CN113874194B - 用于在能围绕转动轴线转动的底座上制造固体层的方法 - Google Patents
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Abstract
在根据几何数据制造固体层的方法中,提供发射体装置,其具有以发射体列和发射体行布置的发射体。在转动轴线的周向方向上彼此相邻的发射体列在发射体列的延伸方向上彼此错开,使得发射体以不同的径向距离布置,几何数据配设有打印点。对于材料应当被输出到底座上的打印点,从配设给所涉及的打印点的发射体中输出材料部分。在各打印周期中为了输出材料在配设给所涉及的打印周期的触发部位处触发发射体装置且底座及发射体装置逐个打印周期地彼此错开。对于每个打印点选择打印周期,使得当底座相对于发射体装置定位在触发部位处时,打印周期的触发部位的转动位置与打印点相对于转动位置之间的角度差在数值上不大于各触发部位之间的角度距离的一半。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于根据预定的几何数据在能围绕转动轴线转动的底座上制造至少一个固体层的方法。
背景技术
在由US2004/0265413A1已知的方法中,以直角坐标系的打印点的形式存储在存储器中的几何数据借助坐标变换装置转换为极坐标。在该方法中提供一种3D打印机,其具有两个发射体装置,各发射体装置分别具有多个彼此间隔开的、构造成喷嘴的发射体,这些发射体用于将液态材料的材料部分输出到底座上。该底座构造成圆盘形的并且能借助驱动装置围绕转动轴线相对于发射体装置转动定位。借助编码器产生用于发射体装置与底座之间的相对位置的转动位置信号。
此外,底座可以在竖直方向上相对于喷嘴装置定位。由此可能的是,将底座在打印过程期间每转动一圈分别以最近施加的材料层的厚度相对于喷嘴装置下降,以便在该材料层上施加另一材料层并且因此逐层地制造成型对象。
每个发射体装置具有多个商业通用的打印头,这些打印头能够在布置在滑动导向部上的打印头支撑部上相对于转动轴线径向地增量式地移动。由此,在打印时的不规则性(其可能由于不起作用的打印头、停机或错误定位的发射体而造成)应通过逐层地改变发射体装置的位置来纠正。由发射体停机所造成的误差因此在各个所打印的层中布置在不同部位处并且被平均。此外,发射体装置可以借助打印头支撑部布置在打印位置、诊断位置和维修位置之间,在打印位置中发射体布置在底座上方,在诊断位置中发射体定位在位于底座旁边的诊断装置上,在维修位置中发射体定位在底座旁边和诊断位置旁边。在维修位置中可以清洁或更换发射体。
在该公开文献中没有详细公开如何准确地布置发射体装置的发射体以及在打印期间如何操控发射体。
此外,由实践已知一种3D打印机,其具有支架,在该支架上布置有大致矩形的、在水平面中延伸的底座,该底座用于接纳要通过逐层材料施加来制造的成型对象。该打印机用于在笛卡尔坐标矩阵中打印成型对象。对于该成型对象,提供配设给位于笛卡尔坐标矩阵中的打印点的几何数据。
在底座上方,打印头布置在支架上,打印头具有用于将可流动材料的材料部分输出到底座上的喷嘴装置,该喷嘴装置在下面也被称为发射体装置。该发射体装置具有多个构造成喷嘴的发射体,这些发射体呈矩阵形地以彼此平行错开的发射体列并且以彼此平行错开的、横向于发射体列延伸的发射体行布置在斜角直线坐标系中。彼此相邻的发射体列分别在发射体列的延伸方向上彼此错开(偏移),其中,偏移量小于发射体列中的各发射体所具有的偏移量。各发射体列平行于矩形底座的两个短边缘(X轴)延伸。各发射体这样布置,使得发射体装置的每个发射体在平行于矩形底座的两个短边缘延伸的方向上位于笛卡尔坐标矩阵的不同X位置处。在此,坐标矩阵的每个X位置分别恰好配设给发射体装置的一个发射体。
发射体装置能借助布置在支架上的第一定位装置平行于底座的纵向延伸在Y方向上移动并且能在两个彼此远离的短边缘之间来回移动。由于在平行于矩形底座的两个短边缘上位于在X轴的方向上延伸的线上的、直接彼此相邻的打印点利用布置在发射体装置的不同发射体列中的喷嘴打印,所以打印头在打印所述线的彼此相邻的打印点时这样定位在不同的X位置上,使得不同发射体列在X轴方向上所具有的偏移量得到补偿。由此,在X方向上直接并排布置的打印点可以这样彼此紧密错开地被打印到底座上,使得它们局部重叠。尽管如此,发射体装置的发射体在空间上彼此分开并且以这样的程度彼此间隔开,使得在各发射体之间可以布置将发射体与用于喷嘴通用材料的储存装置连接的通道和/或布置导体电路。
发射体装置的发射体能连同用于喷嘴通用材料的储存装置一起相对于底座运动。相邻于打印头布置有固定装置,该固定装置为了使借助发射体装置施加的材料层交联或固化而具有紫外线光源。该固定装置能连同打印头一起相对于底座运动。
此外,已知的3D打印机具有第二定位装置,底座借助该第二定位装置能垂直于底座延伸所在的平面朝向打印头运动以及远离打印头运动,即能在高度上定位。
为了制造成型对象,打印头相邻于底座的第一边缘以预先确定的距离被定位在该底座上方。用于第一材料层几何形状的数据从数据存储器加载到快速的打印缓冲器中,用于待制造的成型对象的几何数据存储在数据存储器中。然后,打印头借助第一定位装置连续地移动到底座的相对置的第二边缘上。同时,通过相应地操控发射体装置的各个发射体,在如下部位处分别将材料部分输出到底座上,在所述部位处在底座上应构成成型对象的第一材料层。对各个发射体的操控根据打印头的当前位置并且根据位于打印缓冲器中的数据进行。这样施加到底座上的可流动材料通过用紫外线光照射而固化,所述紫外线光借助固定装置产生。
当打印头到达底座的第二边缘时,打印头的水平进给运动停止,并且从数据存储器中将用于要施加到之前产生的材料层上的另一个材料层的几何数据加载到打印缓冲器中。此外,借助第二定位装置将底座下降一个数值,该数值相当于之前产生的材料层的厚度,以便在该材料层上施加另一个材料层。现在,打印头借助第一定位装置被连续地朝向底座的第一边缘运动。同时,通过相应地操控发射体,在如下部位处分别将材料液滴输出到已经完成的材料层上,在所述部位处应构成另一个材料层上。这样施加到底座上的可流动材料又通过用紫外线光照射而固化,所述紫外线光借助固定装置产生。
该方法的缺点是,需要时间来使打印头模块连同附件在底座的边缘处停止和加速,该时间不能用于打印。所述停止和加速在打印面较小至中等时可能占据总打印时间的高达50%并且因此会显著降低该方法的生产率。此外,重型打印头和与此关联的相对大且重的部件(例如在其中存在可流动材料储备的储存装置、易磨损的线缆拉绳和固定装置)必须在每次完成一个材料层之后停止,并且如果要施加另外的材料层则沿相反方向加速。由于在此出现的加速力,定位装置的机械装置受到负荷,这导致在定位装置的轴承和导向部上的相应磨损并且因此不利地影响打印机的精确性。
发明内容
因此存在如下任务,即,给出一种开头所述类型的方法,该方法能够实现根据在存储器中存储的几何数据借助发射体装置以简单的方式快速地制造至少一个固体层,在所述发射体装置中发射体布置在斜角直线坐标系中。此外,该方法应当能够实现将由多个彼此紧密相邻的和/或局部重叠的打印点组成的、应当根据几何数据打印的单个径向线以可接受的打印质量施加到底座上。最后,该方法还应当能够成本有利地实施。
所述任务利用按照本发明第一方面的特征来解决。按照本发明第一方面规定了一种用于根据预定的几何数据在能围绕转动轴线转动的底座上制造至少一个固体层的方法,
a)为了将喷嘴通用材料的材料部分输出到底座上,提供发射体装置,其具有数量为N的构造成材料输出喷嘴的发射体,这些发射体呈矩阵形地以彼此平行错开的发射体列并且以彼此平行错开的、横向于发射体列延伸的发射体行布置,其中,在转动轴线的周向方向上彼此相邻的发射体列分别在发射体列的延伸方向上这样彼此错开,使得发射体装置的各个发射体以不同的距转动轴线的径向距离DA(i)布置,其中适用:
DA(i)>DA(i+1)
其中,i∈[1..(N-1)],
b)所述几何数据配设有打印点PM...PM+N,这些打印点在具有多个并排延伸的排的矩阵中这样彼此错开,在各所述排中分别布置有数量Q个打印点,使得适用:
PA(j)>PA(j+1),
其中,j∈[M..(M+N-1)]以及1≤M≤Q-N,
其中,PA(j)是所涉及的排的第j个打印点Pj到转动轴线的径向距离并且M是整数,
c)对于材料应当被输出到底座上的打印点Pk,分别从发射体装置的配设给所涉及的打印点Pk的发射体Dk中输出至少一个材料部分,其中,k是M与M+N-1之间的整数,
d)所述材料部分的输出在多个打印周期中进行,在各所述打印周期中,为了输出材料分别在配设给所涉及的打印周期的触发部位处触发一次发射体装置,并且打印底座以及发射体装置分别逐个打印周期地彼此错开一个相对于转动轴线的角度距离,
e)一排的所有待打印的打印点PM...PM+N-1的打印在一定数量的打印周期中进行,所述一定数量的打印周期的数量大于发射体列的数量,
f)对于每个待打印的打印点分别这样选择打印周期,使得当底座相对于发射体装置定位在触发部位处时,该打印周期的触发部位的转动位置与该待打印的打印点相对于转动轴线所布置的转动位置之间的角度差在数值上不大于各触发部位之间的角度距离的一半。
上述任务也利用按照本发明第二方面的特征来解决。按照本发明第二方面规定了一种用于根据预定的几何数据在能围绕转动轴线转动的底座上制造至少一个固体层的方法,
a)提供容器,在该容器中将至少一个由液态的、糊状的或粉末状的材料制成的材料层施加到底座上,其中,为了利用固化材料的辐射来照射材料,提供发射体装置,其具有数量为N的彼此间隔开的、朝向所述材料层的辐射发射体,这些辐射发射体呈矩阵形地以彼此平行错开的发射体列并且以彼此平行错开的、横向于发射体列延伸的发射体行布置,其中,在转动轴线的周向方向上彼此相邻的发射体列分别在发射体列的延伸方向上彼此错开,使得发射体装置的各个发射体以不同的距转动轴线的径向距离DA(i)布置,其中适用:
DA(i)>DA(i+1)
其中,i∈[1..(N-1)],
b)所述几何数据配设有打印点,这些打印点在具有多个并排延伸的排的矩阵中这样彼此错开,在各所述排中分别布置有数量Q个打印点,使得适用:
PA(j)>PA(j+1),
其中,j∈[M..(M+N-1)]以及1≤M≤Q-N,
其中,PA(j)是所涉及的排的第j个打印点Pj到转动轴线的径向距离并且M是整数,
c)对于其上应当有固体层的打印点Pk,分别从发射体装置的配设给所涉及的打印点Pk的发射体Dk中将辐射输出到材料上,其中,k是M与M+N-1之间的整数,
d)对材料的照射在多个打印周期中进行,在各打印周期中,为了照射而分别在配设给所涉及的打印周期的触发部位处触发一次发射体装置,并且底座以及发射体装置分别逐个打印周期地彼此错开一个相对于转动轴线的角度距离,
e)一排的所有待打印的打印点PM...PM+N-1的打印在一定数量的打印周期中进行,所述一定数量的打印周期的数量大于发射体列的数量,
f)对于每个待打印的打印点分别这样选择打印周期,使得当底座相对于发射体装置定位在触发部位处时,该打印周期的触发部位的转动位置与该待打印的打印点相对于转动轴线所布置的转动位置之间的角度差在数值上不大于各触发部位之间的角度距离的一半。
因此,根据本发明,每个待打印的打印点分别配设有一个发射体和一个打印周期。在此,发射体的配设以如下方式进行,即,所涉及的打印点分别配设有一个发射体,在该发射体中,在例如该发射体的出射开口的面重心与转动轴线之间的径向距离与该打印点到转动轴线的径向距离一致,或者如果不存在这样的发射体,则为该打印点配设如下发射体,在该发射体中,在例如发射体的出射开口的面重心与转动轴线之间的径向距离尽可能好地与该打印点到转动轴线的径向距离一致。
打印周期与打印点的配设这样实现,使得触发部位——在该触发部位处在根据本发明第一方面的解决方案中借助发射体将用于打印点的材料部分输出到底座上或者在根据本发明第二方面的解决方案中照射位于容器中的液态的、糊状的或粉末状的材料——的转动位置与待打印的打印点的转动位置一致,或者如果不存在这样的触发部位,则为该打印点配设如下触发部位,该触发部位的转动位置尽可能好地与该待打印的打印点的转动位置一致。通过这些措施能够实现,待打印的单个径向线在打印之后对于人眼而言被感知为单个径向线。尤其是避免单个径向线被人眼感知为V形线或者感知为多个线。
尽管底座和喷嘴装置在打印期间围绕转动轴线相对彼此旋转,这对应于极坐标矩阵中的打印,但是使用实际上设置用于在笛卡尔坐标矩阵中打印的打印头作为喷嘴装置。与发射体布置在极矩阵中的打印头相比,发射体布置在斜角直线坐标矩阵中的这种打印头具有如下优点:该打印头作为批量构件成本有利地在商业上可获得。因此,根据本发明的方法能够成本有利地实施并且尽管如此该方法至少在打印相对于转动轴线径向布置的线时仍实现高的打印质量。
“打印点”理解为如下部位,在该部位处在存在相应的几何数据的情况下并且必要时在存在其它条件的情况下,在根据本发明第一方面的解决方案中将至少一个材料部分输出到底座上或者在根据本发明第二方面的解决方案中照射液态的、糊状的或粉末状的材料。因此,例如在根据本发明第一方面的解决方案中可能适宜的是,在底座的靠近转动轴线布置的区域中在彼此相邻的材料输出部位之间设置比在距转动轴线更远的区域中更大的角度距离。也可以通过如下方式实现上述更大的角度距离,即,在首先提到的区域中不打印所有的打印点。通过这些措施能够在底座的距转动轴线较远且不一样远的区域中施加例如具有相同层厚度的材料。为此在WO2016/180842A1中描述了相应的方法。
几何数据优选作为位图被存储并且在根据本发明第一方面的解决方案中可以对于每个打印点具有一个材料输出值。所述材料输出值在最简单的情况下可以具有两种状态,例如当在打印点上应将至少一个材料部分施加到底座上时具有逻辑值“1”,而当在打印点上不应施加材料时具有逻辑值“0”。当对于各个打印点应当将不同的材料量输出到底座上时,所述材料输出值也可以包括多于两种的状态。在需要时,几何数据也可以具有用于打印点的位置的坐标。也可设想,仅为在其上应当将材料施加到底座上的那些打印点提供坐标。在这种情况下可以取消材料输出值。
在本发明的一种实施方式中,所述矩阵是笛卡尔矩阵,并且在其中打印点彼此错开的排彼此平行地延伸。在所述方法的该设计方案中,这样打印单个的待打印的径向线,使得所述径向线在打印之后由人眼从更远的距离感知为单个的径向线。在非径向延伸的直线的情况下可能以弯曲的形式出现失真。因此,例如与相对于转动轴线径向地定向的并且平行于底座延伸的线垂直地布置的直线被打印为与转动轴线同中心的圆形线。
在本发明的一种优选设计方案中,所述矩阵是极矩阵,并且在其中打印点彼此错开的排相对于转动轴线径向地布置,并且优选地,彼此相邻的排分别以触发部位的角度距离彼此错开。在此甚至可能的是,打印点首先以笛卡尔矩阵布置并且然后被转换到极矩阵中。由此实现在待打印的打印点的根据几何数据设置的位置与在其上借助喷嘴将用于打印点的材料部分施加到底座上的部位之间良好的一致性。也就是说,能够低失真地打印固体层。
适宜地,对于数量等于打印周期数量的直接依次相继的触发部位,分别对于所涉及的触发部位对于每个打印点PM...PM+N-1——发射体装置设计用于该打印点的打印,为所涉及的打印点PM...PM+N-1配设一个打印周期,并且随后根据所述配设分别对于各个排为每个待打印的打印点PM...PM+N-1——发射体装置设计用于该打印点的打印——配设一个打印周期,并且分别在达到配设给所涉及的打印周期的触发部位时触发发射体装置。因此,打印点与打印周期的配设仅需对于数量等于打印周期数量的打印点排被确定并且然后可以被用于具有打印点的所有其它排。打印周期与打印点的配设可以借助硬件电路实现。但也可设想,借助在微型计算机或类似的控制器上进行的运行程序来实施所述配设。
在本发明的一种进一步改进方案中规定,
a)提供数据存储器,在该数据存储器中存储几何数据,
b)提供环形存储器,其具有数量至少等于打印周期数量的存储空间,各存储空间分别包括数量等于发射体装置的发射体的数量(N)的存储位置,所述存储位置中的每个存储位置分别配设给一个发射体,
c)对于数量等于打印周期数量的直接依次相继的打印周期,为所述打印周期中的每个打印周期分别配设所述存储空间中的一个存储空间,
d)对于存储在数据存储器中的第一排打印点,从数据存储器中读取数量等于发射体装置的发射体的数量的打印点,发射体装置设计用于这些打印点的打印,
e)对于配设给第一排打印点的发射体,在环形存储器的配设给所述发射体的各存储位置中分别存储一个激活值,该激活值说明在配设给所涉及的存储空间的打印周期中是否应当激活配设给所涉及的打印点的发射体,
f)对于另一排几何数据,从数据存储器中读取数量等于发射体装置的发射体的数量(N)的打印点,发射体装置设计用于这些打印点的打印,
g)对于配设给另一排打印点的发射体,在环形存储器的配设给所述发射体的各存储位置中分别存储一个激活值,该激活值说明在配设给所涉及的存储空间的打印周期中是否应当激活配设给所涉及的打印点的发射体,
h)重复步骤f)和g),直到对于数量等于打印周数量的排已经分别从数据存储器中读取数量等于发射体数量(N)的打印点并且已经将对应于这些打印点的激活值存储在环形存储器中,
i)将底座和发射体装置在配设给如下打印周期的触发部位(A至H)处相对彼此定位,在所述打印周期的存储空间中首先存储有激活值,并且根据存储在该存储空间中的激活值操控发射体装置的发射体,
j)如果还要打印至少一个另外的打印点,
-这样周期性地互换存储空间,使得配设有如下触发部位(A至H)的存储空间是第一存储空间,在所述触发部位处底座和发射体装置最后为了触发发射体而彼此相对定位,并且然后
-重复步骤f)至j)。
该方法由此能够节省存储空间地以简单的方式实施。适宜地,为发射体装置配设打印缓冲器,在该打印缓冲器中为发射体装置的每个发射体分别设置一个存储位置,在每个打印周期中分别为每个发射体根据几何数据将一个激活信号存储在打印缓冲器的配设给所涉及的发射体的存储位置中,并且随后在该打印周期中这样触发发射体装置,使得各个发射体根据存储在配设给所述发射体的存储位置中的激活信号来操控。由此确保所有应被操纵的发射体在出现触发时同时被操控。
在本发明的一种优选实施方式中,为了打印与转动轴线同中心地布置的、分别由内圆形轨迹和外圆形轨迹限定的打印环,提供至少一个第一和第二发射体装置,其中,各发射体装置这样相对于转动轴线定位,使得第一发射体装置的内圆形轨迹和外圆形轨迹的算术平均值与第二发射体装置的内圆形轨迹和外圆形轨迹的算术平均值不同,并且为第一发射体装置配设不同于第二发射体装置的数目M。因此,也可以利用两个或更多个以不同的距转动轴线的距离布置的发射体装置同时打印底座。各个发射体装置在这种情况下优选分别构造为模块或打印头。在此甚至可以给每个打印头分别配设其自身的打印缓冲器。因为各个发射体装置的行和列分别彼此平行地延伸,所以与极打印装置——在该打印装置中发射体在相对于转动轴线径向地布置的射线上彼此错开——不同,配设给不同打印环的发射体装置或打印头可以构造成结构相同的。这能够实现简单且成本有利地实施所述方法。当存在相应数量的打印头时,可以利用所述方法打印具有几乎任意大表面的底座。优选地,彼此相邻布置的打印环这样彼此邻接或稍微重叠,使得在径向方向上能够实现无空隙地打印底座。
有利的是,发射体装置的发射体列布置成相对于径向平面对称,该径向平面由转动轴线和转动轴线的法线形成,如此使得发射体列平行于该径向平面延伸。当发射体装置具有奇数个发射体列时,发射体列优选布置成使得中间的发射体列或其直线延长部延伸穿过转动轴线。当打印头装置具有偶数个发射体列时,转动轴线优选布置在两个最里面的发射体列或它们的直线延长部之间的中间。
在本发明的另一种有利的实施方式中,提供至少两个发射体装置,这些发射体装置相对于转动轴线彼此错开一个转动角,其中,各个发射体装置的发射体分别根据上述方法之一被控制以用于施加材料部分。由此能够打印底座。在本发明第一方面的解决方案中,可以利用各个发射体装置将不同的材料施加到底座上。在此,各发射体装置优选布置成与转动轴线相距相同的距离。但也可以利用相对于转动轴线彼此错开一个转动角的发射体装置将相同的材料施加到底座上。在此,发射体装置和转动轴线之间的径向距离可以这样选择,使得能够在径向方向上无中断地用材料涂覆底座。
优选地,在发射体列内彼此相邻的发射体以恒定的第一栅格距离彼此错开,其中,彼此相邻的发射体列分别以恒定的第二栅格距离彼此错开,并且第一栅格距离与发射体列的数量和第二栅格距离的乘积偏差小于20%、尤其是小于10%并且尤其是与该乘积一致。由此能够进一步减少在打印时的失真。
利用根据本发明的方法能够制造三维成型对象。为此,在借助喷嘴施加材料的方法中将喷嘴通用材料的多个材料层相叠地施加,其中,在喷嘴装置与底座之间的距离分别逐层地以最近施加的材料层的厚度增大,并且使每个材料层在其施加之后分别固化,然后将另一个材料层施加到该材料层上。如果所述材料是可交联的聚合物材料,则例如可以通过如下方式实现材料的固化,即,用波长合适的UV光进行照射。在根据本发明第二方面的方法中,为了制造三维成型对象,使液态的、糊状的或粉末状的材料的多个材料层相叠地通过用发射体装置进行照射而全面地和/或局部地固化。所述方法能够实现快速且不中断地施加多个材料层。
附图说明
接下来借助附图详细解释本发明的各实施例。在附图中:
图1示出用于通过施加喷嘴通用材料逐层地制造三维的固体成型对象的设备,其中,该设备具有能围绕转动轴线转动的底座,一定数量的用于成型对象的材料层被施加到该底座上,
图2示出在施加了进一步的材料层并且底座相对于图1下降了之后的与图1类似的示图,
图3示出构造成打印头的发射体装置的示意性俯视图,该发射体装置包括多个呈矩阵形地以行和列布置的、构造成喷嘴的发射体,其中,所述发射体的各个出射开口的位置分别通过一个圆表示,并且在其中布置有出射开口的行/列通过彼此平行延伸的直线标记,
图4示出打印点的图形示图,所述打印点限定三维成型对象的模型的极矩阵的层,其中,打印点位于相对于转动轴线径向布置的排A至I中,并且在每排中分别布置有多个打印点,
图5A至5I示出与图3类似的示图,它们示出在打印图4所示的打印点时定位在待打印的底座上方的发射体装置,其中,底座在图5A至5I中在不同的触发部位处相对于发射体装置转动定位,并且矩阵的排根据图4用字母A至I表示,
图6A至6H示出环形存储器的配设给各个触发部位的存储内容的示意图,在该环形存储器中存储有用于发射体装置的各个发射体的激活值,其中,字母A至I表示矩阵的排,应利用所涉及的发射体打印的打印点位于所述矩阵上,其中,用粗体突出的字母A至I说明所涉及的发射体在所涉及的触发部位处应被激活,并且未用粗体印刷的字母E、O说明所涉及的发射体在触发部位处不应被激活,
图7B至7I示出在周期性地交换环形存储器的在图6A至6H中示出的存储内容并且覆盖根据图6A的首先读入环形存储器的存储内容之后的环形存储器内容,其中,所述环形存储器内容具有用于另外的触发部位的激活值,
图8A至8H示出与图5A至5H类似的示图,但其中全面黑色的圆标记如下部位,在这些部位处根据环形存储器的存储内容在图中所示的当前打印周期或前一个打印周期中在触发发射体装置时产生了成型对象的部分区域,而圆形线标记如下部位,在这些部位处未产生成型对象的部分区域,
图9示出流程图,其图示在处理用于成型对象的几何数据时并且在操控发射体装置时所经历的步骤,
图10示出在图4中用“A”表示的线,该线利用在图1和2中示出的设备来打印,其中,通过全面黑色的圆示出成型对象的在待打印的底座上产生的部分区域,并且通过圆形线标记如下部位,在这些部位处成型对象的部分区域根据用于打印线“A”的几何数据应当被施加到底座上,
图11示出以笛卡尔矩阵形式存在的几何数据的图形示图,
图12示出在利用根据本发明的方法打印图11中的几何数据时的打印结果,
图13示出在利用非根据本发明的方法打印图11中的几何数据时的打印结果,其中,打印周期的数量等于喷嘴列的数量,
图14和15示出用于逐层地制造三维成型对象的设备的底座的部分俯视图,其中,该底座具有多个配设给不同打印环的发射体装置,
图16示出用于根据立体平板印刷样板制造三维成型对象的设备,其中,该设备具有容器,在该容器中布置有可转动的底座和能通过利用电磁辐射的照射来固化的材料,
图17示出在图16中示出的设备的通过转动轴线的纵剖视图,以及
图18示出在固化了进一步的材料层并且底座相对于图17下降了之后的与图17类似的示图。
具体实施方式
在用于根据预定的几何数据在能围绕转动轴线2转动的底座1上逐层地制造固体成型对象的方法中,提供具有底座1的圆环形的转动盘,该转动盘以能围绕竖直的转动轴线2转动的方式支承在位置固定的支架3上(图1和图2)。支架3在其下侧具有支承面,支架借助该支承面例如能被放置在桌板上或房间地板上。
底座1与具有第一驱动马达4的第一定位装置处于驱动连接,借助第一驱动马达能沿箭头5的方向转动驱动底座1并且能根据由操控装置6提供的转动位置额定值信号来定位底座。第一驱动马达5为此目的与集成到操控装置6中的第一位置调节器连接,该第一位置调节器具有用于检测底座1的转动位置信号的编码器7。借助第一定位装置,底座1可以连续地且无停止地相对于支架3围绕转动轴线2转动经过几乎任意的大于360°的角度。
此外,底座1与具有第二驱动马达8的第二定位装置处于驱动连接,借助第二驱动马达能沿双箭头9的方向相对于支架3上下移动底座1并且能根据由操控装置6提供的高度位置额定值信号来定位底座(图1和图2)。所述定位可以逐步地或连续地进行。第二驱动马达10为此目的与集成到操控装置6中的第二位置调节器连接,该第二位置调节器具有用于检测底座1的高度位置的位置传感器10。
为了实施所述方法,还提供一种构造为打印头的发射体装置11,所述打印头具有30个设有可控制的阀或泵的发射体12,这些发射体构造为材料输出喷嘴,从这些材料输出喷嘴能分别输出喷嘴通用的可硬化材料的材料部分(例如液滴)。也可以使用具有固定的发射体的另一种发射体矩阵来代替打印头。所述材料例如可以是可光致交联的聚合物,其储存在图中未进一步示出的储存装置中,该储存装置通过管路与发射体12连接。
发射体12的出射开口在底座1上方布置在平行于底座1的平面延伸的与该平面间隔开的平面中并且呈矩阵形地以多个彼此平行布置的发射体列13以及彼此平行错开的、横向于发射体列13延伸的发射体行14相对彼此定位。在每个发射体列13和每个发射体行14中分别布置有多个发射体12。
在发射体列13中,各个发射体12的出射开口的面重心沿彼此平行间隔开的直线以恒定的距离X彼此错开(图3)。在转动轴线2的周向方向上彼此相邻的发射体列13分别在发射体列13的延伸方向上彼此错开了偏移量V。偏移量V这样选择,使得发射体装置11的各个发射体12以不同的距转动轴线2的径向距离DA(i)布置。对于径向距离适用的是:
DA(i)>DA(i+1),i∈[1..29]
第一发射体12因此与转动轴线2相距最大距离,并且第三十个发射体12与转动轴线2相距最小距离。
发射体装置11与打印缓冲器15连接,在该打印缓冲器中可以为发射体装置11的每个发射体12分别缓存一个激活值。激活值例如可以具有逻辑值“1”或逻辑值“0”。
此外,发射体装置11具有触发输入端,在该触发输入端上可以施加触发信号。在触发输入端处接收的每个触发中,发射体装置11的所有如下发射体12输出一个材料部分,对于这些发射体在打印缓冲器15中分别存储有激活值“1”。在接收到触发时不操纵如下发射体12,对于这些发射体在打印缓冲器中存储有激活值“0”,即这些发射体12不输出材料部分。
为了使位于底座1上的材料层和/或位于底座1上的具有多个借助发射体装置11施加的材料层的层堆固化或交联,提供UV光源16,该UV光源这样被定位在底座1上,使得该UV光源以其发射侧朝向底座1。
借助具有底座1、发射体装置11、操控装置6和UV光源16的设备可以通过逐层的施加和固化将多个喷嘴通用材料的材料层施加到底座1上,以便制造三维固体成型对象17A、17B、17C、17D。
操控装置6与上级的计算机18、例如个人电脑连接,所述计算机具有数据存储器19,在该数据存储器中对于各个材料层存储有几何数据。所述几何数据配设有打印点,这些打印点布置在具有多个并排延伸的排20的极矩阵中,各排的直线延长部分别与转动轴线2相交。在转动轴线2的周向方向上彼此相邻的排20分别以角度距离W彼此错开。在每个排20中分别布置有30个打印点,这些打印点这样彼此错开,使得对于第j个打印点Pj的径向距离PA(j)适用:
PA(j)>PA(j+1),其中,j∈[1..29]
第一打印点P1因此与转动轴线2相距最大距离,而第三十个打印点P30与转动轴线2相距最小距离。
几何数据例如可以借助CAD软件来提供,该CAD软件可在计算机18上运行。此外,在计算机18上可执行如下软件,该软件由用于成型对象的几何数据生成用于成型对象2A、2B、2C、2D的各个层的几何数据。为了将几何数据加载到打印缓冲器14中,计算机18与操控装置6连接。
每个存储在几何数据中的打印点Pk(对于该打印点,材料应被输出到底座1上)分别配设给发射体装置11的一个发射体12,通过所述发射体装置将设置用于打印点Pk的材料施加到底座1上或位于该底座上的经固化的材料层上。所述配设根据上面为发射体12和打印点给出的编号如此实现,使得发射体12的编号分别与打印点Pk的编号相一致。打印点Pk相应地用如下的发射体12打印,该发射体到转动轴线2的距离尽可能好地与打印点Pk到转动轴线2的距离一致。
材料部分的输出在多个打印周期中进行,在各打印周期中,为了输出材料分别在配设给所涉及的打印周期的触发部位A...H处触发一次发射体装置11,在所述触发部位处底座1分别被定位在相对于发射体装置11的预先确定的转动位置中。在每次触发时,发射体装置11的所有如下发射体12输出材料部分,对于这些发射体在打印缓冲器15中分别存储有激活值“1”。底座1以及发射体装置11分别逐个打印周期地相对彼此错开角度距离W,在转动轴线2的周向方向上彼此相邻的、具有根据几何数据的打印点的排20具有该角度距离。如在图5A至5I中可见的那样,分别在八个打印周期中打印一排的所有待打印的打印点P1...P30。因此,打印周期的数量大于发射体装置11的发射体列13的数量。
除了发射体12之外,每个待打印的打印点Pk(其中k∈[1..30])也分别配设给所述八个打印周期中的一个。该配设以如下方式实现,即,当底座1相对于发射体装置11定位在触发部位A...H处时,打印周期的触发部位A...H的转动位置与待打印的打印点Pk(其中k∈[1..30])相对于转动轴线2所布置的转动位置之间的角度差在数值上不大于各触发部位A...H之间的角度距离W的一半。对于打印点Pk(其中k∈[1..30])恰好布置在两个触发部位之间的中间的情况,所涉及的打印点Pk配设给这两个触发部位之一。
从图5A至5I,以图形方式示出对于各个触发部位A...H的打印点Pk与发射体12的配设。通过填充黑色的圆标记如下发射体12,这些发射体在所涉及的触发部位A...H处输出材料。在图5A至5I中通过圆形线标记如下发射体12,这些发射体在所涉及的触发部位A...H处不输出材料。
在这些圆中的字母说明配设给所涉及的发射体12的打印点属于在图4中示出的打印点排A...I中的哪排。在圆中的数字说明发射体12应在哪个打印周期中输出用于打印点Pk的材料。既没有圈出数字也没有圈出字母的圆形线标记如下发射体12,这些发射体从打印方法开始起还未配设有任何打印点Pk。
图8A至8H图示在各个触发部位A...H处材料施加的状态。如下打印点的附图表示对应于在图5A至5I中发射体12的附图表示,在所述打印点上已经将材料施加到底座1上。在第一触发部位(图8A)处仅在用“A1”表示的部位处将材料施加到底座1上。在图8B中,附加地在用“A2”和“B1”表示的部位处将材料施加到底座1上。在图8C中,在用“A3”、“B2”和“C1”表示的十个进一步的部位处将材料施加到底座1上等。
对于打印点Pk与触发部位A...H的配设,提供环形存储器,该环形存储器具有八个存储空间。这些存储空间中的每个存储空间分别配设给所述八个打印周期中的一个打印周期。每个存储空间分别包括30个存储位置,即对于发射体装置11的每个发射体12包括一个存储位置。
接下来解释在打印过程期间如何在环形存储器中处理数据。首先,对于几何数据的第一排20从数据存储器中读取30个打印点Pk(其中k∈[1..30])。这些打印点Pk分别如前所述的那样配设给三十个发射体12中的一个发射体。在环形存储器的配设给这些发射体12的存储位置中分别存储具有逻辑值“1”或“0”的激活值。在此,值“1”说明在配设给所涉及的存储空间的打印周期中应当操纵或激活配设给所涉及的打印点Pk的发射体12。
在进一步的方法步骤中,对于存储在数据存储器中的另一排20打印点从数据存储器中读取30个打印点Pk(其中k∈[1..30])。这些打印点Pk中的每个打印点分别如前所述的那样配设给三十个发射体12中的一个发射体。在环形存储器的配设给这些发射体12的存储位置中分别存储一个激活值,该激活值说明在配设给所涉及的存储空间的打印周期中是否应当操纵配设给所涉及的打印点Pk的发射体12。
重复在最近的两段中提到的步骤,直到对于所有八个打印周期已经分别从数据存储器中读取了30个打印点Pk(其中k∈[1..30])并且已经将对应于这些打印点的激活值存储在环形存储器中(图6A至6H)。
在进一步的方法步骤中,将底座1和发射体装置在配设给如下打印周期的触发部位A...H处相对彼此定位,在该打印周期的存储空间中首先存储激活值,并且根据存储在该存储空间中的激活值操控发射体装置11的发射体12。在此操纵每个如下发射体12,对于所述发射体对于所涉及的触发部位A...H在环形存储器中存储激活值“1”。在触发部位A...H处不操纵如下发射体12,对于所述发射体对于所涉及的触发部位A...H在环形存储器中没有存储材料输出值“1”。
现在检查是否已经打印了所有排的待打印的材料层。如果不是这种情况,则这样周期性地互换存储空间,使得配设有如下触发部位A的存储空间是第一存储空间(图7B至7I),在所述触发部位处底座1和发射体装置11最近一次相对彼此定位。然后,对于另一个排,从数据存储器19中读入几何数据并且以相应的方式处理该几何数据。
在打印了当前材料层的所有打印点排之后,检查是否应打印至少一个另外的材料层。如果是这种情况,则将底座1相对于发射体装置11降低材料层的厚度,以便此后如上所述的那样打印另一个材料层。
在图10中示出图4中的根据所述方法打印到底座1上的几何数据排“A”。通过全面黑色的圆标记输出到底座1上的材料部分。这些圆也在图8H的右侧可见,在那里它们(从上到下)用A3、A3、A4、A5、A6、A7、A2、A3、A4...A5、A6、A8表示。在图10中出于清楚的原因未示出其余的在图8H中描绘的圆,它们配设给图4中的几何数据排“B”至“I”。
在图10中通过圆形线包围如下部位(额定打印数据),在这些部位处应将根据用于打印图4中的排“A”的几何数据的打印点施加到底座上。如可看到的那样,在线的中间部分中实现了打印结果与几何数据的良好一致性。在线的各端部处,打印结果与几何数据之间分别出现较大偏差。这主要由于如下原因出现,即,发射体装置11的各发射体12之间的距离和发射体12的布置结构出于附图的较好可读性的原因选择成与在实际中常见的情况不同。对于根据本发明的方法,优选的是在径向方向上具有比图3中更大尺寸的发射体装置11。因此,例如发射体装置11在每列中可以具有1024个发射体,而不是在图3中所示的五个发射体12。此外,对于根据本发明的方法优选的是如下发射体装置11,在该发射体装置中,发射体装置11垂直于其纵轴线并且平行于底座1的平面所具有的尺寸与底座1的可打印区域的内径的商比其在图5A至5I中所示的那样更小。
如在图4中可看到的那样,出于附图的较好可读性的原因,具有打印点的排此外这样布置,使得它们通过间隙彼此间隔开。然而,对于根据本发明的方法优选是如下矩阵,在该矩阵中彼此相邻的排的打印点局部地重叠。
在图11中,对于一种实施例,以图形方式示出用于打印具有多个彼此垂直延伸的交叉线的笛卡尔线图案的几何数据。在图12中可看到,利用根据本发明的方法打印的线如何布置在底座1上。由于不同的坐标系(笛卡尔几何数据和极打印设备)产生失真。几何数据的水平线被打印成圆形线,并且几何数据的竖直线在打印之后相对于转动轴线径向地延伸。尽管存在这些失真,但单个打印的线仍然对于人眼而言感知为单个线。
图13示出利用非根据本发明的方法打印图11中的几何数据的打印结果,在该非根据本发明的方法中,打印周期的数量等于发射体列的数量。可以清楚地看到,图11中竖直线在打印之后分别对于人眼而言显现为两条V形布置的线。这种错误由于如下原因出现,即,底座1的待打印区域在其内边缘和外边缘处所具有的不同周长在图13中未得到补偿。由此,发射体12尤其是在底座的内边缘处不能被正确触发。
在图14所示的实施例中,为了打印与转动轴线2同中心布置的、分别由内圆形轨迹和外圆形轨迹限定的打印环,提供多个发射体装置11A、11B、11C、11D。各发射体装置11A、11B、11C、11D相对于转动轴线2这样定位,使得各发射体装置11A、11B、11C、11D的内圆形轨迹和外圆形轨迹的算术平均值彼此不同。所述发射体装置11A、11B、11C、11D中的每个发射体装置分别具有27个发射体12。发射体装置11A用于对打印点1...27进行打印,发射体装置11B用于对打印点28...54进行打印,发射体装置11C用于对打印点55...81进行打印,并且发射体装置11C用于对打印点82...108进行打印。发射体装置11A和11C相对于转动轴线2布置在第一转动位置中并且在同一触发部位处被触发。发射体装置11A的发射体列13与发射体装置11C的相应发射体列13在一条直线中对准。因此,发射体装置11A和11C彼此相关联,这在图14中通过点连接线示意性地示出。
发射体装置11B和11D相对于转动轴线2布置在与第一转动位置不同的第二转动位置中。因此,发射体装置11B和11D同样彼此相关联。
具有分开放置的打印头或发射体装置11A至11D的这种布置结构在使用如下发射体装置11A至11D时得到,所述发射体装置在径向方向上具有小的打印宽度。在使用如下打印头时发射体装置11A、11B、11C和11D将被放置成一排,所述打印头的打印宽度在径向方向上在底座1的整个转动台宽度上延伸。
在图15中可看出,多个彼此相关联的发射体装置11A、11C和11A’、11C’或者11B、11D和11B’、11D’在转动轴线2的周向方向上可以彼此错开地布置。
在本发明的在图16至18中所示的实施例中提供一种设备,该设备具有容器22,在该容器中将液态的、糊状的或粉末状的材料23施加到底座1上。为了用高能的电磁辐射21照射材料23,所述设备具有带有多个彼此间隔开的辐射发射体12的发射体装置11、11A、11B、11C、11D,这些辐射发射体分别构造成发光二极管。为了对由各个发射体12输出的辐射21进行聚束或聚焦,在发射体12的辐射路径中分别布置有在图中未进一步示出的光学器件。
可借助发射体12产生的电磁辐射21的波长和功率这样与可流动材料23相协调,使得该可流动材料能够通过用电磁辐射21照射而在照射部位处被固化。在流动的或可流动的材料23中,“固化”被理解为使材料23硬化成固体材料,尤其是通过材料23中所包含的聚合物和/或共聚物的交联。在粉末状的材料23中,“固化”被理解为作为固体颗粒存在的材料颗粒通过用电磁辐射21照射被这样加热并且随后被冷却,使得它们牢固地彼此连接。
发射体装置11、11A、11B、11C、11D具有多个发射体列13A、13B、13C,在各发射体列中发射体12的中心点分别在直线上彼此错开。辐射发射体12的布置结构对应于在图3、5A至5I、8A至8H、14和15中构造成喷嘴的发射体12的布置结构,使得对在这些图中描绘的发射体装置11、11A、11B、11C、11D的描述对应地适用于根据图16至18的实施例,然而区别在于发射体12在根据图16至18的实施例中输出辐射21而不是材料,并且辐射21指向可流动材料23。
位于容器22中的底座1相对于发射体装置11、11A、11B、11C、11D围绕转动轴线2转动定位,并且借助发射体12产生的辐射指向位于材料23的表面上的材料层,使得材料23在至少一个照射部位处被固化。
发射体装置11与打印缓冲器15连接,在该打印缓冲器中可以为发射体装置11的每个发射体分别缓存一个激活信号。为了操控辐射发射体12,设置有操控装置,该操控装置具有触发输入端。在触发输入端处接收的每个触发中,发射体装置11的所有如下发射体12朝向材料23的方向输出辐射21,对于所述发射体在打印缓冲器15中分别存储有值“1”。在接收到触发时不操纵如下发射体12,对于所述发射体在打印机缓冲器中存储有值“0”,即这些发射体12不输出辐射21。图6A至6H和图7B至7I,其示出用于发射体装置11的在图1和2中所示的设备的各个触发部位处的激活信号值,对应地适用于图16至18中的实施例。
在图16至18中所示的实施例中,底座1与具有第一驱动马达4的第一定位装置处于驱动连接,底座1能借助第一驱动马达沿箭头5的方向被转动驱动并且能根据由操控装置6提供的转动位置额定值信号被定位。第一驱动马达5为此目的与集成到操控装置6中的第一位置调节器连接,该第一位置调节器具有用于检测底座1的转动位置信号的编码器7。借助第一定位装置,底座1可连续地且无停止地相对于支架3围绕转动轴线2转动经过几乎任意的大于360°的角度。
此外,底座1与具有第二驱动马达8的第二定位装置处于驱动连接,底座1能借助第二驱动马达沿双箭头9的方向相对于支架3上下移动并且能根据由操控装置6提供的高度位置额定值信号来定位(图18)。所述定位可以逐步地或连续地进行。第二驱动马达10为此目的与集成到操控装置6中的第二位置调节器连接,该第二位置调节器具有用于检测底座1的高度位置的位置传感器10。
Claims (16)
1.用于根据预定的几何数据在能围绕转动轴线(2)转动的底座(1)上制造至少一个固体层的方法,
a)为了将喷嘴通用材料的材料部分输出到底座(1)上,提供发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’),该发射体装置具有数量为N的构造成材料输出喷嘴的发射体(12),这些发射体呈矩阵形地以彼此平行错开的发射体列(13)并且以彼此平行错开的、横向于发射体列(13)延伸的发射体行(14)布置,在转动轴线(2)的周向方向上彼此相邻的发射体列(13)分别在发射体列(13)的延伸方向上彼此错开,使得发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)的各个发射体(12)以不同的距转动轴线(2)的径向距离DA(i)布置,其中适用:
DA(i)>DA(i+1)
其中,i∈[1..(N-1)],
b)所述几何数据配设有打印点(PM...PM+N),这些打印点在具有多个并排延伸的排(20)的矩阵中彼此错开,在各所述排中分别布置有数量Q个打印点,使得适用:
PA(j)>PA(j+1),
其中,j∈[M..(M+N-1)]以及1≤M≤Q-N,
其中,PA(j)是所涉及的排(20)的第j个打印点Pj到转动轴线(2)的径向距离并且M是整数,
c)对于材料应当被输出到底座(1)上的打印点Pk,分别从发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)的配设给所涉及的打印点Pk的发射体Dk中输出至少一个材料部分,其中,k是M与M+N-1之间的整数,
d)材料部分的输出在多个打印周期中进行,在各打印周期中,为了输出材料分别在配设给所涉及的打印周期的触发部位(A至H)处触发一次发射体装置,并且底座(1)以及发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)分别逐个打印周期地彼此错开一个相对于转动轴线(2)的角度距离(W),
e)一排(20)的所有待打印的打印点PM...PM+N-1的打印在一定数量的打印周期中进行,所述一定数量的打印周期的数量大于发射体列(13)的数量,
f)对于每个待打印的打印点分别这样选择打印周期,使得当底座(1)相对于发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)定位在触发部位(A至H)处时,该打印周期的触发部位(A至H)的转动位置与该待打印的打印点相对于转动轴线(2)所布置的转动位置之间的角度差在数值上不大于各触发部位(A至H)之间的角度距离(W)的一半。
2.用于根据预定的几何数据在能围绕转动轴线(2)转动的底座(1)上制造至少一个固体层的方法,
a)提供容器(22),在该容器中将由液态的、糊状的或粉末状的材料(23)制成的至少一个材料层施加到底座(1)上,其中,为了利用固化材料(23)的辐射来照射材料(23),提供发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’),该发射体装置具有数量为N的彼此间隔开的、朝向所述材料层的辐射发射体(12),这些辐射发射体呈矩阵形地以彼此平行错开的发射体列(13)并且以彼此平行错开的、横向于发射体列(13)延伸的发射体行(14)布置,其中,在转动轴线(2)的周向方向上彼此相邻的发射体列(13)分别在发射体列(13)的延伸方向上彼此错开,使得发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)的各个发射体(12)以不同的距转动轴线(2)的径向距离DA(i)布置,其中适用:
DA(i)>DA(i+1)
其中,i∈[1..(N-1)],
b)所述几何数据配设有打印点(PM...PM+N),这些打印点在具有多个并排延伸的排(20)的矩阵中彼此错开,在各所述排中分别布置有数量Q个打印点,使得适用:
PA(j)>PA(j+1),
其中,j∈[M..(M+N-1)]以及1≤M≤Q-N,
其中,PA(j)是所涉及的排(20)的第j个打印点Pj到转动轴线(2)的径向距离并且M是整数,
c)对于其上应当有固体层的打印点Pk,分别从发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)的配设给所涉及的打印点Pk的发射体Dk中输出辐射(21)到材料(23)上,其中,k是M与M+N-1之间的整数,
d)对材料(23)的照射在多个打印周期中进行,在各打印周期中,为了照射而分别在配设给所涉及的打印周期的触发部位(A至H)处触发一次发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’),并且底座(1)以及发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)分别逐个打印周期地彼此错开一个相对于转动轴线(2)的角度距离(W),
e)一排(20)的所有待打印的打印点PM...PM+N-1的打印在一定数量的打印周期中进行,所述一定数量的打印周期的数量大于发射体列(13)的数量,
f)对于每个待打印的打印点分别这样选择打印周期,使得当底座(1)相对于发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)定位在触发部位(A至H)处时,该打印周期的触发部位(A至H)的转动位置与该待打印的打印点相对于转动轴线(2)所布置的转动位置之间的角度差在数值上不大于各触发部位(A至H)之间的角度距离(W)的一半。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述矩阵是笛卡尔矩阵,并且在其中打印点彼此错开的排(20)彼此平行地延伸。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述矩阵是极矩阵,并且在其中打印点彼此错开的排(20)布置成径向于转动轴线,。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,对于数量等于所述打印周期数量的直接依次相继的触发部位(A至H),分别对于所涉及的触发部位(A至H)并对于每个打印点PM...PM+N-1——发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)设计用于该打印点的打印——为所涉及的打印点PM...PM+N-1配设一个打印周期,并且随后根据该配设分别对于各个排(20)为每个待打印的打印点PM...PM+N-1——发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)设计用于该待打印的打印点的打印——配设一个打印周期,并且分别在达到配设给所涉及的打印周期的触发部位(A至H)时触发发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,
a)提供数据存储器(19),将几何数据存储在该数据存储器中,
b)提供环形存储器,该环形存储器具有数量至少等于所述打印周期数量的存储空间,各所述存储空间分别包括数量等于发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)的发射体(12)的数量(N)的存储位置,所述存储位置中的每个存储位置分别配设给一个发射体(12),
c)对于数量等于所述打印周期数量的直接依次相继的打印周期,为这些打印周期中的每个打印周期分别配设所述存储空间中的一个存储空间,
d)对于存储在数据存储器(19)中的第一排(20)打印点,从数据存储器(19)中读取数量等于发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)的发射体(12)的数量(N)的打印点,发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)设计用于这些打印点的打印,
e)对于配设给第一排(20)打印点的发射体(12),在环形存储器的配设给这些发射体(12)的各存储位置中分别存储一个激活值,该激活值说明在配设给所涉及的存储空间的打印周期中是否应当激活配设给所涉及的打印点的发射体(12),
f)对于存储在数据存储器(19)的另一排(20)打印点,从数据存储器(19)中读取数量等于发射体装置的发射体(12)的数量(N)的打印点,发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)设计用于这些打印点的打印,
g)对于配设给所述另一排(20)打印点的发射体(12),在环形存储器的配设给这些发射体(12)的各存储位置中分别存储一个激活值,该激活值说明在配设给所涉及的存储空间的打印周期中是否应当激活配设给所涉及的打印点的发射体(12),
h)重复步骤f)和g),直到对于数量等于所述打印周期数量的排(20)已经分别从数据存储器(19)中读取数量等于发射体数量(N)的打印点并且对于已经将对应于这些打印点的激活值存储在环形存储器中,
i)将底座(1)和发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)在配设给如下打印周期的触发部位(A至H)处相对彼此定位,在该打印周期的存储空间中最后存储有激活值,并且根据存储在该存储空间中的激活值操控发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)的发射体(12),
j)如果还要打印至少一个另外的打印点,
-这样周期性地互换存储空间,使得配设有如下触发部位(A至H)的存储空间是第一存储空间,在该触发部位处底座(1)和发射体装置最后为了触发发射体(12)而彼此相对定位,并且然后
-重复步骤f)至j)。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,为发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)配设打印缓冲器,在该打印缓冲器中为发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)的每个发射体(12)分别设置一个存储位置,在每个打印周期中分别为每个发射体(12)根据几何数据将激活信号存储在打印缓冲器的配设给所涉及的发射体(12)的存储位置中,并且随后在该打印周期中这样触发发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’),使得各个发射体(12)根据存储在配设给所述发射体的存储位置中的激活信号来操控。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,为了打印与转动轴线(2)同中心地布置的分别由内圆形轨迹和外圆形轨迹限定的打印环,提供至少一个第一发射体装置和第二发射体装置,这些发射体装置这样相对于转动轴线(2)定位,使得第一发射体装置的内圆环轨迹和外圆环轨迹的算术平均值与第二发射体装置的内圆环轨迹和外圆环轨迹的算术平均值不同,并且第一发射体装置配设有不同于第二发射体装置的数目M。
9.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)的发射体列(13)布置成相对于径向平面对称,该径向平面由转动轴线(2)和转动轴线(2)的法线形成,如此使得发射体列(13)平行于该径向平面延伸。
10.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,提供至少两个发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’),这些发射体装置相对于转动轴线(2)彼此错开一个转动角,并且各个发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)的发射体(12)分别根据权利要求1至8中的至少一项所述的方法来控制以用于施加材料部分。
11.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在发射体列(13)内彼此相邻的发射体(12)以恒定的第一栅格距离彼此错开,彼此相邻的发射体列(13)分别以恒定的第二栅格距离彼此错开,并且第一栅格距离与发射体列(13)的数量和第二栅格距离的乘积偏差小于20%。
12.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,为了制造三维成型对象(17A、17B、17C、17D),将喷嘴通用材料的多个材料层相叠地施加,其中,在发射体装置(11、11A至11D、11A’至11D’)与底座(1)之间的距离分别逐层地以最后施加的材料层的厚度增大并且将每个材料层在其施加之后分别固化,然后将另一个材料层施加到该材料层上。
13.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,为了制造三维成型对象(17A、17B、17C、17D),通过用发射体装置(11、11A、11B、11C、11D)进行照射使液态的、糊状的或粉末状的材料的多个材料层相叠地固化。
14.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,彼此相邻的排(20)分别以触发部位(A至H)的角度距离(W)彼此错开。
15.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,第一栅格距离与发射体列(13)的数量和第二栅格距离的乘积偏差小于10%。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,第一栅格距离与发射体列(13)的数量和第二栅格距离的乘积一致。
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