器可操作地连接到所述至少两个打印头、所述至少一个物体处理装置和所述致动器，所述控制器配置成操作所述致动器以在所述至少两个支撑件内旋转所述圆柱形构件，操作所述至少两个打印头的每一个中的所述多个喷射器以用供应到所述至少两个打印头的不同材料在旋转的所述圆柱形构件上形成层的部分，以及当所述圆柱形构件正在所述至少两个支撑件内旋转时，操作所述至少一个物体处理装置以修改在旋转的所述圆柱形构件上形成的层。

【技术特征摘要】
2016.02.23 US 15/0508031.一种打印机，其包括：至少两个支撑件，所述至少两个支撑件配置成使圆柱形构件能够被所述支撑件支撑并且在所述支撑件内旋转；至少两个打印头，每个打印头具有流体地连接到材料供给装置的多个喷射器，供应到所述至少两个打印头中的每个打印头的材料不同于供应到所述至少两个打印头中的其它打印头的材料，所述至少两个打印头围绕由所述至少两个支撑件支撑的所述圆柱形构件的圆周定位；至少一个物体处理装置，所述至少一个物体处理装置围绕由所述至少两个支撑件支撑的所述圆柱形构件的圆周定位；致动器，所述致动器配置成可操作地连接到由所述至少两个支撑件支撑的所述圆柱形构件以在所述支撑件内旋转所述圆柱形构件；以及控制器，所述控制器可操作地连接到所述至少两个打印头、所述至少一个物体处理装置和所述致动器，所述控制器配置成操作所述致动器以在所述至少两个支撑件内旋转所述圆柱形构件，操作所述至少两个打印头的每一个中的所述多个喷射器以用供应到所述至少两个打印头的不同材料在旋转的所述圆柱形构件上形成层的部分，以及当所述圆柱形构件正在所述至少两个支撑件内旋转时，操作所述至少一个物体处理装置以修改在旋转的所述圆柱形构件上形成的层。2.根据权利要求1所述的打印机，所述致动器还包括：线性致动器，所述线性致动器配置成在所述至少两个支撑件内沿着所述圆柱形构件的纵向轴线移动所述圆柱形构件；并且所述控制器可操作地连接到所述线性致动器，所述控制器还配置成操作所述线性致动器以在所述至少两个支撑件内沿着所述圆柱形构件的纵向轴线移动所述圆柱形构件。3.根据权利要求2所述的打印机，所述至少两个打印头沿着旋转的所述圆柱形构件的纵向轴线彼此偏移；并且所述控制器还配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·鲁伊斯，S·M·拉塞尔，P·M·弗罗姆，J·N·斯温，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：美国,US