CN116550999A - 有利于从金属物体去除支撑结构的3d打印机 - Google Patents

Abstract

三维(3D)金属物体制造装置配备有固体石墨施加设备，该固体石墨施加设备在支撑结构与由该支撑结构支撑的金属物体的各部分之间形成石墨界面。通过操作致动器以使该石墨施加移动到该支撑结构的表面并使该内的石墨构件抵靠支撑结构的表面移动，将形成该设备石墨界面的石墨施加到该支撑结构上。

Description

有利于从金属物体去除支撑结构的3D打印机

技术领域

本公开涉及三维(3D)物体打印机，该三维物体打印机喷射熔融金属液滴以形成物体，并且更具体地，涉及用于在此类打印机中构建金属物体的金属支撑结构的形成。

背景技术

三维打印也称为增材制造，是由几乎任何形状的数字模型制作三维固体物体的工艺。许多三维打印技术使用增材法，其中增材制造设备在先前沉积的层的顶部上形成部件的连续层。这些技术中的一些技术使用喷射UV可固化材料诸如光聚合物或弹性体的喷射器，而其他技术使弹性体熔融并将热塑性材料挤出到物体层中。打印机通常操作一个或多个喷射器或挤出机以形成连续的塑料或热塑性材料层，以构造具有各种形状和结构的三维打印物体。在形成三维打印物体的每一层之后，将塑性材料进行UV固化并硬化以将该层粘结到三维打印物体的下面层。这种增材制造方法与传统物体形成技术不同，该传统物体形成技术主要依赖于通过减成法(诸如切割或钻孔)从工件上去除材料。

最近，已经开发出一些3D物体打印机，该3D物体打印机从一个或多个喷射器喷射熔融金属的液滴以形成3D物体。这些打印机具有固体金属源，诸如线材辊或球丸，其将固体金属进料到打印机中贮器的加热接收器中，其中固体金属熔融并且熔融金属填充接收器。接收器由非导电材料制成，电线围绕该接收器包裹以形成线圈。电流通过线圈以产生电磁场，该电磁场致使接收器的喷嘴处的熔融金属的弯月面与接收器内的熔融金属分离并且从喷嘴推进。构建平台被定位成从喷射器的喷嘴接收喷射的熔融金属液滴，并且该平台通过控制器操作致动器在平行于平台的平面的X-Y平面中移动。这些喷射的金属液滴在平台上形成物体的金属层，并且另一致动器由控制器操作以改变喷射器与平台之间的距离，以保持喷射器与正在形成的金属物体的最近打印层之间的适当距离。这种类型的金属液滴喷射打印机也被称为磁流体动力学(MHD)打印机。

因为用MHD打印机执行的打印方法基于逐滴方式来执行，所以该方法能够产生复杂的三维(3D)几何形状，该三维几何形状原本不能通过传统的减材制造技术来实现。尽管有这个优点，但是对可用于在物体上形成悬垂特征的角度存在限制。在3D金属打印中，物体的前一层充当下一打印层的支撑基部。如果新的层以直角步进超过前一层，诸如T形部件的水平部分，则特征塌陷，这是因为没有支撑层将其保持使得熔融金属能够凝固而不下垂的足够时间段。可生产不是正在形成的物体的一部分的支撑结构，以支撑下一个物体层的悬垂部分的形成，因此可打印复杂的形状。如在本文件中所使用的，术语“支撑结构”意指喷射的金属液滴的积聚体，该积聚体在物体形成期间支撑物体层的喷射的金属液滴并且在物体制造之后从该物体去除。

因为3D金属物体材料的环境是高温环境，例如通常遇到475℃或更高的温度，所以不能使用聚合物材料的支撑结构。相反，形成该物体的相同熔融金属也用于构建支撑结构。因为物体和支撑件由相同的金属制成，所以处于支撑件和物体之间界面处的层彼此牢固地结合。这种牢固的结合需要工具和机加工以从部件去除支撑件。这种类型的支撑件去除操作给3D金属物体制造过程增加了大量的时间、精力和金钱。能够有利于在完成金属物体的制造之后剥离支撑结构但不损害支撑件在高温环境中的刚性和耐久性将是有利的。

发明内容

一种操作3D金属物体打印机的新型方法有利于在完成金属物体的制造之后剥离支撑结构但不损害支撑件在高温环境中的刚性和耐久性。该方法包括操作喷射器头部以喷射熔融金属液滴从而形成由构件支撑的物体层和支撑层，以及操作石墨施加设备以在由支撑层形成的支撑结构的表面和由物体层形成的金属物体的一部分的表面之间形成石墨界面。

新型3D金属物体打印机有利于在完成金属物体的制造之后剥离支撑结构，但不损害支撑件在高温环境中的刚性和耐久性。该新型3D金属物体打印机包括：喷射器头部，该喷射器头部具有贮器，该贮器在该贮器内具有接收器，该接收器被构造成保持熔融金属；平面构件；以及石墨施加设备，该石墨施加设备被构造成将石墨施加于表面以在支撑结构表面和金属物体的一部分之间形成石墨界面，该金属物体由从该喷射器头部喷射的熔融金属液滴形成。

附图说明

结合附图在以下说明中解释了用于操作3D金属物体打印机的方法以及实施该方法的3D金属物体打印机的前述方面和其他特征，该方法有利于在完成金属物体的制造之后剥离支撑结构但不损害支撑件在高温环境中的刚性和耐久性。

图1A是新型3D金属物体打印机的侧视图，该3D金属物体打印机有利于在完成金属物体的制造之后剥离支撑结构，但不损害支撑件在高温环境中的刚度和耐久性。

图1B是图1A中所示的新型3D金属物体打印机的顶视图。

图2A描绘了新型3D金属物体打印机的另选的实施方案，该打印机有利于在完成金属物体的制造之后剥离支撑结构但不损害支撑件在高温环境中的刚性和耐久性。

图2B是图2A中所示的新型3D金属物体打印机的顶视图。

图3是图1A、图1B、图2A及图2B中所示的石墨施加设备的示意图。

图4描绘了由图1A和图2A的打印机形成的金属物体、支撑结构和插置石墨层。

图5是用于操作图1A或图2A的系统的方法的流程图，该系统形成插置在物体层与支撑层之间的固体石墨界面层。

图6是现有技术3D金属打印机的示意图，该现有技术3D金属打印机不形成具有固体石墨界面层的支撑结构。

图7是用于彼此独立地形成金属物体的各部分的现有技术方法的示意图。

具体实施方式

为了对如本文所公开的3D金属物体打印机及其操作的环境以及该打印机及其操作的细节的一般性理解，参考附图。在附图中，类似的附图标记指示类似的元件。

图6示出了先前已知的3D金属物体打印机100的实施方案，该3D金属物体打印机喷射熔融金属的液滴以直接在构建平台上形成金属物体。在图6的打印机中，熔融块体金属的液滴从具有单个喷嘴108的可移除贮器104的接收器被喷射，并且来自喷嘴的液滴以直接施加到构建平台112的条带形成物体的基层。如本文档中所用，术语“可移除贮器”是指具有被配置为保持液体或固体物质的接收器的中空容器，并且该容器作为整体被配置为在3D金属物体打印机中进行安装和移除。如本文档中所用，术语“贮器”是指具有被构造成保持液体或固体物质的接收器的中空容器，该容器作可以被构造成在3D金属物体打印机中进行安装和移除。如本文档中所用，术语“块体金属”是指可以聚集体形式获得的导电金属，诸如通常可用规格的线材、宏观尺寸比例的球丸以及金属粉末。

进一步参考图6，块体金属的源116(诸如金属线材120)被进料到线材引导件124中，该线材引导件延伸穿过喷射器头部140中的上壳体122，并且在可移除贮器104的接收器中熔融，以提供熔融金属用于通过喷射器头部140的底板114中的孔110从喷嘴108喷射。如本文档中所用，术语“喷嘴”是指流体连接到容纳熔融金属的贮器的接收器内的容积的孔，该孔被构造成从贮器内的接收器中排出熔融金属液滴。如本文档中所用，术语“喷射器头部”是指3D金属物体打印机的熔融、喷射和调节熔融金属液滴的喷射以用于产生金属物体的壳体和部件。熔融金属液位传感器184包括激光传感器和反射传感器。激光从熔融金属液位的反射由反射传感器检测，该反射传感器生成指示到熔融金属液位的距离的信号。控制器接收这种信号并确定熔融金属的体积在可移除贮器104中的液位，因此其可以在可移除贮器的接收器中被保持在适当液位118处。可移除贮器104滑入加热器160中，使得加热器的内径接触可移除贮器，并且能够将可移除贮器的接收器内的固体金属加热至足以熔融固体金属的温度。如本文档中所用，术语“固体金属”是指如由元素周期表所定义的金属或由这些金属形成的合金，其是固体形式而不是液体或气体形式。加热器与可移除贮器分离以在加热器与可移除贮器104之间形成容积。惰性气体供应源128通过气体供应管132向喷射器头部提供惰性气体(诸如氩气)的压力调节源。气体流过加热器与可移除贮器之间的容积，并且围绕喷嘴108和底板114中的孔110离开喷射器头部。这种邻近喷嘴的惰性气体流将熔融金属的喷射液滴与底板114处的环境空气隔绝，以防止在喷射液滴飞行期间形成金属氧化物。喷嘴与喷射的金属滴降落的表面之间的间隙有意地保持足够小，使得在喷嘴周围离开的惰性气体在这种惰性气体流中的液滴降落之前不会消散。

喷射器头部140可动地安装在Z轴轨道内，以用于喷射器头部相对于平台112在竖直方向上移动。一个或多个致动器144操作地连接到底板114以沿Z轴移动喷射器头部140，并且一个或多个制动器144操作地连接到平台112以在喷射器头部140下方的X-Y平面中移动平台。致动器144由控制器148操作，以保持喷射器头部140的底板114中的孔110与平台112上的物体的表面之间的适当距离。系统100的一些版本中的构建平台基本上由氧化钢组成，而在其他版本中，氧化钢具有钨或镍的上表面涂层。氧化钢版本的平台不能与熔融铝的基础层粘结得太强，因为它不易被熔融铝润湿。虽然此平台对于在制造物体之后的物体移除是有利的，但是它可能没有足够的强度以在整个过程中支撑物体的形成。为了解决这个问题，其他版本的平台将钨或镍表面添加到平台上，以改善构建表面与熔融铝的润湿。

当朝平台112喷射熔融金属液滴时，在X-Y平面中移动平台112形成正在形成的物体上的熔融金属液滴的条带。控制器148还操作致动器144以调整喷射器头部140与衬底上最近形成的层之间的距离，以便于在物体上形成其他结构。虽然熔融金属3D物体打印机100在图6中被描绘为以竖直取向操作，但是也可采用其他另选取向。另外，虽然图6所示的实施方案具有在X-Y平面中移动的平台并且喷射器头部沿Z轴移动，但其他布置方式也是可能的。例如，致动器144可被构造成使喷射器头部140在X-Y平面中移动并且平台112沿Z轴移动，或者它们可被构造成使喷射器头部140在X-Y平面中并沿Z轴移动，或者它们可被构造成使平台112在X-Y平面中并沿Z轴移动。

控制器148操作切换装置152。能够选择性地由控制器操作一个切换装置152以将电功率从源156提供到加热器160，同时能够选择性地由控制器操作另一个切换装置152以将电功率从另一个电源156提供到线圈164，以用于生成从喷嘴108喷射液滴的电场。因为加热器160在高温下生成大量热量，所以线圈164定位在由喷射器头部140的一个壁(圆形)或更多个壁(直线形状)形成的室168内。如本文档中所用，术语“室”是指金属液滴喷射打印机内的一个或多个壁内所容纳的容积，3D金属物体打印机的加热器、线圈和可移除贮器定位在该容积中。可移除贮器104和加热器160定位在这种室内。该室通过泵176以流体方式连接到流体源172，并且还以流体方式连接到热交换器180。如本文档中所用，术语“流体源”是指具有可用于吸收热量的特性的液体的容器。热交换器180通过返回件连接到流体源172。来自源172的流体流过室以从线圈164吸收热量，并且流体携带所吸收的热量通过交换器180，在该交换器处通过已知方法移除热量。经冷却的流体返回到流体源172，以进一步用于将线圈的温度保持在适当的可操作范围内。

3D金属物体打印机100的控制器148需要来自外部源的数据以控制打印机用于金属物体制造。通常，待形成的物体的三维模型或其它数字数据模型存储在操作地连接到控制器148的存储器中。控制器可以通过服务器等、存储数字数据模型的远程数据库或存储数字数据模型的计算机可读介质选择性地访问数字数据模型。该三维模型或其他数字数据模型由用控制器实现的截剪器处理以生成机器就绪指令，该指令用于由控制器148以已知方式执行，从而操作打印机100的部件并且形成对应于模型的金属物体。机器就绪指令的生成可包括中间模型的产生(诸如当设备的CAD模型被转变为STL数据模型、多边形网片或其他中间表示时)，继而能够处理该中间模型以生成机器指令，诸如用于由打印机制造物体的g代码。如本文档中所用，术语“机器就绪指令”是指由计算机、微处理器或控制器执行以操作3D金属物体增材制造系统的部件以在平台112上形成金属物体的计算机语言命令。控制器148执行机器就绪指令以控制熔融金属液滴从喷嘴108喷射、平台112的定位以及保持孔110与平台112上的物体的表面之间的距离。

用于利用图6的打印机形成支撑结构的现有技术方法在图7中示出。如图7中所示，一些物体特征可以在打印开始时从物体的主体断开，然后随着打印继续进行而接合到该主体。该方法在图的左侧开始，其中操作喷射器头部以沿Z轴或竖直方向以逐层方式形成支撑件504和508以及物体部分512。物体部分512与支撑件504和508之间的界面516和520是空间上的空隙，使得支撑件和物体部分彼此不结合。支撑件和物体部分的形成在Z方向上继续，直到到达包括另一物体部分524的层。因为物体部分524必须搁置在支撑件504上，使得该物体部分能够被正确地形成，所以该物体部分和支撑件之间的物体/支撑件界面528不能是空间上的空隙。在图6的打印机中，在该界面处的支撑件和物体部分的相应层可牢固地结合，使得在完成物体的制造之后需要工具和机加工来将它们彼此分离。关于界面536也是如此，因为覆盖支撑件508的物体部分直接搁置在该支撑件上。在该方法的中心部分中，物体部分524和512开始会聚，并且如最右侧描绘中所示，它们在点532处相遇。从该方法的这部分开始，在Z方向上连续形成单个物体层以完成物体的形成。

图1A中示出了新型3D金属物体打印机100'，该打印机形成更容易去除的支撑结构，相同的部件使用相同的参考标号，并且去除了在物体形成期间不被用于稳定该物体的一些部件。打印机100’包括石墨施加设备194以及控制器148'，该石墨施加设备安装到底板114上，该控制器配置有存储在连接到控制器的非暂时性存储器中的编程指令。控制器148’执行编程指令以如下所述地操作致动器144和石墨施加设备194，以抵靠支撑结构的表面摩擦石墨构件198，然后形成由支撑结构支撑或接触支撑结构的物体层。石墨层易于在支撑结构和被支撑的物体特征之间传热。传热能力是重要的，因为热量从加热平台112传递到正在形成的物体190和支撑结构，以促进层间粘附并减少翘曲。在完成物体的制造并且物体已经冷却之后，支撑结构和石墨层可容易地从该物体脱离，因为石墨层不与物体层牢固地结合。如在该文件中所使用的，术语“物体层”意指由多个熔融金属液滴形成的金属物体的平面，该金属液滴从3D金属物体打印机的喷射头部喷射并在它们降落之后具有相同重力势。如在该文件中所使用的，术语“支撑层”意指由多个熔融金属液滴形成的金属支撑结构的平面，该金属液滴从3D金属物体打印机的喷射头部喷射并在它们降落之后具有相同重力势。

进一步参见图1A，石墨施加设备194安装到保持喷射器头部140的底板114上，使得移动底板114并因此移动喷射器头部140的相同致动器144也移动设备194。加热的构建平台112操作地连接到致动器144，使得该平台可在底板114下方的X-Y平面中移动。在图1A所示的实施方案中，Y轴在该图的平面中进出，然而X轴在该图中左右移动。因此，控制器148'被配置有存储在操作地连接到控制器的非暂时性存储器中的编程指令，以使控制器操作致动器144中的一些致动器以使石墨施加设备194中的石墨构件198邻近支撑表面或物体表面移动，然后使设备194移动以抵靠该表面摩擦石墨构件198从而将石墨施加到该表面。图1B中提供了图1A所示的打印机的顶视图。

图2A中示出了新型3D金属物体打印机100’的一个另选的实施方案，该打印机形成更容易去除的支撑结构，相同的部件使用相同的附图标记。打印机100”包括石墨施加设备194以及控制器148'，该石墨施加设备安装到被构造成独立移动设备194的构件196上，该控制器被配置有存储在连接到控制器的非暂时性存储器中的编程指令。控制器148’执行编程指令以如下所述地操作致动器144和石墨施加设备194，以抵靠支撑结构的表面摩擦石墨构件198，然后形成由支撑结构支撑或接触支撑结构的物体层。石墨层易于在支撑结构和被支撑的物体特征之间传热。传热能力是重要的，因为热量从加热平台112传递到正在形成的物体190和支撑结构，以促进层间粘附并减少翘曲。在完成物体的制造并且物体已经冷却之后，支撑结构和石墨层可容易地从该物体脱离，因为石墨层不与物体层牢固地结合。

进一步参见图2A，石墨施加设备194安装到构件196上，并且构件196操作地连接到致动器144，该致动器与使喷射器头部140移动的那些致动器不同，使得设备194和喷射器头部140可以彼此独立地移动。致动器中的一些致动器操作地连接到构件196以使设备在X-Y-Z空间中移动，如图所示。因此，控制器148'被配置有存储在操作地连接到控制器的非暂时性存储器中的编程指令，以使控制器操作致动器144中的一些致动器以独立于平台112或底板114的移动而使构件196在X-Y-Z空间中移动，使得石墨施加设备194中的石墨构件198能够邻近支撑表面或物体表面移动，然后被移动以抵靠该表面摩擦石墨构件198从而将石墨施加到该表面。加热的构建平台112操作地连接到致动器144中的一些致动器，使得该平台可在底板114下方的X-Y平面中移动，同时底板114操作地连接到致动器144中的一些，以用于使喷射器头部在竖直方向上沿Z轴移动，但是如上所述可使用其他配置。在图2A所示的实施方案中，Y轴在该图的平面中进出，然而X轴在该图中左右移动。图1B中提供了图1A所示的打印机的顶视图。

在图3中更详细地示出施加设备194。设备194包括具有螺纹凹部308的壳体304。石墨构件198具有T形截面，其中上横向构件198A具有与壳体304中的开口直径近似的直径。石墨构件垂直于上横向构件198A的延伸部198B延伸穿过壳体304的孔320。弹簧316同心地安装在壳体304的开口中，并且螺纹构件312拧入到螺纹凹部308中，以将上横向构件198A插置在构件312与弹簧316之间。弹簧抵靠横向构件198A和螺纹构件312的偏置保持石墨构件198在孔中对准，并且在石墨构件198抵靠支撑件或物体表面摩擦以留下固体石墨层期间使该石墨构件稳定。致动器144操作地连接到螺纹构件312并且被构造成双向地旋转螺纹凹部308中的螺纹构件，以在石墨施加期间在延伸部198B被消耗时推进该延伸部。

在一个实施方案中，石墨构件由固体石墨制成。如该文件中所用的，术语“固体石墨”意指表面上的石墨原子层，其通过研磨、摩擦或类似的摩擦运动施加到该表面上。如该文件中所用的，术语“摩擦”意指将固体石墨施加到表面上的非圆形摩擦运动。如该文件中所用的，术语“石墨施加设备”意指将石墨从固体石墨构件转移到石墨构件抵靠其摩擦的表面的装置。层的厚度为500μm或更小。摩擦压力与支撑表面或物体表面的粗糙性的组合有助于将固体石墨层施加到表面上。支撑表面的粗糙性或粗糙度可在形成支撑结构的3D打印过程期间通过在施加固体石墨层之前改变该支撑结构的最后几层中的熔融金属液滴的间距或该液滴的尺寸来改变。

支撑结构和物体部分之间的石墨层的示例示于图4中。在该图中，物体各部分528由支撑结构504和508支撑，其中石墨界面550、554插置在物体各部分和支撑结构之间。一旦物体制造完成并且物体已经冷却，支撑结构504、508和石墨界面550、554就可容易地用手或用轻质夹持工具去除。如本文件中所用的，术语“石墨界面”意指插置在物体层中的一部分和支撑该物体层部分的支撑结构表面之间的石墨层。

控制器148'能够用执行编程指令的一个或多个通用或专用可编程处理器实现。执行编程功能所需的指令和数据可以存储在与处理器或控制器相关联的存储器中。处理器、处理器的存储器和接口电路配置控制器来执行前面描述的以及下面描述的操作。这些部件可以设置在印刷电路卡上，或者设置为专用集成电路(ASIC)中的电路。每个电路可以由单独的处理器实现，或者多个电路可以在同一处理器上实现。另选地，这些电路可以由分立部件或设置在超大规模集成(VLSI)电路中的电路来实现。此外，本文所述描述的电路可以用处理器、ASIC、分立部件或VLSI电路的组合来实现。在金属物体形成期间，用于待产生的结构的图像数据从扫描系统或者从在线连接或工作工位连接被发送到控制器148'的一个或多个处理器，以用于处理和生成操作打印机100'的部件以在平台112上形成物体的信号。

图5示出了用于操作3D金属物体打印机100'以在金属物体的各部分与支撑结构之间形成固体石墨界面以用于制造物体的过程300。在该过程的描述中，该过程正在执行某一任务或功能的陈述是指控制器或通用处理器执行编程指令以操纵打印机中的一个或多个部件来执行任务或功能，该编程指令存储在操作地连接到控制器或处理器的非暂态计算机可读存储介质中。上述控制器148'可以是此类控制器或处理器。另选地，控制器可由多于一个的处理器和相关联的电路和部件来实现，它们中的每一者均被配置为形成本文所描述的一个或多个任务或功能。此外，该方法的步骤可以以任何可行的时间顺序执行，而与图中所示的顺序或描述处理的顺序无关。

图5是操作石墨施加设备194以在金属物体的各部分与支撑结构之间形成固体石墨界面的过程300的流程图，该支撑结构用于帮助用打印机100'和100"制造金属物体。控制器148'被配置为执行存储在非暂时性存储器中的编程指令，该非暂时性存储器操作地连接到控制器以操作施加设备194来用于该目的。在初始化打印机(框304)之后，操作打印机以形成物体层和支撑层(如果有的话)(框308)。在打印下一层之前，该过程确定是否检测到物体层/支撑层界面(框312)。如果检测到此类界面，则控制器操作致动器以将石墨施加设备移动到用于施加石墨的位置中并且使设备以往复方式移动以将石墨施加到界面区域并且形成石墨界面(框316)。当该区域已涂覆有石墨时，形成物体层和支撑层的过程继续进行直到物体完成(框320)。在执行框316中的处理之前，该过程可改变熔融金属液滴间距或熔融金属液滴尺寸以在形成石墨界面之前增加支撑表面的粗糙性。

具有石墨施加设备的3D金属物体打印机和操作此类打印机的方法提供了许多先前不能获得的优点。在先前已知的3D金属物体打印机中，必须针对支撑结构的鲁棒性考虑折衷。由于支撑结构需要在制造过程完成之后去除，因此趋势是使支撑件尽可能轻质以有利于其去除而不需要昂贵的机加工等。在一些情况下，这种趋势产生不足以保持延伸的物体特征不下垂等的支撑结构。由上文所公开的打印机和操作方法产生的石墨界面允许形成稳健的支撑结构，该支撑结构可在不进行机加工的情况下去除。另外，施用固体石墨被认为比施用剥离材料的液体悬浮液以在支撑结构和物体特征之间形成分离界面具有显著的优势。形成金属物体的环境经受高温。金属物体和支撑结构可处于475℃和更高的温度下。小至15℃的温度下降可导致物体特征缺陷。固体石墨从施加装置到支撑结构的转移不导致此类温度变化。

应当理解的是，以上公开的与其他特征和功能的变型或其替代者可期望地被组合到许多其他不同的系统、应用或方法中。本领域的技术人员随后可做出各种当前未预见或未预料到的替换、修改、变化或改进，这些也旨在被以下权利要求书涵盖。

Claims (24)

1.一种金属液滴喷射装置，包括：

喷射器头部，所述喷射器头部具有贮器，所述贮器在所述贮器内具有接收器，所述接收器被构造成保持熔融金属；

平面构件；和

石墨施加设备，所述石墨施加设备被构造成将石墨施加于表面以在支撑结构表面和金属物体的一部分之间形成石墨界面，所述金属物体由从所述喷射器头部喷射的熔融金属液滴形成。

2.根据权利要求1所述的装置，所述石墨施加设备还包括：

壳体，所述壳体具有开口；

石墨构件，所述石墨构件位于所述壳体的所述开口内；

第一致动器，所述第一致动器操作地连接到所述壳体；以及

控制器，所述控制器操作地连接到所述致动器，所述控制器被配置为：

操作所述第一致动器以使所述壳体移动到所述表面，并且使所述石墨构件抵靠所述表面以往复运动形式移动以形成所述石墨界面。

3.根据权利要求2所述的装置，所述石墨施加设备还包括：

构件，所述构件位于所述壳体的所述开口中；

第二致动器，所述第二致动器操作地连接到所述构件；以及

控制器，所述控制器操作地连接到所述第二致动器，并且所述控制器被进一步配置为：

操作所述第二致动器以使所述石墨构件在所述壳体中的所述开口内移动，从而使所述石墨构件的端部延伸到所述开口之外。

4.根据权利要求3所述的装置，还包括：

弹簧，所述弹簧围绕石所述墨构件安装在所述壳体中的所述开口内；

其中所述石墨构件的一部分插置在所述构件与所述弹簧之间。

5.根据权利要求4所述的装置，还包括：

螺纹凹部，所述螺纹凹部位于所述壳体的所述开口中；并且

其中位于所述壳体的所述开口内的所述构件是螺纹构件，并且所述第二致动器被构造成使所述螺纹构件在所述螺纹凹部中旋转；并且

所述控制器被进一步配置为：

操作所述第二致动器以使所述螺纹构件在所述螺纹凹部中旋转从而使所述石墨构件延伸。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述石墨构件具有T形纵向截面区域。

7.根据权利要求3所述的装置，所述控制器操作地连接到所述喷射器头部，并且所述控制器被进一步配置为：

操作所述喷射器头部以改变形成所述支撑结构表面的喷射的熔融金属液滴之间的间距。

8.根据权利要求3所述的装置，所述控制器操作地连接到所述喷射器头部，并且所述控制器被进一步配置为：

操作所述喷射器头部以改变形成所述支撑结构表面的喷射的熔融金属液滴的尺寸。

9.根据权利要求2所述的装置，还包括：

构件，所述喷射器头部和所述壳体安装到所述构件；并且

其中所述第一致动器操作地连接到所述构件，使得所述第一致动器的操作使所述喷射器头部和所述壳体一前一后移动。

10.根据权利要求2所述的装置，还包括：

第一构件，所述喷射器头部安装到所述第一构件；

第二构件，所述壳体安装到所述第二构件，所述第一构件不同于所述第二构件；

第二致动器，所述第二致动器操作地连接到所述第二构件；

其中所述第一致动器操作地连接到所述第一构件；并且

所述控制器操作地连接到所述第二致动器，所述控制器被配置为操作所述第一致动器和所述第二致动器以使所述喷射器头部和所述壳体彼此独立地移动。

11.根据权利要求10所述的装置，所述控制器被进一步配置为：

操作所述第二致动器以使所述第二构件在三维空间中移动。

12.根据权利要求11所述的装置，所述控制器被进一步配置为：

操作所述第一致动器以使所述喷射器头部在平面内或沿单个轴线移动。

13.一种操作金属液滴喷射装置的方法，包括：

操作喷射器头部以喷射熔融金属液滴，从而形成由构件支撑的物体层和支撑层；以及

操作石墨施加设备以在由支撑层形成的支撑结构的表面和由物体层形成的金属物体的一部分的表面之间形成石墨界面。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：

操作第一致动器以将所述石墨施加设备的壳体移动到所述支撑结构的所述表面，并且使所述石墨构件抵靠所述支撑结构的所述表面以往复运动形式移动以形成所述石墨界面。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：

操作所述第二致动器，所述第二致动器操作地连接到所述壳体中的开口内，以使所述石墨构件在所述壳体中的所述开口内移动，从而使所述石墨构件的端部延伸到所述开口之外。

16.根据权利要求15所述的方法，所述第二致动器的所述操作还包括：

推动所述石墨构件的一部分抵靠弹簧，所述弹簧围绕所述石墨构件安装在所述壳体中的所述开口内。

17.根据权利要求16所述的方法，所述第二致动器的所述操作还包括：

使所述构件在螺纹凹部内旋转以使所述石墨构件延伸。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述石墨构件具有T形纵向截面区域。

19.根据权利要求15所述的方法，还包括：

操作所述喷射器头部以改变形成所述支撑结构表面的喷射的熔融金属液滴之间的间距。

20.根据权利要求15所述的方法，还包括：

操作所述喷射器头部以改变形成所述支撑结构表面的喷射的熔融金属液滴的尺寸。

21.根据权利要求14所述的方法，所述第一致动器的所述操作还包括：

移动所述喷射器头部和所述壳体安装到其的构件，使得所述第一致动器的所述操作使所述喷射器头部和所述壳体一前一后地移动。

22.根据权利要求14所述的方法，还包括：

操作所述第一致动器以使所述喷射器头部移动；以及

操作第二致动器以使所述壳体独立于所述喷射器头部移动。

23.根据权利要求22所述的方法，所述第二致动器的所述操作还包括：

使所述壳体在三维空间中移动。

24.根据权利要求23所述的方法，所述第一致动器的所述操作还包括：

使所述喷射器头部在平面内或沿单个轴线移动。