CN109963715B - 用于基于粉末床的3d打印的集成打印头维护站 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用粘合剂喷射工艺在成形部件(103)的逐层制造期间保护打印头(100)的方法和装置，其中保护打印头功能所需的多个元件起作用并且容纳在由间隙密封件(800)部分密封的空间中。

Description

用于基于粉末床的3D打印的集成打印头维护站
技术领域
本发明涉及一种用于产生三维模型的方法和装置。
背景技术
欧洲专利EP 0 431 924 B1描述了一种用于基于计算机数据产生三维物体的方法。在该方法中，颗粒材料的薄层沉积在平台上，并且借助打印头在颗粒材料的薄层上选择性地印刷有粘合剂材料。其上印刷有粘合剂的颗粒区域在粘合剂和可选地附加硬化剂的影响下粘合并固化。接下来，将平台降低一层厚度而降低到构造筒中并提供新的颗粒材料层，在新的颗粒材料层上也进行如上所述的印刷。重复这些步骤，直到达到物体的某个期望高度。因此，印刷和固化区域形成三维物体。
完成之后，将由固化的颗粒材料制成的物体嵌入松散的颗粒材料中，随后从颗粒材料中释放出。为达到该目的，例如可以使用抽吸装置。这样可以留下所期望的物体，该物体然后必须例如通过对其手动刷除而从粘附到物体上的任何粉末释放出。
基于粉状材料和引入液体粘合剂的3D打印是层构造技术中最快的方法。该方法可以处理不同的颗粒材料，包括(作为非穷尽的示例)天然生物原料、聚合物塑料材料、金属、陶瓷和沙子。
在上述方法中，打印头构成了装置和方法的中心元件。机器的可靠性与液滴产生的可靠性直接相关。
为了在该过程中实现高性能，打印头由多个喷嘴构成。所述喷嘴是微技术致动器，其能够在构造区域的方向上使流体以单个液滴的形式加速。
在现有技术的打印头中，通过压电元件实现产生液滴的功能。所述压电元件围绕泵室布置，并且当被电信号激励时，所述压电元件可突然地改变该腔室的容积。该腔室通常填充有液体并与喷嘴通道和喷嘴连通。容积的突然变化使液滴通过所述喷嘴喷射出。
所描述的微技术布置对干扰非常敏感。例如，泵室中的空气会严重影响其功能。最少量的空气也可阻止液滴喷射出。该系统还对污物反应敏感。如果这种污物位于通道中则可以阻止液滴形成或对液滴的轨迹产生负面影响。
为了确保形成液滴的功能，现有技术在实际印刷期间和之后采取各种措施：在印刷之前，清洗打印头以排出可能存在于泵室中的任何空气。此后，清洁打印头通常才有用。一方面，清洁是为了去除附着在打印头上的液滴。其次，通过接触式清洁可以去除任何颗粒或其他粘附物。接下来通常进行所谓的喷溅。喷溅对应于实际的打印操作，但仍未在产品区域中，使得任何通过清洁操作可能已经到达打印头上的清洁流体对3D打印的组件的生产没有影响。
封盖是另一项重要功能。此功能可防止打印头在实际打印过程之前和之后变干和进入异物。
根据现有技术，在机器上的不同位置设置多个装置部件用于实现该功能。每个装置部件都有可保护各自的功能免受外部损坏的技术子功能部件。通常，存在通过致动器控制的移动部件。
打印头维护单元的所有单独元件都容易受到污物的影响和发生故障。
因此，本发明的一个目的是提供一种装置和方法，该装置和方法不易受或根本不受污物、粘附物和污染的影响或者至少部分或完全地避免现有技术的缺点。本发明的另一个目的是提供一种用于打印头的更简单的维护单元或至少简化已知的不同维护和封盖站的缺点。
发明内容
上述目的是通过一种方法和装置来实现，该方法和装置用于借助于粘合剂喷射工艺在分层构造时保护打印头，其中，保持打印头功能所需的多个元件起作用并且容纳在由间隙密封件部分密封的空间中。该装置在下文中将被称为集成维护单元。
所述空间由槽状形状的壁限定。槽的上边缘距打印头一定距离。打印头能够通过笛卡尔运动定位在集成维护单元的有效区域中，而不必移动槽。
本发明的实施例和相关方面
下面将更详细地解释根据本发明的若干术语。
在本发明的情形中，“3D打印方法”是从现有技术已知的所有方法，其能够在三维模具中构造部件并且与所描述的工艺部件和装置兼容。
在本发明的情形中，“选择性粘合剂涂覆”或“选择性粘合剂体系涂覆”可以在每种颗粒材料涂覆之后进行，或者在每种颗粒材料涂覆之后不规则地(即非线性地和平行地)进行，这取决于对成型制品和优化成型制品生产的要求。因此，“选择性粘合剂涂覆”或“选择性粘合剂体系涂覆”可以优选地在成型制品生产的过程期间被单独地调节。
在本发明的情形中，“成型制品”或“部件”是指通过根据本发明的方法或/和根据本发明的装置制造的并且具有尺寸稳定性的三维物体。
用于执行根据本发明的方法的“装置”可以是包括所需部件的任何已知3D打印装置。常见的部件包括涂布器、构造区域、用于移动构造区域或其他部件的装置、计量装置和加热装置、UV灯和本领域技术人员已知的其他部件，因此这里将不再详细描述。
本文使用的“颗粒材料”可以是已知用于基于粉末的3D打印的任何材料，特别是砂、陶瓷粉末、金属粉末、塑料材料、木材颗粒、纤维材料、纤维素或/和乳糖粉末。干燥时，颗粒材料优选地是自由流动的粉末，但也可以使用粘性的耐切割粉末。
“构造空间”是颗粒材料床在构造过程期间通过重复涂布颗粒材料而生长的几何位置。构造空间通常由底部(即，构造平台)、壁和敞开的顶部表面(即，构造平面)来界定。
本文使用的“IR加热”是指通过IR辐射器照射构造区域。辐射器可以是静止的，或者能够通过移位单元在构造区域上方移动。术语干燥和硬化并不是同义词。
“干燥”是指失去一定量的水分。这种干燥是将湿气释放到环境空气的结果。干燥与硬化有关。
“硬化”是指部件强度的增加。在水玻璃基体系中，可通过干燥或化学硬化进行硬化。
“溶解”是指通过使用溶剂型液体使先前的固体成分变成溶液的过程。溶解过程取决于各种因素。这些因素包括暴露时间、温度、溶剂的相对量和所用的固体的类型。
在本发明的情形中，“打印头”是指具有朝向构造区域的表面的装置部件，该装置部件包括微型喷嘴，通过该微型喷嘴，能够将液滴选择性地排放到构造区域上。喷嘴布置在所述表面的以下区域中：该区域与表面的边缘相距一定距离。所述表面基本上是不透蒸汽或液体的或仅具有较小的间隙。而且，打印头在所述表面上方可以基本上是抗渗透的。
“喷嘴”是指打印头中的开口，液滴能够从该开口选择性地排出。喷嘴通常非常小。在本发明的方法和装置中，考虑直径为10至300μm的喷嘴。
“弯液面”是指在待机模式下喷嘴中的液位。该弯液面由流体系统中的一定负压和液体的表面张力限定。
“气穴”是指滞留在喷嘴附近的流体系统中的空气。这样的气穴可以例如通过流体的蒸发形成。在所述气穴的区域中，流体的粘合剂或成分可以固化或通过进入空气促进腐蚀。
在本发明的情形中，“封盖”是防止打印头在“不使用”期间发生变化的功能。在大多数情况下，封盖用于防止粘合剂变干并保持打印头的功能直至其下一次打印操作。
在本发明的情形中，“密封件”是接触元件，其防止环境与封盖海绵之间的空气交换。
在本文中，“支柱”是指能够从下方朝打印头移动的可动元件。
在本发明的情形中，“海绵”或“封盖海绵”是能够结合流体的开孔结构。在这种情况下，流体通过毛细作用保留在海绵中。在现有技术中，海绵压靠在打印头上。
根据本发明，非接触式密封件(间隙密封件)防止打印头在封盖期间变干。“密封间隙”减少了系统的腔室之间的蒸汽交换。在这种情况下，间隙被认为是两个结构之间小于5mm的距离。
“防溢元件”应理解为是布置在液面附近的盖，以防止大量液体在刺激时开始移动并有可能到达打印头的敏感部分，诸如电子系统。
“溢流虹吸管”是安装在封盖槽中的管道。例如，其从下面突出到液体中。溢流虹吸管的水平高度以上的任何液体都将通过虹吸管排出。这至少在虹吸管上方促使液位进行自我调节。
在本发明的情形中，“擦拭缘”是被动擦拭元件，并且当打印头在经过擦拭缘的情况下接触擦拭缘时，打印头的下端处的任何液体都被向上推，从而将打印头擦干并可选地还移除任何污垢。
“喷溅结构”是一种在液滴能够作为气溶胶以不受控制的方式跟随3D打印装置中的气流之前适于捕获由打印头产生的任何自由飞行液滴的元件。
本发明还涉及以下的方面和优选实施例。
在一个方面，本发明涉及一种用于打印头的维护和/或停放单元(停放站)，其特征在于，所述单元包括间隙密封件。
在另一方面，本发明涉及一种系统，所述系统包括打印头和维护和/或停放单元(停放站)，其中，打印头在其缩回到维护单元的位置中基本上不接触维护站的部件并且包括间隙密封件。
该系统或维护和/或停放单元的特征还在于其包括槽。该槽优选地被密封并且能够被填充有液体，并且所述槽优选地包括液体入口和出口和/或防溢元件或/和喷溅结构或/和用于从打印头移除液体的装置。
该系统或维护和/或停放单元的特征还在于其包括第一液体连接件和/或第二液体连接件，所述第一液体连接件优选地用于封盖液体，以将液体供给到所述槽中，所述第二液体连接件用于从所述槽进行溢出和排出，排出件优选地是溢流连接件。
在进一步的实施例中，该系统或维护和/或停放单元的特征可以在于，第一液体连接件和/或第二液体连接件连接到一个或多个柔性管，和/或柔性管连接到集水装置、优选地一个或多个存储装置、优选地存储容器，和/或所述柔性管中的至少一个柔性管连接到泵以填充槽。
此外，该系统或维护和/或停放单元的特征可以在于，槽具有倒角。所述倒角优选地为周向倒角，或/和所述倒角的角度为40°至50°、优选地为45°，或/和所述倒角的长度为2毫米至4毫米、优选地为3毫米，或/和所述倒角的深度为10毫米至50毫米、优选地为30毫米，或/和包括用于附接的柔性装置、优选地为弹簧或螺旋弹簧。
在优选实施例中，该系统或维护和/或停放单元的特征在于，该单元包括2、3、4、5或6个柔性装置、优选地为螺旋弹簧。
此外，该系统或维护和/或停放单元的特征可以在于，该单元包括止挡件、优选地为上止挡件，槽能够通过柔性装置移动抵靠该止挡件。
在优选实施例中，该系统或维护和/或停放单元的特征可以在于，止挡件能够通过调节装置、优选地借助于调节螺钉调节，并且从打印头到槽的上边缘的距离优选地设定为0.1毫米至5毫米、优选地为0.4毫米至1毫米、更优选地为0.5毫米。
在进一步的实施例中，该系统或维护和/或停放单元的特征可以在于，柔性装置的弯曲力或弹力大于填充有液体的槽的重力，优选地，所述弯曲力或弹力比填充有液体的槽的重力大10N至30N、优选地大至少20N。
在优选实施例中，该系统或维护和/或停放单元的特征可以在于，用于移除液体的装置是擦拭缘。
在另一方面，本发明涉及一种用于清洁打印头的方法，其中，在一个单元(维护单元)中执行清洗步骤、从所述打印头移除多余液体和可选地灰尘的步骤、以及喷溅步骤。
优选地，如上所述的维护和停放单元能够使用在该方法中。
在该方法的优选实施例中，打印头在基本上不接触维护单元的情况下靠近如上所述的维护单元，并且在第一步骤中执行清洗操作，在第二步骤中通过使所述打印头经过擦拭缘来从打印头移除多余液体和可选地灰尘，并且在第三步骤中执行喷溅操作，或者这些步骤中的每个步骤可以独立于其他步骤被执行。
在进一步的实施例中，该方法被设计成使得在已经执行了步骤1至3之后，或者在每个步骤之后，打印头保留在维护单元中或执行打印过程。
本发明有利地实现了将先前存在于3D打印机中不同位置的维护或封盖单元现在组合在一个单独的维护和封盖单元中。
这种结构具有各种优点，其有助于简化这种类型的机器并降低成本。同样，通过使用根据本发明的维护和停放站也简化了3D打印方法，并且该过程包括更少的停止位置，这节省了时间并且可以加快进程。
本发明的另一个优点在于以如下方式简化了3D打印机：多个结构和功能部件组合在一个单元中。此外，先前使用的各个单元的各方面在结构上得到简化。这不仅可以降低成本，而且还可以减少维护需求。此外，清洁操作变得更可靠，并且改善了已知部件的缺点。例如，使用更少的机械元件并因此使用更少的移动部件，这些部件易于磨损并且因此而成本较高。此外，3D打印机现在能够以更紧凑的方式设计，其在许多方面都是被期望的。
非接触式密封件的发明理念已证明是特别有益的，因为非接触式密封件可有利地避免打印头和封盖海绵彼此接触的缺点。令人惊讶的是，使用这种非接触式密封件还能在静止时或在两个打印过程之间使打印头保持足够湿润以保持其功能。此外，本发明的理念可减少或完全避免粘合剂聚合、污物和不可靠性。
其他实施例
根据本发明的装置和方法用于使用喷墨印刷技术的分层构造模型的系统中。根据现有技术的制造循环的顺序如下：将粉末层施加到构造平台上并且然后将其整平。接下来，根据3D模型的层数据，在该层上印刷流体。可以储存一部分材料，用于以干燥颗粒的形式将颗粒粘合在粉末中。在打印过程之后，降低构造平台并重新开始该过程。可选地并且在某些印刷机结构中，也可以升高印刷单元和印刷过程中涉及的其他结构。
重复这些步骤，直到该部件完全存在于同时建立的粉末饼(Pulverkuchen)中。
打印头包括若干个喷嘴。根据其设计，可以有几万个喷嘴。这些喷嘴用于根据电信号产生单独液滴。由于微技术构造，液滴的产生速度可以非常快。根据现有技术，30kHz或更高的液滴产生频率是常见的。
只有遵守某些边界条件，液滴生成过程才有效。
由压电晶体产生液滴的压力波动的泵室不得含有任何空气。空气将允许其自身被压缩，从而阻止压力波动的传播。因此，尽管有信号，但在相应的喷嘴处不会形成液滴。空气可以例如溶解在流体中，并直到进入泵室后才出现。
污物也会干扰液滴的产生过程。例如，污物可能由构造过程中的颗粒引起。颗粒在构造空间中可能如灰尘一样旋转(umherfliegen)，或者例如，颗粒可能被将液滴喷射到自身构造区域上的打印头搅动并且可能粘附到打印头上。如果颗粒靠近喷嘴，则颗粒会影响液滴轨迹的精确度。如果颗粒直接位于喷嘴中，则完全阻止液滴的产生。
增稠或粘稠的液体也会损害功能。例如，通过在喷嘴的区域中蒸发溶剂，流体可局部增稠至不再能够产生更多液滴的程度。同样地，流体可以通过蒸发而增稠至流体在喷嘴中形成不溶凝块的程度，而永久地损坏喷嘴。
为了防止打印头变干，现有技术使用封盖。如封盖的字面意思一样，将盖放置在打印头上以形成空气密封件或防止打印液体的蒸发。
封盖通常包括放置在打印头的下表面上的密封件。为此，封盖包括从下方推到打印头上的支柱。为此，将打印头被置于封盖位置，并使支柱从下方朝打印头移动。支柱可以例如通过由打印头的运动触发的气动缸或机械系统而致动。
使用封盖液体以防止变干。在许多情况下，所述封盖液体通过海绵结合在支柱中。海绵在喷嘴的区域中与打印头接触。
由于喷嘴对污物非常敏感，因此密封件和海绵都必须没有污垢。为此，封盖通常包括滑块。滑块将海绵和密封件与3D打印机的实际构造空间分开。
所有的机械移动部件都受到使用粘性粘合剂或在干燥时变粘的流体的强烈影响。
现有技术的装置通常存在粘住滑块或卡住机械部件的问题。在最坏的情况中，这可能会导致密封件损坏或撕裂。
在此过程期间所有打印头维护功能在机械方面都是复杂的，并且易受工艺技术造成的污物的影响。
根据本发明，将减少对污物、密封件接触和元件的空间膨胀的这种敏感性。
这是通过槽形装置实现的，该槽形装置的上边缘恰好位于打印头的下边缘下方。根据本发明，在这种情况下，小于5mm、优选小于3mm、特别优选小于1mm的距离是有用的。
以这种方式形成间隙密封件，允许来自3D打印机的构造空间的很少材料进入维护单元，并且来自维护单元的少量蒸汽从维护单元逸出。
间隙应该尽可能小。打印头利用其轴向系统在槽状维护单元上移动。在此过程中，打印头不应接触维护单元的上边缘。一方面，上边缘可能被弄脏；另一方面，两次仅有的接触可能已经刮擦并在功能上损坏了打印头。
由于制造公差，间隙不能随意减小。另外，热膨胀或化学溶胀可能改变装置部件的尺寸，并且由此进而影响间隙。实验表明，对于表面积尺寸约为200×200mm的打印头，根据本发明，0.5mm的间隙特别合适。
尽管具有被动特性，然而，如果包含一定量的液体，则这种装置可能已经用作打印头的封盖。在槽中蒸发的介质仅缓慢地通过间隙逸出。打印头在一定时间内受到保护而防止变干。
通过提供液体供给，能够显著地延长保护时间。根据本发明，可以在槽中设置入口。可以通过泵将封盖液体输送到所述入口中。在这种情况下，限制液位有助于防止打印头或装置的其余部分被无意淹没。可提供出口，该出口的入口边缘限定液位。
如果装置中发生任何不可预见的变形或污物超出正常测量值，则尽管维护单元和打印头之间有间隙，但他们也会发生碰撞。
通过弹簧安装维护单元可以减轻这种碰撞的影响。因此，如果维护单元与打印头碰撞，则维护单元被沿向下方向推开。另外，可以检测该推动并且可以停止生产过程。
上述槽可以容纳用于维护打印头的其他元件。例如，在清洗打印头期间，可以直接使用槽来存储流体。在此过程中，被推动通过打印头的液体然后经由槽流出。如果来自打印头的流体是合适的，则其也可以同时用于润湿/保持封盖中的气氛。
清洁功能也可以被集成在槽中。在最简单的情况下，集成有擦拭缘。所述擦拭缘略微突出于槽的上边缘。当打印头在擦拭缘上方移动时，附着在打印头上的任何液滴都被移除。液体通过槽的出口流出。另外，可以集成液体喷嘴以在擦拭过程之后喷洒擦拭缘，从而再次将其清洁。擦拭缘应该是柔软的并且在整个长度上可靠地接触打印头。
突起小于2mm、优选小于1mm、特别优选小于0.5mm。当打印头经过擦拭缘时，擦拭缘应略微弯曲。理想地，擦拭缘具有矩形横截面，并且弯曲引起线形接触。由于擦拭缘接触打印头，因此根据所选择的尺寸，擦拭缘在维护单元的上边缘上方或多或少地突出。
该装置还可以提供一种用于防止喷溅操作的液滴自由飞溅(Herumfliegen)的结构。所述结构布置在槽中并且在喷嘴正下方。在这方面，已经证明从喷嘴到结构的表面的3mm距离是有用的。形成的微滴击中表面并聚集在表面。表面应该倾斜，使得聚集在表面上的大量液体在某个时刻流走。
附图说明
图1是以倾斜截面图示出的基于粉末的3D打印机的组件的示意图。
图2是传统3D打印过程的示意图。
图3是在将单个液滴排放到基材上期间打印头的图示。
图4是当打印头通过液体的蒸发而变干时喷嘴内的进程的表示。
图5是根据现有技术的封盖原理的表示。
图6示出在打印过程期间对未受保护的封盖的影响/打印头的风险。
图7示出由于在接触式密封件处的粘合剂干燥而引起的问题。
图8表示在不使用接触式密封件的情况下进行封盖的可能性。
图9示出在与错误调整的封盖碰撞过程期间对打印头的保护。
图10示出用于实施封盖原理的流体系统。
图11示出将多个功能件集成到受保护的间隙密封空间中。
具体实施方式
以下概述的示例用于解释根据本发明的装置和方法。该示例不应限制本发明的所有可能实施例。
根据本发明的系统或单元可以用于基于粉末的3D打印的装置和方法中。该装置可以与用于基于粉末床的3D打印的装置组合。
该3D打印装置包括粉末涂布器(101)。将颗粒材料涂覆到构造平台(102)上并通过粉末涂布器(101)整平(图2中的第一步骤)。涂覆的颗粒材料可以由不同的材料组成。例如，可以使用基本的成型材料，诸如砂、人造砂和陶瓷颗粒。这些材料的流动特性可能有很大差异。从干燥、自由流动的粉末到有粘性、耐切割粉末或甚至基于液体的分散体，各种涂布技术均可形成层。粉末层(107)的高度由构造平台(102)确定。在涂覆一层之前降低构造平台(102)。在下一涂布过程中，填充所形成的容积并去除多余的量。最后得到几乎完全平行且平滑的、具有限定高度的层。
在涂布过程之后，借助于喷墨打印头(100)(图2中的第二步骤)对层印刷液体。打印图像对应于穿过装置的当前构造高度处的部件的截面。液体撞击颗粒材料并缓慢地扩散到颗粒材料中。
在构造过程期间对打印头进行若干次维护。这可以在打印之前或之后进行，或者与另一步骤(例如，涂覆步骤)同时进行。维护通常包括清洗、清洁和喷溅。
在印刷粘合剂之后，可选择性地加热该层(图2中的第三步骤)。为此，例如，可以使IR辐射器(200)穿过构造区域。辐射器可以与涂布系统的轴线耦合。在加热期间，部分液体粘合剂(803)蒸发。
在该加热过程之后，构造平台(102)降低一层厚度。仅重复层形成、打印、加热和降低的步骤，直到制成所期望的部件(103)。
在构造过程之后，打印头被盖住。如果3D打印机在构造过程之后没有立即启动后续过程，则此过程是必需的。
根据本发明，打印机包括形成间隙密封件(800)的维护单元。
维护单元包括塑料槽(802)。槽的轮廓被铣削出。槽的上边缘具有周向倒角，倒角的角度为45°，长度为3mm。将槽(802)铣削至深度为30mm。
槽(802)经由螺旋弹簧(900)连接到打印机的固定部分(901)。在这种情况下，弹簧(900)推动槽(802)抵靠上止挡件。总弹力超过被填充槽的重力20N。共有四个弹簧。
上止挡件能够经由螺钉调节。这样可相对于打印头精确地调节槽。从槽的上边缘到打印头的距离调整为0.5mm。
槽具有用于封盖液体(801)的连接器(1002)。该连接器终止于槽下方的柔性管中，所述柔性管连接到泵和机器的存储容器。
提供了第二连接器，用于使液体(1001)从槽(802)溢流。该第二连接器也终止于柔性管中，该柔性管的直径大于供应管的直径。溢流连接件突出槽的底部上方约20毫米。这样可以防止填充水平超过20毫米，因为否则泵入的液体将立即再次流出。
板(1000)安装在溢流连接件上方约2毫米处。所述板构成防溢元件。其可防止流体在碰撞时从槽喷向打印头。
防溢元件的一部分是擦拭缘(1100)的支撑件。擦拭缘(1100)的尺寸被设定成其从打印头的下边缘突出约0.5毫米。擦拭缘(1100)的厚度为1毫米并且当打印头经过其时会弯曲。由于其矩形轮廓，所述擦拭缘通过以线形方式接触打印头来擦拭打印头。
喷溅结构(1101)也安装在防溢元件上方。喷溅结构由塑料块中的许多长孔组成。长孔以45°的角度形成倒角。倒角是功能表面，并且其间距与喷墨打印头的喷嘴排的排列相关。与喷溅结构(1101)的距离约为1.5mm。液滴相对于倒角飞行的距离约为3毫米。
打印过程期间的维护过程如下：
将打印头移动到槽(802)的位置。在这种情况下，打印头(100)的矩形底座对中在槽(802)的矩形表面的上方。
为了清洗，对打印头中的容槽施加过压。现在利用大量流体清洗喷嘴(301)。这是为了去除可能存在于流体系统中的任何气泡(403)。施加0.4巴的过压约1秒。这样将大约20至30g的流体清洗到槽中。
流体流过喷溅结构(1101)而进入槽(802)中。如果封盖已经被填充，则等量的液体流出溢流连接件(1001)。
接下来，打印头(100)在擦拭缘(1100)之上移动，该移动使得在清洗之后仍然附着在打印头(100)上的任何液滴被移除。在移动期间，擦拭缘(1100)弯曲，并且确保擦拭缘(1100)的边缘紧密接触，通过该紧密接触清洁打印头(100)，而留下很少的残留物。
在返回运动期间，擦拭缘(1100)再次清洁打印头(100)。在清洁之后，致动打印头。为此，产生一些液滴。因此，当打印头到达装置的构造区域时，打印头已经处于缩回状态。
产生的液滴(302)撞击喷溅结构(1101)的倒角。液滴聚集在倒角上，直到其数量大到足以使由许多微滴组成的一个大液滴向下滑动并滴入槽(802)中。
在喷溅之后，维护过程结束，打印头能够恢复生产操作。
在完整的构造过程之后，打印头再次在维护装置(槽(802)的位置)上移动。因此，防止打印头变干。而且，在随后过程中(诸如从3D打印机移除构造容器(104))，灰尘(600)不会弄脏打印头。
槽中的液体(801)在很长一段时间后变干。实验表明，使用上述布置和水作为封盖流体，打印头在没有任何其他措施的情况下可以保持湿润约1周。
通过将流体泵入槽中，能够随意延长该时间。以这种方式，通过自动控制能够使打印机空闲几周时间。
附图标记列表
100 打印头
101 涂布器
102 构造平台
103 部件
104 构造容器
105 打印头路径
106 涂布器路径
107 粉末层
108 构造平台的运动方向
109 计量液滴
110 粉末辊
111 构造区域边缘
112 涂布器间隙
113 涂布器容器
200 IR辐射器
301 喷嘴
302 液滴
303 基材/颗粒材料层
400 泵室
401 喷嘴通道
402 弯液面
403 气穴
404 干燥残留物
405 腐蚀攻击
500 密封件
501 支柱
502 海绵
600 颗粒材料污物
601 液体污物
602 封盖残留物
603 覆盖滑块
700 粘合剂污物
701 撕下的密封件
702 固化的粘合剂残留物
800 间隙密封件
801 封盖流体/液体
802 封盖槽
803 蒸发流体
900 弹簧
901 框架
1000 防溢元件
1001 流溢虹吸管/出口
1002 入口
1100 擦拭缘
1101 喷溅结构

Claims (33)

1.一种用于打印头的维护和/或停放单元，其特征在于，所述单元包括槽，其中当所述打印头缩回到所述单元中时，所述槽和所述打印头由间隙密封件分隔开，所述打印头的所有喷嘴朝向由所述单元和所述打印头形成的空间打开，并且保护所述打印头在不使用期间发生变化，其中防止流体的粘合剂或者成分变干并保持所述打印头的功能直至其下一次打印操作。
2.根据权利要求1所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述槽被密封并且能够被填充有液体。
3.根据权利要求1所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述槽包括液体入口和出口和/或防溢元件或/和喷溅结构或/和用于从所述打印头移除液体的装置。
4.根据权利要求1所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述单元包括第一液体连接件和/或第二液体连接件，所述第一液体连接件用于将液体供给到所述槽中，所述第二液体连接件用于从所述槽进行溢出和排出。
5.根据权利要求4所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述第一液体连接件用于封盖液体。
6.根据权利要求4所述的维护和/或停放单元，其特征在于，排出件是溢流连接件。
7.根据权利要求4所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述第一液体连接件和/或所述第二液体连接件连接到一个或多个柔性管。
8.根据权利要求7所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述柔性管连接到集水装置，和/或所述柔性管中的至少一个柔性管连接到泵以填充所述槽。
9.根据权利要求8所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述集水装置为一个或多个存储装置。
10.根据权利要求8所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述集水装置为存储容器。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述槽具有倒角或/和所述槽包括用于附接的柔性装置。
12.根据权利要求11所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述倒角为周向倒角，或/和所述倒角的角度为40°至50°，或/和所述倒角的长度为2毫米至4毫米，或/和所述倒角的深度为10毫米至50毫米。
13.根据权利要求12所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述倒角的角度为45°。
14.根据权利要求12所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述倒角的长度为3毫米。
15.根据权利要求12所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述倒角的深度为30毫米。
16.根据权利要求11所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述柔性装置为弹簧。
17.根据权利要求11所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述柔性装置为螺旋弹簧。
18.根据权利要求11所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述单元包括2、3、4、5或6个柔性装置。
19.根据权利要求18所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述柔性装置为螺旋弹簧。
20.根据权利要求18所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述单元包括止挡件，所述槽能够通过所述柔性装置移动抵靠所述止挡件。
21.根据权利要求20所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述止挡件为上止挡件。
22.根据权利要求20所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述止挡件能够通过调节装置调节，并且从所述打印头到所述槽的上边缘的距离设定为0.1毫米至5毫米。
23.根据权利要求22所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述调节装置为调节螺钉。
24.根据权利要求22所述的维护和/或停放单元，其特征在于，从所述打印头到所述槽的上边缘的距离设定为0.4毫米至1毫米。
25.根据权利要求22所述的维护和/或停放单元，其特征在于，从所述打印头到所述槽的上边缘的距离设定为0.5毫米。
26.根据权利要求11所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述柔性装置的弯曲力或弹力大于填充有液体的所述槽的重力。
27.根据前述权利要求26所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述弯曲力或弹力比填充有液体的所述槽的重力大10N至30N。
28.根据前述权利要求26所述的维护和/或停放单元，其特征在于，所述弯曲力或弹力比填充有液体的所述槽的重力大至少20N。
29.根据权利要求3所述的维护和/或停放单元，其特征在于，用于移除液体的所述装置是擦拭缘。
30.一种系统，所述系统包括打印头和根据权利要求1至29中任一项所述的维护和/或停放单元，其中，所述打印头在其缩回到所述维护单元中的位置中基本上不接触维护站的部件。
31.一种用于清洁打印头的方法，其中，在根据权利要求1至29中任一项所述的维护和/或停放单元中执行清洗步骤、从所述打印头移除多余液体和可选地灰尘的步骤、以及喷溅步骤。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，
所述打印头在基本上不接触所述维护单元的情况下靠近所述维护和/或停放单元，并且在第一步骤中执行清洗操作，在第二步骤中通过使所述打印头经过擦拭缘来从所述打印头移除多余液体和可选地灰尘，并且在第三步骤中执行喷溅操作，或者这些步骤中的每个步骤可以独立于其他步骤被执行。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，
在已经执行了第一步骤至第三步骤之后，或者在每个步骤之后，所述打印头保留在所述维护单元中或执行打印过程。
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