CN113275591A - 部件的增材制造的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
在使用液态材料(16)进行部件(10)的增材制造的方法和设备中,支撑结构(12)用于在支撑结构(12)上形成具有一个或多个悬突部的部件(10)。为了使部件(10)容易地从支撑结构(12)上分离,当施加分离结构(14)时,通过改变至少一个操作参数,在其间形成由材料(16)制成的分离结构(14),由此实现分离结构(14)的材料与支撑结构(12)的材料和/或部件(10)的材料之间的较差或较弱的连接。例如,可以通过所施加的材料的选择性冷却或所施加的材料的氧化来实现至少一个操作参数的改变。
Description
交叉引用
本申请要求于2020年2月19日提交的德国专利申请10 2020 104 296.5的优先权,其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开内容涉及一种用于部件的增材制造(例如3D打印)的方法和设备,特别是通过在增材制造步骤中使用至少部分地支撑待制造部件的支撑结构。
背景技术
已知的各种增材制造方法能够逐层制造部件。典型的金属部件堆积方法是,例如,被称为“激光粉末床熔融”(Laser Powder Bed Fusion,LPBF)的方法、“直接能量沉积”法和所谓的“材料喷射”(MJT)方法,其中熔融材料使用打印头通过一个或多个独立控制的喷嘴直接打印到构建平台上。
增材制造方法的特点是,具有高度的设计自由度,并且以无需工具的方式进行制造。因此,这类方法特别适合于具有高度复杂性的单个零件和部件,这些单个零件和部件无法用常规的制造方法来制造,或者只能花费巨大的成本来制造。在这种增材制造方法中,基于数字模型(设计)(即诸如计算机辅助设计(CAD)数据之类的数字设计数据)逐层或逐元素地构建工件。然而,在已知方法中,只能通过使用打印头和/或构建平台的附加轴或通过使用支撑结构来制造具有例如明显悬突(悬臂)部分的工件(部件)。这样的支撑或辅助结构在粉末床方法中是必需的,以便确保与部件的必要的机械连接和热连接,或者在无粉末方法中也是必需的,以便为材料沉积提供基础。
在图1中示出了具有悬突部(overhang)的部件10的示例,该部件是使用支撑结构进行增材制造的。从图1中可以明显看出,即使在没有支撑结构的情况下可以将悬突部(如箭头的尖端)制造到一定角度,也必须提供相应的(互补的)支撑结构12,以使明显的悬突(悬臂)部分(例如箭头的水平轴)能够形成。
在MJT方法中,可以通过第二打印头施加另一种材料,该材料可以在部件的制造完成后与部件的材料进行热分离或化学分离。例如,塑料(聚合物)或盐可以用作其他材料。这样的方法在US 10315247 B2中有所描述。
发明内容
本教导的目的是公开在增材制造方法中使用支撑结构的技术,使得支撑结构可以简单有效地制造和/或可以容易地与所制造的部件分离(脱离)。
在一些增材制造方法中,使用喷射熔融材料微滴的一个或多个喷嘴将熔融材料(例如熔融金属)打印到构建平台上。在这样的方法中,各个微滴之间的连接(粘结)质量主要由沉积微滴的底层的主要温度、该底层的氧化程度以及微滴的氧化程度决定。
在本教导的一个方面中,将分离层施加(沉积)到支撑结构上,其中在该分离层的制造过程中调节一个或多个工艺参数,使得底层和分离层之间连接不良(弱粘结)或无连接(无粘结)。特别地,这使得可以由(使用)与用于形成部件的材料相同的材料(熔融材料)来制造支撑结构。因此,该方面的一个优点是可以仅使用单个打印头来形成分离层和部件。此外,该方面的另一个优点是不需要打印头和/或构建平台的附加运动轴。这两个优点意味着可以显著减少用于执行这种增材制造技术的相应设施的构造中的工作和费用。
为了减弱或削弱分离层与支撑结构和/或部件之间的连接(粘结),可以对支撑结构的表面和/或飞行中的微滴进行局部冷却。替代地或附加地,在分离层的施加过程中,可以例如通过引入液态或气态的氧化介质而有意地氧化沉积的和/或飞行中的微滴。这可以通过使用诸如氮气和空气的常见介质以特别简单的方式实现。
根据以下参照附图对详细实施例的描述以及权利要求,本教导的其他目的、实施例、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是示意图,其示出了使用支撑结构来进行部件的增材制造的技术。
图2是根据本教导的第一代表性、非限制性实施例的部件增材制造设备的示意图。
图3是用于可视化根据第一代表性、非限制性实施例的分离层的施加的视图。
图4是用于可视化将材料层施加到图3中形成的分离层上的视图。
图5是根据本教导的第二代表性、非限制性实施例的打印头的示意图。
具体实施方式
图2是根据本教导的第一代表性、非限制性实施例的用于部件10的增材制造的设备100的示意图。例如,可以使用设备100来制造(制作、生产)图1所示的部件(箭头)10。
设备100包括构造成施加(沉积)诸如熔融金属之类的液体材料的打印头102。液体材料可以以已知的方式通过从打印头102喷射微滴形式的液体材料而以微滴形式施加(沉积),例如在MJT方法中通常是这种情况。因此,从本说明书中省略了与液体材料的施加方式有关的细节。
众所周知,设备100包括构造成使打印头102和待制造部件10相对于彼此移位的移位装置104。在本实施例中,移位装置104例如被构造成相对于打印头102移动在其上制造部件10的基座108。例如,移位装置104可以实施为X、Y电动机构,该电动机构使基座108在垂直于打印头102的延伸方向的平面内移动,该打印头102可以以固定方式保持。当然,在其他实施例中,移位装置104可以被构造成相对于基座108和/或相对于待制造的部件10移动打印头102,必要时还可以使其倾斜。在这样的实施例中,移位装置104可以实施为X、Y电动机构,该电动机构使打印头102在平行于基座108的表面的平面中移动,该基座可以以固定的方式保持。当然,移位装置104可以被构造成移动基座108和打印头102两者。移位装置可以包括例如分别沿X方向和Y方向移动一个部件的两个电机(诸如两个线性电机)。移位装置104无线或有线地电连接至控制装置106,该控制装置106被配置为控制打印头102和移位装置104,例如移动打印头102和移位装置104中的一个或两个。
此外,控制装置106被配置为控制打印头102施加液体材料16以形成支撑结构12,该支撑结构12将支撑待制造部件10的至少一部分,特别是待制造部件10的悬突(悬臂)部分。在图2所示的示例性实施例中,多个层被一层一层地施加,以形成大致矩形(立方体)的支撑结构12。
在本实施例中,用于制造支撑结构的材料16的施加方式类似于在制造部件10过程中施加材料16的方式。换句话说,支撑结构12是在与部件10基本相同的条件下制造的,并且由相同的材料构成,具有基本相同的特性。然而,可以理解的是,在本教导的其他实施例中,即使支撑结构的材料16可以与部件10的材料相同,例如,与形成部件10时的相同操作参数相比,通过改变形成支撑结构12时的一个或多个操作参数,支撑结构12的一种或多种特性也可以不同于部件10的特性。这种可改变的操作参数包括但不限于例如以下的一个或多个:所施加材料的所喷射微滴的尺寸、微滴的喷射速度、所喷射的微滴之间的横向距离(即,在平行于基座108表面的平面中的微滴之间的距离)、喷射微滴的喷嘴与沉积微滴的上表面之间的垂直距离。
在完成支撑结构12之后,控制装置106配置为通过使用(相同的)打印头102将(相同的)液体材料16施加到支撑结构12上而形成分离结构(分离层)14。即,如图3所示,通过使用打印头102将分离结构14的材料层施加到支撑结构12上。控制装置106还被配置成在施加分离结构14过程中改变至少一个操作参数,以改变当形成分离结构14时施加的材料16的至少一个特性和/或分离结构14所施加到的材料16的至少一个特性。从而,在分离结构14完成之后,分离结构14的至少一个特性将与待制造部件10和/或支撑结构12不同。为了在本实施例中实现该结果,控制装置106控制被配置为供应冷却介质的冷却设备110,该冷却介质例如是诸如氮气(N2)或空气此类的保护气体。
冷却装置110可实施为例如加压气罐、加压气体供应源或甚至是风扇,其具有喷嘴,该喷嘴将气流引导向飞行中或朝向微滴沉积表面的喷射微滴,以冷却该表面。
在该实施例中,操作参数是将被供应的冷却介质(例如气体流)的量或速率,这将在下面解释。但是,应当理解的是,冷却介质不必是气态的。例如,在本教导的修改实施例中,诸如液态保护气体(氮、氩、氦)的合适的液体冷却介质也可以用作冷却介质。
特别地,控制装置106优选地控制冷却设备110,使得当(同时)形成分离结构14时施加的材料16的温度和/或分离结构14所施加到的材料16(即固体上层)的温度低于在部件10的形成过程中以及可选地在支撑结构12的形成过程中的材料16的温度。换句话说,在本实施例中,控制装置106在施加分离结构14之前或在施加分离结构14过程中激活冷却设备110。这样,支撑结构12的顶层或分离结构14的层的温度降低。这使得在支撑结构12的顶层(例如最上层表面)和分离结构14的层之间的微滴的连接受损或不完全(弱粘合)。
形成分离结构14时材料特性的变化可能导致相应的材料层不同于部件10中以及支撑结构12中的材料层的高度。为了避免这种高度差,可以在形成分离结构14时改变至少一个用于调节分离结构的层的高度的附加操作参数。该至少一个附加的操作参数可以包括例如上述操作参数中的任何一个,即所施加材料的喷射微滴的尺寸、微滴的喷射速度、喷射微滴之间的横向距离(即,在平行于基座108表面的平面中的微滴之间的距离)、喷射出微滴的喷嘴与沉积微滴的上表面之间的垂直距离中的一个或多个。
在施加分离结构14(例如可以由如图4所示的材料16的单个沉积层20构成)之后,控制装置106还被配置为通过使用打印头102将液体材料16施加(沉积)到分离结构14上而形成待制造部件10的至少一部分。只要在施加分离结构14的层之前还没有这样做,则相应地改变(回)至少一个操作参数,以便(再次)获得例如待制造部件10的后续层22的各个微滴的良好连接(强粘结)。在部件10的附加层的增材制造过程中,操作参数最好保持不变。也就是说,在本实施例中,在逐层地制造部件10时,冷却装置110优选为保持关停状态。
以这种方式,例如图1中所示的部件10可以在支撑结构12上完成。如上所述,图3所示的分离结构14中,例如提供了具有改变材料特性的层20(特别是分离结构14与支撑结构12之间的连接(弱粘结)例如比组件10的各个层之间的连接更差)。因此,在完成部件10的制造之后,部件10可以很容易地与分离结构14分离(脱离)。更具体地说,在本示例性实施例中,由于分离结构14的微滴之间较差的连接(较弱的粘结)而表现出相对较低的内聚力,当成品部件10从支撑结构12分离(脱离)时,分离结构14将基本上解体。
保留在部件10上的分离结构14的任何部分都可以例如通过适当的清洁技术(清洗、吹扫等)容易地去除。然而,在一些实施例中,分离结构的层也可以保留在部件10上并形成其一部分(最外层)。在任何情况下,都不需要使用诸如化学或电化学蚀刻等的复杂工艺来将部件10从支撑结构12上分离(脱离)。此外,正如已经解释过的那样,支撑结构12和分离结构14可以由(使用)与部件10相同的材料制成,从而可以使用单个打印头来制造支撑结构12和部件10。
图5示出了本教导的第二代表性、非限制性实施例。在图5所示的实施例中,设备100还包括氧化气体供给装置114,其被配置为在打印头102的开口112的区域的下游区域中供应氧化气体,例如O2。在本实施例中,控制装置106被配置为控制氧化气体供给装置114,以与在部件10的形成过程中以及可能在支撑结构12的形成过程中施加的材料16的氧化程度相比,增加在分离结构14形成过程中施加的材料16的氧化程度。
为此,本实施例中的氧化气体供给装置114包括围绕开口112并具有两个间隔开的同心入口116、118的喷嘴。氧化气体(例如O2)优选为通过外侧的入口(118)进行供应。可选地,诸如N2之类的保护气体可以经由内侧的入口(116)进行供给。保护气体最好是对着喷嘴的尖端,以保护喷嘴免于在其上形成金属氧化物沉积并保护微滴的产生。保护气体的供给例如持续地进行;即,在支撑结构12、分离结构14和部件10的形成过程中持续地供应保护气体。另一方面,仅在分离结构14(参见图3)或分离层20(参见图4)的生成过程中,经由入口118加入(注入)少量的氧化气体流,以实现根据本实施例的至少一个操作参数的改变。从而,在微滴的飞行过程中,微滴周围的氧化气体(例如氧气)含量增加,同时沉积了分离层12,由此液体材料16的微滴的表面被更快地氧化。
因为微滴的表面将变得(比在不供应氧化气体的部件10的形成过程中)更显著地被氧化,被氧化的微滴将更差(弱)地结合到先前沉积的材料上,例如,结合到支撑结构12的顶层。此外,这些氧化的微滴将形成分离结构14或分离层20,与支撑结构12的固体材料和部件10的固体材料相比,分离结构14或分离层20的内聚力降低。在形成分离结构14之后,至少一个操作参数被再次改变回来。即,停止供应氧化气体,然后在不供应氧化气体的情况下,在分离结构14或分离层20之上形成部件10,从而部件10的材料具有更高的内聚力。
以这种方式,在完成部件10之后,由于在支撑结构12的顶层与分离结构14的层之间的边界处的连接较差(粘结力较弱),可以容易地将部件10从支撑结构12分离或分离。在本实施例中,也可以调节至少一个附加的操作参数,以保持恒定的层高。因此,在本实施例和上述实施例中,分离结构14可以具有一至五层,并且被设计为在分离过程中基本解体,或者分离结构14的一层可以保持粘附至部件10,并且形成部件10的一部分。在本教导的一些应用中,分离结构14可以由沉积微滴的单个层20组成。
氧化气体供给装置114可以例如包括加压气罐、加压气体供应源或风扇,其具有喷嘴,以将氧化气体或保护气体引导向飞行中的材料16的微滴。
在上述实施例中,当形成分离结构14时,至少一种特性的一种或多种变化确保特别是支撑结构12的顶层与分离结构14的邻接层之间的连接(粘结)受到损害(削弱)。然而,应当理解,在本教导的其他实施例中,特别地,通过上述措施可以削弱分离结构14的顶层与形成在其上的部件10的第一层之间的连接。在这种情况下,分离结构14并不保留在部件10上,而是可以看作是支撑结构12的一部分。在其他变型中,为了实现支撑结构12和部件10之间可靠的分离,可以有意地损害(削弱)支撑结构12和分离结构14之间的连接(粘结)以及分离结构14和部件10之间的连接(粘结)。
此外,应该理解的是,例如,当施加分离结构14的材料16的微滴时,仅降低支撑结构12的底层的温度也是足够的。附加地或替代地,例如在沿着从喷嘴开口到基座108的路径行进(飞行)时,可以降低所施加的微滴的温度。这同样适用于在分离结构14的沉积过程中利用适当的冷却技术来损害(削弱)分离结构14与部件10之间的连接(粘结)的实施例。
还应理解,在图5所示的实施例或其变型中,可以增加所施加的微滴的氧化程度和/或施加微滴的层的氧化程度。无论是否故意削弱支撑结构12与分离结构14之间的连接或分离结构14与部件10之间的连接,这都是适用的。此外,第一实施例的冷却与第二实施例的氧化气体的组合也在本教导的范围内。
应该理解的是,上述温度和氧化程度的特性仅是示例性的,可以通过在形成分离结构14的同时有意地控制(改变)一个或多个操作参数来改变其他适当的特性,只要这样的控制(改变)导致形成分离结构14的微滴与支撑结构12和/或部件10的连接性较差(粘结力较弱)。例如,可以增加在横向方向(即平行于基座108的上表面)上的分离结构14的各个微滴之间的距离,以便在分离结构14中产生强度降低的多孔结构。
此外,以上说明的支撑结构12和部件10的形状也仅仅是示例性的。换句话说,在本教导的其他方面,支撑结构12可具有偏离图中所示的直角(立方体)形状的任何形状。这同样适用于部件10的形状。
此外,制造不需要例如图2至图4所示逐层进行。换言之,分离结构14可以具有任何期望的的形状,可能是一维或甚至三维的形状,与部件10的所需形状相对应(互补)。此外,不必在支撑结构12上形成整个部件10。例如,部件10可以只有一部分形成(支撑)在支撑结构12上,例如在图1所示示例中的箭头的情况下,其中只有水平轴部分由支撑结构12支撑。
本说明书和所附权利要求书中所述的方法步骤不一定必须以所述顺序进行,而是可以以任何时间顺序进行,只要在技术上是合理的并且不导致冲突。特别地,可以进行逐层生产,使得在一个平面中的一些区域中形成支撑结构或分离结构,而在同一平面的其他区域中形成部件10的一部分。例如,这对应于图1所示的情况,其中在下部,在同一水平面内,支撑结构12形成在左侧,而箭头形成的右侧。换句话说,每个单独的层(水平面)可具有形成支撑结构或分离结构的一个或多个区域,以及形成部件的一部分的一个或多个区域。在本教导的这样的实施例中,至少一个操作参数的改变或至少一个特性的改变可以在单个层中和/或多个连续层中进行。可以看出,控制器106执行适当的控制,以使得改变发生在相应的点处(例如,当支撑结构12和部件10同时被多层地构造时,在图1中的支撑结构12和部件10的箭头之间的过渡处)。
除了上述用于至少一个操作参数的示例之外或作为其替代,还可以使用附加的操作参数,其改变可以有助于待制造的部件可以容易地从支撑结构分离或拆卸。
在一个示例中,如已经提到的那样,可以改变至少一个操作参数,从而增加分离结构的材料的微滴之间的横向距离,以便在分离结构中形成上述孔,从而削弱分离结构的内聚力。例如,可以适当地调节微滴从打印头释放(喷射)的速率和/或打印头与基板之间的相对速度,以形成这种孔。
在其他示例中,至少一个操作参数可以包括打印头与施加材料的表面之间的垂直距离,其中,改变的效果是使得当(同时)施加分离结构时,材料的微滴的飞行时间(微滴的喷射与微滴对特定材料的冲击之间的时间)增加。在这样的实施例中,与形成部件时(即形成部件10的微滴冲击表面时)的材料温度相比,(同时)形成分离结构时(即形成分离结构14的微滴冲击表面时)的材料温度降低。此外,与形成部件时的材料的氧化程度相比,可以由此提高形成分离结构时的材料的氧化程度。例如,这可以通过改变打印头与基座之间的垂直距离来调节,其中应当理解的是,可以移动打印头和基座中的一个或两者,以在其间获得不同的竖直距离。
此外,至少一个操作参数可以包括用于加热放置部件的基座的加热器的功率输出。这种改变(例如可以减小功率输出)可以使得与形成部件时的材料温度相比,分离结构所施加到的材料的温度降低。这也使得分离结构可以更容易地与部件分离。
应当理解的是,如果需要的话,上述附加操作参数的三个示例可以适当地彼此组合,并与上述操作参数组合。
在至少一个运行参数涉及冷却介质和/或氧化气体的实施例中,至少一个运行参数的改变可以通过在形成分离结构14或分离层20的同时将冷却介质和/或氧化气体的流速改变至少10%、更优选为改变至少20%、更优选为改变至少50%、并且可能改变90%或更多、例如100%(即,冷却介质和/或氧化气体仅在分离结构14或分离层20的形成过程中被提供,而在所有其他时间完全关闭)来实现。
在至少一个操作参数涉及改变打印头102的喷嘴与沉积有液体材料16的最上表面之间的垂直距离和/或飞行时间的实施例中,至少一个操作参数的改变可以通过将形成分离结构14或分离层20时的垂直距离和/或飞行时间比形成部件10时的垂直距离增加至少100%、优选为增加至少200%、更优选为增加至少300%、甚至可能增加900%或更多(例如约1mm至约10mm)来实现。
在这样的实施例中,其中垂直距离是可变的,移位装置104优选地被构造成X、Y、Z移动机构,该X、Y、Z移动机构包括至少三个电机(例如线性电机),它们分别在X方向、Y方向和Z方向上移动基座108或者打印头102或基座108和打印头102两者。例如,可以将X、Y、Z移动机构的一部分可操作地连接至基座108,以在X和Y方向(即,在平行于基座的上表面的平面中)移动基座108,并将X、Y、Z机构的一部分可操作地连接至打印头102,以在Z方向(即,在与平行于基座108上表面的平面垂直的方向)上移动打印头102。在替代方案中,可以将X、Y、Z移动机构的一部分可操作地连接至打印头102,以在X和Y方向上(即,在平行于基座108的上表面的平面中)移动打印头102,并将X、Y、Z机构的一部分可操作地连接至基座108,以在Z方向上(即,在与平行于基座108上表面的平面垂直的方向上)移动基座108。需要指出的是,如果打印头102横跨基座108的整个X方向(或待制造部件10的整个X方向),则仅需要使基座108和打印头102沿Y方向(可能还沿Z方向)相对移动。
在至少一个操作参数涉及改变液体材料16的微滴的尺寸的实施例中,至少一个操作参数的改变可以通过使形成分离结构14或分离层20时的液滴尺寸与形成部件10时的液滴尺寸相比减小至少10%、更优选地减小至少20%、更优选地减小至少30%、甚至可能减小50%或更多来实现。
在至少一个操作参数涉及改变基座108和打印头102之间的相对运动的速度的实施例中,至少一个操作参数的改变可以通过使形成分离结构14或分离层20时与形成部件10时的速度相比将相对运动的速度提高至少10%、更优选地提高至少50%、更优选地提高至少100%、甚至可能提高200%或者更多来实现。
在至少一个操作参数涉及改变液体材料16的微滴之间的横向距离的实施方式中,至少一个操作参数的改变可以通过使形成分离结构14或分离层20时的微滴之间的横向距离与形成部件10时的横向距离相比增加至少10%、更优选为增加至少50%、更优选为增加至少100%、甚至可能增加200%或更多来实现。
一般而言,优选地,改变至少一个操作参数,使得在形成分离结构14或分离层20时液体材料16的微滴在撞击到支撑结构12或分离结构14的上表面时的温度比形成部件10时的液体材料16的微滴在冲击到分离结构14、分离层20或部分完成的部件10的上表面时的温度低至少10℃、优选地低至少20℃、更优选地低至少30℃、甚至可能低50℃。
需要明确强调的是,本说明书和/或权利要求书中所公开的所有特征应被认为是彼此分开且独立的,用于原始公开的目的以及用于限制所要求保护的发明的目的,独立于这些实施例和/或权利要求书中的特征的组合。明确地指出,为了原始公开的目的以及为了限制所要求保护的发明,特别是也作为范围规格的限制,所有范围规格或单元组的规格公开了每个可能的中间值或单元子组。
附图标记列表
10:部件
12:支撑结构
14:分离结构
16:材料
20:层
22:层
100:设备
102:打印头
104:移位装置
106:控制装置
108:基座
110:冷却设备
112:开口
114:氧化气体供给装置
116:入口
118:入口
Claims (15)
1.一种用于部件(10)的增材制造的方法,包括:
使用打印头(102)施加液体材料(16)以形成支撑结构(12),用于随后制造所述部件(10)的至少一部分;
通过使用所述打印头(102)将所述液体材料(16)施加到所述支撑结构(12)来形成分离结构(14);
通过使用所述打印头(102)施加所述液体材料(16),以在所述分离结构上形成所述部件(10)的所述至少一部分;和
在所述分离结构(14)处将所述部件(10)与所述支撑结构(12)分离,
其中,改变至少一个操作参数,使得在形成所述分离结构(14)时施加的所述材料(16)的至少一个特性和/或所述分离结构(14)所施加到的所述材料(16)的至少一个特性与形成所述部件(10)时的所述材料(16)的至少一个特性不同。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述至少一个操作参数包括所供应的冷却介质(例如诸如N2或空气之类的保护气体)的量,其中所述改变的效果是使得在形成所述分离结构(14)时施加的所述材料(16)的温度和/或所述分离结构(14)所施加到的所述材料(16)的温度低于形成所述部件(10)时的所述材料(16)的温度。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述至少一个操作参数包括氧浓度,其中,所述改变的效果是使得在形成所述分离结构(14)时施加的所述材料(16)的氧化程度和/或所述分离结构(14)所施加到的所述材料(16)的氧化程度相对于形成所述部件(10)时的所述材料(16)的氧化程度增加。
4.根据权利要求3所述的方法,还包括:
在所述打印头(102)的开口(112)的区域中供应保护气体;和
在所述保护气体的供应的下游区域中供应氧化气体,以在所述分离结构(14)的形成过程中增加所施加的所述材料(16)的氧化程度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中:
逐层地施加所述液体材料(16),和
所述分离结构(14)的层(20)具有与所述部件(10)的层(22)至少基本上相同的高度。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述分离结构(14)具有1-5层(20),优选为单层(20)。
7.根据权利要求5或6所述的方法,其中:
在所述分离结构(14)的形成过程中改变至少一个附加的操作参数以调节所述层(20)的高度,以及
所述至少一个附加的操作参数选自于所施加的所述材料(16)的微滴的尺寸、速度和/或飞行时间所组成的群组。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,改变所述至少一个操作参数,以使得所述分离结构(14)的材料的微滴之间的距离增加,从而在所述分离结构(14)中产生强度降低的多孔结构。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述至少一个操作参数包括从所述打印头(102)分配所述微滴的速率和/或所述打印头(102)与所述部件(10)所在的基座(108)之间的相对速度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中:
所述至少一个操作参数包括所述打印头(102)与所述材料(16)所施加的所述表面之间的距离,以及
改变所述距离,使得在形成所述分离结构(14)时,与形成所述部件(10)时的飞行时间相比,各个微滴的飞行时间增加,和/或与形成所述部件(10)时各个微滴的氧化程度相比,各个微滴的氧化程度增加。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中:
所述至少一个操作参数包括所述部件(10)所在的基座(108)的加热器的功率输出,以及
所述改变的效果是使得所述分离结构(14)所施加到的所述材料(16)的温度与形成所述部件(10)时的温度相比降低。
12.一种设备(100),包括:
打印头(102),其构造成施加液体材料(16);
移位装置(104),其构造成使所述打印头(102)和待制造的部件(10)相对于彼此移位;和
控制装置(106),其构造成控制所述打印头(102)和所述移位装置(104),以:
使用所述打印头(102)施加所述液体材料(16),以形成所述待制造的部件(10)的支撑结构(12);
使用所述打印头(102)将所述液体材料(16)施加到所述支撑结构(12)上,以形成分离结构(14);和
使用所述打印头(102)将所述液体材料(16)施加到所述分离结构(14)上,以形成所述待制造的部件(10)的至少一部分,
其中,所述控制装置还被配置为改变至少一个操作参数,使得在形成所述分离结构(14)时施加的所述材料(16)的至少一个特性和/或所述分离结构(14)所施加到的所述材料(16)的至少一个特性与形成所述部件(10)时的所述材料(16)的至少一个特性不同。
13.根据权利要求12所述的设备,还包括:
冷却装置(110),其被配置为供应冷却介质,诸如N2或空气之类的保护气体,
其中,所述控制装置(106)控制所述冷却装置(110),使得在形成所述分离结构(14)时施加的所述材料(16)的温度和/或所述分离结构(14)所施加到的所述材料(16)的温度低于形成所述部件(10)时的所述材料(16)的温度。
14.根据权利要求12或13所述的设备,还包括:
氧化气体供给装置(114),其被配置为在所述打印头(102)的开口(112)的区域的下游区域中供应氧化气体,例如O2,
其中所述控制装置(106)被配置为控制所述氧化气体供给装置(114),以增加在所述分离结构(14)的形成过程中施加的所述材料(16)的氧化程度。
15.根据权利要求14所述的设备,其中:
所述氧化气体供给装置(114)包括围绕所述开口(112)的喷嘴,并具有间隔开且同心的内部入口(116)和外部入口(118),并且
所述氧化气体经由所述外部入口供应。
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