CN116472177A - 用于三维油墨打印的喷嘴和系统 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于三维3D油墨打印机的喷嘴(5)，其中，该喷嘴包括：通道(15)和输出部分，该通道被配置为引导油墨通过喷嘴(5)，该输出部分联接到通道(15)，其中，输出部分被配置为输出油墨，其中，输出部分包括细长输出通道(57)，该细长输出通道被配置为沿着细长输出通道(57)的长度在不同位置处同时输出油墨。

Description

用于三维油墨打印的喷嘴和系统

技术领域

本发明涉及一种用于三维(3D)油墨打印机的喷嘴、包括该喷嘴的系统以及包括该喷嘴或该系统的3D油墨打印机。所述喷嘴包括被配置为引导油墨通过所述喷嘴的通道和联接到所述通道的输出部分，其中，所述输出部分被配置为输出所述油墨。

背景技术

在印度，有一种古老的陶土容器文化，这些陶土容器用于饮茶，陶土容器通过手工制作并且销售利润很高，使得尽管对于最终消费者的零售价很低，但仍然是一项有利可图的生意。例如，工序包括人们在河边徒手用陶土制作容器，然后这些容器被晒干，并且在低于相变的温度下半烧制形成烧结陶瓷，从而制成陶器。这些容器要么被直接出售，要么利用铁路系统进行分销。这种去中心化的制造方法带来了卓越的用户体验(与聚合物或纸基容器相比更好)，同时成本低，并且由始至终都是可持续的。

传统的陶瓷制造方法在例如壁厚方面有局限性(壁厚低于4mm的陶瓷容器不能大规模地自动化地进行制造)，一个原因是陶瓷容器在干燥过程中不能保持形状，并且由此圆形物体可能会变成椭圆形。另一个原因是干燥物体预烧结的处理。物体通过拾取和放置机器人或手动地转移到烧结炉，这导致非常易碎的预烧结薄壁陶器物体的破损，并且由此导致高的报废率。

传统的陶瓷生产工艺(即压制和旋坯成型)会产生废品/废料/剩余材料。即使一定量的剩余材料在被混合到原材料中时可以被重复使用，这也会导致材料中的缺陷并且限制其性能和/或外观，例如在表面上可能有可见的色斑。另一个缺点是该工艺的能量消耗远没有得到优化。此外，大多数工艺需要重型和昂贵的机器，这妨碍了在使用时能够及时制造这些物体的能力。

陶器类材料的添加剂解决方案包括粉末(技术)陶瓷的选择性激光烧结(selective laser sintering，SLS)、粉末陶瓷的粘合剂喷射和熔丝制造(fused filamentfabrication，FFF)或熔融沉积成型(fused deposition modeling，FDM)技术，这些技术与挤压系统和针孔陶器喷嘴相结合。这些技术的缺点包括构建时间可能需要几个小时甚至几天。这些方式(尤其是粉末技术)可以实现大量的细节和几乎无限的设计自由。然而，由于时间限制以及昂贵和笨重的机械要求，这些方式并不总是合适的。此外，FFF工艺产生的层在Z轴上具有非常小的表面接触面积，导致打印产品的低于原始材料所能提供的低机械稳定性。FFF工艺的另一个缺点是这些层是通过将材料从圆形面条状形状挤压出来而生产的。这限制了每层的Z轴构建高度，因为Z轴构建高度只能在增加壁厚的同时被增加。

因此，对于特定的使用情况，需要改进3D油墨打印。特别地，需要及时生产一次性的容器/物体，优选地在使用时以最小的制造成本进行生产。

发明内容

本发明在独立权利要求中进行阐述。本发明的优选实施例在从属权利要求中进行阐述。

所描述的发明可以利用传统的制造工艺(如旋坯成型、刮刀涂布和压制)，并且将它们与现有技术的增材制造方法相结合，以克服现有技术的缺点。本文概述的示例可以实现定制的、去中心化的、低成本的、低时间生产周期和相对便宜的生产工艺，上述生产工艺易于实施和规模化，同时能够灵活地使用大范围的油墨材料(关于例如颗粒尺寸、化学成分和流变性能)。

根据第一方面，描述了一种用于三维3D油墨打印机的喷嘴。所述喷嘴包括通道和输出部分，所述通道被配置为引导油墨通过所述喷嘴，所述输出部分联接到所述通道，其中，所述输出部分被配置为输出所述油墨。所述输出部分包括细长输出通道，所述细长输出通道被配置为沿着所述细长输出通道的长度在不同位置处同时输出所述油墨。在一些示例中，喷嘴和与其联接的任意部件可以包括刚性和/或柔性材料以及这些材料的任意组合。在一些示例中，上述材料可以包括聚四氟乙烯、PTFE和/或聚合物和/或非金属材料和/或金属材料。

上述通道可以由任意合适的使得油墨能够以最小的堵塞可能性自由地流过通道的材料(诸如塑料)制成。

输出部分优选地包括刚性材料(诸如塑料)，但是输出部分可以包括使得油墨能够以大致无摩擦的方式输出的任意合适的材料。细长输出通道可以被配置为沿着细长输出通道的长度在多个离散点处同时输出油墨，或者沿着细长输出通道的整个长度同时输出油墨。

在一些示例中，所述细长输出通道被配置为沿着所述细长输出通道的长度在不同位置处同时输出所述油墨是建立在所述油墨被引导通过所述输出部分和/或所述输出通道的基础上。这可以使得能够以自由流动的方式输出油墨，并且使得能够以精确的方式输出油墨。

在一些示例中，所述喷嘴还包括被配置为接收所述油墨的输入部分。输入部分可以具有任何合适的设计，诸如管道，这使得油墨能够以相对无摩擦的方式和以可以降低输入部分和/或喷嘴内堵塞可能性的方式输入到喷嘴中。输入部分可以包括塑料、聚合物或任何其他合适的材料。

在一些示例中，被配置为引导油墨通过所述喷嘴的通道被配置为将所述输入部分联接到所述输出部分，以用于将所述油墨从所述输入部分引导至所述输出部分。这可以使得油墨能够从输入部分到输出部分自由地流过喷嘴。

在一些示例中，所述喷嘴还包括锚固部分，所述锚固部分被配置为将所述喷嘴锚固到所述3D油墨打印机。这可以使得在喷嘴工作期间将喷嘴进行固定，从而导致例如更安全的制造方法。锚固部分可以包括用于螺钉或螺栓的螺纹和/或销和/或用于磁性联接的磁体和/或铰链和/或适于将喷嘴锚固到3D油墨打印机的任何其他元件。

在一些示例中，所述锚固部分包括所述细长输出通道的至少一个部段。这可以使得能够更快地制造对象，从而提高输出能力。这也可以使得能够改进油墨输出精度，因为油墨可以在制造过程中被输出到需要的位置。

在一些示例中，所述喷嘴由彼此连接的两个支腿部分形成，其中，所述两个支腿部分在它们之间形成大约90度至大约120度之间的角度，其中，所述细长输出通道的所述长度包括在所述支腿中的第一支腿的至少第一支腿部分和所述支腿中的第二支腿的至少第二支腿部分中，并且其中，所述第一支腿部分和所述第二支腿部分彼此连接以使所述细长输出通道沿着所述长度是连续的。这对于可以通过从喷嘴输出的油墨进行打印的对称对象(例如杯子)可能是特别优选的。该角度可以根据要打印的对象进行调整。

在一些示例中，所在喷嘴还包括防溢出部分，所述防溢出部分被配置为防止所述油墨从所述喷嘴溢出。这可以减少浪费，并且由此降低制造成本。

在一些示例中，所述防溢出部分包括大致垂直于所述细长输出通道的纵向轴线的细长元件。这可以减少浪费，并且由此降低制造成本。

在一些示例中，所述喷嘴还包括第一唇部和第二唇部，其中，所述细长输出通道形成在所述第一唇部和所述第二唇部之间。这可以实现精确的油墨输出，从而提高待打印的对象的精度和/或减少油墨浪费，从而导致制造成本的降低。唇部优选地包括刚性材料(例如塑料或聚合物)，但也可以包括使得油墨能够以大致无摩擦的方式在唇部之间输出，并且降低输出通道堵塞的可能性的任意合适的材料。

在一些示例中，所述第一唇部和所述第二唇部分别包括细长的第一唇部和第二唇部，并且其中，所述细长输出通道由所述细长的第一唇部和第二唇部限定。这可以使得能够以精确的方式输出油墨，从而导致更精确和改进的打印产品和/或减少油墨浪费。

在一些示例中，所述第一唇部被配置为对所述喷嘴和模具之间的间隙进行密封，所述喷嘴被配置为将所述油墨输出到所述模具上。这可以使得能够减少油墨的浪费，因为当油墨通过细长输出通道输出时，油墨被散布在模具的表面上。

在一些示例中，所述第二唇部被配置为相对于所述第一唇部是可移动的，以基于所述第二唇部与所述第一唇部的距离来控制所输出的油墨的特性。第二唇部可以通过例如铰链或使得第二唇部能够相对于第一唇部移动的任意其他元件进行移动。第二唇部的移动可以通过马达来驱动，该马达可以是喷嘴的一部分或者在喷嘴的外部，或者替代地，第二唇部可以通过由细长输出通道输出的油墨的压力进行移动。受控特性例如可以是油墨的输出压力、油墨的输出速度、输出到模具上的油墨的尺寸厚度、油墨的粘度、任意其他合适的特性或它们的任意组合。改变这些特性中的任何一个都可以导致改进的产品和/或增加的对象输出速率和/或减少的油墨浪费和/或细长输出通道堵塞的较低可能性。

在一些示例中，在没有油墨被引导通过所述喷嘴的情况下，在所述第一唇部和所述第二唇部之间接触时，基于所述第二唇部被配置为相对于所述第一唇部是可移动的，由所述第二唇部可施加到所述第一唇部上的压力是可改变的，其中，可控制的特性包括能够通过所述喷嘴由所述油墨打印的对象的厚度，并且其中，在引导所述油墨通过所述喷嘴的过程中，所述厚度通过压力是可控制的。可施加的压力可以通过可变偏压力来改变，该可变偏压力对第二唇部进行偏压以接触第一唇部。该可施加的压力随后可以被由细长输出通道输出的油墨的力克服。这可以导致改进的产品和/或增加的对象输出速率和/或减少的油墨浪费和/或细长输出通道堵塞的较低可能性。

在一些示例中，所述第一唇部和/或所述第二唇部包括螺旋部分，所述螺旋部分被配置为辅助从所述细长输出通道输出油墨。附加地或替代地，所述喷嘴可以包括螺旋部分。在第一唇部和/或第二唇部和/或喷嘴中使用螺旋可以改善油墨在Z-轴方向(即沿着细长通道的长度)上的流动。这也可以使得细长输出通道和/或喷嘴能够充当钻孔螺丝的变型。

在一些示例中，所述输入部分包括多个输入通道，以用于引导不同的油墨材料通过所述喷嘴。这可以使得具有不同特性的油墨和/或材料能够同时被输入到喷嘴中。这可以改善输出产品的定制。

在一些示例中，所述输出部分包括多个细长输出通道。这可以使得具有不同特性的油墨和/或材料能够同时从喷嘴中输出。这可以改善输出产品的定制。

在一些示例中，所述多个细长输出通道中的一个细长输出通道联接到所述多个输入通道中的相应的输入通道上。这可以使得具有不同特性的油墨和/或材料能够同时从喷嘴中输出。这可以改善输出产品的定制。

根据第二方面，描述了一种包括喷嘴和模具的系统，其中，所述喷嘴被配置为将油墨输出到所述模具上。

在一些示例中，所述喷嘴的所述锚固部分被配置为联接到所述模具中的锚固点。喷嘴的锚固部分可以与上述锚固部分相同。在一些示例中，模具中的锚固点具有用于容纳喷嘴的锚固部分的元件。例如，如果喷嘴的锚固部分包括具有第一极性的磁体，则模具的锚固点将包括具有第二极性的磁体，从而实现喷嘴与模具的牢固联接。

在一些示例中，所述喷嘴的所述锚固部分被配置为将油墨输出到所述模具的底部部分，以打印由所述油墨形成的对象的底部部分。这可以使得能够更快地制造对象，从而提高输出能力。这也可以使得能够改进油墨输出精度，因为油墨可以在制造过程中被输出到需要的位置。

在一些示例中，所述第一唇部被配置为对所述喷嘴和所述模具之间的间隙进行密封，并且其中，所述第二唇部布置在所述输出通道和所述模具之间。这可以使得能够减少油墨的浪费，因为当油墨通过细长输出通道输出时，油墨被散布在模具的表面上。这还使得能够根据要打印的对象的特性来改变细长输出通道的尺寸。

在一些示例中，所述喷嘴的所述防溢出部分被配置为接触所述模具的一部分，并且其中，所述防溢出部分被配置为防止所述油墨从所述模具中溢出。这可以减少油墨和材料浪费，由此降低制造成本。

在一些示例中，所述喷嘴被配置为当所述喷嘴和所述模具之间的间隙已经被所输出的油墨填满时停止输出油墨。喷嘴可以通过喷嘴中的传感器感测到这一点，该传感器对何时不再输出油墨和/或何时通道的压力超过预定阈值进行感测。

在一些示例中，所述模具被配置为围绕所述模具的至少一个轴线移动，其中，所述喷嘴被配置为大致是静止的，并且其中，所述模具的移动被配置为使得能够经由所述喷嘴打印具有所述模具的形状的对象。当移动模具而不是喷嘴时，这可以使得能够实现特别快速的制造方法。而这进而可以提高对象输出速率。模具可以联接到马达上并且由马达移动，马达可以是步进马达。

在一些示例中，所述喷嘴还包括可旋转元件，所述可旋转元件被配置为在所述油墨的打印过程中接触所述模具的表面并且使所述喷嘴相对于所述模具稳定。这可以使喷嘴稳定，从而提高油墨输出的精确度。这可能产生改进的最终产品。

在一些示例中，所述模具是阴模。这可以形成可重复使用的模具，从而降低制造成本；以及当与喷嘴组合时实现更快的制造时间的模具，从而提高系统的输出速率。

在一些示例中，所述模具包括多孔材料，所述多孔材料被配置为在所述油墨的打印之后辅助油墨进行干燥。这可以减少对象的制造时间，从而提高系统的输出速率。

在一些示例中，所述模具的至少第一部分的所述多孔材料包括第一孔隙率，并且其中，所述模具的至少第二部分的所述多孔材料包括第二孔隙率，其中，所述第一孔隙率与所述第二孔隙率不同。这可以减少对象的制造时间(基于对象的使用，根据对象的比其他部分需要更低或更高孔隙率的特定部分)，从而提高系统的输出速率。

在一些示例中，所述模具的在所述模具的所述第一部分和所述模具的所述第二部分之间的所述孔隙率逐渐变化。这可以减少对象的制造时间，从而提高系统的输出速率。

在一些示例中，所述模具的至少一个部段包括疏水性材料，所述疏水性材料被配置为防止所述油墨粘附到所述模具上。这可以导致改进的最终产品，因为不再将油墨输出到不需要油墨的区域上，从而减少制造缺陷。这也可以减少油墨浪费，并且由此降低制造成本。

在一些示例中，所述系统还包括移动部件，所述移动部件联接到所述喷嘴并且被配置为使所述喷嘴相对于所述模具移动。在一些示例中，喷嘴的移动是相对于模具的移动，并且移动部件被配置为使喷嘴相对于模具相对地移动。移动部件例如可以是被配置为将喷嘴从模具升高的马达和/或具有被配置为使喷嘴相对于模具移动的致动器的轨道。这种(相对)移动可发生在打印期间和/或打印之后。由于喷嘴冲击模具的可能性更低，这使得可以实现更加可定制的最终产品和/或降低制造成本。这也可以使得能够在模具上打印多层油墨。这进而可以增加打印对象的刚性和结构完整性。这些层都可以包含相同的油墨，或者不同的层可以包含不同的油墨组合物/材料。

在一些示例中，所述系统还包括联接到所述模具的第一马达，并且其中，所述第一马达被配置为在所述油墨的打印期间使所述模具旋转。第一马达例如可以是步进马达。当通过喷嘴输出油墨时，模具可以旋转，从而使得能够横跨模具的表面输出油墨。这可以使得系统的输出速率增加，因为可以以增加的速率打印对象。这也可以使得能够在模具表面上均匀地涂覆油墨，从而导致改进的最终产品。

在一些示例中，所述系统还包括RAM挤出机，所述RAM挤出机被配置为将油墨输入到所述喷嘴的所述输入部分。这可以使得预定量的油墨能够被输入到系统中，从而减少油墨的浪费和制造成本。

在一些示例中，所述系统还包括第二马达，所述第二马达被配置为在完成用于打印油墨的打印过程时，使所述模具远离所述喷嘴移动。在一些示例中，喷嘴的移动是相对于模具的移动，并且第二马达被配置为使喷嘴相对于模具相对地移动。马达可以是步进马达。模具可以在打印完成后被移动到第二位置，以用于进一步加工和/或供用户使用。

在一些示例中，所述系统还包括加热单元，所述加热单元被配置为在用于打印所述油墨的打印过程之前和/或在所述油墨打印期间和/或在完成用于打印所述油墨的打印过程之后加热模具。这可以减少对象的制造时间，从而提高系统的输出速率。在一些示例中，真空部联接到模具，这进而可以帮助减少干燥过程时间，并且导致更加致密并且由此更加稳定的最终产品。

在一些示例中，所述模具包括位于背离所述喷嘴的表面上的突起部。这可以增加模具的表面积并且导致干燥时间的减少。这可以通过注水单元来实现，该注水单元被配置为向位于模具外部的毛细管提供水。这进而可以使得能够减少对象的制造时间，从而提高系统的输出速率。在一些示例中，突起部面向喷嘴。在一些示例中，存在面向和/或背离喷嘴的多个突起部。

在一些示例中，所述系统还包括光源，所述光源被配置为对所打印的油墨的一部分进行烧结。光源可以是激光(LASER)光源和/或UV光源。这可以使得对象在打印之后(和/或在打印过程期间)被固化，从而使得对象的弹性增加。附加或替代地，可以使用能够将能量转移到打印对象的任意其他方法，例如微波或感应技术。

在一些示例中，所述模具包括至少部分地彼此可分离的多个部段。这可以使得能够在打印之后容易地移除对象，从而改进制造工艺。

在一些示例中，所述系统还包括壳体，所述壳体被配置为容纳所述喷嘴和所述模具，并且还包括屏，所述屏是可移动的以用于能够从所述壳体中移除由所述油墨打印的对象。这可以使得在打印过程期间能够在壳体内保持特定的环境条件，从而实现最佳的制造过程。这可以通过使得外壳保持潮湿的氛围来维持，潮湿的氛围可以使得在打印过程中能够防止油墨干燥(或太过干燥)。

根据第三方面，描述了一种包括如上所述的喷嘴或如上所述的系统的3D油墨打印机。

根据第四方面，描述了一种用于打印三维3D对象的方法，所述方法包括：提供模具和喷嘴，其中，所述喷嘴包括细长输出通道，所述细长输出通道被配置为沿着所述细长输出通道的长度在不同位置处同时输出油墨，并且其中，所述细长输出通道的形状与所述模具的形状一致；经由第一马达使所述模具旋转；以及通过所述喷嘴的输出部分将所述油墨输出到所述模具的第一部分上，其中，所述喷嘴的所述输出部分包括细长输出通道的至少一个部段。喷嘴向细长输出通道提供油墨，在一些示例中，细长输出通道又向模具的表面提供油墨。细长输出通道可以使得能够以自由流动的方式输出油墨，并且使得能够以精确的方式输出油墨。通过从细长输出通道输出油墨，油墨同时输出到不同的位置处。在一些示例中，即使可能仅有一个输出点(即喷嘴的输出部分)，油墨在多个点处从通道同时被输出。在一些示例中，存在输出油墨的多个点，即不仅仅是在喷嘴的输出部分，而是在喷嘴的第一支腿和/或第二支腿上的附加位置处也存在输出油墨的点。模具的旋转使得油墨能够以均匀的方式沉积在所述模具上。在一些示例中，仅在模具旋转时通过喷嘴的输出部分输出油墨。在一些示例中，首先通过喷嘴输出油墨，然后才使模具旋转。在一些示例中，在模具旋转之前以及在模具旋转期间，通过喷嘴的输出部分输出油墨。在一些示例中，首先使模具旋转，然后通过喷嘴的输出部分输出油墨。

在一些示例中，当所述油墨被输出到所述模具的所述第一部分上时，使所述油墨从所述喷嘴的所述输出部分沿径向方向朝向所述模具的侧壁输出。如果第一部分是模具的基部，这可以使得能够从所述对象的基部构建3D对象。这可以实现成品对象的改进的结构完整性，因为该对象具有牢固打印的基部以使得对象的壁具有更高的结构完整性。

在一些示例中，从喷嘴输出油墨的速率是可变的，并且其中，该速率对应于以下中的至少一种：油墨的流变性能；和模具的旋转速度。取决于成品对象的期望性质，油墨的流变性能可以使得对象的基部和/或侧壁能够变得更厚或更薄。同样的原理适用于模具的旋转速度，因为较高的旋转速度导致成品的更薄的基部/侧壁。此外，流变性能和旋转速度可以有助于增加该方法的生产量，因为更薄的油墨和更快的旋转速度可以使得在给定的时间范围内能够生产更多的对象。油墨的输出速率可以以线性方式、非线性方式、指数方式、比例方式、反比例方式或任意其他合适的方式对应于油墨的流变性能和/或模具的旋转速度。例如，由于所述粘度，更加粘稠的油墨可能导致更高的输出速率。

在一些示例中，从所述喷嘴输出油墨的速率是可变的，并且其中，所述速率对应于由所述喷嘴的细长的第一唇部和第二唇部限定的所述细长输出通道的尺寸。更大的输出通道可以使得更多的油墨被沉积到模具上，从而导致具有更厚的基部和/或侧壁的3D打印对象。这在成品对象需要容纳非常热或非常冷的液体的情况下可能是特别有利的，因为这可以帮助液体与对象的外围隔绝，并且当对象容纳这样的液体时有助于使用者拿起对象，因为使用者的手和对象的表面之间的温差将被减小。附加地或替代地，更大的输出通道可以实现更大的生产量，因为一次可以沉积更多的油墨，从而导致更快地打印3D对象并且增加在给定时间帧内可以产生的对象的数量。另一方面，较小的输出通道可以使得油墨能够以更精确的方式输出到模具上，从而使得3D对象更加复杂并且具有更加复杂的设计。细长输出通道的尺寸可以被定义为通道的体积和/或细长的第一唇部和第二唇部之间的间隙和/或细长输出通道的横截面。油墨的输出速率可以以线性方式、非线性方式、指数方式、比例方式、反比例方式或任意其他合适的方式对应于由喷嘴的细长的第一唇部和第二唇部限定的细长输出通道的尺寸。例如，如果细长唇部之间的间隙很宽，可能需要更高的油墨输出速率，从而使得有足够的油墨被输出到模具上。

在一些示例中，所述方法还包括通过RAM挤出机将油墨输入到所述喷嘴的所述输入部分。这可以使得预定量的油墨能够被输入到系统中，从而减少油墨的浪费和制造成本。

在一些示例中，所述方法还包括将油墨输出到所述模具的侧壁上，其中，所述油墨经由边界层压力被输出到所述侧壁上，并且其中，所述边界层压力通过已经被挤出的油墨施加到新挤出的油墨上(即，通常通过在第一时间点时挤出的油墨施加到第二时间点时挤出的油墨上，第二时间点比第一时间点更迟)；以及通过引导所述油墨通过所述细长输出通道以将所述油墨输出到所述模具的所述第一部分和所述侧壁上来3D打印所述对象。这可以使得3D对象能够被打印和形成。特别地，边界层压力可以使得油墨能够被迫通过细长输出通道，并且被沉积在模具上的尚未沉积油墨的区域中。这可以减少模具上的有油墨区域的再沉积的可能性，这种再沉积导致成品对象的两倍厚度区域，而这种区域是不被期望的。将油墨输出到模具的侧壁上以及基部上，使得能够将3D对象构建为用户所期望的形式。

在一些示例中，在第一时间点时，将所述油墨经由锚固部分输出到所述模具的底部部分；在第二时间点时，将所述油墨经由边界层压力沿径向方向从所述输出部分朝向模具的侧壁输出，其中，所述边界层压力由已经挤出的油墨施加到新挤出的油墨上；以及在第三时间点时，将所述油墨经由所述细长输出通道通过所述边界层压力输出到所述模具的所述侧壁上，其中，所述第二时间点在所述第一时间点之后，并且其中，所述第三时间点在所述第二时间点之后。这可以使得对象进行3D打印的方式能够提供用于在其上构建侧壁的坚固、稳定的基部。

在一些示例中，所述喷嘴的所述输出部分包括锚固部分，并且，所述锚固部分包括所述细长输出通道的至少一个部段。这可以使得能够更快地制造对象，从而提高输出能力。这也可以使得能够改进油墨输出精度，因为油墨可以在制造过程中被输出到需要的位置。

在一些示例中，模具的第一部分是模具的底部部分。这可以使得能够从底部部分向上打印3D对象，从而使得对象的打印方式使对象具有稳定的基部和坚固的结构。

即使已经参照喷嘴、系统或3D油墨打印机对上述一些方面进行了描述，然而这些方面也可以应用于用于通过油墨打印对象的方法，反之亦然。

附图说明

现在将参照附图仅以示例的方式对本发明的这些和其它方面进行进一步描述，其中，相同的附图标记表示相同的部件，并且在附图中：

图1示出了根据本文所描述的一些示例的用于3D油墨打印的系统的示意性图示的透视图；

图2示出了根据本文所描述的一些示例的用于3D油墨打印的系统的示意性图示的侧视图；

图3示出了根据本文所描述的一些示例的用于3D油墨打印的系统的示意性图示的正视图；

图4a和图4b示出了根据本文所描述的一些示例的用于3D油墨打印的系统的示意性图示的透视图；

图5至图7示出了根据本文所描述的一些示例的用于3D油墨打印的喷嘴的示意性图示的透视图；

图8a至图8c示出了根据本文所描述的一些示例的用于3D油墨打印的方法的示意性图示的透视图；

图9示出了根据本文所描述的一些示例的唇部的螺旋设计的透视图；

图10示出了根据本文所描述的一些示例的用于3D油墨打印的模具的示意性图示的透视图；

图11a和图11b示出了根据本文所描述的一些示例的壳体的示意性图示的示意图；以及

图12示出了根据本文所描述的一些示例的壳体的示意性图示的剖面图。

具体实施方式

图1示出了根据本文所描述的一些示例的用于3D油墨打印的系统的示意性图示的透视图。

图1示出了适合于3D打印对象的三维(3D)油墨打印装置1。装置1包括被配置为储存适合于3D打印的油墨的墨盒2。油墨可以包括能够使油墨自由流动的任何合适的化合物，自由流动的油墨发生结块并且由此阻塞装置1的可能性低。

在这个示例中，墨盒2在墨盒2的一个端部处连接到RAM挤出机3。RAM挤出机3被配置为将预定体积的油墨输入到装置1中。RAM挤出机3可以包括存储器和处理器以承担该任务。在该示例中使用了RAM挤出机3，但是可以使用将油墨从墨盒2输入到装置1中的任何合适的方法。在该示例中，RAM挤出机3将油墨推出墨盒2。RAM挤出机可以被控制以精确地供给油墨，并且还可以在需要时(诸如在打印过程完成时)收回油墨。

在墨盒2的第二端部(与RAM挤出机3连接到墨盒2的端部相对)处，墨盒2连接到管道4。管道4优选地包括塑料，但是可以提供任何适于使得来自墨盒2的油墨以最小的阻碍流过管道4的材料。在该示例中，管道4的横截面大致是圆形的，但是管道4可以具有任何合适的横截面。在一些示例中，可以同时使用几个不同的墨盒2和管道4，从而实现多材料或梯度材料打印。在一些示例中，油墨是粉末形式的，并且与其他添加剂(诸如来自次级管道的水)混合。附加地或替代地，流体形式的其他油墨组分(诸如例如油墨载体、次级油墨)或任何其它合适的流体可以从次级管道流出。附加地或替代地，作用与流体类似的固体(诸如细粉末)可以从次级管道流出。

在管道4的与联接到墨盒2的一端不同的另一端处，管道4联接到喷嘴5。以下将对喷嘴5进行更详细地说明。模具6被放置在喷嘴5的下方。在该示例中，模具5是阴模，但其可以是阳模。以下将对模具6进行更详细地描述。

Y-轴步进马达7联接到模具6，该Y-轴步进马达7被配置为使模具6旋转。Y-轴步进马达7可以包括处理器和存储器，以承担其任务。

装置1还包括Z-轴步进马达8和X-轴步进马达9。Z-轴步进马达联接到喷嘴5，并且X-轴步进马达9联接到模具6。步进马达8、9分别被配置为使喷嘴5上下移动和使模具6远离喷嘴5移动。

Z-轴步进马达8和X-轴步进马达9各自连接到轨道10、11、12，从而有利于喷嘴5和模具6的移动。在该示例中，轨道10、11、12的横截面大致是十字形的，但是它们可以为任意合适的横截面。X-轴步进马达9联接到第一轨道10和第二轨道11，以在打印过程完成后从喷嘴下方移动模具6，并且Z-轴步进马达连接到第三轨道12，以在打印过程完成后协助促进喷嘴5远离模具6的移动。Z-轴步进马达8和X-轴步进马达9可以包括存储器和被配置为对马达8、9进行致动的处理器。在图1的示例中，存在两个第一轨道10和一个第二轨道11，X-轴步进马达9联接到该两个第一轨道10和该一个第二轨道11。这对于在打印过程中装置1的稳定性以及喷嘴5和模具6的稳定性都是特别有利的。在一些示例中，第一轨道10和第二轨道11的数量可以根据已经分配给装置1的打印过程而变化。

喷嘴5还包括输入部分和通道15，输入部分被配置为接收来自管道4的油墨，通道15联接到输入部分14。通道15被配置为引导油墨通过喷嘴5。在一些示例中，通道15的直径小于或等于管道4的直径。这可以导致到喷嘴5的稳定的油墨流。在一些示例中，存在多个管道4和多个通道15。这可以使得在打印过程中的不同时间点和/或相对于喷嘴5的Z-轴线的不同高度处注入不同的油墨和/或材料。

在一些示例中，X-轴步进马达9被配置为控制附加的致动器和/或传感器和/或表面安装装置(surface mounted device，SMD)和/或固件，以驱动装置1的机械和/或电子设备。

在以上描述了油墨。然而，附加地或替代地,可以使用用于3D打印的任何合适的材料，诸如金属或塑料。此外，描述了步进马达，但是可以使用使喷嘴5和模具6移动的任何合适的方法。

图2示出了根据本文所描述的一些示例的用于3D油墨打印的系统的示意性图示的侧视图。图3示出了根据本文所描述的一些示例的用于3D油墨打印的系统的示意性图示的正视图。

图2和图3分别示出了装置1的示意性图示的侧视图和正视图。如在这些附图中可以进一步看到的，在该示例中，模具6包括多个部段61、62。这些部段61、62联接到模具6的锚固板63。部段61、62通过铰链联接到锚固板63，铰链使得部段61、62能够打开并且使打印对象的取回过程更加容易。在该示例中，部段61、62整体打开，但是在一些示例中，只有部段61、62的一部分打开，诸如例如部段61、62的上半部分。锚固板63可以是圆盘的形式，如图2和图3所示的，或者替代地，锚固板可以是圆柱体、长方体或任何其他合适的形状。

图4a和图4b示出了根据本文所描述的一些示例的用于3D油墨打印的系统的示意性图示的透视图。

在图4a的示例中，示出了附加轨道13。该附加轨道13联接到喷嘴5和第三轨道12，并且被配置为使喷嘴5在垂直于第三轨道12的方向上移动。喷嘴5在该垂直方向上的移动可以由与上述步进马达类似的步进马达进行驱动。还可以看出的是，通过步进马达7、8、9实现的模具6和喷嘴5的移动由一系列滑动件16、17进行辅助。这些滑块联接到轨道11、12并且实现喷嘴5和模具6的大致无摩擦的移动。

图4a中用圆圈“A”突出显示的部分可以在图4b中看到。喷嘴5的离模具基部最远的端部包括防溢出部分51。该防溢出部分51被配置为防止油墨从模具6流出，从而减少油墨的浪费并且降低制造成本。防溢出部分51包括大致垂直于喷嘴5的纵向轴线的细长元件52。这进一步有助于防止油墨溢出。另外，在打印过程中，细长元件52接触模具6的表面64。这进一步防止了油墨的溢出。在该示例中，细长元件是长方体的，但是替代地也可以是圆柱体的、棱柱的或定制设计。在该示例中，细长元件52接触模具6的顶表面64，但是附加地或替代地，该细长元件可以接触模具6的任何其他合适的部分，以防止油墨溢出。

图5至图7示出了根据本文所描述的一些示例的用于3D油墨打印的喷嘴的示意性图示的透视图。

喷嘴5包括如上所述的防溢出部分51、第一支腿53、第二支腿54、锚固部分55、铰链56和输出通道57。

第一支腿53包括优选的刚性材料(诸如塑料)以在打印过程中保持喷嘴5的刚性。防溢出部分51联接到第一支腿53的第一端部。第二支腿54联接到第一支腿53的与该第一端部相对的第二端部。在一些示例中，第二支腿54的长度比第一支腿53更短。在一些示例中，第二支腿54与第一支腿53的长度相同或第二支腿的长度比第一支腿更长。第二支腿54以与第一支腿53大致相同的方式构造。该示例中的支腿大致是长方体的，但是它们可以是圆柱体、棱柱或定制设计的。

在该示例中，第二支腿54联接到锚固部分55。在该示例中，锚固部分包括用于螺钉或螺栓的螺纹55a，但是锚固部分55可以包括用于将喷嘴5锚固到外部装置(诸如上述装置1)的任何合适的元件(诸如销和/或铰链)。锚固部分55可以具有任何合适的设计，诸如图5所示的设计、圆柱体、长方体、棱柱或定制设计。

用于将第一支腿53和第二支腿54彼此联接的铰链56位于第一支腿53和第二支腿54之间。在喷嘴5的操作期间，支腿优选地被保持为相对于彼此成预定的角度。在一些示例中，该角度在大约90度(即彼此垂直)至大约120度之间。在一些示例中，该角度对应于模具6的基部和侧面之间的角度，以使得能够精确打印对象。铰链56的角度可以在喷嘴5的整个寿命期间保持恒定。也就是说，该角度可以永久地为90度，并且为了改变该角度，可能需要更换喷嘴5。在一些示例中，该角度可以根据模具6的特性手动地(即用手)进行更改。在一些示例中，喷嘴5包括马达、处理器和存储器，其被配置为基于模具6的特性自动地改变该角度。

在图5中，可以看出的是，第一支腿53包括细长输出通道57。以下将对细长输出通道57进行更详细地描述。

图6示出了喷嘴5的示意性图示的透视图。可以看出，在该示例中，细长输出通道57沿着第二支腿54和锚固部分55的下侧延伸。在该示例中，细长输出通道57沿着第一支腿53、第二支腿54和锚固部分55的长度是连续的。这可以使得同时打印对象的底部和对象的壁。在一些示例中，细长输出通道57是不连续的。在一些示例中，第一支腿53、第二支腿54和锚固部分55中的一个或多个不包括细长输出通道57。

喷嘴5还包括可旋转元件58，该可旋转元件58被配置为在打印过程中接触模具6的表面以使喷嘴5相对于模具6稳定。该可旋转元件58可以是弹簧加载的轮状件，其稳定喷嘴的上部边缘并且有助于保持针对均匀壁厚的严格的容许公差。

图7示出了喷嘴5的示意性图示的俯视图。细长输出通道57由两个唇部59a、59b形成。唇部59a、59b优选地是细长的，使得唇部59a、59b沿着细长输出通道57的整个长度。被配置为引导油墨经过喷嘴5的通道15将油墨引导至由唇部59a、59b形成的细长输出通道57中。在该示例中，油墨通过由RAM挤出机3产生的压力被注射到喷嘴5中。

第一唇部59a对喷嘴5和模具6之间的间隙进行密封。这可以减少油墨的浪费并且改进最终产品。第二唇部59b被配置为朝向第一唇部59a偏压，并且通过控制来自细长输出通道57的油墨的输出压力来控制输出对象的一部分的尺寸厚度。在该示例中，第二唇部59b被配置为能够相对于第一唇部59a移动。这种移动可以通过输出油墨的压力(如上所述)，和/或通过对唇部59a、59b之间的距离的手动调节，和/或通过对唇部59a、59b之间的距离的自动调节来实现。在该示例中，唇部59a、59b之间的距离对输出产品的尺寸厚度进行控制。然而，在一些示例中，附加地或替代地，该距离可以确定油墨的输出压力和/或油墨的输出速度和/或油墨的粘度和/或任何其他合适的特性。唇部59a、59b优选地包括柔性材料，但是可以包括任何合适的材料。

在一些示例中，细长输出通道57和唇部59a、59b可以包括螺旋设计(参见图9)，以进一步支持Z-轴正方向上的材料流，“冲洗”油墨/支持Z-轴正方向上的油墨流。通过沿细长输出通道57的长度以可变方式控制唇部59a、59b之间的距离，可以进一步控制油墨流。也就是说，唇部59a、59b之间的距离例如在细长输出通道的一个部段处可以是1mm，而在细长输出通道57的第二部段处可以是0.5mm；如将理解的，这些仅仅是唇部之间距离的示例。这可以使得能够控制特定的设计特征，例如模具6中的浮雕或雕刻细节，其可能需要将不同量的油墨输出到模具6的不同部段上。

在该示例中，控制成品壁厚的另一种方法是在打印过程中通过Z-轴步进马达8升高喷嘴5。此外，喷嘴5可以多次将油墨输出到模具6的一部分上，以生产多层、多材料的对象。在本示例中，当从模具6的底部构建所产生的对象时，可以通过例如改变唇部59a、59b之间的距离来停止打印过程或将挤出限制在特定的Z-轴高度处，而这又可以在不必考虑不同模具尺寸的情况下产生不同的容器尺寸。在一些示例中，在完成打印过程之后，油墨流被停止或者甚至被回收。可以通过向RAM挤出机3指示打印过程已经完成来停止油墨流。随后RAM挤出机3可以停止对墨盒2施加压力，或者甚至可以对墨盒3施加负压，以从细长输出通道57回收油墨。与已知的打印方法相比，这可以减少剩余材料。

喷嘴5优选地由刚性材料制成(例如塑料)，以提高喷嘴5在打印过程中的弹性，但是喷嘴5可以替代地包括使得喷嘴5能够实现功能的任何合适的材料。

图8a至图8c示出了根据本文所描述的一些示例的用于3D油墨打印的方法的示意性图示的透视图。这些附图示出了喷嘴和模具的剖面图，其中示出了细长输出通道57，但是出于说明的目的没有示出唇部59a、59b。

在一些示例中，当模具6旋转时，RAM挤出机3将预定体积的油墨80输入到喷嘴5(此处是喷嘴的底部)，其中，预定体积是打印部分或全部对象所必需的体积。油墨80从墨盒2经由管道4流入喷嘴5(参见例如图1)。在一些示例中，模具6是静止的，并且喷嘴5旋转。在一些示例中，模具6和喷嘴5都旋转。在一些示例中，模具6旋转而喷嘴5静止。在一些示例中，RAM挤出机3以预定速率将油墨80输入到喷嘴。喷嘴5在模具6的与喷嘴5的底侧相对的一侧上开始填充。也就是说，在该示例中，喷嘴5的侧面大致平行于模具6的底部并且与模具6的底部相对。在一些示例中，喷嘴5的侧面可以大致平行于任何合适的表面，并且与该任何合适的表面相对。在该示例中，模具6的底部包括大致平行于地面的平面，即水平面。一旦与第二支腿54径向对准的通道57被填满，喷嘴5就开始在对应于锚固部分55的径向方向上(即远离模具6的中心并且朝向所述模具6的在所述模具6底部表面上的侧壁)，将油墨80沉积到模具6上。在一些示例中，不需要对通道57进行填充，并且当通道57仅部分地被填充时，油墨80被输出到模具6上。附加地，可以将油墨80朝向第一支腿53沉积/沉积在第一支腿53中。喷嘴5首先通过大致与模具平行的孔(即与第二支腿54径向对准的细长输出通道57)，将油墨沉积到模具6的底部(见图8a)。油墨80以对应于油墨的流变性能、由喷嘴5的细长的第一唇部59a和第二唇部59b限定的细长输出通道57的尺寸以及模具6的旋转速度中的一个或多个的速度沉积在一区域中。在一些示例中，通道由唇部59a、59b形成。这可以包括如上所述的相同的细长输出通道57和/或相同的细长的唇部59a、59b。通常，输出通道的尺寸较小，以有助于确保对象的完整、不间断的打印。在一些示例中，输出通道的尺寸可以很大，以有利于快速打印并且增加在给定时间帧中产生的对象的数量。输出通道的尺寸可以被定义为通道的体积和/或细长的第一唇部和第二唇部之间的间隙和/或细长输出通道的横截面。在单次旋转中，油墨80优选地以相同的半径距离沉积。也就是说，在旋转期间，在模具6的所有/选择表面上打印相同量的对象。这可以归因于油墨的粘度。在一些示例中，在同一旋转中，可以朝向模具6的侧壁和/或沿径向朝向第一支腿53沉积油墨80。一旦所述旋转完成并且开始新的旋转，已经沉积的油墨80仍然处于或接近油墨沉积/挤出位置。模具6的旋转可以是连续的或间歇的。由于例如边界层压力，持续输出的油墨80在新沉积的油墨80上施加力，这导致油墨80继续沿着第二支腿54流过输出通道并且流向第一支腿53时，在新的旋转期间新沉积的油墨80在远离模具6中心的径向增长方向上被沉积(参见图8b)。油墨80继续以这种方式沉积，直到到达模具6底部的外边缘，即，油墨80已经沉积在第二支腿54的所有相关部段上并且沉积在模具6的底部上。此时，由于油墨80的粘度，已经沉积的油墨80由于例如边界层压力而施加力，并且由此，油墨80沿着第一支腿53流经输出通道(参见图8c)。也就是说，油墨80沿着第一支腿53相对于模具6的底部向上流动，从而在模具6的侧面上进行3D打印。因此，对象构建重叠层，直到油墨80到达模具6的第一支腿53的上部端部。

打印对象首先沿着第二支腿54相对于模具6的底部平面径向地生长，并且随后，沿着第一支腿53相对于模具6的侧壁生长。在这些情况下，这可以确保对象被打印为与模具6的曲率一致。

所述方法可以描述为如下：

提供模具6和喷嘴5，其中，喷嘴5包括细长输出通道57，细长输出通道57被配置为沿着细长输出通道57的长度在不同位置处同时输出油墨，并且其中，细长输出通道57的形状与模具6的形状一致；经由第一马达使模具6旋转；以及通过喷嘴的输出部分将油墨输出到模具6的第一部分上，其中，喷嘴5的输出部分包括细长输出通道57的至少一个部段。

图9示出了根据本文所描述的一些示例的唇部的螺旋设计的透视图。

图9的示例示出了第一唇部59a和/或第二唇部59b的单螺旋设计，这种单螺旋设计可以导致螺旋形的细长输出通道57。单螺旋设计可以有助于油墨通过细长输出通道57的传输，并且由此有助于油墨在细长输出通道57的Z轴正方向上的流动。这可以导致降低在细长输出通道57内堵塞的可能性。这也可以使得细长输出通道57和/或喷嘴5能够充当钻孔螺丝的变型。在一些示例中，第一唇部59a和/或第二唇部59b可以包括双螺旋设计。在一些示例中，第一唇部59a和第二唇部59b中的一者可以包括单螺旋设计，而第一唇部59a和第二唇部59b中的另一者可以包括双螺旋设计。在一些示例中，只有第一唇部59a和第二唇部59b中的一者包括螺旋设计。

图10示出了根据本文所描述的一些示例的用于3D油墨打印的模具的示意性图示的透视图。

在该示例中，模具6是反映成品的外表面的阴模。替代地，模具6可以是阳模。在该示例中，模具6为饮用容器(诸如杯子)的形状。替代地，模具6优选地具有形成饮用容器的对称形状。替代地，模具6可以具有定制设计。

在该示例中，模具6包括(微)多孔材料，例如工程多孔聚合物和/或部分烧制陶瓷和/或工程多孔陶瓷和/或工程多孔材料和/或工程多孔聚合物。一旦油墨被打印在模具6的表面上，孔隙率可以有助于油墨的干燥，从而使油墨固化。聚合物的使用可以产生适用于更长期的应用的更坚固的材料。在一些示例中，针对内径与外径，模具6具有梯度密度或微孔率梯度。也就是说，模具6的至少第一部分的多孔材料包括第一孔隙率，模具6的至少第二部分的多孔材料包括第二孔隙率，其中，第一孔隙率与第二孔隙率不同。这在不同的油墨和/或材料在所述模具6的不同部段上被输出到所述模具6的应用中可以是特别有用的。如果不同的油墨和/或材料被输出到模具6的不同部段上，这可以实现高度可定制的产品。例如，如果要打印的产品是杯子，中心部段可以包括比杯子的其他部段更耐热的材料。这可以使得用户能够安全地使用杯子，同时仍然保持低制造成本和杯子的可定制设计。

在该示例中，模具6由多个部段61、62组成，以有助于脱模过程。一旦油墨已经被输出到模具6上，油墨就开始干燥。这可以通过增加热量来支持，如下文更详细描述的。干燥过程导致输出油墨的收缩，并且由此，对象开始从模具6上分离。部段61、62通过多个肋条65联接到锚固板63，而多个肋条65又联接到锚固板63上的元件，这些元件使得模具的部段61、62能够远离模具6的中心轴线移动。部段61、62可以经由肋条65和锚固板63朝向模具6的中心偏压。也就是说，在没有外部压力施加到肋条65和部段61、62的情况下，部段61、62处于使得能够开始打印过程的“关闭”位置。部段61、62可以通过施加在肋条65上的压力转变到“打开”位置。该“打开”位置可以使得能够容易地从装置1取回打印对象。在该示例中，示出了肋条65，但是替代地，肋条65可以替代为将部段61、62联接到锚固板63的任何合适的元件。

模具6的上部边缘64可以由疏水性材料(诸如硅或蜡)进行密封，以防止油墨在不需要粘附的区域粘附到模具6上。模具6还可以具有增加的外部表面积，以通过具有例如带肋状物的外部结构(类似于用于微芯片或LED的被动冷却的部件)来进一步加速干燥过程。

在打印过程中，模具6通过Y-轴步进马达7保持旋转。在该示例中，油墨通过细长输出通道57在模具6的底部中心开始输出。油墨通过细长输出通道57连续地向上流动，并且构建重叠层，直到油墨到达模具的上部端部。在一些示例中，油墨在模具6的壁的一点处开始输出，并且油墨同时向模具的顶部和底部开始流动。在一些示例中，油墨在模具6的壁的顶部开始输出，并且朝向模具6的底部开始向下流动。在该示例中，当达到期望的壁厚时，喷嘴5和模具6之间的间隙被打印和固化的油墨进行封闭或密封，这防止喷嘴5输出更多的油墨。该过程可以通过上述RAM挤出机3的传感器进行停止。

在该示例中，喷嘴5和模具6的协同作用使得能够在短时间内对旋转对称的对象进行打印。喷嘴5和模具6的组合还使得能够限定最终的壁厚。

图11a和图11b示出了根据本文所描述的一些示例的壳体的示意性图示的示意图。

图11a和图11b示出了被配置为储存上述装置1的壳体20的示例。在该示例中，壳体20是L形的，但是替代地，该壳体20也可以具有任何合适的设计。壳体包括可移动屏21，该可移动屏21被配置为使得能够进入壳体20内的打印区域。可移动屏21优选地可以包括透明材料(诸如塑料)，以使得能够观察打印区域。由壳体20和屏21的组合提供的封闭围护结构可以有助于保持稳定的打印条件，并且可以减少油墨在打印过程之前和/或期间变干的可能性。由壳体20和屏21的组合提供的“湿”(即高湿度(例如高于80％、85％或90％))氛围可以进一步防止喷嘴5在打印作业之间变干，而喷嘴5变干将导致堵塞。在一些示例中，壳体还包括脚部22，以吸收来自外部环境的任何振动或移动，从而产生更精确的最终产品。

图12示出了根据本文所描述的一些示例的壳体的示意性图示的剖面图。

在该示例中，外壳20还包括加热单元23和光源24。为了便于说明，仅示出了模具6，但是本领域技术人员理解的是，上述任何其他元件或特征都可以放置在壳体20内。

一旦材料被打印，材料就开始变干。该干燥过程可以通过经由加热单元23施加热量来辅助。干燥过程导致材料的收缩，并且由此，对象从模具6上分离。加热单元23在打印过程之前和/或之后(和/或在打印过程期间)对模具6进行加热。这有助于使打印对象从模具6上分离。加热单元23可以通过电加热器、热水器或任何其他合适的热源获得热量。加热单元23可以包括存储器和处理器，所述处理器被配置为在打印过程的特定点开启加热单元23。

光源24可以是被配置为以低能级进行部分地烧结以在打印对象的表面上达到上釉效果的激光器。这进而可以改善打印对象的弹性。光源24可以包括存储器和处理器，所述处理器被配置为在打印过程的特定点时打开光源24。

除了上述加热单元23和光源24，附加地或替代地，壳体20可以包括用于辅助干燥过程的真空单元、用于辅助加热和/或烧结过程的UV光模块、感应模块和微波模块中的一个或多个。

毫无疑问的是，技术人员会想到许多其他有效的替代方案。将理解的是，本发明不限于所描述的实施例，并且包含对本领域技术人员来说显而易见并且落入所附权利要求的范围内的修改。

Claims (50)

1.一种用于三维3D油墨打印机的喷嘴，其中，所述喷嘴包括：

被配置为引导油墨通过所述喷嘴的通道，以及

输出部分，所述输出部分联接到所述通道，其中，所述输出部分被配置为输出所述油墨，

其中，所述输出部分包括细长输出通道，所述细长输出通道被配置为沿着所述细长输出通道的长度在不同位置处同时输出所述油墨。

2.根据权利要求1所述的喷嘴，其中，所述细长输出通道被配置为沿着所述细长输出通道的长度在不同位置处同时输出所述油墨是建立在所述油墨被引导通过所述输出部分的基础上。

3.根据权利要求1或2所述的喷嘴，还包括输入部分，所述输入部分被配置为接收所述油墨。

4.根据权利要求3所述的喷嘴，其中，所述被配置为引导油墨通过所述喷嘴的通道被配置为将所述输入部分联接到所述输出部分，以用于将所述油墨从所述输入部分引导至所述输出部分。

5.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴，还包括锚固部分，所述锚固部分被配置为将所述喷嘴锚固到3D油墨打印机。

6.根据权利要求5所述的喷嘴，其中，所述锚固部分包括所述细长输出通道的至少一个部段。

7.根据权利要求6所述的喷嘴，其中，所述喷嘴由彼此连接的两个支腿部分形成，其中，所述两个支腿部分在它们之间形成大约90度至大约120度之间的角度，其中，所述细长输出通道的所述长度包括在所述支腿中的第一支腿的至少第一支腿部分和所述支腿中的第二支腿的至少第二支腿部分中，并且其中，所述第一支腿部分和所述第二支腿部分彼此连接以使所述细长输出通道沿着所述长度是连续的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴，还包括防溢出部分，所述防溢出部分被配置为防止所述油墨从所述喷嘴溢出。

9.根据权利要求8所述的喷嘴，其中，所述防溢出部分包括大致垂直于所述细长输出通道的纵向轴线布置的细长元件。

10.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴，还包括第一唇部和第二唇部，其中，所述细长输出通道形成在所述第一唇部和所述第二唇部之间。

11.根据权利要求10所述的喷嘴，其中，所述第一唇部和所述第二唇部分别包括细长的第一唇部和第二唇部，并且其中，所述细长输出通道由所述细长的第一唇部和第二唇部限定。

12.根据权利要求10或11所述的喷嘴，其中，所述第一唇部被配置为对所述喷嘴和模具之间的间隙进行密封，所述喷嘴被配置为将所述油墨输出到所述模具上。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的喷嘴，其中，所述第二唇部被配置为相对于所述第一唇部是可移动的，以基于所述第二唇部与所述第一唇部的距离来控制所输出的油墨的特性。

14.根据权利要求13所述的喷嘴，其中，在没有油墨被引导通过所述喷嘴的情况下，在所述第一唇部和所述第二唇部之间接触时，基于所述第二唇部被配置为相对于所述第一唇部是可移动的，能够由所述第二唇部施加到所述第一唇部上的压力是可改变的，其中，可控制的特性包括能够通过所述喷嘴由油墨打印的对象的厚度，并且其中，在引导油墨通过所述喷嘴的过程中，所述厚度能够通过所述压力来控制。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的喷嘴，其中，所述第一唇部和/或所述第二唇部包括螺旋部分，所述螺旋部分被配置为辅助从所述细长输出通道输出油墨。

16.根据前述权利要求中任一项在引用权利要求3时所述的喷嘴，其中，所述输入部分包括多个输入通道，以用于引导不同的油墨材料通过所述喷嘴。

17.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴，其中，所述输出部分包括多个细长输出通道。

18.根据权利要求17在引用权利要求16时所述的喷嘴，其中，所述多个细长输出通道中的一个细长输出通道联接到所述多个输入通道中的相应的输入通道上。

19.一种系统，包括：

根据权利要求1至18中任一项所述的喷嘴；以及

模具；

其中，所述喷嘴被配置为将油墨输出到所述模具上。

20.根据权利要求19在引用权利要求5时所述的系统，其中，所述喷嘴的所述锚固部分被配置为联接到所述模具中的锚固点。

21.根据权利要求20在引用权利要求6时所述的系统，其中，所述喷嘴的所述锚固部分被配置为将油墨输出到所述模具的底部部分，以打印由所述油墨形成的对象的底部部分。

22.根据权利要求19至21中任一项在引用权利要求10时所述的系统，其中，所述第一唇部被配置为对所述喷嘴和所述模具之间的间隙进行密封，并且其中，所述第二唇部布置在所述输出通道和所述模具之间。

23.根据权利要求19至22中任一项在引用权利要求8时所述的系统，其中，所述喷嘴的所述防溢出部分被配置为接触所述模具的一部分，并且其中，所述防溢出部分被配置为防止所述油墨从所述模具中溢出。

24.根据权利要求19至23中任一项所述的系统，其中，所述喷嘴被配置为当所述喷嘴和所述模具之间的间隙已经被所输出的油墨填满时停止输出油墨。

25.根据权利要求19至24中任一项所述的系统，其中，所述模具被配置为围绕所述模具的至少一个轴线移动，其中，所述喷嘴被配置为大致是静止的，并且其中，所述模具的移动被配置为使得能够经由所述喷嘴打印具有所述模具的形状的对象。

26.根据权利要求19至25中任一项所述的系统，其中，所述喷嘴还包括可旋转元件，所述可旋转元件被配置为在油墨的打印过程中接触所述模具的表面并且使所述喷嘴相对于所述模具稳定。

27.根据权利要求19至26中任一项所述的系统，其中，所述模具是阴模。

28.根据权利要求19至27中任一项所述的系统，其中，所述模具包括多孔材料，所述多孔材料被配置为在油墨的打印之后辅助所述油墨进行干燥。

29.根据权利要求28所述的系统，其中，所述模具的至少第一部分的所述多孔材料包括第一孔隙率，并且其中，所述模具的至少第二部分的所述多孔材料包括第二孔隙率，其中，所述第一孔隙率与所述第二孔隙率不同。

30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述模具的在所述模具的所述第一部分和所述模具的所述第二部分之间的所述孔隙率逐渐变化。

31.根据权利要求19至30中任一项所述的系统，其中，所述模具的至少一个部段包括疏水性材料，所述疏水性材料被配置为防止油墨粘附到所述模具上。

32.根据权利要求19至31中任一项所述的系统，还包括移动部件，所述移动部件联接到所述喷嘴并且被配置为使所述喷嘴相对于所述模具移动。

33.根据权利要求19至32中任一项所述的系统，其中，所述系统还包括联接到所述模具的第一马达，并且其中，所述第一马达被配置为在所述油墨的打印期间使所述模具旋转。

34.根据权利要求19至33中任一项在引用权利要求3时所述的系统，还包括RAM挤出机，所述RAM挤出机被配置为将油墨输入到所述喷嘴的所述输入部分。

35.根据权利要求19至34中任一项所述的系统，还包括第二马达，所述第二马达被配置为在完成用于打印所述油墨的打印过程时，使所述模具远离所述喷嘴移动。

36.根据权利要求19至35中任一项所述的系统，还包括加热单元，所述加热单元被配置为在用于打印所述油墨的打印过程之前和/或在所述油墨的打印期间和/或在完成用于打印所述油墨的打印过程之后加热所述模具。

37.根据权利要求19至36中任一项所述的系统，其中，所述模具包括位于背离所述喷嘴的表面上的突起部。

38.根据权利要求19至37中任一项所述的系统，还包括光源，所述光源被配置为对所打印的油墨的一部分进行烧结。

39.根据权利要求19至38中任一项所述的系统，其中，所述模具包括至少部分地能够彼此分离的多个部段。

40.根据权利要求19至39中任一项所述的系统，还包括壳体，所述壳体被配置为容纳所述喷嘴和所述模具，并且还包括屏，所述屏是可移动的以用于能够从所述壳体中移除由所述油墨打印的对象。

41.一种3D油墨打印机，包括根据权利要求1至18中任一项所述的喷嘴或根据权利要求19至40中任一项所述的系统。

42.一种用于打印三维3D对象的方法，所述方法包括：

提供模具和喷嘴，其中，所述喷嘴包括细长输出通道，所述细长输出通道被配置为沿着所述细长输出通道的长度在不同位置处同时输出油墨，并且其中，所述细长输出通道的形状与所述模具的形状一致；

经由第一马达使所述模具旋转；以及

经由所述喷嘴的输出部分将所述油墨输出到所述模具的第一部分上，其中，所述喷嘴的所述输出部分包括所述细长输出通道的至少一个部段。

43.根据权利要求42所述的方法，其中，当所述油墨被输出到所述模具的所述第一部分上时，使所述油墨从所述喷嘴的所述输出部分沿径向方向朝向所述模具的侧壁输出。

44.根据权利要求42或43所述的方法，其中，从所述喷嘴输出油墨的速率是可变的，并且其中，所述速率对应于以下之一或两者：

所述油墨的流变性能；以及

所述模具的旋转速度。

45.根据权利要求42至44中任一项所述的方法，其中，从所述喷嘴输出油墨的速率是可变的，并且其中，所述速率对应于由所述喷嘴的细长的第一唇部和第二唇部限定的所述细长输出通道的尺寸。

46.根据权利要求42至45中任一项所述的方法，还包括：

经由RAM挤出机在所述喷嘴的输入部分处将所述油墨输入到所述喷嘴中。

47.根据权利要求42至46中任一项所述的方法，还包括：

将油墨输出到所述模具的侧壁上，其中，所述油墨经由边界层压力被输出到所述侧壁上，并且其中，所述边界层压力通过已经被挤出的油墨施加到新挤出的油墨上；以及

通过引导油墨通过所述细长输出通道以将油墨输出到所述模具的所述第一部分和所述侧壁上来3D打印所述对象。

48.根据权利要求42至47中任一项所述的方法，其中：

在第一时间点时，将油墨经由锚固部分输出到所述模具的底部部分；

在第二时间点时，将油墨经由边界层压力沿径向方向从所述输出部分朝向所述模具的侧壁输出，其中，所述边界层压力由已经挤出的油墨施加到新挤出的油墨上；以及

在第三时间点时，将油墨经由所述细长输出通道通过所述边界层压力输出到所述模具的所述侧壁上，其中，所述第二时间点在所述第一时间点之后，并且其中，所述第三时间点在所述第二时间点之后。

49.根据权利要求42至48中任一项所述的方法，其中，所述喷嘴的所述输出部分包括锚固部分，并且其中，所述锚固部分包括所述细长输出通道的至少一个部段。

50.根据权利要求42至49中任一项所述的方法，其中，所述模具的所述第一部分是所述模具的底部部分。