CN106715085B - 生成三维物体 - Google Patents

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Abstract

在示例中，一种用于生成三维物体的装置包括：构造区域平台；构造材料分配器；辅助材料喷射设备；聚结剂喷射设备；以及控制器。控制器可以：控制辅助材料喷射设备以预定图案将辅助材料喷射到构造区域平台上；控制构造材料分配器以将构造材料的层分布在所喷射的辅助材料周围；控制聚结剂喷射设备以将聚结剂喷射到构造材料的层上；以及控制能量源以将能量施加到所喷射的聚结剂上，以使得与所喷射的聚结剂接触的构造材料聚结并固化。

Description

生成三维物体
背景技术
诸如基于粉末的系统等增材制造系统通过实施逐层制造工序来生成三维物体。例如，基于粉末的构造材料的部分可以在每一层被固化，以形成三维物体。这些类型的系统已被用于构造具有相对复杂的内部及外部特征的三维物体。
附图说明
本公开的特征通过示例的方式来示出，并且不限于以下附图，附图中相同的附图标记指代相同的元件，其中：
图1示出根据本公开示例的用于生成三维物体的装置的简化轴测图；
图2示出根据本公开示例的在图1中所描绘的控制器的简化框图；
图3示出根据本公开示例的用于生成三维物体的方法的流程图；
图4A至图4D整体地示出根据本公开示例的、在其中装置被用于生成三维物体的工序；
图5A至图5D整体地示出根据本公开示例的、在其中构造材料可以被施加在所施加的辅助材料的周围的工序；
图6示出根据本公开另一示例的用于生成三维物体的方法的流程图；以及
图7示出根据本公开示例的可以被用于执行在图1和图2中所描绘的控制器的各种功能的计算设备的示意性表示。
具体实施方式
为了简单和说明的目的，本公开通过主要参考其示例来进行描述。在下面的描述中，将阐述许多具体细节，以便提供对本公开的透彻理解。然而，将容易显而易见的是，本公开可以在不局限于这些具体细节的情况下被实践。在其他情况下，并未详细描述一些方法和结构，以免对本公开造成不必要的混淆。如本文所使用的，术语“一”和“一个”旨在表示特定元件中的至少一个，术语“包括”是指包括但并不限于，术语“包括有”是指包括有但并不限于，并且术语“基于”是指至少部分地基于。
本文所公开的是一种用于生成包括多种类型的材料的三维物体的装置。例如，装置包括：构造材料分配器，用以分配构造材料；以及辅助材料喷射设备，用以施加辅助材料。根据示例，可以施加辅助材料，并且可以围绕所施加的辅助材料来分布构造材料的层。构造材料的层可以围绕所施加的辅助材料来分布，以具有与所施加的辅助材料相同或大致相同的高度。此外，可以将聚结剂喷射到构造材料的选定部分以及辅助材料上。此外，在单程期间或者在多程期间，可以将能量施加在所喷射的聚结剂、所施加的辅助材料、以及构造材料上。所施加的能量可以使辅助材料熔合在一起，并且使构造材料聚结并熔合在一起。因此，在一方面，辅助材料和构造材料可以在单次熔合操作期间变成熔合的。如下面更为详细讨论的，聚结剂可被充分加热，以使构造材料聚结并且使辅助材料聚结，并且因此可以在能量施加期间，增强这些材料的聚结性。
根据特定示例，构造材料是热塑性材料，并且辅助材料是导电材料，诸如焊料材料。在该示例中，可以执行熔合操作来熔化辅助材料以形成三维物体的部分，诸如导电迹线(即，导电线)。此外，熔合操作可以使基于粉末的热塑性材料的部分固化，以将导电迹线嵌入到基于粉末的热塑性材料内。因此，导电迹线可以被嵌入到热塑性材料内，该热塑性材料是非导电材料。
首先参考图1，其示出了根据示例的用于生成三维物体的装置100的简化轴测图。应当理解的是，图1中所描绘的装置100可以包括附加部件，并且在不脱离本文所公开的装置的范围的情况下，可以移除和/或更改本文所描述的一些部件。还应当理解的是，图1中所描绘的装置100可能不是按比例绘制的，因此，装置100可以具有与图中所示不同的尺寸和/或结构。例如，装置100可以包括附加的材料喷射设备，举例而言，用以使用两种以上不同类型的材料来生成三维物体。
如图1所示，装置100包括构造区域平台102，构造区域平台102包括在其上将根据构造材料104来生成三维物体的构造区域表面。构造材料104可以被包含在料斗或构造材料库(未示出)中，并且可以根据需要通过构造材料分配器106被施加到构造区域平台102上。例如，构造材料104可以被存储在与构造区域平台102相比稍高的高度上，并且构造材料分布器106可以如箭头108所示在y方向上移动，以将构造材料104的层施加到或形成在构造区域平台102上。根据示例，构造区域平台102可以在如箭头110所示朝下的方向上移动，并且在生成三维物体的各层时，可以形成构造材料104的附加层。
根据示例，构造材料104是基于粉末的构造材料。如本文所使用的，术语“基于粉末的构造材料”旨在包括基于干粉末的材料、基于湿粉末的材料、微粒状材料、颗粒状材料等。在其他示例中，构造材料104可以与其他适当的构造材料一起使用，如若合适，则需要进行适当的修改。在另外其他的示例中，构造材料104可以是任何其他适当形式的构造材料。作为特定示例，构造材料104是具有平均粒径约为50微米的尼龙塑料。
根据特定示例，构造材料104是粉末状的热塑性材料。一种适当的材料可以是可例如从西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Co.LLC)获得的尼龙12。另一种适当的材料可以是可从易欧司光电技术有限公司(Electro Optical Systems EOS GmbH)获得的PA2200。在其他示例中，构造材料104可以包括例如：粉末状金属材料、粉末状复合材料、粉末状陶瓷材料、粉末状玻璃材料、粉末状树脂材料、粉末状聚合物材料等。
在另外其他示例中，构造材料104可以是液体、膏状物或凝胶。构造材料104的示例包括聚合半结晶塑料材料，该聚合半结晶塑料材料具有大于5℃的宽处理窗口(即，在熔点和再结晶温度之间的温度范围)。在示例中，处理窗口的范围从15℃至约30℃。
适当的构造材料104的示例可以包括：聚酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、以及这些材料的非结晶变体。适当的构造材料104的另外其他示例可以包括：聚苯乙烯、聚缩醛、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯、其他工程塑料、以及本文所列出的任何两种或更多种聚合物的混合体。也可以使用这些材料的核壳聚合物颗粒。
构造材料104可以具有从约55℃至约450℃的熔点范围。其熔点在该范围内的构造材料12的一些具体示例包括聚酰胺，诸如尼龙11、尼龙12、尼龙6、尼龙8、尼龙9、尼龙66、尼龙612、尼龙812、尼龙912等。作为示例，聚酰胺12具有约为180℃的熔点，聚酰胺6具有约为220℃的熔点，以及聚酰胺11具有约为200℃的熔点。
构造材料104也可以是改性聚酰胺。在示例中，改性聚酰胺材料是在比尼龙12更低的温度下熔化的弹性体改性聚酰胺。
当构造材料104为粉末形式时，构造材料12可以由相似尺寸的颗粒或不同尺寸的颗粒来构成。在示例中，构造材料104包括三种不同尺寸的颗粒。在该示例中，第一颗粒的平均尺寸大于第二颗粒的平均尺寸，并且第二聚合物颗粒的平均尺寸可以大于第三聚合物颗粒的平均尺寸。如本文所使用的，术语“尺寸”是指球形颗粒的直径或非球形颗粒的平均直径(即，跨越非球形颗粒的多个直径的平均值)。通常而言，构造材料104的颗粒的平均尺寸可以在约10μm至约100μm的范围内。在一些示例中，构造材料104的颗粒的平均尺寸在约40μm至约50μm的范围内。作为用于颗粒中的每一个颗粒的不同尺寸的示例，第一颗粒的平均尺寸可以大于50μm，第二颗粒的平均尺寸可以在10μm和30μm之间，以及第三颗粒的平均尺寸可以等于或小于10μm。在示例中，第一聚酰胺颗粒的存在量在约70wt％至约95wt％，第二聚酰胺颗粒的存在量在约0.5wt％至约21wt％，并且第三聚酰胺颗粒的存在量在大于0wt％至最多约21wt％的范围内。
如图1所示，构造材料分配器106可以是刮刀。然而，应当理解的是，构造材料分配器106可以是适于使构造材料104在构造区域平台102上展开的任何其他设备。例如，构造材料分配器106可以是反向旋转辊。
装置100还可以包括滑架112，其可以如箭头114所示在x和y方向中的任一或两个方向上移动。尽管并未示出，但是滑架112可以由棒状物或其他结构来支撑，使得滑架112可以在由箭头114所指示的方向上移动。
如图所示，滑架112可以支撑辅助材料喷射设备120、聚结剂喷射设备122、聚结改性剂喷射设备124、以及能量源126。因此，滑架112可以改变这些元件的位置，从而能够对辅助材料、聚结剂以及在一些示例中的聚结改性剂相对于构造区域平台102的放置进行选择性地控制。下面将更详细地对这些元件120-126进行讨论。下面还将更为详细讨论的是控制器130，其用于对图1中所描绘的各种部件的操作进行控制。虽然为了清楚起见并未被示出，但是控制器130可以与构造材料分配器106、滑架112、辅助材料喷射设备120、聚结剂喷射设备122、聚结改性剂喷射设备124、以及能量源126中的每一个进行通信。在其他示例中，元件120-126可以相对于构造区域平台102在x和y方向上保持相对静止，并且构造区域平台102可以在x和y方向上移动。
根据其他示例，元件120-126中的一些元件可以不被放置在滑架112上。例如，装置100可以包括另一滑架(未示出)，并且辅助材料喷射设备120可以被放置在另一滑架上。另外，能量源126可以被放置在另一滑架、分离的滑架(未示出)上，或者被联接以与构造材料分配器106一起移动。因此，能量源126可以与辅助材料喷射设备120和/或聚结剂递送设备122分别地移动。
作为另一示例，滑架112可以是页宽阵列，并且聚结剂喷射设备122和聚结改性剂喷射设备124可以各自在构造区域平台102的大致整个宽度上延伸。在该示例中，滑架112可以沿着一个维度(例如，y轴)移动，并且聚结剂喷射设备122和聚结改性剂喷射设备124可以被选择性地启动，以将聚结剂和/或聚结改性剂施加到所期望的位置处，其大致上可以跨越整个构造区域平台102的宽度而不用沿着第二维度(例如，x轴)来扫描滑架112。另外，辅助材料喷射设备120可以被放置在可沿多个维度移动的另一滑架上，以便能够选择性地放置辅助材料。此外，在该示例中，能量源126可以被放置在上述所讨论的任何元件上，并因此并未局限于被放置在滑架112上。
现在转到图2，其示出了根据示例的在图1中所描绘的控制器130的简化框图。应当理解的是，图2中所描绘的控制器130可以包括附加元件，并且在一些示例中，图2中所描绘的元件中的一些元件可以在不脱离控制器130的范围的情况下被移除和/或修改。控制器130可以是图1中所描绘的装置100的部分，或者可以是与图1中所描绘的装置100分离的另一实体的部分，诸如为装置100提供计算服务的实体。
控制器130被描绘为包括：控制装置200、处理器202、接口204、以及数据库206。控制装置200还被描绘为包括：数据访问模块210、辅助材料喷射设备控制模块212、构造材料分配器控制模块214、聚结剂喷射设备控制模块216、聚结改性剂喷射设备控制模块218、能量源控制模块220、滑架控制模块222、以及构造区域平台控制模块224。
可以为微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)等的处理器202执行控制器130中的各种处理功能。如下文将更为详细地讨论的，处理功能可以包括调用或实现被包含在控制装置200中的模块210-224。根据示例，控制装置200是硬件设备，在该硬件设备上存储有各种机器可读指令集。控制装置200可以是例如易失性或非易失性存储器，诸如动态随机存取存储器(DRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁阻随机存取存储器(MRAM)、忆阻器、闪存、软盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字视频盘只读存储器(DVD-ROM)、或者其他光学或磁性介质等，并且软件可以被存储于其上。在该示例中，模块210-224可以是软件模块，例如，存储在控制装置200中的机器可读指令集。
在另一示例中，控制装置200可以是诸如芯片、集成电路等硬件部件，并且模块210-224可以是在硬件部件上的硬件模块。在另一示例中，模块210-224可以包括软件和硬件模块的组合。在又一示例中，处理器202可以是用于执行模块210-224的功能的ASIC。在该示例中，处理器202和控制装置200可以是单个的处理装置。
处理器202可以将数据存储在数据库206中，并且可以在执行模块210-224的过程中使用该数据。例如，处理器202可以接收数据，诸如三维模型等，该三维模型与由装置100所生成的三维物体有关。作为示例，处理器202可以对三维模型进行处理以生成该模型的平行平面的切片。每个切片可以对在增材制造过程期间将被固化的构造材料104的相应层的一部分以及在该相应层中是否以及在何处提供辅助材料进行限定。根据三维模型生成的切片的数量可以与装置100欲生成或处理的每个层的厚度相关。在该示例中，处理器202可以将与每个切片有关的信息存储在数据库206中。另外，处理器202可以对被包含在数据库206中的信息进行访问，以确定如何对模块210-224中的每一个模块进行控制。在其他示例中，切片可以由另一计算设备来生成，并且处理器202可以接收所生成的切片。
在任何方面，数据库206可以是易失性和/或非易失性存储器，诸如DRAM、EEPROM、MRAM、相变RAM(PCRAM)、忆阻器、闪存等。另外或可替代地，数据库206可以是可对诸如软盘、CD-ROM、DVD-ROM、或者其他光学或磁性介质等可移动介质进行读写的设备。
接口204可以包括硬件和/或软件，以使处理器202能够将控制指令230传送到装置100的部件。接口204可以实现与装置部件的有线或无线连接。
分别针对图3和图6中所描绘的方法300和600，来更详细地讨论一般可以实现处理器202的各种方式，具体是实现模块210-224的各种方式。具体而言，图3和图6描绘出根据两个示例的用于生成三维物体的方法300和600的流程图。对于本领域普通技术人员而言应当显而易见的是，方法300和600可以代表一般意义上的图示，并且在不脱离方法300和600的范围的情况下，可以增加其他的操作、或者可以删除、修改或重新布置现有的操作。一般而言，图2中所描绘的处理器202可以通过实现模块210-224中的至少一些模块来实现方法300和600。
为了说明的目的，参考图1中所描绘的装置100来对方法300和600进行描述。然而，应当清楚地理解，在不脱离方法300和600的范围的情况下，可以实现具有其他配置的装置以执行方法300和600。还针对在图4A-4D和图5A-5D中所描绘的图来描述方法300和600，这是为了说明的目的，而并非将所公开的示例局限在这些图所描绘的功能上。
首先参考在图3中所描绘的方法300，在块302，可以以预定布置来施加辅助材料。具体地，例如，处理器202可以实现数据访问模块210，以访问与设备100欲生成的三维物体有关的数据。数据访问模块210可以访问物体的三维模型，并且可以生成模型的平行平面的切片。所生成的切片中的一个切片可以包括与辅助材料放置的预定布置有关的信息。在辅助材料跨越三维物体的多个层来施加的实例中，所生成的切片中的另外一些切片还可以包括与辅助材料放置的预定布置有关的信息。
另外，在块302，处理器202可以执行辅助材料喷射设备控制模块212以生成指令，该指令与如何对辅助材料喷射设备120进行操作以便如在所生成的切片中所指示的那样施加辅助材料有关，该切片包含与辅助材料放置的预定布置有关的信息。此外，处理器202可以将控制指令230输出到辅助材料喷射设备120和滑架112，以使辅助材料喷射设备120将辅助材料施加在预定位置处。处理器202可以实现滑架控制模块222以确定用于滑架112的控制指令230。
辅助材料喷射设备120可以是用以对辅助材料进行沉积的任何适当类型的设备，该辅助材料来自辅助材料的自备供给或外部供给。例如，辅助材料喷射设备120可以是以相对高的精确度来沉积辅助材料的注射器状装置，例如具有相对小的开口使得受控量的辅助材料可以被递送的装置。作为另一示例，辅助材料喷射设备120可以包括振荡活塞，其使得辅助材料以受控方式从辅助材料喷射设备120中流出。
作为又一实例，辅助材料可以通过被施加有热量而保持在液体或凝胶的形式，并且可以随着辅助材料的充分冷却而固化。在该示例中，辅助材料喷射设备120可以包括加热元件，用以将辅助材料保持在液体或凝胶的形式，并且可以以液体或凝胶的形式来沉积辅助材料。此外，所沉积的辅助材料可以随着辅助材料的冷却而固化。
图4A至图4D中描绘了在其中装置100被用于生成包含辅助材料和构造材料104的三维物体400的工序的示例。参考图4A，辅助材料404被描绘为以预定布置被施加在基板402上。基板402可以表示辅助材料404可以被施加于其上的任何适当的结构。例如，基板402可以是构造区域平台102或者辅助材料404可以被施加于其上的另一基底。作为另一示例，基板402可以是已经被预先形成并且其部分已经被固化的构造材料104的层。应当清楚地理解，图4A至图4D描绘了三维物体400的简图，并因此三维物体400可以包括各种其他的形状。例如，虽然所施加的辅助材料404已经被描绘为具有矩形剖面，但是辅助材料404可以具有替代形状，例如，通过凭借在本文所描绘的辅助材料喷射设备120沉积辅助材料404而更有可能产生的形状。这种形状的示例在图5A至图5D中示出。
辅助材料404可以是与构造材料104不同的任何适当的材料。例如，辅助材料404可以是基于干粉末的材料、基于湿粉末的材料、微粒状材料、颗粒状材料等，其不同于构造材料104。作为特定示例，构造材料104是粉末状热塑性材料，并且辅助材料404是粉末状导电材料，例如导电金属。在该示例中，可以施加辅助材料404以形成导电迹线，例如导电线，并且可以施加构造材料104以围绕导电迹线来形成保护性及电绝缘性的覆盖物。此外，粉末状导电材料可以包括具有例如平均粒径约为20微米的焊料颗粒。作为示例，辅助材料可以是包含粉末状金属焊料的焊料膏。另外，辅助材料可以包括诸如锡、银、铜、锑等金属、以及由这些金属所形成的合金。如以上所讨论的，辅助材料也可以是液体、凝胶或糊状材料。
在块304，可以围绕所施加的辅助材料来施加构造材料104的层。处理器202可以实现构造材料分配器控制模块214以生成指令，用以对构造材料分配器106的操作进行控制。此外，处理器202可以将控制指令230输出到构造材料分配器106，以使构造材料106围绕所施加的辅助材料来分布。例如，构造材料分配器106可以将构造材料104的层刮到构造区域平台102上或者构造材料104的先前形成的层上，并且可以形成构造材料104的另一层。
在图5A至图5D中描绘了构造材料104可以被施加在辅助材料404周围的方式的示例。具体地，图5A至图5C示出了构造材料104被施加在辅助材料404周围的简化工序的部分，并且图5D示出了构造材料104被施加在辅助材料404周围的替代方式。应当清楚地理解，图5A至图5D中所描绘的示例可能未按比例绘制，并且是用于说明性的目的。
从图5A开始，在将辅助材料404施加到基板402上之后，可以将构造材料104的层沉积在基板402的一部分上。构造材料104的层可以被沉积为具有比所施加的辅助材料404的高度大致高的高度。另外，构造材料分配器106可以被放置在基板404上方的预定高度处，以在所期望的高度处形成构造材料104的层。具体地，例如，随着构造材料分配器106前进，如箭头502所示，构造材料104流入到所施加的辅助材料404周围的位置。在这一点上，构造材料104可能由于重力等竞争力及构造材料分布器106的向上/横向移动(箭头504)而塌陷。由于构造材料104的这种类型的移动，在辅助材料404和构造材料104的界面处可能存在相对小量的力。例如，构造材料104和辅助材料404可能都未被构造材料分配器106压紧。
现在转到图5B，其示出了构造材料104的一部分已经在所施加的辅助材料404上塌陷的工序的一部分。在这一点上，构造材料分配器106和辅助材料404之间的相对移动可以几乎是完全横向的，这可能会造成构造材料104和在构造材料分配器106下方所施加的辅助材料404变得紧实。在图5C中，在构造材料分配器106的移动经过所施加的辅助材料404之后，构造材料分配器106可能已经去除了所施加的辅助材料404的顶部。此外，在构造材料分配器106在所施加的辅助材料404上移动期间，所施加的辅助材料404可以由构造材料104的与所施加的辅助材料404相接触的部分来支撑。构造材料104的与所施加的辅助材料404相接触的部分可以因此而防止所施加的辅助材料404的整体变形。
根据示例，可以对所施加的辅助材料404的厚度进行调整，以改变三维物体400的特性。例如，在图5C中，所施加的辅助材料404可以具有如下高度，即，该高度使得所施加的辅助材料404的顶部随着构造材料分配器106移动经过所施加的辅助材料404而被暴露。在另一示例中，如图5D所示，所施加的辅助材料404可以具有相对较低的高度，使得构造材料104包围住所施加的辅助材料404。如此，例如，可以在三维物体400的多层中形成导电迹线，并且导电迹线可以彼此电连通或者彼此电绝缘。可以通过其他操作来改变三维物体400的特性。例如，围绕辅助材料404而施加的构造材料104的高度可以通过改变构造材料分配器106和所施加的辅助材料404之间的相对距离来改变。
根据另一示例，在围绕所施加的辅助材料周围来施加构造材料104之前，所施加的辅助材料可以部分地或完全地固化。例如，可以将聚结剂沉积在所施加的辅助材料上，并且可以将能量施加到聚结剂上，以使所施加的辅助材料固化。在辅助材料为保持特定温度(例如处于或在室温附近)时变得固化的液体或凝胶的另一示例中，在施加构造材料104之前，可以使所施加的辅助材料冷却。
如图4B所示，构造材料104可以围绕辅助材料404分布，使得构造材料104的部分与辅助材料404相接触。另外，根据示例，构造材料分配器106可以将构造材料104分布在辅助材料404的周围，使得构造材料104具有与辅助材料404相同或大致相同的高度。
根据示例，可以基于构造材料和辅助材料的熔化温度来选择将与构造材料一起被施加的辅助材料。例如，所选择的辅助材料可以具有不超过构造材料的熔化温度约大于20℃的熔化温度。下面在下表中提供构造材料和辅助材料的适当组合的示例：
[表1]
在表1中，Arkema Rilsan Invent PA-1TM是指可以从法国科隆布的阿科玛公司(Arkema of Colombes,France)获得的聚酰胺11材料。Evonik X1556PA-12TM是指可以从德国埃森的赢创工业公司(Evonik Industries of Essen,Germany)获得的聚酰胺12材料。SAC305是指含有95.5％的锡、3％的银以及0.5％的铜并且可以从魁北克蒙特利尔的AIM焊料公司(AIM solder of Montreal,Quebec)获得的合金。Sn91Zn09是指含有91％的锡以及9％的锌的合金。Pb88Sn10Ag02是指含有88％的铅、10％的锡以及2％的银的合金。Pb94.5Ag5.5是指含有94.5％的铅以及5.5％的银的合金。
在块306，聚结剂可以被选择性地沉积在构造材料104的层上。处理器202可以实现聚结剂喷射设备控制模块216以生成指令，该指令与如何对聚结剂喷射设备122进行操作以如所生成的切片中所指示的那样施加聚结剂相关。例如，所生成的切片可以包含对处于所施加的构造材料104的层上的位置进行识别的信息，聚结剂将被选择性地沉积在该位置处。此外，处理器202可以将控制指令230输出到聚结剂喷射设备122以及滑架112，以使聚结剂喷射设备122将聚结剂施加在预定位置处。
如图4C所示，聚结剂喷射设备122可以跨越整个构造材料104来进行扫描，并且可以将聚结剂410选择性地沉积到构造材料104的选定部分上。例如，处理器202可以对聚结剂喷射设备122进行控制，以将聚结剂410沉积在构造材料104的与辅助材料404相邻的所有部分上。另外，处理器202可以对聚结剂喷射设备122进行控制，用以大体上防止聚结剂410被沉积在辅助材料404上。
根据示例，聚结剂是液体材料，并且聚结剂喷射设备122是打印头，例如热喷墨打印头或压电喷墨打印头。在任何方面，聚结剂喷射设备122可以包括聚结剂供给或者可以连接到单独的聚结剂供给。
通常而言，聚结剂410将完全或部分地渗透到构造材料104中，并且当足够的能量被施加到聚结剂410和构造材料104上时，会使得构造材料104的与聚结剂410相接触的部分固化。例如，聚结剂410可以是电磁辐射吸收剂，当例如以发射到聚结剂410上的电磁辐射的形式被施加有足够的能量时，其会被加热并且使得构造材料104(可以为粉末形式)达到其熔点并且熔合在一起，并且构造材料104被随后冷却。在一方面，通过选择性地施加聚结剂410，可以选择性地使构造材料104的部分固化，以使构造材料104获得所期望的形状。
在块306，处理器202还可以实现聚结剂喷射设备控制模块216，以控制聚结剂喷射设备122将聚结剂施加到所施加的辅助材料上。类似于构造材料104，当施加有足够的能量时，聚结剂可以被加热，并使得辅助材料达到其熔点并且熔合在一起，并且辅助材料被随后冷却。
根据非限制性示例，适当的聚结剂可以是具有炭黑的油墨型制剂，诸如，举例而言，可以从惠普公司(Hewlett-Packard Company)获得的在商业上被称为为CM991A的油墨制剂。在示例中，这种油墨可以另外包括红外光吸收剂。在另一示例中，这种油墨可以另外包括近红外光吸收剂。在又一示例中，这种油墨可以另外包括可见光吸收剂。具有可见光的电磁辐射增强剂的油墨的示例是基于染料的彩色油墨和基于颜料的彩色油墨。
在块308，可以向所分布的构造材料104和所沉积的聚结剂施加能量，以使在其上聚结剂已被递送或已经渗透的构造材料104的部分被加热到构造材料104的熔点之上并聚结。此外，可以将能量施加到辅助材料和聚结剂上，以使得在其上聚结剂已被递送或已经渗透的辅助材料的部分被加热到辅助材料的熔点之上并聚结。在冷却后，已聚结的构造材料104的部分和辅助材料的部分会变成固体，并且形成正在生成的三维物体的部分。处理器202可以实现能量源控制模块220以生成指令，用以对能量源126的操作进行控制。此外，处理器202可以将控制指令230输出到能量源126，以使能量源126将能量施加到所分布的构造材料104和所沉积的聚结剂上。当能量源126将能量施加到所分布的构造材料104和所沉积的聚结剂上时，能量源126还可以将能量施加到所施加的辅助材料上。在这方面，能量源126还可以使所施加的辅助材料的颗粒(其可以是基于粉末的金属材料)熔化，并且在冷却时熔合在一起。这种熔合的结果可以是所施加的辅助材料的导电性可以被增强，从而使得所施加的辅助材料能够被实现为导电迹线。
根据示例，能量源126是红外线(IR)或近红外线光源。在其他示例中，能量源126发射出波长约800纳米至10微米的光。能量源126可以是用于将能量均匀地施加到所沉积的构造材料上的单一能量源。在其他示例中，能量源126可以包括能量源阵列。在一些示例中，能量源126以大致均匀的方式将能量施加到构造材料104的层的整个表面上。在这些示例中，能量源126可以被认为是未聚焦的能量源，并且构造材料104的整个层可以具有被同时施加于其上的能量，这可以有助于提高生成三维物体的速度。
在其他示例中，能量源126以大致均匀的方式将能量施加到构造材料104的层的整个表面的一部分上。例如，能量源126可以将能量施加到构造材料104的层的一条带上。在这些示例中，能量源126可以被移动或者扫描跨越整个构造材料的层，使得大致相等量的能量最终被施加到构造材料的层的整个表面上。
在另一示例中，举例而言如图1所示，能量源126被安装在可移动的滑架112上。在该示例中，能量源126可以直接跟随于将聚结剂施加到构造材料104和辅助材料404的部分上之后，将能量施加到构造材料104的层和辅助材料404的那些部分上。在其他示例中，能量源126被安装在单独的滑架(未示出)上，与构造材料分配器106一起移动，或者以其他方式与可移动的滑架112分别地移动。
在又一其他示例中，当能量源126移动而跨越整个构造材料104的层时，能量源126可以例如根据预定的能量施加操作施加可变量的能量。举例而言，处理器202可以控制能量源126仅将能量施加到聚结剂已被施加在其上的构造材料104的部分上。在另一示例中，处理器202可以控制能量源126还将能量施加到所沉积的辅助材料上。
在另外的示例中，能量源126可以是诸如激光束等聚焦能量源。在该示例中，激光束可以被控制以对构造材料104的层的整体或一部分进行扫描。另外，激光束可以被控制以根据预定图案来扫描整个构造材料104的层。例如，可以控制激光束以将能量施加到构造材料104的层的在其上聚结剂已被递送的那些部分上。另外，处理器202可以控制能量源126以将能量施加到所沉积的辅助材料上。
根据另一示例，装置100可以包括第二能量源(未示出)。在该示例中，控制器130可以控制第二能量源以将能量施加到辅助材料上。因此，在辅助材料具有与构造材料十分不同的熔点使得能量源126无法施加足够的能量来熔化辅助材料的示例中，第二能量源可以被用于将更高水平的能量施加到辅助材料上，以使辅助材料熔化。或者，第二能量源可以施加与能量源126相同或更少量的能量。在任何方面，第二能量源可以被设置在滑架112上，或者可以与滑架112分离地移动。
如图4C所示，能量源126可以将能量420施加到构造材料104和辅助材料404上。例如，处理器202可以控制能量源126在通过聚结剂喷射设备122施加聚结剂410之后施加能量420。根据示例，处理器202可以控制滑架112扫描整个构造材料104。当滑架112被扫描时，处理器202可以控制聚结剂喷射设备122以将聚结剂410选择性地沉积到构造材料104上。另外，处理器202可以控制能量源126将能量420施加到构造材料104的已经接收到聚结剂410的部分上。处理器202还可以控制能量源126在将聚结剂410施加到辅助材料404之后将能量420施加到辅助材料404上。此外，能量被施加的时间长度或者能量的曝光时间可以取决于例如以下任意一项：能量源的特性、构造材料的特性、聚结剂的特性等。
根据图4C所示的示例，处理器202可以控制聚结剂喷射设备122以将聚结剂410沉积在所有被暴露的构造材料104上。如此，在将能量420施加到三维物体400的各个部分之后，如图4D所示，构造材料104的层的大部分或全部可能已经聚结并固化。此外，将能量420施加到辅助材料404上的聚结剂上可以致使辅助材料404的颗粒熔化并熔合在一起以形成三维物体400的一部分，诸如导电迹线。因此，在一个示例中，三维物体400可以包括嵌入在塑料结构中的导电迹线。虽然并未示出，但是构造材料104的在其上未被施加有聚结剂410的部分可能尚未固化。构造材料104的尚未固化的那些部分可以与固化的部分分离，并且可以被重复使用或丢弃。
虽然未示出，但是方法300可以重复执行任何适当的次数，以构造辅助材料404和构造材料104的层。在方法300的迭代期间，构造区域平台102可以被降低和/或滑架112可以被升高，从而可以制造三维物体400的新层。构造区域平台102和/或滑架112可以通过致动器(未示出)的操作而移动，处理器202可以对致动器进行控制。
现在转到图6，方法600包括许多与上面针对图3中的方法300所描述的特征相同的特征。因此，将不再针对方法600描述这些相同的特征。例如，方法600包括块302-306。
在块306之后，在图6中，在块602，聚结改性剂可以被选择性地沉积在构造材料104的层上。处理器202可以实现聚结改性剂喷射设备控制模块218以生成指令，该指令与如何对聚结改性剂喷射设备124进行操作以如所生成的切片中所指示的那样施加聚结改性剂有关。例如，所生成的切片可以包含对处于所施加的构造材料104的层上的位置进行识别的信息，聚结改性剂将被选择性地沉积在该位置处。此外，处理器202可以将控制指令230输出到聚结改性剂喷射设备124和滑架112，以使聚结改性剂喷射设备124将聚结改性剂施加在预定位置处。
根据示例，聚结改性剂喷射设备124可以跨越整个构造材料104来进行扫描，并且可以将聚结改性剂选择性地沉积到构造材料104的选定部分上。例如，处理器202可以控制聚结改性剂喷射设备124，以将聚结改性剂沉积在构造材料104的与辅助材料相邻的所有部分上。此外，处理器202可以控制聚结改性剂喷射设备124，以大体上防止聚结改性剂被沉积在辅助材料上。作为特定示例，处理器202可以控制聚结改性剂喷射设备124，以将聚结改性剂施加在先前所沉积的聚结剂的部分或全部上。
根据示例，聚结改性剂是液体材料，并且聚结改性剂喷射设备124是打印头，例如热喷墨打印头或压电喷墨打印头。在任何方面，聚结改性剂喷射设备124可以包括聚结改性剂供给，或者可以连接到单独的聚结改性剂供给。
通常而言，聚结改性剂将渗透到构造材料104中并发挥作用以改变聚结剂的效果。例如，聚结改性剂可以提供在聚结剂上不同的物理和/或化学效果。举例而言，并且不受任何理论的约束，在一个示例中，聚结改性剂可以发挥作用以在构造材料的各个颗粒之间产生机械分离，例如，用以防止这些颗粒结合在一起，并因此防止它们固化而形成所生成的三维物体的一部分。示例性聚结改性剂可以是包括固形物的液体。这样的试剂可以是例如胶体油墨、基于染料的油墨、或基于聚合物的油墨。
聚结改性剂在被递送到构造材料的层上之后，例如在任何载体液体蒸发之后，可以导致固形物薄层覆盖或部分覆盖构造材料的一部分，并且因此可以用作本文所描述的聚结改性剂。根据示例，聚结改性剂可以包括固形物颗粒，其平均尺寸小于被递送至其上的构造材料的颗粒的平均尺寸。此外，聚结改性剂的分子质量及其表面张力可以使得该分子质量致使聚结改性剂能够充分地渗透到构造材料中。在一个示例中，聚结改性剂可以具有高溶解度，使得聚结改性剂的每一滴包括高百分比的固形物。
在一个示例中，盐性溶液可以被用作聚结改性剂。在另一示例中，可以使用在商业上被称为CM996A油墨并且可以从惠普公司获得的油墨来作为聚结改性剂。在又一示例中，可以使用商业上被称为CN673A油墨并且可以从惠普公司获得的油墨来作为聚结改性剂。
在另一示例中，并且不受任何理论的约束，聚结改性剂可以通过防止构造材料达到高于构造材料的熔点的温度来发挥作用以改变聚结剂的效果。例如，聚结改性剂可以是在构造材料104上表现出适当冷却效果的流体。例如，当将这种试剂被递送到构造材料时，施加到构造材料上的能量可以被聚结改性剂吸收，导致聚结改性剂的蒸发，这可以有助于防止在其上聚结改性剂已被递送或已经渗透的构造材料达到该构造材料的熔点。
在一个示例中，聚结改性剂可以具有高百分比的溶剂，该溶剂具有大的蒸发热和比构造材料的熔点低的沸点和/或高比热容。其聚结度可以被增加的聚结改性剂的示例可以包括例如适当的增塑剂。其聚结度可以被增加的聚结改性剂的另一示例可以包括例如表面张力调节剂，以增加构造材料的颗粒的可湿性。
在另一示例中，在块602，聚结改性剂可以被选择性地沉积在所施加的辅助材料上。在该示例中，聚结改性剂可以包括用于提高辅助材料的颗粒之间的导电性的颗粒。例如，聚结改性剂可以包括在尺寸上比辅助材料的颗粒相对更小的金属颗粒，并且可以被放置于辅助材料颗粒之间。此外，聚结改性剂可以与被选择性沉积在构造材料上的聚结改性剂相同或者可以不同。
在其上聚结剂和聚结改性剂已被递送或已经渗透的构造材料104和/或辅助材料的部分可以承受改性后的聚结度。改性程度可以取决于例如以下中的任何一种或多种：在构造材料和/或辅助材料的任何部分处的聚结剂和聚结改性剂的比例；其中聚结剂被递送到构造材料和/或辅助材料的图案；其中聚结改性剂被递送到构造材料和/或辅助材料的图案；聚结剂的化学性质；聚结改性剂的化学性质；构造材料和/或辅助材料的化学性质；构造材料和/或辅助材料与试剂之间的化学相互作用；以及在施加能量时构造材料和/或辅助材料与试剂之间的相互作用。
在本文中，聚结剂和聚结改性剂的选择性递送可以被定义为是指聚结剂和聚结改性剂可以以各自独立的图案被递送到构造材料和/或辅助材料的表面层的选定部分上。该图案可以通过从欲创建的三维物体的模型中导出的数据来定义。在一些示例中，可以根据第一图案将聚结剂选择性地递送到构造材料104的一部分，并且可以根据第二图案将聚结改性剂选择性地递送到构造材料104的一部分。在一方面，所生成的三维物体的一部分的物体特性可以被可控地改变，其取决于其中聚结剂和聚结改性剂被递送到构造材料104的图案。
返回参考图6，在块604，可以将能量施加到所分布的构造材料104、所沉积的聚结剂、所沉积的聚结改性剂、以及辅助材料上。处理器202可以实现能量源控制模块220以生成指令，用以对能量源126的操作进行控制。此外，处理器202可将控制指令230输出到能量源126，以使能量源126将能量施加到所分布的构造材料104、所沉积的聚结剂、所沉积的聚结改性剂、以及辅助材料上。当能量源126将能量施加到所分布的构造材料104、所沉积的聚结剂、和所沉积的聚结改性剂上时，能量源126还可以将能量施加到所施加的辅助材料上。在这方面，能量源126还可以使所施加的辅助材料的颗粒(其可以是基于粉末的导电材料)熔化并熔合在一起。这种熔合的结果可以是所施加的辅助材料的导电性可以被增强，从而使得所施加的辅助材料能够被实现为导电迹线。
尽管已经针对方法600具体参考了聚结剂在聚结改性剂之前被沉积，但是应当理解，聚结改性剂可以在聚结剂之前被沉积，而不脱离本公开的范围。
类似于以上针对方法300的讨论，方法600可以重复执行任何适当的次数，以构造辅助材料和构造材料104的层。在方法600的迭代期间，构造区域平台102可以被降低和/或滑架112可以被升高，从而可以制造三维物体的新层。
方法300和600中阐述的操作中的一些或全部可以作为实用程序、程序或子程序被包含在任何所期望的计算机可访问介质中。另外，方法300和600可以通过计算机程序来实现，该计算机程序可以以主动和被动的各种形式存在。例如，它们可以作为机器可读指令存在，包括源代码、目标代码、可执行代码或其他格式。上述中的任何一个都可以在非暂时性计算机可读存储介质上实现。
非暂时性计算机可读存储介质的示例包括计算机系统的RAM、ROM、EPROM、EEPROM、以及磁盘或光盘或磁带。因此，应当理解，能够执行上述功能的任何电子设备都可以执行上面所列举的那些功能。
现在转到图7，其示出了根据示例的计算设备700的示意性表示，计算设备700可被用于执行图1和图2中所描绘的控制器130的各种功能。计算设备700可以包括处理器702、显示器704(诸如监视器等)、网络接口708、(诸如局域网LAN、无线802.11x LAN、3G移动WAN或WiMax WAN等)、以及计算机可读介质710。这些部件中的每一个部件可以被可操作地联接到总线712。例如，总线712可以是EISA、PCI、USB、FireWire、NuBus或PDS。
计算机可读介质710可以是参与向处理器702提供指令以供执行的任何适当的介质。例如，计算机可读介质710可以是非易失性介质(诸如光盘或磁盘等)、易失性介质(诸如存储器等)。计算机可读介质710还可以存储用于对机器可读指令714进行处理的表，其可以执行方法300和/或600，并且可以包括图2中所描绘的控制装置200的模块210-224。在这方面上，机器可读指令714可以包括数据访问模块210、辅助材料喷射设备控制模块212、构造材料分配器控制模块214、聚结剂喷射设备控制模块216、聚结改性剂喷射设备控制模块218、能量源控制模块220、滑架控制模块222、以及构造区域平台控制模块224。
尽管以特定的方式对本公开的全部内容中进行了描述，但是本公开的代表性示例在广泛的应用范围上具有实用性，并且上述讨论并不旨在且不应被解释为限制性的，而是被提供以作为本公开的各方面的说明性讨论。
这里已经描述和示出的是本公开的示例以及一些变型。本文所使用的术语、描述和附图仅以示例的方式来阐述，而并不意味着限制。在本公开的范围内的许多变化是可行的，其旨在由所附权利要求及其等同物来限定，其中所有术语旨在表达其最广泛的合理意义，除非另有说明。

Claims (15)

1.一种用于生成三维物体的装置，所述装置包括：
构造区域平台；
构造材料分配器；
辅助材料喷射设备；
聚结剂喷射设备；以及
控制器，用于：
控制所述辅助材料喷射设备以预定图案将辅助材料喷射到所述构造区域平台上；
控制所述构造材料分配器以将构造材料的层分布到所述构造区域平台上并且在所喷射的辅助材料周围；
控制所述聚结剂喷射设备以将聚结剂喷射到所述构造材料的层上；以及
控制能量源以将能量施加到所喷射的聚结剂上，以使得与所喷射的聚结剂接触的所述构造材料聚结并固化，
其中所述辅助材料具有比所述构造材料的熔点大20℃的熔点。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述辅助材料包括导电材料。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述导电材料由导电粉末形成，其中所述控制器进一步控制所述聚结剂喷射设备以将所述聚结剂喷射到所述辅助材料上，并控制所述能量源以将能量施加到所述辅助材料和所述聚结剂上从而将所述导电粉末的颗粒熔化并熔合在一起。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器在控制所述辅助材料喷射设备喷射所述辅助材料之前进一步用以：
控制所述构造材料分配器以在所述构造区域平台上形成所述构造材料的层；
控制所述聚结剂喷射设备以将所述聚结剂喷射到所述构造材料的层上；以及
控制所述能量源以将能量施加到所喷射的聚结剂和所述构造材料的层上，以使得与所喷射的聚结剂接触的所述构造材料聚结并固化，并且
其中所述控制器控制所述辅助材料喷射设备以将所述辅助材料喷射到所述构造材料的固化部分上。
5.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：
可移动滑架，相对于所述构造区域平台可移动，其中所述聚结剂喷射设备被安装在所述可移动滑架上。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述控制器控制所述聚结剂喷射设备以将聚结剂喷射到所喷射的辅助材料上，并且其中所述能量源被安装在所述可移动滑架上，并且所述能量源还将能量施加到所喷射的辅助材料和在所喷射的辅助材料上的所述聚结剂上，以使所喷射的辅助材料中的颗粒熔化并熔合在一起。
7.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：
聚结改性剂喷射设备，并且
其中所述控制器进一步控制所述聚结改性剂喷射设备以将所述聚结改性剂选择性地喷射到所述构造材料的选定区域上。
8.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：
致动器，使所述构造区域平台和所述辅助材料喷射设备中的一个相对于所述构造区域平台和所述辅助材料喷射设备中的另一个移动，使得所述构造区域平台和所述辅助材料喷射设备之间的间隔被改变，从而能够形成所述三维物体的多个层。
9.一种用于生成三维物体的方法，所述方法包括：
以预定布置来将辅助材料施加到构造区域平台上；
将构造材料的层分布到所述构造区域平台上并且在所施加的辅助材料周围；
将聚结剂选择性沉积在所述构造材料的层上；以及
将能量施加到所分布的构造材料和所沉积的聚结剂上，以使得被定位成与所沉积的聚结剂接触的所分布的构造材料聚结并固化，
其中所述辅助材料具有比所述构造材料的熔点大20℃的熔点。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述构造材料包括塑料粉末，并且所述辅助材料包括导电粉末，并且其中施加所述能量进一步包括：将所述能量施加在所述辅助材料上，以使所述导电粉末熔化并熔合在一起。
11.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：
将所述聚结剂沉积在所施加的辅助材料上；以及
将能量施加到所沉积的聚结剂和所施加的辅助材料上，以使所施加的辅助材料中的颗粒熔合在一起。
12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括在以所述预定布置来将所述辅助材料施加到所述构造区域平台上之前：
形成所述构造材料的初始层；
将所述聚结剂沉积在所述构造材料的初始层上；以及
将能量施加到所述聚结剂和所述构造材料的初始层上，以使得与所述聚结剂接触的所述构造材料聚结并固化，并且
其中施加所述辅助材进一步包括：将所述辅助材料施加到所述构造材料的熔合部分上。
13.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
将聚结改性剂选择性地沉积在所述构造材料的层上。
14.一种用于生成三维物体的装置，所述装置包括：
构造区域平台；
构造材料分配器；
导电材料喷射设备；
聚结剂喷射设备；
能量源；以及
控制器，用于：
控制所述导电材料喷射设备以预定图案将导电材料喷射在所述构造区域平台上；
控制所述构造材料分配器以将构造材料的层分布到所述构造区域平台上并且在所喷射的导电材料周围；
控制所述聚结剂喷射设备以将聚结剂喷射到所述构造材料的层和所喷射的导电材料上；以及
控制所述能量源以将能量施加在所述导电材料上以使所喷射的导电材料熔化并熔合成导电迹线图案，并且施加在与所喷射的聚结剂接触的所喷射的构造材料上以聚结并固化，
其中所述导电材料具有比所述构造材料的熔点大20℃的熔点。
15.根据权利要求14所述的装置，进一步包括：
聚结改性剂喷射设备；并且
其中所述控制器进一步控制所述聚结改性剂喷射设备以将所述聚结改性剂选择性地喷射在所述构造材料的选定区域上。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180043618A1 (en) * 2015-03-02 2018-02-15 The Board Of Regents, The University Of Texas System Embedding apparatus and method utilizing additive manufacturing
JP6494769B2 (ja) * 2015-04-30 2019-04-03 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ． ３次元（３ｄ）印刷
US20190010348A1 (en) 2016-04-15 2019-01-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Pretreat compositions
WO2017196353A1 (en) 2016-05-12 2017-11-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Three dimensional (3d) printing
CN109070461B (zh) 2016-05-12 2021-06-18 惠普发展公司，有限责任合伙企业 使用多次通过液体递送的三维部件控制
WO2018017096A1 (en) * 2016-07-21 2018-01-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Additively formed 3d object with conductive channel
WO2018015554A1 (en) * 2016-07-22 2018-01-25 Dsm Ip Assets B.V. Methods and compositions for forming three-dimensional objects by additive fabrication
WO2018022024A1 (en) 2016-07-26 2018-02-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Three-dimensional (3d) printing
WO2018022034A1 (en) * 2016-07-27 2018-02-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Forming three-dimensional (3d) electronic parts
JP6866602B2 (ja) * 2016-10-03 2021-04-28 コニカミノルタ株式会社 粉末材料、立体造形物の製造方法
CN109562564B (zh) * 2016-10-19 2021-07-23 惠普发展公司，有限责任合伙企业 增材制造
JP6907657B2 (ja) * 2017-03-31 2021-07-21 セイコーエプソン株式会社 三次元造形物の製造方法
EP3544788A4 (en) 2017-04-18 2020-07-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. INCREASED ELECTRICAL CONDUCTIVITY AT SELECTED LOCATIONS OF A 3D OBJECT
EP3558641A4 (en) * 2017-04-20 2020-09-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. PREHEATING THREE-DIMENSIONAL (3D) PRINTER CONSTRUCTION MATERIAL
US20210206057A1 (en) * 2017-07-28 2021-07-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Three-dimensional printer with movement device
CN111356738B (zh) 2017-11-30 2022-07-26 惠普发展公司，有限责任合伙企业 用于三维打印的抗聚结剂
WO2019152022A1 (en) * 2018-01-31 2019-08-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Additive manufacturing object conductivity
US11911825B2 (en) 2018-03-13 2024-02-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fusing electronic components into three-dimensional objects via additive manufacturing processes
KR102246423B1 (ko) * 2018-12-06 2021-04-30 한국생산기술연구원 3차원 프린팅을 이용한 복합소재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 물품
GB2579639A (en) 2018-12-07 2020-07-01 Xaar 3D Ltd Sled configurations and methods of operation for the manufacture of three-dimensional objects
CN111907056B (zh) * 2020-07-28 2022-07-08 珠海赛纳三维科技有限公司 三维物体打印方法、打印设备及非暂时性机器可读存储介质
CN113459509B (zh) * 2021-06-02 2022-08-12 华南理工大学 一种多成型方式耦合的增材制造设备及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1950192A (zh) * 2004-03-16 2007-04-18 德古萨公司 用激光技术制造三维物件的方法和装置和用喷墨法施加吸收剂

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002307562A (ja) * 2001-02-07 2002-10-23 Minolta Co Ltd 三次元造形装置、および三次元造形方法
US6896839B2 (en) 2001-02-07 2005-05-24 Minolta Co., Ltd. Three-dimensional molding apparatus and three-dimensional molding method
US20020149137A1 (en) 2001-04-12 2002-10-17 Bor Zeng Jang Layer manufacturing method and apparatus using full-area curing
US7435072B2 (en) * 2003-06-02 2008-10-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Methods and systems for producing an object through solid freeform fabrication
JP2005136007A (ja) 2003-10-28 2005-05-26 Kyocera Corp 複合シート、並びに積層部品の製造方法
DE102004020452A1 (de) 2004-04-27 2005-12-01 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten mittels elektromagnetischer Strahlung und Auftragen eines Absorbers per Inkjet-Verfahren
EP2001656B1 (en) * 2006-04-06 2014-10-15 3D Systems Incorporated KiT FOR THE PRODUCTION OF THREE-DIMENSIONAL OBJECTS BY USE OF ELECTROMAGNETIC RADIATION
US8070473B2 (en) 2008-01-08 2011-12-06 Stratasys, Inc. System for building three-dimensional objects containing embedded inserts, and method of use thereof
DE102009051552A1 (de) 2009-10-31 2011-05-05 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils
US8920697B2 (en) 2010-09-17 2014-12-30 Stratasys, Inc. Method for building three-dimensional objects in extrusion-based additive manufacturing systems using core-shell consumable filaments
JP5724317B2 (ja) * 2010-11-18 2015-05-27 ソニー株式会社 ３次元造形装置
DE102011085154A1 (de) 2011-10-25 2013-04-25 Evonik Industries Ag Vorrichtung zur Vermeidung von Ablagerungen an optischen Komponenten im Laser-Sintern
US9373923B2 (en) 2011-11-22 2016-06-21 Savannah River Nuclear Solutions, Llc Rapid prototype extruded conductive pathways
US10518490B2 (en) * 2013-03-14 2019-12-31 Board Of Regents, The University Of Texas System Methods and systems for embedding filaments in 3D structures, structural components, and structural electronic, electromagnetic and electromechanical components/devices
US20150077215A1 (en) 2012-04-26 2015-03-19 Northeastern University Device and Method to Additively Fabricate Structures Containing Embedded Electronics or Sensors
US9421716B2 (en) 2012-08-08 2016-08-23 Makerbot Industries, Llc Photo booth for three-dimensional images
JP2015128884A (ja) 2014-01-09 2015-07-16 セイコーエプソン株式会社 三次元造形物の製造方法および三次元造形物

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1950192A (zh) * 2004-03-16 2007-04-18 德古萨公司 用激光技术制造三维物件的方法和装置和用喷墨法施加吸收剂

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