CN113272116B - 滴式打印 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用熔融沉积成型使用包括打印机喷嘴(502)的熔融沉积成型3D打印机(500)生产3D物品(1)的方法，所述方法包括3D打印阶段，所述3D打印阶段包括沉积包括可3D打印材料(201)的挤出物(321)以提供包括3D打印材料(202)的3D物品(1)，其中所述3D打印阶段包括线材形成阶段，所述线材形成阶段包括：(i)于第一位置(1551)在基底(1550)处沉积第一可3D打印材料(1201)以提供第一3D打印材料(1202)的起始支撑元件(1561)，其中所述基底(1550)从接纳器物品(550)以及所述接纳器物品(550)上的已有3D打印材料(202)中选择；(ii)在输送阶段期间将所述喷嘴(502)相对于所述第一位置(1551)的水平位置改变为第二位置(1552)，同时在所述输送阶段期间利用所述打印机喷嘴(502)将可3D打印材料(1201)拉离所述起始支撑元件(1561)，同时控制第一可3D打印材料(201)从所述喷嘴(502)的流动，从而形成第一3D打印材料(1202)的线材(323)；和(iii)于所述第二位置(1552)在所述基底(1550)处沉积第一可3D打印材料(1201)以提供用于所述线材(323)的第一3D打印材料(1202)的末端支撑元件(1562)。

Description

滴式打印

技术领域

本发明涉及一种用于制造3D(打印)物品的方法，以及用于执行这样的方法的软件产品。本发明还涉及能够利用这样的方法获得的3D(打印)物品。进一步地，本发明涉及一种包括这样的3D(打印)物品的照明设备。再进一步地，本发明还涉及一种诸如用于在这样的方法中使用的3D打印机。

背景技术

用于打印三维结构的方法是本领域已知的。例如，WO2018/055006描述了一种方法，用于通过利用打印头在若干连续沉积步骤中并排且上下叠加地沉积打印墨水的微滴，来打印三维结构，特别是光学部件，其中在每个沉积步骤中，多个微滴被打印头的多个喷射喷嘴同时喷出，其特征在于：该打印头在至少两个连续沉积步骤之间执行的移动步骤中，以如下的方式相对于所沉积的微滴发生移动，该方式即在该至少两个连续沉积步骤中被沉积于相同位置的微滴至少部分地从两个不同喷射喷嘴被喷出的方式。WO2018/055006还描述了相对应的打印系统。

发明内容

在接下来的10-20年内，数字制造将会日益转变全球化生产的本质。数字制造的一个方面就是3D打印。

当前，已经研发出许多不同的技术以便使用诸如陶瓷、金属和聚合物之类的各种材料来生产3D打印物体。3D打印也可以在制造模具时使用，上述磨具随后可以被用于复制物体。

出于制作模具的目的，已经建议使用紫外光成型(polyjet)技术。该技术利用可光聚合物材料的逐层沉积，上述可光聚合物材料在每次沉积之后固化从而形成固态结构。虽然该技术产生了平滑的表面，但是可光固化材料并不非常稳定而且它们为了可用于注塑成型应用还具有相对低的导热性。

最为广泛使用的增材制造技术是被称作熔融沉积成型(FDM)的工艺。熔融沉积成型(FDM)是一种被普遍用于建模、原型设计和生产应用的增材制造技术。FDM通过分层中布下材料而以“增材”原则进行工作；塑料细丝或金属线从线圈展开并且供应材料以生产零件。在可能情况下，(例如对于热塑塑料而言)细丝在被布下之前先被融化并挤出。FDM是一种快速的原型设计技术。针对FDM的其它术语是“熔丝制造”(FFF)或“细丝3D打印”(FDP)，它们被认为等同于FDM。通常，FDM打印机使用热塑细丝，其被加热至它的熔点并且随后被逐层(或者实际上逐细丝地)被挤出，从而形成三维物体。FDM打印机相对快速、低成本，并且能够用于打印复杂的3D物体。这样的打印机在使用各种聚合物打印各种形状时都有所使用。该技术还在LED照明器材和照明解决方案的生产中进一步得到了开发。

似乎期望3D打印不同类型的结构，诸如字母或符号。似乎还期望3D打印光学元件或者照明设备的零件，上述光学元件或者照明设备的零件例如具有定制的光学性质或光学效果。然而，许多现有技术的增材制造技术可能无法满足这样的期望或者可能使用相对复杂的解决方案，包括引入非3D打印物品来获得所期望的效果。

因此，本发明的一个方面是提供一种可替换的3D打印方法和/或3D(打印)物品，其优选地进一步至少部分地缓解了上文所描述的一种或多种缺陷。本发明的目标可以在于克服或改善现有技术的至少一个缺点或者提供一种有用的替换形式。

尤其地，本文建议了一种使用3-D(FDM)打印的方法，其中该打印的方式可以产生诸如蛛网纹理或纺织纹理的特殊效果。出于该目的，在实施例中，单喷嘴或多喷嘴的打印机可以被配置为例如以开启和关闭模式进行打印。换句话说，在实施例中，材料在打印器件的流动可以在材料和无材料之间脉动。在打印机喷嘴处这样脉动的流动期间，滴被形成并沉积，并且随着喷嘴移动至下一个点，其将可3D打印材料随它拉动。以这种方式，可以生产出结构，其中物体的一些部分之中被沉积的分层沿着垂直方向互相连接，而在其它分区的分层则是纤薄的并且在连接部分之间悬停于空气中来延伸而并不互相接触。当在实施例中结合多材料打印机使用此方法时，则会被暴露于空气的区域被该打印机的其它材料所覆盖，并且因此滴所形成的区域表现为物体上的加厚表面浮雕。

因此，在第一方面，本发明提供了一种利用熔融沉积成型使用熔融沉积成型3D打印机生产3D物品(“3D打印物品”或“物品”)的方法，该熔融沉积成型3D打印机包括打印机喷嘴(“喷嘴”)，该方法包括3D打印阶段，上述3D打印阶段包括沉积包括可3D打印材料的挤出物以提供包括3D打印材料的3D物品，其中特别地，上述3D打印阶段包括线材形成阶段，上述线材形成阶段包括：(i)于第一位置处在基底沉积第一可3D打印材料以提供第一3D打印材料的起始支撑元件，其中特别地该基底从接纳器物品以及该接纳器物品上的已有3D打印材料(在实施例中包括第一3D打印材料)中选择；(ii)形成第一3D打印材料的线材；和(iii)于第二位置在基底沉积第一可3D打印材料，以为该线材提供第一3D打印材料的末端支撑元件。特别地，在实施例中，(ii)可以包括在输送阶段期间将该喷嘴相对于第一位置的(水平)位置改变为第二位置，同时在该输送阶段期间：(iia)利用打印机喷嘴将将第一可3D打印材料拉离起始支撑元件；以及(iib)以过低而无法形成第一3D打印材料的分层的值控制第一可3D打印材料从喷嘴的流动，由此形成第一3D打印材料的线材。但是，在实施例中，(ii)可以包括在输送阶段期间将该喷嘴相对于第一位置的水平位置改变为第二位置，同时在该输送阶段期间利用打印机喷嘴将可3D打印材料拉离起始支撑元件拉远，同时控制第一可3D打印材料从喷嘴的流动从而形成第一3D打印材料的线材。

利用这样的增材制造方法，可能创建具有具体结构和/或光学性质的3D打印物品。例如，线材可以被用来形成字母或符号。线材可以具有其它光学性质，如颜色或透明度，并且因此可以被用来形成字母或符号，并且控制3D打印物品的透光性质。尤其地，本发明提供了其中以脉动方式应用3D打印的阶段。该3D打印可以包括在其中3D打印分层的脉冲——即“正常3D打印”，其可以交替以其中来自喷嘴的3D材料的流动实质性减少或甚至中断的一个或多个周期(“开启和关闭”模式)。因此，在实施例中，本发明提供了一种脉动的3D打印方法，或者至少一种其中在一个或多个阶段期间应用脉动3D打印的打印方法。因此，在实施例中，该方法可以包括在输送阶段期间终止第一可3D打印材料(从喷嘴)的流动(同时在输送阶段期间将喷嘴相对于第一位置的(水平)位置改变为第二位置)。

如上文所指出的，本发明提供了一种用于生产3D物品的方法，其中该方法包括3D打印阶段，该3D打印阶段包括沉积包括可3D打印材料的挤出物以提供包括3D打印材料的3D物品。在此阶段期间，可3D打印材料可以在打印机机头以例如0.1-10cm/s(诸如0.5-5cm/s)的速度移动的同时作为挤出物从打印机喷嘴被排出，导致3D打印材料处于基底上。因此，在实施例中，该方法可以包括在输送阶段终止第一可3D打印材料的流动(同时保持打印机机头速度)。如上文所指出的，该速度是打印机机头或喷嘴相对于基底的速度。

下文进一步阐述术语“可3D打印材料”。术语“可3D打印材料”可以是指至少被用于创建线材的布置的第一可3D打印材料，并且也可以是指可以在实施例中被用于3D打印分层的第二可3D打印材料。因此，术语“可3D打印材料”是总体上指代可3D打印材料，它是第一可3D打印材料或者第二可3D打印材料(或者可替代地另外的可3D打印材料)。同样，在下文进一步阐述术语“3D打印材料”。术语3D打印材料可以是指至少被用于创建线材的布置的第一3D打印材料，并且也可以是指可以在实施例中用于3D打印分层的第二3D打印材料。因此，术语“3D打印材料”是总体上指代3D打印材料，它是第一3D打印材料或者第二3D打印材料(或者可替代地另外的3D打印材料)。

总体上，一种(3D打印)方法可以包括(i)3D打印阶段，该3D打印阶段包括按层沉积包括可3D打印材料的挤出物，以提供包括3D打印材料的3D物品，其中该3D物品包括多层的3D打印材料。

进一步地，可以将FDM打印机应用于3D打印。因此，特别地，本发明的方法包括利用熔融沉积成型使用包括打印机喷嘴(或者包括多个打印机喷嘴；同样参见下文)的3D打印机来生成3D物品。

该打印阶段可以包括线材形成阶段。在其它实施例中，该打印阶段还包括一个或多个其它阶段，诸如其中例如为线材的布置提供3D打印支撑的阶段，或者其中在支撑元件之间提供第二3D打印材料的填充阶段(同样进一步参见下文)。

术语“线材形成阶段”可以是指多个这样的阶段，它们特别地可以在时间上进行划分。因此，术语“线材形成阶段”也可以是指多个(不同类型的)线材形成阶段。

如上文所指出的，该3D打印阶段包括线材形成阶段。该线材形成阶段尤其可以包括第一支撑元件的生成，跨接线材，以及第二支撑元件的生成。该线材被跨接在支撑元件之间。该支撑元件被生成在基底上，该基底为诸如接纳器物品之类的支撑件，或者为在支撑件上已有的3D打印材料。该线材可以跨过基底，并且在实施例中可以不与基底接触。线材或纤维是与支撑元件的3D打印材料相同的材料。在沉积第一支撑元件或起始支撑元件之后，可3D打印材料处于喷嘴和支撑元件之间和/或喷嘴之中的部分可以在将喷嘴向着(尚未沉积的)末端支撑元件移动远离第一支撑元件的同时被拖拽。因此，被用来提供第一支撑元件的至少一部分可3D打印材料被作为(形成第一支撑元件的)3D打印材料留下，和/或处于喷嘴和尚在打印的第一支撑元件之间的至少一部分可3D打印材料，在将打印机喷嘴移动至第二位置的同时被拉离，同时其同样保持连接至刚刚3D打印的第一支撑元件。因此，即使在可3D打印材料从喷嘴的流动被中断时(同样参见下文)，在第一支撑元件的3D打印材料和线材(以及第二支撑元件)之间也存在材料的连续性或者材料完整性。当前所提出的方法的实施例因此也可以被称作滴式打印方法或滴式打印方法实施例，因为喷嘴下的滴将被应用以生成线材。

随着距第一支撑元件的距离增大，线材可能由于其自身重量而发生弯曲。通常，线材的长度和外界温度将被选择为使得线材基本上并不发生弯曲，和/或并不接触到基底。在实施例中，外界温度——即打印机机头被配置于其中的气氛的温度——可以低于玻璃转变温度和/或低于可3D打印材料的晶体化温度。

喷嘴相对于(基底上的)起始支撑元件发生偏移。这可以通过移动喷嘴、移动基底或者移动此二者来实现。在这里，如“在输送阶段期间改变喷嘴的位置”的短语以及类似短语可以指示这些选项之一。因此，这样的短语并不一定仅是指喷嘴(或者具有喷嘴的打印机机头)的移动，而是可以备选地或附加地指代基底的移动。

在喷嘴相对于起始支撑元件的移动期间，可3D打印材料的流动速率有所减小或者甚至被终止。因此，(从喷嘴逸出的可3D打印材料的)流动速率不够高而无法提供分层。以这种方式，可以形成线材，该线材单纯地基于喷嘴和起始支撑元件的刚刚打印的3D打印材料的部分之间的可3D打印材料。

因此，在实施例中，来自喷嘴的可3D打印材料的流动速率(或“体积流率”)可以被减小至某个程度，而使得在喷嘴相对于基底的所选择速度下，(在输送阶段期间)并不会沉积3D打印材料的分层而是形成线材。在输送阶段之前和之后，来自喷嘴的可3D打印材料的流动速率，所选择的喷嘴相对于基底的速度将被再次选择以沉积3D打印材料的分层。因此，在实施例中，流动速率并不是恒定的。例如，当打印机喷嘴在相关联时间内相对于基底移动过预定长度时，在该时间的一部分期间，流动速率可以有所减小，例如至少减少因数2(≤1/2*流动速率)，或者因数4(≤1/4*流动速率)，或者因数10(≤1/10*流动速率)。在实施例中，可以在以速度S移动喷嘴的情况下，使用体积流率V来形成具有高度H和宽度W的分层，其中体积流率可以由V＝H*W*S给出。正常情况下，W将是喷嘴的直径D。然而，通过增大流动速率，可以使得W>D。以相同的方式，通过减小流动速率，可以减小W。在流动速率过低的限制下，则没有供形成的分层，但是线材形成可以发生。因此，在实施例中，首先流动速率需要足够高以形成分层(提供起始支撑元件)，随后需要足够低从而不形成分层而是形成线材，并且随后再次足够高以形成分层(提供末端支撑元件)。

在实施例中，当流动速率V≤0.5*W*H*S时，诸如V≤0.25*W*H*S，如V≤0.1*W*H*S，则可以发生线材形成。

因此，在实施例中，线材形成阶段包括(i)在第一位置在基底处沉积第一可3D打印材料以提供第一3D打印材料的起始支撑元件，其中该基底从接纳器物品和该接纳器物品上已有的3D打印材料中选择；(ii)在输送阶段期间将喷嘴相对于第一位置的(水平)位置改变为第二位置，同时在输送阶段期间：(iia)利用打印机喷嘴将第一可3D打印材料(在基底上方)拉离起始支撑元件；并且(iib)将来自喷嘴的第一可3D打印材料的流动控制在过低而无法形成3D打印材料的分层的值，由此形成第一3D打印材料的线材；以及(iii)第二位置处在基底沉积第一可3D打印材料，以提供用于该线材的第一3D打印材料的末端支撑元件。

该起始支撑元件例如可以是3D打印分层或者3D打印分层的末端。同样地，该末端支撑元件可以是新的3D打印分层的起始。

在3D打印期间，打印机机头相对于基底的行进速度通常可以处于例如0.1-10cm/s的范围内。然而，其它行进速度也是可能的。在输送阶段期间，该行进速度例如可以是在沉积3D打印材料的分层期间所使用的平均行进速度的1/10或更小。例如，在实施例中，该行进速度可以小于0.1cm/s，诸如等于或小于0.1mm/s。进一步地，可3D打印材料经喷嘴推进的流动速率决定了每单位长度的材料的量(体积)。因此，在滴式打印期间，支撑元件之间的距离由行进速度所确定，并且材料流出喷嘴的流动速率尤其被选择为过低而无法形成(3D打印)分层(而是相反地形成线材)。

在输送阶段期间，特别地，还可能临时实质上终止流动。在这样的实施例中，线材材料基本上由在终止(来自喷嘴的)流动的时刻挂在喷嘴下方的可3D打印材料(“滴”)以及为了提供起始支撑元件而刚刚被打印的3D打印材料所限定。因此，在实施例中，该方法可以包括控制打印机机头的速度以及来自喷嘴的第一可3D打印材料的流动速率。

如上文所指出的，起始支撑元件和末端支撑元件可以分别是3D打印分层的一部分。然而，并不一定是这样的情况。然而，诸如起始支撑元件和末端支撑元件的高度和宽度之类的尺寸通常可以是3D打印分层的尺寸的量级，假设这些尺寸(尚且)可用。注意到，起始支撑元件和末端支撑元件的尺寸可以相互不同。然而，在其它实施例中，它们基本上是相同的。然而，线材可以具有纤维状的形状，特别是在其长度的至少一部分上，诸如在其长度的至少80％上。该线材可以在其长度的至少一部分上可以具有基本上圆形的横截面。该线材的直径可以基本上小于起始支撑元件和/或末端支撑元件的高度或宽度。因此，在实施例中，起始支撑元件和末端支撑元件具有高度(H)和宽度(W)，其中线材具有线材厚度(D1)，其中D1/H≤0.5且D1/W≤0.5，特别地D1/H≤0.2且D1/W≤0.2。在实施例中，支撑元件的高度H可以(独立地)从0.5-3mm的范围进行选择。

在实施例中，厚度(D1)从10-200μm的范围进行选择。进一步地，在实施例中，线材具有从1-20mm的范围选择的线材长度(L1)，诸如1-10mm。线材厚度和/或线材长度可以由所期望的输送长度和达到输送长度的速度所定义。进一步地，所沉积材料的流动(速率)以及打印机机头的速度可以至少部分地确定线材的厚度。

显然，可以制成多重的线材。以这种方式，可以生成字母、符号或者其它形状。在实施例中，线材可以被平行配置。在其它实施例中，线材以对称图案配置。然而，如上文所指出的，其它配置也是可能的。在具体实施例中，该方法可以包括分别在不同的第一位置和第二位置多次执行线材形成阶段，同时在具体实施例中将线材相互平行地进行配置。短语“在不同的第一位置多次”和类似短语指示下一条线材可能并不基本上与另一条线材一致，但是可以被配置在一个或多个更远的3D打印分层或者一个或多个更高的3D打印分层。最近的相邻平行配置线材可以具有3D打印分层的分层宽度量级或者3D打印分层的分层高度量级的距离。

线材的布置可以具有桥的形状，其中起始支撑元件和末端支撑元件支撑悬挂的线材。因此，线材的布置具有起始支撑元件和末端支撑元件之间的开放空间，该开放空间仅部分被线材所填充。在实施例中，可能期望利用可3D打印材料来填充该开放空间，尤其是不同于用来沉积该线材的布置的另一种可3D打印材料。因此，在实施例中，该方法可以进一步包括填充阶段，该填充阶段包括在第一位置和第二位置之间沉积第二可3D打印材料，以在该第一位置和该第二位置之间提供第二3D打印材料，其中该第二可3D打印材料中的(i)成分和(ii)光学性质中的一者或多者不同于第一可3D打印材料。

例如，第一可3D打印材料可以不包括填充剂，或者包括比第二可3D打印材料更少的填充剂或另一种颜色的填充剂。可替代地或附加地，第一可3D打印材料的聚合物材料可以是不透光的或者半透明的，并且第二可3D打印材料的聚合物材料可以是透明的。特别地，在实施例中，第二可3D打印材料对于可见光是透光的。

因此，在实施例中，该方法可以(进一步)包括在线材形成阶段期间所沉积的第一3D打印材料上沉积第二可3D打印材料，由此至少在第一位置和第二位置之间提供第二3D打印材料。

在可替换的实施例中，在3D打印阶段期间，线材以垂直方向被提供。

出于填充的目的，可能期望3D打印机包括用于第二可3D打印材料的第二喷嘴。因此，可以应用具有两个或更多打印机机头的3D打印机。在具体实施例中，熔融沉积成型3D打印机(因此)包括多个打印机喷嘴。

可替代地或附加地，该熔融沉积成型3D打印机可以包括具有多个可3D打印材料入口的喷嘴，以及被配置为控制去往该多个可3D打印材料入口的可3D打印材料的流动的流控制系统。该多个可3D打印材料入口被配置在打印机喷嘴的上游。这样的3D打印机例如可以包括多种材料输送机制，而使得能够从相同喷嘴挤压出不同的材料。

如上文所指出的，该方法包括在打印阶段沉积可3D打印材料。因此，术语“可3D打印材料”是指要被沉积或打印的材料，并且术语“3D打印材料”是指在沉积之后获得的材料。这些材料可以基本上相同，因为可3D打印材料可以尤其是指打印机机头或挤出器中处于提升温度下的材料，并且3D打印材料指代相同的材料，但是是在被沉积时的稍后阶段。可3D打印材料被打印为细丝并如此沉积。可3D打印材料可以作为细丝被提供或者可以被形成为细丝。因此，无论应用何种起始材料，包括可3D打印材料的细丝都由打印机机头所提供并且被3D打印。术语“挤出物”可以用来定义打印机机头下游但是尚未被沉积的可3D打印材料。后者被指示为“3D打印材料”。实际上，挤出物包括可3D打印材料，因为该材料尚未被沉积。在可3D打印材料或挤出物被沉积时，该材料因此被指示为3D打印材料。基本上，上述材料是相同的材料，因为打印机机头上游、打印机机头下游以及在被沉积时的热塑性材料本质上都是相同的材料。

在本文中，术语“可3D打印材料”也可以被指代为“可打印材料”。术语“聚合物材料”可以在实施例中指代多种聚合物的混合，但在实施例中也可以指代本质上为具有多个聚合物链长度的单一聚合物类型。因此，术语“聚合物材料”或“聚合物”可以指代单一类型的聚合物，但也可以指代多个不同的聚合物。术语“可打印材料”可以指代单一类型的可打印材料，但也可以指代多种不同的可打印材料。术语“打印材料”可以指代单一类型的打印材料，但也可以指代多种不同的打印材料。

因此，术语“可3D打印材料”也可以是指两种或更多种材料的组合。总体上，这些(聚合物)材料具有玻璃转变温度T_g和/或熔化温度T_m。可3D打印材料在其离开喷嘴之前将被3D打印机加热至至少玻璃转变温度的温度，并且通常至少被加热至熔化温度。因此，在具体实施例中，可3D打印材料包括具有玻璃转变温度(T_g)和/或熔点(T_m)的热塑性聚合物，并且打印机机头动作包括将可3D打印材料加热到玻璃转变温度以上，并且在它是半晶状聚合物的情况下加热到熔化温度以上。在又另一个实施例中，可3D打印材料包括具有熔点(T_m)的(热塑性)聚合物，并且打印机机头动作包括将待在接纳器物品上沉积的可3D打印材料加热到至少熔点的温度。玻璃转变温度通常与熔化温度并不等同。熔化是在晶状聚合物中出现的转变。熔化在聚合物链从它们的晶体结构脱落并且变为杂乱液体时发生。玻璃转变是针对非晶聚合物发生的转变；也就是说，非晶聚合物是这样的聚合物：即使它们处于固态，其链也并未以有序晶体排列而是仅以任意方式四处散布。聚合物可以是非晶的，其基本上具有玻璃转变温度而不是熔化温度，或者可以是(半)晶状的，则其通常具有玻璃转变温度以及熔化温度，其中后者通常大于前者。玻璃温度例如可以利用差示扫描量热法来确定。熔点或熔化温度也可以利用差示扫描量热法来确定。

如上文所指出的，本发明因此提供了一种方法，其包括提供可3D打印材料的细丝，并且在打印阶段期间将所述可3D打印材料打印在基底上，以提供所述3D物品。

特别地，可以有资格作为可3D打印材料的材料可以从由金属、玻璃、热塑性聚合物、硅树脂等组成的群组中选择。特别地，可3D打印材料包括从由以下组成的群组中选择的(热塑性)聚合物：ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、尼龙(或聚酰胺)、醋酸纤维(或纤维素)、PLA(聚乳酸)、对苯二甲酸酯(诸如PET聚对苯二甲酸乙二醇酯)、丙烯酸纤维(聚甲基丙烯酸酯、有机玻璃(Perspex)、聚甲基丙烯酸甲酯、PMMA)、聚丙烯纤维(或聚丙烯)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、PE(诸如膨胀高抗冲聚乙烯(或聚乙烯)、低密度(LDPE)高密度(HDPE))、PVC(聚氯乙烯)聚氯乙烯，诸如基于共聚酯弹性体、聚氨酯弹性体、聚酰胺弹性体的热塑性弹性体，基于聚烯烃的弹性体、基于苯乙烯的弹性体，等等。可选地，可3D打印材料包括从由脲甲醛、聚酯树脂、环氧树脂、三聚氰胺甲醛、热塑性弹性体等组成的群组中所选择的可3D打印材料。可选地，可3D打印材料包括从由聚砜组成的群组中所选择的可3D打印材料。弹性体特别是热塑性弹性体尤其令人感兴趣，因为它们是柔性的并且可以有助于获得包括导热材料的相对更加灵活的细丝。热塑性弹性体可以包括苯乙烯系嵌段共聚物(TPS(TPE-s))、热塑性聚烯烃弹性体(TPO(TPE-o))、热塑性硫化橡胶(TPV(TPE-v或TPV))、热塑性聚氨酯(TPU(TPU))、热塑性共聚酯(TPC(TPE-E))和热塑性聚酰胺(TPA(TPE-A))中的一种或多种。

诸如同样在WO2017/040893中提及的适当热塑性材料可以包括以下的一种或多种：聚缩醛(例如，聚氧乙烯和聚甲醛)、聚丙烯酸(C_1-6烷基)酯、聚丙烯酰胺、聚酰胺(例如，脂肪族聚酰胺、聚邻苯二甲酰胺和聚芳酰胺)、聚酰胺酰亚胺、聚酸酐、聚芳酯(polyarylate)、聚芳醚(polyarylene ether)(例如，聚苯醚)、聚芳硫醚(例如，聚苯硫醚)、聚芳基砜(例如，聚苯砜)、聚苯并噻唑、聚苯并噁唑、聚碳酸酯(包括聚碳酸酯共聚物，例如聚碳酸酯-硅氧烷、和聚碳酸酯-酯和聚碳酸酯-酯-硅氧烷)、聚酯(例如，聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚芳酯和聚酯共聚物如聚酯醚)、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺(包括共聚物如聚醚酰亚胺-硅氧烷共聚物)、聚醚酮酮、聚醚酮、聚醚砜、聚酰亚胺(包括共聚物如聚酰亚胺-硅氧烷共聚物)、聚甲基丙烯酸(C_1-6烷基)酯、聚甲基丙烯酰胺、聚降冰片烯(包括含有降冰片烯基单元的共聚物)、聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯及它们的共聚物，例如乙烯-α-烯烃共聚物)、聚噁二唑、聚甲醛、聚邻苯二甲酰胺(polyphthalides)、聚硅氮烷、聚硅氧烷、聚苯乙烯(包括共聚物如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS))、多硫化物、聚磺酰胺、聚磺酸酯、聚砜、聚硫酯、聚三嗪、聚脲、聚氨酯、聚乙烯醇、聚乙烯酯、聚乙烯醚、聚卤代乙烯、聚乙烯酮、聚乙烯基硫醚、聚偏二氟乙烯等，或包含前述热塑性聚合物中的至少一种的组合。聚酰胺的实施例可以包括但不限于合成的线性聚酰胺，例如尼龙-6,6；尼龙-6,9；尼龙-6,10；尼龙-6,12；尼龙-11；尼龙-12和尼龙-4,6，优选为尼龙6和尼龙6,6，或者包含前述中的至少一种的组合。可以使用的聚氨酯包括脂肪族、脂环族、芳香族和多环聚氨酯，包括上文所描述的那些。聚丙烯酸(C_1-6烷基)酯和聚甲基丙烯酸(C_1-6烷基)酯也是有用的，其包括例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯和丙烯酸乙酯等的聚合物。在实施例中，聚烯烃可以包括以下的一种或多种：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯(及其共聚物)、聚降冰片烯(及其共聚物)、聚1-丁烯、聚(3-甲基丁烯)、聚(4-甲基戊烯)以及乙烯与丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、4-甲基-1-戊烯和1-十八碳烯的共聚物。

特别地，选择能够形成细丝的聚合物。例如，可以选择能够扭转的聚合物。在具体实施例中，可3D打印材料(和3D打印材料)包括以下的一种或多种：聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚甲醛(POM)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、苯乙烯-丙烯腈树脂(SAN)、聚砜(PSU)、聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯(PCT)、二醇类改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET-G)、丙烯腈(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)和苯乙烯丙烯酸共聚物(SMMA)。在实施例中，也可以选择两种或更多这样的聚合物的共聚物。因此，也可以应用包括两种或更多上文提到的材料的共聚物。在实施例中，也可以选择两种或更多这样的聚合物的混合物。这样的聚合物可以是线材形成的聚合物。

因此，第一可3D打印材料和第一3D打印材料可以包括一种或多种上文提到的(3D可打印)聚合物材料。同样地，第二可3D打印材料和第二3D打印材料可以包括一种或多种上文提到的(3D可打印)聚合物材料。

如上文所指出的，第一可3D打印材料和第二可3D打印材料在聚合物组成上可以有所不同和/或在可选添加剂方面可以有所不同。特别地，它们的不同可能达到颜色和/或透光性质基本上不同的程度。

术语可3D打印材料同样在下文进一步阐述，但是尤其是指热塑性材料，可选地包括添加剂，(添加剂相对于热塑性材料和添加剂的总体积)达到最大约60％的体积百分比，特别地最大约30vol.％，诸如最大20vol.％。然而，供线材形成使用的可3D打印材料可以具有最大20vol.％的(微粒)添加剂。

因此，在实施例中，可打印材料可以包括两个相。可打印材料可以包括可打印聚合物材料的相，特别是热塑性材料(还参见下文)的相，该相尤其是基本上连续的相。在热塑性材料的该连续相中，可能存在添加剂或填充剂，诸如以下中的一种或多种：抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外光稳定剂、紫外光吸收添加剂、近红外光吸收添加剂、红外光吸收添加剂、塑化剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、防雾剂、杀菌剂、着色剂、激光标刻添加剂、表面效应添加剂、辐射稳定剂、阻燃剂、防滴落剂。该添加剂可以具有从光学性质、机械性质、电气性质、热性质和机械性质中选择的有用性质(同样参见上文)。

特别地，填充剂(相对于聚合物材料)的大小和体积被选择为使得该聚合物的线材形成性质基本上不被妨碍。

在实施例中，可打印材料可以包括微粒材料，即嵌入在可打印聚合物材料中的颗粒，该颗粒形成实质上非连续的相。特别地，总体混合物中的颗粒数量相对于可打印材料(包括(各向异性传导)颗粒)总体积不高于60vol.％，尤其是在用于降低热膨胀系数的应用中。对于光学和表面相关效应而言，总体混合物中的颗粒数量相对于可打印材料(包括颗粒)总体积等于或小于20vol.％，诸如达到10vol.％。因此，可3D打印材料尤其是指基本上热塑性材料的连续相，其中可以嵌入诸如颗粒的其它材料。同样，3D打印材料尤其是指基本上热塑性材料的连续相，其中可以嵌入诸如颗粒的其它材料。颗粒可以包括如上文所定义的一种或多种添加剂。因此，在实施例中，可3D打印材料可以包括微粒添加剂。

可打印材料被打印在接纳器物品上。特别地，该接纳器物品可以是构建平台或者可以被构建平台所包括。该接纳器物品也可以在3D打印期间被加热。然而，该接纳器物品也可以在3D打印期间被冷却。

尤其地，短语“在接纳器物品上打印”以及类似短语包括直接在接纳器物品上打印，或者在接纳器物品上的涂层上打印，或者在较早打印在接纳器物品上的3D打印材料上打印。术语“接纳器物品”可以是指打印平台、打印床、基底、支撑件、构建板或构建平台，等等。替代术语“接纳器物品”，也可以使用术语“基底”。尤其地，短语“在接纳器物品上打印”以及类似短语也在打印平台、打印床、支撑件、构建板或构建平台等上或它们所包括的单独基底上进行打印。因此，尤其地，短语“在基底上打印”以及类似短语包括直接在基底上打印，或者在基底上的涂层上打印，或者在较早打印在基底上的3D打印材料上打印。这里在下文中进一步使用术语基底，其可以是指打印平台、打印床、基底、支撑件、构建板或构建平台等，或者处于它们之上或被它们所包括的单独基底。

可打印材料被逐层地沉积，由此(在打印阶段期间)生成3D打印物品。该3D打印物品可以表现出具有特色的带有棱纹的(ribbed)结构(源自于所沉积的细丝)。然而，也可能在打印阶段之后执行进一步的阶段，诸如成品化阶段。该阶段可以包括从接纳器物品去除所打印物品和/或一个或多个后处理动作。一个或多个后处理动作可以在从接纳器物品去除所打印物品之前执行，和/或一个或多个后处理动作可以在从接纳器物品去除所打印物品之后执行。后处理例如可以包括抛光、涂覆、增加功能部件等之中的一种或多种。后处理可以包括使得带棱纹的结构平滑，这会导致基本上平滑的表面。

进一步地，本发明涉及一种能够被用来执行本文所描述的方法的软件产品。因此，在再进一步的方面，本发明还提供了一种计算机程序产品，当计算机上运行时(该计算机功能地耦合至熔融沉积成型3D打印机或者被熔融沉积成型3D打印机所包括)，该计算机程序产品能够实施如本文所描述的方法。

本文所描述的方法提供3D打印物品。因此，本发明在进一步的方面还提供了一种能够利用本文所描述的方法获得的3D打印物品。在进一步的方面，提供了一种能够利用本文所描述的方法获得的3D打印物品。特别地，本发明提供了一种包括3D打印材料的3D打印物品，其中该3D物品包括第一3D打印材料的一个或多个线材的布置，其中每个线材的布置包括起始支撑元件和末端支撑元件，其中线材被配置于其间，其中该起始支撑元件和末端支撑元件具有诸如处于0.5-3mm范围之内的高度(H)以及诸如处于0.5-3mm范围之内的宽度(W)，其中该线材具有线材厚度(D1)，其中在具体实施例中，D1/H≤0.5且D1/W≤0.5，特别地其中D1/H≤0.2且D1/W≤0.2。

在实施例中，该厚度(D1)可以从10-200μm的范围进行选择。在实施例中，该线材可以具有从1-20mm的范围选择的线材长度(L1)。

在实施例中，该3D物品可以包括多个(平行配置的)线材。

如上文所指出的，特别地在实施例中，该3D物品可以进一步包括第二3D打印材料的多个分层，其中该第二3D打印材料的(i)成分和(ii)光学性质中的一种或多种不同于第一3D打印材料，其中该第二3D打印材料至少被配置在起始支撑元件和末端支撑元件之间，其中该第二3D打印材料邻近该第一3D打印材料配置并且至少部分包围该第一3D打印材料。

在实施例中，该第二3D打印材料对于可见光是透光的。

该3D打印物品可以包括互相叠放的多个(第二3D打印材料的)分层，即堆叠层。在实施例中，该分层的厚度和高度例如可以从100-3000μm的范围进行选择，诸如200-2500μm，特别地诸如至少400μm，如至少500μm，其中高度一般等于或小于宽度。例如，高度和宽度之比可以等于或小于1，诸如等于或小于0.8，或者等于或小于0.6。

(第一或第二3D打印材料的)分层可以是核-壳层，或者可以由单一材料所构成。在一个分层之内，也可以存着成分的变化，例如当应用核-壳打印工艺时以及在该打印处理期间，其从打印第一材料(而并不打印第二材料)变为打印第二材料(而并不打印第一材料)。

该3D打印物品的至少一部分可以包括涂层。

(利用本文所描述的方法)所获得的3D打印物品本身可以具备功能。例如，该3D打印物品可以是透镜、准直器、反射器等。如此获得的3D打印物品可以(可替代地)被用于装饰或艺术用途。该3D打印物品可以包括或者被提供以功能部件。该功能部件尤其可以从由光学部件、电气部件和磁性部件组成的群组中选择。术语“光学部件”尤其是指具有光学功能的部件，诸如透镜、镜面、光透射元件、光学滤光器等。术语光学部件也可以是指光源(如LED)。术语“电气部件”例如可以是指集成电路、PCB、电池、驱动器，还可以是光源(因为光源可以被认为是光学部件和电气部件)，等等。术语磁性部件例如可以是指磁性连接器、线圈等。可替代地或附加地，功能部件可以包括热部件(例如，被配置为冷却或加热电气部件)。因此，功能部件可以被配置为生成热量或者排除热量，等等。

如上文所指出的，该3D打印物品可以被用于不同用途。尤其地，该3D打印物品可以在照明中使用。因此，在又进一步的方面中，本发明还提供了一种包括如本文所限定的3D物品的照明设备。在具体方面，本发明提供了一种照明系统，包括(a)被配置为提供(可见)光源光的光源，以及(b)如本文所限定的3D物品，其中3D物品可以被配置为以下的一个或多个：(i)外壳的至少一部分，(ii)照明腔壁的至少一部分，和(iii)功能部件，其中该功能部件可以从由光学部件、支撑件、电绝缘部件、导电部件、热绝缘部件和导热部件所构成的群组中选择。因此，在具体实施例中，该3D物品可以被配置为以下的一个或多个：(i)照明设备外壳的至少一部分，(ii)照明腔壁的至少一部分，和(iii)光学元件。由于可以提供相对平滑的表面，所以该3D打印物品可以被用作镜面或透镜等。在实施例中，该3D物品可以被配置为灯罩(shade)。一种设备或系统可以包括多个不同的3D打印物品，它们具有不同的功能。一种照明设备可以包括光源。一种照明系统可以包括照明设备。

在具体实施例中，该3D物品可以被用作照明设备的灯罩或者被用于照明设备。该灯罩可以被视为光学部件或者具体照明腔的壁。该光源的光的至少一部分可以通过该3D物品透射。因此，该3D物品可以被配置在光源下游。照明设备可以被配置为使得该光源的部分或全部光源光仅能够经由如本文所限定的3D物品从该照明设备逸出。照明腔可以用于混合不同光源的光。照明腔可以基本上被封闭，其具有透光(固态)材料的窗口。因此，在实施例中，该照明腔可以是光混合腔室。

返回3D打印处理，可以使用具体的3D打印机来提供如本文所描述的3D打印物品。因此，在再进一步的方面中，本发明还提供了一种熔融沉积成型3D打印机，包括(a)打印机机头，其包括打印机喷嘴，和(b)可3D打印材料提供设备，其被配置为将可3D打印材料提供至该打印头，其中该熔融沉积成型3D打印机被配置为(向基底，其中特别地，该3D打印机包括控制器(或者功能耦合至该控制器)，该控制器被配置为在控制模式(或“操作模式”)下执行如本文所描述的方法)提供所述可3D打印材料。

该打印机喷嘴可以包括单个开口。在其它实施例中，该打印机喷嘴可以是核-壳类型，具有两个(或更多)开口。术语“打印机机头”也可以是指多个(不同的)打印机机头；因此，术语“打印机喷嘴”也可以是指多个(不同的)打印机喷嘴。

该可3D打印材料提供设备可以将包括可3D打印材料的细丝提供至打印机机头，或者可以提供可3D打印材料本身，其中该打印机机头创建包括可3D打印材料的细丝。因此，在实施例中，本发明提供了一种熔融沉积成型3D打印机，包括(a)打印机机头，其包括打印机喷嘴，和(b)细丝提供设备，其被配置为将包括可3D打印材料的细丝提供至该打印机机头，其中该熔融沉积成型3D打印机被配置为向基底提供所述可3D打印材料，其中特别地，该3D打印机包括控制器(或者功能耦合至控制器)，该控制器被配置为在控制模式(或“操作模式”)下执行如本文所描述的方法。

该系统或装置或设备可以在一种“模式”或“操作模式”或“操作的模式”下执行动作。同样地，在一种方法中，动作或阶段或步骤可以在一种“模式”或“操作模式”或“操作的模式”下被执行。术语“模式”也可以被指示为“控制模式”。这并不排除该系统或装置或设备也适用于提供另一种控制模式或者多种其它的控制模式。同样，这可以不排除在执行该模式之前和/或执行该模式之后，可以执行一个或多个其它模式。

然而，在实施例中，控制系统(或“控制器”)可以是可用的，其适于至少提供控制模式。在其它模式可用的情况下，这样的模式的选择可以特别地经由用户界面、通过其它选项来执行，如依据传感器信号或(时间)方案来执行模式也是可能的。在实施例中，操作模式可以是指仅能够以单一操作模式(即，“启动”，而没有进一步的可调谐能力)进行操作的系统或装置或设备。

替代术语“熔融沉积成型(FDM)3D打印机”，可以使用简写术语“3D打印机”、“FDM打印机”或“打印机”。打印机喷嘴也可以被称作“喷嘴”，或者有时被称作“挤出器喷嘴”。

附图说明

现在将参考示意性附图，仅通过示例对本发明的实施例进行描述，其中相对应的附图标记指代相对应的部分，并且其中：

图1a至图1c示意性地描绘了3D打印机以及3D打印材料的实施例的一些整体方面；

图2a至图2b示意性地描绘了一些方面；

图3a至图3c示意性地描绘了一些另外的方面；和

图4示意性地描绘了照明设备的实施例。

示意性示图并不一定依比例绘制。

具体实施方式

图1a示意性地描绘了3D打印机的一些方面。附图标记500指示3D打印机。附图标记530指示被配置为进行3D打印、特别是FDM 3D打印的功能单元；该附图标记还指示3D打印阶段单元。这里，仅示意性描绘了用于提供3D打印材料的打印机机头，诸如FDM 3D打印机机头。附图标记501指示打印机机头。虽然其它实施例也是可能的，但是本发明的3D打印机特别地可以包括多个打印机机头。附图标记502指示打印机喷嘴。虽然其它实施例也是可能的，但是本发明的3D打印机特别地可以包括多个打印机喷嘴。附图标记321指示能够打印的(诸如上文所指出的)可3D打印材料的细丝。出于清楚的原因，并未描绘出该3D打印机的全部特征，而是仅描绘出对于本发明而言特别相关的那些特征(还进一步参见下文)。

3D打印机500被配置为在接纳器物品550——其在实施例中可以至少被临时冷却——上按照分层地沉积多条细丝321而生成3D物品，其中每条细丝310包括诸如具有熔点T_m的可3D打印材料201。可3D打印材料201可以(在打印阶段期间)被沉积在基底1550上。

3D打印机500被配置为加热打印机喷嘴502上游的细丝材料。这例如可以利用包括挤压和/或加热功能中的一种或多种功能的设备来完成。这样的设备利用附图标记573来指示，并且被布置在打印机喷嘴502的上游(即，在时间上处于细丝材料离开打印机喷嘴502之前)。打印机机头501(因此)可以包括液化器或加热器。附图标记201指示可打印材料。在被沉积时，此材料被指示为(3D)打印材料，其利用附图标记202来指示。

附图标记572指示具有材料的卷轴或滚轴，上述材料特别为线的形式，其可以被指示为细丝320。3D打印机500将转换成在打印机喷嘴下游的细丝321，其成为接纳器物品上或已经沉积的打印材料上的分层322。通常，喷嘴下游的细丝321的直径相对于打印机机头上游的细丝322的直径有所减小。因此，打印机喷嘴有时(也)被称为挤出器喷嘴。逐个分层322地布置和/或将分层322t布置在分层322上，可以形成3D物品1。附图标记575指示细丝提供设备，其在这里尤其包括卷轴或滚轴以及由附图标记576指示的驱动轮。

附图标记A指示纵轴或细丝轴。

附图标记C示意性地描绘了控制系统，特别是诸如被配置为控制接纳器物品550的温度的温度控制系统。控制系统C可以包括加热器，其能够将接纳器物品550加热至至少50℃的温度，但是特别地高达约350℃的范围，诸如至少200℃。

可替代地或附加地，在实施例中，接纳器板也可以在x-y平面(水平平面)中以一个或两个方向进行移动。进一步地，可替代地或附加地，在实施例中，接纳器板也可以是绕z轴(垂直)可旋转的。因此，该控制系统可以在x方向、y方向和z方向中的一个或多个方向上移动接纳器板。

可替代地，该打印机可以具有同样能够在打印期间旋转的机头。这样的打印机具有所打印材料在打印期间无法旋转的优势。

分层利用附图标记322指示，并且具有分层高度H和分层宽度W。

注意到，可3D打印材料并不一定作为细丝320被提供至打印机机头。进一步地，可以在3D打印机500中从多件可3D打印材料生产出细丝320。

附图标记D指示喷嘴的直径(可3D打印材料201经上述喷嘴而受力)。

图1b示意性地以3D更详细地描绘了构建中的3D物品1的打印。此处，在该示意性附图中，单个平面中的细丝321的末端并未互相连接，但是在现实中的实施例中可能是这种情况。

附图标记H指示分层的高度。分层利用附图标记203指示。此处，分层具有基本上圆形的横截面。然而，它们经常会是平整的，诸如具有类似扁平椭圆管或扁平椭圆导管的外部形状(即，其直径被压缩而具有小于宽度的高度的圆形形状的条，其中(定义宽度的)边(仍然)是圆的)。

因此，图1a-1b示意性地描绘了熔融沉积成型3D打印机500的一些方面，包括(a)第一打印机机头501，其包括打印机喷嘴502，(b)细丝提供设备575，其被配置为将包括可3D打印材料的细丝321提供至第一打印机机头501，以及可替代地(c)接纳器物品550。在图1a-1b中，第一或第二可打印材料或者第一或第二打印材料利用总体上的指示——可打印材料201和打印材料202来指示。直接在喷嘴502的下游，具有可3D打印材料的细丝321在被沉积时变为具有3D打印材料202的分层322。图1b中的标记An指示喷嘴面积，可3D打印材料通过该喷嘴面积而被挤压从而在基底(或更早的3D打印材料)上提供3D打印材料。

图1c示意性地描绘了3D打印分层322的堆叠，每个3D打印分层322具有分层高度H和分层宽度W。注意到，在实施例中，两个或更多分层322的分层宽度和/或分层高度可以有所不同。图1c中的附图标记252指示(图1c中示意性描绘的)3D物品的物品表面。

参考图1a-1c，被沉积的可3D打印材料的细丝导致了具有高度H(和宽度W)的分层。在分层322之后沉积分层322，3D物品1得以被生成。

图2a非常示意性地描绘了3D物品1的实施例，其包括诸如PET的3D打印材料202。3D物品1包括具有3D打印材料的线材的布置2323，该3D打印材料在此处被指示为第一3D打印材料1202。线材的布置2323包括起始支撑元件1561和末端支撑元件1562，线材323沿着相同的打印路径被配置于其间。起始支撑元件1561和末端支撑元件1562具有高度H和宽度W，它们在原则上可以互相不同。线材323具有线材厚度D1。特别地，(针对起始支撑元件1561和末端支撑元件1562中的每一个)应用D1/H≤0.5且D1/W≤0.5。

线材323、起始支撑元件1561和末端支撑元件1562可以限定桥接间隙BG，其可替代地可以被填充以3D打印材料。这可以是与第一3D打印材料1202相同的3D打印材料。然而，3D打印材料202也可以有所不同，即第二3D打印材料2202。图2b示意性地指示了其实施例，其中线材323和第二3D打印材料2202以不同配置而被提供。图2b提供了横截面视图。

此处，图2b示意性地描绘了一个实施例，其中3D物品1进一步包括多个第二3D打印材料2202的分层322，其中第二3D打印材料2202具有不同于第一3D打印材料1202的i成分和ii光学性质中的一种或多种，其中第二3D打印材料2202至少被配置在起始支撑元件1561和末端支撑元件1562之间，其中第二3D打印材料2202相邻于第一3D打印材料1202配置或者至少部分封闭第一3D打印材料1202。

图3a示意性地描绘了用于生成线材的布置2323的方法。图3a示意性地示出了使用熔融沉积成型3D打印机利用熔融沉积成型生产3D物品的方法，该熔融沉积成型3D打印机包括打印机喷嘴502。该方法包括3D打印阶段，其包括沉积包括可3D打印材料201的挤出物321，以提供包括3D打印材料202的3D物品1。该3D打印阶段包括线材形成阶段。

如在t＝t1处示意性描绘的，该线材形成阶段包括于第一位置1551在基底1550沉积第一可3D打印材料1201以提供第一3D打印材料1202的起始支撑元件1561，其中基底1550从接纳器物品550和已经在接纳器物品550上的3D打印材料202中选择。

如在t＝t2和t＝t3处示意性描绘的，该线材形成阶段进一步包括在输送阶段将喷嘴502相对于第一位置1551的水平位置改变为第二位置1552。在该输送阶段期间，利用打印机喷嘴502，第一可3D打印材料1201在基底1550上被拉远离起始支撑元件1561，参见图t＝t2。进一步地，在输送期间，来自喷嘴502的第一可3D打印材料1201的流动被控制在过于低而无法形成第一3D打印材料1202的分层322的值，由此形成第一3D打印材料1202的线材323(参见t＝t2和t＝t3)。该线材形成阶段进一步包括于第二位置1552处在基底1550沉积第一可3D打印材料1201以便为线材323提供第一3D打印材料1202的末端支撑元件1562，参见t＝t3。诸如在t＝t4处所示意性描绘的，末端支撑元件1562可以是新的3D打印分层322的端点部分。

因此，尤其地，本文建议了一种使用3D(FDM)的打印方法，其中该打印方式能够产生诸如蛛网纹理或纺织纹理的特殊效果。出于该目的，单喷嘴或多喷嘴打印机被配置为以开关(on and off)模式进行打印。换句话说，材料在打印期间的流动在材料和无材料之间脉动。在打印机喷嘴处这样的脉动流动期间，在喷嘴处形成的微滴被沉积，并且随着喷嘴移动至下一个点，它拉着材料随之移动。这在图3a中在随喷嘴移动的不同时间被示意性地示出。

以这种方式，能够产生这样的结构，其中在物体的一些部分中被沉积分层沿着垂直方向互相连接，而在其它区域中分层则是纤薄的并且在悬空地在被连接部分之间延伸而并不互相接触。在图3b中，示意性地示出了各种图案的示例。还可能制作出图片绘画或字母形式的图案。图3b示意性地描绘了线材的布置2323的非限制性示例。

在滴式打印区域的下方或上方还可能具有固态区域。在图2b和4中示出了一些示例。图4是基于PET的示例，其中第二可3D打印材料是透光的，并且其中第一可3D打印材料是白色的。白色聚合物被配置为“滴落(drip)”。尤其地，参考图4，也可以应用使用多种材料打印机的滴式打印。例如，在两种材料打印的情况下，原本被暴露在空气中的区域随后被第二材料所覆盖，并且滴式打印区域作为表面起伏而出现在该表面上。

图4示意性地描绘了利用附图标记2所指示的灯或照明器材的实施例，其包括用于生成光11的光源10。该灯可以包括外壳或灯罩或其它元件，上述外壳或灯罩或其它元件可以包括或者是3D打印物品1。

本文的术语“基本上”(诸如“基本上构成”)将被本领域技术人员所理解。术语“基本上”还可以包括具有“整体地”、“完全地”、“全部”等的实施例。因此，在实施例中，副词基本上也可以被去除。在可应用的情况下，术语“基本上”也可以涉及90％或更高，诸如95％或更高，特别地99％或更高，甚至更特别地99.5％或更高，包括100％。术语“包括”也包含其中该术语“包括”表示“由……组成”的实施例。术语“和/或”尤其涉及在“和/或”之前和之后提及的一个或多个事项。例如，短语“事项1和/或事项2”以及类似短语可以是指事项1和事项2中的一个或多个。术语“包括”在一个实施例中可以指代“由……构成”，但是在另一个实施例中也可以是指“至少包含所定义的种类以及可替代地一个或多个其它种类”。

此外，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等被用于在类似要素之间进行区分，而并非必然表述顺序或按时间前后记载的顺序。所要理解的是，这样使用的术语在适当环境中是可互换的，并且这里所描述的本发明实施例能够以不同于这里所描述和图示的顺序进行操作。

尤其地，这里的设备在操作期间进行描述。如对本领域技术人员而言清楚的是，本发明并不局限于操作方法或操作中的设备。

应当注意的是，以上所提到的实施例对本发明进行说明而非进行限制，并且本领域技术人员将能够设计出许多可替换实施例而不背离所附权利要求的范围。在权利要求中，置于括号之间的任意附图标记都不应当被理解为对权利要求进行限制。使用动词“包括”及其词形变化形式并不排除与权利要求中所记述的要素或步骤不同的要素或步骤的存在。要素之前的冠词“一个”(“a”或“an”)并不排除存在多个这样的要素。本发明可以利用包括若干离散部件的硬件来实施，并且利用适当编程的计算机来实施。在列出若干器件的设备权利要求中，这些器件中的若干器件可以由一个且相同的硬件事项来实现。某些措施在互相不同的从属权利要求中进行引用的仅有事实并非表示无法对这些措施的组合加以利用。

本发明还提供了一种控制系统，其可以控制装置或设备或系统，或者可以执行本文所描述的方法或过程。再进一步地，本发明还提供了一种计算机程序产品，当其在计算机上运行时(所述计算机功能地耦合至该装置或设备或系统，或者被其所包括在内)，所述计算机程序产品控制这样的装置或设备或系统中的一个或多个可控元件。

本发明进一步应用于包括在说明书中所描述和/或在附图中所示出的一个或多个表征特征的设备。本发明进一步涉及到包括在说明书中所描述和/或在附图中所示出的一个或多个表征特征的方法或过程。

本专利中所讨论的各个方面可以被组合以便提供附加的优势。进一步地，本领域技术人员将会理解，实施例可以被组合，并且多于两个的实施例也可以被组合。此外，一些特征可以形成一件或多件分案申请的基础。

不言而喻的是，第一(可打印或打印)材料和第二(可打印或打印)材料中的一个或多个可以包含诸如玻璃和纤维的填充剂，其对于(多种)材料的T_g或T_m没有(或有)影响。

Claims (15)

1.一种利用熔融沉积成型使用熔融沉积成型3D打印机(500)生产3D物品(1)的方法，所述熔融沉积成型3D打印机(500)包括打印机喷嘴(502)，所述方法包括3D打印阶段，所述3D打印阶段包括：沉积包括可3D打印材料(201)的挤出物(321)，以提供包括3D打印材料(202)的所述3D物品(1)，其中所述3D打印阶段包括线材形成阶段，所述线材形成阶段包括：

(i)于第一位置(1551)在基底(1550)处沉积第一可3D打印材料(1201)，以提供第一3D打印材料(1202)的起始支撑元件(1561)，其中所述基底(1550)从接纳器物品(550)以及所述接纳器物品(550)上的已有3D打印材料(202)中选择；

(ii)在输送阶段期间，将所述喷嘴(502)相对于所述第一位置(1551)的水平位置改变为第二位置(1552)，同时在所述输送阶段期间利用所述打印机喷嘴(502)将第一可3D打印材料(1201)拉离所述起始支撑元件(1561)，并且同时减小第一可3D打印材料(201)从所述喷嘴(502)的流动，使得形成第一3D打印材料(1202)的线材(323)；以及

(iii)于所述第二位置(1552)在所述基底(1550)处沉积第一可3D打印材料(1201)，以提供用于所述线材(323)的第一3D打印材料(1202)的末端支撑元件(1562)，

其中所述起始支撑元件(1651)和所述末端支撑元件(1562)具有高度(H)和宽度(W)，其中所述线材(323)具有线材厚度(D1)，并且其中D1/H≤0.5且D1/W≤0.5。

2.根据权利要求1所述的方法，在所述输送阶段期间终止第一可3D打印材料(201)的流动。

3.根据之前任一项权利要求所述的方法，其中所述线材厚度(D1)从10μm-200μm的范围选择，并且其中所述线材(323)具有从1mm-20mm的范围选择的线材长度(L1)。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，包括分别在不同的第一位置(1551)和第二位置(1552)多次执行所述线材形成阶段，同时将所述线材(323)相互平行配置。

5.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，进一步包括填充阶段，所述填充阶段包括在所述第一位置(1551)和所述第二位置(1552)之间沉积第二可3D打印材料(2201)，以在所述第一位置(1551)和所述第二位置(1552)之间提供第二3D打印材料(2202)，其中所述第二可3D打印材料(2201)具有不同于所述第一可3D打印材料(2201)的(i)成分和(ii)光学性质中的一者或多者。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二可3D打印材料(2201)对于可见光是透光的。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述熔融沉积成型3D打印机(500)包括多个打印机喷嘴(502)，或者其中所述熔融沉积成型3D打印机(500)包括具有多个可3D打印材料入口的喷嘴(502)以及流控制系统，所述流控制系统被配置为控制去往所述多个可3D打印材料入口的可3D打印材料的流动。

8.根据权利要求1、2、6和7中任一项所述的方法，其中所述第一可3D打印材料(1201)和所述第一3D打印材料(1202)包括以下的一者或多者：聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚甲醛(POM)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、苯乙烯-丙烯腈树脂(SAN)、聚砜(PSU)、聚苯硫醚(PPS)、和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯(PCT)、二醇类改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET-G)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)和苯乙烯丙烯酸共聚物(SMMA)，或者包括上述材料中的两种或更多种材料的共聚物。

9.一种包括3D打印材料(202)的3D物品(1)，其中所述3D物品(1)包括具有第一3D打印材料(1202)的一个或多个线材的布置(2323)，其中每个线材的布置(2323)包括起始支撑元件(1561)和末端支撑元件(1562)，其中线材(323)被配置在所述起始支撑元件(1561)和所述末端支撑元件(1562)之间，其中所述起始支撑元件(1561)和所述末端支撑元件(1562)具有高度(H)和宽度(W)，其中所述线材(323)在其长度的至少80％以上具有纤维状的形状、基本上圆形的横截面，并且所述线材具有线材厚度(D1)，并且其中D1/H≤0.5且D1/W≤0.5。

10.根据权利要求9所述的3D物品(1)，其中所述3D物品(1)进一步包括具有第二3D打印材料(2202)的多个分层(322)，其中所述第二3D打印材料(2202)的(i)成分和(ii)光学性质中的一者或多者与所述第一3D打印材料(1202)不同，其中所述第二3D打印材料(2202)至少被配置在所述起始支撑元件(1561)和所述末端支撑元件(1562)之间，其中所述第二3D打印材料(2202)被配置为邻近于所述第一3D打印材料(1202)或者至少部分地包围所述第一3D打印材料(1202)。

11.根据之前权利要求9-10中任一项所述的3D物品(1)，其中所述第二3D打印材料(2202)对于可见光是透光的。

12.根据之前权利要求9-10中任一项所述的3D物品(1)，包括多个平行配置的线材(323)，其中D1/H≤0.2且D1/W≤0.2，其中所述厚度(D1)从10μm-200μm的范围选择，并且其中所述线材(323)具有从1mm-20mm的范围选择的线材长度(L1)。

13.一种照明设备(1000)，包括根据之前权利要求9-12中任一项所述的或者能够利用根据之前权利要求1-8中任一项所述的方法获得的3D物品(1)，其中所述3D物品(1)被配置为以下的一者或多者：(i)照明设备外壳的至少一部分，(ii)照明腔的壁的至少一部分，和(iii)光学元件。

14.一种计算机可读介质，当在计算机上运行时能够实施根据之前权利要求1-8中任一项所述的方法，所述计算机功能性地耦合至熔融沉积成型3D打印机或者被所述熔融沉积成型3D打印机所包括。

15.一种熔融沉积成型3D打印机(500)，包括(a)打印机机头(501)，所述打印机机头(501)包括打印机喷嘴(502)；和(b)可3D打印材料提供设备(575)，所述可3D打印材料提供设备(575)被配置为将可3D打印材料(201)提供至所述打印机机头(501)，其中所述熔融沉积成型3D打印机(500)被配置为将所述可3D打印材料(201)提供至基底(1550)，由此提供包括3D打印材料(202)的3D物品(1)；以及(d)控制系统(C)，其中所述控制系统(C)被配置为在控制模式下执行根据之前权利要求1-8中任一项所述的方法。