CN107438510A - 制造3d物体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制造三维物体的方法，该物体的外表面包含至少一个通过首先在平面基板(5)上借助增材制造法（逐层构建成型法）制造二维形式的表面部分而生成的表面部分，所述方法包含下列步骤：I)借助逐层构建成型法将至少一种在每种情况下具有<250 MPa的在固化态下的根据DIN 53504（截止：2015.04.18）的弹性模量的可固化聚合物或可固化反应树脂以可流动形式作为材料带施加到平面基板(5)上以制造第一层(6)；II)借助与步骤I)中相同或不同的逐层构建成型法将第二层(7)施加到第一层(6)上；III)任选根据步骤II)施加1至48个附加层，其中在每种情况下将新层施加到各自的前一层上；IV)固化所述层；V)从所述平面基板(5)上剥离所述固化的表面部分；VI)将所述固化的表面部分成型为三维物体；和VII)固定所述三维物体。

Description

制造3D物体的方法
本发明特别涉及制造三维物体的方法，其中将通过传统快速原型法（增材制造）制成的扁平塑料部件随后成型为三维物体。这种扁平塑料部件可用于例如制造鞋用材料或服装材料。
逐层构建的部件及其制造方法被称作增材制造或生成制造法（也称作快速原型、快速制造、快速模具制模、增材制造）。此类方法的实例是如例如WO 00/26026、DE 10 2004014 806、DE 102007009277、WO/2014/015037、WO 2014/100462或EP 293 00 09中描述的选择性激光烧结或三维印刷。
用于制造三维部件的另一些生成方法和装置是例如EP 0429 196 A2、DE 92 18423 U1、DE 195 15 165 C2或DE 101 27 383中已知的。
由3D打印机定制鞋垫是已知的并且已例如由Sols（http://www.sols.com）和RSPrint（http://www.rsprint.be）商业供应。
WO 2014/100462描述了借助3D打印制个性化定制鞋底的方法。
使用3D打印机制造整个鞋子的理念也已存在。但是，迄今始终尝试打印整个鞋子（参见例如http://3dshoes.com/、http://continuumfashion.com/shoes.php或http://recreus.com/en/15free-3d-models（截止2015.04.08））。
WO/2014/015037描述了3D打印物体，特别是整个鞋子的方法，其要求3D打印鞋底和3D打印鞋面。由此直接作为成品3D打印品而制造鞋面。但是，这种方法是费时的并且需要高温以通过WO/2014/015037中描述的方法制造物体的多个层。
本发明的一个目的是至少部分克服现有技术的缺点。
本发明的另一目的是提供用于制造三维物体，例如具有大表面积和小厚度的物体，如鞋面、支承紧身衣（Stützkorsett）或护具（例如护肩、上臂护具、护膝）的新型、更快速和简化的方法。
详述
本发明基于下述发现，可借助拓扑法将许多具有大表面积和小外壁厚度的部件通过数学方式转化成连续扁平的“二维”形式。可以通过使在每种情况下具有个性化定制的结构的二维形式成型而以简单方式制造三维物体的拓扑结构。
第一方面涉及制造三维物体的本发明方法，该物体的外表面包含至少一个通过首先在平面基板上借助增材制造法（逐层构建成型法）制造二维形式的表面部分而生成的表面部分，所述方法包含下列步骤：
I) 借助逐层构建成型法将至少一种在每种情况下具有< 250 MPa的在固化态下的弹性模量（E模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂以可流动形式作为材料带（Materialbahn）施加到平面基板上以制造第一层；
II) 借助与步骤I)中相同的逐层构建成型法将第二层施加到第一层上；
III) 任选根据步骤II)施加1至48个附加层，其中在每种情况下将新层施加到各自的前一层上；
IV) 固化所述层；
V) 从所述平面基板上剥离所述固化的表面部分；
VI) 将所述固化的表面部分成型为三维物体；和
VII) 固定所述三维物体。
第二方面涉及制造三维物体的本发明方法，该物体的外表面包含至少一个通过首先在平面基板上借助增材制造法（逐层构建成型法）制造二维形式的表面部分而生成的表面部分，所述方法包含下列步骤：
i) 借助逐层构建成型法将至少一种在每种情况下具有< 250 MPa的在固化态下的弹性模量（E模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂以可流动形式作为材料带施加到平面基板上以制造层，其中所述层构成具有或没有开口的连续表面（例如蜂窝状）；
ii) 固化所述层；
iii) 从所述平面基板上剥离所述固化的表面部分；
iv) 将所述固化的表面部分成型为三维物体；和
v) 固定所述三维物体。
第一方面的一个优选实施方案涉及方法，其中以不同厚度在横向或第一层的材料带的施加取向上沉积（abgelegt）多个独立材料带。
这两个方面的一个优选实施方案涉及方法，其中所述逐层构建成型法是熔丝制造（FFF）、喷墨印刷或光聚合物喷射。
这两个方面和它们的优选实施方案的另一个优选实施方案涉及方法，其中在所有层中使用相同的可固化聚合物或可固化反应树脂。
第一方面及其优选实施方案的另一个优选实施方案涉及方法，其中至少一个层包含不同的可固化聚合物或可固化反应树脂。
这两个方面和它们的优选实施方案的另一个优选实施方案涉及方法，其中用于施加层的至少一种可固化聚合物或可固化反应树脂以可流动且可固化物质混合物的形式使用。
这两个方面和它们的优选实施方案的另一个优选实施方案涉及方法，其中用于施加层的至少一种可固化聚合物或可固化反应树脂以至少两种不同的可流动且可固化物质混合物的形式使用。
另一个优选的实施方案涉及方法，其中用于施加层的至少一种可固化聚合物或可固化反应树脂以可流动且可固化物质混合物的形式使用，或其中用于施加层的至少一种可固化聚合物或可固化反应树脂以至少两种不同的可流动且可固化物质混合物的形式使用，其中所述物质混合物包含至少一种选自增强纤维或增强颗粒的填料，该增强纤维选自聚酰胺纤维、玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维，该增强颗粒选自无机或陶瓷纳米粉末、金属粉末或塑料粉末或炭黑和有机和无机颜料。
这两个方面和它们的优选实施方案的另一个优选实施方案涉及方法，其中用于制造至少一个层的可流动且可固化物质混合物中的聚合物选自硅酮、PVC和EVA、PE、PU和TPE。优选的TPE是TPU或TPV。
第一方面或其其它优选的实施方案之一的另一个优选的实施方案涉及方法，其中在将新层的材料带施加到该层上时，层的材料带仅部分硬化，且最终硬化仅与沉积在其上的（一个或多个）材料带的硬化一起才发生。
这两个方面和它们的优选实施方案的另一个优选实施方案涉及方法，其中通过热塑性塑料的冷却、通过冷或热聚合、加聚、缩聚、加成或缩合或通过电磁辐射或热引发的聚合而进行固化。
这两个方面和它们的优选实施方案的另一个优选实施方案涉及方法，其中通过紧邻喷射喷嘴下游（nachgeführt）的UV或IR光源进行固化。
这两个方面和它们的优选实施方案的另一个优选实施方案涉及方法，其中通过弯曲所述二维表面部分、折叠所述二维表面部分、通过将所述二维表面部分铺在凸出物（鞋楦）上成型、在二维表面部分中存在至少一种可热成型聚合物的情况下热成型而进行成型。
这两个方面和它们的优选实施方案的另一个优选实施方案涉及方法，其中通过将本发明三维物体的至少一个局部表面与本发明三维物体的至少一个其它局部表面和/或与另一物体的至少一个局部表面焊接、胶粘、夹紧、装订、钉合、铆接、缝合、别住（Stecken）、搭扣（Kletten）、卡扣装接（或其组合）而进行固定。
这两个方面，特别优选第一方面和它们的优选实施方案的另一个优选实施方案涉及方法，其中所述三维物体是鞋面。
第三方面涉及制造三维物体的本发明方法，该物体的外表面包含至少一个通过首先在平面基板上借助增材制造法（逐层构建成型法）制造二维形式的表面部分而生成的表面部分，所述方法包含下列步骤：
I. 借助逐层构建成型法将至少一种在每种情况下具有< 250 MPa的在固化态下的弹性模量（E模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂以可流动形式作为材料带施加到平面基板上以制造第一层；
II. 将第二层施加到第一层上；
III. 任选根据步骤II.施加1至48个附加层，其中在每种情况下将新层施加到各自的前一层上；
IV. 固化所述层；
V. 从所述平面基板上剥离所述固化的表面部分；
VI. 将所述固化的表面部分成型为三维物体；和
VII. 固定所述三维物体。
前两个方面的优选实施方案同样可适用于第三方面并同样为其形成优选实施方案。
除本发明的第一方面外，在本发明的第三方面的步骤II.中在第二层的施加中以及在步骤III.中在附加层的任选施加中可以使用不同施加方法。优选使用如对前两个方面描述的相同材料，如聚合物。优选借助喷墨印刷施加这些层的一部分，同时借助FFF法施加这些层的另一部分。特别优选地，首先借助FFF法将至少一个聚合物层施加到基板上，并借助喷墨印刷将至少一个附加聚合物层施加到所述至少一个层上。FFF法的一个优点是在表面部分的制造时非常快速的材料堆积（Ausbau）。喷墨印刷的一个优点是施加的材料的高分辨率，由此有可能制造非常光滑的表面。喷墨印刷的另一优点是更换许多不同材料和因此不同效果，如颜色、光泽或触觉的可能性。在层的施加中，不同的方法也可以交替。此外，优选借助手动施加的材料将至少一个层的至少一部分施加到前一层上。手动施加的材料可以例如借助刷子、刮刀或刮勺施加。丝网印刷法也可用于步骤II.或III.中的层或层部分的施加。施加方法的所有可能的变动有可能用于层部分或全部层。
优选将例如夹层（如织物或薄膜）形式的附加材料施加到步骤I.、II.或III.中施加的层之一上。该织物可以例如以无弯曲纤维织物（Gelege）形式或以纤维形式存在。此外，优选将至少一个附加元件集成到该表面部分中。所述至少一个附加元件的集成优选通过引入到步骤I.、II.或III.中形成的两个层之间进行。替代性地或附加地，所述至少一个附加元件可以以在多个层上延伸的形式在该表面部分的制造过程中或之后布置在其上。优选地，所述附加元件选自电子元件、装饰元件、吸收元件或这些元件中至少两种的组合。电子元件的实例是RFID标签、天线、压力-、加速-、温度-传感器或这些元件中至少两种的组合。装饰元件的实例是颜色印刷的织物、全息图、金属徽章或这些元件中至少两种的组合。吸收元件的实例是塑料泡沫，如聚氨酯-或橡胶泡沫或其它吸收液体的，即吸收性聚合物，如聚丙烯酸或聚丙烯酰胺。
优选地，下文关于前三个方面的方法所描述的孔隙或空隙被附加材料填充。该填充可以通过与对表面部分的制造所述的一种或多种相同的或一种或多种不同的方法实施。优选地，孔隙或空隙的填充借助与步骤I)、i)或I中选择的方法相同的方法实施。更优选地，孔隙或空隙的填充借助构建包围孔隙或空隙的层的相同方法和材料实施。
更优选地，可以在成型之前或之后施加附加材料的附加层。本领域技术人员认为适合此用途的所有材料都可考虑作为附加层的材料。该材料优选是聚合物，特别是可固化聚合物或可固化反应树脂。更优选地，它们是如对本发明的第一方面的第一层所描述的可固化聚合物或可固化反应树脂。
替代方法步骤VI)和VII)或iv)和v)或VI.和VII.的上述顺序，步骤VII)、v)或VII.中的固定可以在步骤VI)、v)或VI.中的成型之前实施。
第四方面涉及通过本发明的方法可获得的鞋面。
第五方面涉及通过本发明的方法和随后将所得鞋面固定到鞋底上而可获得的鞋子。
第六方面涉及本发明的方法，其中所述三维物体是支承紧身衣或用于肩膀、上臂、下臂、大腿、胫骨、躯干、手肘或膝盖的护具。
第七方面涉及通过本发明的方法可获得的护具。
第八方面涉及通过本发明的方法可获得的管状结构（Gebilde）。
不定术语“一”通常代表在“一个/种或多个/种”的意义上的“至少一个/种”。本领域技术人员会认识到，根据情况，不一定是指不定冠词，而是也指在“1”的意义上的定冠词“一”，或不定冠词“一”在一个实施方案中还包括定冠词“一”(1)。
本文所述的所有优选实施方案可以互相组合，只要它们不违反适用的科学规律。
3D打印法
术语“增材制造”是本领域技术人员已知的并且是用于由设计数据开始快速制造原型部件（Musterbauteil）的各种方法的涵盖性术语。
本文所用的术语“借助可流动/可流动且可固化物质混合物的逐层构建制造法”优选是指FFF，但也可以是指借助可流动且可固化物质混合物的各种其它已知3D打印法，例如光聚合物喷射（http://www.custompartnet.com/wu/jetted-photopolymer；截止2015.04.08）或喷墨印刷法（http://www.custompartnet.com/wu/ink-jet-printing；截止2015.04.08）。
本文所用的术语“熔丝制造”（FFF，有时也称作塑料喷墨印刷（PJP））是指来自增材制造领域的制造方法，借此由可熔塑料逐层构建工件。FFF方法的示意性布置显示在图1中。该塑料可以与或不与附加添加剂，如纤维一起使用。用于FDM的机器属于3D打印机的机器类别。这种方法基于通过加热将长丝状的塑料或蜡材料液化。当随后冷却时，该材料凝固。该材料通过使用可相对于制造平面自由移动的加热喷嘴挤出来施加。可以固定制造平面且喷嘴可自由移动，或固定喷嘴且基底平台（带有制造平面）可移动，或者两个元件，喷嘴和制造平面都可移动。基底和喷嘴可相对于彼此移动的速度优选为1至60 mm/s。根据应用情况，层厚度为0.025至1.25毫米，且来自喷嘴的材料射流的出口直径（喷嘴出口直径）通常为至少0.05毫米。在逐层模型制造中，各层由此接合成复杂部件。物体的构建通常通过在每种情况下在加工平面上逐行反复移动（形成层）和随后“以堆叠方式”向上推移加工（在第一层上形成至少一个附加层）来进行，以逐层形成形状。
在此优选配置喷嘴，以使材料量可连续或以滴形式排出。
在本发明的方法中，喷嘴优选在3D打印法中以相当于基于要施加的材料长丝的直径（喷嘴出口直径）计0.3倍至1倍，优选0.3倍至0.9倍，例如0.3倍至0.8倍、0.4倍至0.8倍或0.5倍至0.8倍的距离在平面基板上方移动（当施加第一层时）或在已施加的层上方移动。喷嘴与基底（该基底是平面基板或已施加的层）的距离和喷嘴出口直径之间的这种相关性确保将该材料以一定的接触压力（Andruck）压到基底上并由此在形成的表面部分的层之间产生更好的粘附。
本发明的方法中所用的物质混合物在喷嘴前不久或在喷嘴中加热到至少60℃（在该温度以上，可以例如使本领域技术人员已知的胶粘剂可流动）时变得可流动。其它物质，例如热塑性塑料（例如聚碳酸酯（PC））需要高达300℃的温度以变得可流动。本领域技术人员已知使已知热塑性聚合物可流动的温度范围。优选地，液化的物质混合物的加热温度（其也是来自喷嘴的物质混合物的出口温度（喷嘴出口温度）为100℃至300℃，更优选150℃至260℃。
液化的物质混合物在本发明的方法中经由喷嘴作为材料带施加到平面基板上以制造第一层，其由相互平行的各材料带构成、由相互接合的材料带构成以形成连续表面、或由通过材料带形成的蜂窝状或其它几何造型构成。在作为材料带离开喷嘴后，该物质混合物的粘度因此高，以使形成的带不会完全流走（zerlaufen）。本领域技术人员已知在如FFF、光聚合物喷射或喷墨印刷之类的方法中必须存在何种粘度/带直径（Bahndruchmesser）。
如其它地方已描述，该材料带优选以滴形式施加到基板或之前施加的层上。特别适用于施加该聚合物或反应树脂的方法是光聚合物喷射或喷墨印刷。
由于喷嘴与基底的距离和长丝直径（喷嘴出口直径）的比率，离开喷嘴的材料流的整平（和因此铺开）可导致通过材料带的施加而形成连续表面或被空闲表面相互隔开的材料带。如果第一层由没有在横向上相互接触的材料带构成并且如果在后续步骤中在第一层上施加第二层，则在这两个表面之间必定存在接触点（例如相交点）或接触面以确保这两个层粘附在一起。在这种情况下，在本发明的方法中第一层的表面由施加到第一层上的第二层界定。在第一层以相互平行的材料带的形式施加并在第一层上施加第二层的情况下，基于第一层的材料带的施加取向计，第二层的材料带的施加取向的角度值（施加方向的绝对值（Betrag））≠ 0°（由此可以通过这两个层形成孔隙），或第二层的材料带的施加取向与第一层的材料带的施加取向相同，但第二层的材料带错开基于第一层的相邻材料带的材料带中点之间的间距计大约一半的间距，优选一半的间距。第二层的各带由此必须至少如此宽，以使其接触位于其下方的第一层两个带的每一个。材料带的错位通过将两个层接合在一起而确保连续的接合（不形成孔隙）。
优选地，由两个层形成的孔隙具有形成孔隙的两个层的最大带厚度的0.3倍至1000倍的尺寸。在一个优选实施方案中，孔隙尺寸为形成孔隙的两个层的最大带厚度的0.3倍至5倍。
在一个优选实施方案中，在本发明的方法中选择例如在FFF法中喷嘴与基底（平面基板、夹层或之前印刷的层）的距离和在（新）层的形成中材料带彼此之间的距离，以在（新）层的形成过程中没有整面形成（Flächenbildung），而是该表面部分的所有层由平行的材料带构成。基于这两个层的第一层的施加取向计，形成层的材料带的施加取向角度在两个相继层的情况下≠ 0°。优选地，在至少两个相继层的情况下，施加取向角度为30°至150°，例如45°至135°或60°至120°或85°至95°或90°。本领域技术人员会认识到，第二层的材料带在第一层上的施加取向可变动最多± 5°，因为由于基底层的相互平行的材料带，用于第二层的基底的表面本来就局部不平整。
平面基板
用于增材制造法的平面基板是本领域技术人员已知的。可以借助传统或生成技术制造平面基板，例如可以铣切基板并提供保持尺寸和形状精确度和极好表面品质的优点。许多不同材料可用于铣切，例如Ureol、木材或铝。对于特定几何而言可能合适的是，以生成方式（generativ）制造模架，例如借助激光烧结。
平面基板用于在本发明的方法中制成的表面部分的表面成型。相应地，本发明的方法中的第一层可以直接施加到平面基板上，或可存在夹层如织物或薄膜，其将平面基板的平面形式转递到本发明方法的第一层上，将第一层施加到所述夹层上并且第一层的材料带与该夹层接合，以使所述夹层成为所述表面部分的一部分并因此也成为所述三维物体的一部分。
所述平面基板的表面优选由玻璃、碳、聚丙烯、不锈钢或被特氟隆、聚酰亚胺等涂覆的表面构成，或为其有针对性地配备起粘附作用的底漆层，其促进要印刷的物体与表面的粘附，由此将要印刷的所需物体的扭曲减至最低。该粘附层通常是低熔点化合物，其可任选地预溶解在合适的溶剂中。各种不同的增粘剂是本领域技术人员已知的。
“平面基板”在本发明的含义内是在加工平面中基本平面的基底，在其上在本发明的制造方法中施加表面部分的第一层。基本平面是指基底横跨具有三个轴X、Y和Z（Z随之=0）的笛卡尔坐标系的XY平面，并且在Z轴上没有或由于材料所致只有轻微的偏差（见例如图2）。在XY方向上界定的平面的Z方向偏差优选为最多3毫米，更优选最多1毫米，但该表面的Z方向偏差再更优选为最多第一层的最大施加层厚度的两倍（但最多3毫米，优选最多1毫米），该表面的Z方向偏差特别优选小于第一层的最大施加层厚度，其中平面基板在每种情况下在假想XY平面中的正交尺寸为Z平面中的最大偏差的至少5倍，优选10倍，更优选50倍，再更优选100倍。例如，在2毫米的高度差的情况下，圆形平面基板具有至少1厘米的直径、至少2厘米的直径、至少100厘米的直径或至少200厘米的直径；在正方形平面基板的情况下，形成基板的边各自具有至少1厘米、2厘米、100厘米或200厘米的长度。
平面基板的形状是不重要的，只要该基板具有充当表面部分的第一层的基底的平面并且在其所有X和Y取向上具有大于或等于根据本发明的二维表面部分的第一层的面积。该基板的形状可以是对称的，例如：圆形、矩形、正方形等，或不对称的。
在一个优选实施方案中，该平面基板是可加热的，以推迟由于第一层的温度所致的凝固所造成的材料过早固化。基板的加热温度优选为30℃至180℃，例如40℃至140℃或60℃至100℃。但是，平面基板的加热温度不应大于在本发明的方法中用于使可流动且可固化物质混合物变得可流动的喷嘴出口温度。优选地，该加热温度比喷嘴出口温度低至少10℃。
平面基板的加热优选至少进行如此之久，直至在表面部分的第一层的施加完成后在第一层上施加了至少第二层。
物质混合物
可固化聚合物或可固化反应性树脂在本发明的意义内可以独自使用或以“可流动且可固化物质混合物”的形式用于本发明的方法。术语“可流动且可固化物质混合物”是指包含至少一种可固化聚合物或至少一种可固化反应树脂和至少一种添加剂，例如纤维、UV固化剂、过氧化物、重氮化合物、硫、稳定剂、无机填料、增塑剂、阻燃剂和抗氧化剂的物质混合物。特别在反应树脂的情况下，可以预先混合或在基底上混合两种或更多种反应树脂的混合物。在后一情况下，可以例如由不同的喷嘴进行施加。该可流动且可固化物质混合物可具有不同性质，但必须在本发明方法的条件下是液体或粘性可挤出或液体可印刷的塑料物料。它们可以是热塑性塑料、硅酮、未硫化橡胶或是可固化反应树脂。
热塑性塑料可以是例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚酰胺（PA）、聚乳酸（PLA）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氨酯（PU）、聚苯乙烯（PS）、聚醚醚酮（PEEK）、聚氯乙烯（PVC）、赛璐珞和热塑性弹性体（TPE），如TPO（基于烯烃的热塑性弹性体，主要是PP/EPDM，例如Santoprene（AES/Monsanto））、TPV（基于烯烃的交联热塑性弹性体，主要是PP/EPDM，例如Sarlink（DSM）、Forprene（SoFter））、TPU（基于氨基甲酸酯的热塑性弹性体（热塑性氨基甲酸酯），例如Desmopan、Texin、Utechllan（Bayer））、TPC（热塑性聚酯弹性体/热塑性共聚酯，例如Keyflex（LG Chem））、TPS（苯乙烯嵌段共聚物（SBS、SEBS、SEPS、SEEPS和MBS），例如Styroflex（BASF）、Septon（Kuraray）、Thermolast（Kraiburg TPE）或Saxomer（PolyplastCompound Werk GmbH））。
本发明的方法中的可流动且可固化物质混合物或可固化聚合物或可固化反应性树脂可以是含或不含添加剂例如聚酰胺-、芳纶-、玻璃-、芳族聚酰胺-或碳-纤维、嫘萦、乙酸纤维素和/或传统天然纤维（例如亚麻、大麻、椰子等）的聚合物和/或可聚合低聚物或单体。除纤维外或代替纤维，该物质混合物还可包含增强颗粒，其特别选自无机或陶瓷纳米粉末、金属粉末或塑料粉末，例如来自SiO2或Al2O3、AlOH3、炭黑、TiO2或CaCO3。物质混合物可以进一步包含例如过氧化物、重氮化合物和/或硫。
用于本发明方法的优选的可固化聚合物或可固化反应性树脂或包含可固化聚合物或可固化反应性树脂的可流动且可固化物质混合物由弹性体构成/包含弹性体。
在本发明的方法中特别优选的是包含/由PVC、EVA、PE、PU、弹性体化PVC、橡胶、硅酮或TPE（特别是TPU或TPV）构成的物质混合物。
在一个特别优选的实施方案中，PE、PU或TPE（特别是TPU或TPV）在本发明的方法中用作可流动且可固化物质混合物或可固化聚合物。在另一个优选的实施方案中，由PE、PU或TPE（特别是TPU或TPV）制成的此类可流动且可固化物质混合物另外包含纤维和/或增强颗粒，其中< 2毫米的短纤维和> 2毫米的长纤维都有可能。也可以使用在施加的材料带的整个长度上延伸的“连续纤维”。在本发明的方法中的可流动且可固化物质混合物的挤出中，纤维的存在使得形成的由可流动且可固化物质混合物制成的线各向异性增强，而不显著影响材料带的纵向上的弯曲能力。纤维优选以挤出的塑料的最多40重量%加入。通常，随着纤维的加入，E模量提高> 1.5倍，特别优选> 2倍。
在另一个优选的实施方案中，在本发明的方法中使用例如在UV活化下固化或相互或与空气发生化学反应的可固化反应树脂或包含可固化反应树脂的可流动且可固化物质混合物。对此实例是双组分聚氨酯（2K PU）、双组分硅酮（2K硅酮）、湿固化硅酮或PU体系、空气固化或自由基固化的不饱和聚酯或橡胶材料以及本领域技术人员已知的所有UV固化反应性树脂（其基于例如乙烯基化合物和丙烯酸类化合物），以及各种固化机制的组合。
除非明确地另行指明，如本文所用的聚合物和反应性树脂的E模量数据涉及结晶（固化）状态的聚合物或反应性树脂的E模量，而非可流动且可固化物质混合物的挤出条件下的聚合物或反应性树脂的E模量。
在本情况下根据DIN 53504（截止2015.04.18）测定E模量。
在另一个优选的实施方案中，任选在可流动且可固化物质混合物中用于在本发明的方法中制造第一层的聚合物，优选热塑性聚合物（例如PE、PU或TPE（特别是TPU或TPV，任选在每种情况下添加纤维）的E模量小于250兆帕（MPa），优选小于200 MPa，更优选小于150MPa，再更优选小于100 MPa，例如1至100 MPa的E模量或5至50 MPa的E模量。这些（在该挤出方法的条件下）可流动且可固化的物质混合物的E模量例如由于使用纤维可能更高，但所用聚合物的E模量不大于250 MPa。
在一个优选实施方案中，任选在可流动且可固化物质混合物中的用于在本发明的方法中制造至少一个附加层的附加塑料（例如PE、PU或TPE（特别是TPU或TPV，任选在每种情况下添加纤维）的E模量小于250兆帕（MPa），优选小于200 MPa，更优选小于150 MPa，再更优选小于100 MPa，例如1至100 MPa的E模量或5至50 MPa的E模量。这些（在该挤出方法的条件下）可流动且可固化的物质混合物的E模量例如由于使用纤维可能更高，但所用聚合物的E模量不大于250 MPa。
在另一个优选的实施方案中，任选在可流动且可固化物质混合物中用于在本发明的方法中制造层的塑料（例如PE、PU或TPE（特别是TPU或TPV，任选在每种情况下添加纤维）的E模量小于250兆帕（MPa），优选小于200 MPa，更优选小于150 MPa，再更优选小于100MPa，例如1至100 MPa的E模量或5至50 MPa的E模量。这些（在该挤出方法的条件下）可流动且可固化的物质混合物的E模量例如由于使用纤维可能更高，但所用聚合物的E模量不大于250 MPa。
在另一个优选的可能实施方案中，一个，特别是至少两个连续层的E模量小于250兆帕（MPa），优选小于200 MPa，更优选小于150 MPa，再更优选小于100 MPa，例如1至100MPa的E模量或5至50 MPa的E模量。构成所述（一个或多个）层的各塑料长丝可能具有明显更高的E模量。
在另一个优选的实施方案中，任选在可流动且可固化物质混合物中的用于在本发明的方法中制造第一层的聚合物，优选反应性树脂（例如2K PU、2K硅酮、湿固化硅酮或PU体系、空气固化或自由基固化的不饱和聚酯或橡胶材料、基于例如乙烯基化合物和丙烯酸类化合物的UV固化反应性树脂）的E模量小于250兆帕（MPa），优选小于200 MPa，更优选小于150 MPa，再更优选小于100 MPa，例如1至100 MPa的E模量或5至50 MPa的E模量。这些（在该挤出方法的条件下）可流动且可固化的物质混合物的E模量例如由于使用纤维可能更高，但所用反应性树脂的E模量不大于250 MPa。
在一个优选实施方案中，任选在可流动且可固化物质混合物中的用于在本发明的方法中制造至少一个附加层的附加塑料（例如2K PU、2K硅酮、湿固化硅酮或PU体系、空气固化或自由基固化的不饱和聚酯或橡胶材料、基于例如乙烯基化合物和丙烯酸类化合物的UV固化反应性树脂）的E模量小于250兆帕（MPa），优选小于200 MPa，更优选小于150 MPa，再更优选小于100 MPa，例如1至100 MPa的E模量或5至50 MPa的E模量。这些在该挤出方法的条件下）可流动且可固化的物质混合物的E模量例如由于使用纤维可能更高，但所用反应性树脂的E模量不大于250 MPa。
在另一个实施方案中，在可流动且可固化物质混合物中的用于制造至少一个附加层的附加塑料（例如PA或PLA，该物质混合物在每种情况下可任选添加有纤维）的E模量大于500兆帕（MPa），例如大于1000吉帕斯卡（GPa），例如在1 GPa至3 GPa，或在1 GPa至2.5 GPa。但是，这些（在该挤出方法的条件下）可流动且可固化的物质混合物的E模量例如由于使用纤维甚至可能更高。但是，E模量不应高于20 GPa，因为否则只能非常困难地通过喷嘴挤出或经过喷墨头。在一个优选实施方案中，E模量值超过250 MPa的聚合物或反应性树脂层制成的此类层具有比第一层的面积小的面积尺寸，例如由在本发明的方法中施加的第二或后续层形成的面积铺展为第一层的面积的0.01至90%，例如0.1至80%、0.1至70%、0.1至60%。
层
为了根据本发明的增材制造法制造各层，根据几何数据逐带沉积材料带形式的材料。
材料带形式的材料优选以滴形式施加到基板或任选已位于基板上的层之一上。在本发明的意义内，滴被理解为是指在每个空间方向上的最大尺寸不大于1毫米，优选不大于0.5毫米或优选不大于0.1毫米的各种量的材料。优选地，滴的平均直径为0.01至1毫米，或优选在0.05至0.7毫米，或优选0.1至0.5毫米。平均直径根据本发明被理解为是指由该滴在具有最大尺寸的位置处的直径和该滴在具有最小尺寸的位置处的直径所计算出的平均值。在此，可以将滴施加到基板或之前施加的层的整个表面上或仅施加到基板或之前施加的层的一部分表面上。该滴可具有选自圆形、椭圆形、矩形或这些形状中至少两种的组合的形状。用于形成三维物体的优选至少一个材料带或优选至少两个材料带或优选所有材料带以滴形式施加到基板或之前施加的层上。
根据粘度、滴的大小和滴的间距，这些滴可能聚结形成覆盖要涂覆的表面，如基板或之前施加的层的整个表面的材料带。或者，可以选择滴之间的间距，以使滴形式的彼此分开的材料带仅覆盖基板或之前施加的层的一部分。优选地，该材料带覆盖基板的总面积或之前施加的层的总面积的20至100%，或优选30至100%，或优选50至100%，或优选80至100%的基板或之前施加的层的一部分。由此可以制造三维物体，其中各层可以与多于其紧邻的两个层接触。
该滴具有优选1 pl至500 μl，或优选5 pl至400 μl，或优选10 pl至300 μl的体积。优选由滴形成的材料带优选具有0.1 mm至100 m，或优选0.5 mm至50 m，或优选1 mm至10 m的长度。该材料带在施加后的厚度优选为1 μm至1.25 mm，或优选5 μm至0.9 mm。
除早已为人所知的沉积方法，如喷墨外，可以例如借助来自ARBURG GmbH + Co.KG的“自由成型”装置使用ARBURG塑料自由成型（AKF）进行材料带形式的材料施加，其中基于3D CAD数据，可以在所需表面上施加极小滴。
在本发明的方法中设定，根据步骤I)、i)或步骤I.，将在每种情况下具有< 250MPa的在固化态下的弹性模量（E模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂以可流动形式作为材料带施加到平面基板上。这被理解为是指制成的层的至少80重量%，特别是至少90重量%，优选至少95重量%和最多100重量%由在这种状态下具有< 250 MPa的E模量的固化的聚合物和/或反应树脂构成。这当然包括如下构型，其中层的各长丝具有≥ 250 MPa的E模量。这些可以是例如玻璃长丝、石英长丝、碳纤维或其它无机纤维或具有≥ 250 MPa的E模量的塑料纤维，例如芳纶纤维或芳族聚酰胺纤维。塑料纤维同样可通过本发明的方法在平面基板上制造或它们可以插入而不预先熔融。
通过本发明的方法制成的三维物体的层的层厚度优选为0.025毫米至1.25毫米，更优选0.1毫米至0.9毫米。
在本发明的方法中，来自喷嘴的材料射流的出口直径（= 喷嘴出口直径）优选为0.025毫米至1.4毫米。但是，其优选为至少0.03毫米。其优选为0.03毫米至1.3毫米，更优选在0.15至1毫米。基于喷嘴出口直径，喷嘴和基底（平面基板、夹层或已施加的（一个或多个）层）之间的较小距离带来层的较小厚度（高度）。由此将该材料挤压成具有椭圆横截面的条。不受解释限制，相对于喷嘴与基底的距离，较大喷嘴出口直径使得新形成的层在各自的基底上的粘附较好。
优选地，本发明的方法中的第一层由具有小于250 MPa，更优选小于200 MPa，再更优选小于150 MPa，特别优选小于100 MPa的E模量，例如1 MPa至100 MPa的E模量或5至50MPa的E模量的聚合物，更优选热塑性聚合物制成。
根据本发明，表面部分的不同层可以由不同的物质混合物制成，或表面部分的所有层可以由相同的物质混合物制成。此外，也可以一层由不同的物质混合物构成，但优选是这些不同的物质混合物中的可固化聚合物或可固化反应性树脂在每种情况下相同（例如层可以由含有不同着色颜料的PU混合物构成）。
不同的层可具有不同形状。根据要制造的三维结构（其外表面包含至少一个根据本文所述的方法制造的表面部分）的类型，选择所述至少一个表面部分的形状。如果该表面部分是例如鞋子的上部区域或鞋子的上部区域的一部分，本领域技术人员相应地选择用于该表面部分的不对称形状，其如此选择以在将该表面部分成型和固定到三维物体中后，该物体就具有鞋子的上部区域的三维形状。例如，根据本发明的二维表面部分示意性显示为图7和9。
在一个优选实施方案中，在加工平面中的第一层的尺寸决定用于形成三维物体的表面部分的层的最大面积尺寸。
在另一个优选的实施方案中，本发明的方法中的第一层就面积而言是表面部分中的最大层，或通过本文所述的方法制造的表面部分的附加层无一具有比第一层大的面积；特别优选地，如果在本发明的方法中垂直观看XY加工平面，表面部分的附加层无一在X和/或Y维度上位于由平面基板上的第一层形成的面积外。
在另一个优选的实施方案中，在平面基板上形成第一层，其中在显示的正交坐标系中的假想Z轴上的该平面基板的高度差的值（其中该平面基板界定在XY平面中（见图2）），基于施加在该平面基板上的第一层的面积计，为最多5%，优选最多3%，更优选最多1%，再更优选最多0.5%，特别优选最多0.1%，且其中该表面部分在XY平面中的最大的正交尺寸都是平面基板的相关表面上的高度差的至少5倍，优选至少10倍，更优选至少25倍，再更优选至少50倍，例如至少100倍。
如已经提到，在本发明的含义内的方法中的层由独立的材料带构成，它们根据彼此之间的距离和喷嘴出口直径与喷嘴/基底距离之间的比率在固化的表面部分中也作为独立的（一个或多个）带存在于该层中或通过聚结形成平面层，该层可任选具有开口。如已经提到，该材料带可以由以滴形式施加到基板或之前施加的层上的材料区构成。
“孔隙”在本发明的含义内由两个层形成，其中这两个层都具有形成层的材料带的间距，并且这两个层彼此之间的施加角度≠0°。“开口”在本发明的含义内是层内的未被该层的材料覆盖的区域，其由有时（zeitweise）在空间上分开但具有至少2个相互接触点的材料带或由在施加方向上再与自己接触/相交的材料带（例如圆）生成（例如图6、9或10中的六角网格）。“空隙”在本发明的含义内是层上的中断，其中一个平面的表面没有接触并且一个层的这些表面之间的距离为至少5个材料带厚度。
如果该材料带以滴形式施加，可以通过改变滴彼此之间的距离或通过选择滴的大小如直径而生成该层中的无材料的空隙，例如孔隙形式。如果在层结构中跨越多个层的相同位置处没有施加材料，则可以跨越多个材料带生成空隙。该空隙优选具有0.01至1毫米或优选0.05至0.7毫米或优选0.1至0.5毫米的层内的尺寸。该空隙优选具有0.01至1毫米或优选0.05至0.7毫米或优选0.1至0.5毫米的垂直于该层的尺寸。
这些带可以不仅线性，还例如以蛇形图案，例如互相平行施加到各自的基底上，或可以改变施加取向。
层在本发明的含义内可以由具有始终基本相等的彼此之间的平行距离的材料带构成，所述材料带不互相接触并仅通过与位于其下方或上方的层接触而互相接合。该层同样可以由连续表面，例如具有或没有开口或空隙的平面层构成。此外，可以由并非相互平行的材料带形成连续层，但其中至少两个材料带互相接触多于一次并可由此形成连续的任选几何的造型，如六角形、圆形或不对称的孔隙。优选地，这种层的所有材料带具有多于2个，优选多于5个，再更优选多于10个与相邻材料带的接触点。
优选地，本发明的方法中的层的特征在于其在相同基底上形成。层在本发明的含义内也可以由多个没有接触的表面或由材料带构成，它们在施加时在这些表面和/或材料带之间具有至少5个材料带厚度，优选至少10个材料带厚度，更优选至少20个材料带厚度的间距（空隙），其根据本发明施加到基底上。这种结构可以例如用作鞋面中的鞋带的加固圈。
在本发明的方法中新施加的层的基底可以是例如平面基板、夹层或最后施加的层。在本发明的另一个实施方案中，在本发明的方法中新施加的层的基底不仅是最后施加的层，还是已施加的层的多于一个（例如在最后施加的层上存在开口或空隙或者最后施加的层小于新施加和之前施加的层的情况下）。一种可能的构型是将整面图案和/或文字的两个层的第一个层施加到形成蜂窝结构的层的第二个层上和由旋转90°的平行带构成的前两个层的第二层上。由于第三和第四个层（蜂窝图案）中的大间距（开口），这两个图案/文字层的第一个的材料带在本发明的方法中从喷嘴施加到形成六角形的第四层的材料带上和相对于第一层的材料带错位90°的第二层的材料带上的蜂窝结构的开口中。
相应地，本发明的一个实施方案涉及表面部分和三维物体，或涉及产生这些表面部分或三维物体的本发明方法，其中将至少一个层施加到两个或更多个之前施加的层上。这例如当已施加到下方第一个层上的第二个层具有如此大的在材料带之间的间距、空隙或其它几何开口（例如六角形开口）以使新施加的第三个层的材料带不仅位于第二个层的材料上，而且该材料还由于在可流动状态下的流动行为并由于第二个层的材料带之间的间距或第二个层中的空隙而直接沉积在第一个层的材料上时发生。但是，该层在这种情况下仍可由其相互平行的材料带或连续表面或连续材料带界定，它们形成不对称或几何造型如蜂窝。
特别在通过以滴形式施加材料带而形成至少一个层时，之前施加的层可能与稍后施加的层接触，这在基板或之前的层的整面涂覆时不可能发生。
可以在纵向挤出过程中相应地改变各材料带的厚度分布。特别地，重要的是，也可在此实现0毫米的最小厚度（在这位置处没有挤出）。因此，可以在材料带的部分或整个宽度上停止材料沉积并且可以实现表面部分的层中的开口或空隙。
在该部件中制造空隙（凹槽）的一个有利程序是在喷射（喷注）或挤出过程中在要开口的相应区域中关闭喷嘴开口或在该位置处中断经过喷嘴的材料流并在经过该位置后再将其打开，或在喷嘴上游停止材料进料并在经过该位置后再开始。
对于层内的材料带、层彼此之间的内聚或成品部件的层间强度而言重要的是，材料层尽可能在材料方面互相接合。为此特别设定，在施加进一步的层时，底部材料带或几何形式如蜂窝结构仅部分固化，并且最终固化仅与沉积在其上的材料带的固化一起才发生。这可以例如通过下列方式成为可能：以如下速度开始刚沉积的材料的固化，以使得在下一轮材料沉积中仍存在反应性组分。在此必须调节刚沉积的材料带或沉积的材料（在连续层或例如蜂窝结构的情况下）的仍非晶聚合物的重结晶，以使其至少保持尺寸稳定，即不会流走。优选设定固化速度，以使最终固化与紧邻沉积在其上的材料带的固化一起发生。
如已经提到，也可以在层内以及在材料带内使用不同的材料组合物。这可以例如通过多头挤出实现，并例如能够相继但在相同层中施加不同材料（例如层内的不同颜色）。
但是优选的是，层在每种情况下由相同聚合物或反应性树脂构成，这与何种附加添加剂添加到该聚合物或反应性树脂中无关。相应地，一个优选实施方案涉及本发明的方法，其中表面部分的各层由具有相同聚合物或反应性树脂的材料带构成。另一个实施方案涉及本发明的方法，其中表面部分的各层由具有相同聚合物或反应性树脂的材料带构成。
表面部分
用于制造三维制品的“二维表面部分”在本发明的含义内是指如下结构，其中各层（在通过生成制造法制造后和在成型为三维物体前）在假想笛卡尔坐标系中的X和Y轴方向上的尺寸（ΔX和ΔY）在每种情况下为由形成的层数所决定的表面部分的高度（在Z方向上的尺寸：ΔZ）的至少5倍，例如10倍，优选至少20倍，更优选至少30倍。换言之，表面部分在本发明的含义内是由1至最多50个，或在本发明的方法（其中施加包含不相互接触并优选相互平行的带的第一层）中由2至最多50个层构成的优选平面物体。术语“2至最多50个层”在本发明的含义内的表面部分的情况下是指具有在本发明的方法中垂直于加工平面施加的最大层数（相互叠置的层）的表面部分的位置。换言之，在根据本发明的方法制成的表面部分的任何一个位置处都没有在本发明的方法中相互叠置地施加多于50个层，但例如在其它位置处可能相互叠置地施加更少的层。
在一个优选实施方案中，形成二维表面部分的层的数目为2至50，优选2至30，更优选2至20，再更优选2至16。
在另一个优选的实施方案中，层数为1，其中这一层是具有或没有开口的平面层。
优选地，表面部分的高度（相对于层取向的表面部分的正交尺寸（Z轴）= 彼此叠加布置的层的数目）为最多6.25厘米，更优选最多1厘米，更优选最多0.5厘米，再更优选只是0.25厘米。优选地，表面部分的最小高度为最少0.025毫米，更优选最少0.1毫米，再更优选最少0.2毫米，例如0.5毫米。
优选地，根据本发明的方法制成的表面部分由1至50个层，优选2至50个层构成，其中各层彼此独立地具有0.025毫米至1.25毫米，更优选0.1毫米至0.9毫米的厚度（高度）。
在一个优选实施方案中，根据本发明的方法制成的表面部分的面积为至少5平方厘米，优选至少10平方厘米，更优选至少25平方厘米，例如至少40平方厘米、至少50平方厘米或至少100平方厘米，但在加工平面中的最大的正交尺寸在每种情况下为Z平面中的最大偏差的至少5倍，优选10倍，更优选20倍，再更优选30倍，更优选至少50倍。
优选地，在本发明的方法中通过本发明的方法制造功能和重量优化的结构，例如蜂窝结构。但是，二维表面部分也可含有可单独制造并置于该二维表面部分上或仍未完成的二维表面部分的层上的功能和重量优化的结构（例如在中间或作为最终层的蜂窝结构）。合适的是，在此使用标准产品，其在插入前按尺寸切割。该结构的材料可以是塑料、纸、纤维增强塑料（FVK）、玻璃纤维毡、金属或陶瓷。
在一个优选实施方案中，表面部分具有至少一个由相互平行的材料带或由连续表面构成的层。在由连续表面构成的层的情况下，材料带的带密度为100%。在由相互平行的材料带构成的层的情况下，材料带的带密度通常为0.1%（基于材料带厚度计，两个带之间的间距为1000倍）至100%（表面，在施加的材料带之间没有间距），特别优选1%至100%，例如10%至100%。
固化方法
在本发明的方法中施加至少两个层后和任选在施加附加层以制造本发明的含义内的表面部分后，可以使物质混合物固化，例如通过冷或热聚合或加聚或缩聚、加成（例如PU加成）或缩合，或通过电磁辐射，特别是UV辐射引发。热固化塑料混合物可通过相应的IR辐射源固化。
相应地，一个优选实施方案涉及方法，其中通过将材料带的温度降低到低于可流动且可固化物质混合物的熔程的温度范围（例如FFF法中的施加温度因此在相应的可流动且可固化物质混合物的熔程内或优选高于其）以实现二维表面部分的固化。
另一个优选的实施方案因此涉及方法，其中通过使用可UV活化的固化剂来实现二维表面部分的固化。合适的可UV活化的固化剂是例如以商品名Irgacure来自BASF的产品，其根据化学组成通过自由基的光化学释放在不同波长下引发通常带有双键的合适化合物中的固化反应。
在现有技术中，描述了可以印刷的各种双组分或多组分体系。例如，从DE19937770 A1中获知包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的双组分体系。由两种组分生成滴射流，使滴射流如此取向，以使它们合并形成总滴射流。在该总滴射流中，发生异氰酸酯组分与异氰酸酯反应性组分的反应。将总滴射流导向载体材料，在此其在聚合聚氨酯的形成下用于构建三维物体。
可以从平面基板上剥离表面部分。这可以在成型前完全进行或作为三维物体成型法的组成部分首先部分进行。如果在平面基板和根据本发明方法的第一层之间存在夹层，术语“从所述平面基板上剥离所述固化的表面部分”是指所述表面部分与夹层（如织物或薄膜）一起从所述平面基板上剥离。
其外表面包含至少一个已根据本文所述的方法制成的表面部分的三维物体
三维结构在本发明的含义内可以是鞋具，如鞋子的一部分，或服装或服装的一部分，例如防护服或防护服的一部分，例如摩托车服中的护具、个性化成型的过滤器、管、伸缩篷（Balg）、折棚（Faltenbalg）、气动弹簧、绷带、紧身衣、长袜等。
在一个优选实施方案中，三维结构是鞋具或其一部分，并且一部分或整个外表面已通过本文所述的方法制成；三维结构优选是紧固和固定到鞋底上的鞋面或其一部分。
在另一个优选的实施方案中，三维结构是根据本文所述的方法制成的例如适配肩部区域或上臂区域，优选个性化适配的弯曲护具，例如用于肩膀、上臂或肘部，如用于摩托车服中。
成型
可由二维表面部分通过各种已知的成型方法制造三维物体，只要该方法的条件（例如高温）不对该表面部分造成破坏。可能的成型方法是例如弯曲、折叠、通过将二维表面部分铺在（凸出物）鞋楦上成型、在二维表面部分中存在至少一种热塑性聚合物的情况下的热成型（热塑性塑料在加热时软化。它们可随后在低的成型力下制成新形状。在冷却后，它们保持该形状）等。也可以同时或相继进行上述成型方法的组合。优选通过铺在（凸出物）鞋楦上将该二维表面部分成型为三维物体。
在本发明的方法的步骤VI)、iv)或VI.中的成型中，优选将该固化的表面部分成型为相互成角度的至少两个部分。优选将该固化的表面部分成型为两个成角度的部分。所述至少两个成角度的部分优选在成型过程中在20至90°的范围内或优选在30至90°的范围内或优选在40至90°的范围内相对于彼此取向。
所述至少两个相互成角度的部分可具有相等的面积或不同的面积。相等的面积优选被理解为是指基于固化的表面部分的总面积计小于10%，或优选小于5%，或优选小于3%的面积差异。不同的面积因此被理解为是指10%和更大的面积差异。优选地，成角度的部分之一具有与其成角度的部分的面积的2至100倍，或优选3至80倍，或优选5至70倍的面积。
优选地，该固化的表面部分以该表面部分在其最厚位置处的厚度的至少2倍的值，或优选至少3倍的值，或优选至少5倍的值成型，在每种情况下基于在成型过程中形成的较大表面部分计。更优选地，该固化的表面部分以该固化的表面部分的最厚位置处的厚度的2至1000倍，或优选3至500倍，或优选5至100倍成型。
固定
固定由二维表面部分制成的三维物体可以通过本领域技术人员已知的方法进行。其可以一方面通过将该三维物体固定到另一物体上实现。例如通过将已由二维表面部分成型的鞋面（鞋帮）与鞋底接合，其随后将该鞋帮（三维物体）保持其三维形状。
另一方面，可以通过将该三维物体的点或面相互接合而实现由二维表面成型的三维物体的固定。例如，可以通过将二维表面部分的两个纵向面接合而固定管，或可以在成型为鞋面后通过接合其后跟区域而固定二维表面部分。
也可以通过上述两种可能性的组合实现固定，例如将鞋面固定在后跟区域上和与鞋底接合。
可以例如通过将本发明的三维物体的至少一个局部表面与本发明的三维物体的至少一个其它局部表面和/或与另一物体的局部表面焊接、胶粘、夹紧、装订、钉合、铆接、别住而进行固定。
固定二维表面部分的另一可能性是热成型，只要该表面部分具有至少一个包含热塑性塑料的层。在这种方法中，通过预置模具（阳模和与其适配的阴模，它们将要成型的物体夹在它们之间）实施成型。在本发明的含义内的条件在于，该二维表面部分的平面在成型过程中在与该二维表面部分的平面垂直的Z轴中成型。在这种情况下，通过冷却现在三维的物体实现固定。例如，可由此制造弯曲面形式的护具。
下面借助实施例和图1至11更详细解释本发明。
图1显示典型FFF方法布置，其具有聚合物长丝线圈1形式的聚合物/物质混合物供应、挤出机2、具有出口直径4的出口喷嘴，其中来自聚合物长丝线圈的液化物质混合物作为材料带从出口喷嘴3施加到基底上。在此在平面基板5形式的基底上作为单层制造多个材料带，所述材料带可以形成由连接的材料带构成的连续表面、由互相连接的几何形状如蜂窝结构构成的表面。具体而言，图1示意性显示在平面基板5上制造二维表面部分的方法，其中已完成第一层6和第二层7并正将第三层7'施加到第二层7上。
图2显示具有投射在其上的含轴X、Y和Z的笛卡尔坐标系的平面基板5。
在图3中，描绘借助喷射喷嘴3形式的出口喷嘴在平面基板5上施加用于第一材料层的材料带。第一层6由独立材料带61至68构成。
图4显示借助喷射喷嘴3施加到平面基板5上并具有取向变化的第一平面6'的相互平行的材料带和相互平行并以蛇线形式施加的第一平面6''的材料带。
图5示意性显示将第二层7施加到第一层6上，其中第二层7的材料带71至73以相对于第一层6的材料带61至68的施加取向呈80°角施加到第一层6上。
图6示意性显示用由六层构成的二维表面部分制造管形式的三维物体。在这一实施方案中，各层轻微错位地彼此叠置，以使表面部分在成型后能够更好地固定（粘附面）成三维物体。
图7示意性显示用于制造鞋面的二维表面部分，其具有鞋面的稍后的后跟区8。
图8示意性显示作为已由根据图7的二维表面部分成型的三维物体的鞋面。该三维物体可以通过后跟区8区域中的后跟部分的例如胶粘、装订、铆接、焊接、别住进行固定。另一种固定可以通过将鞋面的一部分施加到鞋底9上实现。在此也可以通过各种已知方法将鞋底和鞋面的一部分相互接合。
图9示意性显示用于制造鞋面的二维表面部分。这由相对于彼此旋转90°的平行带的两个层、彼此叠置的蜂窝结构的两个层、带有文字的整面图案的两个层和网眼增强层构成。该鞋面又具有后跟区8和在图案或文字的层中的开口10。
图10显示鞋子和鞋带，其中鞋子由鞋底9和根据本发明的方法制成的鞋面构成。
图11显示穿过平面基板5上的带有层6、7以及附加层11、12、13、14、15的表面部分的横截面。在该图中，打点所示的层7、12表示其材料带（在此显示为独立的点）相对于纸面垂直施加的层。在实线所示的层6、11、13、14、15中，相应的材料带平行于纸面。在图11中所示的实施方案中，层6、7、11、12、13、14、15的最大数目为总共7。在该图的中间区域看出，将层12局部开口，以使层13在这一开口区域中落在位于层12下方的层11上。
下列参数范围是用于借助FFF制造本发明的二维表面部分的优选参数范围：
基板温度: 20℃至90℃，特别是70℃至90℃，例如80℃
喷嘴温度: 120℃至260℃
行进速度: 1 mm/s至60 mm/s
长丝直径: 1.5 mm至3.5 mm
喷嘴直径: 0.3 mm至1 mm
层厚度: 0.1 mm至0.9 mm（小于喷嘴直径的高度归因于喷嘴与最上层之间的距离 <喷嘴直径 → 将材料压成具有椭圆横截面的条）
带宽度: 取决于材料喷嘴，0.3毫米至1毫米。
要明确理解的是，70℃至90℃和80℃的基板温度的上述优选值可以与上列所有其它值，如喷嘴温度等组合。
实施例
作为非限制性实施例，描述鞋面的制造和随后的具有这一鞋面的鞋子的制造。
使用German RepRap X400 CE PRO版用肖氏硬度60A的热塑性聚氨酯的长丝（ASTMD 2240；截止2015.04.16）根据图9制造用于制造鞋面的二维形状。
使用下列参数：
基板温度: 80℃
喷嘴温度: 235℃
行进速度: 30至40 mm/s
长丝直径: 2.8 mm
喷嘴直径: 0.5 mm
层厚度: 0.2 mm
带密度: 网格结构（下层）：各带之间的带间距 = 1喷嘴出口直径；蜂窝结构 = 可变的带密度；和图形（最上层）：100%（带互相接触，这产生完整的层）。
通过焊接到后跟区上而固定该三维结构。此外，通过焊接将该三维结构固定到鞋底上并由此制成完整的鞋子。
根据本发明的方法制造的三维物体的另一实例是管。逐层印刷外套，100%填充层+ 任选的用于增强的蜂窝结构（“织物管”），然后成型（轧制）并沿接缝胶粘或焊接。接合边缘优选斜面（abgeschrägt）印刷，以实现较大重叠和因此较大胶粘面（见图6）。除如图6中所示的用于管的6层的优选层数外，用于管的优选层数为1至20层。优选地，这些层的至少一个具有蜂窝结构。也可以铺上这样的增强结构，尽管这较不优选。

Claims (18)

1.制造三维物体的方法，该物体的外表面包含至少一个通过首先在平面基板(5)上借助增材制造法（逐层构建成型法）制造二维形式的表面部分而生成的表面部分，所述方法包含下列步骤：
I) 借助逐层构建成型法将至少一种在每种情况下具有< 250 MPa的在固化态下的根据DIN 53504（截止2015.04.18）的弹性模量的可固化聚合物或可固化反应树脂以可流动形式作为材料带施加到平面基板(5)上以制造第一层(6)；
II) 借助与步骤I)中相同的逐层构建成型法将第二层(7)施加到第一层(6)上；
III) 任选根据步骤II)施加1至48个附加层，其中在每种情况下将新层施加到各自的前一层上；
IV) 固化所述层；
V) 从所述平面基板(5)上剥离所述固化的表面部分；
VI) 将所述固化的表面部分成型为三维物体；和
VII) 固定所述三维物体。
2.制造三维物体的方法，该物体的外表面包含至少一个通过首先在平面基板(5)上借助增材制造法（逐层构建成型法）制造二维形式的表面部分而生成的表面部分，所述方法包含下列步骤：
i) 借助逐层构建成型法将至少一种在每种情况下具有< 250 MPa的在固化态下的弹性模量（E模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂以可流动形式作为材料带施加到平面基板(5)上以制造层(6)，其中所述层构成具有或没有开口的连续表面（例如蜂窝状）；
ii) 固化所述层；
iii) 从所述平面基板(5)上剥离所述固化的表面部分；
iv) 将所述固化的表面部分成型为三维物体；和
v) 固定所述三维物体。
3.制造三维物体的方法，该物体的外表面包含至少一个通过首先在平面基板(5)上借助增材制造法（逐层构建成型法）制造二维形式的表面部分而生成的表面部分，所述方法包含下列步骤：
I. 借助逐层构建成型法将至少一种在每种情况下具有< 250 MPa的在固化态下的根据DIN 53504（截止2015.04.18.）的弹性模量的可固化聚合物或可固化反应树脂以可流动形式作为材料带施加到平面基板(5)上以制造第一层(6)；
II. 将第二层(7)施加到第一层(6)上；
III. 任选根据步骤II)施加1至48个附加层，其中在每种情况下将新层施加到各自的前一层上；
IV. 固化所述层；
V. 从所述平面基板(5)上剥离所述固化的表面部分；
VI. 将所述固化的表面部分成型为三维物体；和
VII. 固定所述三维物体。
4.如权利要求1、2或3中所述的方法，其中所述逐层构建成型法是熔丝制造（FFF）、喷墨印刷或光聚合物喷射。
5.如权利要求1至3任一项中所述的方法，其中所述材料带以滴形式施加到平面基板(5)上或任选已在基板(5)上的层(6、7)之一上。
6.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中在所有层中使用相同的可固化聚合物或可固化反应树脂。
7.如权利要求1、3或4任一项中所述的方法，其中至少一个层包含不同的可固化聚合物或可固化反应树脂。
8.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中用于施加层的至少一种可固化聚合物或可固化反应树脂以可流动且可固化物质混合物的形式使用。
9.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中用于施加层的至少一种可固化聚合物或可固化反应树脂以至少两种不同的可流动且可固化物质混合物的形式使用。
10.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中通过热塑性塑料的冷却、通过冷或热聚合、加聚、缩聚、加成或缩合或通过电磁辐射引发的聚合而进行固化。
11.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中通过紧邻喷射喷嘴(3)下游的UV或IR光源进行固化。
12.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中通过弯曲所述二维表面部分、折叠所述二维表面部分、通过将所述二维表面部分铺在凸出物（鞋楦）上成型、在二维表面部分中存在至少一种可热成型聚合物的情况下热成型而进行成型。
13.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中通过本发明三维物体的至少一个局部表面与本发明三维物体的至少一个其它局部表面和/或与另一物体的至少一个局部表面的焊接、胶粘、夹紧、装订、钉合、铆接、缝合、别住、魔术贴、卡扣装接或其组合而进行固定。
14.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述三维物体是鞋面。
15.如权利要求1至13任一项中所述的方法，其中所述三维物体是管状结构、支承紧身衣或用于肩膀、上臂、下臂、大腿、胫骨、躯干、手肘或膝盖的护具。
16.如权利要求1至14任一项中所述的方法，其中将第一层施加到夹层如织物或薄膜上，该夹层将平面基板的平面形式转递到本发明方法的第一层上并且第一层的材料带与该夹层接合，以使所述夹层成为所述表面部分的一部分并因此也成为所述三维物体的一部分。
17.通过如权利要求1至14任一项中所述的方法可获得的鞋面。
18.通过权利要求1至14的方法和随后将鞋面固定到鞋底上而可获得的鞋子。
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