用于通过增材制造技术制造坯件的方法和机器技术

本发明专利技术涉及一种用于通过增材制造技术制造坯件的方法，所述坯件特别地为由陶瓷材料制成的生坯，根据增材制造技术，基于为每一层限定的图案使光固化糊料的层依次固化，第一层形成在加工托板上的加工表面上，在根据限定的图案固化之前，每一层都由供应到所述加工托板上的一定量的糊料通过一个刮刀或平行的多个刮刀刮擦而铺开，所述加工托板在每次形成层时被降低，所述方法的特征在于，在每次形成层时，将形成所述层所需量的糊料从在刮刀前方或者在平行的多个刮刀的情况下在最前面的刮刀前方移动的至少一个喷嘴分配到加工表面上。

Method and machine for manufacturing blank by adding material manufacturing technology

The present invention relates to a method for manufacturing a blank by augmented manufacturing technology, the blank is especially a green one made of ceramic material. According to augmented manufacturing technology, the layers of light-cured paste are successively cured based on a pattern defined for each layer, and the first layer is formed on the processing surface of the processing plate, in accordance with the limit. Before the pattern is fixed, each layer is laid by a certain amount of paste supplied to the processing pallet through a scraper or a parallel plurality of scrapers. The processing pallet is lowered at each cambium layer. The method is characterized in that, at each cambium layer, the amount of paste required to form the layer is moved from At least one nozzle moving in front of the scraper or in parallel with a plurality of scrapers is allocated to the machined surface.

【技术实现步骤摘要】
用于通过增材制造技术制造坯件的方法和机器
本专利技术涉及一种用于通过增材制造(也称为立体成型)来制造坯件的方法以及一种用于实现该方法的制造机器。这些部件特别地为由陶瓷材料制成的生坯，该生坯用于经过清洁、脱脂和烧结操作，以获得成品陶瓷件。
技术介绍
用于获得这样的生坯的增材制造技术通常包括下述步骤：-通过计算机辅助设计构建要制造的坯件的计算机模型，这样的模型的尺寸大于要制造的坯件的尺寸，以便预防陶瓷在坯件的烧结期间的收缩；-在刚性加工托板上形成第一层光固化组合物，例如该组合物包括至少一种陶瓷材料、至少一种光固化单体和/或低聚物、至少一种光引发剂以及通常至少一种增塑剂和/或至少一种分散剂；-根据由针对该层的模型限定的图案通过辐照固化所述第一层，形成第一级；-在所述第一级上形成第二层光固化组合物；-根据针对该第二层限定的图案通过辐照固化所述第二层，形成第二级；-重复形成层然后固化该层的步骤，直到获得生坯。层的辐照通过激光扫描铺开的光固化组合物的自由表面或通过二极管(LED)投影系统或通过任何其他光源、特别是UV型的光源来进行。本专利技术涉及增材制造法，其中光固化组合物采取糊料的形式，该糊料的组合物是可光固化的，例如上面指出的组合物，并且该糊料的粘度可变化，特别是对于零剪切速率可从1Pa.s变化到无穷大。在通过涂敷工艺制造时，加工托板支撑正在制造的坯件的不同层以及每次形成层时所要铺开的糊料的量。每一层通过降低加工托板并铺开大滴糊料以获得具有预定糊料厚度的层来形成，该具有预定糊料厚度的层在加工托板上形成作为第一层或在前一层上形成作为堆叠物的其他层。为此，将供应量的糊料储存在罐中，该罐通过活塞在每一层处自动清空预定量的糊料，该活塞使这种量的糊料通过槽升高以在加工表面的边缘附近形成滴。然后，通过刮刀刮擦而铺开糊料滴，促使放置在糊料滴后方的刮刀使糊料滴向前移动，同时将加工表面刮到其相对边缘，以便以垂直于刮刀边缘的通过运动来铺开所述滴。向加工托板上的这样的糊料供应存在几个缺点：-在逐层构建阶段期间可能造成大量刮擦工作，使得坯件在它们的制造期间破裂或移动，从而产生缺陷；-糊料滴的体积对应于加工表面的长度；换言之，加工表面越大，所需的糊料的量越大；这导致困难：-在宽度上：糊料供应系统应该在整个宽度上均匀地供应糊料；宽度上的这样的均匀供应在实践中难以形成，因为分布取决于宽度及糊料的量；如果供应的糊料的量太少(活塞没有充分升高)，糊料倾向于在中部出来，而在侧边不太多，这迫使需要最小限度增加糊料以便尝试找到良好的均匀性，在加工表面的中部存在具有额外的糊料的风险；-在长度上：加工表面越长，刮刀必须推动以铺开的糊料越多；另一方面，其增大了形成新月形物的风险，该新月形物产生坯件的缺陷，例如缺乏材料、撕裂等，另一方面，被推动的滴的越庞大，在已经固化的下层上产生的应力越大；-制造的坯件只能由单种陶瓷材料形成，因为仅存在一种糊料供应。总而言之，目前的糊料供应系统并不总是确保每个铺开层的均匀性，导致大量刮擦工作，这可能损坏并且甚至破坏正在构建的坯件，限制加工表面的长度和宽度，限制要构建的坯件的高度，并且一次只允许打印一个陶瓷。
技术实现思路
申请人公司已经寻找到了允许消除这些缺陷中的至少一个的新的糊料供应系统。为此，根据本专利技术，提供的是，不再由沿着加工表面的边缘产生的糊料滴供应糊料，而是从加工表面上方将糊料供应在加工表面上，特别是从设置在加工表面上方并且可移动以确保在该加工表面上均匀供应的至少一个喷嘴供应。例如，通过提供用于分配糊料带的喷嘴，该喷嘴在加工表面的宽度上来回移动(根据轴线Y)并且在加工表面的长度上直线移动(根据轴线X)，使得糊料带总是位于操作中的刮刀前方，在加工表面上形成均匀的糊料蛇形线，该蛇形线确保糊料均匀且连续地铺开，并且不需要大量刮擦工作，因为每次刮刀仅推动有效量的糊料。因此，与正在铺开到大长度上的糊料有关的剪切应力被最小化，甚至被消除，并且新月形物的形成被大大减少。此外，可以在加工托板的宽度上沿横向方向进行糊料的这种分配，该加工托板的宽度远大于迄今为止存在的加工托板的宽度。因此，本专利技术将允许使加工托板比目前(最大300mm)宽得多，理论上宽度没有限制。同样地，由于开始时没有充分供应用于一个层的糊料量，但是随着刮刀向前移动及当刮刀向前移动时，通过被供应在刮刀前方，无论其前进位置如何，都可以充分调整有效量，以避免新月形物的形成，并且最小化甚至消除已经固化的下层上的应力；结果，由于应力小或没有应力，刮刀可以更快速地加工并且加工更大的长度。此外，每次形成层时仅供应必需量的糊料的事实允许各层使用各层彼此不同的材料来形成。因此，可以形成多材料坯件，例如陶瓷坯件。在本专利技术的范围内清楚地提供，几个喷嘴应该通过喷嘴的程序化以喷墨打印机的方式在同一个通道中同时或不同时地启动，以便使同一层上具有几种材料。因此，可以在同一层上以不同的宽度沉积不同的材料。此外，可以提供没有陶瓷材料的光固化组合物的层，换言之，包括至少一种光固化单体和/或低聚物、至少一种光引发剂以及如果需要的话至少一种添加剂(例如增塑剂或分散剂)的组合物的层。这样的层可以是在坯件脱脂时将被破坏的支撑层，或者可以是构建坯件时产生必要的腔的层，该层在脱脂过程期间将被破坏。最后，可以提供的是，糊料在刮刀前方的分配应该可程序化，也就是说按需启动和停止，这允许在加工托板的宽度和/或长度上提供几个平行坯件的形成，糊料通过喷嘴的分配仅在要形成在加工托板上的每个坯件的位置周围被启动。本专利技术的主题为一种用于通过增材制造技术制造坯件的方法，所述坯件特别地为由陶瓷材料制成的生坯，根据增材制造技术，根据为每一层限定的图案使光固化糊料的层依次固化，第一层形成在加工托板上的加工表面上，在根据限定的图案固化之前，每一层都由供应到所述加工托板上的一定量的糊料通过一个刮刀或平行的多个刮刀刮擦而铺开，所述加工托板在每次形成层时被降低，所述方法的特征在于，在每次形成层时，将形成所述层所需量的糊料从在刮刀前方或者在平行的多个刮刀的情况下在最前面的刮刀前方移动的至少一个喷嘴分配到加工表面上。所述喷嘴或每个喷嘴都能够平行于所述刮刀或所述多个刮刀横向地来回移动，并根据一个或多个刮刀从加工表面的一个边缘到其相对边缘的前进运动而纵向地移动。在所述喷嘴或每个喷嘴的流速及所述喷嘴或每个喷嘴的横向和纵向前进速度中选择的至少一个参数能够根据特别是在糊料的粘度及层厚中选择的至少一个参数来调节。由一个喷嘴或每个喷嘴进行的糊料的分配能够根据要形成的层来控制。能够通过用于从糊料罐供应糊料的管给所述喷嘴或每个喷嘴供应糊料，或者能够通过糊料筒给所述喷嘴或每个喷嘴供应糊料，所述糊料筒形成所述喷嘴或每个喷嘴的上部并且容纳有利地足以形成至少一个层的糊料贮料。能够从根据平行于一个或多个刮刀的轴线或根据垂直于一个或多个刮刀的轴线而对齐的至少两个喷嘴分配糊料。在铺开至少一个糊料层时，处于工作位置的至少一个刮刀除了其刮擦前进移动之外，还被允许根据所谓的振动运动在其平面内来回运动。能够以连续的方式控制糊料沉积，由此在加工表面上形成糊料带，和/或以不连续的方式控制糊料沉积，由此在加工表面上逐点形成沉积物。本专利技术还涉及一种用于通过增材制造技术制造坯件的机器，所述坯件特别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过增材制造技术制造坯件的方法，所述坯件特别地为由陶瓷材料制成的生坯，根据增材制造技术，基于为每一层限定的图案使光固化糊料的层依次固化，第一层形成在加工托板(2)上的加工表面上，在根据限定的图案固化之前，每一层都由供应到所述加工托板(2)上的一定量的糊料通过一个刮刀(6)或平行的多个刮刀刮擦而铺开，所述加工托板(2)在每次形成层时被降低，所述方法的特征在于，在每次形成层时，将形成所述层所需量的糊料从在刮刀(6)前方或者在平行的多个刮刀的情况下在最前面的刮刀前方移动的至少一个喷嘴(8)分配到加工表面上。

【技术特征摘要】
2017.03.01 FR 17516851.一种用于通过增材制造技术制造坯件的方法，所述坯件特别地为由陶瓷材料制成的生坯，根据增材制造技术，基于为每一层限定的图案使光固化糊料的层依次固化，第一层形成在加工托板(2)上的加工表面上，在根据限定的图案固化之前，每一层都由供应到所述加工托板(2)上的一定量的糊料通过一个刮刀(6)或平行的多个刮刀刮擦而铺开，所述加工托板(2)在每次形成层时被降低，所述方法的特征在于，在每次形成层时，将形成所述层所需量的糊料从在刮刀(6)前方或者在平行的多个刮刀的情况下在最前面的刮刀前方移动的至少一个喷嘴(8)分配到加工表面上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷嘴(8)或每个喷嘴都平行于所述刮刀(6)或所述多个刮刀横向地来回移动，并根据一个或多个刮刀从加工表面的一个边缘到其相对边缘的前进运动而纵向地移动。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述喷嘴(8)或每个喷嘴的流速及所述喷嘴(8)或每个喷嘴的横向和纵向前进速度中选择的至少一个参数根据特别是在糊料的粘度及层厚中选择的至少一个参数来调节。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，由一个喷嘴(8)或每个喷嘴进行的糊料的分配根据要形成的层来控制。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，通过用于从糊料罐(10)供应糊料的管(9)给所述喷嘴(8)或每个喷嘴供应糊料。6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，通过糊料筒(11)给所述喷嘴(8)或每个喷嘴供应糊料，所述糊料筒形成所述喷嘴或每个喷嘴的上部并且容纳有利地足以形成至少一个层的糊料贮料。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，从根据平行于一个或多个刮刀的轴线或根据垂直于一个或多个刮刀的轴线而对齐的至少两个喷嘴(11A,11B,11C)分配糊料。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在铺开至少一个糊料层时，处于工作位置的至少一个刮刀除了其刮擦前进移动之外，还被允许根据所谓的振动运动在其平面内来回运动。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，以连续的方式控制糊料沉积，由此在加工表面上形成糊料带，和/或以不连续的方式控制糊料沉积，由此在加工表面上逐点形成沉积物。10.一种用于通过增材制造技术制造坯件的机器，所述坯件特别地为由陶瓷材料制成的生坯，根据增材制造技术，根据为每一层限定的图案通过辐照使光固化糊料的层依次固化，所述机器包括：-框架(3)，其围绕包括加工表面的水平加工托板(2)；-门架(4；4')，其装配有至少一个刮刀(6)，所述门架(4；4')适于在框架(3)上移动越过加工托板(2)，使得一个或多个刮刀的自由边缘适于通过刮擦而使糊料层在加工表面上铺开，所述层垂直叠加；-辐照装置，其面向加工托板，以在每一层一旦铺开就辐照每一层，从而使其在铺开后续层之前固化成前面限定的图案，所述后续层又固化成限定的图案；以及-供应装置，其在每次形成层时在加工托板上供...

【专利技术属性】
技术研发人员：里夏尔·盖尼翁，克里斯托夫·沙皮，
申请(专利权)人：三维陶瓷公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR