改善层的透明度、平滑度和粘合性的3D打印部件的热处理制造技术

本发明专利技术涉及一种用于改善3D打印物体的层的透明度和/或平滑度和/或粘合性的系统，包括：底板；3D打印物体，其安装在底板上；控制器；运动系统，其与底板连接并由控制器控制，以使得能够在Z轴上和至少再一个其他的轴上运动；以及，至少一个处理装置；该至少一个处理装置被配置为指向3D打印物体，以在底板的运动期间加热3D打印物体的外表面和内表面中的一个上的目标点区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改善层的透明度、平滑度和粘合性的3D打印部件的热处理
本专利技术总体涉及打印系统，并且特别是涉及用于改善层的透明度、平滑度和粘合性的3D打印部件的热处理。相关专利申请的交叉引用本专利申请要求于2017年11月26日提交的、序列号为62/590,586的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请通过引用以其整体并入本文。
技术介绍
3D打印或增材制造(AM)、熔融沉积成型(FDM)和熔丝制造(FFT)是指用于打印三维物体的各种工艺中的任何一种。增材工艺主要用于在受计算机控制地铺设连续的材料层的情况。物体可以是几乎任何形状或几何形态，并且可以根据3D模型或其他电子数据源制成。多年来开发了不同类型的3D打印机，诸如3DFDM(熔融沉积成型)打印机。3DFDM打印机主要基于熔化打印头中的丝材，例如塑料。在打印低温和高温熔化材料时会出现各种问题。在3D打印工艺中，3D物体是通过将一个层沉积在另一个层的顶部来制造的，而最终物体的表面光洁度并不光滑。此外，在打印高温熔化材料，例如玻璃物体时，通过相对粗糙表面的光的折射使物体看起来不透明，或者至少不够透明。长期以来需要一种能够解决这些在使用低熔化温度和高熔化温度的打印材料打印3D物体时出现的问题的系统。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于改善3D打印物体的层的透明度和/或平滑度和/或粘合性的系统，包括：底板；安装在底板上的3D打印物体；控制器；运动系统，其与底板连接并由控制器控制，以使得能够在Z轴上和至少再一个其他的轴上运动；以及，至少一个处理装置，该至少一个处理装置被配置为指向3D打印物体，以在底板的运动期间加热3D打印物体的外表面和内表面中的一个上的目标点区域。3D打印物体可以由玻璃、塑料和金属之中的一种制成。该系统可以进一步包括加热室，该加热室具有第一开口和至少一个第二开口和/或至少一个窗口；其中，底板和3D打印物体安装在加热室的内部；运动系统、控制器和处理装置安装在加热室的外部。该系统可以进一步包括隔热包覆层(blanket)，该隔热包覆层被配置为覆盖第一开口，以使加热室与周围环境隔热。控制器可以被配置为接收3D打印物体的表示，并相应地控制处理装置和底板的运动。控制器可以进一步被配置为根据3D打印物体的形状、3D打印物体的轮廓和3D打印物体的壁的厚度中的至少一个来控制底板的运动。控制器还可被配置为根据3D打印物体的壁的厚度和3D打印物体的打印材料中的至少一个来控制处理装置的加热功率。控制器可以进一步被配置为根据3D打印物体、3D打印物体的壁的厚度和3D打印物体的打印材料来控制目标点区域的尺寸、曝光时间和特定加热模式(pattern)。处理装置可以是激光源、火焰热源和电弧热源中的一种。激光源的激光光束可以经由反射镜引向3D打印物体。处理装置可以是电弧热源，该系统可以进一步包括空气或气体源以及管道，该管道在其一端上与所述空气或气体源连接，并被配置为从其另一端吹送空气或气体，以便将所述电弧热源的热量引向3D打印物体。加热室可进一步包括在其上侧的第三开口；该系统可以进一步包括：打印喷嘴，其部分地安装在加热室内；喷嘴加热单元，其安装在加热室的内部；以及，喷嘴冷却单元，其安装在加热室的外部并围绕打印喷嘴的上侧，以冷却打印喷嘴的上侧。喷嘴加热单元可以是感应线圈，其安装在打印喷嘴的下侧周围，与打印喷嘴的外表面相距一定距离，以加热打印喷嘴；该系统还可以进一步包括用于激活感应线圈的感应电机。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于改善3D打印物体的层的透明度和/或平滑度和/或粘合性的方法，包括：a.通过控制器接收待打印的3D物体的表示；b.通过打印头在底板上打印该3D物体的一层；c.通过控制器启动处理装置并控制底板的运动以对所打印的层进行处理；d.重复步骤b和c，直到该3D物体完全打印为止。该方法可以进一步包括调节以下项中的至少一个：处理装置的加热强度；以及，3D打印物体的外表面和内表面中的一个上的目标点区域的尺寸。3D打印物体可以由玻璃、塑料和金属之中的一种制成。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于改善3D打印物体的层的透明度和/或平滑度和/或粘合性的方法，包括：a.通过控制器接收待打印的3D物体的表示；b.通过打印头在底板上打印3D物体；以及，c.通过控制器启动处理装置并控制底板的运动，以对3D物体进行处理。该方法可以进一步包括调节以下项中的至少一个：处理装置的加热强度；以及，3D打印物体的外表面和内表面中的一个上的目标点区域的尺寸。3D打印物体可以由玻璃、塑料和金属之中的一种制成。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于改善3D打印物体的层的透明度和/或平滑度和/或粘合性的方法，包括：a.通过控制器接收待打印的3D物体的表示；b.通过打印头在底板上打印3D物体的一层，并同时通过控制器启动用于处理所打印的层的处理装置；c.重复步骤b，直到该3D物体完全打印为止。该方法可以进一步包括调节以下项中的至少一个：处理装置的加热强度；以及，3D打印物体的外表面和内表面中的一个上的目标点区域的尺寸。3D打印物体可以由玻璃、塑料和金属之中的一种制成。附图说明为了更好地理解本专利技术并示出如何实现本专利技术，现在将纯粹通过示例的方式参考附图。现在具体参考附图，要强调的是，所示的细节仅是示例性的，并且仅出于对本专利技术优选实施例的说明性论述的目的，并且为了提供据信是对本专利技术的原理和概念方面的最有用和易于理解的描述而呈现。在这方面，未试图以比对本专利技术的基本理解所必要的内容更详细地显示本专利技术的结构细节，通过附图进行的描述使得本领域的技术人员明了如何可在实践中实现本专利技术的几种形式。在附图中：图1是根据本专利技术实施例的用于改善3D打印物体的层的透明度和/或平滑度和/或粘合性的示例性系统(TSA)的截面图；图1A是图1的TSA系统在处理3D打印物体的内表面时的截面图；图2是根据本专利技术实施例的另一示例性TSA系统的截面图；图3是根据本专利技术实施例的另一示例性TSA系统的截面图；图4是根据本专利技术实施例的另一示例性TSA系统的截面图；图5是示出可以由任何一个TSA系统执行的示例性过程的流程图；图6是示出可以由任何一个TSA系统执行的另一示例性过程的流程图；图7是示出可以由任何一个TSA系统执行的另一示例性过程的流程图；和图8是根据本专利技术实施例的用于在打印之后改善3D打印物体的层的透明度和/或平滑度和/或粘合性的示例性系统的截面图。具体实施方式在详细解释本专利技术的至少一个实施例之前，应当理解的是，本专利技术在其应用方面不限于在下面的描述中阐述的或在附图中示出的构造的细节和部件的布置。本专利技术适用于其他实施例或以各种方式实践或实施。此外，应了解的是，本文采用的措辞和术语是出于描述的目的，并且不应被视为是限制性的。本专利技术提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于改善3D打印物体的层的透明度和/或平滑度和/或粘合性的系统，包括：/n底板；/n3D打印物体，其安装在所述底板上；/n控制器；/n运动系统，其与所述底板连接并由所述控制器控制，以使得能够在Z轴上和至少再一个其他的轴上运动；以及/n至少一个处理装置；/n至少一个所述处理装置被配置为指向所述3D打印物体，以在所述底板的运动期间加热所述3D打印物体的外表面和内表面中的一个上的目标点区域。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171126 US 62/590,5861.一种用于改善3D打印物体的层的透明度和/或平滑度和/或粘合性的系统，包括：
底板；
3D打印物体，其安装在所述底板上；
控制器；
运动系统，其与所述底板连接并由所述控制器控制，以使得能够在Z轴上和至少再一个其他的轴上运动；以及
至少一个处理装置；
至少一个所述处理装置被配置为指向所述3D打印物体，以在所述底板的运动期间加热所述3D打印物体的外表面和内表面中的一个上的目标点区域。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述3D打印物体由玻璃、塑料和金属之中的一种制成。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括加热室，所述加热室具有第一开口、至少一个第二开口和/或至少一个窗口；其中，所述底板和所述3D打印物体安装在所述加热室的内部；以及，所述运动系统、所述控制器和所述处理装置安装在所述加热室的外部。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括隔热包覆层，所述隔热包覆层被设置为覆盖所述第一开口，以使所述加热室与周围环境隔热。


5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置为接收所述3D打印物体的表示，并相应地控制所述处理装置，以及控制所述底板的运动。


6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制器还被配置为根据所述3D打印物体的形状、所述3D打印物体的轮廓和所述3D打印物体的壁的厚度中的至少一个来移动所述底板。


7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制器还被配置为根据所述3D打印物体的壁的厚度和所述3D打印物体的打印材料中的至少一个来控制所述处理装置的加热功率。


8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制器还被配置为根据所述3D打印物体、所述3D打印物体的壁的厚度和所述3D打印物体的打印材料来控制所述目标点区域的尺寸、曝光时间和特定加热模式。


9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理装置是激光源、火焰热源和电弧热源中的一种。


10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述激光源的激光光束经由反射镜引向所述3D打印物体。


11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理装置是电弧热源；所述系统进一步包括空气或气体源，以及管道，所述管道在其一端上与所述空气或气体源连接，并被配置为从其另一端吹送空气或气体，以便将所述电弧热源的热量引向所述3D打印物体。


12.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述加热室还包括在其上侧的第三开口；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·布拉查，E·加尔欧，
申请(专利权)人：D施华洛世奇两合公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT