CN114126835A - 在侧表面中具有开口的打印结构 - Google Patents

在侧表面中具有开口的打印结构 Download PDF

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CN114126835A CN202080050084.3A CN202080050084A CN114126835A CN 114126835 A CN114126835 A CN 114126835A CN 202080050084 A CN202080050084 A CN 202080050084A CN 114126835 A CN114126835 A CN 114126835A
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Abstract

一种借助于熔融沉积成型来生产3D物品(1)的方法，该方法包括3D打印阶段，3D打印阶段包括逐层沉积包括3D可打印材料(201)的挤出物(321)，以提供包括经3D打印材料(202)的3D物品(1)，其中3D物品(1)包括经3D打印材料(202)的多个层(322)和经3D打印材料(202)中的开口(405)，开口(405)具有开口边缘(410)，开口边缘至少部分由多个层(322)中的一个或多个层(322)的子集(1322)中的一个或多个中断(1410)限定，其中该方法包括通过3D打印具有相对布置的转向(415)的子集(1322)的层(322)来提供每个中断(1410)，其中每个转向(415)连接第一层部分(3221)和第二层部分(3222)，第一层部分(3221)和第二层部分(3222)形成U型转向(435)的支路，其中对于每个转向(415)，第一层部分(3221)具有第一长度(L1)并且第二层部分(3222)具有第二长度(L2)，第二长度(L2)比第一长度(L1)短，使得仅在层(322)的一部分之上，第一层部分(3221)和第二层部分(3222)被配置为相邻，并且其中每个转向(415)具有路径长度(Lr)，路径长度(Lr)具有曲率半径(r1)，并且其中每个路径长度(Lr)选自0.9*π*r1≤Lr≤π*r1的范围。

Description

在侧表面中具有开口的打印结构
技术领域
本发明涉及用于制造3D(经打印)物品的方法、以及用于执行这种方法的软件产品。本发明还涉及可通过这种方法获得的3D(经打印)物品。进一步地，本发明涉及包括这种3D(经打印)物品的照明设备。
背景技术
使用增材制造技术打印的三维零件在本领域中是已知的。比如，US2016/0257033描述了一种使用增材制造技术打印的三维零件，并且该零件包括外壁，该外壁具有限定零件的形状的外表面和限定内腔的内表面。该零件包括具有多个经打印层的多个第一区段，该第一区段的每个经打印层具有形成三角形室的多个壁分段，其中多个第一区段中的每个第一区段附接到外壁的内表面。该零件包括具有多个经打印层的多个第二区段，第二区段的每个经打印层具有形成六边形和三角形的六角星形室的多个壁分段，其中多个第二经打印区段中的每个第二经打印区段附接到外壁的内表面，并且其中第一区段和第二区段呈交替图案，其中当对第一区段和第二区段的相邻经打印层进行打印时，限定三角形的室的壁分段平分六边形室。
在Ultimaker的3D打印专家的线上社区上的2017年5月28日的帖子中(参见https://community.ultimaker.com/topic/18303-why-is-cura-generating-partial- top-layers/)，对用于借助于熔融沉积成型来生产3D物品的方法进行了描述。在该帖子中，提及的是，代替连续层，Ultimaker的3D打印切片机软件Cura在某些情况下创建部分顶层，作为在层的后续分段之间具有开口的层。
发明内容
在接下来的10年至20年中，数字制作将日益转变全球制造的性质。数字制作的方面中的一个方面为3D打印。目前，已经开发了许多不同的技术，以便使用诸如陶瓷、金属和聚合物之类的各种材料来生产各种经3D打印对象。3D打印还可以用于生产模具，模具然后可以用于复制对象。
为了制成模具的目的，已经建议使用聚合物喷射(polyjet)技术。该技术利用可光聚合材料的逐层沉积，该可光聚合材料在每次沉积之后固化以形成固体结构。虽然该技术产生光滑表面，但是可光固化材料不是非常稳定，并且它们还具有相对较低的热导率以用于注射成型应用。
最广泛使用的增材制造技术为被称为熔融沉积成型(FDM)的过程。熔融沉积成型(FDM)为通常用于成型、原型制作和生产应用的增材制造技术。FDM基于通过按层铺设材料的“增材”原理；塑料丝或金属线从线圈展开并且供应材料以生产零件。可能地，(例如，对于热塑性塑料)丝在铺设之前被熔化并挤出。FDM是一种快速原型制作技术。FDM的其他术语为“熔融丝制作”(FFF)或“丝3D打印”(FDP)，它们被认为等同于FDM。一般而言，FDM打印机使用热塑性丝，该热塑性丝被加热到其熔点，然后逐层(或实际上丝接丝)挤出以创建三维对象。FDM打印机相对快速、成本低，并且可以用于打印复杂3D对象。这种打印机用于使用各种聚合物来打印各种形状。该技术还在生产LED照明器和照明解决方案中被进一步开发。
可能期望创建具有一个或多个孔(“开口”)的3D物品，诸如具有开口的壁。比如，创建中空3D物品可能有用，该中空3D物品的内腔或开放空间可以经由经3D打印壁中的开口而到达。在一种解决方案中，由于喷嘴在开口边缘处停止，所以通过3D打印过程创建这种开口可能导致限定不太好的开口；或在另一解决方案中，通过3D打印过程创建这种开口可能导致较厚的壁，诸如例如，包括两个或更多个层。在后一种解决方式中，壁中的任何附加开口可能导致增加壁的厚度(还参见下文)。
因此，本发明的一个方面是提供一种备选3D打印方法和/或3D(经打印)物品，其优选地进一步至少部分消除上文所描述的缺点中的一个或多个缺点。本发明的目的可以是克服或减轻现有技术的缺陷中的至少一个缺陷或提供一种有用备选方案。
因此，在一个方面中，本发明提供了一种用于尤其借助于熔融沉积成型来生产3D物品(“物品”或“经3D打印物品”)的方法。该方法包括3D打印阶段，该3D打印阶段包括：逐层沉积包括3D可打印材料的挤出物，以提供包括(接收器物品上的)经3D打印材料的3D物品。尤其是，该3D物品包括经3D打印材料的一个或多个层，尤其是多个层，其中3D物品包括经3D打印材料中的开口。尤其是，经3D打印材料中的开口至少部分由多个层中的一个或多个((相应))层的子集中的一个或多个中断限定。尤其是，开口由开口边缘限定。进一步地，在实施例中，通过3D打印具有相对布置的转向(turn)的子集的一个或多个层中的每个层，来提供子集的一个或多个层中的每个层中的一个或多个中断。尤其是，(相应)转向连接(相应)层部分。因此，(相应)转向各自(在开口的相对侧处)连接第一层部分和第二层部分。或者，换言之，第一层部分和第二层部分可以经由转向而改变成彼此。
(相应)转向连接(相应)层部分，由此(相应)层部分形成(相应)转向的支路。(相应)层部分被配置为相邻。进一步地，尤其对于(相应)U型转向，(相应)第二层部分(具有第二长度(L2))比(相应)第一层部分(具有第一长度(L1)，该第一长度尤其可以是开口之间的长度)短，使得仅在(相应)层的一部分之上，(相应)层部分被配置为相邻。
可替代地或附加地，在实施例中，存在连接到(相应)转向的(相应)层部分的切线的至少一个((相应))集合，切线的相互角度(θ)等于或小于90°，尤其是小于90°。
转向包括U型转向。相对布置的转向中的一个或两个转向(尤其是，相对布置的转向两者都)可以包括U型转向。在这种实施例中，(相应切线集合的)相互角度(θ)为0°。
(相应)转向各自连接第一层部分和第二层部分，其中每个转向具有路径长度(Lr)，该路径长度(Lr)具有曲率半径(r1)，并且其中每个路径长度(Lr)选自0.9*π*r1≤Lr≤π*r1的范围。
在可以与前述实施例和/或方面的范围内的一个或多个实施例相同或可以至少部分与其重叠的一个方面中，本发明(还)提供一种用于借助于熔融沉积成型来生产3D物品的方法，其中该3D物品包括具有开口的层堆叠，该开口具有开口边缘，层堆叠的一个或多个层在开口边缘的相对侧处具有第一区域和第二区域，其中该方法包括以下步骤：沿着具有工具路径长度的工具路径移动打印机头，以沉积一个或多个层中的每个层，其中该工具路径具有形成第一区域的第一转向和形成第二区域的第二转向，其中第一转向和第二转向中的每个转向的角度θ2至少为90°，诸如大于90°，如至少约为120°，诸如在实施例中为180°。尤其是，在实施例中，在第一转向与第二转向之间的工具路径的部分的工具路径长度小于总工具路径长度的50％，诸如小于25％。
通过这种方法，可以创建具有孔的3D物品，该孔诸如为壁(如侧壁)中的开口，与其中可以至少部分通过在这种(未来)边缘处终止3D打印过程来限定开口边缘的解决方案相比较，孔得以良好限定，其中缺陷较少或基本上没有缺陷。进一步地，通过这种方法，由于无需在壁的整个长度之上对它们进行3D打印两次(或三次……)，所以可以减少3D可打印材料的使用。进一步地，通过这种方法，还可以创建具有孔的壁，该壁基本上没有接缝。因此，本发明可以尤其涉及一种开口，该开口被创建在3D物品的一部分中，该部分不平行于接收器物品，诸如尤其是(被3D打印成)垂直于接收器物品。
如上文所指示的，本发明提供了一种借助于熔融沉积成型来生产3D物品的方法。该方法包括3D打印阶段，该3D打印阶段包括：逐层沉积包括3D可打印材料的挤出物，以提供包括经3D打印材料的3D物品。以这种方式，可以逐层创建经3D打印物品。3D可打印材料尤其被3D打印在接收器物品上。在接收器物品上的第一层之后，另外的层可以堆叠在第一层的顶部上。因此，尤其是，3D物品包括经3D打印材料的多个层。
本文中，开口可以尤其由至少两个层限定，其中至少一个层可以形成开口的底部边缘或顶部边缘，并且另一层可以包括中断，该中断(还)形成开口，尤其是形成开口的(侧)边缘。该开口尤其可用于3D打印的壁中。开口可以为周向的，如例如，矩形开口，其中尤其是，整个开口边缘由经3D打印材料限定。然而，本文中还可以包括其中开口边缘不是完全周向的(如例如，U形或V形或∩形等)的实施例。原则上讲，甚至狭缝状开口也是可能的，如并非完全周向的柱体。然而，尤其是，本文中，开口具有周向开口边缘，如矩形开口或基本上圆形开口。因此，短语“多个层中的一个或多个((相应))层的”和类似短语可以是指所有经3D打印层，但可以尤其是指小于经3D打印层的总数的数目。
术语“开口”还可以是指多个不同开口，该多个不同开口可以(在形状和大小上)全部相同，或该多个不同开口中的两个或更多个开口具有不同的尺寸。
如上文所指示的，3D物品可以包括经3D打印材料中的开口，该开口至少部分由多个层中的一个或多个(相应)层的子集中的一个或多个中断限定。因此，可以存在包括中断的单个层，其中中断至少部分限定开口。然而，还可以存在各自包括中断的两个或更多个层，其中中断一起限定开口的至少一部分。这里，由于开口可以进一步由下层和/或上层限定，该上层和/或上层还可以限定开口边缘的一部分(还参见上文)，所以使用短语“至少部分限定”和类似短语。因此，开口尤其可以由开口边缘限定。
开口边缘(尤其是，侧边缘)的至少一部分由U型转向限定。在实施例中，开口边缘可以尤其由U形(诸如侧边缘处的U形)限定。该U形是3D打印的，并且暗示在3D打印的同时，创建层，在开口边缘处形成转向，以及向后转向。在实施例中，该后一部分可以相对较短，以便减少3D可打印材料的使用。进一步地，该向后转向尤其可以位于3D物品的内部，诸如位于中空经3D打印物品的内部。如果内部的(较短)部分被终止，则这种部分的端部部分可能不太好地被限定。然而，由于它仅位于经3D打印物品的内部，所以这可能不是问题。因此，外观可以不受影响，功能性可以不受影响，安全性(诸如考虑到接触外部表面)可以不受影响，同时开口边缘可以得以良好限定。
当然，尤其是，由于开口由中断限定，所以在相同层中，在开口的两侧处创建转向。实际上，层中的相对布置的转向限定了层中的中断。
因此，在实施例中，通过3D打印具有相对布置的转向的子集的一个或多个层中的每个层，来提供子集的一个或多个层中的每个层中的一个或多个中断。尤其是，相对布置的转向因此可以限定开口边缘的相对布置的部分。
如上文所指示的，在实施例中，在相对较短的长度之上，通过在转向之后沿向后方向打印，可以沿着较早形成的层进行一些3D打印。因此，层的一部分可以一种折叠。然而，在具体实施例中，这因此仅是一部分，以便减少3D可打印材料的使用，同时(尽管如此却)可以创建期望效果——良好限定的开口。然而，其他实施例也是可能的。
因此，(相应)转向连接形成(相应)转向的支路的(相应)层部分，该(相应)层部分被配置为相邻。尤其是，对于(相应)转向，以下适用：(相应)第二层部分(具有第二长度(L2))比(相应)第一层部分(具有第一长度(L1))短。以这种方式，仅在(相应)层的一部分之上，(相应)层部分被配置为相邻。
这里，除了其他之外，词语“(相应)”与指示可以应用于相对布置的转向两者的事实相关地使用。注意，术语“层”可以是指单个整体层，但在具体实施例中，还可以是指基本上相同高度处的多个不同层。以这种方式，中断可以位于整体层中。然而，中断还可以形成在两个层中，这两个层实际上可以看起来是仅通过中断而被中断的单个层。
在实施例中，一个或多个层的子集可以限定3D物品的外部物品侧部分和内部物品侧部分。尤其是，第一层部分可以限定外部物品侧部分。如上文所指示的，被向后打印的部分尤其可以被配置在3D物品的内部部分处。因此，在实施例中，第二层部分可以被配置在内部物品侧部分处。
如上文所指示的，在实施例中，沿向后方向打印的部分可以相对较短。在具体实施例中，层具有层宽度(W)。进一步地，在具体实施例中，第二长度(L2)选自L2≥2*W的范围。尤其是，第二长度可以由如下长度来限定：从转向到第二层部分的终端部分的长度，或从转向到第二层部分改变成另一部分(诸如较高或较低定位的层)或者另一角度或转向处的部分的长度。
在实施例中，第二长度基本上为第二层部分被配置为基本上平行于第一层部分的长度。
同样，尤其是，第一长度可以由如下长度来限定：从转向到这种第一层部分的终端部分的长度，或从转向到第一层部分改变成另一部分(诸如较高或较低定位的层)或者另一角度或转向处的部分的长度。
在具体实施例中，第二长度(L2)选自(a)3*W≤L2≤20*W和(b)3*W≤L2<L1中的较短者的范围，诸如3*W≤L2≤0.5*L1。然而，第二长度还可以更长。
第二层部分的这种长度可以提供转向的期望强度，并且还可以允许第二部分到第一部分的良好粘附，和/或可以为前述第二部分的顶部上的另一第二部分提供良好基础。
在实施例中，L1≥5W。尤其是，一个实施例是L1≥10W，如L1≥20W。
如上文所指示的，在实施例中，(相应)转向连接(相应)层部分，其中可以存在连接到(相应)转向的(相应)层部分的切线的至少一个((相应))集合，切线的相互角度(θ)等于或小于90°。注意：直的且未弯曲的层的切线与这种层的角度为0°。第一层部分和第二层部分通过诸如U型转向之类的转向连接。因此，这些层部分(尤其是，直接在转向之前)的切线具有相互角度θ。当最小相互角度θ等于或小于90°，尤其是，更小时，则边缘可以得以良好限定。90°的角度θ指示(相应)转向的层部分(尤其是，层部分的直接在转向之前的部分)以90°的角度配置。0°的θ指示(相应)转向的层部分(尤其是，层部分的直接在转向之前的部分)被配置为平行，实际上，反平行。当转向为U型转向时，就是这种情况。
在U型转向形转向的实施例中，路径长度(Lr)可以约为π*r1。因此，尤其是，路径长度选自至少0.9*π*r1≤Lr≤π*r1的范围。在其中路径长度(Lr)约为π*r1的实施例中，则第一层部分和第二层部分可以在第二层部分的长度之上被配置为平行。
路径长度尤其是可以被限定为沿着转向的弧的长度。因此，路径长度尤其是弧的长度(即，沿着弧的长度)。在完美U型转向中，弧的长度为π*r1。在这样的实施例中，工具路径可能已经做出180°的转向，即，半圆。这还可以指示为“弧的角度”或“弧角度”或由弧限定的圆扇形的角度(该弧由r1限定)或“圆心角”。
转向可以在层的半径的改变的点处开始。这里，该半径尤其是指平行于接收器物品的平面中的半径，或是指平行于层的细长轴线并且还包括细长轴线的平面中的半径。尤其是，这种平面垂直于层(在彼此的顶部上)的堆叠。进一步地，尤其是，这种平面平行于层的宽度并且垂直于层的高度。因此，在转向处，层的半径(其中该半径被限定为平行于这种层)的值可以改变。这可以指示转向的开头或结束。比如，直的层可以弯曲，即，∞的半径改变为小于∞的半径。或者，转向可以在直的层中结束，即，小于∞的半径改变成∞的半径。而且，弯曲层可以改变成曲率更强的弯曲层。或者，转向可以在曲率小于转向的曲率的弯曲层中结束。
在实施例中，沿着路径长度或弧的半径基本上恒定。在其他实施例中，沿着路径长度可以存在一些变化。在实施例中，沿着转向的路径长度的最大半径与最短半径之间的比率(其中沿着路径长度存在半径的一些变化)最大可以约为10，诸如尤其是，最大可以约为5，如甚至更尤其是，最大可以约为2。
半径可以至少为层的宽度，诸如在U型转向的情况下它可以为层的宽度。一般而言，半径可以等于或小于层的宽度的10倍，诸如等于或小于层的宽度的5倍。因此，在实施例中，半径可以选自层宽度(W)的1倍至5倍(如1倍至4倍)的范围。然而，其他尺寸也是可能的，诸如大于层的宽度的10倍。
尤其是，在实施例中，半径可以由也限定开口边缘的层的至少该部分(和/或物品轮廓的至少一部分)限定。
因此，尤其是，第一层部分和第二层部分经由转向连接。层部分可以具有相互角度，当转向为U型转向时，该相互角度可以基本上为0°。注意，弧角度或圆心角然后可以基本上为180°。
在转向中，第一层部分改变为第二层部分(或反之亦然)。可以沿着层的纵向轴线(或(层的)细长轴线)测量层的长度。如本文中所指示的，层可以弯曲，诸如在具有圆形横截面的物品的情况下。因此，层的长度可以被限定为层的纵向轴或细长轴线的长度，包括在其中的可能曲线。同样，可以沿着纵向轴线测量层部分的长度。如本文中所指示的，层部分可以弯曲，诸如在具有圆形横截面的物品的情况下。因此，层部分的长度可以被限定为层部分的纵向轴线或细长轴线的长度，包括在其中的可能曲线。
在第一层部分改变为第二层部分时(或反之亦然)，可以测量第一层部分或第二层部分的长度，直至细长轴线上最靠近开口边缘的点。在该点处，可以认为第一层部分改变为第二层部分(或反之亦然)。
因此，短语“每个转向可以连接第一层部分和第二层部分”或短语“层部分形成转向的支路”和类似短语也可以指示在转向中，第一层部分改变为第二层部分(或第二层部分改变为第一层部分)。
层可以具有纵向轴线或细长轴线。一般而言，这些轴线会基本上平行于接收器物品。切线尤其平行于由(相应)转向的两个层部分中的层的细长轴线限定的平面，或尤其是在该相同平面内。
在具体实施例中，当连接到(相应)转向的(相应)层部分被配置为平行时，则它们仅在(相应)第一层部分3221的第一长度(L1)的一部分之上被配置为平行。以这种方式，减少了3D可打印材料的需求量，并且在第一长度的很大一部分之上，壁厚度不一定基于两个相邻层。
除了其他之外，开口由两侧处的经3D打印材料限定。两侧处的经3D打印材料可以被看作是一种翘起(tilt)。每个翘起可以由单个层形成，这产生高度基本上等于层高度的开口。然而，每个翘起还可以由多于一个经3D打印材料层形成，即，翘起由两个或更多个经3D打印材料层的堆叠形成。在这样的实施例中，(相应)翘起可以在3D打印阶段中创建，其中逐层创建翘起。在这种过程中，层形成过程中的高度中的每个步长可以暗示翘起的高度的增加。然而，还可以首先3D打印第一翘起，然后3D打印第二翘起。这可以暗示高度中的不同步长，由此在第一翘起完成之后，在开口的底部处开始3D打印，然后逐层创建第二翘起。
因此，在实施例中，层具有层高度(H)，其中开口具有开口高度HO,2，其中子集包括多个层中的两个或更多个((相应))层。尤其是，在实施例中，开口高度HO,2≥2*H。尤其是，开口可以限定通过开口分开的第一翘起部分和第二翘起部分。在又一些另外的实施例中，3D打印阶段(然后)可以包括(a)首先3D打印翘起中的一个翘起(随后3D打印翘起中的另一翘起)，或(b)顺序打印层子集的(相应)层中的每个层，从而逐层3D打印翘起。
每个翘起包括具有由转向限定的中断的一个或多个层，其中两个转向分别具有作为转向的支路的第一层部分和第二层部分。
如上文所指示的，在实施例中，开口高度HO,2≥2*H。然而，在其他实施例中，HO,2≥H。尤其是，在实施例中，HO,2≥n*H，其中n是自然数，诸如1、2、3等。如上文所指示的，在具体实施例中，n至少为2。
在打印第二层部分之后，在长度L2处，可以终止3D打印，其意义是例如头进一步移动，但是3D可打印材料的馈送被中断。由此，有效终止第二层部分的形成。然后，打印机头可以(依据3D物品的开发阶段)移动到在构建中的3D物品的另一部分或接收器物品的另一部分。该另一部分可以例如在与(在构建中的)开口相对的某个地方，以提供相对布置的转向以及相关联的第一层部分和第二层部分。然而，还可以在刚刚较早打印的层上开始下一层。这可以在较早3D打印的第一层元件的起点处完成(但是较高的一个层)。可替代地，这还可以在刚刚完成的第二层部分处完成。在这样的实施例中，在到达第二层元件的终止位置之后，实际上，3D打印可以开始，其意义是打印机头继续挤出3D可打印材料(挤出物)，但是也移动到更高层级，并且沿着较早沉积的第二层元件返回，同时3D打印新的第二层元件，在较早打印的转向之上3D打印新转向，并且在刚刚沉积的第一层元件之上开始第一层元件。
因此，在该方法的实施例中，开口边缘包括通过开口分开的第一边缘侧和第二边缘侧，其中：
-3D打印阶段包括：
-开口形成阶段，包括：在第一边缘侧3D打印过程中，生成第一边缘侧，并且在第二边缘侧3D打印过程中，生成第二边缘侧，其中边缘侧3D打印过程中的每个边缘侧3D打印过程包括：
-沿着第一打印路径3D打印层中的一个层的至少一部分，以提供第一长度(L1)，从而提供第一层部分；
-通过在继续3D打印层中的一个层的该至少一部分的同时做出转向，从第一打印路径改变为第二打印路径；
-沿着第二打印路径继续进一步3D打印层中的一个层的该至少一部分，以提供第二长度(L2)，从而提供与第一层部分相邻的第二层部分，直至(相应)终止位置，其中L2<L1；
-除非3D物品完成，否则：(i)在(相应)终止位置处终止3D，并且在不同于(相应)终止位置的位置处继续3D打印阶段，或(ii)在改变为较早3D打印的第二层部分之上的下一层的同时，继续3D打印阶段。
尤其是，在实施例中(还参见上文)，在到达(相应)终止位置之后，3D打印阶段进一步以较早打印的层之上的新层继续，新层在与较早打印的转向之上的转向有关的用于新层的第二层部分处开始，或在与较早打印的转向之上的转向有关的用于新层的第一层部分处开始。
然而，在其他实施例中，第二层部分可以不在终止位置处终止，并且3D打印可以继续，例如，以到达另一转向，例如，与较早打印的转向相对的转向。
可以创建具有接缝的3D打印的中空元件的外表面。这可能并不太期望。当应用例如螺旋形打印或螺旋式打印时，可以创建无接缝的这种外表面。通过本发明，即使当在外表面中创建开口时，也可以对这种外表面进行无接缝打印。因此，在实施例中，其中多个层中的一个或多个((相应))层的子集限定3D物品的物品轮廓(“轮廓”)的至少一部分，并且3D打印阶段包括螺旋式打印。物品轮廓也可以是侧表面或外表面。在实施例中，物品轮廓至少部分由第一层部分限定。
根据上文可以得出，一种借助于熔融沉积成型来生产3D物品的方法包括3D打印阶段，该3D打印阶段包括：逐层沉积包括3D可打印材料的挤出物，以提供包括(接收器物品上的)经3D打印材料的3D物品，其中3D物品包括经3D打印材料的多个层，其中3D物品包括经3D打印材料中的开口，该开口至少部分由多个层中的一个或多个((相应))层的子集中的一个或多个中断限定，其中开口由开口边缘限定，其中通过3D打印具有相对布置的转向(限定开口边缘的相对布置的部分)的子集的一个或多个层中的每个层，来提供子集的一个或多个层中的每个层中的一个或多个中断，其中(相应)转向连接形成(相应)转向的支路的(相应)层部分，这些(相应)层部分被配置为相邻，其中对于(相应)转向，以下适用：具有第二长度(L2)的(相应)第二层部分比具有第一长度(L1)的(相应)第一层部分短，使得仅在(相应)层的一部分之上，(相应)层部分被配置为相邻。
根据上文可以得出，一种借助于熔融沉积成型来生产3D物品的方法包括3D打印阶段，该3D打印阶段包括：逐层沉积包括3D可打印材料的挤出物，以提供包括(接收器物品上的)经3D打印材料的3D物品，其中3D物品包括经3D打印材料的多个层，其中3D物品包括经3D打印材料中的开口，开口至少部分由多个层中的一个或多个((相应))层的子集中的一个或多个中断限定，其中开口由开口边缘限定，其中通过3D打印具有相对布置的转向(限定开口边缘的相对布置的部分)的子集的一个或多个层中的每个层，来提供子集的一个或多个层中的每个层中的一个或多个中断，其中(相应)转向连接(相应)层部分，其中存在连接到(相应)转向的(相应)层部分的切线的至少一个((相应))集合，切线的相互角度(θ)等于或小于90°，尤其是，小于90°。
根据上文可以得出，一种借助于熔融沉积成型来生产3D物品的方法产生3D物品，该3D物品包括：经3D打印材料的多个层，以及经3D打印材料中的开口，该开口具有开口边缘，开口边缘至少部分由多个层中的一个或多个层的子集中的一个或多个中断限定，其中通过3D打印具有相对布置的转向的子集的层，来提供每个中断，其中每个转向连接第一层部分和第二层部分，其中每个转向具有路径长度(Lr)，该路径长度(Lr)具有曲率半径(r1)，并且其中每个路径长度(Lr)至少为0.5*π*r1，诸如选自0.9*π*r1≤Lr≤π*r1的范围。
用于借助于熔融沉积成型来生产3D物品的另一方法，其中3D物品包括具有开口的层堆叠，开口具有开口边缘，该层堆叠的一个或多个层在开口边缘的相对侧处具有第一区域和第二区域，该方法包括以下步骤：沿着具有工具路径长度的工具路径移动打印机头，以沉积一个或多个层中的每个层，其中该工具路径具有形成该第一区域的第一转向和形成该第二区域的第二转向，其中在实施例中，该第一转向和第二转向中的每个转向的角度θ2至少为90°。并且其中工具路径在第一转向与第二转向之间的部分的工具路径长度小于总工具路径长度的50％，诸如小于40％，如小于30％，如等于或小于25％，诸如等于或小于20％。
如上文所指示的，该方法包括：在打印阶段期间，沉积3D可打印材料。本文中，术语“3D可打印材料”是指待被沉积或待被打印的材料，并且术语“经3D打印材料”是指在沉积后获得的材料。这些材料基本上可以是相同的，这是由于3D可打印材料可以尤其是指在高温处的打印头或挤出机中的材料，并且经3D打印材料是指相同材料，但这些材料处于经沉积的后期阶段。3D可打印材料被打印为丝并且以此沉积。3D可打印材料可以作为丝被提供或者可以被形成为丝。因此，无论应用何种起始材料，包括3D可打印材料的丝由打印头提供并被3D打印。术语“挤出物”可以用于限定打印机头下游但尚未沉积的3D可打印材料。后者指示为“经3D打印材料”。事实上，挤出物包括3D可打印材料，这是由于材料尚未沉积。在沉积3D可打印材料或挤出物后，材料因此指示为经3D打印材料。基本上，材料是相同材料，这是由于打印机头上游、打印机头下游和经沉积的热塑性材料基本上是相同材料。
本文中，术语“3D可打印材料”也可以被指示为“可打印材料”。在实施例中，术语“聚合物材料”可以指代不同聚合物的共混物，但在实施例中，其也可以指代基本上具有不同聚合物链长度的单种聚合物类型。因此，术语“聚合物材料”或“聚合物”可以指代单种类型的聚合物，但也可以指代多种不同的聚合物。术语“可打印材料”可以指代单种类型的可打印材料，但也可以指代多种不同可打印材料。术语“经打印材料”可以指代单种类型的经打印材料，但也可以指代多种不同的经打印材料。
因此，术语“3D可打印材料”还可以指代两种或更多种材料的组合。一般而言，这些(聚合物)材料具有玻璃转化温度Tg和/或熔化温度Tm。3D可打印材料在离开喷嘴之前将由3D打印机加热到至少为玻璃转化温度(并且通常至少为熔化温度)的温度。因此，在具体实施例中，3D可打印材料包括具有玻璃转化温度(Tg)和/或熔点(Tm)的热塑性聚合物，并且如果3D可打印材料是高于熔化温度的半结晶聚合物，那么打印头动作包括将3D可打印材料加热至高于玻璃转化。在又一实施例中，3D可打印材料包括具有熔点(Tm)的(热塑性)聚合物，并且打印头动作包括：将待被沉积于接收器物品上的3D可打印材料加热到至少熔点的温度。一般而言，玻璃转化温度与熔化温度不是一回事。熔化是在结晶聚合物中出现的转化。熔化在聚合物链脱离其晶体结构并变成无序液体时发生。玻璃转化是非晶聚合物(即，其链未被布置成有序晶体而只是以任何方式四处散布的聚合物，即使它们处于固态)所发生的转化。聚合物可以是非晶的，基本上具有玻璃转化温度而非熔化温度；或者可以是(半)结晶的，通常具有玻璃转化温度和熔化温度两者，其中通常后者高于前者。玻璃温度可以例如通过差示扫描量热法确定。熔点或熔化温度也可以通过差示扫描量热法确定。
如上文所指示的，本发明因此提供了一种方法，该方法包括：提供3D可打印材料的丝；以及在打印阶段期间将所述3D可打印材料打印在基板上，以提供所述3D物品。
尤其可以适合作为3D可打印材料的材料可以选自由以下各项组成的组：金属、玻璃、热塑性聚合物、硅酮等。尤其是，3D可打印材料包括(热塑性)聚合物，该(热塑性)聚合物选自由以下各项组成的组：ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、尼龙(或聚酰胺)、醋酸酯(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)、丙烯酸酯(聚甲基丙烯酸酯、有机玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA)、聚丙烯(Polypropylene)(或聚丙烯(polypropene))、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、PE(诸如膨胀-高冲击-聚乙烯(或聚乙烯)、低密度(LDPE)、高密度(HDPE))、PVC(聚氯乙烯(polyvinyl chloride))聚氯乙烯(Polychloroethene)，诸如基于共聚酯弹性体、聚氨酯弹性体、聚酰胺弹性体、聚烯烃基弹性体、苯乙烯基弹性体等的热塑性弹性体。可选地，3D可打印材料包括选自由以下各项组成的组的3D可打印材料：脲甲醛、聚酯树脂、环氧树脂、三聚氰胺甲醛、热塑性弹性体等。可选地，3D可打印材料包括选自由聚砜组成的组的3D可打印材料。由于弹性体(尤其是热塑性弹性体)是柔性的并且可以帮助获得包括导热材料的相对更具柔性的丝，所以它们尤其令人感兴趣。热塑性弹性体可以包括以下各项中的一项或多项：苯乙烯类嵌段共聚物(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))。
合适的热塑性材料(诸如还在WO2017/040893中提及的热塑性材料)可以包括以下各项中的一项或多项：聚缩醛(例如，聚氧乙烯和聚甲醛)、聚(C1-6烷基)丙烯酸酯、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、聚酐、聚芳酯、聚芳醚(例如，聚苯醚)、聚芳硫醚(例如，聚苯硫醚)、聚芳砜(例如，聚苯砜)、聚苯并噻唑、聚苯并恶唑、聚碳酸酯(包括聚碳酸酯共聚物，诸如聚碳酸酯-硅氧烷、聚碳酸酯-酯、以及聚碳酸酯-酯-硅氧烷)、聚酯(例如，聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘酚酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚芳酯)、以及聚酯共聚物，诸如聚酯-醚)、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺(包括共聚物，诸如聚醚酰亚胺-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，诸如聚酰亚胺-硅氧烷共聚物)、聚(C1-6烷基)甲基丙烯酸酯、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、聚四氟乙烯及其共聚物，例如，乙烯-α-烯烃共聚物)、聚恶二唑、聚甲醛、聚邻苯二甲醚、聚硅氮烷、聚硅氧烷、聚苯乙烯(包括共聚物，诸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))、聚硫化物、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、聚乙烯卤化物、聚乙烯酮、聚乙烯硫醚、聚偏二氟乙烯等，或包括前述热塑性聚合物中的至少一种热塑性聚合物的组合。聚酰胺的实施例可以包括但不限于合成线性聚酰胺，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(优选地，尼龙6和尼龙6，6)，或包括上述中的至少一种的组合。可以使用的聚氨酯包括：脂肪族聚氨酯、脂环族聚氨酯、芳族聚氨酯和多环聚氨酯，包括上文所描述的那些聚氨酯。而且，有用的是聚(C1-6烷基)丙烯酸酯和聚(C1-6烷基)甲基丙烯酸酯，比如，其包括丙烯酸甲酯、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各项中的一项或多项：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1-十八烯的共聚物。
在具体实施例中，3D可打印材料(和经3D打印材料)包括以下各项中的一项或多项：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)和半结晶聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、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)。
还在下文对术语3D可打印材料进行进一步阐述，但该术语3D可打印材料尤其是指热塑性材料，该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的)体积百分比最多约为60％，尤其是，最多约为30vol.％，诸如最多为20vol.％。
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(尤其是热塑性材料(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，可以存在聚合物添加剂，诸如以下各项中的一项或多项：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、增塑剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、防雾剂、抗微生物剂、着色剂、激光标记添加剂、表面效应添加剂、辐射稳定剂、阻燃剂、防滴剂。添加剂可以具有有用性质，该有用性质选自光学性质、机械性质、电性质、热性质和机械性质(还参见上文)。
实施例中的可打印材料可以包括颗粒材料，即，嵌入可打印聚合物材料中的颗粒，这些颗粒形成基本上不连续的相。尤其是在用于降低热膨胀系数的应用中，相对于可打印材料(包括(各向异性导电)颗粒)的总体积，总混合物中颗粒的数目尤其不大于60vol.％。对于光学和表面相关效应，相对于可打印材料(包括颗粒)的总体积，总混合物中颗粒的数目等于或小于20vol.％，诸如至多10vol.％。因此，3D可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之类的其他材料。同样，经3D打印材料尤其是指基本上热塑性材料的连续相，其中嵌入了诸如颗粒之类的其他材料。颗粒可以包括如上文所限定的一种或多种添加剂。因此，在实施例中，3D可打印材料可以包括颗粒添加剂。
可打印材料被打印在接收器物品上。尤其是，接收器物品可以是构造平台或可以由构造平台包括。还可以在3D打印期间加热接收器物品。然而，还可以在3D打印期间冷却接收器物品。
除了其他之外，短语“在接收器物品上打印”和类似短语包括直接在接收器物品上打印，或在接收器物品上的涂层上打印，或在较早打印在接收器物品上的经3D打印材料上打印。术语“接收器物品”可以是指打印平台、打印床、基板、支撑件、构造板或构造平台等。还可以使用术语“基板”来代替术语“接收器物品”。除了其他之外，短语“在接收器物品上打印”和类似短语还包括在以下项上的单独基板上或由以下项包括的单独基板上打印：打印平台、打印床、支撑件、构造板或构造平台等。因此，除了其他之外，短语“在基板上打印”和类似短语包括在基板上直接打印，或在基板上的涂层上打印，或在较早打印在基板上的经3D打印材料上打印。这里在下文中，还使用术语基板，该基板可以是指打印平台、打印床、基板、支撑件、构造板或构造平台等，或其上的或由其包括的单独基板。
逐层沉积可打印材料，由此(在打印阶段期间)生成经3D打印物品。经3D打印物品可以示出特征肋状结构(源自沉积的丝)。然而，还可以在打印阶段之后执行另外的阶段，诸如最终化阶段。该阶段可以包括：从接收器物品移除经打印物品，和/或一个或多个后处理动作。可以在从接收器物品移除经打印物品之前执行一个或多个后处理动作，和/或可以在从接收器物品移除经打印物品之后执行一个或多个后处理动作。后处理可以包括例如以下各项中的一项或多项：抛光、涂覆、添加功能部件等。后处理可以包括平滑肋状结构，这可以产生基本上平滑的表面。
进一步地，本发明涉及一种可以用于执行本文中所描述的方法的软件产品。因此，在又一方面中，本发明还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品当在功能上耦合到熔融沉积成型3D打印机或由熔融沉积成型3D打印机包括的计算机上运行时，能够实现如本文中所描述的方法。因此，在一个方面中，(因此)本发明提供了一种软件产品，该软件产品当在计算机上运行时，能够实现如本文中所描述的(借助于熔融沉积成型来生产3D物品的)方法(的一个或多个实施例)。
本文中所描述的方法提供经3D打印物品。因此，在另一方面中，本发明还提供了可通过本文中所描述的方法获得的经3D打印物品。在另一方面中，提供了一种可通过本文中所描述的方法获得的经3D打印物品。尤其是，本发明提供了一种包括经3D打印材料的3D物品，其中该3D物品包括经3D打印材料的一个或多个层，尤其是多个层，其中该3D物品包括经3D打印材料中的开口，该开口至少部分由多个层中的一个或多个((相应))层的子集中的一个或多个中断限定。尤其是，开口可以由开口边缘限定。进一步地，在子集的一个或多个层中的每个层中的一个或多个中断尤其是可以由相对布置的转向来限定。这些转向可以限定开口边缘的相对布置的部分。进一步地，(相应)转向尤其连接(相应)层部分。
在实施例中，其中存在连接到(相应)转向的(相应)层部分的切线的至少一个((相应))集合，切线的相互角度(θ)等于或小于90°，尤其是，小于90°。
(相应)转向连接形成(相应)转向的支路的(相应)层部分。(相应)层部分被配置为相邻。尤其是，对于(相应)转向，(相应)第二层部分具有第二长度(L2)，第二长度(L2)比具有第一长度(L1)的(相应)第一层部分短。由此，仅在(相应)层的一部分之上，(相应)层部分可以被配置为相邻。在相应层的另一部分之上，仅存在第一层部分。
在经3D打印物品中，每个转向连接第一层部分和第二层部分，其中每个转向具有路径长度(Lr)，该路径长度(Lr)具有曲率半径(r1)，并且其中每个路径长度(Lr)选自0.9*π*r1≤Lr≤π*r1的范围(U型转向状转向)。
因此，在一个方面中，本发明还提供了一种3D物品，该3D物品包括经3D打印材料，其中该3D物品包括：经3D打印材料的多个层；经3D打印材料中的开口，该开口具有开口边缘，开口边缘至少部分由多个层中的一个或多个层的子集中的一个或多个中断限定，其中每个中断由相对布置的转向限定，其中每个转向连接第一层部分和第二层部分，其中每个转向具有路径长度(Lr)，该路径长度(Lr)具有曲率半径(r1)，并且其中每个路径长度(Lr)选自0.9*π*r1≤Lr≤π*r1的范围。层部分形成转向的支路。转向包括U型转向，该层部分被配置为相邻。对于U型转向，具有第二长度的第二层部分比具有第一长度的第一层部分短，使得仅在层的一部分之上，层部分被配置为相邻。
如上文所指示的，这种3D物品可以允许减少3D可打印材料的使用，和/或提供良好限定的开口(边缘)。
可替代地或附加地，一种3D物品包括经3D打印材料，其中该3D物品包括经3D打印材料的多个层，其中该3D物品包括经3D打印材料中的开口，该开口至少部分由多个层中的一个或多个((相应))层的子集中的一个或多个中断限定，其中开口由开口边缘限定，其中子集的一个或多个层中的每个层中的一个或多个中断由相对布置的转向(限定开口边缘的相对布置的部分)限定，其中(相应)转向连接(相应)层部分，其中存在连接到(相应)转向的(相应)层部分的切线的至少一个((相应))集合，切线的相互角度(θ)等于或小于90°，尤其是，小于90°。
可替代地或附加地，一种3D物品包括经3D打印材料，其中该3D物品包括经3D打印材料的多个层，其中该3D物品包括经3D打印材料中的开口，该开口至少部分由多个层中的一个或多个((相应))层的子集中的一个或多个中断限定，其中开口由开口边缘限定，其中子集的一个或多个层中的每个层中的一个或多个中断由相对布置的转向(其可以限定开口边缘的相对布置的部分)限定，其中(相应)转向连接形成(相应)转向的支路的(相应)层部分，这些(相应)层部分被配置为相邻，其中对于(相应)转向，以下适用：具有第二长度(L2)的(相应)第二层部分比具有第一长度(L1)的(相应)第一层部分短，使得仅在(相应)层的一部分之上，(相应)层部分被配置为相邻。
可替代地或附加地，一种3D物品包括经3D打印材料，其中该3D物品包括：经3D打印材料的多个层；经3D打印材料中的开口，该开口具有开口边缘，开口边缘至少部分由多个层中的一个或多个层的子集中的一个或多个中断限定，其中每个中断由相对布置的转向限定，其中每个转向连接第一层部分和第二层部分，其中每个转向具有路径长度(Lr)，该路径长度(Lr)具有曲率半径(r1)，并且其中每个路径长度(Lr)为至少0.5*π*r1，诸如选自0.9*π*r1≤Lr≤π*r1的范围。
经3D打印物品可以包括在彼此顶部上的多个层，即，堆叠的层。在实施例中，(单独3D打印的)层的宽度(厚度)和高度可以例如选自100μm至5000μm(诸如200μm至2500μm)的范围，其中一般而言，高度小于宽度。比如，高度与宽度的比率可以等于或小于0.8，诸如等于或小于0.6。
层可以是核-壳层或可以由单种材料组成。在层内，比如，当应用核-壳打印过程时并且在从打印第一材料(而非打印第二材料)改变为打印第二材料(而非打印第一材料)的打印过程期间，组分也可能改变。
经3D打印物品的至少一部分可以包括涂层。
下文中当讨论方法时，已经对关于经3D打印物品的一些具体实施例进行了阐述。下文中，更详细地讨论关于经3D打印物品的一些具体实施例。
如上文所指示的，在实施例中，一个或多个层的子集限定3D物品的外部物品侧部分和内部物品侧部分，其中第一层部分限定外部物品侧部分，并且其中第二层部分被配置在内部物品侧部分处。
进一步地，在具体实施例中，层具有层宽度(W)，其中第二长度(L2)选自(a)3*W≤L2≤20*W和(b)3*W≤L2<L1中的较短者的范围，诸如3*W≤L2≤0.5*L1。因此，在长度2*W≤L2≤20*W(如3*W≤L2≤20*W)之上，第二层部分和第一层部分可以被配置为基本上平行(并且相邻)，由此第二层部分比第一层部分短。尤其是，第一层部分的长度可以由第二层长度的至少两倍(甚至更尤其是，至少三倍)限定。
每个转向连接第一层部分和第二层部分，其中每个转向具有路径长度(Lr)，该路径长度(Lr)具有曲率半径(r1)，并且其中每个路径长度(Lr)选自0.9*π*r1≤Lr≤π*r1的范围(U型转向状转向)。在其中路径长度(Lr)约为π*r1的实施例中，则第一层部分和第二层部分可以在第二层部分的长度之上被配置为平行。
(通过本文中所描述的方法)获得的经3D打印物品本身可以具有功能性。比如，经3D打印物品可以是透镜、准直器、反射器等。由此获得的3D物品可以(可替代地)用于装饰或艺术目的。经3D打印物品可以包括或设置有功能部件。该功能部件尤其可以选自由以下各项组成的组：光学部件、电部件和磁性部件。术语“光学部件”尤其是指具有光学功能的部件，诸如透镜、反射镜、光透射元件、滤光器等。术语光学部件还可以是指光源(如LED)。术语“电部件”可以例如是指集成电路、PCB、电池、驱动器，但是还可以是指光源(由于光源可以被认为是光学部件和电部件)等。术语磁性部件可以例如是指磁性连接器、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部件)。因此，功能部件可以被配置为生成热量或清除热量等。
如上文所指示的，经3D打印物品可以用于不同的目的。除了其他之外，经3D打印物品可以用于照明。因此，在又一方面中，本发明还提供一种照明设备，该照明设备包括如本文中所限定的3D物品。在具体方面中，本发明提供了一种照明系统，该照明系统包括：(a)光源，被配置为提供(可见)光源光；以及(b)如本文中所限定的3D物品，其中3D物品可以被配置为以下各项中的一项或多项：(i)外壳的至少一部分，(ii)照明腔室的壁的至少一部分，以及(iii)功能部件，其中功能部件可以选自由以下各项组成的组：光学部件、支撑件、电绝缘部件、导电部件、绝热部件、以及导热部件。
在一个方面中，本发明还提供一种设备，该设备包括如本文中所限定的3D物品。在实施例中，该设备还可以包括输送元件，其中该输送元件的一部分由开口包围，并且其中输送元件被配置为输送以下各项中的一项或多项：气体、液体、光和电。输送元件可以例如包括电缆、气体导管、液体导管、光纤等。
因此，在具体实施例中，3D物品可以被配置为以下各项中的一项或多项：(i)照明设备外壳的至少一部分，(ii)照明腔室的壁的至少一部分，以及(iii)光学元件。由于可以提供相对平滑的表面，所以经3D打印物品可以用作反射镜或透镜等。在实施例中，3D物品可以被配置为遮罩。设备或系统可以包括具有不同功能的多个不同的经3D打印物品。
返回到3D打印过程，具体的3D打印机可以用于提供本文中所描述的经3D打印物品。因此，在又一方面中，本发明还提供一种熔融沉积成型3D打印机，其包括(a)打印机头，该打印机头包括打印机喷嘴；以及(b)3D可打印材料提供设备，该3D可打印材料提供设备被配置为向打印机头提供3D可打印材料，其中熔融沉积成型3D打印机被配置为提供所述3D可打印材料，其中熔融沉积成型3D打印机还包括(c)控制系统(C)，其中控制系统(C)被配置为执行如本文中所限定的方法。
打印机喷嘴可以包括单个开口。在其他实施例中，打印机喷嘴可以是具有两个(或更多个)开口的核-壳型的。术语“打印机头”还可以是指多个(不同的)打印机头；因此，术语“打印机喷嘴”还可以是指多个(不同的)打印机喷嘴。
3D可打印材料提供设备可以向打印机头提供包括3D可打印材料的丝，或可以如此提供3D可打印材料：其中打印机头创建包括3D可打印材料的丝。因此，在实施例中，本发明提供一种熔融沉积成型3D打印机，其包括(a)打印机头，该打印机头包括打印机喷嘴；以及(b)丝提供设备，该丝提供设备被配置为向打印机头提供包括3D可打印材料的丝，其中熔融沉积成型3D打印机被配置为向基板提供所述3D可打印材料，其中熔融沉积成型3D打印机还包括(c)控制系统(C)，其中控制系统(C)被配置为执行如本文中所限定的方法。
尤其是，3D打印机包括控制器(或在功能上耦合到控制器)，该控制器被配置为在控制模式(或“操作模式”)下执行如本文中所描述的方法。
系统或装置或设备可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”下执行动作。同样，在方法中，可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”下执行动作或阶段或步骤。术语“模式”也可以指示为“控制模式”。这并不排除系统或装置或设备也可以适于提供另一控制模式或多个其他控制模式。同样，这可以不排除在执行模式之前和/或在执行模式之后，可以执行一个或多个其他模式。
然而，在实施例中，控制系统可以是可用的，其适于至少提供控制模式。如果其他模式可用，则这种模式的选取尤其可以经由用户接口来执行，尽管其他选项(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，操作模式还可以是指仅可以在单个操作模式下操作(即，“开启”，而没有另外的可调谐性)的系统或装置或设备。
可以使用简短的术语“3D打印机”、“FDM打印机”或“打印机”替代术语“熔融沉积成型(FDM)3D打印机”。打印机喷嘴还可以被指示为“喷嘴”或有时被指示为“挤出机喷嘴”。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考所附示意图来描述本发明的实施例，在所附示意图中对应的附图标记指示对应的部分，并且在所附示意图中：
图1a至图1c示意性地描绘了3D打印机和经3D打印材料的一个实施例的一些一般方面；
图2a至图2d示意性地描绘了与本发明相关或被包括作为本发明的实施例的一些考虑和一些方面；
图3a至图3j示意性地描绘了本发明的一些方面；以及
图4a至图4b示意性地描述了应用的实施例。
示意图不一定是按比例的。
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指示功能单元，该功能单元被配置用于3D打印，尤其是FDM 3D打印；该附图标记还可以指示3D打印阶段单元。这里，仅示意性地描绘了用于提供经3D打印材料的打印机头，诸如FDM 3D打印机头。附图标记501指示打印机头。本发明的3D打印机尤其可以包括多个打印机头(参见下文)。附图标记502指示打印机喷嘴。本发明的3D打印机尤其可以包括多个打印机喷嘴，尽管其他实施例也是可能的。附图标记320指示可打印3D可打印材料的丝(诸如上文所指示的)。为了清楚起见，未描绘3D打印机的所有特征，仅描绘了与本发明尤其相关的那些特征(也进一步参见下文)。附图标记321指示(3D可打印材料201的)挤出物。
3D打印机500被配置为通过在接收器物品550上逐层沉积多个层322，来生成3D物品1，在实施例中，该接收器物品550可以至少暂时被冷却，其中每个层322包括诸如具有熔点Tm的3D可打印材料201。3D可打印材料201可以(在打印阶段期间)沉积在基板1550上。通过沉积，3D可打印材料201已经变为经3D打印材料202。从喷嘴502逸出的3D可打印材料201还指示为挤出物321。
3D打印机500可以被配置为加热打印机喷嘴502上游的丝320材料。这可以例如通过包括挤出功能和/或加热功能中的一个或多个功能的设备来完成。这种设备使用附图标记573指示，并且被布置在打印机喷嘴502的上游(即，在时间上在丝材料离开打印机喷嘴502之前)。打印机头501可以(因此)包括液化器或加热器。附图标记201指示可打印材料。当被沉积时，该材料被指示为经(3D)打印材料，该经(3D)打印材料使用附图标记202指示。
附图标记572指示具有(尤其是呈线形式的)材料的卷轴或辊，该材料可以指示为丝320。3D打印机500将其转变在打印机喷嘴下游的挤出物321中，挤出物321变为接收器物品上或已经沉积的经打印材料上的层322。一般而言，喷嘴502下游的挤出物321的直径相对于打印机头501上游的丝322的直径减小。因此，打印机喷嘴有时(也)指示为挤出机喷嘴。逐层322布置和/或在层322上布置层322，可以形成3D物品1。附图标记575指示丝提供设备，这里除了其他之外，该丝提供设备包括卷轴或辊和使用附图标记576指示的驱动轮。
附图标记A指示纵向轴线或丝轴线。
附图标记C示意性地描绘了控制系统，诸如尤其是被配置为控制接收器物品550的温度的温度控制系统。控制系统C可以包括加热器，该加热器能够将接收器物品550加热到至少50℃的温度，但尤其是，加热到高达约350℃的范围，诸如至少200℃。
可替代地或附加地，在实施例中，接收器板还可以在x-y平面(水平平面)中沿一个或两个方向可移动。进一步地，可替代地或附加地，在实施例中，接收器板还可以围绕(垂直的)z轴线可旋转。因此，控制系统可以沿x方向、y方向和z方向中的一个或多个方向移动接收器板。
可替代地，该打印机可以具有头，该头还可以在打印期间旋转。这种打印机具有以下优点：经打印材料在打印期间不能旋转。
层使用附图标记322指示，并且具有层高度H和层宽度W。
注意，3D可打印材料不一定作为丝320提供给打印机头。进一步地，丝320还可以在3D打印机500中由3D可打印材料块产生。
附图标记D指示喷嘴的直径(迫使3D可打印材料201通过该喷嘴)。
图1b以3D更详细地示意性地描绘了在构建中的3D物品1的打印。这里，在该示意图中，单个平面中的丝321的端部不互连，但是在实施例中实际上可能是这种情况。附图标记H指示层的高度。层使用附图标记203指示。这里，层具有基本上圆形的横截面。然而，通常，它们可以是扁平的，诸如具有类似平椭圆管或平椭圆导管的外部形状(即，具有直径的圆形杆，该直径被压缩为具有比宽度小的高度，其中(限定宽度的)侧面(仍然)是圆的)。
因此，图1a至图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)第一打印机头501，该第一打印机头501包括打印机喷嘴502；(b)丝提供设备575，该丝提供设备575被配置为向第一打印机头501提供包括3D可打印材料201的丝321；以及可选地(c)接收器物品550。在图1a至图1b中，第一可打印材料或第二可打印材料或第一经打印材料或第二经打印材料分别使用通用指示可打印材料201和经打印材料202来指示。在喷嘴502的直接下游，具有3D可打印材料的丝321当被沉积时变为具有经3D打印材料202的层322。
图1c示意性地描绘了经3D打印层322的堆叠，每个经3D打印层322具有层高度H和层宽度W。注意，在实施例中，两个或更多个层322的层宽度和/或层高度可以不同。图1c中的附图标记252指示(图1c中示意性地描绘的)3D物品的物品表面。
参考图1a至图1c，沉积的3D可打印材料的丝产生具有高度H(和宽度W)的层。以层322接层322的方式沉积，生成3D物品1。
在照明器中，孔通常用于将电线带到驱动器和/或LED板。当传统螺旋式打印用于打印具有单个孔的壁时，打印机头在每次沉积材料时沿着限定壁的相同路径移动两次。随后，对象沿着z轴线移动到之后的层级，并且再次开始沉积。图2a中示意性地示出了打印相同层两次。这可以包括：在限定孔的开头的点处停止打印(沉积材料)，将头(在没有材料沉积的情况下)移动到限定孔的结束的点，并且从那里开始打印，如图2a所示。
在图2a中，附图标记405指示开口，并且附图标记W2指示开口宽度。
为了避免由于在上文所描述的每个层的顶部上打印每个层级两次而出现的缺陷，使用如图2b所示的在相同层级处打印两次但彼此紧挨的策略。这里，再次使用螺旋式打印来打印具有单个孔的结构，然而，在该策略中，在孔开始的点处，打印机头做出转向，并且沿着打印的内表面行进，直至它到达孔的结束位置的点，在该点处，它再次做出另一转向，并且继续沿着限定外表面的路径打印。限定孔的边缘的转向得以良好控制并且无缺陷。然而，转向导致在限定孔的周边的区域中打印第二壁，这花费了额外的时间和材料。
在图2b中，附图标记415指示转向，这里为U型转向。U型转向使用附图标记435指示。
用于打印具有孔的结构的另一策略可以是通过在限定孔的开头的点处停止打印(沉积材料)，将头(在没有材料沉积的情况下)移动到限定孔的结束的点，并且从那里开始打印。然而，该策略导致不能良好地限定孔周边，这是不可接受的。这里，我们建议一种新策略，其中我们利用连续打印。在该策略中，如上文所描述的，在打印期间，在孔开头的点处，打印机头做出转向，并且在对象内部的孔周围进行打印。当打印具有多个孔的对象时，上文所描述的策略仅在产生如图2c所示意性示出的围绕孔的多个内壁的情况下起作用。
附图标记3221和3222分别指示第一层部分和第二层部分。它们可以分别具有长度L1和L2。每个转向415连接到(相应的)第一层部分3221和第二层部分3222。由于层322可以弯曲，所以长度也沿着曲率(遵循细长轴线或纵向轴线A)确定。
还可以在距离孔边缘内表面一定距离处停止沉积，以代替一直在内表面周围附近打印。在该点结束时，打印机停止挤出，并且打印机头直接移动到距离孔的结束位置一定距离的另一点，在该另一点处，再次开始打印，如图2d所示意性示出的。
在图2d中，在3D打印(相应)转向415的第二层部分3222之后，打印机头可以在不提供3D可打印材料的情况下移动到下一位置，这里为另一转向415的下一第二层部分3222。该移动使用虚线指示。
参考图2a至图2d，绘图平面尤其可以是平行于接收器物品的平面/平行于层的细长轴线并且还包括细长轴线的平面。尤其是，这种平面垂直于层(在彼此的顶部上)的堆叠。进一步地，尤其是，这种平面平行于层的宽度并且垂直于层的高度。
图2b和图2c以及还有其他附图示意性地描绘了如下实施例，其中第二层部分可以不在终止位置处终止，并且3D打印可以继续以例如到达另一转向(例如，与较早打印的转向相对的转向)。
在实施例中，打印机头做出另一转向并且沿着限定外表面的路径继续打印。同上，限定孔边缘的转向得以良好控制并且没有缺陷。缺陷在打印机头开始和停止材料挤出的点处，这些点位于打印内部，因此，从外部观察不到缺陷。由于内表面打印有限，所以附加时间和材料使用也非常有限。在图3e中(进一步参见下文)，示意性地示出了使用上述策略产生的3D打印。然而，首先对一些另外的方面和实施例进行描述。
图3a至图3c分别从前侧(3a)、在横截面视图(3b)中和从后侧(3c)示意性地描绘了3D物品1。3D物品1包括经3D打印材料202。3D物品1包括经3D打印材料202的多个层322。3D物品1包括经3D打印材料202中的开口405，该开口405至少部分由多个层322中的一个或多个层322的子集1322中的一个或多个中断1410限定。注意，多于一个的开口405可以是可用的。这里，通过示例的方式，描绘了单个开口405。因此，图3a示意性地描绘了3D物品1的侧表面中的开口的一个实施例。
开口405由开口边缘410限定。子集1322的一个或多个层322中的每个层中的一个或多个中断1410由相对布置的转向415限定。这些转向415实际上可以限定开口边缘410的相对布置的部分1415。(相应)转向415连接形成(相应)转向415的支路的(相应)层部分3221、3222。(相应)层部分3221、3222被配置为相邻(基本上在第二层部分3222的整个可能长度之上)，其中对于(相应)转向，以下适用：(相应)第二层部分3222具有第二长度L2，第二长度L2在实施例中比具有第一长度L1的(相应)第一层部分3221短。以这种方式，仅在(相应)层322的一部分之上，(相应)层部分3221、3222被配置为相邻。
如所示意性地描绘的，一个或多个层322的子集1322限定3D物品1的外部物品侧部分11和内部物品侧部分12，其中第一层部分3221限定外部物品侧部分11，并且其中第二层部分3222配置在内部物品侧部分12处。
层322具有层宽度W。在实施例中，第二长度(L2)选自L2≥2*W的范围。在具体实施例中，第二长度L2选自2*W≤L2≤20*W的范围或选自3*W≤L2≤0.5*L1的范围。在又一些更具体实施例中，第二长度L2选自a 2*W≤L2≤20*W和b 2*W≤L2≤0.5*L1中的较短者的范围，尤其是，选自(a)3*W≤L2≤20*W和(b)3*W≤L2<L1中的较短者的范围，诸如3*W≤L2≤0.5*L1。
如果不是来自开口405的(相应)侧，使用'或"指示的项指示基本上相同的项。
图3d示意性地描绘了一个实施例，诸如例如，具有开口的柱体(可选地，在底部(未示出)闭合)。在实施例中，开口405具有开口高度HO,2。子集1322包括多个层322中的两个或更多个((相应))层322(这里为四个层)。这里，开口高度HO,2≥2*H。尤其是，开口405限定通过开口405分开的第一翘起部分4251和第二翘起部分4252。如下文所指示的，为了获得这种3D物品1，3D打印阶段可以包括：(a)首先3D打印翘起4251、4252中的一个翘起，随后3D打印翘起4251、4252中的另一翘起；或(b)顺序打印层322的子集1322的(相应)层中的每个层，从而逐层3D打印翘起4251、4252。
如图3d所示，开口405因此还可以由下层和/或上层限定(这里，下层和上层两者都限定开口边缘的下边缘和上边缘)。
如图3d(和其他图)所示意性地描绘的，开口边缘的至少一部分(尤其是侧边缘)可以由转向415(诸如在具体实施例中为U型转向(参见例如图2d))限定。
如图3d所示意性地描绘的，多个层322中的一个或多个((相应))层322的子集1322限定3D物品1的物品轮廓13的至少一部分。这可以例如当3D打印阶段包括螺旋式打印时获得。
上文描述和本文中所描绘的3D物品可以例如借助于熔融沉积成型来生产。这种方法可以包括3D打印阶段，该3D打印阶段包括：逐层沉积包括3D可打印材料201的挤出物321，以提供包括(接收器物品550上的(还参见上文))经3D打印材料202的3D物品1。(由此获得的)3D物品1包括一个或多个层322，尤其是经3D打印材料202的多个层322。
还如图3a至图3d所描绘的，3D物品1包括经3D打印材料202中的开口405，该开口405至少部分由一个或多个层322或尤其是多个层322中的一个或多个((相应))层322的子集1322中的一个或多个中断1410限定。
开口405由开口边缘410限定，其中通过3D打印具有相对布置的转向415的子集1322的一个或多个层322中的每个层，提供子集1322的一个或多个层322中的每个层中的一个或多个中断1410。如上文所指示的，(相应)转向415连接形成(相应)转向415的支路的(相应)层部分3221、3222。(相应)层部分3221、3222尤其被配置为相邻。尤其是，对于(相应)转向，以下可以适用：具有第二长度L2的(相应)第二层部分3222比具有第一长度L1的(相应)第一层部分3221短，使得仅在(相应)层322的一部分之上，(相应)层部分3221、3222被配置为相邻。
如上文所指示的，3D打印阶段可以包括：(a)首先3D打印翘起4251、4252中的一个翘起，随后3D打印翘起4251、4252中的另一翘起；或(b)顺序打印层322的子集1322的(相应)层中的每个层，从而逐层3D打印翘起4251、4252。
因此，图3a至图3d以及还有其他附图还可以描绘3D物品的实施例，该3D物品包括具有开口的层堆叠，该开口具有开口边缘，层堆叠的一个或多个层在开口边缘的相对侧处具有第一区域和第二区域，其中方法包括以下步骤：沿着具有工具路径长度的工具路径移动打印机头，以沉积一个或多个层中的每个层，其中工具路径具有形成第一区域的第一转向和形成第二区域的第二转向，其中第一转向和第二转向中的每个转向的角度θ2为至少90°，诸如大于90°，如至少约为120°，诸如在实施例中为180°。尤其是，在实施例中，第一转向与第二转向之间的工具路径的部分的工具路径长度小于总工具路径长度的50％，诸如小于25％。还参见例如图2c和图2d，其中包括虚线的线实际上还可以描述工具路径。
参考图3a至图3c，图3a和图3c中的绘图平面可以基本上垂直于与接收器物品平行的平面，或者可以基本上垂直于与层的细长轴线平行并且还包括细长轴线的平面。尤其是，这种平面垂直于层(在彼此的顶部上)的堆叠。进一步地，尤其是，这种平面平行于层的宽度并且垂直于层的高度。然而，在图3b中，绘图平面可以是平行于接收器物品的平面，或者可以是平行于层的细长轴线并且还包括细长轴线的平面。尤其是，这种平面垂直于层(在彼此的顶部上)的堆叠。进一步地，尤其是，这种平面平行于层的宽度并且垂直于层的高度。
图3e中示意性地描绘了这种情况，其中首先分别对层部分3221、3222进行3D打印，参见使用虚线箭头的打印路径。在终止位置3223处，可以选取两个选项：如i所指示的，中止3D打印(或至少中止从打印机喷嘴供应3D可打印材料)并且在别处继续3D打印3D物品；或参见ii，通过在较早提供的层上开始新层322来中止或继续3D打印。这可以通过以下方式来完成：在终止位置3223处中止来自喷嘴的3D可打印材料的流动，将喷嘴输送到刚刚3D打印的第二层部分3222之上的较高层级，并且返回；参见下图中向后的虚线箭头。或者，这可以以相同方式来完成，但同时保持3D可打印材料的流动；参见图3e的下部中向后的虚线箭头。注意，选项ii不一定在终止位置3223处开始，而是还可以在另一端部处开始。
以这些方式，可以经由选项ii逐层形成翘起，而例如经由选项i，顺序可以是：形成用于第一翘起和第二翘起的层，形成用于第一翘起和第二翘起的第二层(或反之亦然)等。
如图3a至图3d所示，开口边缘410包括通过开口405分开的第一边缘侧411和第二边缘侧412。还参见图3e，3D打印阶段可以包括开口形成阶段，该开口形成阶段包括：在第一边缘侧3D打印过程中，生成第一边缘侧411；并且在第二边缘侧3D打印过程中，生成第二边缘侧412，其中边缘侧3D打印过程中的每个边缘侧3D打印过程包括：(a)沿着第一打印路径3D打印层322中的一个层322的至少一部分，以提供第一长度L1，从而提供第一层部分3221；(b)通过在继续3D打印层322中的一个层的该至少一部分的同时做出转向415，从第一打印路径改变为第二打印路径；(c)沿着第二打印路径继续进一步3D打印层322中的一个层的该至少一部分，以提供第二长度L2，从而提供与第一层部分3221相邻的第二层部分3222，直至(相应)终止位置3223，其中L2<L1；(d)除非3D物品1被完成，否则：(i)在(相应)终止位置3223处终止3D，并且在不同于(相应)终止位置3223的位置处继续3D打印阶段，或(ii)在改变为较早3D打印的第二层部分3222之上的下一层322的同时，继续3D打印阶段。
如上文所指示的，在到达(相应)终止位置3223之后，3D打印阶段因此可以进一步以较早打印的层322之上的新层322继续(参见图3e：ii)，该新层322在与较早打印的转向415之上的转向415有关的用于新层322的第二层部分3222处开始(如图3e所描绘的)，或在与较早打印的转向415之上的转向415有关的用于新层322的第一层部分3221处开始。
参考例如图3a至图3e，可以沿着层322的纵向轴线A来测量层的长度。
代替U型转向435，还可以应用其他类型的转向415。图3f至图3g示意性地描绘了与图2c和图2d中所示意性描绘的实施例基本上相同的实施例，但是现在没有U型转向。切线3224之间的相互角度使用θ指示。
注意，在图3f中所示意性描绘的实施例和类似实施例中，第二层部分不在终止位置处终止，而在图3g中所示意性描绘的实施例中(还参见图3e或图3c等)，第二层部分在终止位置处终止。
图3h示意性地描绘了包括切线θ的可能转向415的一些实施例。这里，3224'是指与第一层部分3221相关联的切线，并且3224"是指与第二层部分3222相关联的切线。
角度θ2指示开始于3221a或3222a并且结束于3222a或3221a的转向415的路径长度的角度。附图标记r1指示路径长度或弧的半径。在U型转向的情况下(顶部的右图)，弧角度θ2约为180°。注意，第一层部分3221和第二层部分3222的(相互)角度基本上为0°。
图3i示意性地描绘了开口的一个实施例，该开口由转向415限定，转向415具有相关联的第一层部分3221和第二层部分3222。这里，如在其他示意性描绘的实施例中那样，转向具有基本上相同的形状(因此具有相同的(相应)θ)。
图3j示意性地描绘了3D物品1的一个实施例，或更尤其是描绘了其一部分(例如，还参见图3f)。尤其是，示出了平行于层的3D物品的一部分的横截面。
示出了其横截面的层322包括经3D打印材料中的开口405。开口405具有开口边缘410，该开口边缘410至少部分由层中的中断1410限定。如所示意性地描绘的，中断1410由相对布置的转向415限定。每个转向415连接第一层部分3221和第二层部分3222。进一步地，每个转向415具有路径长度Lr，路径长度Lr具有曲率半径r1。路径长度Lr至少为0.5*π*r1。如上文所指示的，还可以使用术语弧，来代替术语“路径长度”。路径长度可以位于使用附图标记3221a和3222a指示的部分之间。在那些位置处，半径改变，并且转向415结束或开头。在那些位置之间，半径r1可以基本上恒定。沿与箭头相反的方向：注意，直到位置3221a，第一部分3221的半径接近∞，而在位置3221a处，该半径改变为r1，直到位置3222a，在该位置3222a处，半径改变为相当大的值，以进一步改变为基本上∞，直至图的右侧的锐角。
角度θ2指示转向415的弧的角度，该角度在这里对于下部转向415约为135°。注意，转向415、角度θ2和半径r1对于限定开口405的那些转向415不一定相同。
这里所描绘的两个转向415的第一层部分3221可以限定3D物品1的物品轮廓的至少一部分。
参考例如图3a、图3b、图3c、图3f和图3j，一个或多个层可以限定3D物品的外部物品侧部分(参见例如图3a)和内部物品侧部分。尤其是，第一层部分3221可以限定外部物品侧部分(例如，还参见图3f和图3j)。进一步地，尤其是，第二层部分(3222)配置在内部物品侧部分12处(还参见例如图3f和图3j，并且还参见例如图3c)。
如上文所指示的，本发明还提供了包括如本文中所限定的3D物品1的设备100。
图4a示意性地描绘了设备100的一个实施例，其中设备100包括照明设备1000，并且其中3D物品1可以被配置为以下各项中的一项或多项：照明设备外壳的至少一部分、照明腔室的壁的至少一部分和光学元件。设备100(不论是否为照明设备)还可以包括输送元件120，其中输送元件120的一部分由开口405包围，并且其中输送元件120被配置为输送以下各项中的一项或多项：气体、液体、光和电。
图4b示意性地描绘了使用附图标记2指示的灯或照明器的一个实施例，该灯或照明器包括用于生成光11的光源10。灯可以包括外壳或遮罩或另一元件，该外壳或遮罩或另一元件可以包括经3D打印物品1或可以是经3D打印物品1。这里，(横截面视图中的)半球示意性地指示外壳或遮罩。灯或照明器可以是或可以包括照明设备1000(其包括光源10)。因此，在具体实施例中，照明设备1000包括3D物品1。3D物品1可以被配置为以下各项中的一项或多项：(i)照明设备外壳的至少一部分，(ii)照明腔室的壁的至少一部分，以及(iii)光学元件。因此，在实施例中，3D物品对于光源光11可以是反射的，和/或对于光源光11可以是透射的。这里，3D物品可以例如是外壳或遮罩。外壳或遮罩包括物品部分400。对于物品部分400的可能实施例，还参见上文。
本领域技术人员将理解本文中的术语“大致”，诸如“大致由……组成”。术语“大致”还可以包括具有“整个”、“完全”、“全部”等的实施例。因此，在实施例中，还可以去除形容词“大致”。在适用的情况下，术语“大致”还可以涉及90％或更高，诸如95％或更高，尤其是99％或更高，甚至更尤其是99.5％或更高，包括100％。术语“包括”还包括其中术语“包括”意指“由……组成”的实施例。术语“和/或”尤其涉及在“和/或”之前和之后提及的项中的一个或多个项。比如，短语“项1和/或项2”和类似短语可以涉及项1和项2中的一个或多个。术语“包括”在一个实施例中可以是指“由……组成”，但在另一实施例中还可以是指“包含至少所限定的物种和可选的一个或多个其他物种”。
此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分类似元件，并且不一定用于描述顺序次序或时间次序。要理解，如此使用的术语在适当的情况下可互换，并且本文中所描述的本发明的实施例能够以不同于本文中所描述或图示的顺序的其他顺序操作。
除了其他之外，本文中的设备在操作期间进行描述。如本领域技术人员将清楚的，本发明不限于操作方法或操作中的设备。
应当注意，上文所提及的实施例说明而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计许多备选实施例。在权利要求中，置于括号中的任何附图标记不应解释为限制权利要求。动词“包括”及其词形变化的使用不排除除了权利要求中所述的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件之前的冠词“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在。本发明可以借助于包括几个不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在枚举了几个组件的设备权利要求中，这些组件中的几个组件可以由同一硬件项来体现。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的简单事实，并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
本发明还提供了一种控制系统，该控制系统可以控制装置或设备或系统，或可以执行本文中所描述的方法或过程。又进一步地，本发明还提供了一种计算机程序产品，当在功能上耦合到设备或装置或系统或由设备或装置或系统包括的计算机上运行时，该计算机程序产品控制这种装置或设备或系统的一个或多个可控元件。
本发明还适用于包括在说明书中描述和/或在附图中示出的表征特征中的一个或多个表征特征的设备。本发明还涉及一种包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的表征特征中的一个或多个表征特征的方法或过程。
可以组合本专利中讨论的各种方面以便提供附加的优点。进一步地，本领域技术人员将理解，可以组合实施例，并且还可以组合多于两个的实施例。此外，特征中的一些特征可以形成一个或多个分案申请的基础。
不言而喻，第一(可打印或经打印)材料和第二(可打印或经打印)材料中的一个或多个材料可以包含对材料的Tg或Tm没有(或有)影响的填料，诸如玻璃和纤维。

Claims (13)

1.一种借助于熔融沉积成型来生产3D物品(1)的方法，所述方法包括3D打印阶段，所述3D打印阶段包括逐层沉积包括3D可打印材料(201)的挤出物(321)，以提供包括经3D打印材料(202)的所述3D物品(1)，
其中所述3D物品(1)包括经3D打印材料(202)的多个层(322)以及所述经3D打印材料(202)中的开口(405)，所述开口(405)具有开口边缘(410)，所述开口边缘(410)至少部分由所述多个层(322)中的一个或多个层(322)的子集(1322)中的一个或多个中断(1410)限定，
其中所述方法包括：通过3D打印具有相对布置的转向(415)的所述子集(1322)的层(322)，来提供每个中断(1410)，
其中每个转向(415)连接第一层部分(3221)和第二层部分(3222)，所述第一层部分(3221)和所述第二层部分(3222)形成U型转向(435)的支路，
其中对于每个转向(415)，所述第一层部分(3221)具有第一长度(L1)，并且所述第二层部分(3222)具有第二长度(L2)，所述第二长度(L2)比所述第一长度(L1)短，使得仅在所述层(322)的一部分之上，所述第一层部分(3221)和所述第二层部分(3222)被配置为相邻，并且
其中每个转向(415)具有路径长度(Lr)，所述路径长度(Lr)具有曲率半径(r1)，每个路径长度(Lr)选自0.9*π*r1≤Lr≤π*r1的范围。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个层(322)的所述子集(1322)限定所述3D物品(1)的外部物品侧部分(11)和内部物品侧部分(12)，其中所述第一层部分(3221)限定所述外部物品侧部分(11)，并且其中所述第二层部分(3222)被配置在所述内部物品侧部分(12)处。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述层(322)具有层高度(H)，其中所述开口(405)具有开口高度HO,2，其中所述子集(1322)包括所述多个层(322)中的两个或更多个层(322)，其中所述开口高度HO,2≥2*H，其中所述开口(405)限定通过所述开口(405)分开的第一翘起部分(4251)和第二翘起部分(4252)，其中所述3D打印阶段包括：(a)首先3D打印所述翘起(4251、4252)中的一个翘起，随后3D打印所述翘起(4251、4252)中的另一翘起；或者(b)顺序打印层(322)的所述子集(1322)的层中的每个层，从而逐层3D打印所述翘起(4251、4252)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述层(322)具有层宽度(W)，其中所述第二长度(L2)选自L2≥2*W的范围。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述开口边缘(410)包括通过所述开口(405)分开的第一边缘侧(411)和第二边缘侧(412)，其中：
-所述3D打印阶段包括：
-开口形成阶段，包括：在第一边缘侧3D打印过程中，生成所述第一边缘侧(411)，并且在第二边缘侧3D打印过程中，生成所述第二边缘侧(412)，其中所述边缘侧3D打印过程中的每个边缘侧3D打印过程包括：
-沿着第一打印路径3D打印所述层(322)中的一个层的至少一部分，以提供所述第一长度(L1)，从而提供所述第一层部分(3221)；
-通过在继续3D打印所述层(322)中的一个层的所述至少一部分的同时做出转向(415)，从所述第一打印路径改变为第二打印路径；
-沿着所述第二打印路径继续进一步3D打印所述层(322)中的一个层的所述至少一部分，以提供所述第二长度(L2)，从而提供与所述第一层部分(3221)相邻的所述第二层部分(3222)，直至终止位置(3223)，其中L2<L1；
-除非所述3D物品(1)被完成，否则：(i)在所述终止位置(3223)处终止3D，并且在不同于所述终止位置(3223)的位置处继续所述3D打印阶段；或(ii)在改变为较早3D打印的所述第二层部分(3222)之上的下一层(322)的同时，继续所述3D打印阶段。
6.根据权利要求4和5中任一项所述的方法，其中在到达终止位置(3223)之后，所述3D打印阶段进一步以较早打印的层(322)之上的新层(322)继续，所述新层在与较早打印的所述转向(415)之上的转向(415)有关的用于所述新层(322)的第二层部分(3222)处开始，或在与较早打印的所述转向(415)之上的所述转向(415)有关的用于所述新层(322)的第一层部分(3221)处开始。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多个层(322)中的所述一个或多个层(322)的所述子集(1322)限定所述3D物品(1)的物品轮廓(13)的至少一部分，并且其中所述3D打印阶段包括螺旋式打印。
8.一种能够通过根据权利要求1至7中任一项所述的方法获得的3D物品(1)，其中所述3D物品(1)，其中所述3D物品(1)包括经3D打印材料(202)的多个层(322)以及所述经3D打印材料(202)中的开口(405)，所述开口(405)具有开口边缘(410)，所述开口边缘(410)至少部分由所述多个层(322)中的一个或多个层(322)的子集(1322)中的一个或多个中断(1410)限定，其中每个中断(1410)由相对布置的转向(415)限定，其中每个转向(415)连接第一层部分(3221)和第二层部分(3222)，其中每个转向(415)具有路径长度(Lr)，所述路径长度(Lr)具有曲率半径(r1)，并且其中每个路径长度(Lr)选自0.9*π*r1≤Lr≤π*r1的范围，其中所述层部分(3221、3222)形成所述转向(415)的支路，其中所述转向(415)包括U型转向(435)，所述层部分(3221、3222)被配置为相邻，其中对于所述U型转向，以下适用：具有第二长度(L2)的第二层部分(3222)比具有第一长度(L1)的第一层部分(3221)短，使得仅在所述层(322)的一部分之上，所述层部分(3221、3222)被配置为相邻。
9.根据权利要求8所述的3D物品(1)，其中所述一个或多个层(322)的所述子集(1322)限定所述3D物品(1)的外部物品侧部分(11)和内部物品侧部分(12)，其中所述第一层部分(3221)限定所述外部物品侧部分(11)，并且其中所述第二层部分(3222)被配置在所述内部物品侧部分(12)处。
10.根据权利要求8和9中任一项所述的3D物品(1)，其中对于所述转向(415)，以下适用：具有第二长度(L2)的第二层部分(3222)比具有第一长度(L1)的第一层部分(3221)短，其中所述层(322)具有层宽度(W)，其中所述第二长度(L2)选自(a)3*W≤L2≤20*W和(b)3*W≤L2<L1中的较短者的范围。
11.一种包括根据权利要求8至10中任一项所述的3D物品(1)的设备(100)。
12.根据权利要求11所述的设备(100)，其中所述设备(100)包括照明设备(1000)，其中所述3D物品(1)被配置为以下各项中的一项或多项：(i)照明设备外壳的至少一部分，(ii)照明腔室的壁的至少一部分，以及(iii)光学元件。
13.根据权利要求11和12中任一项所述的设备(100)，还包括输送元件(120)，其中所述输送元件(120)的一部分由所述开口(405)包围，并且其中所述输送元件(120)被配置为输送以下各项中的一项或多项：气体、液体、光和电。
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