本发明专利技术涉及一种3D打印系统，该3D打印系统包括用于制造至少两个工件的3D打印装置。本发明专利技术还涉及一种用于使用该3D打印系统制造至少两个工件的方法。此外，本发明专利技术涉及一种用于将工件保持器附接到3D打印装置的适配器组。工件保持器附接到3D打印装置的适配器组。工件保持器附接到3D打印装置的适配器组。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造工件的3D打印系统和方法以及用于将工件保持器附接到3D打印装置的适配器组
[0001]近年来，使用3D打印系统使用增材制造来制造工件已经变得更加普遍。因此，许多工业部门使用3D打印系统来制造各种各样的产品，范围从日常家用物品到更复杂的物品，诸如用于医疗用途的物品。因此，例如，3D打印系统还经常用于制造牙科对象诸如牙冠和牙桥以及正畸器具诸如矫治器和弹簧保持器。
[0002]一种可用的3D打印系统被称为熔融沉积成型(FDM)，其中热塑性细丝被馈送通过热挤出机以软化塑料。然后通过打印头将软化的塑料分层放置以创建3D打印对象。
[0003]更高的表面质量可以通过基于树脂的3D打印系统来实现，该基于树脂的3D打印系统包括立体光刻设备(SLA)系统。类似于FDM系统，SLA系统使用增材方法通过将材料逐层施加到工件来生产物理对象。
[0004]SLA系统基于通过将光图案从光模块投影到可硬化树脂层上来固化光敏聚合物材料(通常为液体树脂)的概念。光模块可以是激光器或数字投影仪，其中使用数字投影仪的系统通常被称为数字光处理(DLP)系统。
[0005]多喷嘴喷墨打印(MJP)是用于制造工件的另一种3D打印技术。类似于SLA，MJP系统使用光(在大多数情况下为UV光)来交联光聚合物。然而，不是扫描激光器来固化层，而是打印头以第一层的形状喷射光聚合物的液滴。在大多数情况下附接到打印头的光源使聚合物聚合或固化并形成层的形状。构建平台然后移位工件，并且更多材料被沉积到前一层上。重复该过程，直到零件完成打印为止。
[0006]3D打印系统诸如上述3D打印系统通常包括具有构建表面的构建板，工件被打印到该构建表面上。一旦已经将工件打印到构建板的构建表面上，通常通过使用移除工具(例如使用刮刀)从构建板的构建表面刮下所打印的工件来将工件从构建板移除。移除工具因此通常由使用者手动操作。
[0007]移除工具的尖端因此通常被放置在构建板的构建表面上，并且力沿着构建表面朝向所打印的工件施加在移除工具上，以便从构建表面刮下工件。
[0008]一旦从构建板移除，工件然后在大多数情况下被移位到后处理阶段，诸如清洁和/或固化和/或表面精加工阶段，以便完成工件的制造过程。因此，由于在从构建板移除工件时工件尚未固化，因此在从构建板移除时工件通常没有完全硬化。
[0009]因此，例如如上所述，使用移除工具从构建板机械地移除工件可能由于使用移除工具施加到工件的力而导致对工件的损坏。损坏可包括刮擦、磨损、破裂、变形等。在移除时树脂固化不完全的情况下，注意工件可更软并且更容易变形，诸如弯曲、卷曲或扭转。这些变形可能是细微的，并且可能在更完全地固化和硬化工件的后续加工步骤中不被注意到。一旦完全固化，变形就变成永久的。
[0010]此外，移除过程是冗长且耗时的过程，其通常需要在制造过程中进行人工干预并且因此限制生产率。
[0011]此外，工件从构建板的移除过程通常不能将工件的所有材料从构建板完全移除，因此在构建板的构建表面上留下残余材料。这需要在移除工件之后，在另一工件可被打印
到构建板上之前，清除构建板上的残余打印材料。这需要对制造过程进行进一步的人工干预并且进一步限制生产率。此外，构建板上的残余材料和/或清洁流体可导致对用于制造工件的树脂材料的污染。
[0012]US 2020/238615 A1(Staal等人)涉及一种增材制造装置，其包括被构造成在使用期间保持或支撑至少一种产品的模块化构建平台，该构建平台包括多个能够分离的模块化平台单元中的至少一个。
[0013]US 2017/266890 A1(Volk)描述了具有构建室和可调节地联接到构建室的构建平台的增材制造装置。
[0014]因此，本专利技术的目的是提供一种提高3D打印工艺的生产率和效率的3D打印系统。
[0015]该目的通过包括用于制造至少两个工件的3D打印装置的3D打印系统来实现。3D打印系统可被构造成其中要制造的工件被增材地打印到表面上的任何打印系统。优选地，3D打印系统可被构造成SLA、MJP或FDM系统，如开始所描述的。3D打印装置包括构建板。在现有技术已知的常规3D打印系统中，构建板通常提供工件被增材地打印到其上的打印表面。
[0016]工件可优选地是用于患者口腔中的牙科修复的牙科对象，诸如牙冠和/或牙桥。工件还可以是正畸器具，诸如弹簧保持器和矫治器。此外，工件可以是患者牙齿和/或上颌和/或下颌的模型，例如用作所述牙齿和/或上颌和/或下颌的期望状态的模型，以使用3D打印系统或通过其他制造手段来帮助制造例如夹板、夜用护板、保持器和其他正畸器具。
[0017]3D打印系统和3D打印装置可被构造成同时或按顺序制造至少两个工件。在按顺序制造至少两个工件的情况下，可在单个制造过程中制造至少两个工件，而不干预制造过程。因此，可制造一个工件并且然后可制造另外的工件，并且然后可将两个工件移动到一个或多个后处理阶段。
[0018]3D打印系统还包括至少两个工件保持器。每个工件保持器具有制造表面，在该制造表面上可增材地制造至少一个工件。每个工件保持器还具有将工件保持器以可松脱方式附接到构建板的附接装置。
[0019]因此，不是将工件打印到构建板的构建表面上，而是3D打印系统包括独立的工件保持器，即至少两个工件保持器，其具有它们自己的制造表面，工件可被打印到这些制造表面上。
[0020]通过提供具有将工件保持器以可松脱方式附接到构建板的附接装置的工件保持器，工件保持器可容易地从构建板移除，诸如通过在工件保持器上施加推力(即，滑动运动)或拉力，并且然后可从3D打印系统移位，例如移位到一个或多个后处理阶段。
[0021]在大多数情况下，可在工件上执行多个后处理步骤。在已经打印工件之后，可将工件移位到用于将多余材料从工件移除的阶段，诸如通过移动工件并且因此在多余材料中生成质量惯性力以便移除工件表面上的不需要的粘附的多余材料。另选地，可将材料移除介质诸如溶剂和/或喷气流和/或磨料施加到工件上以便移除多余材料。
[0022]然后，可例如使用操作机器人将工件移位到固化阶段，在该阶段中，工件暴露于固化光，优选地UV光，该固化光可使材料硬化以便使工件的材料更坚固和更硬。
[0023]然后，可将工件移位到表面精加工阶段，在该阶段中，诸如通过对工件进行喷砂处理，将工件的表面精加工到所需程度的表面质量。
[0024]此外，后处理可包括用材料诸如聚合物和/或金属氧化物层涂覆相应的工件，以改
善表面光洁度、密封杜绝湿气以及/或者用作抗菌密封件。例如，可使用化学气相沉积工艺进行涂覆。
[0025]上述后处理步骤应被理解为仅仅是示例性的。因此，可将工件移位到比上述更多的后处理阶段或更少的后处理阶段。此外，可以与上述顺序不同的顺序将工件移位到上述后处理步骤。
[0026]在现有技术已知的3D打印系统中，在后处理之前从构建板移除工件，并且然后将工件移位到相应的后处理阶段。因此，在大多数情况下，每个后处理阶本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种3D打印系统，所述3D打印系统包括用于制造至少两个工件的3D打印装置，其中所述3D打印装置包括构建板，并且其中所述3D打印系统还包括至少两个工件保持器，每个工件保持器具有至少一个工件能够被增材地制造到其上的制造表面以及将所述工件保持器以可松脱方式附接到所述构建板的附接装置，其中所述附接装置包括适配器，所述适配器被构造成以可松脱方式附接到所述构建板并且以可松脱方式接纳所述工件保持器的至少一部分，以便将所述工件保持器以可松脱方式附接到所述构建板，并且其中所述适配器包括至少一个凹部，所述至少一个凹部被构造成以可滑动方式接纳所述工件保持器的至少一部分。2.根据前述权利要求中的任一项所述的3D打印系统，其中每个工件保持器和/或所述适配器和/或所述构建板包括从其表面延伸的至少一个凸起部，并且每个工件保持器和/或所述适配器和/或所述构建板包括至少一个开口，所述至少一个开口被构造成接纳所述至少一个凸起部，以将每个工件保持器以可松脱方式附接到所述构建板，优选地，其中所述凸起部包括围绕所述凸起部的外周的至少一部分形成的至少一个凹部，并且其中所述开口包括至少一个锁销，所述至少一个锁销被构造成当所述凸起部被接纳在所述开口中时，接合所述凹部以保持所述工件保持器。3.根据前述权利要求中的任一项所述的3D打印系统，其中所述工件保持器、所述适配器和所述构建板中的至少一者包括至少一个磁性元件，以将所述工件保持器以可松脱方式附接到所述构建板，优选地，其中所述构建板包括以网格图案布置在所述构建板上的多个磁性元件。4.根据前述权利要求中的任一项所述的3D打印系统，其中所述工件保持器是连续轨道形条，每个轨道形条优选地具有大致呈I形或L形的横截面。5.根据前述权利要求中的任一项所述的3D打印系统，其中所述适配器包括多个凹部，每个凹部从所述适配器的端面延伸穿过所述适配器的至少一部分，其中所述多个凹部彼此平行地布置，每个凹部被构造成以可滑动方式接纳所述至少两个工件保持器中的至少一个工件保持器的一部分。6.根据前述权利要求中的任一项所述的3D打印系统，其中所述至少两个工件保持器中的至少一个工件保持器的至少所述制造表面包括陶瓷材料，优选地氧化锆。7.根据前述权利要求中的任一项所述的3D打印系统，所述3D打印系统还包括替换工具，所述替换工具被构造成通过平行于所述构建板滑动所述工件保持器来从所述适配器移除其制造表面附接有工件的所述工件保持器，优选地，其中所述替换工具被构造成将其制造表面未附接有工件的至少一个空工件保持器滑动到所述适配器中。8.根据前述权利要求中的任一项所述的3D打印系统，所述3D打印系统还包括后处理装置，所述后处理装置包括固化装置、标记装置、表面精加工装置、热成形装置和用于从所述工件移除多余材料的装置中的至少任意装置，其中所述至少两个工件保持器和相应的后处理装置被构造使得所述工件能够通过相应的后处理装置进行后处理，其中所述工件被附接到所述工件被增材地制造到其上的相同工件保持器。9.根据前述权利要求中的任一项所述的3D打印系统，所述3D打印系统还包括控制器，所述控制器被构造成基于要制造的所述工件从具有不同大小和形状的多个工件保持器中选择至少一个工件保持器，优选地，其中所述控制器被构造成基于所述工件的外边缘与所
述工件...
【专利技术属性】
技术研发人员：马尔特，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。