CN103717378A - 通过三维印刷制造的紧固件 - Google Patents

Abstract

提供了一种紧固件。一方面，紧固件是由多层材料、多层光可固化材料和/或多层多种构建材料制成。另一方面使用三维印刷机从喷墨印刷头喷出材料以构建紧固件。

Description

通过三维印刷制造的紧固件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年6月2日提交的美国临时申请No.61/492,503的权益，该美国临时申请以引用的方式纳入本文。

背景技术和发明内容

本发明总体涉及紧固件，并且更具体而言，涉及制造紧固件。

传统地，聚合物零件通过注射成型或挤出成型制成。在这些工艺中，在高压下将经加热的聚合物液体引入到匹配金属冲模中，在此之后该模具被内部冷却，以固化所制造的零件。当熔融的聚合物被注入模具腔中时，空气从模具腔中排出。理想地，注射成型或挤出成型适合于每年要求十万或更多个零件的大批量生产。然而，这些传统的制造工艺的缺点是需要非常昂贵的机械加工的钢模具，在期望零件修正的情况下，机械加工的钢模具的修改是困难且耗时的，并且机械加工的钢模具受制于成问题的零件至零件（part-to-part）的容差变化。这些变化是由在固化期间的成型收缩、成型压力差、由内部空隙和外部缩痕造成的零件翘曲等造成的。这种传统模具工具的费用使得聚合物零件的较小批量的生产昂贵得难以接受。

公知的是使用立体平板印刷术（stereo lithography）来生产非功能性聚合物零件。这些常规的立体平板印刷术方法使用激光来在一桶液体聚合物中的移动平台上创建成层零件。当正在制造该零件时，它从该液体上升。这些零件的生产极其缓慢，并且是不实用地易碎的。

根据本发明，提供了一种紧固件。一方面，紧固件由多层材料、多层光可固化材料和/或多层多种构建材料制成。另一方面使用三维印刷机将材料从喷墨印刷头喷出，从而构建紧固件。又一方面提供了通过以成层和/或构建布置方式沉积材料来制造紧固件的方法。又一方面通过在材料沉积期间在紧固件基本被气体（例如，空气）环绕的环境中沉积材料，来制作紧固件。另一方面还采用了一种制造多种材料和/或预组装的紧固件的方法。在另一实施方案中，使用了直接激光金属烧结（direct lasermetal sintering）来创建紧固件。

与传统装置相比，本发明的紧固件和方法具有优势。例如，本发明的紧固件和方法不需要任何独特的工具或模具，从而节省了数十万美元和数周的模具制造时间。此外，本发明的方法允许各个制造周期之间的快速且便宜的设计和零件修正。另一方面，本发明的紧固件和方法基本不存在零件至零件的容差变化，使得可在单个机器制造周期期间生产至少10个，更优选地至少40个相同的紧固件。对于本发明的紧固件和方法的其他方面，多个头开口、机器内的用于构建紧固件的固定支撑件和周围空气制造环境允许增大的制造速度、更简单的机械加工以及易于接近所制造的紧固件。还值得注意的是，本发明的紧固件和方法有利地能够创建锁模零件配置，该锁模零件配置如果有可能用传统模具生产则将会昂贵得难以接受。在其他方面，本发明的紧固件和方法通过在相同制造机器周期中在预安装或预组装的条件下创建匹配零件来减少制造后的组装；例如，这能应用于螺钉、垫圈、插入件和/或密封件。不同特性（例如，柔性、抗张强度、环箍强度（hoop strength）、耐化学性、抗UV褪色性（UV fade resistance）或甚至颜色）的材料可被沉积，以在基本相同的时间创建该紧固件的不同区段。可在下文的描述和所附权利要求以及附图发现本发明的附加优点和特征。

附图说明

图1是示出了本发明的紧固件的第一实施方案的立体图；

图2是沿图1的线2-2所取的、示出了处于完全安装状态的第一实施方案的紧固件的横截面图；

图3是示出第二实施方案的紧固件的分解立体图；

图4是沿图3的线4-4所取的、示出了处于中间安装状态的第二实施方案的紧固件的局部横截面图；

图5是类似于图4的、示出了处于完全安装状态的第二实施方案的紧固件的局部横截面图；

图6是示出了处于中间安装状态的第三实施方案的紧固件的立体图；

图7是沿图6的线7-7所取的、示出了处于中间安装状态的第三实施方案的紧固件的横截面图；

图8是示出了第四实施方案的紧固件的侧视图；

图9是沿图8的线9-9所取的、示出了处于安装状态的第四实施方案的紧固件的横截面图；

图10是示出了第五实施方案的紧固件的局部分割立体图；

图11是沿着图10的线11-11所取的、示出了处于安装状态的第五实施方案的紧固件的横截面图；

图12是示出了第六实施方案的紧固件的立体图；

图13是沿着图12的线13-13所取的、示出了处于安装状态的第六实施方案的紧固件的横截面图；

图14是示出了处于中间安装状态的第七实施方案的紧固件的立体图；

图15是沿图14的线15-15所取的、示出了处于完全安装状态的第七实施方案的紧固件的局部横截面图；

图16是示出了处于中间安装状态的第八实施方案的紧固件的局部分解和局部横截面图；

图17是类似于图16的图，示出了处于中间安装状态的第八实施方案的紧固件；

图18是类似于图16的图，示出了处于完全安装状态的第八实施方案的紧固件；

图19是示出了处于中间组装状态的第九实施方案的紧固件的局部横截面图；

图20是示出了处于中间安装状态的第十实施方案的紧固件的局部横截面图；

图21是示出了第十一实施方案的紧固件的分解立体图；

图22是示出了处于局部安装状态的第十一实施方案的紧固件的局部截面和局部分解图；

图23是示出了处于安装状态的第十二实施方案的紧固件的局部横截面图；

图24是示出了处于安装状态的第十三实施方案的紧固件的局部分割立体图；

图25A是示出了第十四实施方案的紧固件的局部分割立体图；

图25B是沿图25A的线25B-25B所取的、示出了处于安装状态的第十四实施方案的紧固件的横截面图；

图26是示出了第十五实施方案的紧固件的立体图；

图27是沿图26的线27-27所取的、示出了处于安装状态的第十五实施方案的紧固件的横截面图；

图28是示出了第十六实施方案的紧固件的局部分割立体图；

图29是沿图28的线29-29所取的、示出了第十六实施方案的紧固件的横截面图；

图30是示出了处于局部安装状态的第十七实施方案的紧固件的横截面图；

图31是示出了第十七实施方案的紧固件的经过铰接区域的放大的横截面图；

图32是与图30的横截面图类似的、示出了第十八实施方案的紧固件的不同的铰接区域的放大的横截面图；

图33是示出了第十九实施方案的紧固件的立体图；

图34是示出了第十九实施方案的紧固件的端视图；

图35是沿图33的线35-35所取的、示出了从匹配焊接柱头分解的第十九实施方案的紧固件的纵向截面图；

图36是示出了第二十实施方案的紧固件的立体图；

图37是示出了处于安装状态的第二十实施方案的紧固件的端视图；

图38是示出第二十一实施方案的紧固件的立体图；

图39是沿图38的线39-39所取的、示出了第二十一实施方案的紧固件的横截面图；

图40是与图39的横截面图类似的、示出第二十二实施方案的紧固件的横截面图；

图41是示出了第二十三实施方案的紧固件的分解横截面图；

图42是与图41的横截面图类似的、示出了处于完全安装状态的第二十三实施方案的紧固件的横截面图；

图43是示出了第二十四实施方案的紧固件的分解横截面图；

图44是示出了处于安装状态的第二十四实施方案的紧固件的横截面图；

图45是示出了第二十五实施方案的紧固件的分解横截面图；

图46是在图45的圈46中所取的、示出第二十五实施方案的紧固件的一种不同变体的放大横截面图；

图47是示出了处于中间已安装状态的第二十六实施方案的紧固件的局部截面侧视图；

图48是类似于图47的、示出处于完全安装状态的第二十六实施方案的紧固件的视图；

图49是示出了第二十七实施方案的紧固件的俯视图；

图50是沿图49的线50-50所取的、示出了处于完全安装状态的第二十七实施方案的横截面图；

图51是示出了第二十八实施方案的紧固件的立体图；

图52是沿图51的线52-52所取的、示出了处于安装状态的第二十八实施方案的紧固件的横截面图；

图53是示出了第二十九实施方案的紧固件的立体图；

图54是示出了处于安装状态的第二十九实施方案的紧固件的局部截面侧视图；

图55是示出了图53的第二十九实施方案的紧固件的后视图；

图56是示出了第三十实施方案的紧固件的分解截面图；

图57是示出了第三十实施方案的紧固件的仰视图；

图58是沿图56的线58-58所取的、示出第三十实施方案的紧固件的横截面图；

图59是示出了第三十一实施方案的紧固件的分解横截面图；

图60是示出了第三十一实施方案的紧固件的仰视图；

图61是沿图59的线61-61所取的、示出了第三十一实施方案的紧固件的横截面图；

图62是示出了第三十二实施方案的紧固件的分解横截面图；

图63是示出了第三十三实施方案的紧固件的分割横截面图；

图64是示出第三十四实施方案的紧固件的分割横截面图；

图65是示出了第三十五实施方案的紧固件中采用的垫圈的侧视图；

图66是示出了图65的第三十五实施方案的紧固件的仰视图；

图67是示出了第三十六实施方案的紧固件的横截面图；

图68是示出了第三十六实施方案的紧固件的仰视图；

图69是示出了第三十七实施方案的紧固件的俯视图；

图70是示出了第三十八实施方案的紧固件的侧视图；

图71是示出了第三十八实施方案的紧固件的放大侧视图；

图72是相对于图70的视图转动90度所取的、示出了第三十八实施方案的紧固件的视图；

图73是类似于图71的、示出了第三十九实施方案的紧固件的放大侧视图；

图74是示出了第四十实施方案的紧固件的横截面图；

图75是示出了第四十一实施方案的紧固件的分割立体图；

图76是示出了第四十二实施方案的紧固件的分割立体图；

图77是分割俯视图，其中下半部示出了第四十一实施方案的紧固件并且上半部示出了第四十二实施方案的紧固件；

图78是示出了第四十三实施方案的紧固件的分割立体图；

图79是示出了第四十三实施方案的紧固件的纵向横截面图；

图80是示出了第四十四实施方案的紧固件的立体图；

图81是示出了第四十四实施方案的紧固件的纵向横截面图；

图82是示出了第四十五实施方案的紧固件的分解立体图；

图83是示出了处于中间安装位置的第四十五实施方案的紧固件的已组装的立体图；

图84是示出了处于完全安装位置的第四十五实施方案的紧固件的已组装的立体图；

图85是沿图82的线85-85所取的、示出了第四十五实施方案的紧固件的一种变体的横截面图；

图86是示出了制造第一实施方案的紧固件的机器的立体图，其中该机器的上盖被移除；

图87A-C是一系列示意性的侧视图，示出了构建第一实施方案的紧固件的机器；以及

图88是示出了制造第二十八实施方案的紧固件的机器的立体图。

具体实施方式

参见图1和图2，紧固件101包括细长的主体或轴103、横向加大的头凸缘（flange）105、横向加大的伞形凸缘（umbrella flange）107和工件接合构件109。工件接合构件109还包括至少两个、且更优选地至少四个倒钩状的腿111，每个腿都具有相对逐渐成角的且锥形的导入区段113（lead-in section）和更陡峭成角的固位区段115（retentionsection），该导入区段和该固位区段在峰117（peak）处相交。这些腿的角度提供了相对容易地插入到片材金属面板工件121的孔洞（hole）119内，且在完全紧固之后更难于将该腿从孔洞中取出。

内部装饰面板工件123借助于局部爪形罩（localized dog house）125在凸缘105和107之间被附接至紧固件101。伞形凸缘107具有柔性的截头锥体边缘，所述边缘是可压缩的从而在孔洞119周围密封，以阻止流体（诸如水或空气）穿过孔洞119。纵向细长的槽127位于每对相邻的腿111之间，且中空的开口区域129居中地定位在腿111之间。开口129如果是用常规模具工具制造的则呈现锁模（die-locked）状态。此外，在紧固件安装和移除过程中，开口129允许朝向该紧固件的纵向中心线横向压挤腿111。该开口129有利地减少了该零件的重量和材料成本。优选地通过在不需要专用工具的情况下以成层方式三维印刷紫外光可固化聚合物来制造紧固件101,如将在下文中更详细地介绍的。

图3至图5示出另一实施方案的紧固件151，其包括凸形插入部件(male insertion component)153和凹形护圈部件（female grommetcomponent）156。凸形插入部件153包括大体圆环形且加大的头凸缘155，加大且大体圆形的伞形凸缘157，以及纵向细长且大体圆柱形的轴159。多个隆脊构形（ridge formation）161间隔布置在轴159周围，以当轴159被完全插入时经由向内突出的指状物163提供各种各样的接合护圈的（grommet-engaging）互锁，所述指状物从护圈（grommet）155的主体165向内部延伸。此外，凸形部件153的球根状的（bulbous）或横向加大的端部167邻近轴159的远端，以提供居中固位特征，从而在运输期间以及在起初紧固件插入到片材金属机动车辆面板171的孔洞169内期间将凸形部件153固位在护圈155内。内部装饰面板173在凸缘155和157之间被固位在轴159周围。

当凸形部件153完全插入在图4和图5的位置之间时，球根状的端部167被插入通过护圈155的纵向延伸的孔181，同时轴159的邻近部分向外扩张主体165的腿，以使得护圈155被牢固地固定在孔洞169内。此外，一对O型环密封183和185被整体地印刷且被附接至护圈155的圆形凸缘187的相对两侧上，以提供抵靠相邻的面板或凸缘的弹性密封。优选地，紧固件151通过三维印刷用于凸形部件的第一种聚合物材料、用于护圈的同样聚合物材料或更加柔性的聚合物材料和用于密封的另一种不同的且更有弹性的聚合物材料来制造。

参见图6和7可观察到另一实施方案的紧固件201。这个实施方案的紧固件包括凸形插入部件203和相匹配的凹形护圈部件205。凸形部件203包括横向加大且圆形的头凸缘207和圆柱形且纵向细长的杆（stem）209。加大的倒钩状的腿211在护圈205的底切开口区域（undercut openarea）213内从杆209的远端横向延伸。此外，护圈205包括上圆柱凸缘215、至少两个倒钩状腿217和向内延伸的三角形结构219。凸形构件203被预安装到护圈205之内，在此之后，腿217被插入到工件面板221中的孔洞内。在此之后，凸形构件203被完全插入，以使得腿211被搭扣配合地接合通过三角形结构219，以被牢固地锁在其内。这起到将第二工件225固位在头207和凸缘215之间的作用。

紧固件201优选地由聚合物材料三维印刷制成。更具体地，凸形构件203是以附加、构建和成层的方式在单个机器周期内基本同时地制造的，其中腿211被定位在护圈205的开口213的内部；这提供了预安装和预组装的状态，而无需专用的工具或额外的手工组装。所述部件可以由相同的或不同的材料制成。此外，凸缘215中使用小孔，杆209穿过所述小孔移动；不需要尺寸过大的槽或两件式凸缘来允许较大的腿211的组装，在原本对于传统的工艺是必要的。

图8和图9示出了另一实施方案的紧固件241。紧固件241包括部分地为圆形的工件插座（workpiece-receptacle）243，其通过由一对向外分叉的斜向的壁247限定的开口245可接近。细长的工件249（诸如电线、流体运送管或类似物）被固位在插座243之内，且通过将细长工件249通过开口245进行搭扣（这向外扩张插座243）是可插入所述插座中的。给定具体的搭扣配合入口几何形状，工件249进入插座243的插入力小于将其移除所需的取出力。

纵向细长的主体或轴251从插座243突出。大体圆形的伞形凸缘253从轴251横向延伸，并且抵靠片材金属工件面板255柔性地密封。一对倒钩状的腿257从轴251的远端斜向伸出并且终止在导入点259处。通过向内挠曲腿的远端朝向轴251，腿被直线地推压通过工件面板255的孔洞261。此后，腿自然地向外扩张到它们的标称位置（nominalposition），并且阻止（如果不防止）腿经过孔洞261撤回。因此，紧固件241起到将细长工件249紧固到工件面板255的作用。这可被用来将电导线、空调软管、制动液压软管、燃油管路或类似物固定在机动车辆之内。

紧固件241优选地由光固化聚合物材料三维印刷制成。在一种配置中，整个单件式紧固件由单一的聚合物材料制成，但在其他配置中，轴251可由刚性的三维可印刷的聚合物制成、腿257可以由更有弹性的三维可印刷的聚合物制成，插座243可以由第三种的、弹性居中（intermediate resilient）的三维可印刷的聚合物制成（但它仍然展现出不同的抗张强度强度和环箍强度），而伞形凸缘253的截头锥体成角的的端部可以由最有弹性的三维可印刷的聚合物制成。还值得注意的是，在常规注射成型的情况下在邻近轴251的腿257的端部之间的底切部并且面向的伞形凸缘253的杯形下侧创建了锁模状态，然而这不是本三维印刷工艺所关心的。

图10和11示出另一实施方案的紧固件275。这个紧固件类似于图8和图9中示出的实施方案的紧固件，然而，伞形凸缘277还具有多个内部肋（internal rib）279，所述内部肋大体平行于在伞形277的边缘处的截头锥形裙边281斜向地延伸。这增强了伞形277抵靠工件面板283的水密性密封，同时也给伞形277提供了增加的刚性。此外，肋279具有大体截头锥形形状，与主体或轴285同轴地对齐。倒钩状的腿287创建了有点像三角形的腔289，所述腔面向轴285和肋279之间的腔开口291。紧固件275的三维印刷使得腿287之间和肋279之间的面对腔条件（facing cavity condition）以及挡圈（collar）状的插座293的制造相对容易，因为制造这些不需要特殊的工具和匹配的模具。该肋可以是与该伞形相同的材料或者是不同的材料，该伞形也可以是与紧固件的其余部分相同的材料或者是不同的材料。

现在参见图12和13，紧固件301起到可调节位置螺母（nut）的作用。紧固件301包括大体圆柱形且中空的主体303，带有横向延伸穿过其中的内部钻孔（bore）305。纵向细长的轴307从主体303突出，所述轴具有邻近其远端柔性地突出的倒钩状的腿309。轴307的一部分以及腿309被插入通过片材金属工件面板313中的孔洞311。横向延伸且大体圆形的伞形凸缘315从轴307延伸，在伞形315和主体303之间具有大直径的台座（pedestal）317。当完全组装时，伞形凸缘315密封孔洞311。

空心棒319具有一对加大的端部321和323，在两者之间是大体圆柱形的中部325。棒319可以在主体303的钻孔305内在端部321和323之间横向地来回滑动。此外，棒319可以在主体303内转动。这为附接至棒319的连接工件327提供了调节特征。紧固件301优选地由紫外光可固化聚合物三维印刷制成，尽管棒319是在相同的机器周期内由一种不同的聚合物材料或甚至一种三维可印刷的金属材料以成层的方式同时构建的。棒319和主体303的同时制造消除了对制造后组装的需要和原本所需的对分立的端部件321或323进行组装后附接的常规需要。在一种配置中，主体303可以由一种比紧固件的其余部分更为润滑的聚合物三维印刷制成。

图14和15示出了另一实施方案的紧固件351，其用作干壁(dry-wall)的夹紧件(molly)或拧紧件(scrivet)。紧固件351具有护圈部件，该护圈部件包括纵向细长的主体或轴353，该主体或轴具有尖锐的导入端355，该导入端以圆锥形表面357为边界。大体圆环形的头凸缘359从轴353的相对端横向延伸。此外，轴353在完全紧固之前具有大体圆柱形的外表面。纵向细长的内部钻孔361是从凸缘359处开放可接近的，以在其内接收带螺纹的螺钉363。螺钉363具有纵向细长的有带螺纹的轴365，其终止于横向加大的头凸缘367，头凸缘367内具有工具界面。这样的工具界面被示为十字螺丝刀插座（Phillips head screwdriverreceptacle），但可以替代地是直刃螺丝刀插座（straight-bladedscrewdriver receptacle），或者其他模式。钻孔361优选地是内部带螺纹的，但如果螺钉螺纹365是自攻自钻（self-tapping）性质的，则也可以替代地具有圆柱形的内表面。

螺钉或被印刷成轴353的一部分，或被分立地预组装到轴353，然后螺钉和轴被插入一个或多个工件面板371的孔洞369内。螺钉363只在该初始工件插入状态中被部分地安装，如图14中所示。此后，使用者将螺钉363拧紧并且将其完全的插入到轴353中，从而将端部355朝向凸缘359拉动。这导致轴353的侧壁区段以折叠的方式向外鼓起（bulge）并且扩张，从而防止紧固件351从工件371中取出。然而，在将螺钉363大部分地或完全地从轴353脱离接合以后，可以将紧固件351从工件371移除。紧固件355是三维印刷的，带有螺钉363或者不带有螺钉363。作为紧固件351的一种替代的制造方法，该紧固件可以由两种不同的金属材料制造，其中螺钉是一种更耐用且硬质的金属材料，而护圈是一种相对更柔软且更柔韧的（pliable）金属材料。如在下文中将更详细地描述的，另一种替代方法采用直接激光金属烧结。

在图16-18中可观察到另一实施方案的紧固件375。紧固件375包括凹形护圈部件377和凸形螺钉部件379。护圈377包括横向加大的且相对较厚的凸缘381和纵向延伸且大体圆柱形的（处于其标称的预先固定状态，如图16和17所示）的轴或主体383。纵向细长的钻孔385延伸通过凸缘381和主体383，且是从其凸缘端可接近的。大体圆柱形且杯形的插入件387位于钻孔385的邻近主体383的封闭端389的一端内。插入件387在其内具有内螺纹，且可选地具有花键的（splined）周缘表面，而钻孔385的其余部分具有平滑的内表面。通过与插件387一起同时三维印刷主体383来首先制造护圈377，其中插入件387优选地由硬质聚合物制成，而主体383的其余部分由更柔韧的聚合物同时构建。因此，该插入件由于其制造被整体地连接到护圈。在本发明的紧固件的另一种配置中，凸缘381的下表面（该下表面接触抵靠一个或多个工件面板391）优选地由一种减震聚合物构建，该减震聚合物可以比主体383的其余部分更软。

图17示出了被完全插入但尚未被固定的紧固件状态，其中螺钉379的带螺纹的轴393已被完全插入但未被拧紧在护圈377的钻孔385内。在该位置，螺钉379的最靠近前端（leading end）395的几个螺纹与插入件387的后端（trailing end）啮合。该已插入但预先固定的状态可以通过三维印刷或者替代地通过直接激光金属烧结同时地制造，或是通过在该护圈插入到工件391中之前分立地组装，或者不太优选地，可以在该护圈已被插入到工件中之后再将螺钉379插入到护圈377中。螺钉379由金属材料制成（经由三维印刷或直接激光金属烧结，或通过常规的冷成型工艺，尽管将不会实现某些优点）。替代地，该螺钉可以是具有比该护圈更大刚性、更大抗拉强度和更大耐久度的聚合物材料。最后，使用者向螺钉379的头397施加一种工具，由此，邻近螺钉379的端部395的螺纹完全接合插入件387的基本所有内螺纹。这导致主体383的居中区段（intermediate section）塌缩并折叠，从而将该区段向外扩张，以将工件391固定地抓握在它与凸缘381之间。该构造有利地避免了通过常规工艺在钻孔385内插入模具或可后组装插入件387的需要，从而避免了这种二次且昂贵的操作，也避免了这样的常规过程所固有的零件至零件的制造容差变化。

图19示出又一实施方案的紧固件401，其与先前的实施方案基本相同，除了附加的垫圈（washer）403。通过与护圈407的邻近凸缘405同时三维印刷，垫圈403被成整体地构建为护圈407的邻近凸缘405的一部分。然而，垫圈403由一种远比邻近的护圈407更为刚性和硬质的聚合物或金属材料制成。当在将紧固件401完全紧固到工件413的过程中该螺钉被直接地或间接地拧紧抵靠护圈407时，这为螺钉411的头409提供了更为坚实的支承表面（bearing surface）。垫圈403优选地具有圆形的俯视形状，但可以替代地具有多边形或其他周缘形状（peripheralshape）。

现在应参见图20。紧固件425包括螺钉427和护圈429，与先前实施方案非常类似，然而，护圈429的主体431被制造有预先安装的横向鼓起433，从而至少暂时地将护圈429固位在工件435内。例如，工件435是扁平片材金属面板、干壁面板（dry wall panel）或木面板。鼓起433或者是加厚的壁横截面区域，不具有任何内部的空隙（void）或不期望的缩痕（sink mark）；或者可选地可以具有期望的的且（在形状、尺寸和位置方面）预定的中空的空间437，如图所示的。空间437被制造成在隆起433处的、在主体431的壁内的连续的且完全封闭的中空的环，以提供在安装过程中所期望的挠曲点（point of flexure）和/或当被完全固紧时的纵向塌缩。

图21和22示出了另一实施方案的紧固件451，其具有凸形部件453和匹配的凹形部件455。凸形部件453具有横向延伸的凸缘455、大体纵向延伸的轴457和一对搭扣式的（snap-in）翼或腿459。轴457具有“+”横截面形状，且每个腿具有邻近其一端的偏置的阶梯461（offset step），该偏置的阶梯461接合工件面板463。凸形插入轴465（具有大体弧形的周缘并带有球根状区段467）大体与轴457对齐地从凸缘455纵向突出。

凹形部件455包括横向加大的凸缘471，从凸缘471纵向延伸盒状的主体，该盒状的主体由四个侧壁473限定。中空的贯通腔475位于壁473内，以当安装时在其内接收轴465。处于已安装的状态时，球根状区段467被至少一对柔性的搭扣配合的指状物477可拆卸地接合，指状物477从一对对置的侧壁473向内突出。此外，在一对壁473上设置有向外分叉的翼或腿479，以将另一工件481接合在翼或腿479的一端和凸缘471之间。紧固件451的两个部件优选地都由紫外光可固化聚合物材料三维印刷制成。在一种配置中，指状物477和腿479由比凸形部件453的轴457和465更有弹性和柔性的且比凹形部件455的壁473和凸缘471更有弹性和柔性的聚合物材料成层制成。对于另一种配置，腿479也可以在同时印刷过程中使用不同的聚合物比指状物477更为刚性。该紧固件的实施方案提供了两件式面板闩锁附件（two-piece panel latchattachment）。

在图23中示出了另一实施方案的紧固件481。该紧固件481包括加大的凸缘或头483，其从纵向细长的主体或杆485方便地延伸。弹性密封486被整体地印刷在头483的后侧。一对倒钩状的搭扣式的腿487从轴485的远端突出，且朝向更窄的导入端489向内成角度。薄腹板491垂直地桥接在每个腿487的大部分和轴485的邻近的面对表面之间。紧固件481优选地由紫外光可固化聚合物材料三维成型，而腹板491和密封486是由比紧固件的其余部分更有柔性且更有弹性的聚合物形成。这种腹板材料将会增进紧固件在工件493之内的固位，通过当向头483施加线性拉负荷时阻止（如果不防止）腿487不期望地挠曲失常甚至折断。换言之，腹板491充当腿487的系绳。还值得注意的是，在轴485与腿487的交叉区段（intersection）处（邻近端489）的厚度，显著大于邻近紧固件段（segment）中的任一个；然而，使用本发明的三维印刷方法，这不会创建任何不期望的内部空隙或不期望的缩痕或是处理引起的收缩。

参见图24，紧固件501充当一对细长的工件（诸如流体运送管，或电线）503之间的转环附件（swivel attachment）。大体圆形的工件插座505位于居中主体507的每一端处。每个插座505包括开放的入口（access）509，该入口由一对斜向分叉的导入壁（lead-in walls）511限定，该壁允许工件503容易地搭扣到插座505内的大致圆形腔内。

居中区段507具有大体圆柱形的周缘形状，在其内具有完全地内部布置的互锁转环接头（interlocking swivel joint）513。转环接头513包括加大的凸形头（male head）515，其从较细的轴517突出，轴517从居中区段507的第一半延伸。头515的外部是圆柱形或球形的。头515配合在居中区段507的另一半的匹配插孔（socket）519之内。横截面呈C形的底切肩部521周向围绕轴517，并且防止头515被从腔519直线地取出。转环接头513允许在一侧上的插座515围绕轴线523相对于在紧固件501的相对侧上的插座505转动。

紧固件501优选地通过三维印刷紫外光可固化聚合物材料制成，但可以替代地通过直接激光金属烧结金属材料制成。整个紧固件在单个机器周期期间被铺设为单个预组装构件，以使得在在印刷机内创建紧固件之后不需要再组装多个部件。在该实施方案中，在该材料构建过程中，一个或两个像素的材料可以桥接在转环接头513的相匹配的凸形部件和凹形部件之间，然而，这些桥接区域或者是在初始的转环转动期间被机械切断，或是在机器周期期间在铺设和初始固化之后立即被溶剂或其他硬化剂洗剂（hardener wash）或浴剂（bath）以化学方式洗掉。

转到图25A和25B，另一实施方案的紧固件551用作防撞器，以缓冲撞击。紧固件551包括横向加大的头553，头553安装在纵向细长的轴555上。截头锥体附接构形557围绕着轴555，并且与头553间隔开以允许在其间接收工件面板559。替代地，构形557可以被轴555上的螺纹取代。

头553包括内部地定位在其内的多个预定的空间或凹处（pocket）561，它们被邻近的聚合物材料完全包围。空间561被示出为具有菱形横截面形状，但可以替代地是圆柱体、立方体、球体或其他各种预定形状。它们允许在从接触构件（诸如门、接近面板（access panel）、连杆（linkage）或其他可移动的构件）的撞击期间头553的压缩。不同的材料被使用来提供围绕着头553的至少大部分的外部壳体（outer shell）563。该不同的材料563优选地是具有与头553的其余部分特性不同的聚合物材料。例如，壳体563可以具有抗紫外线褪色性，以及美学上令人愉悦的颜色，而紧固件的其余部分具有较为便宜且非抗退色的聚合物材料。可选地，壳体563可以是由比其余部分更软且更有弹性的材料形成。围绕空间561的材料也可以是由比轴555和附接构形557更有弹性的材料形成。整个紧固件551优选地被三维印刷为单个部件。

图26和27示出一种紧固件575，其用作螺钉577上方的美学上令人愉悦的帽（cap），螺钉577具有带螺纹的轴579和横向加大的头581。紧固件575优选地具有截头锥体锥形侧壁583，其在封闭的端部585处结束。对置的且圆柱形的加大端部587是开放地可接近的，并且在其内包括插座腔589。多个搭扣指状物（snap finger）591从帽583向内延伸，并且接合来自插入的螺钉577的头581的下侧。值得注意的是，使用常规的专用工具，则将在指状物591和壁583之间存在锁模（die-lock）状态。但用本发明的三维印刷的或直接激光金属烧结的工艺，避免了这样的常规问题。

参见图28和29，紧固件601是在两个被附接的构件（诸如基座工件603（base workpiece）和盖子工件605（lid workpiece））之间的铰接件（hinge）。紧固件601具有大体圆柱形的挡圈605，挡圈605带有贯通钻孔607。主体609从挡圈605向上延伸，且在其一端处被连接到盖子工件615。此外，细长的金属棒611延伸通过钻孔607。棒611的端部被附接至从紧固件609的相对端的基座工件603延伸的突出部613。在该盖子相对于该基座的打开运动过程中，挡圈605围绕杆棒611可操作地转动。铰接件-紧固件601优选地通过三维印刷紫外可固化聚合物或替代地三维可印刷的金属或通过直接激光金属烧结工艺制成，其优选地是随后被组装到杆棒611上，或是在相同的机器周期内与棒611基本上同时构建。

图30和31中示出了另一实施方案的紧固件651。在该示例性配置中，提供了一种软管夹（hose clamp）或电线夹（wire clamp）紧固件，以将细长的工件653（诸如中空的管或电线）紧固到片材金属或其他工件面板655。紧固件651具有上部部件657和下部部件659，二者由活动铰接件661联接到一起，更具体地，上部部件657包括刚性的外部壳体663，而下部部件659包括刚性的外部壳体665，两者都优选地由刚性且耐用的聚合物三维印刷制成。当闭合时，倒钩状的搭扣配合件667和669以可脱离接合的方式彼此匹配，以将段657和659连接到一起。搭扣配合件可以可选地由比被连接的壳体的其余部分更柔性的材料整体地印刷制成。更有弹性且可压缩的三维可印刷的聚合物被使用，以分别在上部部件657和下部部件659内创建成整体的插座671和673。当闭合时，这些插座671和673共同限定了在其间的大体圆形的工件接收器675，从而牢固地接合管状工件的外部。此外，轴689从下部部件659外部地延伸，并且包括从轴689斜向地突出的多个腿或翼691，用于通过工件655内的孔洞的接合。轴689和翼691被整体地成型为下部部件659的一部分，然而腿691可以由比轴689和下部部件659的外部壳体更柔性的聚合物三维印刷制成。密封692被与外壳665整体地印刷，但是由更有弹性的聚合物制成。

活动铰接件661由一种非常柔性又耐用的聚合物与部件657和659整体地三维印刷制成。活动铰接件661的每一端都被加大且以楔形方式联接在相关联的部件的腔内，从而机械地抵抗从更刚性的邻近外壳拉出。此外，在单个机器周期内，整个紧固件651被以大体同时的方式构建为单个的且成整体的零件，又都因为其区段的不同功能而具有多种不同的材料。

图32示出了另一实施方案的紧固件697中的活动铰接件695的另一配置。该活动铰接件具有大致圆形的中部截面（middle section）并，带有用于联接到壳体的向外偏置的端部，使得整体形状类似于“Ω”。这样的形状支持更大的开口柔性，同时也允许匹配组件的一些错位（misalignment）。该示例实施方案上的活动铰接件695优选地也由紫外可固化聚合物三维印刷制成。

图33-35示出了另一实施方案的紧固件701。紧固件701包括圆柱形且中空的主体或轴703，在主体或轴703内延伸多个间隔开的接合指状物705。开口707优选地被布置成邻近每个指状物705，以减少零件重量和材料成本，但替代地也可以不存在开口，因为三维印刷不需要模具入口来创建这样的指状物。每个指状物都朝着远端709斜向地指向，以使得紧固件701可以被直线地推到外螺纹焊接柱头（weld stud）711上，焊接柱头711被焊接到片材金属工件面板713（诸如机动车辆车身面板）。凸缘715从主体703横向延伸，以在完全安装过程中当被箝位在凸缘715和工件面板713之间时为邻近的工件（诸如导电孔眼（eyelet）或内部装饰面板）提供接触表面。指状物705和柱头711的螺纹间的接合起到将紧固件固位在其上的作用，但紧固件701的反向转动将会允许紧固件从柱头上移除。作为一种替代的配置，在主体703上可以外部地设置六角形的模式，以允许工具接近，由此紧固件701充当螺母。优选地，三维印刷允许将指状物705由不同于该紧固件的其余部分的聚合物材料或金属材料制成。

图36和37示出一种紧固件751，其具有细长的主体753，该主体由紫外光可固化聚合物三维印刷制成。钻孔755延伸贯穿主体753的整个长度，且是经由从主体753的一端延伸到另一端的弧形槽757可接近的。多个细长的工件759（诸如电线）被捆束在一起并且由主体753保持。当从一端观察时（参见图37），主体753限定了闭合的形状。此外，这样的电线捆束（wire bunding）紧固件可以被使用在住宅、工业或实验室建筑物中，被使用在飞行器、船或汽车中。

紧固件751优选地通过三维印刷工艺用聚合物或替代地用金属材料构建。替代地，紧固件751可以由直接激光金属烧结工艺构建。这样的工艺协同地创建了弧形形状的缺口（gap）757，无需昂贵的专用工具，也没有相关联的传统锁模（die lock）问题。此外，特定的所期望的缺口形状和紧固件维度尺寸（dimensional size）可以依赖于待要被捆束和固位的工件的数量而被容易地定制，仅仅通过改变计算机上的控制该机器的数字数据，而不需要改变工具。

图38和39中示出了防风雨衬条（weatherstrip）紧固件775。紧固件775包括细长且中空的防风雨衬条密封区段777，防风雨衬条密封区段777被整体地附接至弯曲的（curved）凸缘779。多个杆781从凸缘779的底部突出，其中每个都含有起自其远端的一对倒钩状的搭扣式的腿783。紧固件775是通过三维印刷紫外光可固化聚合物材料而完全创建的，其中杆781是刚性的聚合物，其展现出比防风雨衬条区段777的可塌缩的球根部更大的抗拉强度。腿783和凸缘779要求一定的弹性，且依赖于每种应用所需的具体特征可以可选地由与其余部分不同的聚合物制成。

在图40中可以观察到防风雨衬条紧固件791的另一种配置，该配置基本与图38和39的配置相同，然而，凸缘793从轴795横向延伸且被完全封装在凸缘797之内。该构造提供了倒钩状杆在防风雨衬条区段799内的更大的机械固位，从而进一步阻止二者之间的分离。防风雨衬条紧固件791优选地由用于该防风雨衬条区段的紫外光固化的第一种聚合物和用于该面板紧固区段的第二不同聚合物三维印刷制成。

参见图41和42，紧固件801的另一实施方案采用了箱型（box）螺母部件803和带螺纹的凸形部件（诸如螺钉805）。箱型螺母部件803具有多个壁，该多个壁限定了大体方形或箱型（boxlike）的横截面，该横截面具有中空的中心809。基座壁811具有内部带螺纹的孔813。此外，对置的一对端壁（end wall）815以重叠方式被配置。斜向延伸的腿817从侧壁807向外延伸，以搭扣到孔洞819内并且稳固地接合工件面板821的后侧表面，工件面板821被约束在该腿和横向延伸的凸缘823之间，凸缘823与基座壁811共面。有弹性的且抗振荡（anti-rattling）的聚合物材料层825覆盖至少侧壁807和腿817的大部分，以阻止箱型螺母部件803抵靠工件821的震动和振荡。层825延伸在基座壁811上，以创建抵靠该工件的密封。

螺钉805包括带螺纹的轴829，轴829从凸缘或头831突出。在初始插入之后，当轴829与孔813啮合时，螺钉805与互补工件面板827接合。然后螺钉805完全插入到图42的位置，以使得螺钉805的一端807将侧壁807推压分开并且使其向外延展，以将腿817牢固地固定到工件821。箱型螺母803优选地由一种聚合物材料或金属材料在相同的机器周期内与更有弹性的外层825基本同时地三维印刷制成。

参见图43和44，紧固件851与先前实施方案的紧固件类似地起作用，然而，本紧固件851具有大体三角形或收缩的U形的螺母部件853，螺母部件853由其中具有带螺纹的孔857的底座壁855限定。螺母部件853还由一对向内成角度的侧壁859和向外翻折的腿861限定。腿861均由更有弹性且抗振荡的层863外部地覆盖，该层可操作地接合工件面板865。当带螺纹的螺钉部件867被完全插入到螺母部件853内时，凸形轴869将侧壁859和相关联的搭扣式固位腿861推压分开，从而将紧固件851固定到工件865。螺钉867的头871将辅助工件面板873约束在它与基座壁855之间。螺钉871可被转动以将它从螺母部件853脱离接合，从而允许紧固件851从工件865和873移除。螺母部件853优选地由聚合物材料或替代地金属材料在相同的机器周期内与更有弹性的聚合物层863基本同时地三维印刷制成。

图45示出了锁紧螺母（cage nut）紧固件901，包括基座903，其具有向内翻折的壁905，壁905在其内限定了锁紧腔907，锁紧腔907具有壁905的端部之间的加大的开口911。孔洞在基座903中。基座903优选地被焊接或以其他方式被附接至片材金属工件。螺母部件913包括横向加大的凸缘915（具有由端壁905可移动地约束的大体矩形的周缘）。内部带螺纹的桶（barrel）917从凸缘915纵向突出，并且可操作地接收带螺纹的紧固件（诸如螺栓（bolt）921）的外部带螺纹的轴919。当被插入其中时，座椅安全带锚定件（seat belt anchor）或其他工件被螺栓921保持到桶917。锁紧螺母紧固件901优选地通过三维印刷光可固化聚合物或金属材料制成。

图46示出锁紧螺母紧固件901的一种变体，其中有弹性的且更柔软的聚合物层923和925分别与更刚性的且耐用的锁紧壁903和螺母凸缘915整体地印刷。该变体提供了抗振荡特征，该特征也允许层923和925被压缩，从而当螺栓919被牢固地拧紧到桶917时创建锁定状态。

图47和48中示出了另一实施方案的紧固件。该紧固件951包括凹形基座或护圈部件953和凸形插入部件955。护圈部件953具有横向加大的圆形凸缘957，从凸缘957延伸出大致圆柱形（当处于图47中示出的安装但未被完全固定状态时）的轴959。一对可移动的翼或腿961被柔性地附接至主体959的侧面，邻近主体959的远端963。每个腿具有弧形的内表面，带有向内加大的区段965。此外，有内螺纹且整体的插入区段967位于主体959内，邻近端部963。

凸形插入部件955包括横向加大的凸缘或头969，具有大体圆形的周缘和纵向细长的轴971。轴971具有外部带螺纹的端部973，端部973啮合主体959的带螺纹的插入区段967。此外，以凹陷的（indented）构形977为边界的横向加大的球根状构形975沿着轴971的居中区段设置，从而当处在标称的和预固定位置时（图47）允许腿961向内塌缩。然而，当螺钉955被扭转到完全接合且处于完全固定位置时（如图48中所示），主体959的圆柱形外表面979将腿961向外推并且将腿961锁定到它们的紧固位置，抵靠至少一个工件981的背面（back side）。这提供了与紧固件951的盲附接（blind attachment），其中紧固件951从与凸缘957相应的工件的单独一面单独地插入，而使用者只能够接近那一面。紧固件951优选地由聚合物材料与凸形部件和凹形部件在相同的机器周期内在基本相同的时间三维印刷而全部地构成的，并且处于预组装配置。然而，不那么优选的是，尽管有许多优点将无法实现，但部件可以分立地生产然后组装。

图49和50示出一种紧固件1001，其是三维印刷的或直接激光金属烧结的螺母1003，螺母1003包括内部带螺纹的主体1005和环形且不带螺纹的肩部1007。此外，多个三角形形状的褶（dart）或肋（rib）1009彼此间隔开，又从肩部1007向外放射。肋1009提供了定位和防转动特征，该特征被按压到较柔软的工件1011（诸如木头、有韧性的金属或相对柔软的塑料）中。带螺纹的螺栓1013与螺母1003的内螺纹相啮合，以在其间固定一个或多个工件1011。螺母1003可以可选地设置有横向延伸的凸缘或采用分立的垫圈。紧固件1001优选地通过三维印刷工艺或直接激光金属烧结工艺制成，依赖于具体应用，或者由光可固化聚合物，或者由金属材料制成。

图51和52示出一种J-螺母紧固件1025，在J-螺母紧固件1025内固定了一个或多个工件面板1027。紧固件1025包括大体U形的主体1029，主体1029由通过桥接端壁1035连接的一对基本平行的侧壁1031和1033组成。在一种配置中，所有壁的交叉区段和拐角（corner）具有锐角（sharpangular）的交叉区段1037，没有内圆角（fillet）或弧形角（radii），这是因为由于用该优选的制造工艺不会发生折叠或弯曲，所以倒圆的交叉区段是不需要的。此外，斜向分叉的导入壁1039从侧壁1033的开口端延伸，以辅助工件1027进入壁1031和1033之间。

具有内螺纹1043的环形螺母1041被整体地附接至侧壁1033作为单个部件。螺母1041的壁厚度至少是壁1033的厚度的两倍。不带螺纹的孔洞1045与螺母1041对齐，从而给螺栓1049的外部带螺纹的轴1047提供入口，所述轴延伸通过孔洞1045、工件1027中的开口并且与螺母1041的螺纹1043啮合。紧固件1025优选地是使用三维印刷或激光金属烧结工艺来构建光可固化聚合物或金属材料而制成的。在一种变体中，螺母1041由不同的且更为刚性的材料制成该材料展现更大的环箍强度硬度且螺纹耐久性，然后该紧固件的其余部分可以具有更柔性和更韧性的特性，以允许工件厚度的变化。

图53至图55示出了另一种紧固件1051，其是一种环绕类型的闩锁（wrap-around-type latch），或者替代地是电箱终端（electrical boxterminal）。紧固件1051包括纵向细长且扁平的主体1053，具有从所述主体延伸的偏置的凸缘或凹处1055和1057,在凸缘或凹处1055和1057和所述主体之间构建有开放地可接近的通道1059和1061。有弹性的倒钩状腿1063在通道1059内斜向突出，所述倒钩状腿起到固位被插入到通道1059中的凸形工件1065（或电闸刀（electrical blade））的作用。有尖锐的边缘1067从凹处1057的端部突出，以将竖直插入的凸形工件1069固定在该边缘和凹处1055的端壁1071之间。在一种配置中，带（band）1073缠绕（warap）在主体1053的背面周围，以在该扁平的后表面上提供附加的刚度，并且允许凹处1057相对于主体1053的柔性的向内和向外的运动；带1073还防止其连接端壁1075过度挠曲。在替代配置中，带1073被移除，并且桥接侧壁1077替代地直接连接到主体1053的相邻的边缘。紧固件1051理想地适于将90度偏置的壁接头（诸如可在玩具、机动车辆面板、飞行器或船中使用）固定在一起。

紧固件1051优选地由聚合物或金属材料三维印刷制成，或者可以替代地由金属材料直接金属激光烧结制成。本发明的紧固件1051有利地免除了对昂贵的先进模具的传统需求，原本需要所述模具折叠片材金属。这样的常规折叠在所有折叠处都需要弧形角，而且通常会对折片材材料，这浪费材料、重量和空间。本工艺可以进一步协同地具有尖锐的表面交叉区段，仅仅要求单个材料的厚度，不要求专用的专业工具，且不会展现常规的回弹（spring-back）问题，对于传统的折叠零件，回弹问题导致不期望的零件至零件的容差变化。本发明的构形可以具有变化的厚度，而且由于使用本发明的制造工艺，因此不会导致不期望的内部收缩空隙或下陷缩痕，如在下文中将更详细的讨论的。

参见图56-图58，又一实施方案的紧固件1101是螺母。该螺母包括主体1103和纵向对齐的贯通钻孔，该钻孔具有沿其大部分表面的内螺纹1105。该螺母还包括肩部段1107，肩部段1107被缓解槽（relief slot）1109在圆周方向上彼此分离。周缘表面1111具有大体多边形的形状，用于接收扳手或其他工具。

带螺纹的紧固件部件（更具体地是螺栓1113）具有：用于被工具接合的多边形头1115、横向加大的凸缘1117和外部带螺纹的轴1119。螺栓1113的轴1119通过转动被可操作地插入到螺母1101的钻孔内，其中肩部1107的收缩直径提供了锁定特征（locking feature），该锁定特征妨碍了带螺纹的轴1119的端部。替代地，如果轴1119是不带螺纹的，则肩部1107可以提供螺纹切割功能，尽管该肩部可能需要被定位在螺母1101内的不同位置处。螺母1101优选地通过三维印刷金属材料或聚合物材料制成，或者通过直接激光金属烧结金属材料制成。用三维印刷，可以有利地以成整体且同时构建的方式使该螺母在肩部1107处设置有比主体1103更硬质的或更柔软的材料。

参见图59-61，另一实施方案的紧固件1125也是螺母，该螺母具有主体1127、在贯通钻孔内的内螺纹1129和突起的肩部1131。肩部1131被径向的槽1133彼此分离，该槽位于每一对相邻的肩部1131之间。每个肩部在其向内的端上具有成锥形的的或有角度地偏置的齿1135，该齿与在插入其中的螺栓1139的轴1137上的外螺纹可操作地接合。与螺纹1129相比由肩部1131创建的较小的直径，在接合时提供了螺栓1139和螺母1125之间的局部螺纹锁定特征。螺母1125优选地通过三维印刷紫外光可固化/可熔化的金属或聚合物材料制成、或通过直接激光金属烧结光可固化金属材料制成。与该螺母主体同时构建时，这有力地提供了极其精确且成尖锐角的螺纹峰和螺纹谷。

图62示出了一种紧固件1151，其包括帽螺母(cap nut)1153和垫圈1155。帽螺母1153包括具有钻孔的主体1157，该钻孔具有内部布置的螺纹1159。穹顶状的或其他形状的帽1161位于贯通钻孔的一个开口端上方，并且在主体1157和圆顶1161之间限定开放区域1163。纵向地和/或横向地延伸的内部肋1165和1167分别被可选地设置在空间1163内，以加强帽螺母1153。主体1157的外部周缘具有多边形的形状（诸如大体六边形的形状1169），以接收扳手或其他工具。此外，横向延伸的凸缘1171从主体1157的底部突出。

垫圈1155是阶梯状的形状，其具有：环形形状的下支承壁1173、连接壁1175和上接合壁1177。接合壁1177配合在插座1179内，该插座被内部地布置在主体1157内。接合壁1177和相关联的插座1179可以具有从底部看去环形形状，或可以是在圆周上彼此间隔的、局部化的指状物或空腔。插座1179在横向上和/或在纵向上大于接合壁1177，以允许在其间的一些有限的相对运动，从而弥补被附接在螺栓1181和垫圈1155的支承壁1173之间的工件中的表面变化。垫圈1155略微延伸到主体1157的下方。

帽螺母1151和垫圈1155优选地通过三维印刷紫外光可固化的金属或聚合物材料制成，或者由光可固化/可熔化材料直接激光金属烧结制成。垫圈1155基本上同时地成层为帽螺母1153的一部分并且在铺设步骤过程中通过至少一个像素的桥接材料连接到帽螺母1153，随后通过机械折断移除该桥接材料，或是将不同的且可溶解的桥接材料洗去。垫圈1155可以是与帽螺母1153相同或不同的材料。

图63示出了另一种实施方案的紧固件1201，其采用与先前实施方案相同的帽螺母1203，然而，垫圈1205具有大体锥形的或截头锥体的裙边1207用于其支承壁。裙边1207被附接至壁1209和1211，壁1209和1211位于尺寸过大的插座1213内，如同先前实施方案。该紧固件1201优选地具有比较硬质材料的帽螺母1203更有弹性的三维可印刷或可激光金属烧结的材料。

图64示出了一种紧固件1223，其采用了与图62相同的帽螺母1227。然而，垫圈1229具有波浪或起伏模式的支承壁1231，支承壁1231被连接到接合壁1233，接合壁1233被接收在盖螺母1227的尺寸过大的插座1235内。垫圈1229的中心通道（central passage）1237可以具有比帽螺母1227的内部带螺纹的钻孔1239更小的直径，但与该钻孔同轴对齐。通道1237将螺栓初始保持处于中间安装状态，用于运输。支承壁1231基本覆盖帽螺母1227的下表面的至少大部分（如果不是全部）。可以预见，垫圈1229由比该紧固件的其余部分更有弹性且更可压缩的材料三维印刷或金属烧结制成，以使得波纹起伏可以略微平坦化，从而创建并且维持用于防止紧固件松脱的箝位负荷。

图65和66例示了另一种实施方案的紧固件1251，其中帽螺母与先前的图62相同。然而，垫圈1255的支承壁1253具有至少两个斜向成角度的锁定构形，用于阻止已紧固的螺栓或工件的不期望的脱离接合。支承壁1253具有围绕中心开口1257的大致圆形的仰视模式。壁1253的每个锁定区段都是成角度的，以在安装方向上容易地转动该匹配螺栓，但抵抗反向转动。可以预见，垫圈1253由比帽螺母的其余部分更有弹性的材料三维印刷或金属烧结制成。

参见图67和68，另一种变体紧固件1275包括与图62相似的帽螺母1277。紧固件1275额外地具有垫圈1279，垫圈1279基本覆盖帽螺母1277的底部并且具有中心开口1281,中心开口1281与内部带螺纹的钻孔1283以及帽螺母1277的主体1285同轴地对齐。此外，该垫圈1279具有向内的且截头锥体锥形裙边1287，裙边1287朝向主体1285成角度并且远离邻近的工件。多个径向槽1289使裙边1287的区段分离。该垫圈被三维印刷或金属烧结为帽螺母的一部分。

图69示出紧固件1301的另一种变体。该紧固件可以是本文公开的任一种紧固件，但该具体的实施例中被示出为带螺纹的紧固件的头1303。紧固件1301具有一组标志（marking）或标记（indicia）1305，在该机器周期内，标志或标记1305与紧固件的其余部分基本同时地被整体地创建。在该实施例中，该标记包括格式化的标识（logo）或图案、制造者的名字以及零件编号和/或日期。这样的标记可以是相对于邻近的零件表面突起的或者是下陷的，优选地是与邻近的表面颜色不同。这理想地适于紫外光可固化的聚合物或替代地是金属的三维印刷，其中相同的激光打印头经过时，第一种颜色的材料被基本同时地铺设成邻近第二种或第三种不同颜色的材料。这避免了与传统的移印（pad printing）、共注射成型或其他这样的传统工艺有关的额外成本、容差变化和耐久性问题，这些传统工艺都要求额外的步骤和专业的工具。逐像素着色的材料差异可以被简单地且耐久地放置在弯曲的或功能性的表面上。

图70-72示出另一实施方案的紧固件1325。在该实施方案中，紧固件1325是螺栓或螺钉1327，其包括多边形工具接收头1329、横向加大的凸缘1331和外部带螺纹的主体或轴1335。轴1335具有限定该螺纹的峰1337和谷1339，螺纹被非常精确地构建有成锐角的交叉区段1341，以及构建有附加的局部构形1342以提供锁定结构。这些特征也适用于匹配螺母1347。局部锁定构形1343提供了突起的外表面，所述凸起的外外表面稍微突出在标称螺纹表面上方，以使得当匹配螺纹相互啮合时，所述匹配螺纹挖入并且使构形1343变形，从而创建锁定的或抗转动的功能，以防止不期望的脱离接合。该螺栓和螺母优选地由硬质的且耐用的聚合物或金属材料三维印刷制成，或者可以由直接金属烧结制成，但锁定构形1343是用光可固化/可熔化的且更有韧性的材料基本同时地构建。

图73示出一种替代的变体紧固件1351，其具有用于螺栓1353和匹配螺母1355的非常精确的螺纹图案。在该配置中，重复地锐利的交叉的峰1359和谷1357被创建在在每个部件上。在螺母1355上附加地设置有斜向居中表面1361，居中表面1361与峰1359相妨碍，从而创建锁定且抗转动特征。该居中的妨碍可以是局部化的构造，也可以被一致地施加至该螺母的整个长度的每个螺纹。也可以预见，根据应用，螺母和螺栓的螺纹图案可以是反向的。这样的精确螺纹图案理想地适于三维印刷或金属烧结，因为不存在因传统成型收缩、冷镦刀具磨损（coldheadingtool wear）等原本发生的零件至零件的容差变化。

参见图74，紧固件1351具有主体1353、贯通钻孔1355和一对工件接收插座1357。插座具有基本圆形形状，且是由细长的工件1359通过由可压缩的或柔性的指状物1363限定的接近通道1361可接近的。因此，工件1359被搭扣配合到插座1357内所花费的努力要比将它们通过接近通道1361取回所需要的努力容易的多。

贯通钻孔1355接收焊接柱头1365，焊接柱头1365被附接至工件面板1367。然后，在将紧固件1351插入到柱头1365上之后，螺母或其他紧固件被附接至所述柱头的一端。示例性的细长工件1359包括电线、管或类似物。具有预定的形状和位置的内部空间1369被定位在主体1353之内以允许：指状物1363的压缩、紧固件1351的低重量、材料成本的降低以及零件挠曲的增加。这些空间可以是细长的、球形的、矩形的或具有变化的形状和位置，依赖于在邻近位置处期望的零件挠曲。这样的预定的且期望的空间的创建理想地适于三维印刷或金属烧结。

参见图75和77，另一实施方案的紧固件1371采用了加大的且大体圆形的头1373，从该头延伸出纵向细长的轴1375。多个腿或翼1377从轴1375的相邻的外侧边缘1379以弧形方式圆周地突出。每个翼1377的至少大部分具有远的且纵向细长的边缘1381，边缘1381与轴1375的相同侧的相邻翼的面对边缘（facing edge）间隔开。底切和中空的腔1383被创建在每一侧上，并且被限定在每个翼1377的向内面对的表面1385和轴1375的邻近的向外面对的表面1387之间。每个腔1383是从每个翼的顶边缘（top edge）和从在边缘1381之间的细长缺口开放地可接近的。每个所述翼都在它们与轴1375相交处被连接到一起，相交处邻近锥形且基本尖端状的远端1389。当紧固件1371的主体直线地推进到工件孔洞1391之内时，该翼配置允许这些二分叉的（bifurcated）工件接合构形1377向内挠曲。在该翼被完全插入之后，它们将会向外扩张到它们的如1377'所示的标称状态，其中工件面板被固定在翼1377的上边缘和头1373的下表面之间。紧固件1371是用光可固化聚合物材料三维印刷制成，该材料允许容易地创建翼1377和腔1383，无需复杂和昂贵、专用的工具。

参见图76和77，又一实施方案的紧固件1393与先前实施方案相同，然而，该翼配置是不同的。轴1395从横向加大的圆形的头1397纵向延伸。一对翼1399每个都从轴1395的单个外侧边缘1401弧形地延伸。每个翼1399的远边缘1403都与轴1395的对置的外侧边缘间隔开，以使得在其间限定了纵向细长的缺口。底切和中空的腔被类似地限定在翼1399的每个内表面和轴1395的向上面对的表面之间，从而在工件安装过程中允许翼1399向内挠曲。该紧固件也由光可固化聚合物三维印刷制成。

图78和79示出了另一实施方案的紧固件1411，其被用于将前保险杠蒙皮（front bumper skin）固定到机动车的前面。轴套（bushing）1413包括外螺旋螺纹1415，螺纹1415是与螺母1419的内螺旋螺纹1417可接合的。该带螺纹的从轴套到螺母的接合提供了组装调整，以补偿工件1421和1423之间的变化的间隙。平滑的波纹起伏的内套管1425接触抵靠纵向细长的螺钉1429的外螺纹1427，螺钉1427从所述内套管中延伸通过。螺纹1427与螺母1419的带内螺纹的通道1431啮合。该紧固件的构造和功能基本像在De Gelis发明的、标题为“Device for Fasteningan Add-On Part and a Support Part at a Distance From Each Other”的公开号为2009/0190993的美国专利公开说明书中所公开的一样，且该美国专利公开文本以引用的方式纳入本文。然而，相比之下，本发明的紧固件1411是依赖于具体应用由相同的或不同的光可固化聚合物材料三维印刷制成。

此外，还预见，在制造周期内，轴套1413被三维印刷成至少部分地插入在螺母1419内，有几个像素的不溶解印刷材料桥接在其间，以使得在这两个组件之间不需要制造后组装。该部分安装的制造配置的优点还在于防止如常规部件潜在地发生的螺纹未对齐（misalignment）。然而，替代地预见，这些部件也可以被分立地印刷且随后被组装，但这样的配置将不会充分利用成本和劳力节省。

图80和81示出了又一实施方案的紧固件1441。该紧固件类似于前一个实施方案，然而，在轴套1445的周缘上是更具进攻性（aggressive）且更紧凑螺旋的外螺纹1443。相似地，同样的进攻性且紧凑螺旋的螺纹1447位于螺母1449的内表面上。另外，内螺纹1451位于套管1453内，该套管被同轴地定位在轴套1445内，在该轴套内接合有纵向细长的螺钉1455。紧固件1441允许在被固定的保险杠工件1457和1459之间的调整。在由De Gelis发明的、标题为“Device for Securing an Add-On and aSupport in Spaced-Apart Relation”的公开号为2009/0263180的美国专利公开说明书中公开了一种传统的注射成型装置，且该美国专利公开文本以引用的方式纳入本文。相比之下，本发明的紧固件1441由相同的或不同的光可固化聚合物三维印刷制成，优选地处于预组装状态或替代地处于分立状态（要求制造后组装）。本发明的三维印刷的紧固件有利地避免为创建其部件尤其是为了创建套管1453内的螺纹1451而需要专用工具所导致的高成本、复杂和耗时。

在图82-84中示出了一种直角转弯紧固件总成件（quarter-turnfastener assembly）1471。紧固件总成件1471包括夹子（clip）1473和基座1475。当工件（诸如汽车遮阳板（sun visor）、辅助手柄、或车身货厢地板（trunk load floor）、或检查井盖（manhole cover）、壁上托架（wall bracket）或诸如此类）被完全安装时，被固定到在该夹子和该基座之间的邻近的工件面板。

夹子1473包括从中心头1479直立的至少两个且优选地至少四个壁1477，在中心头1479内具有孔1481。锥形导入区段1483从每个壁1477向内成角度。此外，搭扣式的腿1485包括一对向内成锥形的区段，它们在居中的顶点（apex）1487处相交，从而搭扣到并且然后牢固地接合工件面板1491（参见图85）。多个脚（feet）1493从头1479的边缘横向地且向下地延伸，以紧靠第二工件面板。此外，一对偏置成角度的和斜向延伸的坡道（ramp）1495（其上具有一个扁平的远端）在孔眼1481的任一侧上从头147相对地9突出。附加的凸缘1497在成对的壁1477之间向内突出。

基座1475具有美学上令人愉悦的外表面1492和背侧的表面（backside surface）1494。中心轴1496从表面1494纵向突出，且终止在横向加大的头1498内。

图83示出了基座1475处于初始位置被直线地插入到工件之一中的开口内。处于该位置，突出部1497约束并且紧靠头1498的上表面。在那之后，安装者将夹子1473相对于基座1475转动大约90度，以使得头1498的底侧沿每个坡道1495的斜向成角度区段停靠，从而将该坡道向头1479压紧。在那之后，紧固件总成件1471经由腿1485的接合而被直线地搭扣到另一工件面板内。在由Reznar等人发明的、标题为“Clip andMethod for Using the Clip”的公开号为2010/0146747的美国专利公开说明书中公开了这样的一种传统构造，且该美国专利公开文本以引用的方式纳入本文。然而，与该传统夹子相比，本发明的紧固件总成件优选地由至少两种不同的聚合物和/或金属材料三维印刷制成，或者替代地，是使用直接激光金属烧结附加成层的。本发明的紧固件总成件有利地不需要昂贵且复杂的专用注射成型模具和连续冲压模具（proggressivestamping die）。

图85示出该直角转弯紧固件的一种变体，其中夹子1499不需要在实心的且未穿孔的直立壁1500内的传统孔，且不要求复杂的和无必要的向内弯曲和折叠的段来支撑坡道1502，而是，坡道1502从一个或多个竖直壁直接突出，该一个或多个竖直壁从所述头在所述头的周界边缘内侧直立。此外，可以通过附加沉积（additively depositing）三维可印刷的聚合物或烧结的金属材料来容易地创建接合腿1506和面对的壁1500的多个成角度的工件之间的锁模腔1504和完全封闭的预定空间1508。压缩止件（compression stop）1510可被沉积成从坡道1502的中部区域向内延伸。从而，本发明工艺提供了未在传统注射成型和冲压方法中未发现的、值得注意的协同效益。

图86-87C中示出了优选的制造机器和方法。三维印刷机1501包括固定的支撑表面1503，在该支撑表面1503上创建一组相同的紧固件101。机器1501还包括至少一个喷墨印刷机头1505，且优选地八个头，该喷墨印刷机头1505通过电马达或其他自动受控致动器而沿着一个或多个门型导轨（gantry rail）1507从一侧到另一侧横向往返移动。该门型导轨还通过电马达或其他自动受控致动器被驱动沿着外侧轨道1509在支撑表面1503上方前后移动。至少两个存储罐（storage tank）1511或可移除的盒（cartridge）经由供应软管1513连接至头1505，从而将包含在每一罐1511中的相同或不同的聚合物材料1515供给至头1505中的多个喷墨印刷机开口1517。开口1517可以构成10×10的喷嘴阵列或者甚至100×100的喷嘴阵列，并且更优选地96个喷嘴以线性阵列布置，使得在单个头经过期间同时喷出多个材料流。该材料优选是粉末和水混合物形式的紫外光可固化的感光聚合物。替代地，线轴（包含由该聚合物材料构成的细长且柔性的线或长丝）可被供给至该头、熔化并且被喷出至该支撑表面上作为成层且连续的线。

具有输入键盘1521、输出显示屏1523和微处理器的计算机控制器1519连接至机器1501的中央处理单元1525，以控制来自罐1511的材料的供给以及头1505的相对于支撑表面1503的致动器移动。机器的使用者将包含紧固件的设计的CAD文件下载到与计算机控制器1519相关联的非暂态计算机存储器（例如，RAM、ROM、硬盘驱动器或可移动存储器）中。然后使用者使用存储在该存储器中的软件指令来将期望量的紧固件数字地铺设在支撑表面1503上并且将紧固件定位在制造取向上，同时为该设计添加任何的支撑件1527或像素桥接件，在该制造后，该支撑件或像素桥接件随后被移除。使用者还输入待在制造中使用的材料，然后计算机控制器1519中的微处理器和CPU1525运行该软件，使得头1505开始其移动和材料沉积，从而创建该组紧固件。

在头1505第一次经过期间，喷墨印刷开口1517喷出聚合物材料1515流，从而铺设第一层，随着机器头1505的第一次横向经过，构造底外部表面。对于该第一优选的实施方案的紧固件，底外部表面如图所示是在该紧固件头处的最厚的区段的外侧（outside）。该第一次经过铺设了紧固件的约为0.1-1.0mm的材料厚度。当机器头在其横向路径中继续时，它还将为在相同的制造周期中被制造的每个邻近的紧固件铺设同样精确的材料层。替代地，如果开口的阵列足够大、展开或被包含在多个头上，则多个头可被同时沉积。一个或多个紫外灯1541被附接至头1505，所述紫外灯1541用于在成层材料沉积之后立刻发出光至该成层材料上，这将该成层材料结合在一起并且固化所沉积的材料层。在为多个紧固件中的每一个沉积第一层之后，头1505继而将第二层聚合物材料1515喷在已沉积的第一层之上，继而当通过灯1541固化时，第二层聚合物材料1515结合至该第一层。该成层和固化被重复许多次，例如，多于50层或50次头经过，直到完全创建该紧固件。

材料被沉积在计算机控制器219通知头哪儿需要壁或其他聚合物构造的地方，但是头不会将任何材料沉积在该紧固件的CAD制图中呈现为钻孔或其他开口区域的地方。聚合物材料被堆叠在许多层中，从而在机器1501的封壳内侧的气体环境（尤其是，空气）中将整个紧固件创建成整体零件或单件零件。换言之，在整个制造周期中，除了接触支撑表面1503的第一层之外，紧固件全都被空气环绕。如本文所使用的，制造“周期”或机器“周期”指的是从该头开始沉积第一层材料直到该头沉积用于整个零件的最后一层材料并且在机器中被固化的时间段。在该机器周期完成之后，使用者手动地将所制造的紧固件从支撑表面1503移除，例如通过使用腻子刀（putty knife）或其他移除工具。在单个机器周期中制作至少40个紧固件，该机器周期优选地小于90分钟。在一个可选步骤中，每个所移除的紧固件被浸入硬化剂、溶剂或最终固化溶液中，这也用于溶解任何支撑件或桥接件，尤其是当该支撑件由溶剂可溶解材料制成时，该溶剂可溶解材料不同于限定紧固件的壁的主要材料。

返回图11的的紧固件实施方案的制造，本发明的三维印刷有利地在与构建邻近的轴285时的相同的机器头经过期间基本同时地将伞形277的肋279和裙边281构建作为柔性密封。与相邻的刚性轴（对于一种示例性配置，灰色不透明（Verogray）材料）相比，该伞形密封由更为柔性的UV可固化的聚合物（对于一个示例性配置，DM9870材料）制成。值得注意的是，在一种配置中，密封与紧固件的其余部分整体连接，且被制成单个零件，使得不需要制造之后的组装。该密封也可以具有在邻近的轴的底切部中的楔形接合，从而提供附加的机械连接来提供额外的耐久性。

在Kritchman等人的于2010年8月26日公布的标题为“RapidProduction Apparatus”公开号为2010/0217429的美国专利公开说明书、Batchelder等人的于2011年3月31日公布的标题为“RibbonLiquefier for Use in Extrusion-Based Digital Manufacturing System”的公开号为2011/0074065的美国专利公开说明书，以及于2010年12月14日授权给Napadensky的标题为“Compositions and Method for Usein Three Dimensional Model Printing”的美国专利Nos.7,851,122、于2008年5月6日授权给Kritchman等人的标题为“Device，System andMethod for Accurate Printing of Three Dimensional Objects”的美国专利Nos.7,369,915，以及于1999年2月2日授权给Batchelder等人的标题为“Method for Rapid Prototyping of Solid Models”的美国专利Nos.5,866，058中公开了如本文所具体说明的可用于制造紧固件的示例性的通用三维印刷机和材料。这些专利公开说明书和专利都以引用的方式纳入本文。本发明的优选的机器是来自Objet Geometries Inc.的Connex500型号，但是较不优选的是来自Stratasys，Inc.的Dimension Elite熔融沉积成型机。然而，应理解，通过本文还公开的本发明的三维印刷步骤的制造本文所公开的紧固件是技术的显著飞跃。

图88中示出了直接金属激光烧结机器1601。一种可编程的计算机控制器根据存储在该计算机的存储器内的操作软件指令和用于一个或多个待要制造的紧固件的CAD数据来控制竖直和水平致动器1605、激光源1607，以及镜致动器（mirror actuator）1609。金属粉末1611被包含在室（chamber）1613中，该室可被致动器1605以三维方式移动。反光镜（reflective mirror）1615移动从激光器1607发出的激光束1617，使得光束1617与充满金属粉末1611的室上的期望的点相互作用。还应理解，各种光学器件（optics）可以将光束1617分成多个子发射（sub-emission），以在相同的时间与金属粉末1611的多个点相互作用。该激光到粉末的相互作用导致光固化，或更精确地说是在那个位置处熔化粉末颗粒，使得以逐层且附加的方式将紧固件1025搭建成单个整体零件，直到整个紧固件都以此方式创建为止。该计算机可被编程以在相同的机器周期内基本同时地制造多个相同零件。该紧固件不以其他方式包含在专门的和专用的工具中，由此直接金属激光烧结机器可以仅通过编程改变来制造在本文中公开的任何紧固件。

一种适合的机器是EOSINT M280型，其可以得自慕尼黑的EOS GmbH。在于1997年8月19日授权给Retallick等人的标题为“Method andApparatus for Producing a Three-Dimensional Object”的美国专利No.5,658,412；Paasche等人的于2009年1月15日公布的标题为“Layer Application Device for an Electrostatic Layer Applicationof a Building Material in Powder Form and Device and Method forManufacturing a Three-Dimensional Object”的公开号为2009/0017219的美国专利公开说明书以及Weidinger等人的于2009年2月19日公布的标题为“Device and Method for a LayerwiseManufacturing of a Three-Dimensional Object from a BuildingMaterial in Powder Form”的公开号为2009/0045553的美国专利公开说明书中公开了示例性的通用机器（不知道这些机器生产紧固件），这些专利公开说明书和专利都以引用的方式纳入本文。

虽然本文已经公开了多种实施方案，但应理解，可采用其他变体。例如，预组装的或分立印刷的洗涤器、密封件、垫圈可通过本文结合任何紧固件实施方案所讨论的三维印刷的成层和构建工艺同时制成。还应认识到，虽然预组装制造是有利的，但是该部件可被分立制造以及组装，尽管将不会实现本发明的许多优势。此外，预定尺寸和形状的全封闭中空空间可被设计和制造在本发明的紧固件中的任何一个加厚的壁内部，以节省材料成本和重量。任何该紧固件的功能、特征和段可与上文公开的任何其他紧固件的功能、特征和段互换，尽管不会实现某些益处。然而，这些变化、改型或变体不被认为偏离本发明的精神和范围。

Claims (129)

1.一种制造紧固件的方法，所述方法包括：

(a)创建第一层材料，以限定一个紧固件的第一区段；

(b)在所述前一步骤之后，将光发射到所述第一层上，以固化、硬化或结合所述层；

(c)在所述前一步骤之后，在所述第一层上创建第二层所述材料，以限定所述紧固件的第二区段；

(d)在所述前一步骤之后，将光发射到所述第二层上，以固化、硬化或结合所述第二层；

(e)在所述前一步骤之后，在所述第二层上创建至少第三层所述材料，以限定所述紧固件的至少第三区段；

(f)在所述前一步骤之后，将光发射到所述第三层上，以固化、硬化或结合所述第三层；以及

(g)从执行所述创建和发射步骤的机器移除已完成的所述紧固件，其中所有所述层都整体地连接到它们的邻近层；

已完成的所述紧固件是实用的并通过所述机器在小于九十分钟内制成。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括在周围的且未加压的空气环境中将所述第一层所述材料从打印头沉积到所述机器的支撑表面上。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述材料是一种光可固化聚合物。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述材料是金属。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括通过直接激光金属烧结在所述机器中的一个粉末金属室中构建所述紧固件。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述光是紫外光，在所述紧固件的每一层被沉积之后，所述紫外光立即在它上方经过。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括作为所述创建步骤的一部分，制造柔性的工件固定腿、细长的轴和横向加大的凸缘，在所述机器中在所述腿被成层之前所述头被成层。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括通过所述创建步骤制造带螺纹的轴，对于峰和谷中的至少一个具有锐角螺纹交叉区段。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括通过创建另一层不同的材料来制造所述紧固件的一个柔性区段，所述第一区段由比所述柔性区段更刚性的材料形成。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括以附加的方式将所述紧固件创建成一种直角转弯紧固件，其包括向内突出的凸缘、直立的壁和柔性的工件接合腿。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括创建所述紧固件的第一带螺纹的部件和匹配的第二带螺纹的部件，其中所述部件被附加地构建成处于组装状态，其中它们的螺纹接合，所述部件适合于在制造后在至少一种状态中彼此脱离组装。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括在相同的机器头在被创建的紧固件上方经过期间，沉积第二种不同的材料，其整体地连接到所述第一材料。

13.根据权利要求1所述的方法，还包括制造一个预定空间，其完全封装在所述紧固件的一个区段内。

14.根据权利要求1所述的方法，还包括通过沉积和光固化所述材料来在所述紧固件上制造一个螺旋螺纹。

15.一种制造紧固件的方法，所述方法包括：

(a)将一层材料沉积到支撑表面上，所述层限定了所述紧固件的外表面；

(b)在每个前一层上沉积后续层的所述材料，直到所述紧固件被完整地创建；

(c)作为所述沉积步骤的一部分，创建所述紧固件以包括一个主体和一个接合构形，该接合构形联接到由所述材料制成的所述主体；

(d)在所述沉积和创建步骤过程中，用一种气体围绕所述紧固件的至少大部分；

(e)固化所述紧固件以使得所述材料的所述层结合到一起；以及

(f)从所述支撑表面移除完成的所述紧固件。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述主体是一个细长的轴，且所述接合构形包括工件接合倒钩，所述方法还包括创建所述紧固件的凸缘以进一步包括被附接至所述轴与所述倒钩相对置的横向加大的凸缘，所述倒钩是柔性的，以允许将所述紧固件更容易地插入工件，相比之下取出更难。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述紧固件是一个铰接件。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述接合构形包括一个大体圆形的插座，其具有适应于固位一个细长工件的一个接近开口。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述紧固件是一个螺母，而所述接合构形是一个带螺纹的钻孔。

20.根据权利要求15所述的方法，其中所述接合构形包括通过所述主体连接的至少两个可移动的工件接合腿，所述方法还包括在所述主体中创建一个孔洞，并且将一个细长构件附接在所述孔洞中，使得当已完全安装处于工件紧固状态时，所述细长构件将所述腿展开。

21.根据权利要求15所述的方法，还包括作为所述沉积步骤的一部分创建一个柔性的防风雨衬条，其被整体地附接至所述紧固件。

22.根据权利要求15所述的方法，其中所述气体是空气，而所述紧固件是单件。

23.根据权利要求15所述的方法，还包括将所述材料从定位在所述支承表面上方的机器头流出，所述机器头和所述支撑表面的至少一个根据计算机指令相对于另一个自动移动，以在相同的机器周期内创建相同的多个所述紧固件，不存在由所述紧固件的制造所引起的收缩和膨胀。

24.根据权利要求15所述的方法，其中所述材料是一种三维可印刷的聚合物。

25.根据权利要求15所述的方法，其中所述材料是从可移动的机器头以连续方式喷出的聚合物线，该聚合物线来自一个线轴，该线轴将所述线供应至所述头。

26.根据权利要求15所述的方法，其中所述材料是金属。

27.根据权利要求15所述的方法，其中所述沉积是直接金属激光烧结的一部分，且所述固化包括对所述层的激光熔化。

28.根据权利要求15所述的方法，其中在小于90分钟的单个机器周期内基本同时地制造至少十个所述紧固件。

29.根据权利要求15所述的方法，还包括使所述材料从包括以线性阵列布置的开口的喷墨印刷头流出，使得多个材料流同时发生用于所述紧固件的每一层。

30.根据权利要求15所述的方法，与所述紧固件的所述创建基本同时地创建第二构件，使得不需要固化后的组装；在将所述紧固件从所述支撑表面移除之后，所述第二构件相对于所述可移动的主体和所述接合构形。

31.根据权利要求15所述的方法，还包括在相同机器周期内通过邻近限定所述主体的更刚性的所述材料淀积一层第二种更柔性的材料来同时地创建一个与所述紧固件的所述主体成整体的有弹性的段。

32.根据权利要求15所述的方法，还包括创建所述紧固件的第一带螺纹的部件和匹配的第二带螺纹的部件，其中所述部件被附加地构建成处于组装状态，其中它们的螺纹接合。

33.根据权利要求15所述的方法，还包括制造一个预定空间，其完全封装在所述紧固件的一个区段内。

34.根据权利要求15所述的方法，还包括通过沉积和光固化所述材料来在所述紧固件上制造螺旋螺纹。

35.一种制造紧固件的方法，所述方法包括：

(a)从机器中的至少第一开口喷出第一材料；

(b)从至少第二机器开口喷出至少一种不同的第二材料；以及

(c)将所述材料中的至少一种沉积在所述机器的支撑表面上的期望位置处，以构建包括一个主体段和一个工件接合段的完整主体；

其中所述紧固件包括由所述第一材料制成的第一区段和由所述第二材料制成的第二区段，其中通过所述沉积步骤所述区段被整体地附接到一起成为单件。

36.根据权利要求35所述的方法，还包括在所述紧固件上由颜色不同于所述第一材料的所述第二材料创建一个标志标记。

37.根据权利要求35所述的方法，其中所述第一材料是金属，且所述第二材料是聚合物。

38.根据权利要求35所述的方法，其中所述主体是一个细长的轴且所述接合构形包括工件接合倒钩，所述方法还包括创建所述紧固件凸缘作为横向加大的凸缘，所述横向加大的凸缘被附接至所述轴与所述倒钩对置，所述倒钩是柔性的以允许所述紧固件更容易地插入工件，相比之下取出更难。

39.根据权利要求35所述的方法，其中所述紧固件是一个铰接件。

40.根据权利要求35所述的方法，其中所述接合构形包括一个大体圆形的插座，所述插座具有适应于固位一个细长工件的一个接近开口。

41.根据权利要求35所述的方法，其中所述接合构形包括通过所述主体连接的至少两个可移动的工件接合腿，所述方法还包括在所述主体中创建一个孔洞，并且将一个细长构件附接在所述孔洞中，使得当已完全安装处于工件紧固状态时，所述细长构件将所述腿展开。

42.根据权利要求35所述的方法，还包括将所述材料从包括多个所述开口的喷墨印刷头流出，使得所述材料同时流出用于所述紧固件的每层。

43.根据权利要求35所述的方法，其中所述材料是三维可印刷的聚合物。

44.根据权利要求35所述的方法，其中在小于90分钟内在所述机器中基本同时地制造至少十个所述紧固件，不存在零件至零件的容差变化。

45.根据权利要求35所述的方法，其中所述第一材料是柔性的且创建有弹性的密封件，且所述第二材料是更为刚性的且在相同的机器周期内创建所述主体段。

46.根据权利要求35所述的方法，其中当所述沉积步骤发生时，所述紧固件基本由一种未加压的气体围绕。

47.根据权利要求35所述的方法，还包括定位所述第二区段，以外部地覆盖所述第一区段的一个所述段。

48.一种使用三维印刷机的方法，所述方法包括从所述机器的喷墨印刷头喷出材料，并且通过放置所述材料以创建下列之一来构建一个紧固件：(i)一个带螺纹的插座，(ii)一个有弹性的段，或(iii)工件固位腿，从一个杆横向延伸。

49.根据权利要求48所述的方法，其中所述带螺纹的插座被创建，且所述螺纹是内螺纹，至少在所述固化之后该内螺纹适应于固位一个细长的带螺纹的轴。

50.根据权利要求48所述的方法，其中所述有弹性的段由柔性的所述材料创建。

51.根据权利要求48所述的方法，还包括通过所述创建步骤创建一个加大的头，其中所述工件固位腿包括下列之一：(a)可移动的腿，其适应于从所述头在所述紧固件的所述相对的端上扩张，或(b)可移动的倒钩，其是向着一个纵中心线与所述头相对成锥形的。

52.根据权利要求48所述的方法，还包括基于逐层构建所述紧固件，所述机器还包括一个支撑表面，在所述支撑表面上构建所述材料，并且所述印刷头和所述支承表面的至少一个相对于另一个移动，以通过一个移动经过创建每层。

53.根据权利要求48所述的方法，其中所述材料是一种三维可印刷的聚合物，所述方法还包括当构建所述紧固件时用光固化所述紧固件。

54.根据权利要求48所述的方法，其中所述材料是一种三维可印刷的金属。

55.根据权利要求48所述的方法，还包括在所述构建步骤期间创建一个部分地定位在所述紧固件的一个钻孔内的预组装的轴，所述钻孔被定位在包括工件接合表面的主体内，且在所述紧固件被制造之后，所述轴还是可插入到所述紧固件内的。

56.一种制造紧固件的方法，所述方法包括：

(a)使用至少一个喷墨印刷机开口喷出至少一种三维可印刷的聚合物，以创建所述紧固件的一个纵向延伸段；

(b)使用所述至少一个喷墨印刷机开口喷出所述至少一种三维可印刷的聚合物，以创建所述紧固件的一个工件接合段；以及

(c)使用所述至少一个喷墨印刷机开口喷出所述至少一种三维可印刷的聚合物，以创建所述紧固件的横向加大段，所述横向加大段基本垂直于所述纵向延伸段突出。

57.根据权利要求56所述的方法，还包括使用所述至少一个喷墨印刷机开口喷出所述至少一种三维可印刷的聚合物，以创建多个倒钩作为所述工件接合段。

58.根据权利要求56所述的方法，还包括使用所述至少一个喷墨印刷机开口喷出所述至少一种三维可印刷的聚合物，以在所述紧固件内创建邻近的变化厚度，没有不期望的空隙、缩痕、变形或制造收缩。

59.根据权利要求56所述的方法，还包括在所述紧固件内创建一个锁模构形。

60.根据权利要求56所述的方法，其中所述紧固件的所述工件接合段被配置以用比取出力更容易的插入力来附接至一个机动车辆面板。

61.根据权利要求56所述的方法，还包括当构建所述聚合物来创建所述紧固件时，用光固化所述至少一种聚合物。

62.根据权利要求56所述的方法，还包括：

(a)在九十分钟内的一个机器周期期间制造至少十个所述紧固件；

(b)在固定的机器支撑表面上基于逐层构建所述紧固件；以及

(c)当所述使用步骤发生时，用一种未加压的气体基本围绕所述紧固件。

63.一种紧固件，包括：

所述紧固件的第一区段，包括至少一种三维可印刷的材料；

所述紧固件的第二区段，包括所述至少一种三维可印刷的材料；

所述第二区段是比所述第一区段更柔性的；且

所述区段被整体地附接到一起，以限定所述紧固件。

64.根据权利要求63所述的紧固件，其中所述至少一种材料包括一种聚合物材料。

65.根据权利要求63所述的紧固件，其中用于所述第一区段的所述材料不同于用于所述第二区段的所述材料。

66.根据权利要求63所述的紧固件，其中所述紧固件包括至少一个创建了锁模状态的底切构形。

67.根据权利要求63所述的紧固件，其中所述材料是光可固化的。

68.根据权利要求63所述的紧固件，其中所述至少一种材料包括一种金属材料。

69.根据权利要求63所述的紧固件，其中所述第一区段包括一个纵向细长的杆和一个横向加大的头，且所述第二区段包括一个伞形和至少一个工件接合腿，所述至少一个工件接合腿适应于比从机动车辆工件移除更容易的插入。

70.根据权利要求63所述的紧固件，其中所述第二区段是一个铰接件。

71.根据权利要求63所述的紧固件，其中所述区段的至少一个是一个防风雨衬条。

72.根据权利要求63所述的紧固件，还包括一个螺纹轴，其插入在所述区段的至少一个之内，并且当处于紧固状态时所述第二区段向外鼓起。

73.根据权利要求63所述的紧固件，其中所述区段之一是一个内部带螺纹的螺母。

74.根据权利要求63所述的紧固件，其中所述区段之一具有一个外螺纹。

75.一种紧固件，包括：

所述紧固件的第一区段，包括至少一种光可固化材料；

所述紧固件的第二区段，包括所述至少一种光可固化材料；

所述第二区段是比所述第一区段更柔性的；

所述区段的至少一个包括一个工件接触表面；以及

所述区段被整体地附接到一起，以限定所述紧固件。

76.根据权利要求75所述的紧固件，其中所述至少一种材料包括一种聚合物材料。

77.根据权利要求75所述的紧固件，其中所述可固化的材料是光可熔化的。

78.根据权利要求75所述的紧固件，其中用于所述第一区段的所述材料不同于用于所述第二区段的所述材料。

79.根据权利要求75所述的紧固件，其中所述紧固件包括创建锁模状态的至少一个底切构形。

80.根据权利要求75所述的紧固件，其中所述至少一种材料包括一种金属材料。

81.根据权利要求75所述的紧固件，其中所述第一区段包括一个纵向细长的杆和一个横向加大的头，且所述第二区段包括一个伞形和至少一个工件接合腿，所述至少一个工件接合腿适应于比从一个机动车辆工件移除更容易的插入。

82.根据权利要求75所述的紧固件，其中所述区段的至少一个是一个防风雨衬条。

83.根据权利要求75所述的紧固件，其中所述区段之一是一个内部带螺纹的螺母。

84.根据权利要求75所述的紧固件，还包括带螺纹的轴，所述轴插入所述区段的至少一个中并且导致当处于紧固状态时所述第二区段向外鼓起。

85.根据权利要求75所述的紧固件，其中所述区段之一具有一个外螺纹。

86.根据权利要求75所述的紧固件，其中所述至少一种材料包括一种直接金属烧结材料。

87.根据权利要求75所述的紧固件，其中所述至少一种材料包括一种三维可印刷的材料，且所述工件接触表面包括向外分叉的腿。

88.根据权利要求75所述的紧固件，其中所述区段是一个直角转弯夹子的一部分，所述直角转弯夹子还包括向内突出的凸缘、斜向延伸的坡道、以及包括所述工件接触表面的搭扣式的腿。

89.根据权利要求75所述的紧固件，其中所述第一区段是一个细长的轴且所述第二区段是一个柔性的腿，所述腿包括当其被插入到工件孔洞内时向着所述轴挠曲的所述工件接触表面，所述腿创建比插入力更大的工件取出力，并且一个中空锁模腔被限定在所述腿和所述轴之间。

90.一种紧固件，包括：

一个纵向细长区段；

一个加大且大体圆形的凸缘，从所述纵向细长区段横向突出；以及

一个工件接合区段，从通过所述细长区段的纵轴线向外可移动，所述工件可接合表面与所述凸缘纵向间隔开，以在其间创建一个工件接收区域；以及

所述紧固件的至少大部分是一种三维可印刷的或直接金属烧结的材料。

91.根据权利要求90所述的紧固件，还包括一个带螺纹的轴，所述带螺纹的轴轴可操作地插入到所述纵向细长区段中，并且当所述带螺纹的轴被拧紧时导致所述工件接合表面横向扩张。

92.根据权利要求90所述的紧固件，其中所述轴和所述凸缘是一个与所述工件接合表面分立的部件，所述工件接合表面是一个护圈的一部分，当所述轴被完全安装在其中时，所述轴用于向外扩张限定所述工件接合表面的腿。

93.根据权利要求90所述的紧固件，其中所述工件接合表面还包括适合于插入到一个机动车辆工件中的至少两个柔性倒钩。

94.根据权利要求90所述的紧固件，其中所述材料是一种光可固化聚合物。

95.根据权利要求90所述的紧固件，其中所述材料是一种光可熔化的金属。

96.一种紧固件，包括：

一个带螺纹的区段，围绕一个纵向轴线；以及

一个横向加大的凸缘；

所述带螺纹的区段和所述凸缘由一种由(a)三维可印刷材料，或(b)直接金属激光烧结材料中的至少一种组成的材料制成。

97.根据权利要求96所述的紧固件，还包括一个环形垫圈，其附接至所述紧固件邻近所述凸缘，所述垫圈包括一个与所述螺纹区段同轴对齐的孔，所述垫圈是下列的至少一种：(a)一种三维印刷材料，或(b)一种直接金属激光烧结材料。

98.根据权利要求96所述的紧固件，其中所述垫圈是一个锁定垫圈，且所述垫圈是相对于所述带螺纹的区段可移动的。

99.根据权利要求96所述的紧固件，其中所述垫圈包括一个大致截头锥体部分。

100.根据权利要求96所述的紧固件，其中所述带螺纹的段是一个包括一个外螺纹的纵向细长的轴，还包括与所述轴对齐的工具接收头，其中所述凸缘位于所述头和所述轴之间。

101.根据权利要求96所述的紧固件，其中所述紧固件是一个帽螺母，且所述带螺纹的区段包括一个内螺纹，还包括一个位于所述帽螺母中的、在所述带螺纹的区段和一个封闭的帽之间的底切中空区域。

102.根据权利要求96所述的紧固件，其中所述材料是一种三维可印刷的材料。

103.根据权利要求96所述的紧固件，还包括一个局部地设置在所述带螺纹的区段的一部分上的带螺纹的锁定构形，所述带螺纹的锁定构形是由一种与所述带螺纹的区段的其余部分不同且更可变形的材料形成，所述带螺纹的锁定材料与所述带螺纹的区段成整体且成一件。

104.根据权利要求96所述的紧固件，其中所述凸缘是其内限定一个工件接纳开口的大体U形主体的一部分，且所述带螺纹的区段是一个与所述U形主体成整体的内部带螺纹的螺母，所述带螺纹的区段具有比所述主体更厚的横截面壁。

105.一种紧固件，包括一个内部带螺纹的螺母，所述螺母进一步还包括由一种光可固化材料制成的第一区段和由一种光可固化材料制成的第二区段，所述第一材料具有与所述第二材料不同的性质。

106.根据权利要求105所述的紧固件，其中所述材料二者都是三维可印刷的材料。

107.根据权利要求105所述的紧固件，其中所述第一材料是比所述第二材料更有弹性的。

108.根据权利要求105所述的紧固件，还包括一个外部带螺纹的轴套，其至少部分地可接合在所述螺母之内，所述轴套包括一个螺钉接收内套管。

109.根据权利要求105所述的紧固件，其中所述螺母是一个帽螺母，其在一个带螺纹的钻孔和一个覆盖帽之间具有一个底切空间。

110.根据权利要求105所述的紧固件，其中所述第一区段是一个含有一个带螺纹的钻孔的主体，且所述第二区段是一个附接的垫圈。

111.一种紧固件，包括：

一个工件接合区段，由至少一种三维印刷材料制成；以及

一个预定的、内藏的且锁模的构形，位于所述紧固件的主体内，所述主体被附接至所述工件接合区段并且与其成整体，所述主体也是由所述至少一种三维可印刷材料制成。

112.根据权利要求111所述的紧固件，其中所述内部构形包括至少一个由所述主体围绕的期望的空隙，所述空隙具有预定的且可重复的形状和位置。

113.根据权利要求111所述的紧固件，其中所述主体是一个有弹性的防撞器。

114.根据权利要求111所述的紧固件，其中所述内部构形是一个可转动的转环。

115.一种紧固件，包括：

一个上部部件，包括相对刚性的壳体和相对有弹性的内部，两者都由三维可印刷的材料制成；

一个下部部件，包括相对刚性的壳体和相对有弹性的内部，两者都由所述三维可印刷的材料制成；以及

一个铰接件，将所述部件联接到一起。

116.根据权利要求115所述的紧固件，其中所述铰接件是整体地连接至所述部件的柔性的活动铰接件。

117.根据权利要求115所述的紧固件，其中所述内部限定适应于接收一个细长工件的至少一个圆形插座，所述紧固件还包括一个将所述部件固定在一起的、与所述铰接件对置的柔性的搭扣配合紧固件。

118.一种紧固件，包括一个细长主体，所述主体具有纵向延伸穿过整个主体的开口，所述主体包括一种有弹性的三维可印刷的材料和一个锁模状态。

119.根据权利要求118所述的紧固件，其中所述主体是一个防风雨衬条，所述紧固件还包括一个从所述防风雨衬条整体地延伸的工件接合倒钩，所述倒钩是由一种三维可印刷的材料形成的。

120.根据权利要求118所述的紧固件，其中所述主体是电线捆束的固位器，其包括一个非直线形的接近槽，当从所述主体的一端看去时所述主体具有一个封闭的形状。

121.一种紧固件，包括三维可印刷材料的帽，该帽具有开放的加大的端部和内部突出的指状物，一个底切开口区域位于所述指状物和所述帽的一个封闭的端部之间，所述指状物和所述底切区域允许带螺纹的紧固件头搭配扣合进入其中。

122.根据权利要求121所述的紧固件，其中所述材料是一种光可固化聚合物，在固化后所述光可固化聚合物是至少部分地柔性的。

123.一种紧固件，包括

一个笼，包括一个工件可附接区段和向内翻折的侧区段；

一个螺母，具有一个内部带螺纹的区段和一个可移动地约束在所述笼内的横向加大的凸缘；以及

所述笼和所述螺母是一种光可固化材料。

124.根据权利要求123所述的紧固件，其中所述材料是一种三维可印刷的材料。

125.根据权利要求123所述的紧固件，其中所述材料是一种直接金属烧结材料。

126.根据权利要求123所述的紧固件，还包括整体地附接至所述第一材料的不同的第二光可固化材料，所述材料中的一种比另一种更有弹性。

127.一种紧固件，通过一种方法制造，所述方法包括：

(a)将一层材料沉积到一个支撑表面上；

(b)在每个前一层上沉积后续层的所述材料，直到所述紧固件被完整地创建；

(c)通过所述沉积创建所述紧固件，以包括一个工件接合和有弹性的附接构件；

(d)在所述沉积和创建步骤期间，用空气围绕所述紧固件的至少大部分；以及

(e)当所述紧固件被构建时，用光固化所述紧固件。

128.根据权利要求127所述的紧固件，还包括一个喷墨印刷头，所述喷墨印刷头包括开口，所述开口允许多个材料流同时发生用于所述紧固件的每层。

129.根据权利要求127所述的紧固件，其中所述材料是一种光可固化聚合物，且所述紧固件还包括一个横向加大的头和一个细长的轴，所述附接构件在所述轴的与所述头对置的一端上。

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