利用多个构建模块的3D打印制造技术

根据一个示例，提供了一种在包括可移动构建模块对的三维打印系统中生成三维对象的方法。该方法包括将第一构建模块移动到构建位置，在第一构建模块中执行3D打印工作，将第一构建模块移动到构建后位置，对第一构建模块执行后处理操作，将第二构建模块移动到构建位置，并在第二构建模块中执行3D打印工作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用多个构建模块的3D打印
技术介绍
更一般地称为三维或3D打印的增材制造使得能够在逐层的基础上生成对象。3D打印技术可以通过在构建平台上形成构建材料的连续层并且选择性地固化构建材料的每个层的部分来生成对象的层。附图说明现在将参考附图仅通过非限制性示例来描述示例，其中：图1是根据一个示例的3D打印系统的示意图；图2是根据一个示例的3D打印系统控制器的框图；图3是概述根据一个示例的控制3D打印系统的示例方法的流程图；图4A、4B、4C和4D是示例后处理模块的框图；图5是概述后处理的示例方法的流程图；图6A和6B示出了根据一个示例的3D打印系统的一部分的图示。具体实施方式在某些部门中，存在将3D打印从其小批量快速原型制造中的更传统用途转移到更大批量(highervolume)和更大工业规模空间中的推动力。允许3D打印机生产更大批量的高质量对象将使它们能够更好地与更传统的制造技术竞争，更传统的制造技术诸如注塑成型。然而，由于一些3D打印技术仍然相对慢速，因此改进3D打印机的吞吐量变得越来越重要。现在参考图1，示出了根据一个示例的3D打印系统100的简化示意图。3D打印系统100包括3D打印固化模块102，以在构建模块定位在构建位置时引起在构建模块的支撑平台上形成的构建材料的层的部分的选择性固化。可以通过构建材料分配(distribution)模块104在构建模块的支撑平台上形成构建材料的层。在一个示例中，构建材料可以是合适的粉末或粒状构建材料。在一个示例中，构建材料分配模块104可以是辊子或擦涂器(wiper)。可以从例如高架料斗(overheadhopper)或从单独的构建材料存储器(未示出)供应构建材料。可以根据要打印的3D对象的打印工作或合适的数字表示来控制选择性固化模块102，以在逐层过程中形成3D对象。固化模块102可以是任何合适种类的选择性固化系统，其可包括例如熔剂(fusingagent)和熔融能系统、选择性激光烧结(SLS)系统、选择性抑制烧结(inhibitionsintering)(SIS)系统，粘合剂/粉末系统或诸如此类。3D打印系统100包括自动可移动的构建模块或构建单元对106a和106b。构建模块106是3D打印系统100可以在其中生成三维对象的模块。每个构建模块106在3D打印系统100内可在多个不同的位置或区域之间移动，如箭头116所指示的那样。应该理解，箭头116所示的运动方向纯粹是示例性的，并且在其他示例中可以使用其他运动方向。在一个示例中，构建模块106a和106b中的每一个可在相应的后处理或构建后位置(112a和112b)，如图1中所示，以及构建位置114之间移动。在图1中，构建模块106在构建位置114以虚线轮廓示出。当在构建位置114时，可以说构建模块在构建区域118中。在一个示例中，可以一次在构建位置114定位仅单个构建模块106。每个构建模块106可以例如通过任何合适的可控机动(motorized)驱动机构移动。在所示的示例中，构建位置114被示出为在比后处理位置112的水平更高的水平处。然而，后处理位置112a、112b和构建位置的相对位置可能在不同的示例中不同。在一个示例中，构建位置和后处理位置可以基本上位于相同的水平，而在另一个示例中，每个位置的水平可以是不同的。每个构建模块106包括大致开顶式(open-topped)的立方体壳体，其中提供有垂直或z轴可移动平台(108a，108b)。每个支撑平台通过相应的驱动机构(110a，110b)可移动。当定位在相应的后处理位置(112a，112b)时，每个构建模块(106a，106b)可以连接或耦合到后处理模块120，例如使用合适的机械接口。在一个示例中，3D打印系统100可以包括后处理模块对120a和120b，用于与每个相应的构建模块一起使用。在另一示例中，每个构建模块(106a，106b)可以连接或耦合到单个后处理模块120。(一个或多个)后处理模块120执行构建模块106的后处理操作。后处理操作例如可以包括对构建模块106的内容的强制或主动冷却，以及熔融(fused)和未熔融的构建材料的至少部分地分离。在一个示例中，构建模块106a和106b是3D打印系统100的集成部件并且不旨在从其移除。3D打印系统100的操作由控制器122控制。控制器122在图2的框图中被更详细地示出。控制器122包括处理器202，诸如微处理器。处理器202例如通过合适的通信总线(未示出)耦合到存储器204。存储器204存储处理器可理解的3D打印机控制指令206，该控制指令206在由处理器202执行时使控制器122控制如本文所述的3D打印系统100。现在将另外参考图3的流程图描述3D打印系统100的详细示例操作。在框302处，控制器122控制第一构建模块106a移动到构建位置114。控制器122还确保构建模块106a的支撑平台108a处于预定的上部起始位置处，准备好在其上接受粉末层。如果第二构建模块106b尚未如此定位，则将控制第二构建模块106b移动到其后处理位置112b。在框304处，控制器122执行打印工作。打印工作可能先前已由控制器122以任何合适的方式获得。控制器122通过控制构建材料分配器以在构建模块106a的支撑平台108a上形成构建材料的层，并控制固话模块102根据打印工作中的数据或指令选择性地固化所形成的构建材料的层的部分来执行打印工作。在已经处理了每层构建材料之后，控制器122控制支撑平台108a下降预定距离，以允许在其上形成构建材料的后续层。可以重复这些操作直到生成3D对象。打印工作可以包括定义要生成的3D对象的3D对象模型或者从要生成的3D对象的3D对象模型导出的数据。控制固化模块102的方式可取决于所使用的固化系统的类型。例如，如果固化系统102是选择性激光烧结系统，则可以控制固化系统102以将形成的构建材料层预加热到接近其熔化温度，并且然后将聚焦的激光束施加到将形成正在生成的3D对象的层的构造材料的层的部分，以使那些部分熔融并固化。如果例如固化系统102是熔剂和熔融能系统，则控制器122可以控制固化系统将形成的构建材料的层预加热到接近其熔化温度，以选择性地将熔剂施加于构建材料的形成的层的部分，并且然后将熔剂施加于构建材料的形成的层，使得被施加了熔剂的构建材料的部分熔融并固化。在框306处，当已经执行了打印工作时，控制器122控制构建模块106a移动到其后处理位置112a并连接或耦合到其关联的后处理模块120a。在框308处，控制器122控制后处理模块120a以对第一构建模块106a执行适当的后处理操作。在一个示例中，如图5的流程图所示，控制器可以对构建模块的内容应用(502)主动冷却，并且可以从构建模块分离(504)熔融和未熔融的构建材料。在其他示例中，可以执行其他后处理操作。在一个示例中，当已经完成后处理操作时，第一构建模块106a准备好再次用于生成另外的3D对象。控制器122可以与下面描述的进一步操作并行地控制要在第一构建模块106a上执行的后处理操作。在框310处，控制器122控制第二构建模块106b移动到构建位置114。在框312处，控制器122执行打印工作。打印工作可能先前已由控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维打印系统，包括：可移动的构建模块对；构建材料分配器，用于在位于构建区域中时在构建模块的支撑平台上形成构建材料的层；选择性固化模块，用于选择性地固化构建区域中的构建材料的形成的层的部分；以及控制器，用于：将第一构建模块移动到构建区域中；在第一构建模块中执行3D打印工作；在3D打印工作的执行之后，将第一构建模块移动到构建后区域；将第二构建模块移动到构建区域中；以及在第二构建模块中执行3D打印工作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三维打印系统，包括：可移动的构建模块对；构建材料分配器，用于在位于构建区域中时在构建模块的支撑平台上形成构建材料的层；选择性固化模块，用于选择性地固化构建区域中的构建材料的形成的层的部分；以及控制器，用于：将第一构建模块移动到构建区域中；在第一构建模块中执行3D打印工作；在3D打印工作的执行之后，将第一构建模块移动到构建后区域；将第二构建模块移动到构建区域中；以及在第二构建模块中执行3D打印工作。2.根据权利要求1所述的系统，其中每个构建模块包括可移动支撑平台，在所述可移动支撑平台上可以形成并且选择性地固化构建材的连续的层。3.根据权利要求2所述的系统，其中用于每个构建模块的构建平台的驱动机构包含在每个构建模块内。4.根据权利要求1所述的系统，其中打印系统包括用于第一构建模块的第一构建后区域，以及用于第二构建模块的第二单独的构建后区域。5.根据权利要求1所述的系统，其中3D打印工作的执行包括：控制构建材料分配器和选择性固化模块以根据3D打印工作在构建模块中生成3D对象。6.根据权利要求1所述的系统，其中构建模块沿着诸如轨道或管之类的导向元件可移动。7.根据权利要求1所述的系统，其中构建模块中的每个可独立移动。8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·R·沙克，M·A·谢菲德，P·J·凯瑟，A·奥尔森，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国,US