CN109195776A - 具有支撑结构的增材制造 - Google Patents

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CN109195776A
CN109195776A CN201780032997.0A CN201780032997A CN109195776A CN 109195776 A CN109195776 A CN 109195776A CN 201780032997 A CN201780032997 A CN 201780032997A CN 109195776 A CN109195776 A CN 109195776A
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CN
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support construction
binder
sintering
boundary layer
unsticking
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Application number
CN201780032997.0A
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J.S.梅尔伯格
R.富洛普
M.A.吉布森
M.D.弗明斯基
R.R.丰塔纳
C.A.舒赫
Y-M.张
A.J.哈特
J.C.托比亚
N.顿瑟
B.D.柯南
T.A.布热津斯基
P.A.施密特
R.秦
E.M.萨克斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
De Shi To Pioneer Metals Corp
Desktop Metal Inc
Original Assignee
De Shi To Pioneer Metals Corp
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Publication date
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Abstract

本文所述的装置、系统、和方法涉及增材制造，且更具体地涉及用于制造适于可烧结构建材料的支撑结构、可断开层等的技术。

Description

具有支撑结构的增材制造
相关申请
本申请要求2016年4月14日提交的美国临时专利申请No.62/322,760、2016年12月9日提交的美国临时专利申请No.62/432,298和2017年3月18日提交的美国临时专利申请No.62/473,372的优先权。这些申请每一个的全部内容通过引用合并于此。
本申请还涉及以下专利申请：2017年3月3日提交的国际专利申请No.PCT/US17/20817；2016年3月2日提交的美国专利申请No.15/059,256；2016年8月24日提交的美国专利申请No.15/245,702；和2016年12月16日提交的美国专利申请No.15/382,535。本申请还施加以下美国临时专利申请：2016年3月3日提交的美国临时专利申请No.62/303,310，2016年3月3日提交的美国临时专利申请No.62/303,341，2016年12月14日提交的美国临时专利申请No.62/434,014，2016年11月14日提交的美国临时专利申请No.62/421,716，和2107年2月21日提交的美国临时专利申请No.62/461,726。每一个前述申请因此以其全部内容并入本文。
技术领域
本文所述的系统和方法涉及增材制造，且更具体地涉及用于制造适于可烧结构建材料的支撑结构、可断开层等的技术。
背景技术
支撑结构常用在增材制造中，以扩展所制造物体中可用的特征，例如通过为未被支撑材料的悬出或长桥接部分提供下层结构支撑。然而，在用需要额外处理(脱粘(debinding)和烧结以形成最终零件)的材料例如进行增材制造时，常规支撑策略和技术在许多方面会失效，例如支撑结构变形或形态收缩以无法匹配被支撑物体，或支撑结构与被支撑物体烧结在一起以形成单个不可分的结构。存在对适于增材制造的可烧结物体的支撑技术、材料、和策略的需要。
发明内容
在一个方面，本文公开一种方法，包括用第一材料制造用于物体的支撑结构；在支撑结构附近制造界面层；和用第二材料制造物体的表面，物体的该表面在界面层附近，且第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间保持物体净形，其中将物体处理为最终零件包括让净形体脱粘以去除一种或多种粘结剂的至少一部分，和烧结净形体以让粉末材料连结并密实，且其中界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结。
第二材料可以包括粉末冶金材料。粉末材料可以包括金属粉末。粉末材料可以包括陶瓷粉末。粉末材料可以是可烧结材料。第二材料可以是可熔渗粉末，其具有金属熔渗物和陶瓷熔渗物中的至少一种。粘结剂体系可以包括一种粘结剂。该一种粘结剂可以通过纯热脱粘从物体去除。制造物体的表面可以包括在粘结剂喷射过程中施加该一种粘结剂。粘结剂体系可以包括第一粘结剂和第二粘结剂，在烧结之前在脱粘期间该第一粘结剂从第二材料去除，且该第二粘结剂在热烧结循环开始时保持净形。粘结剂体系可以包括第一粘结剂和第二粘结剂，该第一粘结剂在烧结之前的脱粘期间从第二材料去除，和该第二粘结剂通过烧结为最终零件而保留在净形体中。第二粘结剂可以包括亚微米颗粒，其有助于粉末材料的烧结。亚微米颗粒可以包括被选择为与粉末材料形成合金的元素。亚微米颗粒可以具有与粉末材料基本上相同的组合物且具有一尺寸分布，该尺寸分布具有比粉末材料小至少一个数量级的平均值。粉末材料可以具有一颗粒尺寸分布，该颗粒尺寸分布具有的平均直径为二到五十微米。粘结剂体系可以包括第一粘结剂和第二粘结剂，第一粘结剂在物体脱粘期间抵抗物体净形变形，且第二粘结剂在用于物体的热烧结循环开始期间抵抗物体净形变形。
方法可以包括让物体脱粘，以去除第一粘结剂。让物体脱粘可以包括化学脱粘、热脱粘、催化脱粘、超临界脱粘和蒸发中的至少一种。让物体脱粘可以包括对物体施加微波。方法可以包括让物体加热，以去除第二粘结剂。粘结剂体系可以包括至少一种聚合物。粘结剂体系可以包括第一粘结剂和至少一种其他粘结剂，第一粘结剂按粘结剂体系的体积形成为约百分之20到约百分之98，该方法进一步包括让第一粘结剂从物体脱粘，以形成开放孔通道，用于释放至少一种其他粘结剂。制造支撑结构、物体和界面层中的至少一种可以包括使用熔丝制造、粘结剂喷射和载有粉末的树脂的光学固化中的至少一种对支撑结构进行增材制造。界面层可以包括装饰材料，其中施加界面层包括将界面层施加到物体的一个或多个外表面。装饰材料可以具有美观表面修饰的合金金属。制造界面层可以包括完全包封物体。界面层可以包括钛。第一材料和界面层中的至少一个可以用一组合物形成，该组合物包括微球体，微球体在压力下可控地塌缩，以减小体积。
方法可以包括施加压力让微球体塌缩，微球体的塌缩将支撑结构从物体分离。界面层可以用第一材料形成。
在另一方面，本文公开的方法包括用第一材料制造用于物体的支撑结构；在支撑结构附近形成界面层；和用第二材料制造物体的表面，物体的该表面在界面层附近，且第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间抵抗物体净形变形，其中将物体处理为最终零件包括让净形体脱粘以去除一种或多种粘结剂的至少一部分，和烧结净形体以让粉末材料连结并密实，且其中界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结。
形成界面层可以包括使用熔丝制造、粘结剂喷射、和立体光刻中的至少一种制造界面层。形成界面层可以包括在支撑结构上喷射载有陶瓷的浆体。形成界面层可以包括在支撑结构上沉积悬浊液。悬浊液可以包括在粉末材料的烧结温度下耐受烧结的介质。悬浊液可以包括选择性脆裂材料，其让支撑结构和物体的表面之间的连结部选择性地脆裂。悬浊液可以包括被选择为向界面层中引入裂纹缺陷的组合物。粉末材料可以包括铝、钢、和铜中的至少一种的合金，其中悬浊液的组合物包括锑、砷、铋、铅、硫、磷、碲、碘、溴、氯和氟中的至少一种。形成界面层可以包括在支撑结构上以喷射、微吸移、和涂布中的至少一种施加界面材料，作为界面层。界面层可以包括陶瓷介质。界面层可以包括适于在烧结之前通过溶剂去除的可溶解材料。界面层可以包括适于在烧结之前通过溶剂去除的可溶解材料。界面层可以用一种材料形成，该材料在适于第一材料和第二材料中的至少一种的脱粘和烧结条件下具有与支撑结构的第一材料和物体的第二材料中的至少一种基本上匹配的脱粘收缩率或烧结收缩率。支撑结构的第一材料可以配置为在脱粘和烧结中的至少一种期间以比物体的第二材料更大的比率收缩。该更大的比率可以是被选择为在脱粘和烧结中的至少一个期间对界面层的陶瓷材料中的无收缩情况进行补偿的比率。该更大的比率可以选择为使得，与烧结为自支撑密度的物体的第二材料同时，让支撑结构脱离物体。形成界面层可以包括让界面层氧化，以抑制与物体的第二材料的连结。让界面层氧化可以包括通过激光选择性地氧化界面层。界面层可以包括具有粉状宏观组织的材料，在烧结期间该材料保持粉状宏观组织，而同时微观密实以匹配物体的收缩率。该材料可以包括氢氧化铝和立方氧化铝中的至少一种。界面层可以包括氧化铁和载有陶瓷的聚合物中的至少一种。界面层可以包括具有陶瓷添加物的组合物，以在烧结期间抑制物体的表面和支撑结构之间的连结。
方法可以包括以在烧结的同时抑制支撑结构与物体连结的方式沉积支撑结构、界面层和物体中的至少一种。方法可以包括以抑制与界面层混合的方式沉积支撑结构、界面层和物体中的至少一种。粉末材料可以包括金属粉末，且界面层可以用包括第二相材料的组合物制造，该第二相材料具有的熔点低于金属粉末的烧结温度，以形成可熔化界面，该可熔化界面随金属粉末在烧结期间达到烧结强度而从界面层融出。界面层可以用在烧结期间可分解为陶瓷的预制陶瓷聚合物形成。界面层可以包括与第二材料不反应的陶瓷。第二材料可以包括钛且界面层可以包括氧化钇和氧化诰中的至少一种。第一材料和第二材料可以具有相似或基本上相同的组合物。
在另一方面，本文公开的方法包括接收一物件,该物件包括第一材料制造的支撑结构、在支撑结构附近的界面层和被支撑结构支撑并用第二材料制造的物体，该物体具有在界面层附近的表面，其中第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间保持物体的净形，其中将物体处理为最终零件包括让该净形体脱粘以去除一种或多种粘结剂的至少一部分并将该净形体烧结以使得粉末材料结合并密实，且其中在烧结期间界面层抵抗支撑结构与物体的连结；和将物件处理为最终零件，其中处理物件包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种，且其中处理物件进一步包括在界面层将物体从支撑结构分离。
在另一方面，本文公开的用于三维制造的打印机包括：构建板；第一挤出机，联接到用于制造物体的构建材料的第一源，其中构建材料包括用于形成物体的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间抵抗物体的净形的变形；第二挤出机，联接到用于在物体和支撑结构的邻近表面之间制造界面层的界面材料的第二源，其中在烧结期间，界面材料抵抗物体与支撑结构的连结。机器人系统，能操作为让第一挤出机和第二挤出机相对于构建板运动；和处理器，通过计算机可执行代码配置为让机器人系统沿构建路径相对于构建板运动同时从第一挤出机和第二挤出机中的至少一个进行挤出，以基于物体的计算机化模型在构建板上制造物体。
第一挤出机可以是第二挤出机。打印机可以第三挤出机，其联接到用于制造支撑结构的支撑材料的第三源。支撑材料可以包括吸氧物。打印机可以包括第三挤出机，其联接到用于在多材料制造中使用的第二构建材料的第三源。处理器可以配置为通过从第一挤出机挤出构建材料形成支撑结构。构建材料可以以棒材、线轴、块体或大量颗粒中的至少一种供应。打印机可以包括构建材料的预制块体供应源和第二机器人系统，该第二机器人系统配置为定位一个或多个预制块体，以在物体中形成内部结构。界面材料可以包括构建材料的粘结剂体系。处理器可以配置为对支撑结构、物体的表面和界面层中的至少一种进行不足挤出，以减少与邻近层的接触面积。处理器可以配置为使用增加工具速度和减小体积沉积率中的至少一种进行不足挤出。处理器可以配置为通过减少挤出微珠尺寸或增加沉积材料条之间的间隔，从而减少物体和支撑结构中之一与界面层的接触面积。构建材料可以包括粉末冶金材料。构建材料可以包括金属粉末。界面材料可以包括具有比构建材料高的烧结温度的陶瓷粉末。打印机可以包括磨削工具，其配置为用于在构建材料从第一挤出机挤出之后且在物体烧结之前在构建板上让构建材料成形。打印机可以包括脱粘工作站，其配置为从物体中的构建材料去除粘结剂体系的至少一部分。打印机可以包括烧结炉，其配置为将粉末材料烧结为密实物体。
在另一方面，本文公开的用于在物体的熔丝制造中控制打印机的方法包括：使用支撑材料针对物体的一部分挤出支撑结构；使用界面材料在支撑结构附近挤出界面层；和挤出构建材料以在界面层的与支撑结构相对的一侧形成在界面层附近的物体表面，其中构建材料包括用于基于物体形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在制造、脱粘和烧结物体为最终零件期间抵抗物体净形变形，且进一步其中界面材料在将物体烧结为最终零件期间抵抗物体与支撑结构连结。
支撑材料和构建材料在脱粘和烧结期间可以以基本上相似的比率收缩。支撑材料在脱粘期间可以以与构建材料基本上相似的比率收缩，且支撑材料在烧结期间以比构建材料大得多的比率收缩。支撑材料可以配置为在热烧结循环期间以保持支撑结构与物体接触的比率收缩。支撑材料可以配置为在用于构建材料的烧结过程期间以保持支撑结构与物体接触的比率收缩，至少直到物体变得能够自支撑。界面材料和支撑材料中的至少一种可以包括与构建材料相比具有大得多的与氧的化学亲和力的成分。构建材料的粉末材料可以是粉末金属，其中界面材料包括粉末陶瓷。粉末陶瓷可以具有的平均颗粒尺寸比粉末金属的第二平均颗粒尺寸大至少百分之五十。粉末陶瓷可以具有的平均颗粒尺寸为约五微米到五十微米。粉末金属可以具有的平均颗粒尺寸为约十五微米，且粉末陶瓷具有的平均颗粒尺寸为至少二十五微米。粉末金属可以具有的平均颗粒尺寸比挤出支撑结构的第一挤出机的内径小至少一个数量级。粉末陶瓷可以具有的平均颗粒尺寸比挤出界面层的第二挤出机的内径小至少一个数量级。
在另一方面，本文公开的方法包括提供支撑结构；和在支撑结构上用构建材料制造物体，其中物体具有基于计算机化模型的净形，其中构建材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在制造、脱粘和烧结物体为最终零件期间抵抗物体的变形，且其中支撑结构配置为在脱粘和烧结中的至少一种期间与物体的收缩匹配。
方法可以包括在可脱粘且可烧结的材料所形成的构建板上制造支撑结构。方法可以包括通过用第二材料注射模制该构建板而制造构建板，用于用作支撑结构，所述第二材料具有与构建材料匹配的脱粘收缩率和烧结收缩率中的至少一种。提供支撑结构可以包括用第二材料制造用于物体中的悬出部或桥架中的至少一个的结构支撑体，该第二材料具有与构建材料匹配的脱粘收缩率和烧结收缩率中的至少一种。提供支撑结构可以包括用第二材料制造用于物体的基板，该第二材料具有与构建材料匹配的脱粘收缩率和烧结收缩率中的至少一种。基板可以包括两个或更多独立基板，其通过多个系杆联接，所述系杆在脱粘和烧结中的至少一种期间，让独立基板以与物体收缩对应的速率一起运动。物体在沿基板顶表面的平面中可以具有两个或更多个别且分离的接触表面，其中基板包括两个或更多相应的分离基板区域，其围绕两个或更多个别且分离的接触表面每一个的投影形成，基板进一步包括至少一个系杆，以将两个或更多个别且分离的接触表面彼此联接，以在脱粘和收缩中的至少一种期间有助于以与两个或更多个别且分离的接触表面的运动在形态上匹配的方式让相应的分离基板区域运动。基板的形状可以基于物体在构建板平面中的投影凸包，该构建板平面在制造期间接收物体。该形状可以是从投影凸包均匀移位一预定偏移量而获得的外形。基板的形状可以包括内部开口，通过从投影的内部边界移位一第二预定偏移量所获得的外形来形成该内部开口。基板可以包括穿过基板且定位为穿过基板提供用于脱粘溶剂的排出路线的多个穿孔。在物体的邻近层不垂直覆盖基板的基板区域中，多个穿孔从基板的顶表面可以延伸到基板的底表面。多个穿孔可以从基板的顶表面延伸到基板的一个或多个侧表面。方法可以包括与物体几何结构相独立地在基板中定位多个穿孔。多个穿孔可以定位在被物体的垂直壁包围在基板的x-y平面内的基板区域中，所述垂直壁从基板的顶表面沿z轴线延伸且围绕该基板区域。基板可以于物体在构建板平面中的投影下方形成连续闭合表面，该构建板平面在制造期间接收物体。方法可以包括在支撑结构和物体之间制造界面层，其在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结。方法可以包括用包括陶瓷的支撑材料制造支撑结构。方法可以包括用包括在第二粘结剂体系中的陶瓷粉末的支撑材料制造支撑结构。
在另一方面，本文公开的系统包括：构建板；构建材料供应源，构建材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在制造、脱粘和烧结构建材料为最终零件期间抵抗构建材料的变形；和增材制造系统，配置为在构建板上用构建材料制造物体，该增材制造系统基于计算机化模型对构建材料赋予净形，且增材制造系统配置为提供构建表面，其具有与构建材料的脱粘收缩率和烧结收缩率中的至少一种匹配的收缩率。
构建表面可以包括预制基板。构建表面可以包括于物体在构建板平面中的投影凸包下方制造的收缩基板。系统可以包括脱粘工作站，以从物体中的构建材料去除一种或多种粘结剂中的至少一种，且包括烧结烤箱，以加热物体，以在粉末材料的颗粒之间形成连结。增材制造系统可以包括粘结剂喷射系统或熔丝制造系统中的至少一种。
在另一方面，本文公开的方法包括：接收一物件，该物件包括支撑结构、在支撑结构上用构建材料制造的物体，其中构建材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，和在物体和支撑结构之间的界面层，该界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结，其中一种或多种粘结剂在制造、脱粘和烧结物体为最终零件期间抵抗物体的变形，且其中支撑结构配置为在脱粘和烧结中的至少一种期间与物体的收缩匹配。处理该物件以将物体形成为最终零件，其中处理包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种。
在另一方面，本文公开的方法包括用第一材料制造用于物体的支撑结构；用第二材料制造该物体，该物体包括能定位在支撑结构附近且被支撑结构支撑的表面，其中第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间抵抗物体净形变形；在与能定位在支撑结构附近且被支撑结构支撑的物体表面对应的位置处对支撑结构和物体中的至少一个施加界面层，其中界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结；和将支撑结构和物体组装在一起，所述表面定位在支撑结构附近且被支撑结构支撑，由此提供经组装的工件。
第一材料和第二材料可以是基本上相似的组合物。可以从单个源沉积第一材料和第二材料。第一材料和第二材料可以包括从熔丝制造系统的单个挤出机挤出的一种构建材料。第一材料和第二材料在第一材料的脱粘和烧结期间可以具有基本上匹配的收缩率。粉末材料可以包括金属粉末。粉末材料可以包括陶瓷粉末。粉末材料可以是可烧结材料。粘结剂体系可以包括第一粘结剂和第二粘结剂，第一粘结剂被选择为在物体脱粘期间抵抗物体净形变形，第二粘结剂被选择为在用于烧结物体的热烧结循环期间抵抗物体净形变形。方法可以包括在组装支撑结构之前在第一脱粘过程中去除第一粘结剂。制造支撑结构可以包括使用熔丝制造、粘结剂喷射和载有粉末的树脂的光学固化中的至少一种对支撑结构进行增材制造。制造物体可以包括使用熔丝制造、粘结剂喷射和载有粉末的树脂的光学固化中的至少一种对物体进行增材制造。制造界面层可以包括使用熔丝制造、粘结剂喷射和载有粉末的树脂的光学固化中的至少一种施加界面层。施加界面层可以包括在支撑结构上施加载有陶瓷的浆体。施加界面层可以包括在支撑结构上施加陶瓷悬浊液。施加界面层可以包括在支撑结构和物体中的至少一个上喷涂界面层。施加界面层可以包括将支撑结构和物体中的至少一个浸入界面材料中。施加界面层可以包括在支撑结构和物体中的至少一个上微吸移界面层。
方法可以包括将经组装的工件定位在构建板上，该构建板配置为在脱粘和烧结中的至少一种期间以基本上等于物体的比率收缩。方法可以包括让经组装的工件脱粘。方法可以包括烧结经组装的工件。
在另一方面，本文公开的方法包括：接收用第一材料制造的用于物体的支撑结构和用第二材料制造的物体，物体包括能定位在支撑结构附近且被支撑结构支撑的表面，其中第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间抵抗物体净形变形；在与能定位在支撑结构附近且被支撑结构支撑的物体表面对应的位置处对支撑结构和物体中的至少一个施加界面层，其中界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结；将支撑结构和物体组装在一起，所述表面定位在支撑结构附近且被支撑结构支撑，由此提供经组装的工件；和处理该经组装的工件以将物体形成为最终零件，其中处理包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种。
在另一方面，本文公开的方法包括：用第一材料制造第一物体，其中第一材料包括粉末材料和粘结剂体系，粘结剂体系包括在将第一物体处理为最终零件期间抵抗第一物体净形变形的一种或多种粘结剂；在第一物体的第一表面附近施加界面层；和在界面层附近且与第一物体的第一表面相对的位置处用第二材料制造第二物体的第二表面，其中第二物体在结构上与第一物体独立且与第一物体机械地相关，且其中界面层在烧结期间抵抗第一表面与第二表面的连结。
第一材料和第二材料可以从单个构建材料源供应且具有基本上共同的组合物。第一材料和第二材料在热烧结循环期间可以具有基本上相似的收缩率。
第一物体和第二物体可以形成多零件机械组件。多零件机械组件可以包括在壳体中的一个或多个活动零件。方法可以包括从壳体提供用于界面层的第三材料的实体离开路径。方法可以包括在多零件机械组件中提供实体离开路径，用于提取支撑材料。支撑材料可以在第一材料的烧结期间还原为粉末。支撑材料可以是可溶解支撑材料，该方法包括在溶剂中溶解支撑材料并通过实体离开路径去除支撑材料和溶剂。
界面层可以在第一材料的烧结期间还原为粉末。粉末材料可以包括粉末金属。界面层可以包括粉末陶瓷。方法可以包括让第一物体和第二物体脱粘。方法可以包括烧结第一物体和第二物体。制造第一物体和第二物体可以包括使用熔丝制造过程制造第一物体和第二物体中的至少一个。制造第一物体和第二物体可以包括使用粘结剂喷射过程制造第一物体和第二物体中的至少一个。制造第一物体和第二物体可以包括使用立体光刻过程制造第一物体和第二物体中的至少一个。施加界面层可以包括使用熔丝制造过程沉积界面材料。形成界面层可以包括在第一表面上以喷射、微吸移、和涂布中的至少一种施加界面材料，以形成界面层。界面材料可以包括载有陶瓷的聚合物。界面材料可以包括载有陶瓷的悬浊液或载有陶瓷的浆体。第一物体和第二物体可以包括互补齿轮。第一物体和第二物体中的至少一个可以包括轴。第一物体和第二物体中的至少一个可以包括轴承。
在另一方面，本文公开的方法包括：接收一物件，其包括用第一材料制造的第一物体，其中第一材料包括粉末材料和粘结剂体系，粘结剂体系包括在将第一材料处理为最终零件期间抵抗第一材料净形变形的一种或多种粘结剂，该物件进一步包括在第一物体的第一表面附近的界面层，且该物件进一步包括在界面层附近且与第一物体的第一表面相对的位置处用第二材料制造的第二物体的第二表面，其中第二物体在结构上独立于第一物体且在与第一物体机械地相关，且其中界面层在烧结期间抵抗第一表面与第二表面的连结；和基于第一物体和第二物体处理该物件以将物体形成为最终零件，其中处理包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种。
第二材料可以包括第二粘结剂体系，其在将第二物体处理为第二最终零件期间抵抗第二材料的第二净形变形。
在另一方面，本文公开的方法包括使用增材制造过程用构建材料制造物体，该物体具有空腔和通道，该空腔包括在制造期间需要支撑的内表面，且该通道提供空腔和物体的外部环境之间的开放通路；制造用于内表面的支撑结构，其中支撑结构包括用多个独立支撑结构形成的复合支撑结构，所述多个独立支撑结构配置为共同为内表面提供支撑，以满足构建材料的制造规则，其中通道小于复合支撑结构，且其中每一个独立支撑结构的形状和大小设置为用于从空腔通过通道分别去除。在多个独立支撑结构每一个之间制造界面层，以有助将于多个独立支撑结构每一个拆解和从空腔通过通道去除。
复合支撑结构可以具有一形状，其具有的尺寸总体过大而不能经过通道的最小宽度。构建材料可以包括粉末材料和粘结剂体系，粘结剂体系包括在制造期间抵抗物体净形变形的第一粘结剂和在将物体烧结为最终零件期间抵抗物体净形变形的第二粘结剂。粉末材料可以包括金属粉末。界面层可以用包括陶瓷粉末的界面材料形成。界面层可以用界面材料形成，其在烧结期间抵抗支撑结构与物体内表面的连结。方法可以包括在多个独立支撑结构中之一和空腔的内表面的邻近部分之间制造第二界面层。方法可以包括让物体脱粘。方法可以包括烧结物体。支撑结构可以是制造支撑结构，其中通过脱粘去除界面层。方法可以包括在脱粘之后且在烧结物体之前去除界面层和去除支撑结构。制造物体可以包括制造多个通道，其布置为从所述通道中的第一个经空腔冲入流体并通过通道中的第二个冲出流体。
在另一方面，本文公开的方法包括使用增材制造过程用构建材料制造物体，其中构建材料包括粉末构建材料和粘结剂体系，其中粘结剂体系包括在将物体处理为最终零件期间保持物体净形一种或多种粘结剂，且其中物体具有空腔和通道，空腔包括在制造期间需要支撑的内表面，且通道提供空腔和物体的外部环境之间的开放通路；和在空腔中制造用于内表面的支撑结构，其中支撑结构用在基体中的粉末支撑材料制造。
方法可以包括在物体脱粘期间溶解基体。方法可以包括在物体烧结期间去除基体。方法可以包括通过去除基体将支撑结构还原为粉末。方法可以包括从空腔去除粉末支撑材料。粉末支撑材料可以包括陶瓷。粉末构建材料可以包括金属粉末。粉末支撑材料可以在金属粉末的烧结温度下耐受烧结。
在另一方面，本文公开的方法包括：接收一物件，该物件包括用构建材料制造的物体，物体具有空腔和通道，空腔包括在制造期间需要支撑的内表面，且通道提供空腔和物体的外部环境之间的开放通路，该物件进一步包括用于内表面的支撑结构，其中支撑结构包括用多个独立支撑结构形成的复合支撑结构，所述多个独立支撑结构配置为共同为内表面提供支撑，以满足构建材料的制造规则，其中通道小于复合支撑结构，且其中每一个独立支撑结构的形状和大小设置为用于从空腔通过通道分别去除，物件进一步包括在多个独立支撑结构每一个之间制造界面层，以有助将于多个独立支撑结构每一个拆解和从空腔通过通道去除；和将物件处理为最终零件，其中处理包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种。
在另一方面，本文公开的方法包括：接收一物件，该物件包括用构建材料制造的物体，构建材料包括粉末构建材料和粘结剂体系，粘结剂体系包括在将物体处理为最终零件期间抵抗物体净形变形的一种或多种粘结剂，且其中物体具有空腔和通道，空腔包括在制造期间需要支撑的内表面，且通道提供空腔和物体的外部环境之间的开放通路，物件进一步包括在空腔中的用于内表面的支撑结构，其中支撑结构用在基体中的粉末支撑材料制造；和将物件处理为最终零件，其中处理包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种。
在另一方面，本文公开的用于对支撑结构进行粘结剂喷射制造的系统包括：粉末床；粉末材料供应源，该粉末材料在粉末床中用作构建材料，粉末材料包括针对最终零件选择的材料的可烧结粉末；铺展器，用于跨经粉末床铺展粉末材料；打印机，配置为根据物体的计算机化模型向粉末床中的粉末材料的顶表面施加粘结剂，其中打印机配置为根据计算机化模型的二维截面以与粉末材料相关的样式施加粘结剂，且其中打印机进一步配置为以第二样式施加第二粘结剂，以粘结粉末材料的其他区域，以在物体的至少一个表面附近形成支撑结构；和沉积工具，配置为在支撑结构和物体之间的界面处施加界面材料，其中界面材料在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结。
粉末材料可以包括金属粉末。粘结剂和第二粘结剂可以是从单个打印头沉积的基本上相似或相同粘结剂体系。沉积工具可以包括喷射打印头。界面材料可以包括陶瓷颗粒的胶体悬浊液，该陶瓷颗粒大小设置为将可烧结粉末熔渗到物体附近的支撑结构的表面中。陶瓷颗粒可以具有的平均颗粒尺寸小于一微米。可烧结粉末可以具有的平均颗粒尺寸为约十到三十五微米。陶瓷颗粒可以具有的平均颗粒尺寸比可烧结粉末的类似测量的平均颗粒尺寸小至少一个数量级。界面材料可以包括在物体附近的支撑结构表面处沉积的陶瓷颗粒层。陶瓷颗粒层可以固化，以通过可烧结粉末的随后层防止位移，由此在支撑结构和物体之间形成耐受烧结的陶瓷层。陶瓷颗粒层可以沉积在载体中，该载体在与可烧结粉末接触时胶合。陶瓷颗粒层可以沉积在可固化载体中，该系统包括固化系统，该固化系统配置为让可固化载体基本上与可烧结粉末上的沉积同时固化。界面材料包括在一个方面，界面材料可以包括一材料，其在脱粘并进入热烧结循环之后留下来作为将支撑结构与物体实体分离的界面层。界面材料可以在支撑结构和物体之间以间歇的样式沉积，以在烧结之后在支撑结构和物体之间形成相应样式的间隙，由此弱化支撑结构和物体之间的机械联接，以有助于去除。
界面材料可以包括可溶解的金属盐，其在脱水和加热时转变为陶瓷。界面材料可以包括氢氧化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐、硬脂酸盐中的至少一种。界面材料可以进一步包括铝。界面材料可以包括锆、钇、硅、钛、铁、镁、和钙中的至少一种。
铺展器可以是双向铺展器。粘结剂可以包括被选择为改变最终零件性能的二次熔渗物。二次熔渗物可以包括碳、硼、和金属盐中的至少一种。
在另一方面，本文公开的用于对支撑结构进行粘结剂喷射制造的系统包括：粉末床；粉末材料供应源，该粉末材料在粉末床中用作构建材料，粉末材料包括针对最终零件选择的材料的可烧结粉末；铺展器，用于跨经粉末床铺展粉末材料；和打印机，配置为根据物体的计算机化模型向粉末床中的粉末材料的顶表面施加粘结剂，其中打印机配置为根据计算机化模型的二维截面以与粉末材料相关的样式施加粘结剂，且其中打印机进一步配置为以第二样式施加第二粘结剂，以粘结粉末材料的其他区域，以在物体的至少一个表面附近形成支撑结构，且其中打印机进一步配置为根据用于物体的烧结支撑体的第二计算机化模型向粉末材料的顶表面施加粘结剂。
在另一方面，本文公开的方法包括：在一床中沉积粉末材料的多个层，粉末材料包括被选择为用于烧结为最终零件的材料的可烧结粉末；在多个层被沉积时以第一样式向该多个层施加第一粘结剂，以在该床中用粉末材料形成支撑结构；在多个层被沉积时以第二样式向该多个层施加第二粘结剂，以在该床中用粉末材料形成物体；和在支撑结构和物体之间的界面处施加界面材料，其中界面材料在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结。
粉末材料可以包括金属粉末。第一粘结剂和第二粘结剂可以是从单个打印头沉积的基本上相似或相同粘结剂体系。施加界面材料可以包括通过喷射打印头喷射界面材料。
界面材料可以包括陶瓷颗粒的胶体悬浊液，该陶瓷颗粒大小设置为将可烧结粉末熔渗到物体附近的支撑结构的表面中。陶瓷颗粒可以具有的平均颗粒尺寸小于一微米。可烧结粉末可以具有的平均颗粒尺寸为约十五到三十五微米。陶瓷颗粒可以具有的平均颗粒尺寸比可烧结粉末的类似测量的平均颗粒尺寸小至少一个数量级。
界面材料可以包括在物体附近的支撑结构表面处沉积的陶瓷颗粒层。陶瓷颗粒层可以固化，以通过可烧结粉末的随后层防止位移，由此在支撑结构和物体之间形成耐受烧结的陶瓷层。陶瓷颗粒层可以沉积在载体中，该载体在与可烧结粉末接触时胶合。陶瓷颗粒层可以沉积在可固化载体中，该方法包括让可固化载体基本上与可烧结粉末上的沉积同时固化。
界面材料可以包括一材料，其在脱粘并进入热烧结循环之后留下来作为将支撑结构与物体实体分离的界面层。界面材料可以在支撑结构和物体之间以间歇的样式沉积，以在支撑结构和物体之间形成相应样式的间隙，由此弱化支撑结构和物体之间的机械结构，以有助于去除。第一粘结剂可通过化学溶剂脱粘，其中界面材料在该化学溶剂中至少部分地不可溶解。
界面材料可以包括可溶解的金属盐，其在脱水和加热时转变为陶瓷。界面材料可以包括氢氧化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐、硬脂酸盐中的至少一种。界面材料可以进一步包括铝。界面材料可以包括锆、钇、硅、钛、铁、镁、和钙中的至少一种。
方法可以包括通过双向铺展器沿相对方向施加粉末材料的连续层。方法可以包括在热烧结循环中烧结支撑结构和物体。第二粘结剂可以包括二次熔渗物，其被选择为修改通过烧结物体形成的最终零件的性能。二次熔渗物可以包括碳、硼、和金属盐中的至少一种。
在另一方面，本文公开的物件包括：物体，用构建材料形成，构建材料包括用于在烧结温度下形成最终零件的可烧结粉末材料，其中构建材料包括粘结剂体系，该粘结剂体系含有在将可烧结粉末材料密实为最终零件之前将可烧结粉末材料保持于物体净形的一种或多种粘结剂；用于物体的支撑结构，该支撑结构定位在物体的一表面附近，以在将物体处理为最终零件期间提供机械支撑，支撑结构用第二材料形成，第二材料具有的收缩率在处理期间与构建材料匹配；和界面层，设置在支撑结构和物体的表面之间，界面层含有一组合物，该组合物在烧结期间通过界面层抵抗支撑结构与物体的表面的连结。
一种或多种粘结剂可以在将物体处理为最终零件期间保持物体的净形，其中将物体处理为最终零件包括让净形体脱粘以去除一种或多种粘结剂的至少一部分，和将净形体烧结以让可烧结粉末材料连结和密实。可烧结粉末材料可以包括金属粉末。第二材料可以是构建材料。
界面层的组合物可以包括比构建材料高得多的烧结温度的陶瓷粉末。支撑结构的第二材料可以含有界面层的陶瓷粉末。界面层和支撑结构可以用基本上相同的组合物形成。陶瓷粉末可以具有的平均颗粒尺寸比用于形成最终零件的可烧结粉末材料小得多，其中陶瓷粉末在空间上分布在支撑结构的外表面上的第二可烧结粉末材料颗粒之间，以在烧结温度下的烧结期间抵抗外表面周围支撑结构的第二可烧结粉末材料和构建材料的可烧结粉末材料之间的颈柱，由此提供界面层。陶瓷粉末可以具有的平均颗粒尺寸小于一微米。可烧结粉末材料可以具有的第二平均颗粒尺寸为约十五到三十五微米。陶瓷粉末可以具有的平均颗粒尺寸比可烧结粉末材料的类似测量的平均颗粒尺寸小至少一个数量级。界面层可以实体排除支撑结构和物体，其中陶瓷粉末具有比物体的可烧结粉末材料大得多的平均颗粒尺寸，且进一步其中陶瓷粉末设置在保持界面层形状的第二粘结剂体系中。第二粘结剂体系可以在烧结温度下的热烧结循环开始期间保持界面层的形状。
构建材料可以包括粉末冶金材料。粘结剂体系可以包括被选择为有助于可烧结粉末材料烧结的亚微米颗粒。亚微米颗粒可以包括被选择为与可烧结粉末材料形成合金的元素。粘结剂体系的亚微米颗粒可以具有基本上与可烧结粉末材料相同的组合物和具有比可烧结粉末材料小至少一个数量级的平均颗粒尺寸的尺寸分布。
可烧结粉末材料可以具有一颗粒尺寸分布，该颗粒尺寸分布具有的平均直径为十到五十微米。界面层可以包括选择性脆裂材料，其被选择为在烧结为最终零件期间在界面层处向支撑结构和物体中的至少一个引入裂纹缺陷。可烧结粉末材料可以包括铝、钢、和铜中的至少一种的合金，其中选择性脆裂材料包括锑、砷、铋、铅、硫、磷、碲、碘、溴、氯和氟中的至少一种。界面层可以包括预制陶瓷聚合物，其在烧结温度下的烧结期间分解为陶瓷。
在另一方面，本文公开的物件包括：物体，其用构建材料形成，该构建材料包括粘结剂体系和可烧结粉末材料；用于物体的支撑结构，该支撑结构用支撑材料形成，该支撑材料具有的脱粘和烧结收缩率与构建材料匹配；和界面层，形成在物体的一表面和支撑结构的邻近表面之间，其中界面层在用于可烧结粉末材料的烧结温度下的热烧结循环期间抵抗支撑结构与物体的连结。
可烧结粉末材料可以包括金属粉末。可烧结粉末材料可以具有大于约三十五微米的平均颗粒尺寸。界面层可以包括陶瓷颗粒。陶瓷颗粒可以具有的平均颗粒尺寸大于可烧结粉末材料的第二平均颗粒尺寸。界面层可以包括热朔性粘结剂，以保持陶瓷颗粒在物件中的位置。陶瓷颗粒可以具有的平均颗粒尺寸为约五到四十微米。支撑结构可以包括非平面支撑表面，其在用于物件平面制造的制造坐标系中具有在物体底表面下方的变化z轴线。
在另一方面，本文公开方法包括：接收一物件，该物件包括用构建材料形成的物体、用于物体的支撑结构、和形成在物体的一表面和支撑结构的邻近表面之间的界面层，该构建材料包括粘结剂体系和可烧结粉末材料，该支撑结构用支撑材料形成，该支撑材料具有的脱粘和烧结收缩率与构建材料匹配，其中界面层在用于可烧结粉末材料的烧结温度下的热烧结循环期间抵抗支撑结构与物体的连结；和将物件处理为最终零件，其中处理包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种。
在另一方面，本文公开的方法包括用第一材料制造用于物体的支撑结构，该支撑结构包括两个或更多分立的支撑部件；形成界面层，该界面层包括在支撑结构附近的界面层的第一部分和在两个或更多分立的支撑部件之间的界面层的第二部分；和用第二材料制造物体的表面，物体的该表面在界面层第一部分附近，且第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间抵抗物体净形变形，其中将物体处理为最终零件包括让净形体脱粘以去除一种或多种粘结剂的至少一部分，和烧结净形体以让粉末材料连结并密实，且其中界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结。
形成界面层可以包括使用熔丝制造、粘结剂喷射、和立体光刻中的至少一种制造界面层。形成界面层可以包括在支撑结构上喷射载有陶瓷的浆体。形成界面层可以包括在支撑结构上沉积悬浊液。悬浊液可以包括在粉末材料的烧结温度下耐受烧结的介质。悬浊液可以包括选择性脆裂材料，其让支撑结构和物体的表面之间的连结部选择性地脆裂。形成界面层可以包括在支撑结构上以喷射、微吸移、和涂布中的至少一种施加界面材料，作为界面层。界面层可以包括陶瓷粉末。
在另一方面，本文公开的方法包括：接收一物件，该物件包括用第一材料制造的支撑结构、物体、和界面层，其中支撑结构包括用于支撑物体的两个或更多分立支撑部件，其中界面层包括在支撑结构附近的界面层的第一部分和在两个或更多分立支撑部件之间的界面层的第二部分，且其中物体包括用第二材料制造的表面，该第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间抵抗物体净形变形，其中将物体处理为最终零件包括烧结净形体，以让粉末材料连结并密实，且其中界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结；和将物件处理为最终零件，其中处理物件包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种，且其中处理物件进一步包括在界面层将物体从支撑结构分离。
支撑结构可以包括用于物体的打印支撑体。支撑结构可以包括用于物体的脱粘支撑体。支撑结构可以包括用于物体的烧结支撑体。
在另一方面，本文公开的物件包括：物体，用构建材料形成，构建材料包括用于在烧结温度下形成最终零件的可烧结粉末材料，其中构建材料包括粘结剂体系，该粘结剂体系含有在将可烧结粉末材料密实为最终零件之前将可烧结粉末材料保持于物体净形的一种或多种粘结剂；用于物体的支撑结构，该支撑结构定位在物体的一表面附近，以在打印物体、脱粘物体、和烧结物体中的至少一种期间提供机械支撑，该支撑结构用一种或多种其他材料形成，该一种或多种其他材料具有的收缩率在脱粘和烧结中的至少一种期间与构建材料的第二收缩率协调，其中支撑结构包括两个或更多分立部件；和界面层，设置在支撑结构和物体的该表面之间和在支撑结构的两个或更多分立部件每一个之间，该界面层含有一组合物，该组合物在烧结期间通过界面层抵抗支撑结构与物体的该表面或两个或更多分立部件中的另一些的连结。
支撑结构可以形成包封物体的锁模，其中两个或更多分立部件在烧结之后分离时可拆解，以将物体从锁模释放。支撑结构可以在物体的空腔中形成内部支撑体，其中两个或更多分立部件在烧结之后分离时可拆解，用于从空腔去除。支撑结构的一种或多种其他材料可以包括用于制造物体的构建材料。界面层可以包括比构建材料高得多的烧结温度的陶瓷粉末。可烧结粉末材料可以具有的第二平均颗粒尺寸为约五到三十五微米。粘结剂体系可以包括被选择为有助于可烧结粉末材料烧结的亚微米颗粒。界面层可以包括预制陶瓷聚合物，其在烧结温度下的烧结期间分解为陶瓷。
附图说明
图1显示了使用可烧结构建材料的增材制造系统。
图2显示了用可烧结构建材料进行增材制造的方法流程图。
图3显示了使用熔丝制造的增材制造系统。
图4显示了使用粘结剂喷射的增材制造系统。
图5显示了立体光刻系统。
图6显示了立体光刻系统。
图7显示了界面层。
图8显示了用于形成用于可去除支撑体的界面层的方法流程图。
图9显示了用于用高架支撑体(overhead supports)制造物体的方法的流程图。
图10显示了具有高架支撑体的物体。
图11显示了收缩基板上的物体的截面。
图12显示了收缩基板上的物体的俯视图。
图13是用于制造可收缩支撑结构的方法的流程图。
图14显示了用于独立地制造物体和物体支撑体的方法流程图。
图15显示了用于制造多零件组件的方法流程图。
图16示出了在壳体中的机械组件。
图17显示了用于制造可去除烧结支撑体的方法流程图。
图18显示了用于在粘结剂喷射过程中形成界面层的方法流程图。
具体实施方式
现在将参考附图描述实施例。但是，前述内容可以以许多不同形式实施且不应理解为是对本文所述的所示出实施例的限制。
所有本文提到的文献通过引用全部并入本文。以单数形式描述的项目应该被理解为包括多个项目，且反之亦然，除非另有明确描述或从本文可清楚得知。语法连词的目的是表示所连接短语、句子、词语等的任何和全部分离和连结的组合，除非另有说明或从上下文清楚得知。由此，术语“或”通常应该被理解为表示“和/或”等等。
本文对数值范围的描述不是限制性的，表示落入该范围的任何和所有值的个别替代，除非在本文另有说明，且这种范围内的每一个单独值并入到到本说明书中，如单独在本文描述了一样。词语“约”、“大约”等在与数值连用时应理解为表示本领域技术人员为满足特定目的的需要进行操作所带来的偏差。类似地，例如“约”或“基本上”这样的表示近似的词语在用于物理特性时应该理解为表示一定的偏差范围，本领域技术人员应理解这种偏差范围是为了满足相应的用途、功能、目的等。值和/或数值的范围在本文仅作为例子提供，且不构成对所述实施例范围的限制。在提供了值的范围的情况下，它们还应包括在该范围内的每一个值，如同被单独描述过一样，除非另有相反说明。使用本文提供的任何和所有例子或示例性用语(“例如”、“如”等)目的仅仅是更好地给出实施例而不是对实施例的范围做出限制。说明书中的用语不应被理解为表示对于实施所述实施例来说必不可少的任何未要求的要素。
在以下描述中，应理解，例如“第一”、“第二”、“顶”、“底”、“上”、“下”等的术语是为方便，且所使用的词语且不应被理解为是限制性术语。
图1显示了使用可烧结构建材料的增材制造系统。系统100可以包括打印机102、传送器104和后处理工作站106。
通常，打印机102可以是本文所述的任何打印机或适于用可烧结构建材料进行制造的任何其他三维打印机。通过非限制性的例子，打印机102可以包括熔丝制造系统、喷粘结剂系统(binder jetting system)、立体平版印刷系统(stereolithography system)、选择性激光烧结系统、或可使用本文所构思的可烧结构建材料在计算机控制下有效地适于形成净形物体(net shape object)的任何其他系统。
打印机102的输出可以是物体103，其是构建材料形成的生坯(green body)等，该构建材料包括任何合适粉末(例如金属、金属合金、陶瓷等，以及前述的组合)，以及将粉末保持在通过打印机102制造的净形体中的粘结剂。各种组合物可以被用作本文所构思的构建材料。例如，粉末冶金材料等可以适于用作熔丝制造过程等中的构建材料。具有合适的热机械性能以用于在熔丝制造过程中挤出的金属注射模制材料作为非限制性的例子被描述于Heaney，Donald F.的《Handbook of Metal Injection Molding》(2012)，其全部内容通过引用合并于本文。
传送器104可以用于将物体103从打印机102运输到后处理工作站106，该后处理工作站106可以包括一个或多个分离的处理工作站，在该处可执行脱粘和烧结。传送器104可以是适于实体地传输物体103的任何合适机构或装置的组合。这例如可以在打印机侧包括机器人和机器视觉系统等，用于将物体103从构建平台脱离，以及可以在后处理侧包括机器人和机器视觉系统等,以准确地将物体103置放在后处理工作站106中。在另一方面，后处理工作站106可以对多个打印机进行服务，使得多个物体可被同时脱粘并烧结，且传送器104可以将打印机和后处理工作站互相连接，使得多个打印工作可以协调且自动地并行完成。在另一方面，可以在两个相应工作站之间手动地运输物体103。
后处理工作站106可以是任何系统或系统组合，用于将通过打印机102由金属注射模制构建材料形成为期望净形的生坯转换为最终物体。后处理工作站106例如可以包括脱粘工作站，例如化学脱粘工作站，用于将粘结剂材料溶解在溶剂等中，或更通常地是配置为将粘结剂体系(binder system)的至少一部分从物体103的构建材料去除的任何脱粘工作站。后处理工作站106也可以或代替地包括热烧结工作站，用于以用于构建材料或构建材料中的粉末材料的烧结温度施加热烧结循环，例如配置为将粉末材料烧结为密实物体的烧结炉。后处理工作站106的部件可以用于顺序制造最终物体。作为另一例子，一些同时(contemporary)的注射模制材料被设计出来以用于热脱粘，其可以通过单个烤箱或相似装置执行脱粘和烧结步骤的组合。通常，烧结炉的热规范取决于粉末材料、粘结剂体系、粉末材料在粘结剂体系中的体积装载(volume loading)和生坯物体和用于制造其的材料的其他方面。商业可获得的用于经热脱粘和烧结的金属注射模制(MIM)零件的烧结炉通常在至少600摄氏度的温度下或在从约200摄氏度到约1900摄氏度的温度下长时间以+/-5摄氏度或更好的准确性工作。任何这种炉或相似加热装置可以被有效地用作本文所构思的后处理工作站106。也可以或代替地使用真空或压力处理。一方面，在物体103被置于烤箱中之后，相同或相似组合物的珠以及不可烧结外部涂层会随物体一起被塞入烤箱，以提供具有热匹配的收缩率的一般机械支撑，其在烧结期间不会与物体形成连结。
在本发明的情况下，应理解，烧结可以有效地包括不同类型的烧结。例如，烧结可以包括施加热量以将物体烧结到全密度(full density)或几乎全密度。在另一方面，烧结可以包括部分烧结，例如用于烧结和熔渗(infiltration)过程，在该过程中被部分烧结的零件的孔被例如低熔点金属这样的一些其他材料填充(例如通过接触和毛细动作)，以增加硬度、增加拉伸强度、或以其他方式改变或改善最终零件的性能。由此，本文中对烧结的任何表述应理解为，包含烧结和熔渗，除非不同的含义被明确描述了或从上下文清楚得知。类似地，对可烧结粉末或可烧结构建材料的表述应理解为涵盖任何可烧结材料，包括可烧结和熔渗以形成最终零件的粉末。
还应该理解，在使用可熔渗构建材料时，相应的界面层应该被设计为能抵抗可能在通过界面层形成的阻挡层(barrier)上形成机械连结的任何熔渗。由此，例如，在使用可熔渗构建材料时，例如界面层的陶瓷这样的粉末材料可以有效地具有一颗粒尺寸和形状，其被选择为基本上能抵抗用于使物体致密的熔渗物(例如熔渗液体)所造成的熔渗。尽管熔渗阻挡层可以基于颗粒的形状和尺寸机械地形成，例如通过形成非常小的颗粒以减慢熔渗液体进入界面层中的毛细作用，但是也可以或代替地通过用相对于熔渗液体基本上不润湿的材料对颗粒进行涂覆或用其形成颗粒而以化学方法形成阻挡层。本领域技术人员可以理解的这些和任何其他技术可以用于形成界面层，以用于本文所构思的可熔渗构建材料。
还应理解，可使用各种其他脱粘和烧结过程。例如，粘结剂可以在化学脱粘、热脱粘或这些的一些组合中去除。其他脱粘过程也是在本领域已知的，例如超临界脱粘或催化脱粘，其中的任何一种也可以或代替地被后处理工作站106采用。例如，在常见过程中，使用化学脱粘实现让生坯零件脱粘，随后是在适当高的温度(在这种情况下是约700–800摄氏度)进行热脱粘，以去除有机粘结剂并在粉末材料中形成足够的烧结颈(neck)，以提供足以进行处理的强度。从该阶段，物体可以运动到烧结炉，以去除粘结剂体系的任何其余组分并使得物体密实以形成最终零件。在另一方面，纯热脱粘可以用于去除有机粘结剂。更通常地，任何技术或技术组合可以有效地用于让本文所构思的物体脱粘。
类似地，各种烧结技术可以有效地被后处理工作站106采用。在一个方面，使用真空烧结，物体可以在一炉中固结到高的理论密度。在另一方面，该炉可以使用流动气体(例如在大气压以下，略微高于大气压，或一些其他合适压力下)和真空烧结的组合。更通常地，可以使用适于改善物体密度的任何烧结或其他过程，优选是在以小的多孔性或没有多孔性的方式制造接近理论密度的零件的过程的情况下。热等静压制(hot-isostatic pressing，“HIP”)也可以或代替地被采用，例如通过施加高温和10-50ksi或约15到30ksi的压力，作为烧结后步骤，以增加最终零件的密度。在另一方面，物体可以使用任何前述过程处理，随后进行适度超压(moderate overpressure)(大于烧结压力，但是低于HIP压力)。在后一过程中，气体可以在该炉或一些其他补充腔室中在100–1500psi下增压并保持高温。在另一方面，物体可以在一个炉中单独加热，且随后被没入模具中的热粒状介质中，压力被施加到介质，使得其可传递给物体，以更快速地压实到接近全密度。更通常地，适于去除粘结剂体系并使得粉末材料趋于固结和密实的任何技术或技术组合可以被后处理工作站106使用，以处理本文所构思的经制造生坯零件。
在一个方面，后处理工作站106可以并入到打印机102中，由此去除对实体地运输物体103的传送器104的需要。打印机102的构建空间和其中的部件可以被制造为能承受高的脱粘/烧结温度。在另一方面，打印机102可以在构建空间中提供可动壁、屏障或其他壳罩(一个或多个)，使得可以在物体103位于打印机102中的构建平台上的同时进行脱粘和/或烧结，但是仍能与任何热敏感部件或材料热绝缘。
后处理工作站106可以以各种方式优化，以能用于办公室环境。在一个方面，后处理工作站106可以包括惰性气体源108。惰性气体源108例如可以包括氩气或其他惰性气体(或对已烧结材料来说惰性的其他气体)，且可以装在可去除和可更换的仓盒中，所述仓盒可联接到后处理工作站106，用于排放后处理工作站106内部，且随后在内容物被排出被时被去除和更换。后处理工作站106也可以或代替地包括过滤器110，例如用于排出气体的木炭过滤器等，使其可以以未滤过的形式被排到办公室环境中。对于其他气体，可以提供外部排气或气体容器等，以允许在不通风的区域中使用。对于可收回的材料，也可以或代替地使用封闭系统，尤其是在环境材料昂贵或危险的情况下。
在一个方面，后处理工作站106可以联接到其他系统部件。例如，后处理工作站106可以包括从打印机102或从用于打印机的控制器而来的与物体103的几何结构、尺寸、质量和其他物理特性有关的信息，以便产生合适的脱粘和烧结方案。在另一方面，该方案可以通过控制器或其他资源独立地形成并在物体103被输送时传递到后处理工作站106。在另一方面，后处理工作站106可以监测脱粘和烧结过程并提供与物体103的状态、完成时间、和其他处理指标和信息有关的反馈，例如提供给智能电话或其他远程装置112。后处理工作站106可以包括摄像机114或其他监测装置，以向远程装置112提供反馈，且可以提供时间流逝动画等，以用图形方式按压缩的时间尺度显示烧结。后处理也可以或代替地包括通过加热、热切刀(hot knife)、工具或相似物进行终加工。后处理可以包括施加饰面层(finish coat)。
在另一方面，后处理工作站106可以远离打印机102，例如按服务单位模式(service bureau model)等，其中物体103被制造并随后被送到服务单位，用于进行外包的脱粘、烧结等工作。由此，对于任何下文所述的支撑结构、界面层等，或更通常地，对于下文所述的任何已制造物件，本发明明确构思了相应的方法，其用于接收含有任何这种特征(例如下文所述的任何特征或结构)的物体或物品，并随后执行一个或多个后处理步骤，包括但不限于成形、脱粘、烧结、终加工、组装等。这例如可以包括在远程处理资源处接收具有完全完整的粘结剂体系的生坯零件，其中在该远程处理资源处零件可被脱粘和烧结。这也可以或代替地包括接收棕坯(brown part)，其中在一些或全部粘结剂体系已经在另一位置处在脱粘过程中被去除，且零件仅在远程处理资源处被烧结。在后一情况下，一部分粘结剂体系可以被有用地保留在零件中，被作为骨干粘结剂，以在烧结期间保持物体的形状直到实现自支撑的烧结强度，或被作为被留在零件中的残余主粘结剂，以在运输或其他处理期间改善结构完整性。
更通常地，本发明构思了适于集中或分布式处理为最终零件的步骤、以及任何中间材料形式、制造物件、和可能在其中使用的组件的任何组合和分布。
例如，在一个方面，本文公开的方法可以包括从远程处理资源(例如服务单位、烧结服务部等)处的创建者接收物件。物件可以包括第一材料制造的支撑结构、在支撑结构附近的界面层和被支撑结构支撑并用第二材料制造的物体，该物体具有在界面层附近的表面，其中第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间保持物体的净形，其中将物体处理为最终零件包括让该净形体脱粘以去除一种或多种粘结剂的至少一部分并将该净形体烧结以使得粉末材料结合并密实，且其中在烧结期间界面层抵抗支撑结构与物体的连结。例如已经在具有增材制造系统而没有烧结(和/或脱粘)资源的另一设施处制造了该物件。方法可以包括在远程处理资源处将该物件处理为最终零件，其中处理物件包括让物件脱粘和对物件烧结中的至少一种，且其中处理物件进一步包括在界面层将物体从支撑结构分离。最终物件可以随后返回到创建者，用于任何目的用途。
图2显示了用于制造物体的方法。方法200更具体地是使用可烧结材料进行物体的逐层制造的一般方法。
如步骤202所示，方法200可以以提供用于制造的材料为开始。这可以包括任何种类的材料，其可在基于层的制造过程(例如熔丝制造、粘结剂喷射、立体光刻等)中被有效地处理。在下文更详细地描述多种合适的材料。更通常地，适于用作基于层的制造系统中的本文所述的任何材料可以被用作该方法200中的材料。进一步应理解，不是基于层的其他技术(包括减除技术(subtractive techniques)，例如磨削后流体喷射)也可以或代替地使用，且任何相应的合适材料也可以或代替地被用作用于制造物体的构建材料。
进而，额外材料可以被制造系统采用，例如支撑材料、界面层、终加工材料(用于物体的外表面)，其中的任何材料可以用作在本文所构思的系统和方法中进行制造的材料。
如步骤204所示，该方法可以包括制造用于物体的层。这例如可以包括物体本身的层或支撑结构的层。对于一具体的层(例如在制造系统的一具体z轴线位置处)，也可以或代替地制造界面层，以在支撑结构(例如筏板(raft)、装定器(setter)、或打印床这样的基板)和物体之间提供不可烧结界面或相似的释放层或结构。在另一方面，可以使用用于外表面的终加工材料，例如为物体的表面赋予期望的美感、结构或功能特性的材料。
如步骤210所示，可以做出物体(和相关支撑体等)是否完成的确定。如果物体未完成，则方法200可以返回到步骤204且可以制造另一层。如果物体完成，则方法200可以前进到步骤212，在此处开始后处理。
如步骤212所示，方法200可以包括让物体成形。在脱粘和烧结之前，物体通常处于更软、更可加工的状态。尽管该所谓的生坯零件潜在地易碎且经历了压裂等，但是更可加工状态提供了用于表面终加工的良好机会，例如通过喷砂或其他平滑处理以去除基于层的制造过程带来的条纹或其他缺陷，以及与物体目的形状的计算机化模型不符的尖刺、毛岔和其他表面缺陷。在这种情况下，成形可以包括手动成形或自动成形，例如使用计算机化的磨削机、研磨工具或各种刷子、磨料等或任何其他常见的减除技术或工具(一种或多种)。在一个方面，例如二氧化碳这样的气体的流体流可以用于携带干冰颗粒，以使得表面平滑或以其他方式使其形状。在后一方法中，在通常情况下，磨料(干冰)可方便地直接将相态改变为气体，由此消除了在物体成形之后清除磨料的需要。
如步骤214所示，过程200可以包括让经打印的物体脱粘。通常，脱粘可以去除一些或全部粘结剂或粘结剂体系，其将含有金属(或陶瓷或其他)粉末的构建材料保持在通过打印机赋予的净形体中。许多脱粘技术相应的粘结剂体系在本领域已知且可以用作本文所构思的构建材料中的粘结剂。作为非限制性例子，脱粘技术可以包括热脱粘、化学脱粘、催化脱粘、超临界脱粘、蒸发等。在一个方面，可以使用注射模制材料。例如，具有适于用在熔丝制造过程中的流变性能的一些注射模制材料被设计为能进行热脱粘，其有利地允许在单次烘烤操作或在两次相似的烘烤操作中执行脱粘和烧结。在另一方面，通过在微波炉中对物体施加微波或以其他方式施加能量以选择性地将粘结剂体系从生坯零件去除，可以快速且有效地在脱粘过程中去除许多粘结剂体系。通过适当调试的脱粘过程，粘结剂体系可以包括单种粘结剂，例如可通过纯热脱粘去除的粘结剂。
更通常地，脱粘过程从净形生坯物体去除粘结剂或粘结剂体系，由此留下金属(或陶瓷或其他)颗粒的密实结构，通常称为棕坯，其可被烧结为最终形态。适于这种过程的任何材料和技术也可以或代替地采用，以用于本文所构思的脱粘。
如步骤216所示，过程200可以包括将经打印并脱粘的物体烧结为最终形态。通常，烧结可以包括通过加热让固体材料密实并成形而不会液化的任何过程。在烧结过程期间，材料的离散颗粒之间形成烧结颈，且原子可跨经颗粒边界扩散以融入固体件。因为烧结可在低于熔化温度的温度下执行，所以这有利地允许以非常高熔点的材料(例如钨和钼)进行制造。
许多烧结技术是本领域已知的，且具体技术的选择可以取决于所使用的构建材料、材料中颗粒的尺寸和组合物、以及所制造物体的期望结构、功能或美感要求。例如，在固态(未活化)烧结过程中，金属粉末颗粒被加热以形成它们能进行接触的连接部(或“烧结颈”)。在热烧结循环中，这些烧结颈可变厚并形成密实的部分，留下可例如通过热等静压(HIP)或相似过程封闭的小的晶格间隙。也可以或代替地采用其他技术。例如，固态活化烧结在粉末颗粒之间使用膜，以改善颗粒之间原子的可动性并加速烧结颈的形成和变厚。作为另一例子，可以使用液体相烧结，其中在金属颗粒周围形成液体。这可改善颗粒之间的扩散和连结，但是也会在烧结的物体中留下会有损结构完整性的低熔点相。可以使用其他行进技术(例如纳米相分离烧结)，例如在烧结颈处形成高扩散性固体，以改善接触点处金属原子的输送，如在“Accelerated sintering in phase-separating nanostructuredalloys”(Park等，Nat.Commun.6:6858(2015)(DOI：10.1038/ncomms7858))中所述。烧结也可以或代替地包括部分烧结为多孔物件，其可被另一材料熔渗，以形成最终零件。
应理解，脱粘和烧结实现材料损失和紧实，且最终物体会显著小于经打印的物体。然而，这些效果通常总体上是线性的，且净形物体可以在打印时被有效地放大，以在脱粘和烧结之后形成具有可预测尺寸的形状。另外，如上所述，应理解方法200可以包括将已制造物体输送到处理设施，例如服务单位或其他远程或外包设施，且方法200也可以或代替地包括在处理设施接收已制造物体并执行如上所述的制造后步骤中的任何一个或多个，例如步骤212的成形，步骤214的脱粘，或步骤216的烧结。
图3是增材制造系统的方块图。附图所示的增材制造系统300可以例如包括熔丝制造增材制造系统，或任何其他增材制造系统或包括打印机301的制造系统的组合，所述打印机根据计算机化模型沉积构建材料302，以形成物体以及任何相关的支撑结构、界面层等。尽管打印机301通常用于可烧结构建材料，但是增材制造系统300也可以或代替地用于其他构建材料，包括塑料、陶瓷等，以及用于其他材料，例如不被烧结以形成最终零件的界面层、支撑结构等。
在一个方面，打印机301可以包括构建材料302，其被驱动系统304驱动且被加热系统306加热到可挤出状态，且随后通过一个或多个喷嘴310挤出。通过同时控制机器人308以相对于构建板314沿挤出路径定位喷嘴(一个或多个)，可以在构建腔室316中的构建板314上制造物体312。通常，控制系统318管理打印机301的操作，以使用熔丝制造过程等根据三维模型制造物体312。
本文公开的打印机301可以包括用于挤出第一材料的第一喷嘴。打印机301也可以包括用于挤出第二材料的第二喷嘴，在这种情况下，第二材料具有补充功能(例如作为支撑材料或结构)或提供具有不同机械、功能、或美学性能的第二构建材料，以用于制造多材料物体。第二材料例如可以被添加物所强化，使得第二材料在挤出温度下具有足够的拉伸强度或刚度，以在无支撑桥接操作期间保持第二喷嘴和物体的固化部分之间的结构路径。其他材料也可以或代替地用作第二材料。例如，这可以包括与用于填充、支撑、分离层等的热匹配聚合物。在另一方面，这可以包括支撑材料，例如可溶于水的支撑材料，其具有在用于挤出第一材料的温度窗处或附近的高熔化温度。有用的可分解材料可以包括盐或任何其他可溶于水的材料(一种或多种)，其具有适用于本文所构思的挤出的合适热性能和机械性能。在另一方面，第二(或第三、或第四……)喷嘴可以用于引入熔渗材料，以改变另一沉积材料的性能，例如用于强化材料、使外部饰面稳定等。尽管打印机301可以有效地包括两个喷嘴，但是应理解，根据必要的或用于具体制造过程的材料数量，打印机301可以更通常地并入任何实用数量的喷嘴，例如三个或四个喷嘴。
构建材料302可以按各种成形因素(form factor)或以通过引用合并于本文的材料提供，成形因素包括但不限于本文所述的任何成形因素。构建材料302例如可以从密闭密封的容器等提供(例如用于缓解钝化作用)，作为连续进给(例如线线材)，或作为分立物体(例如棒材或长方柱)，随构建材料302的每一个在先分立单元被加热并挤出，其可被供应到腔室等。在一个方面，构建材料302可以包括添加物，例如碳纤维、玻璃、凯夫拉尔纤维、硼硅土(boron silica)、石墨、石英或可增强挤出材料线的拉伸强度的任何其他材料。在一个方面，添加物(一种或多种)可以用于增加经打印的物体的强度。在另一方面，添加物(一种或多种)可以用于通过保持喷嘴和被制造物体的经冷却刚性部分之间的结构路径而扩展桥接能力(bridging capability)。在一个方面，两种构建材料302可以例如被两个不同喷嘴同时使用，其中一个喷嘴通常用于制造而另一喷嘴用于桥接、支撑或实现相似特点。
一方面，构建材料302可以作为坯料或其他分立的单元(接续地)进给到中间腔室，用于输送到构建腔室316并随后加热和沉积。在真空或其他受控环境下执行制造的情况下，构建材料302也可以或代替地设置在具有真空环境(或其他受控环境)的仓盒等中，其可直接或间接地联接到构建腔室316的相应受控环境。在另一方面，构建材料302(例如线材等)的连续进给可以通过真空垫圈以连续方式进给到构建腔室316，其中真空垫圈(或任何相似的流体密封件)允许让构建材料302进入腔室316，同时仍保持腔室316内的受控构建环境。
在另一方面，构建材料302可以作为预制块(preformed blocks)供应源303来提供，且机器人308可以包括第二机器人系统，该第二机器人系统配置为定位一个或多个预制图块，以在物体312中形成内部结构。这例如可以用于快速构建大量的相对大且不要求外表面成形的物体。
构建材料302可以具有适用于在熔丝制造过程中挤出的任何形状或尺寸。例如，构建材料302可以是小球或颗粒形式，用于加热和挤压，或构建材料302可以形成为线材(例如在线轴上)、坏料等，用于进给到挤出过程。更通常地，可适当地用于加热和挤出的任何几何形式可用作用于本文所构思的构建材料302的成形因素。这可以包括松散块体形状，例如球形、椭圆形或片状颗粒，以及连续进给形状，例如棒材、线材、细丝、线轴、块体或大量颗粒。
构建材料302可以包括可烧结构建材料，例如加载到粘结剂体系中的金属粉末，用于使用本文所构思的技术进行加热和挤出。粘结剂体系使得组合物可流动以能用于挤出，且能通过任何各种脱粘过程去除。粉末材料通过烧结而被密实为最终零件。例如，构建材料302可以包括铝、钢、不锈钢、钛合金等形成的金属粉末，且粘结剂体系可以用蜡、热朔性塑料、聚合物或任何其他合适材料以及前述的组合形成。
在构建材料302包括例如用于烧结的粉末材料这样的颗粒的情况下，颗粒可具有用于在熔丝制造过程中加热和挤出并随后烧结为密实物体的任何尺寸。例如，颗粒可以具有约1微米到约100微米的平均直径，例如约5微米到约80微米，约10微米到约60微米，约15微米到约50微米，约15微米到约45微米，约20微米到约40微米，或约25微米到约35微米。例如，在一个实施例中，颗粒的平均直径为约25微米到约44微米。在一些实施例中，还可以或代替地使用个更小的颗粒(例如在纳米范围的颗粒)或更大的颗粒(例如大于100微米的颗粒)。
应注意，在本发明中经常提到颗粒尺寸。实践中，单个数字不足以准确且完全地表示颗粒混合物的形状、尺寸和尺寸分布的特点。例如，代表性的直径可以包括算术平均值、体积或表面平均值、或体积平均直径(mean diameter over volume)。且相关的流变性能与取决于颗粒尺寸一样也取决于颗粒形状。对于非对称分布，平均值、中值和众数可以都是不同的值。类似地，分布宽度可以大有不同，因此不管使用何种度量，分布可以被报告为例如D10、D50和D90这样的数个值，其分别代表第十百分位数、第五十百分位数、第九十百分位数。在本说明书中，在提供了具体度量的情况下，则这种度量用于对颗粒尺寸和/或分布进行特征化。或者，且尤其是在两种或更多分布的相对尺寸给定的情况下，可以有效地采用任何合适方法，且通常优选应在可能的情况下针对两种值采用相同的技术(例如测量工具和计算方法)。除非另有具体说明，颗粒应该被理解为具有任何形状或尺寸组合，在所说的尺寸范围或分布的情况下，适于在本文所构思的方法、系统和制造物件中使用。
在一个方面，金属注射模制组合物可以有效地适用于熔丝制造系统和其他增材制造过程。金属注射模制是一种成熟的技术，其已经制造出各种高度工程化的材料，其具有高金属承载(例如按体积>50％，且优选按体积>60％或更多(其中更多的金属承载可改善并加速烧结))且在高温下具有良好的流动性能。各种商业可获得MIM组合物可以被有效地用作用于熔丝制造的构建材料。尽管典型的50微米或更大的MIM颗粒尺寸显然不适合用于现有的熔丝制造(FFF)的零件(例如具有300微米或更小的出口直径的喷嘴)，但是已经证实，使用常规FFF机器(具有300微米的挤出直径)和约200摄氏度的构建材料温度能良好地挤出具有较小颗粒尺寸的MIM材料固体棒材。
通常，用于构建材料的基粉(base powder)可以用适于烧结的任何粉末冶金材料或其他金属或陶瓷粉末(一种或多种)形成。尽管具体过程(例如熔丝制造或立体光刻)可以对粉末材料赋予尺寸约束或偏好，但是似乎更小的颗粒通常是更优选的。各种技术已经被开发出来，以用于批量制造精细金属粉末，以在MIM过程中使用。通常，粉末可以通过压碎、研磨、雾化(atomization，原子化)、化学反应或电解沉积来制备。尺寸为五到十微米、或尺寸为一到二十微米、或尺寸为一到五十微米的任何这种粉末可以用作本文所构思的构建材料的基粉。更小的颗粒也可以被使用，其中它们是可获得的且不会特别昂贵，且更大的颗粒也可以使用，只要它们与制造装置的打印分辨率和物理硬件条件(例如出口喷嘴直径)兼容。尽管没有绝对的限制，但是比挤出机出口孔径小至少一个数量级的颗粒尺寸能够在FFF类型的挤出过程中进行良好挤出。在具有300μm挤出直径的一个实施例中，可以使用具有约1–22μm平均直径的MIM金属粉末，但是也可以或替代地使用纳米尺寸的粉末。
尽管许多合适的粉末冶金材料目前是可用的，但是这类材料(其与用于烧结的粉末材料和用于保持净形并提供适于FFF挤出的流变特性的粘结剂组合)可以进一步以多种方式进行工程设计，以有助于本文所构思的可烧结生坯本体的快速原型化。例如，如上所述，可以有效地采用100微米或更小的颗粒尺寸。在一个方面，这些颗粒可以进一步与相同材料的更小的纳米颗粒(通常在尺寸上等于或小于一微米)混合，以改善烧结速率。
可以有效地采用各种金属粉末。使用不锈钢、钛、钛合金、高镍合金、镍铜合金、磁性合金等的粉末可以以MIM材料的形式购买，且其适于进行烧结。元素钛、钒、钍、铌、钽、钙和铀的粉末可通过相应氮化物和碳化物的高温还原来制造。铁、镍、铀和铍的亚微米粉末可通过对金属草酸盐和甲酸盐进行还原来制造。也可通过将熔化金属流引导通过高温等离子射流或火焰以便将材料雾化，从而制备非常精细的颗粒。各种化学和火焰粉末化过程也可以或代替地使用，以防止颗粒表面因大气中的氧而严重恶化。更通常地，适于制造粉末金属或其他适于烧结的材料的任何技术可以用于制造粉末基材。作为一种重要的优势，这些技术允许在烧结所需的显著更低的温度下处理和使用具有相对高熔化温度的金属。由此，例如，熔化温度高于1300摄氏度的钨或钢合金可在低于700摄氏度的温度下被有效地烧结。
粘结剂通常可以与粉末构建材料组合，以提供适于沉积(例如在熔丝制造过程中)的结构基体，且在通过烧结进行初始制造之后能支撑所制造的净形。在当代的MIM材料中，粘结体系可以包括多种粘结剂，其可通常被分类为块体粘结剂(bulk binders)和骨架粘结剂(backbone binders)(也称为主粘结剂和次粘结剂)。块体粘结剂可在高温下流动，且初始构建之后在正常大气情况下保持物体的形状。骨架粘结剂将提供粘结以随后进入烧结过程，且有助于在烧结开始时但是在已经实现显著烧结强度之前保持形状。骨架粘结剂(一种或多种)在烧结过程中将最后作为气体排出。粘结剂可以根据目的应用而改变。例如，粘结剂可以用具有更低玻璃转变温度或更小粘性的聚合物形成，以用于更高分辨率的打印。
通常，用于可商业购买的MIM材料的粘结剂体系没有经工程设计以用在熔丝制造过程，且优选应采用在室温下易碎的聚合物混合物。在一个方面，这些可商业购买原料形式的聚合物体系可以用室温下可挠的聚合物粘结剂体系补充或被其替换，使得构建材料可成形为细丝并卷绕在线轴上，用于长时间、连续进给到打印机。还有，许多不同添加剂可以包括在传统的MIM原料，例如润滑剂和释放油(release oils)，以有助于通过模制过程进行零件的注射模制。然而，这些不是期望的，且一种技术可以涉及去除它们并向MIM粘结剂添加组分，使得MIM原料更可打印。
本文所述的粘结剂体系也可以或代替地适用于陶瓷粉末或其他材料。挤出物的流变特性主要独立于加载到聚合物粘结剂体系中的材料，且与颗粒组成相比，更多地取决于颗粒几何结构。如此，对金属注射模制、MIM或MIM材料的任何表述应理解为包括以MIM样式粘结剂体系存在的陶瓷、金属氧化物和其他粉末，除非不同的意义被明确给出或从上下文清楚得知。
其他添加剂也可以或代替地包括在本文所构思的经工程设计材料中。例如，材料可以并入用于氧气或如上所述的其他污染物的吸收剂，尤其是在被用作支撑材料时。作为另一例子，材料可以包括液体相或其他表面活性添加物，以加速烧结过程。
前述且相似的任何组合物可以适于用作例如熔丝制造这样的打印技术中的构建材料。例如，MIM原料材料在被适当成形时能通过可商业购买的FFF机器的典型喷嘴挤出，且通常在这种机器的典型工作温度(例如160–250摄氏度)下可流动或可挤出。加工温度范围可以取决于粘结剂——例如在约205摄氏度下获得适当粘度的一些粘结剂，而其他粘结剂在例如约160–180摄氏度的较低温度下获得适当粘度。本领域技术人员应理解这些范围(和本文列出的所有范围)是示例性的而不是限制性的。
任何前述金属注射模制材料或含有在粘结剂体系中的粉末可烧结材料基材的任何其他组合物可以用作用于本文所构思的熔丝制造系统的构建材料302。该基本组合物的其他调整能产生适于立体光刻或其他增材制造技术的构建材料302。本文使用的术语“金属注射模制材料”目的是包括任何这种经工程设计的材料，以及例如在适于注射模制的相似粘结剂中的陶瓷这样的其他精细粉末基材。由此，在本文使用术语“金属注射模制”或常用缩写“MIM”的情况下，其应理解包括可商业购买的金属注射模制材料以及其他粉末和使用粉末(并非金属或除了金属以外)的粘结剂体系，且由此应理解为包括陶瓷，且所有这种材料应落入本发明的范围内，除非不同的含义被明确给出或从上下文清楚得知。还有，“MIM材料”、“粉末冶金材料”、MIM原料”等的表述通常是指与本文所构思的一种或多种粘合材料或粘结剂体系混合的任何金属粉末和/或陶瓷粉末，除非不同的含义被明确给出或从上下文清楚得知。
更通常地，形成具有适于熔丝制造的流变性能的可烧结构建材料的任何粉末和粘结剂体系可以用在本文所构思的增材制造过程中。这种构建材料通常可以包括粉末材料，例如金属或陶瓷粉末，用于形成最终零件和粘结剂体系。粘结剂体系通常包括一种或多种粘结剂，其在处理为最终零件期间保持物体312的净形。如上所述，处理可以包括例如让净形体脱粘，以去除一种或多种粘结剂的至少一部分，和对净形体烧结以让粉末材料连结并密实。尽管在本文描述了粉末冶金材料，但是其他粉末和粘结剂体系也可以或代替地用在熔丝制造过程中。仍然更通常地，还应理解其他材料系统可以使用例如立体光刻或粘结剂喷射这样的制造技术而适于制造可烧结净形体，其中的一些在下文更详细地描述。
驱动系统304可以包括任何合适的齿轮、挤压活塞等，用于将构建材料302连续或有序地进给到加热系统306。在另一方面，驱动系统304可以使用波纹管或任何其他可折叠或可伸缩的压机，以将棒材、坯料、或构建材料的相似单元驱动到加热系统306中。类似地，压电或直线步进驱动器可以用于使用非连续的步进序列中的离散机械前进增量而让构建介质的单元以有序的方式前进。对于更易碎的MIM材料等，材料(例如硬树脂或塑料)的细齿驱动齿轮可以用于抓持材料，而不会造成可能形成裂纹、剥离或使构建材料变差的过多切割或应力集中。
加热系统306可以采用各种技术将构建材料加热到加工温度范围内的一温度，在该加工温度范围中构建材料302具有用于在熔丝制造过程中挤出的合适流变性能。该加工温度范围可以根据被加热系统306加热的构建材料302的类型(例如作为成分的粉末材料和粘结剂体系)改变。适用于在构建材料302中保持相应加工温度范围(其中按照需要用于驱动构建材料302达到并通过喷嘴310)的任何加热系统306或加热系统的组合可以被适当地用作本文所构思的加热系统306。
机器人308可以包括任何机器人部件或系统，其适用于让喷嘴310相对于构建板314沿三维路径运动同时挤出构建材料302，以便根据计算机化的物体模型用构建材料302制造物体312。各种机器人系统在本领域是已知的且适用于用作本文所构思的机器人308。例如，机器人308可以包括直角坐标机器人或x-y-z机器人系统，其采用多个直线控制器，以在构建腔室316中沿x轴线、y轴线、和z轴线独立地运动。也可以或代替地有效地采用并联机器人(delta robot)，其如果被适当地配置则可在速度和刚性方面提供显著优点，以及提供对固定马达或驱动元件的设计便利性。例如双并联机器人或三并联机器人这样的其他构造可增加使用多个联动装置的动作范围。更通常地，适用于控制喷嘴310相对于构建板314(尤其是在真空或相似环境中)的受控定位的任何机器人可以被有效地采用，包括适用于在构建腔室316中进行促动、操纵、移位等的任何机构或机构组合。
机器人308可以通过控制喷嘴310和构建板314中的一个或多个的运动而将喷嘴310相对于构建板314定位。例如，在一个方面，喷嘴310被操作地联接到机器人308，使得机器人308能定位喷嘴310同时构建板314保持静止。构建板314也可以或代替地被操作地联接到机器人308，使得机器人308能定位构建板314同时喷嘴保持静止。或者，这些技术的一些组合可以被采用，例如通过让喷嘴310上下运动以进行z轴线控制，和让构建板314在x-y平面中运动，以提供x轴线和y轴线控制。在一些这种实施方式中，机器人308可以让构建板314沿一个或多个轴线平移，和/或可以让构建板314旋转。更通常地，机器人308可以形成机器人系统，其能操作为让一个或多个喷嘴310相对于构建板314运动。
应理解，各种结构和技术在本领域是已知的，以沿一个或多个轴线实现受控的直线运动，和/或绕一个或多个轴线实现受控的旋转运动。机器人308例如可以包括多个步进马达，以独立地控制喷嘴310或构建板314在构建腔室316中沿每一个轴线(例如x轴线，y轴线，和z轴线)的位置。更通常地，机器人308可以包括但不限于步进马达、编码DC马达、齿轮、传送带、带轮、蜗轮、螺纹等的各种组合。适用于可控地让喷嘴310或构建板314定位的任何这种布置方式可以适用于本文所述的增材制造系统300。
喷嘴310可以包括一个或多个喷嘴，以用于挤出已经被驱动系统304推动且被加热系统306加热的构建材料302。尽管显示了单个喷嘴310和构建材料302，但是应理解喷嘴310可以包括挤出不同类型类型材料的多个喷嘴，例如使得第一喷嘴310挤出可烧结构建材料，而第二喷嘴310挤出支撑材料，以便支撑物体312的桥接部、悬出部和其他结构特征(其可能不符合用构建材料302进行制造的设计规则)。在另一方面，喷嘴310中之一可以沉积界面材料(interface material)，其用于在烧结之后去除的可去除或可断开支撑结构。
在一个方面，喷嘴310可以包括如在本文所述的一个或多个超声换能器330。超声可以被有效地施加，以用于本文的各种目的。在一个方面，超声能量可以有助于通过减轻构建材料302与喷嘴310的内表面的粘附或通过促进邻近层之间的材料的机械混合而改善层-层连结，从而有助于挤出。
在另一方面，喷嘴310可以包括进入气体，例如惰性气体，以在介质离开喷嘴310时冷却该介质。更通常地，喷嘴310可以包括任何冷却系统,用于在构建材料302离开喷嘴310时向其施加冷却流体。这种气体喷射例如可以使得挤出的材料立即硬化，以有助于在制造期间可能会需要支撑结构的扩展的桥接部、更大的悬出部或其他结构。进入气体也可以或代替地携带研磨剂，例如干冰颗粒，以用于让物体312的表面平滑。
在另一方面，喷嘴310可以包括一个或多个机构，以使得沉积材料层变平且施加压力以将该层连结到下层。例如，加热轧辊、滚轮等可以在喷嘴310的经过构建腔室316的x-y平面的路径上跟随喷嘴310，以使得已沉积的(且仍然柔韧的)层变平。喷嘴310也可以是或代替地整合成形壁、平面表面等，以在挤出物被喷嘴310沉积时让挤出物获得额外形状或对其进行约束。喷嘴310可以有效地被涂有非粘性材料(其可以根据被使用的构建材料302改变)，以便有助于通过该工具实现更一致的成形和平滑。
通常，喷嘴310可以包括贮存器、加热器(例如加热系统306)和出口，该加热器配置为将贮存器中的构建材料302保持为液体或其他可挤出的形式。在打印机301包括多个喷嘴310的情况下，第二喷嘴可以有效地提供任何各种额外构建材料、支撑材料、界面材料等。
例如，第二喷嘴310可以供应具有脱粘和烧结收缩性能的支撑材料，其适于在物体处理为最终零件期间保持对物体的支撑。例如，这可以包括一种材料，其例如包括用于可烧结构建材料的粘结剂体系，而没有能烧结为最终物体的粉末材料。在另一方面，支撑材料可以用在处理经打印生坯本体期间可去除的蜡或一些其他热朔性塑料或其他聚合物形成。该支撑材料例如可以用于悬垂支撑体，以及用于顶部或侧方支撑体，或任何其他合适的支撑结构，以在打印和随后的烧结期间提供物理支撑。应理解，打印和烧结可以具有不同的支撑需求。如此，可以针对每一个类型的所需支撑采用不同的支撑材料和/或不同的支撑规则。另外，在烧结期间不需要打印支撑体的情况下，打印支撑体可以在打印之后且在烧结之前被去除，而烧结支撑体仍被留下，以附接到生坯物体，直到烧结完成(或直到物体实现足够的烧结强度，以消除对烧结支撑结构的需要)。
在另一方面，第二喷嘴(或第三喷嘴)可以用于提供界面材料。在一个方面，例如在支撑材料是陶瓷/粘结剂体系(其粘结并烧结为非结构粉末(unstructured powder))的情况下，支撑材料也可以有效地用作界面材料并形成不与物体的构建材料302烧结在一起的界面层。在另一方面，第二喷嘴(或第三喷嘴)可以提供与支撑材料不同的界面材料。这例如可以包括构建材料302(或支撑材料)的粘结剂体系，以及在用于烧结构建材料302中的粉末材料(其形成物体312)的时间和温度条件下不会被烧结的陶瓷或一些其他材料。这也可以或代替地包括一种材料，其与已烧结零件形成易碎的界面，使得其可在烧结之后容易地从最终物体断开。在该界面材料不可烧结的情况下，其可以与可烧结支撑结构组合使用，其可继续在烧结过程期间提供结构支撑。
支撑材料(一种或多种)可以有利地整合其他功能性的物质。例如，钛可以添加到支撑材料，作为吸氧物，以改善构建环境，而不向已制造物体中引入任何钛。更通常地，支撑材料(或支撑材料和物体312之间的层的界面材料)可以包括一种成分，其与构建材料302相比具有大得多的与氧的化学亲和力，以便在制造期间缓解构建材料302的氧化。其他类型的添加物也可以或代替地使用，以去除污染物。例如，锆粉末(或其他强碳化物成形物)可以添加到支撑材料，以便在烧结期间提取碳污染物。
物体312可以是适用于使用本文所构思的技术制造的任何物体。这可以包括例如机器部件这样的功能物体，例如雕像这样的美观物体，或任何其他类型的物体，以及可匹配构建腔室316和构建板314的物理限制条件的物体组合。例如大的桥接部和悬出部这样的一些结构不能使用FFF直接制造，因为没有可让材料沉积于其上的下层物理表面。在这些情况下，支撑结构313可以优选用可溶解或以其他方式易于去除的材料制造，以便支撑物体312的相应特征。也可以在支撑结构313和物体312之间制造或以其他方式形成界面层，以有助于在烧结或其他处理之后让两个结构分离。
构建板314可以用适于从喷嘴310接收沉积金属或其他材料的任何表面或物质形成。构建板314的表面可以是刚性且基本上平面的。在一个方面，构建板314可以被加热，例如以电阻方式或以电感方式，以控制要在其上制造物体312的表面或构建腔室316的温度。这例如可以改善粘接、防止热致变形或故障，且有助于物体312中的应力释放。在另一方面，构建板314可以是可变形的结构或表面，其可弯曲或以其他方式物理变形，以便与在其上形成的刚性物体312分离。构建板314可以在构建腔室316中运动，例如通过定位组件(例如用于定位喷嘴310的同一的机器人308或不同机器人)。例如，构建板314可以沿z轴线运动(例如上下运动——朝向和远离喷嘴310)，或沿x-y平面运动(例如侧向到侧侧向，例如以形成工具路径或与喷嘴310的运动关联的工作方式，以形成用于制造物体312的工具路径)，或这些运动的一些组合。一方面，构建板314可旋转。
构建板314可以包括温度控制系统，用于保持或调整构建板314的至少一部分的温度。温度控制系统可以完全或部分嵌入构建板314中。温度控制系统可以包括但不限于加热器、冷却剂、风扇、风机等中的一个或多个。在一些实施方式中，温度可以被金属打印零件的感应加热所控制。构建板314可以有效地合并热控制系统317，用于在打印过程期间可控地加热和/或冷却构建板314。
通常，构建腔室316承装构建板314和喷嘴310，且保持构建环境适于在构建板314上用构建材料302制造物体312。在适于构建材料302的情况下，其可以包括真空环境、氧气排尽环境、加热环境、惰性气体环境等。构建腔室316可以是适用于含有构建板314、物体312和打印机301的在构建腔室316中使用以制造物体312的任何其他部件的任何腔室。
打印机301可以包括泵324，该泵324联接到构建腔室316且能操作为在打印过程中在构建腔室316中形成真空或以其他方式过滤或处理空气。尽管本文所构思的粉末冶金材料和其他粉末/粘结剂体系通常不要求真空环境，但是真空可以用于降低污染或以其他方式控制用于打印过程的操作环境。许多合适的真空泵在本领域是已知的且可以适于用作本文所构思的泵324。构建腔室316可以形成环境密封腔室，使得其可通过泵324排空，或使得温度和流动通过构建腔室316的空气可被控制。环境密封可以包括热密封，例如防止从构建空间中的加热部件向环境进行过多热传递，且反之亦然。构建腔室316的密封也可以或代替地包括压力密封，以有助于构建腔室316的增压，例如以提供正压力，其通过氧气和其他环境气体等的包围而抵抗渗透。为了保持构建腔室316的密封，构建腔室316的包封结构中的任何开口(例如用于构建材料进给、电子器件等)可以适当地包括相应真空密封件等。
构建腔室316可以包括温度控制系统328，用于保持或调整构建腔室316的至少一部分空间(例如构建空间)的温度。温度控制系统328可以包括但不限于加热器、冷却剂、风扇、风机等中的一个或多个。温度控制系统328可以使用流体等作为热交换介质，用于按照期望在构建腔室316中传递热量。温度控制系统328也可以或代替地让空气在构建腔室316中运动(例如让空气循环流动)以控制温度，以在构建腔室316中提供更均匀的温度或传输热量到构建腔室116。
温度控制系统328或本文所述的任何温度控制系统(例如加热系统306的温度控制系统或构建板314的温度控制系统)可以包括一个或多个主动装置(active devices)，例如将电流转换为热量的电阻元件，响应于施加的电流而加热或冷却的珀尔帖效应装置，或任何其他的进行热电加热和/或冷却的装置。由此，本文描述的温度控制系统可以包括向打印机301的部件提供主动加热的加热器、向打印机301的部件提供主动冷却的冷却元件、或这些的组合。温度控制系统可以以通信关系与控制系统318联接，以便控制系统318可控地对打印机301的部件赋予热量或从其去除热量。进一步应理解，用于构建腔室316的温度控制系统328、加热系统306的温度控制系统和构建板314的温度控制系统可以包括在单个温度控制系统中(例如作为控制系统318的一部分或以其他方式与控制系统318通信)，或它们可以是分开且独立的温度控制系统。由此，例如，加热的构建板或加热的喷嘴可以对构建腔室316的加热有贡献并形成用于构建腔室316的温度控制系统328的部件。
通常，控制系统318可以包括通过计算机可执行代码配置的控制器等，以控制打印机301的操作。控制系统318能操作为控制增材制造系统300的部件，例如喷嘴310、构建板314、机器人308、各种温度和压力控制系统、和本文所述的增材制造系统300的任何其他部件，以基于三维模型322或描述物体312的任何其他计算机化模型而用构建材料302制造物体312。控制系统318可以包括适于控制本文所述的增材制造系统300的各种部件的软件和/或处理电路的任何组合，包括但不限于微处理器、微控制器、专用集成电路、可编程栅极阵列、和任何其他数字和/或模拟部件，以及前述的组合，以及用于收发控制信号、驱动信号、功率信号、传感器信号等的输入和输出装置。在一个方面，控制系统318可以包括微处理器或其他处理电路，其具有足够的计算能力，以提供相关功能，例如执行操作系统、(例如向联接到控制系统318或打印机301的显示器)提供图形用户界面、将三维模型322转换为工具指令、和通过用于经网络360进行通信的网络接口362运行网络服务器或以其他方式托管远程用户和/或活动。
控制系统318可以包括处理器和存储器，以及任何其他协处理器、信号处理器、输入部和输出部、数字-模拟或模拟-数字转换器、和用于控制和/或监测打印机301上执行的制造过程的其他处理电路，例如通过提供指令以控制打印机301的操作。为此，控制系统318可以以通信关系与构建材料302的供应源、驱动系统304、加热系统306、喷嘴310、构建板314、机器人308、和与构建过程关联的任何其他仪器或控制部件(例如温度传感器、压力传感器、氧气传感器、真空泵等)联接。
控制系统318可以产生用于被打印机301执行的机器准备代码(machine readycode)，以用三维模型322制造物体312。在另一方面，机器准备代码可以基于三维模型322通过独立的计算装置364产生并通过网络360通信到控制系统318，网络可以包括局域网或例如因特网这样的互连网，且控制系统318可以将机器准备代码解译并针对打印机301的部件产生相应的控制信号。控制系统318可以部署多个策略，以在结构和美感方面改善最终物理物体。例如，控制系统318可以使用槽刨(plowing)、引缩加工(ironing)、平刨(planing)或相似技术，其中喷嘴310在沉积材料的现有层上方行进，例如让材料水平、去除钝化层、或以其他方式制备用于下一层材料的当前层、和/或将材料成形和修整为最终形式。喷嘴310可以包括非粘性表面，以有助于该槽刨过程，且喷嘴310可以被加热和/或振动(使用超声换能器)，以改善平滑效果。在一个方面，这些表面制备步骤可以并入到最初产生的机器准备代码中，例如从三维模型获得的g代码(g-code)并用于在制造期间操作打印机301。在另一方面，打印机301可以动态监测沉积层并按逐层方式确定额外表面制备是否必要或是否有助于物体312的成功完成。由此，在一个方面，本文公开了打印机301，其监测金属FFF过程并在之前的金属材料层不适于接收额外金属材料时通过经加热或振动的非粘结喷嘴来进行表面制备步骤。
通常，三维模型322或物体312的其他计算机化模型可以被存储在数据库320中，例如用作控制系统318的计算装置的局部存储器，或可被服务器或其他远程资源访问的远程数据库，或存储在控制系统318可访问的任何其他计算机可读介质中。控制系统318可以响应于用户输入获取具体三维模型322，且产生机器准备指令，用于被打印机301执行以制造相应物体312。这可以包括创建中间模型，例如其中CAD模型被转换成STL模型或其他多边形网格或其他中间表示，其又被处理为产生机器指令，例如用于通过打印机301制造物体312的g代码。
在操作中，为了准备好用于物体312的增材制造，对物体312的设计可以首先提供到计算装置364。设计可以是包括在CAD文件等中的三维模型322。计算装置364通常可以包括自主地或通过用户来对增材制造系统300中的其他部件进行管理、监测、通信、或以其他方式互动的任何装置。这可以包括桌面计算机、笔记本计算机、网络计算机、平板电脑、智能电话、智能手表、或可参与到本文所构思的系统中的任何其他计算装置。在一个方面，计算装置364与打印机301整合。
计算装置364可以包括本文所述的控制系统318或控制系统318的部件。计算装置364也可以或代替地对控制系统318进行补充或代替其设置。由此，除非另有明确说明或从上下文清楚得知，否则计算装置364的任何功能可以通过控制系统318执行且反之亦然。在另一方面，计算装置364与控制系统318连通或以其他方式与之联接，例如通过网络360，该网络可以是局域网(其将计算装置364局域联接到打印机301的控制系统318)或例如因特网这样的互联网(其远程地将计算装置364与控制系统318以通信关系联接)。
计算装置364(和控制系统318)可以包括处理器366和存储器368，以执行功能并处理与本文所述的增材制造系统300的管理有关的任务。通常，存储器368可以包含计算机代码，其可被处理器366执行以执行本文所述的各种步骤，且存储器可以进一步存储数据，例如通过增材制造系统300的其他部件产生的传感器数据等。
通常，例如熔丝制造这样的制造过程暗含或明确包括一组设计规则，以适应制造装置和构建材料的物理限制条件。例如，不能在下方未设置支撑结构的情况下制造悬垂部。在用于例如熔丝制造(FFF)这样的过程的设计规则应用于使用本文所述的FFF技术的生坯本体制造时，生坯本体也将经历各种脱粘和烧结规则。这例如可以包括一结构，以在烧结期间零件收缩时(其可以是20％或更多，取决于生坯本体的组合物)防止或最小化在底面上的拖曳。类似地，在烧结期间需要一些支撑，其与熔丝制造期间所需的支撑不同。在零件嵌套的情况下，例如一对重叠的悬出梁，重要的是让中间支撑结构比被支撑结构略微更快地收缩，以便防止悬出梁的卡住和潜在变形。作为另一例子，注射模制通常目的是获得均匀壁厚度，以降低脱粘和/或烧结行为的变异性，故薄壁是优选的。本文所构思的系统将这些迥然不同的设计规则——有些用于快速原型制作系统(例如熔丝制造)、有些用于脱粘、而有些用于烧结过程——应用于准备进行制造的CAD模型，使得物体可以从CAD模型制造且被进一步处理，同时基本上保持期望或目的净形。
这些规则也可以在某些情况下组合。例如，在制造期间为悬出部所需的支撑结构必须能承受用于制造悬出部底表面的挤出/沉积过程的力，而烧结期间，该支撑结构仅需要承受烘烤过程期间的重力。由此，可以存在两种分开的支撑体，其可以在制造过程中的不同时刻去除：制造支撑体，其配置为承受制造过程的力，其可以配置为从与生坯本体的松弛机械联接断开；和烧结支撑体，其没有那么广布，且仅需在烧结期间承受本体上的万有引力。后一种支撑体优选通过不可烧结层联接到物体，以允许从密实的最终物体容易地去除。在另一方面，制造支撑体可以用粘结剂制造，而不用粉末或其他填充物制造，使得它们在烧结过程期间完全消失。
制造期间的详细数据可以被收集，用于随后使用和分析。这例如可以包括来自传感器和计算机视觉系统的数据，其识别在物体312的每一个层中发生的错误、偏差等。类似地，断层摄影术等可以用于检测和测量层-层界面、积聚部分尺寸等。该数据可以被收集并随物体一起传递给终端用户，作为物体312的数字双胞胎(digital twin)340，例如使得终端用户可评估偏差和缺陷如何影响物体312的使用。除了空间/几何分析，数字双胞胎340可以对过程参数进行记录，包括例如收集统计数据，例如所使用材料的重量、打印时间、构建腔室温度的变化等，以及按时间顺序对任何感兴趣的过程参数进行记录，例如体积沉积速率(volumetric deposition rate)、材料温度、环境温度等。
数字双胞胎340也可以例如在完成的物体312中以逐个体元的方式或以其他测定体积(volumetric)的方式有效地记录构建材料302的热历史。由此，在一个方面，数字双胞胎140可以存储并入到物体112中的构建材料的热历史的时空图(spatial temporal map)，其可以例如被用于估计早期烧结的开始、粘结剂体系的损失、或制造过程期间可能累积的其他可能的热效应。控制系统318可以使用制造期间的该信息，且可以配置为在制造期间根据热历史的时空图调整熔丝制造系统等的热参数。例如，控制系统318可以有效地冷却构建腔室或控制挤出温度，以在被制造的物体312上保持更均匀的热脱粘程度。
打印机301可以包括摄像机350或其他光学装置。在一个方面，摄像机350可以用于形成数字双胞胎340或提供用于数字双胞胎340的空间数据。摄像机350可以更通常地辅助机器视觉功能或辅助制造过程的远程监测。从摄像机350而来的视频或静态图像也可以或代替地用于动态修正打印过程，或对应该在何处以及如何进行自动或手动调整进行视觉化，例如在实际打印机输出与期望输出偏离的情况下。摄像机350可用于在操作之前验证喷嘴310和/或构建板314的位置。通常，摄像机350可以定位在构建腔室316中，或定位在构建腔室316以外，例如在摄像机350对准腔室壁中形成的观察窗的情况下。
增材制造系统300可以包括一个或多个传感器370。传感器370可以与控制系统318通信，例如通过有线或无线连接(例如通过数据网络360)。传感器370可以配置为检测物体312的制造进程，且向控制系统318发送信号，其中信号包括对物体312的制造进程进行特征化的数据。控制系统318可以配置为接收信号，且响应于物体312的经检测制造进程调整增材制造系统300的至少一个参数。一个或多个传感器370可以包括但不限于接触式表面轮廓仪、非接触式表面轮廓仪、光学传感器、激光器、温度传感器、运动传感器、成像装置、摄像机、编码器、红外线检测器、体积流率传感器、重量传感器、声音传感器、光传感器、检测物体存在(或不存在)的传感器等中的一个或多个。
如本文所述的，控制系统318可以响应于传感器370调整增材制造系统300的参数。经调整的参数可以包括构建材料302的温度、构建腔室316(或构建腔室316的一部分空间)的温度、和构建板314的温度。参数也可以或代替地包括例如构建腔室316中的气氛压力这样的压力。参数也可以或代替地包括用于与构建材料混合的添加物的量或浓度，例如强化添加物、著色剂、脆化材料(embrittlement material)等。
喷嘴310可以配置为向控制系统318传递信号，其表明任何感测到的情况或状态，例如构建材料302的导电性、构建材料302的类型、喷嘴310的出口直径、通过驱动系统304施加以挤出构建材料302的力、加热系统306的温度、或任何其他有用的信息。控制系统318可以接收任何这种信号并响应地控制构建过程的一些方面。
在一个方面，一个或多个传感器370可以包括传感器系统，其配置为按体积(volumetrically)来监测构建材料302的温度，即，在挤出之前、挤出期间、挤出之后或其一些组合，在构建材料302的体积中的具体位置捕捉温度。这可以包括在可用的情况下基于任何接触或非接触温度测量技术进行表面测量。这也可以或代替地包括在沿进给路径的不同点处且在完成的物体中估计构建材料302内部的温度。使用该积累的信息，可以形成热历史，其包括用于完成物体312中的构建材料每一个体元的随时间温度，其全部可以存储在下文所述的数字双胞胎340中且在打印期间对热参数进行过程中控制，对例如脱粘和烧结这样的下游处理进行控制，或对物体312进行过程后回顾和分析。
增材制造系统300可以包括网络接口362或以通信关系与网络接口162连接。网络接口362可以包括适于以通信关系将控制系统318和增材制造系统300的其他部件数据网络360联接到远程计算机(例如计算装置364)的硬件和软件的任何组合。例如且非限制地，这可以包括用于有线或无线以太网连接(该以太网连接根据IEEE 802.11标准(或其任何变形)来运行)或任何其他短程或长程无线网络连接部件等的电子器件。这可以包括用于短程数据通信的硬件，例如Bluetooth或红外线收发器，其可以用于联接到局域网等，其又联接到例如因特网这样的广域数据网络。这也可以或代替地包括用于WiMAX连接或蜂窝网络连接(例如使用CDMA、GSM、LTE、或任何其他合适协议或协议组合)的硬件/软件。一致地，控制系统318可以配置为控制增材制造系统300在任何网络360(网络接口362连接到该网络360)中的参与度，例如通过自主地连接到网络160，以获取可打印内容，或对打印机301的状态或可用性的远程请求做出响应。
其他有用的特征可以被整合到如上所述的打印机301中。例如，打印机301可以包括溶剂源和施加器，且溶剂(或其他材料)可以在制造期间施加到物体312的具体(例如通过打印机301控制的)的表面，例如用于改变表面性能。所添加材料例如可以在具体位置或在具体区域上故意氧化或以其他方式改变物体312的表面，以便提供期望的电、热、光、机械，或美学特性。该能力可以用于提供美观特征，例如文本或图形，或提供功能特征，例如用于引入RF信号的窗口。这也可以用于施加释放层或改变现有的用于可断开支撑的支撑层或物体层。
在一些实施方式中，计算装置364或控制系统318可以识别或形成支撑结构313，该支撑结构在制造期间支撑物体312的一部分。通常，支撑结构313可以是牺牲结构，其在制造已经完成之后被去除。在一些这种实施方式中，计算装置364可以基于例如被制造的物体312、用于制造物体312的材料和用户输入这样的因素来识别用于制造支撑结构313的技术。可以用将与构建材料302形成弱连结的高温聚合物或其他材料制造支撑结构313。在另一方面，支撑结构313和物体312之间的界面可以被操作为使得层间连结弱化，以有助于制造可断开的支撑体。
打印机301也可以有效地整合补充工具380，例如减除制造工具(例如钻头、磨削工具或其他多轴可控工具)，用于从物体312去除与基于制造物体312的三维模型322的期望物理输出不符的材料。磨削工具例如可以配置为用于在构建材料从挤出机390挤出之后且在物体314烧结之前在构建板314上让构建材料成形。尽管已经构思了增材和减除技术的组合，但是在净形形成之后且在烧结(或脱粘)之前(此时物体112相对软且可加工)在生坯物体上执行减除成形时，MIM材料的使用提供了独特的优势。这允许在物体112被烧结为金属物体之前快速且容易地去除可观察到的实体缺陷和打印缺陷。这也可以包括根据三维模型322或一些其他手动设定等而在物体上赋予一定的特征或结构。例如，这可以包括向物体中开出螺纹、或形成通孔、或可通过减除性的钻孔、研磨、形成路径或其他减除过程容易地赋予的其他结构。该方法在感兴趣特征(例如水平的带螺纹通孔)更难以准确地通过增材制造进行制造的情况下是尤其有利的。在零件中设定了减除制造的情况下，增材模型(additivemodel)也可以包括足够的层厚和填实部分(infill)，例如在熔丝制造过程中，用于在被减除的特征周围提供足够的材料间隙。
在另一方面，补充工具380可以是用于制造本文所述的高架支撑体的工具。例如，补充工具380可以包括补充增材制造系统，该补充增材制造系统配置为在物体的表面上方形成支撑结构，该表面垂直向上露出，且支撑结构包括联接到该表面以支撑物体的垂直向下载荷的上部结构(superstructure)。通过例如参考以下的图9–10描述合适高架的支撑结构。
在一个通常方面，驱动系统304、加热系统306、喷嘴310和任何其他补充部件可以形成用于挤出本文所述的材料中的一种的挤出机390，且打印机300可以根据用在制造过程中的材料数量和类型包括任何数量的这种挤出机390。由此，本文公开用于三维制造的打印机300，打印机400包括构建板314、第一挤出机390、第二挤出机390、包括机器人308(该机器人能操作为让第一挤出机390和第二挤出机390相对于构建板314运动)的机器人系统、和处理器(例如控制系统318的处理器)。第一挤出机390可以联接到用于制造物体312的构建材料302的第一源，其中构建材料302包括用于形成物体312的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间抵抗物体312的净形的变形。第二挤出机390可以联接到用于在物体312和支撑结构313的邻近表面之间制造界面层的界面材料的第二源，其中在烧结期间，界面材料抵抗物体312与支撑结构313的连结。处理器可以通过计算机可执行代码配置为让机器人系统沿构建路径相对于构建板314运动同时从第一挤出机390和第二挤出机390中的至少一个进行挤出，以基于物体314的计算机化模型(例如三维模型322)在构建板314上制造物体312。
第一挤出机390可以是第二挤出机390，例如其中打印机300使用材料交换(material swapping)，以针对单个挤出机在构建材料和界面材料之间进行切换。打印机300也可以或代替地包括第三挤出机390，其联接到用于制造支撑结构313的支撑材料的第三源，或联接到用在多材料制造中的第二构建材料。在另一方面，支撑结构313可以用与物体312相同的材料形成，例如其中处理器配置为通过从第一挤出机390挤出构建材料302而形成支撑结构313。
图4显示了使用粘结剂喷射的增材制造系统。如本文所构思的，粘结剂喷射技术可用于在净形体中沉积和粘结金属颗粒等，用于脱粘并烧结为最终零件。在脱粘和/或烧结期间需要支撑结构以缓解物体变形的情况下，界面层可以形成在支撑结构和物体的一些部分之间，以便避免烧结期间支撑结构与物体的连结。
通常，用于粘结剂喷射的打印机400可以包括粉末床(powder bed)402、可运动经过粉末床402的铺展器404(例如辊子)、可运动经过粉末床402的打印头406和与打印头406电通信的控制器408。粉末床402例如可包括包装量(packed quantity)的粉末410(其具有第一金属微颗粒)。铺展器404可运动经过粉末床402，以从粉末材料的供应源412跨经粉末床402散布粉末410的层。在一个方面，铺展器404可以是双向铺展器，其配置为从供应源412沿一个方向铺展粉末，且从在粉末床402的相反侧的第二供应源(未示出)沿返回方向散布粉末，以便针对各层加快处理时间。
打印头406可限定排出孔，且在某些实施方式中，可被促动(例如通过向与粘结剂414机械相连的压电元件输送电流)而通过排出孔向经粉末床402铺展的粉末层分配粘结剂414。粘结剂414可包括载体和散布在载体中的第二金属的纳米颗粒，且在被散布在粉末层上时，粘结剂414可填充该层中的粉末410的大部分空穴空间，使得粘结剂414的纳米颗粒散布在该层中的粉末410的纳米颗粒之间。粘结剂414的纳米颗粒可具有比粉末410的微颗粒更低的烧结温度，且纳米颗粒在粉末床402中的微颗粒间的分布可有助于在粉末床402的三维物体416中原位形成烧结颈。与没有这种烧结颈的三维物体相比，具有烧结颈的三维物体416可具有更大的强度，且因此在三维物体416经历随后处理以形成最终零件时不太倾向于发生下垂或其他变形。
粉末材料的供应源412可以提供适于用作本文所构思的构建材料的任何材料，例如被选择为用于将从物体416形成的最终零件的可烧结粉末材料。供应源412和铺展器404可以向粉末床402供应粉末材料，例如通过使用铺展器404提升粉末410并让粉末移位到粉末床402，该铺展器404也可以在基本上均匀的层中跨经粉末床402铺展粉末材料，用于与打印头406粘结。
在使用中，在打印头406运动经过粉末床402时，控制器408可促动打印头406，以按受控的二维样式从打印头406将粘结剂414输送到每一层粉末410。应理解，打印头406的运动和打印头406的促动(以输送粘结剂414)可与铺展器404经过打印床的运动协调进行。例如，铺展器404可跨经打印床铺展粉末410的层，且打印头406可以按受控的二维样式输送粘结剂414到跨经打印床铺展的粉末410的层，以形成三维物体416的层。这些步骤可顺序重复(例如针对每一个相应层按受控的二维样式)以形成随后的层，直到最终在粉末床402中形成三维物体416。由此，打印机400可以配置为根据物体416的计算机化模型向粉末床402中的粉末材料(例如粉末410)的顶表面415施加粘结剂414。打印机400可以更具体地被配置为根据计算机化模型的二维截面施加粘结剂414并按第二样式施加第二粘结剂(其可以是用于物体的粘结剂414)，以将粉末材料的其他区域粘结，以在物体416的至少一个表面附近形成支撑结构420。这例如可以是基于用于物体的烧结支撑体的第二计算机化模型，例如用于支撑物体416的各种特征，以不至于在烧结期间发生塌缩或其他变形。在使用界面层422的情况下，粘结剂和第二粘结剂可以是从单个打印头沉积的基本上相似或相同的粘结剂体系。
在某些实施方式中，增材制造系统可进一步包括与粉末床402热连通的加热器418。例如，加热器418可与粉末床402传导性热连通。作为具体例子，加热器418可以是嵌入在限定了粉末床402的空间的一个或多个壁中的电阻加热器。另外或替换地，加热器418可以是感应加热器。
加热器418可被控制(例如通过与控制器408电通信)，以将粉末床402中的三维物体416加热到目标温度(例如大于约100摄氏度且小于约600摄氏度)。例如，在比微颗粒更低的温度下烧结纳米颗粒的情况下，目标温度可大于纳米颗粒的烧结温度且小于微颗粒的烧结温度。应理解，在这种目标温度下，粘结剂414的纳米颗粒可在微颗粒保持相对未烧结时烧结。因为通过三维物体416的每一层中粘结剂414的受控的二维样式，纳米颗粒被选择性地分布在粉末床402中，所以粉末床402中纳米颗粒的这种优先烧结可在三维物体416中产生烧结颈。通常，三维物体416中这些烧结颈的存在能强化三维物体416。被强化的三维物体416可从粉末床402去除并经历一个或多个终加工过程，与没有烧结颈的三维物体相比，具有降低的变形或其他缺陷的可能性。
尽管如上所述的技术可以有助于在生坯零件或其他预烧结的净形物体中获得改进的烧结性能，但是仍然会需要结构支撑。在这种情况下，可以在三维物体416下方制造支撑结构420，以提供支撑，以抵抗烧结期间的下垂或其他变形。在这些情况下，沉积工具460可以配置为在支撑结构420和物体416之间的界面处施加界面材料，其在适于粉末410的烧结温度下的烧结期间抵抗支撑结构420与物体416的连结。由此，沉积工具460可以用于在支撑结构420和物体416之间形成界面层422，例如通过在烧结开始时抑制或防止仍留在支撑结构420和物体416之间的来自粉末床402的粉末410发生烧结。通常，沉积工具460可以是喷射打印头或适于以受控样式沉积相应材料层以形成界面层422的任何其他工具或工具的组合。沉积工具460例如可以沉积高温烧结材料(相对于粉末410而言的)的小(也是相对于粉末410而言)纳米颗粒的胶体悬浊液。例如，粉末410可以是金属粉末，例如可烧结金属粉末，其具有至少十五微米的平均颗粒尺寸，或约十到三十五微米的平均颗粒尺寸，且沉积工具460可以沉积陶瓷颗粒的胶体悬浊液，所述陶瓷颗粒的大小设置为能让可烧结粉末渗入到物体416附近的支撑结构420的一表面中。陶瓷颗粒例如可以具有一微米或更小的平均颗粒尺寸，或比可烧结粉末的类似测量的平均颗粒尺寸小至少一个数量级。这些较小颗粒可以让粉末410渗入界面层422中并对在粉末410的颗粒之间烧结颈的形成造成障碍。
在另一方面，界面材料可以包括沉积在物体416附近的支撑结构420的一表面处的陶瓷颗粒层。这些陶瓷颗粒可以固化，例如在粘结剂等中，以通过可烧结粉末的随后层防止位移，由此在支撑结构420和物体416之间形成耐受烧结的陶瓷层。陶瓷颗粒例如可以沉积在载体中，该载体在接触粉末床402中的可烧结粉末时胶合，或沉积在可固化载体中，其中固化系统(例如光源或热源)配置为让可固化载体基本上在可烧结粉末上发生沉积的同时固化，例如防止在支撑结构420或物体416的任何邻近区域中发生不期望的熔渗。在另一方面，界面材料可以包括一材料，其在脱粘并进入热烧结循环之后留下来作为将支撑结构与物体实体分离的界面层，例如其中，在粉末410的另一层铺展在粉末床402上之前，陶瓷粉末层被沉积并固化就位。在一个方面，界面材料可以以间歇的样式沉积，间歇的样式例如是支撑结构420和物体416之间的非接触六边形阵列，以在烧结之后在支撑结构和物体之间形成相应样式的间隙。后一结构可以有效地使得支撑结构420和物体416之间的机械联接变弱，以有助于在烧结之后去除支撑结构420。
用于在可烧结三维物体上形成耐受烧结层的其他合适技术通过非限制性的例子描述，如Khoshnevis等的“Metallic part fabrication using selective inhibitionsintering(SIS),”Rapid Prototyping Journal,Vol.18:2,pp.144-153(2012)和Khoshnevis的美国专利No.7,291,242，其每一个因此通过引用全部合并于本文。通过非限制性的例子，用于抑制物体表面上烧结的合适技术包括使用陶瓷作为宏观机械抑止剂，施加氯化锂和硫酸铝作为微观机械抑止剂，且施加硫磺酸和过氧化氢作为化学抑止剂。更通常地，用于机械地、化学地或以其他方式抑制烧结的任何技术可以有效地用于在粉末床410中形成界面层422，以有助于物体416和支撑结构420的烧结后分离。
各种有用的材料体系可以适于用在使用粘结剂喷射来制造支撑结构和物体之间的界面层的打印机400中。例如，界面材料可以有效地包含可溶解金属盐，其在脱水并加热时转变为陶瓷，例如含有氢氧化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐、和硬脂酸盐中的至少一种的盐。界面材料也可以或代替地包括铝，且界面材料可以包括锆、钇、硅、钛、铁、镁、和钙中的至少一种。在另一方面，粘结剂可以包括被选择为改变最终零件性能的二次熔渗物(secondary infiltrant)，例如碳、硼和金属盐中的至少一种。
图5显示了立体光刻系统。立体光刻系统500可用于通过选择性地将树脂504暴露至来自活化光源506的活化能量而用树脂504形成三维物体502。树脂504可包括悬在多种粘结剂中(所述多种粘结剂可包括第一粘结剂和与第一粘结剂不同的第二粘结剂)和悬在第一粘结剂的混合物中的颗粒。例如，第一粘结剂可在暴露至足以让第二粘结剂交联(crosslink)或聚合(polymerize)的光波长下时基本上不反应，使得第二粘结剂可在立体光刻系统500中局部地经历交联和/或聚合，以形成物体层，并通过第二粘结剂向活化光的逐层曝光，最终形成生坯零件，例如三维物体502。还如后文详述的，第一粘结剂可具有足够的强度以支撑树脂504形成的生坯零件，且另外或替换地，可从三维物体502提取(例如通过第一脱粘过程)，以留下经交联和/或经聚合的第二粘结剂和悬于第二粘结剂中的金属颗粒。如在下文详述的，第二粘结剂可通过第二脱粘过程从颗粒去除，且颗粒可经历随后处理(例如烧结)，以从三维物体502形成终加工零件。另外或替换地，第二粘结剂可通过第二脱粘过程从第一粘结剂去除和/或从颗粒去除。由此，更通常地，本文所述的第一脱粘过程和第二脱粘过程应理解为可以以任何顺序发生，除非另有说明或从上下文清楚得知。
立体光刻系统500可以是逆系统(inverted system)，其包括介质源506和构建板508。在使用中，介质源506可承载树脂504，且在通过让树脂504中的第二粘结剂对着活化光进行逐层曝光而构建三维物体502时，构建板508可沿远离介质源508的方向运动。例如，立体光刻系统500可包括构建腔室510，该构建腔室510限定加工空间512，介质源506和构建板508可设置在该加工空间中，且立体光刻系统500可包括活化光源514，其定位为引导活化光(如后文详述)沿朝向介质源506和构建板508的方向进入加工空间512。继续参见该例子，来自活化光源514的光可被控制为入射到通过介质源506携带的树脂504上，以使得树脂504中的第二粘结剂以预定样式交联和/或聚合，以在基板(例如构建板508或三维物体502的先前层)上形成三维物体502的层，同时立体光刻系统500的逆向取向可有助于将多余树脂504从三维物体502向回朝向介质源506排出。
立体光刻系统500可另外或替换地包括一个或多个加热器516，其与介质源506和/或加工空间热连通，且能操作为例如通过传导、强制对流、自然对流、辐射和其组合来控制树脂504的温度。加热器516例如可以包括与介质源506、构建板508、或系统500的任何其他合适部件热连通的电阻加热器。加热器516也可以或代替地包括用于介质源506上方的加工空间512的环境加热器。一个或多个加热器516通常能操作为在制造过程期间直接或间接地控制树脂504的温度。立体光刻系统500还可包括一个或多个温度传感器518，例如热电偶等，以有助于控制加热器，以在加工空间512、树脂504等中实现期望的热分布。
尽管加工空间512可以以各种不同方式加热以实现本文所述的各种不同优点中的任何一个或多个，以有助于对金属零件进行立体光刻制造，但是应理解立体光刻系统500的某些部分可有利地与加工空间512和/或与加热器516热绝缘。例如，活化光源514可与加工空间512和/或加热器516热绝缘。活化光源514的这种热绝缘例如可用于延长活化光源514的使用寿命。另外或替换地，立体光刻系统500可包括原料源，树脂504可从该原料源输送到介质源506。原料源可与加工空间512和/或加热器516热绝缘，以有助于处理树脂504。即，树脂504可以基本固体的形式存储。另外或替换地，假设颗粒趋于在熔化形式的树脂504中更快地沉淀，则将原料与工作空间512和/或加热器(一个或多个)516热绝缘可有助于将可用形式的树脂504存储更长时间。
通常，活化光源514可输送波长和曝光时间适于让树脂504的第二粘结剂交联和/或聚合的光。在一些实施方式中，活化光源514可以是紫外光源，其中在足够地曝光至紫外光时，树脂504的第二粘结剂经历交联和/或聚合。作为更具体的例子，活化光源514可以是各种不同普遍存在的光源中的任何一个或多个，其产生具有约300nm到约450nm(例如约405nm，其对应于Blu-ray盘标准)波长的光。在某些实施方式中，活化光源514具有的波长大于树脂504中悬着的平均颗粒尺寸，这可降低颗粒干扰树脂504的第二粘结剂的交联和/或聚合的可能性。这种降低的干扰例如可有利地降低让树脂504中的第二粘结剂交联和/或聚合所需的曝光时间量。进一步地，或代替地，降低的干扰可通过降低光散射而增强分辨率。
活化光源514是可控的，以提供光入射到树脂504上的样式。例如，活化光源514可包括被控制为让树脂504上的图像点阵化的激光器。作为另一非排他例子，活化光源514可包括数字光处理(DLP)投射器，其包括可控制为在树脂504上形成图像的多个微反射镜。
从活化光源514而来的光可经过介质源506的让来自活化光源514的光透过的部分，使得光路径中介质源506的存在对从活化光源514向介质源506所携带的树脂504传输光来说造成极小干扰或没有干扰。由此，例如，在活化光源514是紫外光源的实施方式中，介质源506的在活化光源514的路径中的那部分可对紫外光是透明的。进一步地，或代替地，在活化光源514设置在加工空间512以外的实施方式中，从活化光源514而来的光可经过构建腔室510的对从活化光源514而来的光透明的那部分，使得介质源506在光路径中的存在对从活化光源514向介质源506所携带的树脂504传输光造成极小干扰或没有干扰。尽管介质源506和/或构建腔室510对从活化光源514而来的光的透明的，但是应理解希望的是使用中间源506和/或构建腔室510过滤从活化光源514而来的光。
立体光刻系统500可进一步包括控制器520(例如一个或多个处理器)，和非瞬时计算机可读存储介质522，其与控制器520通信并在其上存储计算机可执行指令，用于使得控制器520的一个或多个处理器执行本文所述的各种方法。例如，控制器520可与构建板508、活化光源514、加热器(一个或多个)516、和温度传感器518中的一个或多个通信，以基于存储在存储介质522上的三维模型524控制三维物体502的制造。在某些情况下，立体光刻系统500可进一步包括摄像机和视觉系统，其可在三维物体502形成时检测其参数(例如尺寸)，且存储介质522可存储三维物体502的数字双胞胎526，使得可评估三维物体502的变化和缺陷。
通常，树脂504可对被控制器520控制的光、热量、或其组合做出响应，使得第二粘结剂可控地交联或聚合。由此，如与粘结剂最初被交联或聚合的材料相比，控制树脂504的第二粘结剂的交联或聚合的能力可在立体光刻过程期间有利地有助于控制三维物体502的层的形状并由此形成该层。
通常，树脂504可包括悬于第一粘结剂和第二粘结剂的混合物中的颗粒。如在本文使用的，粘结剂可以是可在制造过程的一点从颗粒去除的一种或多种组成成分。由此，例如，第一粘结剂可通过第一脱粘过程从颗粒去除，且第二粘结剂可通过第二脱粘过程从颗粒去除，该第二脱粘过程与第一脱粘过程不同和/或与第一脱粘过程暂时分离。另外或替换地，第一粘结剂和第二粘结剂可具有对入射光的不同响应，例如使得，第一粘结剂可在暴露至足以使得第二粘结剂交联或聚合的光波长下时基本上不反应。由此，例如，第二粘结剂的物理性能会在立体光刻过程期间改变，而不会极大地改变第一粘结剂的物理性能。更通常地，应理解树脂504中的第一粘结剂和第二粘结剂的物理性能可通过在立体光刻过程期间选择性且受控地应用能量(例如光、热量或其组合)而改变，以应对立体光刻过程的不同阶段有关的不同需求，例如处理(例如铺展)树脂504，逐层形成三维物体502，和将三维物体502终加工为主要由悬于第一粘结剂和第二粘结剂的混合物中的颗粒形成的固体零件。
颗粒的悬浮可以包括将颗粒分散在第一粘结剂和第二粘结剂的固体或熔化形式的混合物中。应理解，颗粒的这种分散可以是在第一粘结剂和第二粘结剂的混合物中均匀或基本上均匀的(例如变化小于约±百分之10)。但是，更通常地，应理解颗粒的均匀度可以是制造三维物体502的可接受强度和/或设计公差的函数，且由此，可包括在第一粘结剂和第二粘结剂的混合物中基本上间隔开的颗粒的任何分布。
第一粘结剂和第二粘结剂例如可以是彼此可混合的，使得第一粘结剂和第二粘结剂的混合物同质。另外或替换地，第一粘结剂和第二粘结剂可以彼此不可混合。在这种情况下，在立体光刻过程之前或期间，可通过摇动或以其他方式搅动熔化形式的树脂504而形成颗粒在第一粘结剂和第二粘结剂的混合物中的分散。
第二粘结剂可以是低分子量材料(例如单体或低聚物)，低分子量表明低程度的交联或聚合。例如，第二粘结剂可具有小于约5000g/mol的分子量。继续参见该例子，第二粘结剂的分子量在暴露至足以使得第二粘结剂交联或聚合的光波长下时可从小于约5000g/mol增加到大于约5000g/mol(例如大于约2000g/mol)。与第二粘结剂分子量的这种增加关联的最终交联或聚合应理解为对应于第二粘结剂的固化，使得树脂504在三维物体502的层的制造期间采取相对稳定的形状。
在某些实施方式中，第二粘结剂在曝光至约300nm到约450nm波长的光并经过足够长时间时经历交联或聚合。由此，在这种实施方式中，第二粘结剂可在曝光至405nm波长的光时经历交联或聚合，该波长对应于Blu-ray盘标准，且由此使用普遍存在的光源产生。
第一粘结剂和第二粘结剂可具有不同熔化温度，使得热量可施加到树脂504，以例如有助于处理树脂504。例如，第一粘结剂可具有第一熔化温度且第二粘结剂可具有小于或约等于第一熔化温度的第二熔化温度。在这种情况下，可通过相对于第一粘结剂熔化温度来控制树脂504的温度而控制树脂504的流动。作为更具体的例子，第一粘结剂可具有小于约80摄氏度的第一熔化温度，且介质源506、构建板508和/或加工空间512的温度可被控制为高于约80摄氏度，使得树脂504在从活化光源514接收入射光之前熔化。另外或替换地，第一粘结剂可具有高于约25摄氏度的熔化温度，使得树脂504可基本上是固体的(例如浆体形式)，以有助于将树脂504以稳定形式长时间存储(例如数周)。在某些实施方式中，悬于第一粘结剂和第二粘结剂的混合物中的颗粒的浓度使得树脂504在25摄氏度时为非牛顿流体。
另外或替换地，第一粘结剂和第二粘结剂可具有不同分解温度。例如，第一粘结剂可具有第一分解温度，且第二粘结剂可具有大于第一分解温度的第二分解温度，使得第二粘结剂通常可承受加热到更大的温度(例如在将第一粘结剂从三维物体502脱粘之后)。
第一粘结剂可在第二粘结剂曝光至足以使得第二粘结剂交联或聚合的光波长之后从粘结剂体系和第二粘结剂提取。例如，树脂504可曝光至来自活化光源514的光，使得第二粘结剂充分交联或聚合，以至少部分地变硬，以形成三维物体502的稳定层，可最终从其提取第一粘结剂。应理解，从三维物体502提取第一粘结剂将留下棕坯，其可随后被处理(例如通过让第二粘结剂脱粘并烧结剩余颗粒)，以形成完成零件。
通常，通过适于第一粘结剂的组合物的任何各种不同过程，可从第二粘结剂和/或颗粒提取第一粘结剂。例如，第一粘结剂可包括蜡，其可在第二粘结剂曝光至足以使得第二粘结剂交联或聚合的光波长之后通过在非极性化学制剂中进行化学溶解而从第二粘结剂提取出来。作为另一非排他的例子，第一粘结剂可包括多个低分子量组分(例如石蜡和硬脂酸)，在第二粘结剂曝光至足以使得第二粘结剂交联或聚合的光波长之后通过相同化学溶液(例如己烷)提取出每一种组分。另外或替换地，第一粘结剂可包括聚乙二醇，其在第二粘结剂曝光至足以使得第二粘结剂交联或聚合的光波长之后可通过水或酒精进行分解而从第二粘结剂提取出来。进一步额外地，或替换地，第一粘结剂可包括蜡，其可在第二粘结剂曝光至足以使得第二粘结剂交联或聚合的光波长之后通过超临界二氧化碳流体从第二粘结剂提取出来。进一步额外地，或进一步替换地，第一粘结剂可包括低分子量聚甲醛，其可通过在氮氧化物蒸汽中进行催化脱粘而从第二粘结剂提取出来。例如，聚甲醛可在基本上与第二粘结剂进行光聚合(photopolymerizable)的温度基本上类似的温度下熔化。在某些实施方式中，第一粘结剂包括聚酐，其可在第二粘结剂曝光至足以使得第二粘结剂交联或聚合的光波长之后通过水解和在水溶液溶液中分解而从第二粘结剂提取出来。在一些实施方式中，第一粘结剂包括蜡，其可在第二粘结剂曝光至足以使得第二粘结剂交联或聚合的光波长之后从第二粘结剂热提取(thermally extractable)出来。热提取例如可包括在第二粘结剂基本上保持完整(例如基本上保持其形状)的温度下煮沸该蜡。
第二粘结剂可通过任何各种不同的脱粘过程(适于第二粘结剂的一种或多种组分)而从第一粘结剂和/或从颗粒去除。例如，第二粘结剂可在第二粘结剂的交联或聚合之后通过让第二粘结剂裂解和/或解除聚合(un-polymerizing)而脱粘(例如通过水解或溶剂分解)。例如，第二粘结剂可包括缩醛二丙烯酸酯(acetal diacrylate)，其可在第二粘结剂曝光至足以使得第二粘结剂交联或聚合的光波长之后通过在氧化一氮蒸汽中进行催化脱粘而从第一粘结剂提取出来。作为额外或替换的例子，第二粘结剂可包括二丙烯酸酸酐(anhydride diacrylate)，其在第二粘结剂曝光至足以使得第二粘结剂交联或聚合的光波长之后通过水解和在一种或多种水溶液溶液中分解而从第一粘结剂提取出来。进一步额外地，或进一步替换地，第二粘结剂可包括糖化二丙烯酸酯(saccharide diacrylate)(例如单糖二丙烯酸酯、二糖二丙烯酸酯或其组合)，其每一种可在第二粘结剂曝光至足以使得第二粘结剂交联或聚合的光波长之后，通过在包括用于让交联或聚合的第二粘结剂水解的催化剂(例如包括一种或多种生物酶，例如淀粉酶)的一种或多种水溶液中进行水解，而从第一粘结剂提取出来。另外或替换地，在通过第二粘结剂让第二粘结剂裂解和/或解除聚合而让第二粘结剂脱粘的情况下，第一粘结剂可具有高分子量(例如大于约5000g/mol)且在树脂504中具有小体积百分比(例如小于约百分之10)。
悬于第一粘结剂和第二粘结剂的混合物中的颗粒是固体颗粒，其通常可被烧结以形成固体完成零件。颗粒例如可包括各种不同金属中的任何一种或多种。进一步地，或代替地，颗粒可包括各种不同陶瓷中的任何一种或多种。为了有助于沿零件以基本上均匀的强度特性制造固体零件，固体颗粒可具有相同的组合物且可另外或替换地具有基本上均匀的尺寸。在某些情况下，颗粒可有利地具有小于足以使得第二粘结剂交联的光波长的平均尺寸，其可具有本文所述的任何各种不同优点。例如，这种颗粒尺寸对光波长的比例可实现与让第二粘结剂交联或聚合关联的更短时间，如果颗粒对具有比平均颗粒尺寸更长的波长的入射光不太可能干扰的话。
通常，期望的是在树脂504中具有高的颗粒浓度。这种高浓度例如可用于降低使得第二粘结剂交联或聚合所需的时间量和/或能量。另外或替换地，这种高浓度可用于降低让第一粘结剂脱粘和/或让第二粘结剂脱粘所需的时间量。作为高浓度的具体例子，颗粒在树脂504中的浓度(按体积)可以是颗粒的振实密度(tap density)的±百分之15以内。如在本文使用的，颗粒的浓度是在压缩过程之后的颗粒粉末的体积密度(bulk density)，且在标题为“Standard Test Method for Tap Density of Metal Powders and Compounds”的ASTM B527中设定，其全部内容通过引用合并于本文。
颗粒可包括改性表面，使得颗粒呈现有利地与颗粒的下层材料不同的物理或化学特性。例如，颗粒可包括化学官能化表面，例如具有金属氧化物涂层的表面，其可用于抵抗侵蚀或其他不期望的化学反应。另外或替换地，颗粒可包括官能团，使得颗粒通过位阻现象(steric hindrance)抵抗在第一粘结剂和第二粘结剂的混合物中沉淀。在某些情况下，在环境条件下(例如在大气压力下约25摄氏度且具有20-80％的相对湿度)，悬于第一粘结剂和第二粘结剂的混合物中的颗粒可具有大于约两周的沉淀时间尺度(timescale)，这可有助于以稳定形式将树脂504存储一段有用的时间。在一些情况下，颗粒的沉淀时间可大于立体光刻过程期间第一粘结剂熔化的时间量。
树脂504可包括悬于第一粘结剂和第二粘结剂的混合物中的光子吸收剂(例如苏丹红)。这种光子吸收剂例如可有助于调整树脂504，以实现对来自活化光源514的活化光的特定响应(例如用于第二粘结剂的固化时间)。
通常，第二粘结剂可按体积为树脂504的总体积的约百分之10到约百分之50。应理解，树脂504的体积组成(volumetric composition)取决于第一粘结剂和第二粘结剂(出其他的以外)的组成。第一粘结剂例如可包括以下中的一种或多种：石蜡、巴西棕榈蜡、硬脂酸、聚乙二醇、聚甲醛、油酸和酞酸二丁酯。第二粘结剂例如可包括以下中的一种或多种：聚乙烯(甲基丙烯酸甲酯)、聚乙二醇二丙烯酸酯、官能化到丙烯酸酯基的尿烷低聚物、官能化到丙烯酸酯基的环氧树脂低聚物、1、6-己二醇丙烯酸酯或苯乙烯。另外或替换地，树脂504可包括乙烯醋酸乙烯酯、滑剂(例如硬脂酸)、和/或增容剂(例如金属硬脂酸盐(例如硬脂酸锌)、硬脂酸或其组合)。
在示例性配方中，第一粘结剂可包括聚乙二醇且第二粘结剂可包括聚乙烯(甲基丙烯酸甲酯)。例如，聚乙二醇可为第一粘结剂和第二粘结剂的组合重量的约百分之40-90且聚乙烯(甲基丙烯酸甲酯)可为第一粘结剂和第二粘结剂的组合重量的约百分之10-60。
在另一示例性配方中，第一粘结剂可包括石蜡且第二粘结剂可包括蜡质或疏水二醋酸盐低聚物(diacrylate oligomer)。
尽管显示且如上描述了粘结剂喷射、熔丝制造和立体光刻过程，但是应理解，本文公开的发明原理可以有效地适于任何其他制造技术，其适于沉积用于物体、支撑结构和界面层的多种材料，以形成具有本文所构思的可断开支撑结构的可烧结物体。
图6显示了立体光刻系统。立体光刻系统600大致类似于如上所述的立体光刻系统，但是每一层被固化在顶表面上，且在每一层从上方暴露至例如紫外光这样的活化源时，物体602向下运动到树脂604中。在一个方面，立体光刻系统600可以配置为用于多材料立体光刻，例如使用分开的树脂浴(和用于在其之间进行切换的机器人系统)，在固化之前通过刷子、带轮(tape caster)等施加的不同树脂，或任何其他合适技术(一种或多种)，以及按照需要在各固化步骤之间进行任何洗涤或其他处理。一种合适的系统通过例子描述于Chen等人的美国专利No.9,120,270，其通过引用全部合并于本文。这些或其他技术可以用于沉积可烧结构建材料、界面层、和在适当情况下沉积支撑结构，例如用于将支撑体进行烧结，如大致在本文所构思的。
其他技术也可以或代替地用于形成用于可烧结物体上的可断开支撑体的界面层，例如通过在期望施加界面层的层区域上刷布、喷涂或以其他方式沉积陶瓷颗粒层或其他耐受烧结的材料(例如在胶体悬浊液等中)。例如，陶瓷颗粒的胶体悬浊液可以在其固化之前沉积在树脂604的表面上。在另一方面，可以使用选择性的脆裂材料(embrittlementmaterial)或其他材料，其防止或抑制物体602和邻近支撑结构之间的连结。合适控制系统、机器人等可以被包括且本领域技术人员可容易地理解，其中这些系统的细节不在这里重复。因而，本文公开了立体光刻系统600，其具有界面层工具660，其可以包括任何如上所述的机构，或适于形成本文所构思的界面层662的任何其他工具(用于通过立体光刻过程制造的物体)。
图7显示了界面层。支撑结构用在增材制造过程中，以允许更多种类物体几何结构的制造，且可以大致包括打印支撑体(用于制造期间的覆盖层的物理支撑)、脱粘支撑体(以在脱粘期间防止变形)和烧结支撑体(以在烧结期间防止变形)。对于本文所构思的构建材料——随后烧结为最终零件的材料，界面层可以有效地被制造在物体和支撑体之间，以在随后处理(例如烧结)期间抑制支撑结构的邻近表面和物体之间的连结。由此，本文公开了界面层，其适合用增材制造系统进行制造，其在随后的烧结过程期间抵抗支撑结构和物体之间连结的形成。
根据前述，制造物件700可以包括构建材料形成的物体702、支撑结构704、和界面层706，其每一个可以使用本文所述的任何增材制造技术沉积或以其他方式制造，或以其他方式制造或形成为可烧结和不可烧结的层等。
物体702的构建材料可以包括本文所述的任何构建材料。通过一般例子的方式，构建材料可以包括金属注射模制材料或粉末冶金材料。更通常地，构建材料可以包括用于在烧结温度下形成最终零件的可烧结粉末材料，以及含有一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其在将可烧结粉末材料密实为最终零件之前将可烧结粉末材料保持在物体702的净形体中，例如是在用增材制造过程进行沉积或其他成形之后。尽管出于简单的目的物体702被显示为单个水平材料层，但是应理解在界面层706附近的物体702的表面708可以具有任何形状或三维形态(在制造物体702的系统限制条件内)，包括但不限于垂直表面、倾斜表面、水平表面、突台、突脊、曲线等，无论物体702和支撑结构704之间的不可烧结阻挡层在何处必要或有益，界面层706通常都遵循物体702的表面708。
构建材料的一种或多种粘结剂可以包括任何各种材料，其被选择为在将物体702处理为最终零件期间保持物体702的净形。例如，将物体702处理为最终零件可以包括对净形体脱粘以去除一种或多种粘结剂的至少一部分，烧结该净形体以让可烧结粉末材料连结并密实，或这些操作的一些组合。为了在这种情况下支撑净形体，一种或多种粘结剂通常可以保持净形体，直到通过可烧结粉末材料的颗粒的颈柱(necking)实现足够的烧结强度。
构建材料的可烧结粉末可以包括金属粉末，其含有适于烧结的任何金属(一种或多种)、金属合金(一种或多种)、或前述的组合。各种这样的粉末在粉末冶金区域是已知的。由此，构建材料可以包括粉末冶金材料。可烧结粉末材料例如可以具有一颗粒尺寸分布，平均直径为二微米到五十微米，例如约六微米、约十微米、或任何其他合适直径。构建材料也可以或代替地包括亚微米(submicron)颗粒，其被选择为有助于可烧结粉末材料的烧结，例如较小的粉末材料颗粒，低温度烧结材料的颗粒等。亚微米颗粒也可以或代替地包括被选择为用于与可烧结粉末材料或与强化添加物的颗粒等形成合金的元素。在另一方面，粘结剂体系的亚微米颗粒具有基本上与可烧结粉末材料相同的组合物和具有比可烧结粉末材料小至少一个数量级的平均颗粒尺寸的尺寸分布。
可烧结粉末材料也可以或代替地包括铝、钢、和铜中的至少一种的合金，其中选择性的脆裂材料包括锑、砷、铋、铅、硫、磷、碲、碘、溴、氯和氟中的至少一种。
支撑结构704通常可以为物体702提供打印支撑、脱粘支撑、烧结支撑、或这些支撑的一些组合。打印支撑通常将在物体702的表面下方垂直定位，但是在垂直支撑端部或具有非水平特征的情况下，界面层706也可以定位在支撑结构704一侧或定位在支撑结构704和物体702之间。更通常地，支撑结构704可以定位在物体702的表面708附近，以在将物体702处理为最终零件期间提供机械支撑，其中“邻近”在这种情况下意味着在界面层706附近但是与之适当分开。
支撑结构704可以用例如第二材料这样的支撑材料形成，其在处理(例如脱粘、烧结、或这些的一些组合)期间具有与物体702的构建材料匹配的收缩率，使得支撑材料和构建材料在脱粘期间、烧结期间或两者期间以基本上相似的比率收缩。例如，第二材料可以是构建材料，其中使用界面层706防止构建材料跨经界面层烧结。支撑结构704的第二材料也可以或代替地包含界面层的陶瓷粉末、或一些其他陶瓷粉末或其他粉末材料等，其在用于烧结物体702的构建材料的烧结温度下耐受烧结。例如，支撑结构704的第二材料可以用与界面层706基本上相同(或确切相同)的组合物形成，或可以包括用在用于物体702的构建材料中的粘结剂体系。该界面层706的第二粘结剂体系例如可以提供适于用在熔丝制造过程等中的流变特性。由此，第二粘结剂体系可以有助于合适的流动性，且可以在物件700的脱粘期间保持界面层706的形状。第二粘结剂体系也可以或代替地在用于将物体702的构建材料烧结为最终零件的烧结温度下开始热烧结循环期间保持界面层706的形状。
在另一方面，支撑材料可以在脱粘期间以与构建材料基本上相似的比率收缩，且支撑材料可以在烧结期间以比构建材料大得多的比率收缩。通过该收缩模式，支撑材料可更具体地配置为在热烧结循环期间以保持支撑结构704与物体702接触(通过界面层706)的比率收缩。支撑材料也可以或代替地被配置为以保持支撑结构704接触物体706的比率收缩，至少直到物体702在用于构建材料的烧结过程期间变得能够自支撑。
通常，支撑结构704可以包括非平面支撑表面，其根据被支撑的物体702的几何结构变化，且支撑结构704可以具有低于物体702的底表面708的变化z轴线高度(在例如使用熔丝制造、粘结剂喷射、立体光刻或任何其他合适制造系统进行物件的平面制造的制造坐标系中)。在物体702的底表面平坦且不需要结构支撑的情况下，界面层706仍然可以被有效地采用，例如有助于在制造为最终零件期间将物体702从收缩筏(shrink raft)、烧结装定器(sintering setter)或用于承载物体702的其他基板分离。
界面层706通常可以设置在支撑结构704和物体702的表面708之间。界面层706可以包含一组合物，其在烧结期间通过界面层706抵抗支撑结构704与物体702的表面708的连结。例如，界面层706的组合物可以包括陶瓷粉末，其具有比构建材料高或比构建材料(例如金属构建材料)高得多的烧结温度。界面层706也可以或代替地包括预制陶瓷聚合物，例如任何各种有机硅化合物，其能在热处理时转变为陶瓷。更具体地，能在构建材料的烧结温度下烧结期间分解为陶瓷的这种预制陶瓷聚合物可以有效地用于在烧结期间形成陶瓷界面层。界面层706也可以包括热朔性粘结剂或其他合适材料，以保持陶瓷颗粒在物件中的位置。在一个方面，界面层706包括可溶解材料，其适于在烧结之前通过溶剂去除，例如在化学脱粘过程中，且界面层706还包括陶瓷粉末，其在可溶解材料被去除之后保持第一材料和第二材料之间的实体分离层。
在一个方面，界面层706实体地排除邻近的支撑结构704和物体702，在二者之间形成实体地分开的阻挡层。例如，界面层706可以用陶瓷粉末形成，该陶瓷粉末具有比物体702的可烧结粉末材料大得多的平均颗粒尺寸，且陶瓷粉末可以设置在第二粘结剂体系中，该第二粘结剂体系保持界面层706的形状，例如防止物体702和支撑结构704之间的混合或物理接触。
在另一方面，界面层706可以形成在物体702的表面和支撑结构704的邻近表面或两者之间和/或中。如本文所构思的其他界面层那样，该界面层706可以在用于构建材料的可烧结粉末材料的烧结温度下进行热烧结循环期间大致抵抗支撑结构704与物体702的连结。例如，界面层706可以形成有烧结抑止剂，其在支撑结构704或物体702相遇处渗入二者。由此，尽管显示为分立的层，但是应理解，界面层706可以与支撑结构704和/或物体702重叠，而不脱离本发明的范围。这类结构例如可以实现，其中胶体悬浊液或其他合适载体中的纳米级陶瓷粉末在支撑结构704或物体702(或两者)彼此接触之前沉积在支撑结构704或物体702(或两者)上。
例如，胶体悬浊液可以在物体702和支撑结构704的层之间的粘结剂喷射或熔丝制造过程期间喷溅或喷射到界面位置，以在它们之间形成不可烧结组合物。陶瓷粉末可以具有比用于形成最终零件的构建材料的可烧结粉末材料小得多的平均颗粒尺寸。通过将悬浊液喷涂或喷射在表面上，陶瓷粉末可以在空间上分布在支撑结构704的外表面上的可烧结粉末材料的颗粒之间，以在烧结温度下的烧结期间抵抗外表面周围物体702的可烧结粉末材料和支撑结构704之间的颈柱，由此提供界面层706。可以采用各种合适的尺寸。例如，界面层706的陶瓷粉末可以包含具有的平均颗粒尺寸小于一微米的陶瓷颗粒。构建材料的可烧结粉末材料可以具有约十到三十五微米的平均颗粒尺寸。更通常地，陶瓷颗粒具有的平均颗粒尺寸比可烧结粉末材料的类似测量的平均颗粒尺寸小约至少一个数量级。
对于例如熔丝制造这样的基于挤出的过程，颗粒尺寸可以有效地保持在显著小于挤出开口的尺寸。由此，例如，在另一方面，构建材料的粉末金属可以具有比熔丝制造系统的挤出机的内径小至少一个数量级的平均颗粒尺寸。类似地，界面层的粉末陶瓷可以具有比熔丝制造系统的挤出机的内径小至少一个数量级的平均颗粒尺寸。
在另一方面，陶瓷颗粒可以具有比可烧结粉末材料的第二平均颗粒尺寸大的平均颗粒尺寸，例如其中使用熔丝制造系统沉积界面层706，该熔丝制造系统具有的喷嘴适当大，以用于挤出具有陶瓷颗粒的组合物。这可以包括比物体702中的粉末金属或其他粉末材料的第二平均颗粒尺寸大至少百分之五十的平均颗粒尺寸。陶瓷颗粒也可以或代替地具有约五到五十微米、约五到四十微米或约二十到三十微米的平均颗粒尺寸。可烧结粉末材料可以具有大于约三十五微米的平均颗粒尺寸。在另一方面，构建材料的粉末金属可以具有约十五微米的平均颗粒尺寸，且界面层可以包括具有至少二十五微米平均颗粒尺寸的粉末陶瓷。
其他技术也可以或代替地用于形成本文所构思的界面层。例如，界面层可以包括选择性的脆裂材料，其被选择为在烧结为最终零件期间在界面层处向支撑结构和物体中的至少一个引入裂纹缺陷。用于选择性脆裂材料的具体材料(一种或多种)是取决于系统的，但是许多合适的系统在本领域已知。例如，可烧结粉末可以包括铝、钢和铜中的至少一种的合金，且合适的相应选择性脆裂材料可以包括锑、砷、铋、铅、硫、磷、碲、碘、溴、氯和氟中的至少一种。
在另一方面，界面层可以包括具有粉状宏观组织的材料，其中在烧结期间该材料保持粉状宏观组织，而同时微观密实，以匹配物体的收缩率。例如，合适的材料可以包括氢氧化铝和立方氧化铝中的至少一种。
更通常地，各种材料和材料体系可以有效地用作本文所构思的界面层706。例如，界面层706可以包括氧化铁和载有陶瓷的聚合物中的至少一种。物体702的粉末材料可以包括金属粉末，且界面层可以用包括第二相材料(second phase material)的组合物制造，该第二相材料具有的熔点低于金属粉末的烧结温度，以形成可熔化界面，该可熔化界面随金属粉末在烧结期间达到烧结强度而从界面层融出。在另一方面，界面层706可以用预制陶瓷聚合物形成或包括该预制陶瓷聚合物，其在烧结期间可分解为陶瓷。在另一方面，界面层706可以包括不与物体702的第二材料反应的陶瓷。例如，第二材料可以包括钛且界面层706可以包括氧化钇和氧化诰中的至少一种。
尽管界面层706可在烧结或其他处理期间有效地抑制支撑结构704与物体702的连结，但是界面层706和支撑结构704也可在处理期间以匹配物体702的方式有效地收缩，以便在处理期间按照需要提供基本上连续的支撑。由此，例如，界面层可以用一种材料形成，该材料在适于第一材料和第二材料中的至少一种的脱粘和烧结条件下具有与支撑结构的第一材料和物体的第二材料中的至少一种基本上匹配的脱粘收缩率或烧结收缩率。在脱粘期间，收缩的主要途径可以是将粘结剂从体系中去除，且匹配可以包括相似或相同粘结剂体系的选择。烧结期间，粉末材料的密实化对收缩有显著贡献，且匹配可以通过在支撑材料702、界面层706、和物体702之间使用相似材料和颗粒尺寸来实现。
在一个方面，支撑结构704的第一材料可以配置为以比物体702的第二材料更大的比率收缩，例如通过使用载有粉末材料的点火剂(lighter)、更快烧结的材料、或增加在热烧结循环期间更快分解或蒸发的材料。通过适当地配置这些材料体系，支撑结构704可以被制造为在烧结期间从物体702自分离，优选是在物体702的烧结过程中已经实现自支撑的烧结强度的某一时刻。由此，更大的比率可以被选择为使得，与烧结为自支撑密度的物体702的第二材料同时，支撑结构704脱离物体702。在另一方面，更大的比率可以是被选择为在脱粘和烧结中的至少一个期间对界面层706的陶瓷材料中的无收缩(non-shrinkage)情况进行补偿的比率。即，在界面层706不因烧结而减小体积的情况下，支撑材料的收缩率可以增加，以防止在烧结期间界面层706机械侵入到物体702中。
在另一方面，尽管界面层706显示为均匀层，但是应理解，在一些情况下，例如在界面层706被捕获在物体702的两个平行悬出臂之间的情况下，使用不可烧结且由此不收缩的陶瓷颗粒会造成显著的应力和变形。为了缓解该现象，界面层706可以包含间隙等，以有助于在收缩发生时移位或安置(settling)，只要界面层706的区域之间的间隙在打印、脱粘或烧结期间不大到物体或支撑材料会下垂到间隙中的程度即可。其他技术可以被有效地用于类似的俘获性支撑结构(captive support structure)等。例如，填隙材料(interstitialmaterial)可以按一收缩率沉积，该收缩率被调节为按照需要通过脱粘和烧结而保持支撑体和物体之间的接触，同时在实现足够的烧结强度之后，能更快地收缩，以脱离邻近表面。在另一方面，可以使用一种材料，其在物体变得机械地稳定但在到达完全烧结温度之前降解并沸腾。替换地，可以添加一种材料，其在零件变得机械稳定但在完全烧结温度之前在一温度下熔化。
图8显示了用于形成用于可去除支撑体的界面层的方法。支撑结构通常用在增材制造过程中，以允许各种物体几何结构的制造。对于使用随后被烧结为最终零件的材料(例如本文所构思的那些)的增材制造过程，界面层可被有效地制造在物体和支撑体之间，以便在烧结期间抑制支撑结构的邻近表面和物体之间的连结。
如步骤801所示，方法800可以包括提供一模型。这可以包括用于被打印机执行的物体的任何计算机化模型，或适于处理为打印机就绪(printer-ready)或打印机可执行的表示的物体的任何合适表示。由此，例如，尽管g代码是一种用于被打印机执行的机器指令的常见表示，但是g代码可以从一些其他模型获得(例如计算机辅助设计(CAD)模型)，或是一些其他三维表示，例如三维多边形网格等。用于形成物体的计算机化模型和用于将这种模型处理为打印机将可执行格式的各种技术在本领域是已知的且细节不在本文重复。
在一个方面，打印机可执行格式的创建可以包括识别物体的要求结构支撑的部分，例如提供用于在脱粘和/或将烧结为最终零件期间在一结构上进行打印或实体地对一结构进行支撑的表面。最终支撑结构可以并入到被产生为用于打印机的物体的计算机化模型中，且在适当的情况下可以指定用于制造支撑结构的支撑材料(其与被打印机使用以制造物体的构建材料不同)。
如步骤802所示，方法800可以包括基于计算机化模型使用本文所述的任何打印机制造用于物体的支撑结构。这例如可以包括用第一材料制造支撑结构。例如，在物体的熔丝制造中用于控制打印机的方法中，这可以包括使用支撑材料针对物体的一部分挤出支撑结构。
如步骤804所示，方法800可以包括在支撑结构的一表面上形成界面层。这例如可以包括制造材料的分立层，其提供界面层，或这可以包括改变或扩展制造过程，以在支撑结构、物体或两者中或附近形成界面层。由此，如本文使用的，用语“制造界面层”目的是指在支撑结构和物体之间制造材料的分立层的步骤，其在随后处理中在二者之间提供不可烧结的阻挡层。例如，制造界面层(或支撑结构或物体)可以包括使用熔丝制造、粘结剂喷射、和载有粉末的树脂的光学固化中的至少一种对界面层(或支撑结构或物体)进行增材制造。本文使用的短语“形成界面层”目的是指更广泛地涉及用于形成一种材料体系的任何技术，该材料体系在烧结期间通过界面层抵抗支撑结构与物体的连结。通过形成本文所构思的界面层，界面层可以由此提供不可烧结阻挡层，其在烧结之后实现可断开或以其他方式可去除的支撑体。
两种技术(“形成”和“制造”)的许多例子描述如下。通过介绍性且非限制性的例子，制造界面层可以包括用熔丝制造系统的挤出机在物体和支撑结构之间沉积陶瓷颗粒层，该支撑结构用粘结剂体系中的可烧结粉末金属形成。另一方面，形成界面层可以包括该技术或不涉及分立材料层制造的其他技术，例如将精细陶瓷颗粒的胶体悬浊液或一些其他烧结抑止剂喷入支撑结构(或物体)的层中，使得喷出的材料渗透到该结构中，以在结构的表面上形成材料体系，其在用于物体和/或支撑结构的可烧结粉末金属的烧结条件下耐受烧结。
尽管方法800被显示为步骤的有序序列，其包括制造支撑体、形成界面、并随后制造物体，但是应理解，物体、支撑结构和界面层可以具有复杂的变化拓扑结构，具有水平壁、垂直壁、成角度的壁、弯曲壁和所有形式的连续和不连续特征。由此，在处理期间，这些步骤中的任何一个可以首先执行、其次执行、或再次(third)执行，或在某些情况下，一些步骤可同时执行或以变化的模式执行。例如，对于垂直壁，可以制造物体，且随后制造界面层，且随后制造支撑体，且顺序则可以切换为打印工具的返回工序(return pass)，使得支撑体被首先制造且物体被最后制造。或对于嵌套支撑结构，例如悬出梁，垂直过程(verticalprocess)可以包括制造物体，随后制造界面层，随后制造支撑体，随后制造界面层，随后制造物体。
在另一方面，界面层可以包括用于在物体的一些或全部外表面上使用的装饰材料(finishing material)。因而，制造界面层可以包括完全包封物体。该界面层的材料可以包括用于物体的露出表面的装饰材料，例如提供期望的颜色、纹理、强度、粗糙度、柔韧性或其他特征。例如，装饰材料可以包括具有美观的表面修饰的合金金属，或界面层可以包括钛或一些其他表面强化剂。
在另一方面，支撑结构或界面层或两者的第一材料可以用一种组合物形成，该组合物包括微球体，微球体在压力下可控地塌缩，以减小体积。合适的微球体的制造在本领域是已知的，且可以在一种方法中用在支撑结构和/或界面中，该方法包括施加压力以让微球体塌缩，以让材料收缩并从物体分离支撑结构，例如在烧结期间。
在一些实施例中，界面层可以有效地用支撑结构的第一材料形成，使得整个支撑体和界面形成不可烧结的质量体(unsinterable mass)，其在烧结期间分解为粉末等。
如上所述，界面层可以使用本文所述的任何增材制造技术制造，例如熔丝制造、粘结剂喷射、和立体光刻，例如其中界面层包括陶瓷介质或具有陶瓷添加物的组合物，以在烧结期间抑制支撑结构和物体的表面之间的连结。具体技术可以用于不同制造过程，以形成用于可断开支撑的有用的界面层。例如，在熔丝制造系统中，处理器或其他控制器可以配置为对支撑结构、物体的表面和界面层中的至少一种进行不足挤出(underextrude)，以减少与邻近层的接触面积，例如通过使用增加工具速度和减小体积沉积率(volumetricdeposition rate)中的至少一种。这种打印机也可以或代替地被配置为，通过减少挤出微珠尺寸或增加沉积材料条(roads of deposited material)之间的间隔，从而减少物体和支撑结构中之一与界面层的接触面积。用于在物体的熔丝制造中控制打印机的方法也可以或代替地包括使用界面材料在支撑结构附近挤出界面层。
形成界面层可以包括其他技术。例如，形成界面层可以包括在支撑结构(或物体，如果表面颠倒过来的话，或两者)上喷射载有陶瓷的浆体，使得浆体中的陶瓷颗粒可渗透支撑结构，以抑制烧结，或可选地使得浆体可在支撑结构的该表面上固化，在该处其被沉积以在支撑结构上方形成陶瓷颗粒的物理阻挡层。类似地，悬浊液(suspension)可以沉积在支撑结构(或物体)上，例如其中悬浊液包括在粉末材料的烧结温度下耐受烧结的介质。例如，悬浊液可以包括选择性的脆裂材料，其让支撑结构和物体的表面之间的连结部选择性地脆裂。各种合适的选择性脆裂材料在本领域是已知的，且具体材料(一种或多种)将取决于界面层的相应材料。适于界面层的任何这种材料(例如被选择为向界面层中引入裂纹缺陷的组合物)可以有效地被采用。
形成界面层可以包括使用任何补充沉积技术在支撑结构(物体)上沉积界面材料，例如通过将界面材料喷射、喷涂、微吸移(micropipetting)和涂刷在支撑结构上，作为界面层。形成界面层也可以或代替地包括，以在烧结的同时抑制支撑结构与物体连结的方式，沉积支撑结构、界面层和物体中的至少一种。形成界面层也可以或代替地包括，以抑制与界面层混合的方式，沉积支撑结构、界面层和物体中的至少一种。例如，在熔丝制造的情况下，小的额外z轴线增量可以被包括在层之间，以降低层间融合并防止邻近层中颗粒的互相混杂。以这种方式，粘结剂膜可以有效地形成在邻近层之间，抑制跨经最终物理阻挡层的颈柱的形成。尽管粘结剂体系可以最终被去除，但是初始的颈柱会优先在每一层中而不是跨经层发生，使得界面烧结到较弱状态，以有助于机械去除。在另一方面，形成界面层可以包括让界面层氧化，以抑制与物体的第二材料的连结，例如通过在界面层属于结构和支撑体之间的区域中用激光对表面进行选择性氧化。
如步骤806所示，方法800可以包括在界面层附近制造物体的层。在熔丝制造的情况向，这可以包括挤出构建材料，以在界面层的与支撑结构相对的一侧，在界面层附近形成物体的表面。构建材料可以是本文所构思的任何构建材料，例如用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系。
制造物体的层也可以或代替地包括在界面层附近用第二材料制造物体的表面。第二材料例如可以包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系。一种或多种粘结剂可以包括本文所述的任何粘结剂或粘结剂体系。通常，一种或多种粘结剂可以在将物体处理为最终零件期间抵抗物体的净形变形，特别是在该处理包括让净形体脱粘以去除一种或多种粘结剂的至少一部分并将净形体烧结以让粉末材料连结和密实的情况下。在这些过程期间，物体可以经历显著收缩和机械应力，且粘结剂(一个或多个)可有效地在这些变化情况下保持净形。随后烧结用于产生第二材料中的粉末材料(例如用于物体的构建材料)所形成的密实的最终零件，其中烧结造成粉末材料的颗粒之间的烧结颈和粉末材料向固体质量体中的随后熔合，而没有熔化到液化点。各种合适材料在本领域是已知的以用于本文所构思的各种制造过程。在一个方面，支撑结构的第一材料可以具有与物体的第二材料相似或基本上相同的组合物
例如，第二材料可以包括粉末冶金材料。更通常地，第二材料的粉末材料可以包括金属粉末、陶瓷粉末、或任何其他可烧结材料或材料的组合。粉末材料例如可以具有用于烧结的任何合适尺寸。尽管这可以根据材料的类型改变，但是许多有用的可烧结粉末材料具有二到五十微米的平均直径的颗粒尺寸分布。粉末材料可以包含任何各种金属或金属合金。例如，粉末材料可以包括铝、钢、和铜中的至少一种的合金，其中悬浊液的组合物包括锑、砷、铋、铅、硫、磷、碲、碘、溴、氯和氟中的至少一种。在一个方面，第二材料可以包括可熔渗粉末，其具有金属熔渗物和陶瓷熔渗物中的至少一种。
在一个方面，粘结剂体系可以包括单一粘结剂，其可以例如通过纯热脱粘从物体去除。这例如可以是有用的，例如是在制造物体的表面包括在粘结剂喷射过程中施加单一粘结剂的情况下，或在单一粘结剂体系和/或热脱粘可被有效地采用的任何其他情况下。
在另一方面，粘结剂体系可以包括第一粘结剂，其在烧结之前的脱粘期间从第二材料去除，其中粘结剂体系包括在热烧结循环开始时保持在净形体中的第二粘结剂。粘结剂体系也可以或代替地包括第一粘结剂，其在烧结之前脱粘期间从第二材料去除，其中粘结剂体系包括通过烧结为最终零件而保留在净形体中的第二粘结剂。在该后一情况下，第二粘结剂可以有效地包括亚微米颗粒，其有助于粉末材料的烧结。更具体地，亚微米颗粒可以包括能选择为与粉末材料形成合金的元素或元素组合。在另一方面，亚微米颗粒可以具有与粉末材料基本上相同的组合物且具有一尺寸分布，该尺寸分布具有比粉末材料小至少一个数量级的平均值。
如步骤808所示，方法800可以包括将已制造物体发送到处理设施。在一个方面，在整个制造过程在本地执行的情况下，该步骤可以省略。在另一方面，服务单位等可以被保持，以为多个打印位置服务，物体在该打印位置本地打印，且随后海运或以其他方式运输到处理设施，用于进行成形、脱粘、和烧结中的一种或多种。后一方法有利地允许例如使用危险的材料或大且昂贵的烧结炉的脱粘系统这样的资源共享。
如步骤812所示，方法800可以包括让物体成形。这例如可以包括平稳去除打印产品，手动或自动地与计算机化模型进行比较，例如使得可做出修正，或沿支撑结构和物体之间的界面添加刻痕、通孔等，以使得界面层机械地变弱。
如步骤814所示，方法800可以包括让物体脱粘。脱粘过程的细节取决于用于制造的材料中粘结剂体系的类型。例如，粘结剂体系可以包括第一粘结剂和第二粘结剂，其中第一粘结剂在物体脱粘期间抵抗物体净形的变形，且第二粘结剂在用于物体的热烧结循环开始期间抵抗物体净形的变形。脱粘可以包括使用任何相应脱粘过程(例如化学脱粘、催化脱粘、超临界脱粘、热脱粘等)让物体脱粘，以去除第一粘结剂。脱粘也可以或代替地包括加热物体以去除第二粘结剂。在另一方面，粘结剂体系可以包括第一粘结剂和至少一种其他粘结剂，其中第一粘结剂按粘结剂体系的体积形成为约百分之20到约百分之98，且其中脱粘包括让第一粘结剂从物体脱粘，以形成开放孔通道，用于释放至少一种其他粘结剂。
如步骤816所示，方法800可以包括烧结物体。这可以包括适于物体、支撑结构、界面层或这些组合中的粉末材料的任何热烧结循环。
如步骤818所示，方法800可以包括从物体去除支撑结构，例如通过沿界面层将支撑结构和物体实体分离。取决于界面层的结构和材料，这可以是拾取物体的简单手动过程，且可以清洗或以其他方式清理物体，以去除任何粉末残留。在另一方面，这可以要求施加大量的机械力以破坏界面层，该界面层虽然比物体和/或支撑体弱，但是仍然具有很大强度。
图9显示了用于用高架支撑体(overhead supports)制造物体的方法的流程图。如本文所述的，各种增材制造技术可适于使用可脱粘和烧结为完全密实的金属零件等的材料从计算机化模型制造大致净形物体。然而，在热烧结循环期间，未被支撑的特征(例如桥接部或悬出部)会倾向于垮塌和破坏，尤其是在烧结已经产生显著强度增益之前支撑粘结剂从材料离开的情况下。为了解决该问题，公开了各种技术，用于在随后烧结期间支撑增材制造的形状，例如通过提供高架支撑件以让易受损害的特征悬空。
如步骤901所示，方法900可以以提供计算机化模型为开始，其可以包括提供本文所述的任何形式的计算机化模型。
如步骤902所示，方法900可以包括制造物体。通常，这可以包括基于计算机化模型用构建材料制造具有净形(net shape)的物体。构建材料可以包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在制造、脱粘和烧结物体为最终零件期间抵抗物体的变形。这例如可以包括任何粉末材料和本文所述的粘结剂体系，例如金属注射模制材料等。制造例如可以包括使用增材制造过程以制造物体，例如熔丝制造过程，粘结剂喷射过程，或载有粉末的树脂层的光学固化，例如通过立体光刻。
如步骤904所示，方法900可以制造界面层，例如本文所述的任何界面层，且使用本文所述的任何制造或形成技术。例如，这可以包括在物体和支撑结构(其可以是高架支撑结构或下层支撑结构)之间制造界面层，其中界面层配置为在烧结过程的第一部分期间保持物体和支撑结构之间的连结，和在第一部分之后的烧结过程的第二部分期间将物体从支撑结构分离。
如步骤906所示，方法900可以包括制造支撑结构。在一个方面，这可以包括制造任何各种打印或烧结支撑体，例如本文描述的那些。在另一方面，制造支撑结构可以包括在物体一表面上方形成支撑结构，其中该表面向上垂直露出，使得支撑结构可从上方使表面悬挂，且其中支撑结构联接到表面的上部结构，以支撑物体上的垂直向下载荷。
制造支撑结构例如可以包括使用增材制造过程，以制造支撑结构，例如熔丝制造过程、粘结剂喷射过程或载有粉末的树脂层的光学固化，通过立体光刻。在另一方面，支撑结构可以使用其他技术制造，例如通过补充增材制造系统，其配置为从物体一表面向上将细丝(filaments)或其他结构系到上部结构。由此，例如，支撑结构可以包括在一位置联接到物体顶表面的细丝，该位置被选择为在脱粘和烧结中的至少一个过程期间防止物体坍塌。细丝例如可以形成弹簧，其将物体的顶表面联接到上部结构，弹簧力根据弹簧长度变化。细丝可以联接到上部结构的框架。使用该通常支撑策略，可以形成一般化的支撑结构，其提供可去除高架支撑体，同时允许下层支撑体在下游处理中早期去除，例如通过化学脱粘过程。
制造支撑结构也可以或代替地包括在一位置下方制造第二支撑结构，其中上部结构联接到物体的该表面。制造支撑结构也可以或代替地包括制造垂直保持壁，其通过界面层与物体的大致垂直的表面分离，该界面层抵抗垂直保持壁连结到物体的大致垂直表面。保持壁例如可以抵抗物体的薄壁的坍塌，为高架支撑体提供附接，或在随后处理期间以其他方式支撑物体或相关结构。
如前所述，可以有用的是将材料间的收缩率进行匹配或协调。由此，例如，框架可以用被选择为在物体的脱粘和烧结期间以预定比率收缩的材料制造，例如使得高架支撑体在被支撑结构上持续提供足够的(但是不过多的)力。类似地，细丝可以用被选择为在物体的脱粘和烧结期间以预定比率收缩的材料制造。
如步骤908所示，方法900可以包括将已制造物体发送到处理设施。在一个方面，在整个制造过程在本地执行的情况下，该步骤可以省略。在另一方面，服务单位等可以被保持，以为多个打印位置服务，物体在该打印位置本地打印，且随后海运或以其他方式运输到处理设施，用于进行成形、脱粘、和烧结中的一种或多种。后一方法有利地允许例如使用危险的材料或大且昂贵的烧结炉的脱粘系统这样的资源共享。
如步骤912所示，方法900可以包括让物体成形。这例如可以包括平稳去除打印产品，手动或自动地与计算机化模型进行比较，例如使得可做出修正，或沿支撑结构和物体之间的界面添加刻痕、通孔等，以使得界面层机械地变弱。
如步骤914所示，方法900可以包括让物体脱粘，以提供棕坯。脱粘过程的细节取决于用于制造的材料中粘结剂体系的类型。例如，粘结剂体系可以包括第一粘结剂和第二粘结剂，其中第一粘结剂在物体脱粘期间抵抗物体净形的变形，且第二粘结剂在用于物体的热烧结循环开始期间抵抗物体净形的变形。脱粘可以包括使用任何相应脱粘过程(例如化学脱粘、催化脱粘、超临界脱粘、热脱粘等)让物体脱粘，以去除第一粘结剂。脱粘也可以或代替地包括加热物体以去除第二粘结剂。在另一方面，粘结剂体系可以包括第一粘结剂和至少一种其他粘结剂，其中第一粘结剂按粘结剂体系的体积形成为约百分之20到约百分之98，且其中脱粘包括让第一粘结剂从物体脱粘，以形成开放孔通道，用于释放至少一种其他粘结剂。
如步骤916所示，方法900可以包括让物体烧结，以提供最终零件。这可以包括适于物体、支撑结构、界面层或这些组合中的粉末材料的任何热烧结循环。
如步骤918所示，方法900可以包括从物体去除支撑结构，例如通过沿界面层将支撑结构和物体实体分离。取决于界面层的结构和材料，这可以是拾取物体的简单手动过程，且可以清洗或以其他方式清理物体，以去除任何粉末残留。在另一方面，这可以要求施加大量的机械力以破坏界面层，该界面层其虽然比物体和/或支撑体弱，但是仍然具有很大强度。在使用高架支撑体的情况下，支撑结构可以有效地采用不同界面的组合，其完全或部分抑制界面的不同区域中的连结，例如使得高架支撑体可至少部分地保持完整直到烧结到完全强度，同时打印支撑体等在烧结期间完全分离。
图10显示了具有高架支撑体的物体。通常，本文所述的制造物件可以包括具有高架支撑体的物体，该高架支撑体使用如上所述的技术制造。由此，本文公开了物件1000，其包括构建材料(例如本文所述的任何构建材料)形成的物体1002，该构建材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在制造、脱粘和烧结物体1002为最终零件期间抵抗物体的变形。物件1000可以包括底部支撑体1004，其在增材制造过程中的物体1002制造期间提供从构建材料下方的基板1006提供垂直支撑。界面层(例如如上所述的任何界面层)可以形成在物体1002和底部支撑体1004之间。物件1000也可以包括顶部支撑体1008，其联接到物体1002的向上垂直露出表面1010，顶部支撑体1008在脱粘和烧结中的至少一种期间提供抵抗物体1002向下变形的垂直支撑。顶部支撑体1008例如可以包括多个细丝等，其联接到在物体1002上方提供附接点1014的例如框架、箱或其他结构这样的上部结构1012。
界面层也可以或代替地形成在物体1002和顶部支撑体1008之间，其中界面层配置为在烧结过程的第一部分期间保持物体和顶部支撑体之间的连结，且其中界面层配置为在第一部分之后的烧结过程的第二部分期间将物体从顶部支撑体分离，例如其中物体1002已经到达自支撑强度。
图11显示了收缩基板上的物体的截面。如上所述，各种增材制造技术可适于使用可脱粘和烧结为完全密实的金属零件等的材料从计算机化模型制造大致净形物体。然而，在脱粘和烧结期间，净形体可以随粘结剂去除且基材(base material)熔入密实的最终零件中而收缩。如果物体下方的基础不以相应方式收缩，则物体中的最终应力会对物体导致压裂或其他物理损坏，造成失败的制造。为了解决该问题，公开了各种技术以用于基板和构建板，其在脱粘和烧结期间以与物体互补的方式收缩。
用可烧结构建材料制造的物体1102通常随脱粘和烧结的发生而收缩。用于物体1102的支撑结构1104也可以以与针对例如脱粘和烧结期间按照需要为物体1102提供结构支撑而设计的相似或相同比率收缩。烧结装定器(sintering setter)1106或其他预制基板也可以在烧结时使用，以减少变形，例如由于收缩物体的表面相对于下层表面的物理位移(在零件收缩和各种零件表面拖曳时)造成的变形。尽管这可以用于某些物体形状和尺寸，但是烧结装定器1106中的平面收缩可能不能适应可用增材制造系统制造的各种零件。如此，可以在烧结装定器1106或一些其他表面上使用收缩基板1108，以确保物体1102下方的表面以与物体1102一致的方式收缩，以缓解或避免物体变形。在一个方面，收缩基板1108可以用用于制造物体1102的构建材料制造，或用在脱粘、烧结或两者期间具有相匹配的收缩行为的另一材料制造。物体1102可以使用界面层(例如本文所述的任何界面层)而与收缩基板1108和支撑结构1104分离。
图12显示了收缩基板上的物体的俯视图。尽管收缩基板1208可以名义上具有与物体1202匹配的收缩率，但是物体1202的表面(在该处其与收缩基板1208配合)实际上可以根据物体1202的三维形状具有变化的收缩性能。这可以通过针对物体1202的不同接触表面形成多个独立筏板或收缩基板1208来解决，它们可以随后通过系杆、条带等(其配置为在脱粘和烧结发生时以与物体1202的收缩匹配的方式收缩并将筏板朝向彼此拉动)彼此联接。在一个方面，物体1202在收缩基板1208上的投影凸包(a convex hull of a projection)提供了一种形状，其以与物体1202一致的方式收缩。由此，可以通过确定物体1202的投影凸包并将该凸包偏移(offset)，以针对机械稳定性在物体1202周围提供边距1210，从而有效地设计收缩基板1208。收缩基板1208也可以有效地以任何合适的尺寸、形状和布置方式设置有穿孔1212，以允许从所述投影的一些区域中将化学溶剂等排出，所述区域在所有侧上以物体1202为界，且在底部以收缩基板1208为界。
图13是用于制造可收缩支撑结构的方法的流程图。
如步骤1304所示，方法1300可以包括提供用于制造物体的基部。基部例如可以包括构建板、烧结装定器、或任何其他合适支撑体，以用于要使用本文所构思的技术制造的物体。基部可以可选地是收缩基部，其在脱粘和/或烧结期间收缩，或基部可以是可再次使用的基部，其在后处理之后返回到打印机。
如步骤1306所示，方法1300可以包括提供支撑结构，例如本文所构思的任何可收缩基板。这例如可以包括在用一材料形成的构建板上制造支撑结构，该材料本身是可脱粘可烧结的，其例如在烧结期间随物体收缩。其中支撑结构是构建板，方法1300可以包括通过用第二材料注射模制该构建板而制造构建板，以用作支撑结构，所述第二材料具有与用于制造物体的构建材料匹配的脱粘收缩率和烧结收缩率中的至少一种。在本地制造基底的情况下，提供支撑结构可以包括用第二材料制造用于物体的基板，该第二材料具有与构建材料匹配的脱粘收缩率和烧结收缩率中的至少一种。
如上所述，基底可以包括两个或更多独立基板，其通过多个系杆(tie bar)联接，所述系杆在脱粘和烧结中的至少一种期间，让独立基板以与物体收缩对应的速率一起运动。在物体在沿基板顶表面的平面中具有两个或更多个别且分离的接触表面的情况下，基板可以包括两个或更多相应的分离基板区域，其围绕两个或更多个别且分离的接触表面每一个的投影形成，且基板可以包括系杆、条带或相似结构中的至少一种，以将两个或更多个别且分离的接触表面彼此联接，以在脱粘和收缩中的至少一种期间有助于以与两个或更多个别且分离的接触表面的运动形态匹配的方式让相应的分离基板区域运动。在另一方面，基板的形状可以基于物体在构建板平面中的投影凸包，该构建板平面在制造期间接收物体。如上所述，形状例如可以是从投影凸包均匀移位一预定偏移量的外形(shell)或轮廓。内部区域(例如被制造在其上的物体的壁所包围的基板表面中的一区域)可以包含开口，以在随后处理期间有助于将化学溶剂等排出。由此，基板可以具有带一形状的开口，该形状基于物体内壁，或从相对于物体凸包的投影边界的预定向内偏移量获得。
除了提供可收缩的基板，提供支撑结构可以包括提供本文所述的其他支撑结构。例如，提供支撑结构可以包括用第二材料制造用于物体中的悬出部或桥架中的至少一个的结构支撑体，该第二材料具有与构建材料匹配的脱粘收缩率和烧结收缩率中的至少一种。对于这些支撑结构，如上所构思的界面层可以被有效地采用，且支撑结构可以用支撑材料以及可选的粘结剂体系制造，该支撑材料例如是陶瓷粉末，其在烧结期间不凝固，该粘结剂体系随物体的构建材料收缩。
如步骤1308所示，方法1300可以包括在支撑结构中提供穿孔，例如在预制支撑结构中的预制穿孔，或固定或可变样式的穿孔，其中具体针对物体制造该支撑结构。通常，基板可以有效地并入穿过基板且定位为穿过基板提供用于脱粘溶剂的排出路线的多个穿孔等。尽管可以便利地采用笔直且垂直的通孔，但是也可以是其他构造。由此，例如，多个穿孔可以在基板的一些区域中从基板的顶表面延伸到基板的底表面，在该区域中物体的邻近层不垂直覆盖基板，或穿孔可以从基板的顶表面延伸到基板的一个或多个侧表面，例如朝向基板投影的外部边缘提供水平排出路径(或到任何其他有用的位置或位置组合)。穿孔例如可以定位在被物体的垂直壁包围在基板的x-y平面内的基板区域中，所述垂直壁从基板的顶表面沿z轴线延伸且围绕基板的该区域。在一个方面，基板可以独立于在其上制造的物体的形状制造有规则样式的穿孔。在另一方面，穿孔可以在物体下方省略(例如避免物体上存在基于穿孔的表面产物(artifact)，使得基板于物体在构建板平面(其在制造期间接收物体)中的投影下方形成连续闭合表面。
如步骤1310所示，方法1300可以包括制造界面层。通常，界面层可以有效地并入收缩基板和物体之间，或物体和其他支撑结构之间，或收缩基板和构建板、烧结装定器或携带物体的其他基部之间。
如步骤1312所示，方法1300可以包括在收缩基板上制造物体。如上所述，这可以例如包括在支撑结构(包括收缩基板)上用构建材料制造物体，其中物体具有基于计算机化模型的净形，其中构建材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在制造、脱粘和烧结物体为最终零件期间抵抗物体的变形，且其中支撑结构配置为在脱粘和烧结中的至少一种期间与物体的收缩匹配。
如步骤1314所示，方法1300可以包括后处理，例如本文所述的任何成形、脱粘、烧结或终加工步骤。
根据前述，本文还公开了用于在收缩基板上制造物体的增材制造系统。该系统例如可以包括构建板、构建材料供应源和增材制造系统。构建材料可以包括本文所述的任何构建材料，例如用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在制造、脱粘和烧结构建材料为最终零件期间抵抗构建材料的变形。增材制造系统可以是本文所构思的任何增材制造系统，且可以配置为在构建板上用构建材料制造物体，其中增材制造系统基于计算机化模型对构建材料赋予净形，且增材制造系统配置为提供构建表面，例如收缩基板，其具有与构建材料的脱粘收缩率和烧结收缩率中的至少一种匹配的收缩率。
如上所述，构建表面可以包括预制基板，或构建表面可以是针对具体物体制造的收缩基板。例如，构建表面可以包括于物体在构建板平面中的投影凸包下方制造的收缩基板，且更具体地具有基于物体在构建板平面中的投影凸包的形状。系统也可以包括脱粘工作站，以从物体中的构建材料去除一种或多种粘结剂中的至少一种，且包括烧结烤箱，以加热物体，以在粉末材料的颗粒之间形成连结。增材制造系统例如可以包括粘结剂喷射系统或熔丝制造系统中的至少一个。
本文还公开了制造物件，其包括基部板和物体，该基部板具有可收缩的基板，该物体用可烧结构建材料形成，例如本文所述的任何那些材料。
图14显示了用于独立地制造物体和物体支撑体的方法流程图。增材制造系统通常使用支撑结构，以扩大被制造物体中特征和几何结构的可用特征范围。例如，在垂直突台或悬出部从物体延伸时，会需要补充支撑结构来提供供该特征制造于其上的表面。该过程会在例如零件经历下游处理步骤(例如赋予不同设计规则的脱粘或烧结)时变得更困难。为了解决这些问题并提供更大程度的灵活性和处理速度，在某些情况下有用的是独立地制造物体和支撑结构，且随后将这些结构组装为复合体(composite item)，以用于脱粘和烧结。该方法还有利地有助于用于在支撑结构和零件之间喷涂、浸泡或以其他方式施加释放层的各种技术，使得这些分离物件不会在烧结期间熔在一起。
如步骤1404所示，方法1400可以包括用第一材料制造用于物体的支撑结构。制造支撑结构例如可以包括使用熔丝制造、粘结剂喷射和载有粉末的树脂的光学固化中的至少一种对支撑结构进行增材制造。
如步骤1406所示，方法1400可以包括制造物体。这可以包括用第二材料制造物体，物体包括可定位在支撑结构附近且可被其支撑的表面，其中第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料。粘结剂体系可以包括在制造期间抵抗物体净形变形的第一粘结剂和在将物体烧结为最终零件期间抵抗物体净形变形的第二粘结剂。
在一个方面，支撑结构的第一材料和物体的第二材料可以基本上相似或包括相同组合物。由此，第一材料和第二材料可以从单个源沉积，例如通过从熔丝制造系统的单个挤出机挤出用于两者的一种构建材料。第一材料和第二材料也可以或代替地在第一材料的脱粘和烧结期间具有基本上匹配的收缩率。第一材料的粉末材料可以包括金属粉末、陶瓷粉末、或任何可烧结材料。粘结剂体系可以包括第一粘结剂和第二粘结剂，其中第一粘结剂被选择为在物体脱粘期间抵抗物体净形变形，第二粘结剂被选择为在用于烧结物体的热烧结循环期间抵抗物体净形变形。
通常，制造物体可以包括使用熔丝制造、粘结剂喷射和载有粉末的树脂的光学固化中的至少一种对物体进行增材制造。
如步骤1408所示，方法1400可以可选地包括去除物体的第一粘结剂。通过在物体且可能地在支撑结构上执行该步骤(其中使用了相似的粘结剂体系)，与例如物体和支撑结构组装在一起且可能发生脱粘的表面变得堵塞相比，随后的处理可以更快地执行。
如步骤1410所示，方法可以包括将界面层施加到物体或支撑结构(或两者)。施加界面层可以包括使用熔丝制造、粘结剂喷射和载有粉末的树脂的光学固化中的至少一种施加界面层。界面层例如可以包括本文所构思的任何界面层，且通常可以在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结。
在一个方面，施加界面层可以包括，在与可位于支撑结构附近且可被支撑结构支撑的物体的表面对应的位置处，对支撑结构和物体中的至少一个施加界面层。施加界面层也可以或代替地包括在支撑结构上施载有陶瓷的浆体，或在支撑结构上施加陶瓷悬浊液。各种其他技术也可以或代替地用于施加界面层。例如，施加界面层可以包括在支撑结构和物体中的至少一个上喷涂界面层。施加界面层可以包括将支撑结构和物体中的至少一个浸入界面材料中。施加界面层可以包括在支撑结构和物体中的至少一个上微吸移(micropipet)界面层。
如步骤1412所示，方法可以包括将支撑结构和物体一起组装为经组装工件。这可以包括将部件组装为使得物体的表面定位在支撑结构附近且被支撑结构支撑。这也可以包括将经组装的工件定位在构建板上，该构建板配置为在脱粘和烧结中的至少一种期间以基本上等于物体的比率收缩。
如步骤1414所示，方法1400可以包括例如通过使用本文所构思的任何脱粘技术让经组装的工件脱粘。
如步骤1416所示，方法1400可以包括例如通过使用本文所构思的任何烧结技术对经组装的工件进行烧结。
如步骤1418所示，方法1400包括包括对物体进行终加工，这可以包括拆卸经烧结的工件以获取最终零件，以及包括任何其他适当终加工或后处理步骤。
图15显示了用于制造多零件组件的方法流程图。通过在例如轴承或齿轮齿这样的特征之间形成释放层，可在单个增材制造过程中制造复杂的机械组件。进而，通过使用可在脱粘步骤中溶解或以其他方式分解为粉末或其他形式的支撑结构，支撑材料可在烧结之后有效地从这些组件去除。
在一个方面，界面处的非结构支撑体(例如不可烧结为结构性物体的纯粘结剂)，可以有助于嵌套零件的增材制造。例如，可以在封闭空间(enclosure)制造完整的齿轮箱等，齿轮齿之间的表面通过不可烧结的粘结剂或其他材料制造。在一个方面，用于这种机械零件的关键机械接口可以适应制造过程，例如通过让配合表面垂直取向，使得可使用较小的分辨率。更通常地，打印邻近非联接零件的能力可以用于在单个打印任务中制造多个实体地相关的零件。这例如可以包括铰链、齿轮、俘获性轴承(captive bearing)或其他嵌套或关联的零件。可以例如使用超声发生器、流体清理或其他技术在物体被烧结为最终形式之后提取不可烧结的支撑材料。一方面，粘结剂载有不可烧结的添加物，例如陶瓷或不同的更高烧结温度的金属。
这种一般方法也会影响零件的设计。例如，车轴可以采用各种消隙(anti-backlash)技术，使得被烧结的零件在运动和使用期间被更牢固地保持。类似地，可以提供用于流体清理的流体路径，且可以针对内部支撑结构形成去除路径。该技术也可以用于解决其他打印问题。例如，可以制造在部分包封空间中的支撑结构，用于在物体完成之后通过一些去除途径去除。如果支撑结构与被制造的物体弱连接或不连接，则它们可被实体地操作，以用于通过去除途径提取。一方面，零件可以通过适当(例如相同)的MIM材料“胶粘”在一起，以在一旦烧结之后制造出基本上没有接头的较大零件。
现在更详细地描述用于制造多部件构件的方法1500。
如步骤1504所示，方法1500可以包括用第一材料制造第一物体。第一材料可以包括本文所述的任何材料体系，例如粉末材料和粘结剂体系，粘结剂体系包括在制造期间抵抗第一材料净形变形的第一粘结剂和在将第一材料烧结为最终零件期间抵抗第一材料净形变形的第二粘结剂。粉末材料例如可以包括粉末金属。
如本文所构思的，对于该步骤和随后的步骤，制造可以包括使用熔丝制造过程、粘结剂喷射过程、或立体光刻过程、以及这些与本文所述的其他补充的添加和减除制造过程(subtractive fabrication processes)的组合来进行制造。
如步骤1506所示，方法1500可以包括对第一物体的第一表面施加界面层。界面层可以有效地在第一材料烧结期间还原为粉末，例如使得材料可在制造之后去除界面层例如可以包括粉末陶瓷，其具有比用在第一物体(和第二物体，如下)中的粉末材料高得多的烧结温度。通常，施加界面层可以包括使用如上所述的技术制造界面层。施加界面层也可以或代替地包括在第一表面上以喷射、微吸移、和涂布中的一种或多种施加界面材料，以形成界面层。在这种情况下情况，界面材料例如可以包括载有陶瓷的聚合物、载有陶瓷的悬浊液、载有陶瓷的浆体，或适于在物体表面中之一上分布以形成界面层的任何其他陶瓷和载体组合。
如步骤1508所示，方法可以包括制造第二物体。这可以包括在界面层附近且与第一物体的第一表面相对的位置处用第二材料制造第二物体的第二表面，其中第二物体在结构上与第一物体独立且与第一物体机械地相关，且其中界面层在烧结期间抵抗第一表面与第二表面的连结。应理解，制造第二物体可以在制造第一物体之前、之后或同时执行。由此，尽管本文所述的方法1500通常与相关机械组件的制造同时发生，但是这也可以或代替地包括分开制造和组装零件，如上针对图14所述的。这些技术可以单独使用或以任何有用的组合使用，以有助于基于计算机化模型使用可烧结金属轴承构建材料制造复杂机械组件。
第一物体和第二物体(例如物体和用于物体的支撑体，或物体和互补机械零件(例如啮合齿轮))的材料可以具有大致互补的性能。(支撑体的)第一材料和(物体的)第二材料可以从单个构建材料源供应，例如熔丝制造系统的挤出机或立体光刻树脂的容器，且可以具有基本上共同的组合物。第一材料和第二材料也可以或代替地在热烧结循环期间具有基本上相似的收缩率。
第一物体和第二物体可以以多种不同方式在机械或结构上关联。例如，第一物体和第二物体可以形成多零件机械组件，例如铰链、齿轮组、轴承、夹持件等。例如，第一物体和第二物体可以包括互补齿轮，或第一物体和第二物体可以包括轴或轴承。多零件组件也可以包括在壳体中运动的一个或多个零件。在壳体包封多零件机械组件，或以其他方式需要内部打印支撑体、烧结支撑体等的情况下，可以设置离开路径。由此，方法1500可以包括，通过将壳体打印为具有实体离开路径或通过在打印了壳体之后用减除工具添加实体离开路径，提供用于界面层的第三材料的、离开壳体的实体离开路径。方法1500也可以或代替地包括在多零件机械组件中提供实体离开路径，用于提取支撑材料。为了有助于以这种方式去除，支撑材料可以在第一材料的烧结期间还原为粉末。在另一方面，支撑材料可以是可溶解材料，且方法1500可以包括在溶剂中溶解支撑材料并通过实体离开路径去除支撑材料和溶剂。这可以例如在化学脱粘期间发生，或作为用于支撑体去除的独立步骤。
如步骤1514所示，方法1500可以包括使用本文所构思的任何脱粘技术让第一物体和第二物体脱粘。
如步骤1516所示，方法1500可以包括使用本文所构思的任何烧结技术烧结第一物体和第二物体。
如步骤1518所示，方法1500可以包括使用本文所构思的任何技术终加工第一物体和第二物体。
图16示出了在壳体中的机械组件。通常，机械组件1600可以包括任何数量的相关零件，例如齿轮1602，轴1604，弹簧1606，活动臂1608，等。机械组件1600可以包括壳体1610，其例如使用增材制造过程与机械组件1600同时制造，且包封机械组件1600的活动零件中的一些或所有。壳体1610也可以在有用的情况下并入通往外表面的通道，其用于开关、按钮或其他控制器，或用于更通常地穿过壳体1610的壁联接到壳体1610以外的活动零件。如上所述，机械组件1600的各部件可以就地制造，例如处于彼此紧密的机械接合。为了保持至少部分机械独立性，机械组件1600的各部件也可以通过使用如上所述的界面层而实体分离。然而，用于在壳体1610中制造物体的任何支撑结构等以及界面层的材料可以在制造之后去除，以便让机械组件的部件用于其目的。由此，壳体1610可以有效地并入实体离开路径1612，以便有助于引入溶剂或清理流体，且让这种流体以及壳体1610中的界面层和/或支撑结构的材料离开。
也可以提供第二通道1614，其有助于通过一个通道(例如是实体离开路径1612)提供溶剂或其他清理流体等冲洗壳体1610的内部，并从另一通道(例如第二通道1614)排出。
在另一方面，可以在壳体1610中制造模块化支撑结构1620，模块化支撑结构1620的各元件通过界面层分离，以允许拆解和单独去除。由此，实体离开路径1612也可以提供用于去除模块化支撑结构1620的通道，在下文更详细地描述。
图17显示了用于制造可去除烧结支撑体的方法流程图。例如本文所述的增材制造系统通常使用支撑结构，以扩大被制造物体中特征和几何结构的可用范围。例如，在悬垂突台或悬出部从物体延伸时，会需要补充支撑结构来提供供该特征制造于其上的表面。该过程在需要支撑体的表面被包封在被制造物体内部的空腔中时会变得更困难。本文公开了了一些技术，用于制造支撑体，其可从物体中的空腔去除。
如步骤1704所示，方法1700可以以制造具有空腔的物体为开始。例如，这可以包括使用增材制造过程用构建材料制造物体，其中物体具有空腔和通道(例如如上所述的空腔和实体离开路径)。空腔通常可以包括在制造期间需要支撑的内表面，通道通常可以提供空腔和物体的外部环境之间的开放通路。在另一方面，空腔可以制造为具有多个通道，其布置为有助于从所述通道中的第一个经空腔冲入流体并通过通道中的第二个冲出流体。
在另一方面，制造物体可以包括使用增材制造过程用构建材料制造物体，其中构建材料包括粉末构建材料和粘结剂体系，粘结剂体系包括在制造期间抵抗物体净形变形的第一粘结剂和在将物体烧结为最终零件期间抵抗物体净形变形的第二粘结剂，且其中物体具有空腔和通道，空腔包括在制造期间需要支撑的内表面，且通道提供空腔和物体的外部环境之间的开放通路。
通常，如本文所述的，物体可以使用任何技术和用任何构建材料制造。由此，例如，构建材料可以包括粉末材料(例如金属粉末)和粘结剂体系，粘结剂体系包括在制造期间抵抗物体净形变形的第一粘结剂和在将物体烧结为最终零件期间抵抗物体净形变形的第二粘结剂。
如步骤1706所示，方法1700可以包括制造用于空腔中的内表面的支撑结构。在一个方面，支撑结构可以包括复合支撑结构，其用多个独立支撑结构(例如如上所述的模块化支撑结构)形成，其可以配置为共同为内表面提供支撑，以满足用于构建材料的制造规则。虽然通道可以小于复合支撑结构，但是每一个独立支撑结构形状和大小可以设置为用于通过通道分别从空腔去除，由此有助于通过例如空腔这样的包封结构中的小通道去除大支撑结构。例如，复合支撑结构可以具有一形状，其具有的尺寸总体过大而不能经过通道的最小宽度。或者，例如，在通道形成弯曲路径的情况下，通道可以不提供用于作为刚性物体的复合支撑结构去除的提取路径，而是构成复合支撑结构的独立支撑结构可以一次一个地经通道去除。类似地，在这种情况下，术语“空腔”目的是包括具有内部空间的任何部分包封或完全包封的空间，其含有或可能含有支撑结构，该支撑结构不能作为复合结构经通道从外部空间引入该空腔中。
在另一方面，支撑结构可以用基体(matrix)中的粉末支撑材料制造，例如本文所述的任何粉末材料和粘结剂等。这可以有助于各种其他去除技术。例如，方法1700可以包括在脱粘期间溶解基体(如下所述)，或在物体烧结期间去除基体。方法1700也可以或代替地包括通过用任何合适手段去除基体而将支撑结构还原为粉末。在支撑结构可还原为粉末的情况下，方法1700可以进一步包括从空腔去除粉末支撑材料，例如通过用气体、液体或任何其他合适清理介质冲洗。
如步骤1708所示，方法可以包括制造界面层。这例如可以包括在支撑结构和被支撑表面之间制造界面层，或在支撑结构和另一表面之间制造界面层，该另一表面例如是空腔的内壁，其为被支撑表面提供支撑(通过支撑结构)，或在多个独立支撑结构中之一和空腔内表面的邻近部分之间制造界面层。这也可以有效地包括在多个独立支撑结构每一个之间制造界面层，以有助将于多个独立支撑结构每一个拆解和从空腔通过通道去除。应理解，尽管显示为是在制造支撑结构之后发生，但是界面层的制造可在独立支撑结构的层间(in-between layer)发生，且如此，如果必要可以在独立支撑结构的制造之前、期间和/或之后执行，以产生可拆解和去除的复合支撑结构。
通常，一个或多个界面层可以用本文所构思的任何界面材料制造。例如，界面层可以用包括陶瓷粉末的界面材料、或在烧结期间抵抗支撑结构与物体的内表面连结的任何其他界面材料形成。
如步骤1710所示，方法1700可以包括去除支撑结构，例如使用本文所述的任何技术。
如步骤1714所示，方法1700可以包括让物体脱粘。在一个实施例中，支撑结构是制造支撑结构(例如与烧结支撑结构不同)，且界面层可通过脱粘去除。在该结构中，方法1700可以包括在脱粘之后(例如在界面层已经去除之后)且在烧结之前去除支撑结构。
如步骤1716所示，方法1700可以包括烧结物体，例如使用本文所述的任何烧结技术。
如步骤1718所示，方法1700可以包括对物体终加工，这可以包括清理、冲洗、抛光或以其他方式终加工物体并将物体准备好用于目的用途。
尽管前述明确给出了从内部空腔去除多零件支撑结构，但是应容易地理解，相同或相似技术也可以或代替地用于制造用于物体外表面的多零件支撑结构。这在许多制造情况下是有用的，例如支撑结构完全或部分围绕被制造的物体，其方式是形成模锁(moldlock)——物体被机械地锁定或包封在相关支撑结构中的情况。在这种情况下情况，多零件支撑结构可以被有效地制造为具有在其之间的不可烧结界面区域，使得支撑结构可在将物体烧结(且在合适的情况下进行熔渗)为密实零件之后容易地拆解并去除。
由此，在一个方面，本文公开的方法包括用第一材料制造用于物体的支撑结构，该支撑结构包括两个或更多分立的支撑部件；形成界面层，该界面层包括在支撑结构附近的界面层的第一部分和在两个或更多分立的支撑部件之间的界面层的第二部分；和用第二材料制造物体的表面，物体的该表面在界面层第一部分附近，且第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间抵抗物体净形变形，其中将物体处理为最终零件包括让净形体脱粘以去除一种或多种粘结剂的至少一部分，和烧结净形体以让粉末材料连结并密实，且其中界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结。
两个或更多分立支撑部件例如可以是如上所述的模块化支撑结构，配置为用于从内部空腔去除，两个或更多分立支撑部件可以是模块化支撑结构，其围绕物体，例如以在物体周围形成锁模(locked mold)。
在另一方面，本文公开的方法包括在服务单位等接收这种物件，用于随后处理。由此，方法可以包括接收包括用第一材料制造的支撑结构、物体、和界面层的物件，其中支撑结构包括用于支撑物体的两个或更多分立支撑部件，其中界面层包括在支撑结构附近的界面层的第一部分和在两个或更多分立支撑部件之间的界面层的第二部分，且其中物体包括用第二材料制造的表面，该第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间抵抗物体净形变形，其中将物体处理为最终零件包括烧结净形体，以让粉末材料连结并密实，且其中界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结；和将物件处理为最终零件，其中处理物件包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种，且其中处理物件进一步包括在界面层将物体从支撑结构分离。
用两个或更多分立支撑部件形成的支撑结构例如可以包括用于物体的打印支撑体，例如其提供用于在其上制造物体层的表面。两个或更多分立支撑部件也可以或代替地包括用于物体的脱粘支撑体，其在脱粘期间抵抗物体变形。支撑结构也可以或代替地包括用于物体的烧结支撑体，例如在烧结为最终零件期间抵抗物体的下垂、压裂或其他变形。
类似地，本文所构思的物件可以包括多个分离的支撑结构，其通过界面层分离，以有助于在烧结之后拆解。由此，本文所构思的物件包括物体，用构建材料形成，构建材料包括用于在烧结温度下形成最终零件的可烧结粉末材料，其中构建材料包括粘结剂体系，该粘结剂体系含有在将可烧结粉末材料密实为最终零件之前将可烧结粉末材料保持于物体净形的一种或多种粘结剂；用于物体的支撑结构，该支撑结构定位在物体的一表面附近，以在打印物体、脱粘物体、和烧结物体中的至少一种期间提供机械支撑，该支撑结构用一种或多种其他材料形成，该一种或多种其他材料具有的收缩率在脱粘和烧结中的至少一种期间与构建材料的第二收缩率协调，其中支撑结构包括两个或更多分立部件；和界面层，设置在支撑结构和物体的该表面之间和在支撑结构的两个或更多分立部件每一个之间，该界面层含有一组合物，该组合物在烧结期间通过界面层抵抗支撑结构与物体的该表面或两个或更多分立部件中的另一些的连结。
支撑结构可以例如形成包围物体的锁模。在这种情况下情况，两个或更多分立部件可以在之后烧结分离时拆解，以从锁模释放物体。在另一方面，支撑结构可以在物体的空腔中形成内部支撑。在该内部情况下，两个或更多分立部件可以在之后烧结分离时拆解，用于从空腔去除。
图18显示了用于在粘结剂喷射过程中形成界面层的方法流程图。粘结剂喷射技术可用于在净形体中沉积和连结金属颗粒等，用于脱粘和烧结为最终零件。在脱粘和/或烧结期间需要支撑结构以缓解物体变形的情况下，界面层可以有效地形成在支撑结构和物体的一些部分之间，以便避免烧结期间支撑结构与物体的连结。
如步骤1804所示，方法1800可以以沉积粉末材料层为开始。这例如可以包括通过将粉末材料铺展在如上所述的粉末床中而在床中沉积多个粉末材料层。粉末材料可以包括金属粉末或用被选择为能烧结成最终零件的材料形成的任何其他可烧结粉末等。为了更快地施加粉末，沉积粉末层可以包括通过双向铺展器沿相对方向施加粉末材料的连续层。
如步骤1806所示，方法1800可以包括施加第一粘结剂以形成支撑体。这可以包括在多个层被沉积时以第一样式向该多个层施加第一粘结剂，以在床中用粉末材料形成支撑结构。
如步骤1808所示，方法1800可以包括施加第二粘结剂以形成物体。例如，这可以包括在多个层被沉积时以第二样式向该多个层施加第二粘结剂，以在床中用粉末材料形成物体。应理解，根据物体和任何所需支撑体的几何结构，支撑结构可以形成在物体下方、上方或垂直地在物体附近，或这些的一些组合。第一粘结剂(用于支撑体)和第二粘结剂(用于物体)可以基本上是从单个打印头沉积的相似或相同的粘结剂体系。
在一个方面，第二粘结剂可以有效地并入二次熔渗物(secondary infiltrate)，其被选择为修改通过烧结物体形成的最终零件的性能。例如，二次熔渗物可以包括碳、硼、和金属盐中的至少一种，以增加物体的强度。
如步骤1810所示，方法1800可以包括在支撑结构和物体之间的界面处施加界面材料，其中界面材料在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结。
界面材料例如可以包括陶瓷颗粒的胶体悬浊液，该陶瓷颗粒大小设置为将可烧结粉末熔渗到物体附近的支撑结构的表面中。例如，在用于形成物体的可烧结粉末具有约十到三十五微米的平均颗粒尺寸的情况下，陶瓷颗粒可以有效地具有小于一微米的平均颗粒尺寸，或更通常是比可烧结粉末的类似测量的平均颗粒尺寸小至少一个数量级。界面层例如可以通过喷射打印头喷射界面材料而施加，喷射打印头例如是粘结剂喷射打印头或任何其他合适打印头或分配机构。
界面层也可以或代替地包括沉积在物体附近的支撑结构的表面处的陶瓷颗粒层。陶瓷颗粒层可以固化，以通过可烧结粉末的随后层防止位移，由此在支撑结构和物体之间形成耐受烧结的陶瓷层。例如，陶瓷颗粒层可以沉积在可固化载体中，且方法1800可以包括让可固化载体基本上与可烧结粉末上的沉积同时固化。
在一个方面，界面材料可以包括一材料，其在脱粘并进入热烧结循环之后留下来作为将支撑结构与物体实体分离的界面层。例如，界面材料可以在支撑结构和物体之间以间歇的样式沉积，以形成在支撑结构和物体之间形成相应样式的间隙。如果在这些位置固化，则随后的粉末层可以从携带界面材料的位置移位，最终的间歇结构机械地将支撑体联接到物体。该构造可以有效地使得支撑结构和物体之间的机械结构变弱，以有助于去除支撑结构，例如在适当脱粘或烧结之后，同时保留足够的结构以提供打印、脱粘和/或烧结所需的支撑。界面材料区域之间的间隙尺寸和形状可以例如取决于构建材料和脱粘和烧结过程的特性。但是通常，可以使用任何样式，只要支撑体和物体可通过随后处理保留其相应结构即可。
在用于形成支撑结构的第一粘结剂(或用于形成物体的第二粘结剂)可用化学溶剂脱粘的情况下，界面材料可以有效地在化学溶剂中至少部分地不可溶解，使得界面材料通过支撑结构(和/或物体)的化学脱粘而保持完全或部分完整。
在一个方面，界面材料可以包括可溶解的金属盐，其在脱水和加热时转变为陶瓷。例如，界面材料可以包括氢氧化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐、硬脂酸盐中的至少一种。界面材料可以进一步包括铝，且界面材料可以包括锆、钇、硅、钛、铁、镁、和钙中的至少一种。
在另一方面，界面层可以通过喷射或以其他方式沉积能析出不可烧结材料的溶液而形成。例如，可以使用硫酸铝、硝酸铝、三乙酸铝、醋酸锆的水溶液。也可以或代替地使用在分解时形成化学抗氧化物的其他元素的盐。类似地，界面层可以有效地被作为能分解为石墨的聚合物喷射(优选在石墨与物体的构建材料不会强烈反应的情况下)。
如步骤1814所示，方法可以包括使用本文所述的任何脱粘技术让物体(和支撑结构，如适当的话)脱粘。
如步骤1816所示，方法1800可以包括使用本文所述的任何烧结技术在热烧结循环烧结物体(和支撑结构，如适当的话)。
如步骤1818所示，方法1800可以包括使用本文所述的任何技术终加工物体(和支撑结构，如适当的话)。
上述系统、装置、方法、过程等可以由适用于具体应用的硬件、软件或其任何组合实现。硬件可以包括通常目的计算机和/或专用计算装置。这包括在一个或多个微处理器、微控制器308s、嵌入式微控制器308s、可编程数字信号处理器或其他可编程装置或处理电路以及内部和/或外部存储器实现。这也可以包括或代替地包括一个或多个专用集成电路、可编程门阵列、可编程阵列逻辑部件、或可以配置为处理电子信号的任何其他一个或多个装置。进一步应理解，如上所述过程或装置的实现可以包括计算机可执行代码，其使用例如C这样的结构化程序设计语言创建，例如C++这样的向对象语言创建，或任何其他高级或低级设计语言创建(包括汇编语言、硬件描述语言、和数据库设计语言和技术)，其可以被存储、编译或解译，以在上述装置中之一、以及处理器的异构组合、处理器架构、不同硬件和软件的组合上运行。在另一方面，该方法可以实施在执行步骤的系统中，且可以以多种方式跨经装置分布。同时，处理可以跨经装置分布，例如如上所述的各种系统，或所有功能可以整合到专用、独立装置或其他硬件中。在另一方面，用于执行与如上所述过程关联的步骤的器件可以包括如上所述的任何硬件和/或软件。所有这种排列和组合目的是落入本发明的范围。
本文公开的实施例可以包括计算机程序产品，包括计算机可执行代码或计算机可用代码，其在一个或多个计算装置上执行时执行其任何和/或所有步骤。代码可以以非瞬时的方式存储在计算机存储器中，且可以是存储器，从该存储器执行程序(例如与处理器关联的随机访问存储器)，或可以是存储装置，例如驱动盘、闪速存储器或任何其他光学、电磁、磁性、红外或其他装置或装置组合。在另一方面，如上所述的任何系统和方法可以以任何合适的传递或传播介质携带的计算机可执行代码和/或来自其的任何输入或输出实施。
应理解，如上所述的装置、系统、和方法通过例子给出且不是限制性的。若无明确的相反描述，公开的步骤可以改变、补充、省略和/或重新安排顺序，而不脱离本发明的范围。本领域技术人员可以理解许多变化、添加、省略和其他修改。此外，说明书和附图中的方法步骤的顺序或展示目的是要求执行所述步骤的顺序，除非具体顺序被明确需要或从上下文清楚得知。
本文所述的实施方式的方法步骤目的是包括使得这种方法步骤被执行的任何合适的方法，与权利要求的可专利性一致，除非不同的意义被明确给出或从上下文清楚得知。因此，例如执行X步骤包括用于使得另一方(例如远程用户、远程处理资源(例如服务器或云计算机)或机器执行X步骤的任何合适方法。类似地，执行步骤X、Y和Z可以包括引导或控制这种其他个体或资源的任何组合的任何方法，以执行步骤X、Y和Z，以获得这种步骤的优点。由此，本文所述的实施方式的方法步骤目的是包括任何合适的方法，其使得一方或多方或实体执行步骤，与权利要求的可专利性一致，除非不同的意义被明确给出或从上下文清楚得知。这些方或实体不需要得到其他方或实体的指导或控制且不需要具有特定的权限。
应理解如上所述的方法和系统通过例子给出且不是限制性的。本领域技术人员可以理解许多变化、添加、省略和其他修改。此外，说明书和附图中的方法步骤的顺序或展示目的是要求执行所述步骤的顺序，除非具体顺序被明确需要或从上下文清楚得知。由此，尽管已经显示和描述了具体实施例，但是本领域技术人员应理解，各种形式和细节的改变和修改可以在不脱离本发明精神和范围的情况下做出，且目的是形成权利要求限定的本发明的一部分，其应在法律允许的范围内被解读。

Claims (280)

1.一种方法，包括：
用第一材料制造用于物体的支撑结构；
在支撑结构附近制造界面层；和
用第二材料制造物体的表面，物体的该表面在界面层附近，且第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间保持物体净形，其中将物体处理为最终零件包括让净形体脱粘以去除一种或多种粘结剂的至少一部分，和烧结净形体以让粉末材料连结并密实，且其中界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结。
2.如权利要求1所述的方法，其中第二材料包括粉末冶金材料。
3.如权利要求1所述的方法，其中粉末材料包括金属粉末。
4.如权利要求1所述的方法，其中粉末材料包括陶瓷粉末。
5.如权利要求1所述的方法，其中粉末材料是可烧结材料。
6.如权利要求1所述的方法，其中第二材料包括可熔渗粉末，其具有金属熔渗物和陶瓷熔渗物中的至少一种。
7.如权利要求1所述的方法，其中粘结剂体系包括一种粘结剂。
8.如权利要求7所述的方法，其中该一种粘结剂能通过纯热脱粘从物体去除。
9.如权利要求7所述的方法，其中制造物体的表面包括在粘结剂喷射过程中施加该一种粘结剂。
10.如权利要求1所述的方法，其中粘结剂体系包括第一粘结剂，在烧结之前的脱粘期间该第一粘结剂从第二材料去除，且其中粘结剂体系包括第二粘结剂，该第二粘结剂在热烧结循环开始时保持净形。
11.如权利要求1所述的方法，其中粘结剂体系包括第一粘结剂，其在烧结之前的脱粘期间从第二材料去除，和其中粘结剂体系包括通过烧结为最终零件而保留在净形体中的第二粘结剂。
12.如权利要求11所述的方法，其中第二粘结剂包括亚微米颗粒，其有助于粉末材料的烧结。
13.如权利要求12所述的方法，其中亚微米颗粒包括被选择为与粉末材料形成合金的元素。
14.如权利要求12所述的方法，其中亚微米颗粒具有与粉末材料基本上相同的组合物且具有一尺寸分布，该尺寸分布具有比粉末材料小至少一个数量级的平均值。
15.如权利要求1所述的方法，其中粉末材料具有一颗粒尺寸分布，该颗粒尺寸分布具有的平均直径为二到五十微米。
16.如权利要求1所述的方法，其中粘结剂体系包括第一粘结剂和第二粘结剂，第一粘结剂在物体脱粘期间抵抗物体净形变形，且第二粘结剂在用于物体的热烧结循环开始期间抵抗物体净形变形。
17.如权利要求16所述的方法，进一步包括让物体脱粘，以去除第一粘结剂。
18.如权利要求17所述的方法，其中让物体脱粘包括化学脱粘、热脱粘、催化脱粘、超临界脱粘和蒸发中的至少一种。
19.如权利要求17所述的方法，其中让物体脱粘包括对物体施加微波。
20.如权利要求16所述的方法，进一步包括加热物体以去除第二粘结剂。
21.如权利要求1所述的方法，其中粘结剂体系包括至少一种聚合物。
22.如权利要求1所述的方法，其中粘结剂体系包括第一粘结剂和至少一种其他粘结剂，第一粘结剂按粘结剂体系的体积形成约百分之20到约百分之98，该方法进一步包括让第一粘结剂从物体脱粘，以形成开放孔通道，用于释放该至少一种其他粘结剂。
23.如权利要求1所述的方法，其中制造支撑结构、物体和界面层中的至少一种包括使用熔丝制造、粘结剂喷射和载有粉末的树脂的光学固化中的至少一种对支撑结构进行增材制造。
24.如权利要求1所述的方法，其中界面层包括装饰材料，且进一步其中施加界面层包括将界面层施加到物体的一个或多个外表面。
25.如权利要求24所述的方法，其中装饰材料包括具有美观表面修饰的合金金属。
26.如权利要求24所述的方法，其中制造界面层包括完全包封物体。
27.如权利要求24所述的方法，其中界面层包括钛。
28.如权利要求1所述的方法，其中第一材料和界面层中的至少一个用一组合物形成，该组合物包括微球体，微球体在压力下可控地塌缩，以减小体积。
29.如权利要求28所述的方法，进一步包括施加压力让微球体塌缩，微球体的塌缩将支撑结构从物体分离。
30.如权利要求1所述的方法，其中界面层用第一材料形成。
31.一种方法，包括:
用第一材料制造用于物体的支撑结构；
在支撑结构附近形成界面层；和
用第二材料制造物体的表面，物体的该表面在界面层附近，且第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间抵抗物体净形变形，其中将物体处理为最终零件包括让净形体脱粘以去除一种或多种粘结剂的至少一部分，和烧结净形体以让粉末材料连结并密实，且其中界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结。
32.如权利要求31所述的方法，其中形成界面层包括使用熔丝制造、粘结剂喷射、和立体光刻中的至少一种制造界面层。
33.如权利要求31所述的方法，其中形成界面层包括在支撑结构上喷射载有陶瓷的浆体。
34.如权利要求31所述的方法，其中形成界面层包括在支撑结构上沉积悬浊液。
35.如权利要求34所述的方法，其中悬浊液包括在粉末材料的烧结温度下耐受烧结的介质。
36.如权利要求34所述的方法，其中悬浊液包括选择性脆裂材料，其让支撑结构和物体的表面之间的连结部选择性地脆裂。
37.如权利要求36所述的方法，其中悬浊液包括被选择为向界面层中引入裂纹缺陷的组合物。
38.如权利要求37所述的方法，其中粉末材料包括铝、钢、和铜中的至少一种的合金，且其中悬浊液的组合物包括锑、砷、铋、铅、硫、磷、碲、碘、溴、氯和氟中的至少一种。
39.如权利要求31所述的方法，其中形成界面层包括在支撑结构上以喷射、喷溅、微吸移、和涂布中的至少一种施加界面材料，作为界面层。
40.如权利要求39所述的方法，其中界面层包括陶瓷介质。
41.如权利要求31所述的方法，其中界面层包括适于在烧结之前通过溶剂去除的可溶解材料。
42.如权利要求41所述的方法，其中界面层包括陶瓷粉末，其在可溶解材料去除之后保持第一材料和第二材料之间的实体分离层。
43.如权利要求31所述的方法，其中界面层用一种材料形成，该材料在适于第一材料和第二材料中的至少一种的脱粘和烧结条件下具有与支撑结构的第一材料和物体的第二材料中的至少一种基本上匹配的脱粘收缩率或烧结收缩率。
44.如权利要求31所述的方法，其中支撑结构的第一材料配置为在脱粘和烧结中的至少一种期间以比物体的第二材料更大的比率收缩。
45.如权利要求44所述的方法，其中该更大的比率是被选择为在脱粘和烧结中的至少一个期间对界面层的陶瓷材料中的无收缩情况进行补偿的比率。
46.如权利要求44所述的方法，其中该更大的比率被选择为使得，与烧结为自支撑密度的物体的第二材料同时，让支撑结构脱离物体。
47.如权利要求31所述的方法，其中形成界面层包括让界面层氧化，以抑制与物体的第二材料的连结。
48.如权利要求47所述的方法，其中让界面层氧化包括通过激光选择性地氧化界面层。
49.如权利要求31所述的方法，其中界面层包括具有粉状宏观组织的材料，在烧结期间该材料保持粉状宏观组织，而同时微观密实以匹配物体的收缩率。
50.如权利要求49所述的方法，其中该材料包括氢氧化铝和立方氧化铝中的至少一种。
51.如权利要求31所述的方法，其中界面层包括氧化铁和载有陶瓷的聚合物中的至少一种。
52.如权利要求31所述的方法，其中界面层包括具有陶瓷添加物的组合物，以在烧结期间抑制物体的表面和支撑结构之间的连结。
53.如权利要求31所述的方法，进一步包括以在烧结的同时抑制支撑结构与物体连结的方式沉积支撑结构、界面层和物体中的至少一种。
54.如权利要求31所述的方法，进一步包括以抑制与界面层混合的方式沉积支撑结构、界面层和物体中的至少一种。
55.如权利要求31所述的方法，其中粉末材料包括金属粉末，且界面层用包括第二相材料的组合物制造，该第二相材料具有的熔点低于金属粉末的烧结温度，以形成可熔化界面，该可熔化界面随金属粉末在烧结期间达到烧结强度而从界面层熔出。
56.如权利要求31所述的方法，其中界面层用在烧结期间可分解为陶瓷的预制陶瓷聚合物形成。
57.如权利要求31所述的方法，其中界面层包括与第二材料不反应的陶瓷。
58.如权利要求31所述的方法，其中第二材料包括钛且界面层包括氧化钇和氧化诰中的至少一种。
59.如权利要求31所述的方法，其中第一材料和第二材料具有相似或基本上相同的组合物。
60.一种方法，包括:
接收一物件,该物件包括第一材料制造的支撑结构、在支撑结构附近的界面层和被支撑结构支撑并用第二材料制造的物体，该物体具有在界面层附近的表面，其中第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间保持物体的净形，其中将物体处理为最终零件包括让该净形体脱粘以去除一种或多种粘结剂的至少一部分并将该净形体烧结以使得粉末材料结合并密实，且其中在烧结期间界面层抵抗支撑结构与物体的连结；和
将物件处理为最终零件，其中处理该物件包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种，且其中处理该物件进一步包括在界面层将物体从支撑结构分离。
61.一种用于三维制造的打印机，该打印机包括：
构建板；
第一挤出机，联接到用于制造物体的构建材料的第一源，其中构建材料包括用于形成物体的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间抵抗物体的净形的变形；
第二挤出机，联接到用于在物体和支撑结构的邻近表面之间制造界面层的界面材料的第二源，其中在烧结期间，界面材料抵抗物体与支撑结构的连结；
机器人系统，能操作为让第一挤出机和第二挤出机相对于构建板运动；和
处理器，通过计算机可执行代码配置为让机器人系统沿构建路径相对于构建板运动同时从第一挤出机和第二挤出机中的至少一个进行挤出，以基于物体的计算机化模型在构建板上制造物体。
62.如权利要求61所述的打印机，其中第一挤出机是第二挤出机。
63.如权利要求61所述的打印机，进一步包括第三挤出机，其联接到用于制造支撑结构的支撑材料的第三源。
64.如权利要求63所述的打印机，其中支撑材料包括吸氧物。
65.如权利要求61所述的打印机，进一步包括第三挤出机，其联接到用于在多材料制造中使用的第二构建材料的第三源。
66.如权利要求61所述的打印机，其中处理器配置为通过从第一挤出机挤出构建材料而形成支撑结构。
67.如权利要求61所述的打印机，其中构建材料以棒材、线轴、块体或大量颗粒中的至少一种供应。
68.如权利要求61所述的打印机，进一步包括构建材料的预制块体供应源和第二机器人系统配置为定位一个或多个预制块体，以在物体中形成内部结构。
69.如权利要求61所述的打印机，其中界面材料包括构建材料的粘结剂体系。
70.如权利要求61所述的打印机，其中处理器配置为对支撑结构、物体的表面和界面层中的至少一种进行不足挤出，以减少与邻近层的接触面积。
71.如权利要求70所述的打印机，其中处理器配置为使用增加工具速度和减小体积沉积率中的至少一种进行不足挤出。
72.如权利要求61所述的打印机，其中处理器配置为通过减少挤出微珠尺寸或增加沉积材料条之间的间隔，从而减少物体和支撑结构中之一与界面层的接触面积。
73.如权利要求61所述的打印机，其中构建材料包括粉末冶金材料。
74.如权利要求61所述的打印机，其中构建材料包括金属粉末。
75.如权利要求61所述的打印机，其中界面材料包括具有比构建材料高的烧结温度的陶瓷粉末。
76.如权利要求61所述的打印机，进一步包括磨削工具，其配置为用于在构建材料从第一挤出机挤出之后且在物体烧结之前在构建板上让构建材料成形。
77.如权利要求61所述的打印机，进一步包括脱粘工作站，其配置为从物体中的构建材料去除粘结剂体系的至少一部分。
78.如权利要求61所述的打印机，进一步包括烧结炉，其配置为将粉末材料烧结为密实物体。
79.一种用于在物体的熔丝制造中控制打印机的方法，该方法包括：
使用支撑材料挤出用于物体一部分的支撑结构；
使用界面材料在支撑结构附近挤出界面层；和
挤出构建材料以在界面层的与支撑结构相对的一侧形成在界面层附近的物体表面，其中构建材料包括用于基于物体形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在制造、脱粘和烧结物体为最终零件期间抵抗物体净形变形，且进一步其中界面材料在将物体烧结为最终零件期间抵抗物体与支撑结构连结。
80.如权利要求79所述的方法，其中支撑材料和构建材料在脱粘和烧结期间以基本上相似的比率收缩。
81.如权利要求79所述的方法，其中支撑材料在脱粘期间以与构建材料基本上相似的比率收缩，且支撑材料在烧结期间以比构建材料大得多的比率收缩。
82.如权利要求81所述的方法，其中支撑材料配置为在热烧结循环期间以保持支撑结构与物体接触的比率收缩。
83.如权利要求81所述的方法，其中支撑材料配置为在用于构建材料的烧结过程期间以保持支撑结构物体与接触的比率收缩，至少直到物体变得能够自支撑。
84.如权利要求79所述的方法，其中界面材料和支撑材料中的至少一种包括与构建材料相比具有大得多的与氧的化学亲和力的成分。
85.如权利要求79所述的方法，其中构建材料的粉末材料是粉末金属，且其中界面材料包括粉末陶瓷。
86.如权利要求85所述的方法，其中粉末陶瓷具有的平均颗粒尺寸比粉末金属的第二平均颗粒尺寸大至少百分之五十。
87.如权利要求85所述的方法，其中粉末陶瓷具有的平均颗粒尺寸为约五微米到五十微米。
88.如权利要求85所述的方法，其中粉末金属具有的平均颗粒尺寸为约十五微米，且粉末陶瓷具有的平均颗粒尺寸为至少二十五微米。
89.如权利要求85所述的方法，其中粉末金属具有的平均颗粒尺寸比挤出支撑结构的第一挤出机的内径小至少一个数量级。
90.如权利要求85所述的方法，其中粉末陶瓷具有的平均颗粒尺寸比挤出界面层的第二挤出机的内径小至少一个数量级。
91.一种方法，包括:
提供支撑结构；和
在支撑结构上用构建材料制造物体，其中物体具有基于计算机化模型的净形，其中构建材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在制造、脱粘和烧结物体为最终零件期间抵抗物体的变形，且其中支撑结构配置为在脱粘和烧结中的至少一种期间与物体的收缩匹配。
92.如权利要求91所述的方法，进一步包括在可脱粘且可烧结的材料所形成的构建板上制造支撑结构。
93.如权利要求91所述的方法，进一步包括通过用第二材料注射模制该构建板而制造构建板，以用作支撑结构，所述第二材料具有与构建材料匹配的脱粘收缩率和烧结收缩率中的至少一种。
94.如权利要求91所述的方法，其中提供支撑结构包括用第二材料制造用于物体中的悬出部或桥架中的至少一个的结构支撑体，该第二材料具有与构建材料匹配的脱粘收缩率和烧结收缩率中的至少一种。
95.如权利要求91所述的方法，其中提供支撑结构包括用第二材料制造用于物体的基板，该第二材料具有与构建材料匹配的脱粘收缩率和烧结收缩率中的至少一种。
96.如权利要求95所述的方法，其中基板包括两个或更多独立基板，其通过多个系杆联接，所述系杆在脱粘和烧结中的至少一种期间，让独立基板以与物体收缩对应的速率一起运动。
97.如权利要求95所述的方法，其中物体在沿基板顶表面的平面中具有两个或更多个别且分离的接触表面，其中基板包括两个或更多相应的分离基板区域，其围绕两个或更多个别且分离的接触表面每一个的投影形成，基板进一步包括至少一个系杆，以将两个或更多个别且分离的接触表面彼此联接，以在脱粘和收缩中的至少一种期间有助于以与两个或更多个别且分离的接触表面的运动在形态上匹配的方式让相应的分离基板区域运动。
98.如权利要求95所述的方法，其中基板的形状基于物体在构建板平面中的投影凸包，该构建板平面在制造期间接收物体。
99.如权利要求98所述的方法，其中该形状是从投影凸包均匀移位一预定偏移量而获得的外形。
100.如权利要求98所述的方法，其中基板的形状包括内部开口，通过从投影的内部边界移位一第二预定偏移量所获得的外形来形成该内部开口。
101.如权利要求95所述的方法，其中基板包括穿过基板且定位为穿过基板提供用于脱粘溶剂的排出路线的多个穿孔。
102.如权利要求101所述的方法，其中在物体的邻近层不垂直覆盖基板的基板区域中，多个穿孔从基板的顶表面延伸到基板的底表面。
103.如权利要求101所述的方法，其中多个穿孔从基板的顶表面延伸到基板的一个或多个侧表面。
104.如权利要求101所述的方法，进一步包括与物体几何结构相独立地在基板中定位多个穿孔。
105.如权利要求101所述的方法，其中多个穿孔定位在被物体的垂直壁包围在基板的x-y平面内的基板区域中，所述垂直壁从基板的顶表面沿z轴线延伸且围绕该基板区域。
106.如权利要求95所述的方法，其中基板于物体在构建板平面中的投影下方形成连续闭合表面，该构建板平面在制造期间接收物体。
107.如权利要求91所述的方法，进一步包括在支撑结构和物体之间制造界面层，其在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结。
108.如权利要求91所述的方法，进一步包括用包括陶瓷的支撑材料制造支撑结构。
109.如权利要求91所述的方法，进一步包括用包括在第二粘结剂体系中的陶瓷粉末的支撑材料制造支撑结构。
110.一种系统，包括:
构建板；
构建材料供应源，构建材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在制造、脱粘和烧结构建材料为最终零件期间抵抗构建材料的变形；和
增材制造系统，配置为在构建板上用构建材料制造物体，该增材制造系统基于计算机化模型对构建材料赋予净形，且增材制造系统配置为提供构建表面，其具有与构建材料的脱粘收缩率和烧结收缩率中的至少一种匹配的收缩率。
111.如权利要求110所述的系统，其中构建表面包括预制基板。
112.如权利要求110所述的系统，其中构建表面包括于物体在构建板平面中的投影凸包下方制造的收缩基板。
113.如权利要求110所述的系统，进一步包括脱粘工作站，以从物体中的构建材料去除一种或多种粘结剂中的至少一种；和烧结烤箱，以加热物体，以在粉末材料的颗粒之间形成连结。
114.如权利要求110所述的系统，其中增材制造系统包括粘结剂喷射系统或熔丝制造系统中的至少一种。
115.一种方法，包括:
接收一物件，该物件包括支撑结构、在支撑结构上用构建材料制造的物体，其中构建材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，和在物体和支撑结构之间的界面层，该界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结，其中一种或多种粘结剂在制造、脱粘和烧结物体为最终零件期间抵抗物体的变形，且其中支撑结构配置为在脱粘和烧结中的至少一种期间与物体的收缩匹配；和
处理该物件以将物体形成为最终零件，其中处理包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种。
116.一种方法，包括:
用第一材料制造用于物体的支撑结构；
用第二材料制造该物体，该物体包括能定位在支撑结构附近且被支撑结构支撑的表面，其中第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间抵抗物体净形变形；
在与能定位在支撑结构附近且被支撑结构支撑的物体表面对应的位置处对支撑结构和物体中的至少一个施加界面层，其中界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结；和
将支撑结构和物体组装在一起，所述表面定位在支撑结构附近且被支撑结构支撑，由此提供经组装的工件。
117.如权利要求116所述的方法，其中第一材料和第二材料是基本上相似的组合物。
118.如权利要求116所述的方法，其中从单个源沉积第一材料和第二材料。
119.如权利要求116所述的方法，其中第一材料和第二材料是从熔丝制造系统的单个挤出机挤出的一种构建材料。
120.如权利要求116所述的方法，其中第一材料和第二材料在第一材料的脱粘和烧结期间具有基本上匹配的收缩率。
121.如权利要求116所述的方法，其中粉末材料包括金属粉末。
122.如权利要求116所述的方法，其中粉末材料包括陶瓷粉末。
123.如权利要求116所述的方法，其中粉末材料是可烧结材料。
124.如权利要求116所述的方法，其中粘结剂体系包括第一粘结剂和第二粘结剂，第一粘结剂被选择为在物体脱粘期间抵抗物体净形变形，第二粘结剂被选择为在用于烧结物体的热烧结循环期间抵抗物体净形变形。
125.如权利要求124所述的方法，进一步包括在组装支撑结构之前在第一脱粘过程中去除第一粘结剂。
126.如权利要求116所述的方法，其中制造支撑结构包括使用熔丝制造、粘结剂喷射和载有粉末的树脂的光学固化中的至少一种对支撑结构进行增材制造。
127.如权利要求116所述的方法，其中制造物体包括使用熔丝制造、粘结剂喷射和载有粉末的树脂的光学固化中的至少一种对物体进行增材制造。
128.如权利要求116所述的方法，其中使用熔丝制造、粘结剂喷射和载有粉末的树脂的光学固化中的至少一种施加界面层。
129.如权利要求116所述的方法，其中施加界面层包括在支撑结构上施加载有陶瓷的浆体。
130.如权利要求116所述的方法，其中施加界面层包括在支撑结构上施加陶瓷悬浊液。
131.如权利要求116所述的方法，其中施加界面层包括在支撑结构和物体中的至少一个上喷涂界面层。
132.如权利要求116所述的方法，其中施加界面层包括将支撑结构和物体中的至少一个浸入界面材料中。
133.如权利要求116所述的方法，其中施加界面层包括在支撑结构和物体中的至少一个上微吸移界面层。
134.如权利要求116所述的方法，进一步包括将经组装的工件定位在构建板上，该构建板配置为在脱粘和烧结中的至少一种期间以基本上等于物体的比率收缩。
135.如权利要求116所述的方法，进一步包括让经组装的工件脱粘。
136.如权利要求116所述的方法，进一步包括烧结经组装的工件。
137.一种方法，包括:
接收用第一材料制造的用于物体的支撑结构和用第二材料制造的物体，物体包括能定位在支撑结构附近且被支撑结构支撑的表面，其中第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间抵抗物体净形变形；
在与能定位在支撑结构附近且被支撑结构支撑的物体表面对应的位置处对支撑结构和物体中的至少一个施加界面层，其中界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结；
将支撑结构和物体组装在一起，所述表面定位在支撑结构附近且被支撑结构支撑，由此提供经组装的工件；和
处理该物件以将物体形成为最终零件，其中处理包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种。
138.一种方法，包括:
用第一材料制造第一物体，其中第一材料包括粉末材料和粘结剂体系，粘结剂体系包括在将第一物体处理为最终零件期间抵抗第一物体净形变形的一种或多种粘结剂；
在第一物体的第一表面附近施加界面层；和
在界面层附近且与第一物体的第一表面相对的位置处用第二材料制造第二物体的第二表面，其中第二物体在结构上与第一物体独立且与第一物体机械地相关，且其中界面层在烧结期间抵抗第一表面与第二表面的连结。
139.如权利要求138所述的方法，其中第一材料和第二材料从单个构建材料源供应且具有基本上共同的组合物。
140.如权利要求138所述的方法，其中第一材料和第二材料在热烧结循环期间具有基本上相似的收缩率。
141.如权利要求138所述的方法，其中第一物体和第二物体形成多零件机械组件。
142.如权利要求141所述的方法，其中多零件机械组件包括在壳体中的一个或多个活动零件。
143.如权利要求142所述的方法，进一步包括从壳体提供用于界面层的第三材料的实体离开路径。
144.如权利要求141所述的方法，进一步包括在多零件机械组件中提供实体离开路径，用于提取支撑材料。
145.如权利要求144所述的方法，其中支撑材料在第一材料的烧结期间还原为粉末。
146.如权利要求144所述的方法，其中支撑材料是可溶解支撑材料，该方法进一步包括在溶剂中溶解支撑材料并通过实体离开路径去除支撑材料和溶剂。
147.如权利要求138所述的方法，其中界面层在第一材料的烧结期间还原为粉末。
148.如权利要求138所述的方法，其中粉末材料包括粉末金属。
149.如权利要求138所述的方法，其中界面层包括粉末陶瓷。
150.如权利要求138所述的方法，进一步包括让第一物体和第二物体脱粘。
151.如权利要求138所述的方法，进一步包括烧结第一物体和第二物体。
152.如权利要求138所述的方法，其中制造第一物体和第二物体包括使用熔丝制造过程制造第一物体和第二物体中的至少一个。
153.如权利要求138所述的方法，其中制造第一物体和第二物体包括使用粘结剂喷射过程制造第一物体和第二物体中的至少一个。
154.如权利要求138所述的方法，其中制造第一物体和第二物体包括使用立体光刻过程制造第一物体和第二物体中的至少一个。
155.如权利要求138所述的方法，其中施加界面层包括使用熔丝制造过程沉积界面材料。
156.如权利要求138所述的方法，其中形成界面层包括在第一表面上以喷射、微吸移、和涂布中的至少一种施加界面材料，以形成界面层。
157.如权利要求所述156的方法，其中界面材料包括载有陶瓷的聚合物。
158.如权利要求所述156的方法，其中界面材料包括载有陶瓷的悬浊液或载有陶瓷的浆体。
159.如权利要求138所述的方法，其中第一物体和第二物体包括互补齿轮。
160.如权利要求138所述的方法，其中第一物体和第二物体中的至少一个包括轴。
161.如权利要求138所述的方法，其中第一物体和第二物体中的至少一个包括轴承。
162.一种方法，包括:
接收一物件，其包括用第一材料制造的第一物体，其中第一材料包括粉末材料和粘结剂体系，粘结剂体系包括在将第一材料处理为最终零件期间抵抗第一材料净形变形的一种或多种粘结剂，该物件进一步包括在第一物体的第一表面附近的界面层，且该物件进一步包括在界面层附近且与第一物体的第一表面相对的位置处用第二材料制造的第二物体的第二表面，其中第二物体在结构上独立于第一物体且在与第一物体机械地相关，且其中界面层在烧结期间抵抗第一表面与第二表面的连结；和
基于第一物体和第二物体处理该物件以将物体形成为最终零件，其中处理包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种。
163.如权利要求所述162的方法，其中第二材料包括第二粘结剂体系，其在将第二物体处理为第二最终零件期间抵抗第二材料的第二净形变形。
164.一种方法，包括:
使用增材制造过程用构建材料制造物体，该物体具有空腔和通道，该空腔包括在制造期间需要支撑的内表面，且该通道提供空腔和物体的外部环境之间的开放通路；
制造用于内表面的支撑结构，其中支撑结构包括用多个独立支撑结构形成的复合支撑结构，所述多个独立支撑结构配置为共同为内表面提供支撑，以满足构建材料的制造规则，其中通道小于复合支撑结构，且其中每一个独立支撑结构的形状和大小设置为用于从空腔通过通道分别去除；和
在多个独立支撑结构每一个之间制造界面层，以有助将于多个独立支撑结构每一个拆解和从空腔通过通道去除。
165.如权利要求164所述的方法，其中复合支撑结构具有一形状，其具有的尺寸总体过大而不能经过通道的最小宽度。
166.如权利要求164所述的方法，其中构建材料包括粉末材料和粘结剂体系，粘结剂体系包括在制造期间抵抗物体净形变形的第一粘结剂和在将物体烧结为最终零件期间抵抗物体净形变形的第二粘结剂。
167.如权利要求所述166的方法，其中粉末材料包括金属粉末。
168.如权利要求164所述的方法，其中界面层用包括陶瓷粉末的界面材料形成。
169.如权利要求164所述的方法，其中界面层用界面材料形成，其在烧结期间抵抗支撑结构与物体内表面的连结。
170.如权利要求164所述的方法，进一步包括在多个独立支撑结构中之一和空腔的内表面的邻近部分之间制造第二界面层。
171.如权利要求164所述的方法，进一步包括让物体脱粘。
172.如权利要求164所述的方法，进一步包括烧结物体。
173.如权利要求164所述的方法，其中支撑结构是制造支撑结构，且进一步其中，通过脱粘去除界面层。
174.如权利要求173所述的方法，进一步包括在脱粘之后且在烧结物体之前去除界面层和去除支撑结构。
175.如权利要求164所述的方法，其中制造物体包括制造多个通道，其布置为从所述通道中的第一个经空腔冲入流体并通过通道中的第二个冲出流体。
176.一种方法，包括:
使用增材制造过程用构建材料制造物体，其中构建材料包括粉末构建材料和粘结剂体系，其中粘结剂体系包括在将物体处理为最终零件期间保持物体净形一种或多种粘结剂，且其中物体具有空腔和通道，空腔包括在制造期间需要支撑的内表面，且通道提供空腔和物体的外部环境之间的开放通路；和
在空腔中制造用于内表面的支撑结构，其中支撑结构用在基体中的粉末支撑材料制造。
177.如权利要求176所述的方法，进一步包括在物体脱粘期间溶解基体。
178.如权利要求176所述的方法，进一步包括在物体烧结期间去除基体。
179.如权利要求176所述的方法，进一步包括通过去除基体将支撑结构还原为粉末。
180.如权利要求179所述的方法，进一步包括从空腔去除粉末支撑材料。
181.如权利要求176所述的方法，其中粉末支撑材料包括陶瓷。
182.如权利要求176所述的方法，其中粉末构建材料包括金属粉末。
183.如权利要求所述182的方法，其中粉末支撑材料在金属粉末的烧结温度下耐受烧结。
184.一种方法，包括:
接收一物件，该物件包括用构建材料制造的物体，物体具有空腔和通道，空腔包括在制造期间需要支撑的内表面，且通道提供空腔和物体的外部环境之间的开放通路，该物件进一步包括用于内表面的支撑结构，其中支撑结构包括用多个独立支撑结构形成的复合支撑结构，所述多个独立支撑结构配置为共同为内表面提供支撑，以满足构建材料的制造规则，其中通道小于复合支撑结构，且其中每一个独立支撑结构的形状和大小设置为用于从空腔通过通道分别去除，物件进一步包括在多个独立支撑结构每一个之间制造界面层，以有助将于多个独立支撑结构每一个拆解和从空腔通过通道去除；和
将物件处理为最终零件，其中处理包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种。
185.一种方法，包括:
接收一物件，该物件包括用构建材料制造的物体，构建材料包括粉末构建材料和粘结剂体系，粘结剂体系包括在将物体处理为最终零件期间抵抗物体净形变形的一种或多种粘结剂，且其中物体具有空腔和通道，空腔包括在制造期间需要支撑的内表面，且通道提供空腔和物体的外部环境之间的开放通路，物件进一步包括在空腔中的用于内表面的支撑结构，其中支撑结构用在基体中的粉末支撑材料制造；和
将物件处理为最终零件，其中处理包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种。
186.一种用于支撑结构的粘结剂喷射制造的系统，该系统包括：
粉末床；
粉末材料供应源，该粉末材料在粉末床中用作构建材料，粉末材料包括针对最终零件选择的材料的可烧结粉末；
铺展器，用于跨经粉末床铺展粉末材料；
打印机，配置为根据物体的计算机化模型向粉末床中的粉末材料的顶表面施加粘结剂，其中打印机配置为根据计算机化模型的二维截面以与粉末材料相关的样式施加粘结剂，且其中打印机进一步配置为以第二样式施加第二粘结剂，以粘结粉末材料的其他区域，以在物体的至少一个表面附近形成支撑结构；和
沉积工具，配置为在支撑结构和物体之间的界面处施加界面材料，其中界面材料在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结。
187.如权利要求186所述的系统，其中粉末材料包括金属粉末。
188.如权利要求186所述的系统，其中所述粘结剂和第二粘结剂是从单个打印头沉积的基本上相似或相同的粘结剂体系。
189.如权利要求186所述的系统，其中沉积工具包括喷射打印头。
190.如权利要求186所述的系统，其中界面材料包括陶瓷颗粒的胶体悬浊液，该陶瓷颗粒大小设置为将可烧结粉末熔渗到物体附近的支撑结构的表面中。
191.如权利要求190所述的系统，其中陶瓷颗粒具有的平均颗粒尺寸小于一微米。
192.如权利要求190所述的系统，其中可烧结粉末具有的平均颗粒尺寸为约十到三十五微米。
193.如权利要求190所述的系统，其中陶瓷颗粒具有的平均颗粒尺寸比可烧结粉末的类似测量的平均颗粒尺寸小至少一个数量级。
194.如权利要求186所述的系统，其中界面材料包括在物体附近的支撑结构表面处沉积的陶瓷颗粒层。
195.如权利要求194所述的系统，其中陶瓷颗粒层被固化，以通过可烧结粉末的随后层防止位移，由此在支撑结构和物体之间形成耐受烧结的陶瓷层。
196.如权利要求194所述的系统，其中陶瓷颗粒层沉积在载体中，该载体在与可烧结粉末接触时胶合。
197.如权利要求194所述的系统，其中陶瓷颗粒层沉积在可固化载体中，该系统进一步包括固化系统，该固化系统配置为让可固化载体基本上与可烧结粉末上的沉积同时固化。
198.如权利要求186所述的系统，其中界面材料可以包括一材料，其在脱粘并进入热烧结循环之后留下来作为将支撑结构与物体实体分离的界面层。
199.如权利要求198所述的系统，其中界面材料在支撑结构和物体之间以间歇的样式沉积，以在烧结之后在支撑结构和物体之间形成相应样式的间隙，由此弱化支撑结构和物体之间的机械联接，以有助于去除。
200.如权利要求186所述的系统，其中界面材料包括可溶解的金属盐，其在脱水和加热时转变为陶瓷。
201.如权利要求200所述的系统，其中界面材料包括氢氧化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐、硬脂酸盐中的至少一种。
202.如权利要求200所述的系统，其中界面材料进一步包括铝。
203.如权利要求200所述的系统，其中界面材料包括锆、钇、硅、钛、铁、镁、和钙中的至少一种。
204.如权利要求186所述的系统，其中铺展器是双向铺展器。
205.如权利要求186所述的系统，其中粘结剂包括被选择为改变最终零件性能的二次熔渗物。
206.如权利要求205所述的系统，其中二次熔渗物包括碳、硼、和金属盐中的至少一种。
207.一种用于支撑结构的粘结剂喷射制造的系统，该系统包括：
粉末床；
粉末材料供应源，该粉末材料在粉末床中用作构建材料，粉末材料包括针对最终零件选择的材料的可烧结粉末；
铺展器，用于跨经粉末床铺展粉末材料；和
打印机，配置为根据物体的计算机化模型向粉末床中的粉末材料的顶表面施加粘结剂，其中打印机配置为根据计算机化模型的二维截面以与粉末材料相关的样式施加粘结剂，且其中打印机进一步配置为以第二样式施加第二粘结剂，以粘结粉末材料的其他区域，以在物体的至少一个表面附近形成支撑结构，且其中打印机进一步配置为根据用于物体的烧结支撑体的第二计算机化模型向粉末材料的顶表面施加粘结剂。
208.一种方法，包括:
在一床中沉积粉末材料的多个层，粉末材料包括被选择为用于烧结为最终零件的材料的可烧结粉末；
在多个层被沉积时以第一样式向该多个层施加第一粘结剂，以在该床中用粉末材料形成支撑结构；
在多个层被沉积时以第二样式向该多个层施加第二粘结剂，以在该床中用粉末材料形成物体；和
在支撑结构和物体之间的界面处施加界面材料，其中界面材料在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结。
209.如权利要求208所述的方法，其中粉末材料包括金属粉末。
210.如权利要求208所述的方法，其中第一粘结剂和第二粘结剂是从单个打印头沉积的基本上相似或相同的粘结剂体系。
211.如权利要求208所述的方法，其中施加界面材料包括通过喷射打印头喷射界面材料。
212.如权利要求208所述的方法，其中界面材料包括陶瓷颗粒的胶体悬浊液，该陶瓷颗粒大小设置为将可烧结粉末熔渗到物体附近的支撑结构的表面中。
213.如权利要求212所述的方法，其中陶瓷颗粒具有的平均颗粒尺寸小于一微米。
214.如权利要求212所述的方法，其中可烧结粉末具有的平均颗粒尺寸为约十五到三十五微米。
215.如权利要求212所述的方法，其中陶瓷颗粒具有的平均颗粒尺寸比可烧结粉末的类似测量的平均颗粒尺寸小至少一个数量级。
216.如权利要求208所述的方法，其中界面材料包括在物体附近的支撑结构表面处沉积的陶瓷颗粒层。
217.如权利要求216所述的方法，其中陶瓷颗粒层被固化，以通过可烧结粉末的随后层防止位移，由此在支撑结构和物体之间形成耐受烧结的陶瓷层。
218.如权利要求216所述的方法，其中陶瓷颗粒层沉积在载体中，该载体在与可烧结粉末接触时胶合。
219.如权利要求216所述的方法，其中陶瓷颗粒层沉积在可固化载体中，该方法进一步包括让可固化载体基本上与可烧结粉末上的沉积同时固化。
220.如权利要求208所述的方法，其中界面材料可以包括一材料，其在脱粘并进入热烧结循环之后留下来作为将支撑结构与物体实体分离的界面层。
221.如权利要求所述220的方法，其中界面材料在支撑结构和物体之间以间歇的样式沉积，以在支撑结构和物体之间形成相应样式的间隙，由此弱化支撑结构和物体之间的机械结构，以有助于去除。
222.如权利要求208所述的方法，其中第一粘结剂可通过化学溶剂脱粘，且其中界面材料在该化学溶剂中至少部分地不可溶解。
223.如权利要求208所述的方法，其中界面材料包括可溶解的金属盐，其在脱水和加热时转变为陶瓷。
224.如权利要求223所述的方法，其中界面材料包括氢氧化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐、硬脂酸盐中的至少一种。
225.如权利要求223所述的方法，其中界面材料进一步包括铝。
226.如权利要求223所述的方法，其中界面材料包括锆、钇、硅、钛、铁、镁、和钙中的至少一种。
227.如权利要求208所述的方法，进一步包括通过双向铺展器沿相对方向施加粉末材料的连续层。
228.如权利要求208所述的方法，进一步包括在热烧结循环中烧结支撑结构和物体。
229.如权利要求208所述的方法，其中第二粘结剂包括二次熔渗物，其被选择为修改通过烧结物体形成的最终零件的性能。
230.如权利要求229所述的方法，其中二次熔渗物包括碳、硼、和金属盐中的至少一种。
231.一种物件，包括：
物体，用构建材料形成，构建材料包括用于在烧结温度下形成最终零件的可烧结粉末材料，其中构建材料包括粘结剂体系，该粘结剂体系含有在将可烧结粉末材料密实为最终零件之前将可烧结粉末材料保持于物体净形的一种或多种粘结剂；
用于物体的支撑结构，该支撑结构定位在物体的一表面附近，以在将物体处理为最终零件期间提供机械支撑，支撑结构用第二材料形成，第二材料具有的收缩率在处理期间与构建材料匹配；和
界面层，设置在支撑结构和物体的表面之间，界面层含有一组合物，该组合物在烧结期间通过界面层抵抗支撑结构与物体的表面的连结。
232.如权利要求231所述的物件，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间保持物体的净形，其中将物体处理为最终零件包括让净形体脱粘以去除一种或多种粘结剂的至少一部分，和将净形体烧结以让可烧结粉末材料连结和密实。
233.如权利要求231所述的物件，其中可烧结粉末材料包括金属粉末。
234.如权利要求231所述的物件，其中第二材料是构建材料。
235.如权利要求231所述的物件，其中界面层的组合物包括比构建材料高得多的烧结温度的陶瓷粉末。
236.如权利要求235所述的物件，其中支撑结构的第二材料含有界面层的陶瓷粉末。
237.如权利要求235所述的物件，其中界面层和支撑结构用基本上相同的组合物形成。
238.如权利要求235所述的物件，其中陶瓷粉末具有的平均颗粒尺寸比用于形成最终零件的可烧结粉末材料小得多，且其中陶瓷粉末在空间上分布在支撑结构的外表面上的第二可烧结粉末材料颗粒之间，以在烧结温度下的烧结期间抵抗外表面周围支撑结构的第二可烧结粉末材料和构建材料的可烧结粉末材料之间的颈柱，由此提供界面层。
239.如权利要求238所述的物件，其中陶瓷粉末具有的平均颗粒尺寸小于一微米。
240.如权利要求239所述的物件，其中可烧结粉末材料具有的第二平均颗粒尺寸为约十五到三十五微米。
241.如权利要求238所述的物件，其中陶瓷粉末具有的平均颗粒尺寸比可烧结粉末材料的类似测量的平均颗粒尺寸小至少一个数量级。
242.如权利要求235所述的物件，其中界面层实体排除支撑结构和物体，其中陶瓷粉末具有比物体的可烧结粉末材料大得多的平均颗粒尺寸，且进一步其中陶瓷粉末设置在保持界面层形状的第二粘结剂体系中。
243.如权利要求242所述的物件，其中第二粘结剂体系在烧结温度下的热烧结循环开始期间保持界面层的形状。
244.如权利要求231所述的物件，其中构建材料包括粉末冶金材料。
245.如权利要求231所述的物件，其中粘结剂体系包括被选择为有助于可烧结粉末材料烧结的亚微米颗粒。
246.如权利要求245所述的物件，其中亚微米颗粒包括被选择为与可烧结粉末材料形成合金的元素。
247.如权利要求245所述的物件，其中粘结剂体系的亚微米颗粒具有基本上与可烧结粉末材料相同的组合物和具有比可烧结粉末材料小至少一个数量级的平均颗粒尺寸的尺寸分布。
248.如权利要求231所述的物件，其中可烧结粉末材料具有一颗粒尺寸分布，该颗粒尺寸分布具有十到五十微米的平均直径。
249.如权利要求231所述的物件，其中界面层包括选择性脆裂材料，其被选择为在烧结为最终零件期间在界面层处向支撑结构和物体中的至少一个引入裂纹缺陷。
250.如权利要求249所述的物件，其中可烧结粉末材料包括铝、钢、和铜中的至少一种的合金，且其中选择性脆裂材料包括锑、砷、铋、铅、硫、磷、碲、碘、溴、氯和氟中的至少一种。
251.如权利要求231所述的物件，其中界面层包括预制陶瓷聚合物，其在烧结温度下的烧结期间分解为陶瓷。
252.一种物件，包括：
物体，其用构建材料形成，该构建材料包括粘结剂体系和可烧结粉末材料；
用于物体的支撑结构，该支撑结构用支撑材料形成，该支撑材料具有的脱粘和烧结收缩率与构建材料匹配；和
界面层，形成在物体的一表面和支撑结构的邻近表面之间，其中界面层在用于可烧结粉末材料的烧结温度下的热烧结循环期间抵抗支撑结构与物体的连结。
253.如权利要求252所述的物件，其中可烧结粉末材料包括金属粉末。
254.如权利要求253所述的物件，其中可烧结粉末材料具有的平均颗粒尺寸大于约三十五微米。
255.如权利要求252所述的物件，其中界面层包括陶瓷颗粒。
256.如权利要求255所述的物件，其中陶瓷颗粒具有的平均颗粒尺寸大于可烧结粉末材料的第二平均颗粒尺寸。
257.如权利要求255所述的物件，其中界面层包括热朔性粘结剂，以保持陶瓷颗粒在物件中的位置。
258.如权利要求255所述的物件，其中陶瓷颗粒具有的平均颗粒尺寸为约五到四十微米。
259.如权利要求252所述的物件，其中支撑结构包括非平面支撑表面，其在用于物件平面制造的制造坐标系中具有在物体底表面下方的变化z轴线。
260.一种方法，包括:
接收一物件，该物件包括用构建材料形成的物体、用于物体的支撑结构、和形成在物体的一表面和支撑结构的邻近表面之间的界面层，该构建材料包括粘结剂体系和可烧结粉末材料，该支撑结构用支撑材料形成，该支撑材料具有的脱粘和烧结收缩率与构建材料匹配，其中界面层在用于可烧结粉末材料的烧结温度下的热烧结循环期间抵抗支撑结构与物体的连结；和
将物件处理为最终零件，其中处理包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种。
261.一种方法，包括:
用第一材料制造用于物体的支撑结构，该支撑结构包括两个或更多分立支撑部件；
形成界面层，该界面层包括在支撑结构附近的界面层的第一部分和在两个或更多分立的支撑部件之间的界面层的第二部分；和
用第二材料制造物体的表面，物体的该表面在界面层第一部分附近，且第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间抵抗物体净形变形，其中将物体处理为最终零件包括让净形体脱粘以去除一种或多种粘结剂的至少一部分，和烧结净形体以让粉末材料连结并密实，且其中界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结。
262.如权利要求261所述的方法，其中形成界面层包括使用熔丝制造、粘结剂喷射、和立体光刻中的至少一种制造界面层。
263.如权利要求261所述的方法，其中形成界面层包括在支撑结构上喷射载有陶瓷的浆体。
264.如权利要求261所述的方法，其中形成界面层包括在支撑结构上沉积悬浊液。
265.如权利要求264所述的方法，其中悬浊液包括在粉末材料的烧结温度下耐受烧结的介质。
266.如权利要求264所述的方法，其中悬浊液包括选择性脆裂材料，其让支撑结构和物体的表面之间的连结部选择性地脆裂。
267.如权利要求261所述的方法，其中形成界面层包括在支撑结构上以喷射、微吸移、和涂布中的至少一种施加界面材料，作为界面层。
268.如权利要求261所述的方法，其中界面层包括陶瓷粉末。
269.一种方法，包括:
接收一物件，该物件包括用第一材料制造的支撑结构、物体、和界面层，其中支撑结构包括用于支撑物体的两个或更多分立支撑部件，其中界面层包括在支撑结构附近的界面层的第一部分和在两个或更多分立支撑部件之间的界面层的第二部分，且其中物体包括用第二材料制造的表面，该第二材料包括用于形成最终零件的粉末材料和包括一种或多种粘结剂的粘结剂体系，其中一种或多种粘结剂在将物体处理为最终零件期间抵抗物体净形变形，其中将物体处理为最终零件包括烧结净形体，以让粉末材料连结并密实，且其中界面层在烧结期间抵抗支撑结构与物体的连结；和
将物件处理为最终零件，其中处理物件包括让物件脱粘和烧结物件中的至少一种，且其中处理物件进一步包括在界面层将物体从支撑结构分离。
270.如权利要求269所述的方法，其中支撑结构包括用于物体的打印支撑体。
271.如权利要求269所述的方法，其中支撑结构包括用于物体的脱粘支撑体。
272.如权利要求269所述的方法，其中支撑结构包括用于物体的烧结支撑体。
273.一种物件，包括：
物体，用构建材料形成，构建材料包括用于在烧结温度下形成最终零件的可烧结粉末材料，其中构建材料包括粘结剂体系，该粘结剂体系含有在将可烧结粉末材料密实为最终零件之前将可烧结粉末材料保持于物体净形的一种或多种粘结剂；
用于物体的支撑结构，该支撑结构定位在物体的一表面附近，以在打印物体、脱粘物体、和烧结物体中的至少一种期间提供机械支撑，该支撑结构用一种或多种其他材料形成，该一种或多种其他材料具有的收缩率在脱粘和烧结中的至少一种期间与构建材料的第二收缩率协调，其中支撑结构包括两个或更多分立部件；和
界面层，设置在支撑结构和物体的该表面之间和在支撑结构的两个或更多分立部件每一个之间，该界面层含有一组合物，该组合物在烧结期间通过界面层抵抗支撑结构与物体的该表面或两个或更多分立部件中的另一些的连结。
274.如权利要求273所述的物件，其中支撑结构形成包封物体的锁模，且其中两个或更多分立部件在烧结之后分离时可拆解，以将物体从锁模释放。
275.如权利要求273所述的物件，其中支撑结构在物体的空腔中形成内部支撑体，且其中两个或更多分立部件在烧结之后分离时可拆解，用于从空腔去除。
276.如权利要求273所述的物件，其中支撑结构的一种或多种其他材料包括用于制造物体的构建材料。
277.如权利要求273所述的物件，其中界面层包括比构建材料高得多的烧结温度的陶瓷粉末。
278.如权利要求277所述的物件，其中可烧结粉末材料具有的第二平均颗粒尺寸为约五到三十五微米。
279.如权利要求273所述的物件，其中粘结剂体系包括被选择为有助于可烧结粉末材料烧结的亚微米颗粒。
280.如权利要求273所述的物件，其中界面层包括预制陶瓷聚合物，其在烧结温度下的烧结期间分解为陶瓷。
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