用于电子照相增材制造的多尺寸打印材料制造技术

本发明专利技术涉及一种增材制造的方法，所述方法包括形成多个构建层，所述多个构建层中的每一个由以下形成：转移具有第一粒度的第一构建材料以形成第一构建材料，并且将第二构建材料转移在所述第一构建材料上以形成所述多个构建层中的一个，所述第二构建材料的粒度小于所述第一构建材料并且每一转移步骤通过静电印刷引擎进行。每一转移步骤涉及转移至可呈传送带或转鼓形式的输送机。

Multi size printing materials used in the manufacture of electronic photographic materials

The invention relates to a method for increasing material manufacturing, the method includes forming a plurality of layers, the plurality of construction in each layer is composed of the following form: first transfer construction material having a first size to form the first building materials, building materials and will transfer in the first building materials to form the plurality of building a layer second, the second building material grain size is smaller than the first construction materials and each transfer steps by electrostatic printing engine. Each transfer step involves transferring to a conveyor that may be in the form of a conveyor belt or a drum.

【技术实现步骤摘要】
用于电子照相增材制造的多尺寸打印材料
技术介绍
本专利技术涉及电子照相术。具体地说，本专利技术涉及电子照相术在增材制造(3D打印)中的用途。用于利用电子照相(EP)引擎的增材制造(3D打印)中的现行粉末材料具有约11至约50微米的平均粒度。增材制造的一个方法通过使用加热和压力将每一层输注在另一层的顶部上来组装具有连续层的零件。当针对精密零件试图实现紧密公差时，每一层的“光滑度”和均一厚度是至关重要的。使用现行粒度配置空隙和层的表面中的非均一性妨碍光滑层表面纹理，导致低零件品质。因此，需要改良增材制造中所采用的材料和方法。
技术实现思路
一种增材制造的方法，所述方法包含形成多个构建层，所述多个构建层中的每一个由以下形成：将具有第一粒度的第一构建材料转移至输送机，并且将第二构建材料转移在第一构建材料上以形成所述多个构建层中的一个，其中所述第二构建材料的粒度小于所述第一构建材料，并且其中每一转移步骤通过静电印刷引擎进行。一种增材制造系统，包含：输送机；经过配置以转移第一构建材料的第一静电印刷引擎；经过配置以将第二构建材料转移在第一构建材料上的第二静电印刷引擎；以及融合第一构建材料和第二构建材料的输注台配置，其中第二构建材料的粒度小于第一构建材料的粒度，并且其中第二静电印刷引擎经过配置以在第一构建材料已通过第一静电印刷引擎转移之后接纳第一构建材料。一种增材制造的方法，其包含形成多个构建层，多个构建层中的每一个由以下形成：转移粒度在约10微米至约20微米范围内的第一构建材料以形成第一构建材料，并且将粒度在约4微米至约8微米范围内的第二构建材料转移在第一构建材料上以形成多个构建层中的一个，其中每一转移步骤通过独立静电印刷引擎进行。附图说明在本文下文中将参考诸图描述本专利技术的各种实施例，其中：图1展示具有均匀粒度的层(构建或支撑)的融合的图。图2展示根据本文的实施例，具有两种不同粒度的层(构建或支撑)的融合的图。图3展示根据本文的实施例用于3D打印的增材制造系统的图。具体实施方式本文的实施例在增材制造(3D打印)方法和系统中采用电子照相术(EP)作为打印三维零件的单独层的方式。在实施例中，系统可使用两个静电印刷引擎，一个用于构建材料且另一个用于支撑材料。构建材料包含组装最终打印物件的材料。相反地，支撑材料是后续会去除的临时材料并且不是最终打印物件的一部分。支撑材料通常用以打印悬垂物特征，并且其用途是通过层打印方法的自下而上层所必要的。用于构建或支撑材料的典型粉末材料具有约11至约50微米范围内的平均粒子直径。为提供良好显影和转移特性，大小分布必须是紧密的并且稳定的，以确保均一的层厚度。然而，所述大粒度产生如图1中指示的每一层中的空隙和非均一性。为确保紧密零件公差，每一层必须具有极光滑表面和均一的层厚度。在输注步骤期间，转移至静电印刷引擎中的传送带的每一层通常使用加热和压力在可移动台架上与之前的层融合。虽然使用较大尺寸粒子对提供具有约30至约40微米的所期望目标厚度的层有好处，但大粒度在融合层中产生空隙，其导致与尺寸稳定性相关的问题，尤其当越来越多层添加至零件时。此外，每一层应是光滑的，以在进行层的输注步骤期间提供良好融合。较大尺寸粒子妨碍呈现用于粘附下一层的光滑表面。图1中展示的空隙，如左边圆(融合之前)之间的自由空间和右边椭圆(融合之后)之间的自由空间指示与采用单一大粒度相关的问题。本文的实施例提供经由在静电印刷引擎中使用两种不同(迥然不同)粒度的电子照相术的增材制造的方法，以提供更加均一的层并且提供对于理想融合实现光滑的构建层表面的方式。在特定实施例中，所述方法提供粒度在约10微米至约20微米范围内的第一粒子以构建厚零件层，并且接着涂覆粒度小于第一粒子的第二粒子。在实施例中，第二粒子的粒度可在约4微米至约10微米的范围内。第二粒子可有利地填补层中的固有空隙，在每一层上产生极光滑的表面光洁度，如图2中所示，其中空隙空间大体上减少。采用具有不同尺寸的两种粒子产生优良输注方法，因而提供具有紧密公差的均一零件。为了引入上文所论述的较小粒度，增材制造系统可对于小粒子构建材料和小粒子支撑材料提供单独的电子照相(EP)引擎。因此，在实施例中，提供另外的电子照相引擎，其安置在后续引擎中以传递较小粒子。另外的引擎可经过调适以提供理想的静电印刷设定点用于良好的显影和较小尺寸粒子的转移，并且可不同于使用较大尺寸粒子的引擎而设定。因此，在实施例中，本文公开的系统和方法可使用总共4个静电印刷引擎：一个引擎用于较大构建材料，一个用于较小构建材料，一个用于较大支撑材料，并且一个用于较小构建材料。随着较小粒子转移至每一层，它们提供“填充”由在先前的引擎中使用的较大粒子产生的空隙的方式。如在图2中指示，在输注步骤期间含有大粒子和小粒子两者的层更加均一地与彼此融合，并且层的表面是光滑的，使得更加易于(包括具有更少加热和/或压力的应用)实现后续层的粘附。在实施例中，提供增材制造的方法，包含形成多个构建层，多个构建层中的每一个由以下形成：转移具有第一粒度的第一构建材料以形成第一构建材料，并且将第二构建材料转移在第一构建材料上以形成多个构建层中的一个，其中第二构建材料的粒度小于第一构建材料，并且其中每一转移步骤通过静电印刷引擎进行。最终转移层随后在输注步骤中融合以逐层构建三维零件。如本文所使用，“增材制造”指的是通过层层叠加构建材料来构建三维物件的方法。尽管通常伴随有采用挤压型技术的融合沉积建模，但本文的实施例针对每一层涂覆采用静电印刷技术。本增材制造方法和工艺的另一区别特征是在每一层中使用两种不同粒度的构建材料来改良每一层的表面光滑度。如本文所使用，“构建材料”指的是适用于经由静电印刷的增材制造的任何呈粒子形式的材料，包括各种热塑性材料或热塑性材料的组合。适合作为构建材料的例示性热塑性材料包括(但不限于)丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、交联聚乙烯(PEX，XLPE)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚丙烯酸(PAA)、聚酰胺(PA)、聚丁烯(PB)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酯(PEs)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸伸乙酯(PET，PETE)、聚酰亚胺(PI)聚乳酸(PLA)、聚甲醛(POM)、聚苯基醚(PPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTEE)、聚氨基甲酸酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、苯乙烯顺丁烯二酸酐(SMA)或苯乙烯-丙烯腈(SAN)。在实施例中，构建材料以两种不同尺寸提供并且每一尺寸可通过独立的静电印刷引擎传递以使融合条件最佳。在实施例中，第一粒子尺寸可具有约10微米至约40微米、或约11微米至约30微米、或约11微米至约20微米范围内的有效粒子直径(近似球形)。在实施例中，第二粒子尺寸可具有约3微米至约10微米、或4至约8微米、或约4微米至约7微米范围内的有效粒子直径。本领域中熟习此项技术者通过本专利技术的益处将理解第一和第二构建材料的尺寸的适当配对可最佳化，使得可采用范围内的任何配对。在实施例中，第一构建材料和第二构建材料的转移步骤可在独立的静电印刷引擎中进行。在实施例中，本文公开的方法可进一步包含形成支撑层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增材制造的方法，其包含：形成多个构建层，所述多个构建层中的每一个由以下形成：将具有第一粒度的第一构建材料转移至输送机；并且将第二构建材料转移在所述第一构建材料上以形成所述多个构建层中的一个；其中所述第二构建材料的粒度小于所述第一构建材料；并且其中每一转移步骤通过静电印刷引擎进行。

【技术特征摘要】
2016.06.27 US 15/1944191.一种增材制造的方法，其包含：形成多个构建层，所述多个构建层中的每一个由以下形成：将具有第一粒度的第一构建材料转移至输送机；并且将第二构建材料转移在所述第一构建材料上以形成所述多个构建层中的一个；其中所述第二构建材料的粒度小于所述第一构建材料；并且其中每一转移步骤通过静电印刷引擎进行。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在输注台中融合经过转移的第一和第二构建材料。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述输送机是传送带或转鼓。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一构建材料和第二构建材料的转移步骤在独立静电印刷引擎中进行。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一构建材料具有约10微米至约20微米的粒度。6.一种增材制造系统，其包含：输送机；第一静电印刷引擎，所述第一静电印刷引擎经过配置以转移第一构建材料；第二静电印刷引擎，所述第二静电印刷引擎经过...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·F·佐娜，W·J·诺瓦克，J·A·阿尔瓦雷斯，P·J·麦康维尔，R·A·克拉克，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：美国,US