CN116710218A - 具有不同层厚度的多层复合物及相关方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述通过增材制造技术制备的三维多层复合结构以及通过增材制造技术制备所述结构的方法，其中多层结构具有至少两个不同厚度及精确厚度的层。

Description

具有不同层厚度的多层复合物及相关方法

技术领域

所描述的发明涉及通过增材制造技术制备的三维多层复合结构以及通过增材制造技术制备所述结构的方法，其中多层结构具有至少两个不同厚度及精确厚度的层。

背景技术

由金属或陶瓷制成的刚体(一个实例类型是多孔烧结金属体或薄膜)在各种工业应用中找到用途。多孔金属薄膜可被用作微电子及半导体制造工业以及需要高纯原料进行处理的其它工业中的过滤薄膜。例如，在半导体及微电子工业中，管线过滤器经常用于从流体移除微粒物质以防止将微粒物质引入到制造工艺中。流体可呈气体或液体的形式。

目前，商业上制备多孔烧结金属体的常见方法包含涉及手动地移动及处置多孔体的中间(制造工艺中)形式的形成及烧结步骤。这些步骤是劳力密集型的。此外，所述体是脆弱的且形成步骤可不精确。这些特征导致所述方法容易具有大量浪费、非所期望的低效率及非所期望的高成本。此外，许多刚体必须形成为高度精确的形状或大小(例如，厚度)。有时，金属体可在初始阶段形成，且接着通过加工步骤处理以实现形状或大小特征的必要精度。然而，当制备任何类型的刚体时，加工步骤增加费用及复杂性。另外，某些类型的金属体受到加工步骤的不利影响，例如，加工步骤可堵塞多孔薄膜的孔。

发明内容

以下描述涉及有效地产生在至少一个维度(例如在厚度方向(“z方向”))上展现高精密度的多层复合物的增材制造方法。

如所描述的方法使用增材制造技术以通过包含形成不同厚度的层的步骤来形成多层体(即，“多层复合物”)以实现相对于体厚度的所期望精度水平或“厚度公差”。层的厚度经选择以产生在厚度公差范围内具有等于目标厚度的经测量厚度的多层复合物。如果厚度公差是0.1毫米(表示为：+/-0.1mm)，那么可接受多层复合物可具有比目标厚度大不超过0.1毫米且比目标厚度小不超过0.1毫米的经测量厚度。

通过将多层复合物的至少一些层形成为具有小于厚度公差的量值的厚度，可相对于目标厚度将经测量厚度控制到厚度公差内的程度。在实例方法中，方法可包含形成具有小于厚度公差的量值的厚度的一或多个层。其它层可经形成为具有大于厚度公差的量值的厚度。

因此，为了通过如所描述的增材制造方法制备多层复合物，其中复合物具有在目标厚度的预定厚度公差内的实际(经测量)厚度，所述方法包含通过增材制造方法形成多个层，其中多个层具有至少两个不同厚度，例如，一或多个“精细”层具有相对较低厚度，且一或多个粗糙层具有相对较大厚度。

粗糙层及精细层的组合产生精确厚度及制造效率的组合。以较大厚度形成的粗糙层将通过减少产生特定厚度的多层复合物所必须形成的层数来改进制造效率。精细层可用于将复合物的厚度控制到所期望公差。

通过增材制造步骤形成的多层复合物可具有任何大小、形状及目的，且特定来说可为形成到所期望高尺寸精度水平的结构。在实例方法中，多层复合物是生坯，其为具有所期望效用的衍生结构的前体。生坯可在形成之后进行处理以产生衍生结构，例如刚性无机体，例如多孔金属薄膜。通过形成生坯以展现精确厚度尺寸，衍生结构(例如，金属薄膜)也将具有精确厚度。

在一个方面中，本发明涉及通过增材制造步骤形成三维体的方法。一种方法包含：形成具有粗糙原料层厚度的粗糙原料层；使所述粗糙原料层的一部分凝固以形成具有凝固粗糙原料层厚度的凝固粗糙原料层，在形成所述凝固粗糙原料层之前或之后，形成具有小于所述粗糙原料层厚度的精细原料层厚度的精细原料层；使所述精细原料层的一部分凝固，以形成具有小于所述凝固粗糙原料层厚度的凝固精细原料层厚度的凝固精细原料层。

附图说明

前文将从如附图中说明的本公开的实例实施例的更特定描述而显而易见，其中相似元件符号贯穿不同视图指代相同部分。图不一定按比例，而是将重点放在说明本公开的实施例。

图1A、1B、1C、1D及1E展示如所描述的多层复合物的实例。

图2A及2B展示由如所描述的多层复合物形成的后处理体的实例。

图3A、3B、4A及4B展示形成如所描述的多层复合物或衍生体的如所描述的方法的实例步骤。

具体实施方式

以下描述涉及用于通过增材制造方法制备多层三维结构的方法，包含通常称为“3D打印”技术的方法。

已知不同版本的增材制造技术。如应用于本描述的这些方法通常涉及一系列层形成步骤，所述步骤个别且循序形成含有分散在凝固粘结剂组合物中的颗粒的凝固原料组合物的多个层(例如，“路径”)。凝固粘结剂组合物用作将颗粒共同固持在凝固原料组合物内的结构。使用一系列增材制造步骤，将凝固原料的多个层循序形成为包含凝固原料组合物的多个层的多层复合物。

增材制造技术的特定实例包含通常被称为“粉末床”增材制造方法的技术(其包含各种“粘结剂喷射打印”技术)以及被称为立体光刻技术(SLA)的技术。本文中描述的方法及材料可对这些类型的增材制造方法有用，且鉴于这些示范性技术进行描述。

根据本描述，可使用增材制造技术来制备具有拥有所期望精度水平的厚度(即，“经测量厚度”或“实际厚度”)的三维体。如所描述，体可具有在目标厚度的厚度公差范围内的厚度。

在制造中，通过制造工艺制备的结构(或“部分”)通常必须满足所期望大小及形状要求，包含尺寸要求，例如厚度要求。厚度要求可使用两个因素来描述：一个因素是标称厚度，称为“目标厚度”，其为特定所期望厚度尺寸。第二因素是“厚度公差”，其为实际(经测量)厚度与目标厚度(大于或低于目标厚度)的最大可接受偏差范围。厚度公差被识别为在“加”(“+”)符号、“减”(“-”)符号或“加-减”(“+/-”)符号之后具有长度单位的值以指示公差是否允许在方向上具有与目标厚度的偏差(分别大于、小于或大于或小于目标厚度的值)。+/-0.1毫米的公差允许比目标厚度大最多0.1毫米的差异及比目标厚度小最多0.1毫米的差异。+0.1毫米的公差允许比目标厚度大最多0.1毫米的差异，但不允许小于目标厚度的差异。类似地，-0.1毫米的公差允许比目标厚度小最多0.1毫米的差异，但不允许大于目标厚度的差异。

厚度公差的“量值”是公差的数值。针对+/-0.1mm的厚度公差，厚度公差的量值是0.1mm。厚度公差的“范围”等于量值或量值的两倍。由+/-0.1mm的厚度公差所允许的厚度范围在比目标厚度小0.1mm的厚度与比目标厚度大0.1mm的厚度之间，其总共跨越0.2mm。由+0.1mm的厚度公差所允许的厚度范围在目标厚度与比目标厚度大0.1mm的厚度之间，且等于0.1mm。

如所描述的结构可具有根据预先选择的目标厚度及厚度公差产生的类型。增材制造方法能够产生具有广泛范围的尺寸的结构，包含厚度。根据本描述制备的多层复合物可具有微米范围内的厚度，例如，小于100微米；到英寸的分率的范围，例如，0.25英寸、0.5英寸；或在英寸范围内，例如，1英寸、2英寸或更多英寸。

作为实例，为了说明目的，制造工艺可经设计以产生具有在英寸的分率的范围内(例如十分之一英寸或2.54毫米)的预期厚度的一部分。此预期(所期望)厚度被称为“目标厚度”且可经预先选择用于制造一部分。连同预选目标厚度，制造工艺也可预先选择“厚度公差”，其定义高于及低于预选目标厚度值的可接受厚度范围。

根据此实例，可接受部分可被视为具有比目标厚度大或低不超过厚度公差的量值的厚度的一部分；可接受部分具有与目标厚度相差不超过厚度公差的量值的厚度。针对具有2.54毫米的目标厚度及0.1毫米的公差(表示为：+/-0.1mm)的一部分，可接受部分可具有在2.44毫米到2.64毫米的范围内的厚度。针对具有2.54毫米的目标厚度及0.05毫米的公差(表示为：+/-0.05mm)的一部分，可接受部分可具有在2.49毫米到2.59毫米的范围内的厚度。

本描述的方法使用增材制造技术以通过包含以下的步骤形成多层体(即，“多层复合物”)：形成多层体的多个层，其中不同层具有不同厚度，以实现关于体的厚度的所期望精度(形成具有在相对于目标厚度的预定厚度公差内的厚度的体)。层的厚度经选择以产生在厚度公差范围内具有等于目标厚度的经测量厚度的完整多层复合物。如果厚度公差是0.05毫米(表示为：+/-0.05mm)，那么可接受多层复合物可具有比目标厚度大不超过0.05毫米且比目标厚度小不超过0.05毫米的经测量厚度。

通过将多层复合物的至少一些层形成为具有小于厚度公差的量值的厚度，可相对于目标厚度将经测量厚度控制到允许多层复合物的经测量厚度处于厚度公差内的精密度。在实例方法中，方法可包含形成具有小于厚度公差的量值的厚度的一或多个层。其它层可经形成为具有大于厚度公差的量值的厚度。

因此，为了通过如所描述的增材制造方法制备多层复合物，其中复合物具有在目标厚度的预定厚度公差内的实际(经测量)厚度，所述方法包含通过增材制造方法形成多个层，其中多个层具有至少两个不同厚度。为了本描述的目的，这些层将被称为：精细层，其指代具有较低厚度的层；及粗糙层，其指代具有较大厚度的层。

在增材制造工艺期间形成具有较低厚度的多个精细层将降低多层复合物的产生速率，即，将增加产生具有特定厚度的多层复合物所需的步骤数目及时间量，这是因为必须形成较高数目个精细(较薄)层，这意味着需要较高数目个增材制造步骤来建构给定厚度的多层复合物。然而，形成具有一或多个精细层的复合物有利地允许控制多层复合物的厚度。

精细层的厚度可为在通过增材制造方法形成的层的厚度的典型范围内的厚度，特别是在所述范围的低端，例如在30微米到100微米的范围内的厚度，例如，30微米到50微米、60微米、70微米、80微米或90微米。也可基于厚度公差的值来选择精细层的厚度。

在实例方法中，精细层的厚度可小于厚度公差的量值。使用具有小于厚度公差的量值的厚度的精细层可产生精度水平约等于精细层的厚度的多层复合物。为了实现0.1毫米的精度，以便形成具有在+/-0.1毫米的厚度公差内的厚度的体，精细层的有用厚度可为0.1毫米。在其它实例方法中，精细层的厚度可为厚度公差的量值的分率，例如，厚度公差的量值的四分之三、二分之一、三分之一或四分之一；即，针对0.1毫米的厚度公差，精细层可具有0.075mm、0.05mm、0.033mm或0.025mm的厚度以形成具有在目标厚度的0.1mm内的厚度的多层复合物。

在与一或多个精细层组合的情况下，可使用增材制造方法形成具有相对较大厚度(与精细层相比)的一或多个粗糙层以增加多层复合物的产生速率。使用相对较大厚度的层形成多层复合物将增加制备多层复合物的产生速率(减少所需的时间量)，这是因为层的增加厚度将减少产生特定厚度的多层复合物所需的总层数及所需的层形成步骤数目。粗糙层的厚度可为在通过增材制造方法形成的层的典型范围内的厚度，例如，在100微米到500微米的范围内。粗糙层的较大厚度将减少形成预定总厚度的成品多层复合物所需的步骤数目及时间量。

根据如所描述的方法制备的多层复合物可具有不同厚度的多个层，包含具有相对较大厚度的多个层(称为“粗糙”层)及具有相对较低厚度的多个层(称为“精细”层)。作为多层复合物的部分的一或多个精细层相对于粗糙层的位置可为任何有用位置。同样地，相对于一或多个粗糙层形成一或多个精细层的顺序可为任何有用顺序。粗糙层及精细层的各种位置及形成粗糙层及精细层的各种顺序可有效地用于提供具有落在相对于预定目标厚度的预定厚度公差内的厚度的多层复合物。

举一个实例，为了说明目的，可首先在多层复合物的“底部”处形成精细层或一系列(群组)精细层(其可任选地全部形成为相同厚度)。在形成一个或一群组精细层之后，可在一或多个精细层之后(“上方”)形成一个或一群组粗糙层(其可任选地全部形成为相同厚度)。图1A(示意性，且不按比例)展示多层复合物10的实例，所述多层复合物10具有形成于复合物10的底部处的三个精细层的群组30及形成于精细层32之后及上方的五个粗糙层22的随后形成群组20。如说明，复合物10的目标厚度可为600微米(0.6毫米(mm))，具有+/-50微米(+-0.05mm)的公差。每一粗糙层22可经形成为100微米(0.1mm)的厚度，且每一精细层32可经形成为30微米(0.03mm)的厚度。组合精细及粗糙层的总厚度是590微米(0.590mm)，其与600微米的目标厚度相比在+/-50微米的厚度公差内。

在图1B说明的其它实例方法中，可通过首先形成粗糙层22的群组20，其后接着形成精细层32的群组30来形成多层复合物12。粗糙层首先形成且定位于多层复合物中的精细层下方的复合物的底部处。实例厚度可与图1A的复合物12中相同，或可不同。

在图1C(也为示意性，且不按比例)展示的不同实例多层复合物中，实例多层复合物14包含形成于复合物14的底部处的三个精细层32的底部群组30、形成于精细层32之后及上方的五个粗糙层22的随后形成群组20及形成于复合物14的顶部处的三个精细层32的第二群组30。在此实施例中，精细层32的群组存在于复合物14的两个暴露表面中的每一者处(例如，作为外“皮肤”层)。粗糙层22经定位于复合物的内部位置处(例如，作为“核心”层)。如说明，复合物10的目标厚度可为700微米(0.7毫米(mm))，具有+/-50微米(+-0.05mm)的公差。每一粗糙层22可经形成为100微米(0.1mm)的厚度，且每一精细层32可经形成为30微米(0.03mm)的厚度。组合精细及粗糙层的总厚度是680微米(0.680mm)，其与700微米的目标厚度相比在+/-50微米的厚度公差内。

在图1D(也为示意性，且不按比例)展示的又一不同实例多层复合物中，实例多层复合物16包含形成于复合物16的底部处的三个粗糙层22的底部群组20、形成于粗糙层22之后及上方的三个精细层32的随后形成群组30及形成于复合物16的顶部处的五个粗糙层22的第二群组20。

在另一实施例中，例如在图1E(也为示意性，且不按比例)中展示，实例多层复合物18可包含形成多层复合物18的中心的粗糙层22的第一群组20及形成多层复合物18的外侧表面的精细层32的第二群组30。

如图1A到1E中展示，精细层32可形成多层复合物10、12、14、16及18的外部的至少一部分。图1A到1E中展示的实施例也可经组合，使得精细层32形成包含顶表面、底表面及侧表面的多层复合物的整个外部。在一些实施例中，精细层32可形成顶表面、底表面及或侧表面的一部分或全部。在一些实施例中，当精细层32及粗糙层22具有如下文更详细论述的粘结剂时，粘结剂饱和度将在精细层32与粗糙层22之间不同。在实施例中，例如在其中存在形成外侧表面的精细层的图1E中，可通过交替地将第一粉末层沉积到精细层的厚度且仅在对应于精细层的区域上沉积粘结剂且接着沉积第二粉末层并针对整个第二层沉积粘结剂来形成多层复合物，但针对对应于粗糙层22的区域，粘结剂的饱和速率高于对应于精细层32的区域。在一些实施例中，如在其中精细层形成外表面的图1E中，从外侧表面向内的孔隙度及/或密度可存在梯度。

如说明，精细层及粗糙层的任何各种布置可有效地产生具有在相对于目标厚度的预定厚度公差内的厚度的多层复合物。

通过如通常描述的增材制造方法直接形成的多层复合物由多个单独形成的层制成，每一层含有由凝固粘结剂组合物固持在一起的颗粒。最初通过增材制造步骤形成的多层复合物可为任何有用结构。在特定实例中，多层复合物可为通常被称为“生坯”的结构。

呈生坯形式的多层复合物含有分散在凝固粘结剂材料中的颗粒，所述凝固粘结剂材料是在增材制造步骤中用于形成多层复合物的材料。在典型方法中，生坯可并非所期望或功能最终产品，而代替地可为必须进一步处理以形成有用衍生结构的中间产品，其在本文中将被称为“后处理体”。

后处理体可具有可通过形成生坯且接着随后处理生坯，以形成衍生产品(后处理体)的增材制造技术产生的任何结构、形式或组合物。实例后处理体包含刚性(例如，自支撑)体，例如，由包含无机材料(例如金属材料或陶瓷材料，其中的任一者源于用于形成呈生坯形式的多层复合物的颗粒)的至少一部分的材料制成的刚性无机体。根据方法制备的后处理体由形成为精确厚度尺寸的生坯(多层复合物)制备，所述精确厚度尺寸意味着在相对于生坯的目标厚度的特定公差范围内的厚度。有利地，由生坯(具有精确厚度尺寸)制备的后处理体也可展现精确厚度尺寸，所述精确厚度尺寸意味着在相对于后处理体的目标厚度的特定公差范围内的厚度。

在一个特定实例中，后处理体可为刚性无机体，例如由包含金属、金属合金或陶瓷的材料制成的刚性无机体。刚性有机体的实例可用于各种目的，包含刚性无机体的精确厚度可为有用或有利的一些目的。这些包含呈相对薄、任选地平坦的结构形式的多孔无机(例如金属)薄膜，其具有两个相对表面及跨薄膜的区域的相对均匀且精确的厚度。薄膜可呈平坦薄片、圆盘或具有均匀厚度的另一结构的形式。

更详细地，呈用作过滤器(具有任何形状)的多孔烧结金属体(薄膜)形式的后处理体通常可包含两个相对主表面及两个相对主表面之间的厚度，在过滤步骤中将薄膜用作过滤器期间，流体流动通过所述厚度。用作过滤薄膜的实例多孔金属薄膜的厚度(例如，圆盘、薄片、或杯的厚度，或管或圆筒的体壁的厚度)可在有效地将多孔体用作过滤薄膜的范围内，例如，其导致所期望流动性质(例如在给定压降下的足够流动)及过滤性质(例如颗粒保持)，同时具有足够强度及结构完整性以作为过滤系统的部分来处理、安装及使用。有用厚度(目标厚度)的实例可在0.5毫米到5毫米的范围内，例如，1毫米到4毫米。此类型的后处理体的实例厚度公差可小于+/-0.1mm；实例厚度公差可为+/-0.09mm或更小，+/-0.08mm或更小，+/-0.06mm或更小，或+/-0.05mm或更小。

在图2A及2B展示可根据如本文中描述的方法制备的衍生体的实例。圆盘40(说明为多孔烧结金属体(薄膜))具有包含两个相对平坦表面及表面之间的厚度的形式。圆盘(例如，多孔烧结金属薄膜)由烧结金属颗粒(例如，金属或金属合金，替代地陶瓷)制成，具有直径，且根据本描述的方法制备以具有在相对于目标厚度的所期望(预选)厚度公差范围内的经测量厚度。

特定来说，圆盘40是通过处理通过如所描述的增材制造方法形成的呈多层复合物形式的生坯而形成的衍生体(后处理体)。生坯经形成以展现在生坯的目标厚度的厚度公差内的厚度。圆盘(后处理体)也可具有精确厚度，其意味着在后处理体的目标厚度的厚度公差内的厚度。为了将后处理体形成为具有目标厚度的公差内的精确厚度，将生坯形成为略大于后处理体的目标厚度的目标厚度。在一或多个后处理步骤期间，生坯的厚度将略微减小。后处理体的厚度将略小于生坯的厚度。通过考虑此厚度减小，生坯的目标厚度可经选择为略大于后处理体的目标厚度以考虑后处理期间发生的厚度减小。由后处理步骤引起的厚度减少的量可根据经验来确定。后处理体的厚度公差范围可为等于或约等于生坯的厚度公差范围的范围，且可为等于本文中描述为对多层复合物或生坯有用的任何厚度公差的厚度公差。

在目标厚度的公差范围内的“经测量厚度”可作为体(例如，多层复合物，例如，生坯，或后处理体)上的单个位置处的厚度来测量，或优选地，可在体的多个位置处测量。如在图2B展示，后处理体(例如，多孔烧结金属薄膜)的厚度可在多个(例如，五个，识别为数字1到5)位置处(例如在中心位置处以及在围绕周长等距间隔的四个位置处)测量。优选地，所述体在多个(例如，五个)测量位置处的经测量厚度在全部测量位置处在相对于目标厚度的预选厚度公差范围内。

通常，为了从呈生坯形式的多层复合物形成所期望后处理产品，生坯在形成之后被进一步处理。生坯可通过一或多个后处理步骤来处理，其包含：固化步骤，其使用高温来固化(例如，交联)粘结剂组合物；脱粘步骤，其移除凝固粘结剂；及烧结步骤，其使复合物的颗粒融熔在一起以形成烧结体。

在实例方法中，脱粘步骤及烧结步骤可在单个设备(例如，烘箱或熔炉)中执行，或可在第一设备中执行脱粘步骤的序列，且在第二(不同)设备中执行随后烧结步骤。用于脱粘步骤的温度低于用于烧结步骤的温度。用于脱粘步骤的温度通常可在低于600摄氏度的范围内，例如，在100摄氏度到550摄氏度或600摄氏度的范围内。特定多层复合物的任何特定脱粘步骤的选定温度可取决于粘结剂的化学性质。用于烧结步骤的温度通常可高于用于脱粘步骤的温度，例如，大于550摄氏度或600摄氏度。

如本文中使用的术语“烧结”具有与此术语在多孔烧结金属或陶瓷结构的技术中使用时给出的含义一致的含义。与此一致，术语“烧结”可用于指代通过在非氧化环境中将热量施加到如形成为生坯的颗粒，使得颗粒的表面达到使颗粒表面通过颗粒表面之间的物理(机械)接合而融熔在一起但不使颗粒熔化(即，金属材料皆未达到其熔化温度)的温度而将一或多个不同类型(大小、组成、形状等)的小的、可烧结颗粒的集合接合(例如，“固态焊接”或“融熔”)在一起的制造工艺。

在高于所述体的颗粒的烧结点但低于颗粒的熔化温度的温度下执行烧结步骤。如本文中使用，颗粒的“烧结点”是颗粒的材料能够烧结的温度，即，颗粒开始粘附到被烧结体的其它颗粒且可例如在特定压力下(例如在大气压下)融熔到另一颗粒的温度。材料(例如，金属)的烧结点通常低于材料的熔化温度(意味着材料变成液体的温度)。

因此，用于执行烧结及脱粘步骤的有用温度可取决于用于脱粘步骤的凝固粘结剂的组成及颗粒的组成及颗粒的烧结点以及被烧结颗粒的大小，例如，颗粒是否为“粗糙”(较大)或“精细”(较小)。烧结步骤可在熔炉或烤箱中及在不与被烧结体的颗粒反应或以其它方式不利地影响被烧结体的颗粒的非氧化氛围中执行，例如，在真空中或在浓缩或纯氢、浓缩或纯惰性气体、或浓缩或纯氢及惰性气体的组合的氛围中。

为了制备具有相对于预选目标厚度的精确厚度的如所描述的多层复合物，已发现某些类型的增材制造方法是有用或有利的。一般来说，已知增材制造工艺对于制备展现广泛范围的形状及大小的结构是有用的。增材制造工艺也可为高度自动化且相对高效并具成本效益。

用于形成多层复合物的增材制造方法需要包含颗粒(例如，无机颗粒，例如金属颗粒)的成分及组合形成粘结剂组合物的一或多个成分。粘结剂组合物可与颗粒组合，且粘结剂组合物可经凝固(硬化、固化或类似物)以产生含有用作颗粒的物理支撑结构(基质)的凝固粘结剂组合物的凝固原料组合物。将颗粒与粘结剂组合物组合且使粘结剂组合物凝固为复合物的层的步骤可随着不同类型的增材制造技术而变化，例如，与立体光刻技术相比，将颗粒与粘结剂组合物组合的步骤对于粉末床技术及对于粉末床技术的不同版本可为不同的。

根据本描述的有用颗粒可为可经处理以形成如所描述的有用多层复合物、有用生坯或有用后处理体的任何颗粒。颗粒可以粉末形式或作为颗粒(呈粉末形式)与其它成分(例如粘结剂组合物的一或多个组分)组合的浆液的部分包含在原料中。

有用颗粒的实例包含被视为“可烧结”的无机颗粒，例如，可形成为如所描述的生坯且接着通过将使颗粒变得融熔在一起的烧结步骤处理的无机颗粒。颗粒可具有任何可烧结材料，例如金属或陶瓷材料。

颗粒可具有任何大小(例如，平均颗粒大小)或有效大小范围，包含微米尺度上的小或相对小颗粒(例如，具有小于500微米、小于100微米、小于50微米、10微米或小于5微米的平均大小)。优选地，颗粒的平均颗粒大小可小于在如所描述的增材制造技术期间形成的层的厚度。

如本文中使用的术语“金属”指代任何金属或类金属化学元素或这些元素中的两者或多于两者的合金。有用或优选颗粒可由包含镍、镍合金及不锈钢等的金属制成。

颗粒可经选择以实现如所描述的处理的有效性，以能够包含在原料中，形成为原料层，形成为凝固原料及多层复合物，且接着任选地进一步处理，例如通过烧结以形成将具有所期望效用的多孔烧结体(例如，作为多孔过滤薄膜)。颗粒的大小、形状及化学组成可为有效地用于这些目的中的任一者。

参考所述方法的粘结剂组分，可被用作粘结剂或粘结剂的组分的材料包含聚合物材料、有机材料(例如，液体溶剂)及无机材料。

可被用作粘结剂的组分的无机材料的实例包含可悬浮在液体中且经干燥以形成固体材料的颗粒，例如粘土。可将有用粘土或其它无机颗粒型粘结剂成分与无机颗粒(如所描述的金属或陶瓷)、溶剂(水或有机溶剂)及聚合物组合，使得无机粘结剂颗粒及(原料的)无机颗粒可变得与聚合物一起悬浮在液体(例如，水、有机溶剂或两者的组合)中，接着例如通过蒸发来移除液体。在液体蒸发之后，粘结剂的无机颗粒及聚合物形成支撑原料的无机颗粒的凝固粘结剂组合物作为凝固原料组合物的部分。

其它粘结剂组合物包含可固化聚合物粘结剂材料。可固化聚合物粘结剂可作为液体与形成为原料层的颗粒组合，接着凝固。可固化聚合物粘结剂的实例包含化学可固化材料，例如通过在暴露于高温(热固性)时发生反应以凝固，或通过在暴露于电磁辐射(例如来自激光，例如UV激光)时发生反应以凝固。聚合物粘结剂的其它实例可在液体溶剂中作为液体施加，且接着可蒸发溶剂以留下聚合物粘结剂作为支撑颗粒的结构。粘结剂的聚合物组分可任选地在多层复合物完全形成之后固化，即，在多层复合物的全部层形成之后，使用单个固化以使多层复合物的全部层中含有的聚合物通过由热量(增加温度)、暴露于辐射或由另一反应机制起始的化学反应而固化。

可固化液体粘结剂组合物可包含含有化学单体、低聚物、聚合物、交联剂等的可固化材料，且可另外含有允许或促进可固化粘结剂组合物的流动、凝固或固化的少量功能成分或添加剂。这些可包含以下中的任一者：助流剂、表面活性剂、乳化剂、防止颗粒凝聚的分散剂及当暴露于电磁(例如，紫外)辐射或高温时起始聚合物的固化的起始剂。

在被称为“粉末床”技术(其包含被称为“粘结剂喷射打印”技术的各种技术)的增材制造技术中，颗粒被包含在可形成为均匀层的“原料”床(称为“原料层”)中。原料层含有颗粒，且可任选地包含一或多个额外成分，例如粘结剂组合物的一或多个组分。其它任选成分可包含助流剂或聚合物间隔颗粒。这些方法包含允许或使粘结剂组合物凝固以在原料层的选定部分(区域)处形成凝固粘结剂组合物的步骤，粘结剂组合物的一或多个组分可被包含在原料层中或选择性地施加到原料层的部分。粘结剂组合物(或其单独部分)变得定位于原料层的选定部分处的机制及在原料层的选定部分处的粘结剂组合物变得凝固的机制可变化。

一般来说，粉末床增材制造技术可涉及多个个别层形成步骤的序列，每一步骤用于形成多层复合物的单个横截面层。在形成第一(底部)层之后，在先前层的顶表面上形成每一后续层。此系列多个个别层形成步骤有效地形成多个个别形成的凝固原料层的多层复合物。如所描述，粉末床增材制造技术可用于制备包含不同厚度的多个层(包含一或多个精细层及一或多个粗糙层)的多层复合物以产生具有在相对于厚度目标的预定厚度公差内的厚度的复合物。

这些技术(如其它增材制造技术)产生由例如CAD(计算机辅助设计)文件的数字数据描述或定义的三维体。使用一系列个别步骤逐层循序建构三维体，所述个别步骤组合以产生由凝固原料的许多薄横截面层制成的复合体(“多层复合物”)。每一层形成步骤可包含在表面上形成单个原料层，所述原料层包含含有颗粒的原料。在一些实例方法中，原料层可含有粘结剂组合物或其组分。在其它实例方法中，原料层不含有粘结剂组合物或粘结剂组合物的组分；在这些方法中，粘结剂组合物经选择性地添加到原料层的部分。

举一个实例，滚筒或其它散布装置通过在单遍次中施加单个量的原料组合物或通过在表面上多遍次施加多个单独量的原料而将呈粉末或浆液形式的一定量的原料组合物均匀地施加在所述表面上方。“原料层”可由原料组合物通过一或多个步骤形成，所述步骤将原料组合物施加到表面上，且使用滚筒或其它施加方法形成具有所期望且有用深度的光滑、均匀原料层。

视需要，原料层的有用深度可为形成粗糙层的深度，或形成精细层的深度。可由特定制造工艺及系统形成的深度范围可取决于例如原料的组成及用于将液体材料施加到原料层的打印头或其它装置的分辨率的因素。作为单个非限制性实例，具有100微米的分辨率的打印头可搭配具有约10微米的深度的原料层使用。

在形成原料层之后，选择性地处理原料层的部分以形成凝固原料组合物作为原料层的部分。在形成凝固原料组合物的这些步骤之后，在已完成层的顶表面上方散布原料组合物的额外薄层，所述薄层含有由一定量的非凝固(原始)原料组合物围绕的凝固原料组合物。

重复所述制造工艺以形成含有凝固原料的多个层，其中凝固原料组合物的每一新层(在第一层之后)形成于凝固原料组合物的先前层上且粘附到所述先前层。沉积多个原料层，且连续在每一已完成层上方形成凝固原料组合物的多个层以形成多层复合物。所述层可具有不同厚度。每一层可由相同原料材料制成，或不同层可由不同原料材料制成。在已沉积多层复合物的全部层之后，含有尚未用于制备凝固原料组合物的原始原料材料的原料层的部分可与多层复合物分开。

如果期望或有用，在粉末床增材制造技术中使用的原料层可含有一或多个任选成分，所述成分是粘结剂组合物的部分或以其它方式用作凝固原料层的部分。这些可包含例如助流剂以改进原料在打印机床内的流动，以改进原料形成均匀(均匀、水平、均质)原料层的能力。替代地或另外，原料层可任选地含有用作颗粒之间的间隔物(例如，用作“孔形成”材料)的固体聚合物材料。此固体聚合物可为热塑性(在室温下呈固体形式)孔形成聚合物，且可以任何所期望量存在于原料层中，例如以基于原料总重量的0.5到15重量百分比的量，例如，基于原料总重量的1到12重量百分比或2到10重量百分比，其中原料的余量(按重量计)为颗粒。

更详细地，粉末床技术的一个特定实例被称为“喷射粘结剂打印”。根据这些示范性增材制造方法，原料层含有颗粒，且可包含或可不包含粘结剂组合物或粘结剂组合物的组分。

通过选择性地将液体材料施加到原料层的部分以选择性地在原料层的部分处形成凝固原料组合物而形成凝固原料层。有效地选择性地将所期望量的液体施配及施加到原料层的打印头或其它装置在原料层的上表面上方移动。打印头或其它有用装置喷射液体且在原料层的顶表面的选定部分处施加液体。液体流动到原料层中，且可用于在选择性地施加液体的原料层的位置处形成凝固粘结剂组合物。凝固原料组合物含有分散在凝固粘结剂组合物中的颗粒。

在喷射粘结剂技术的此一般描述中，也存在不同变化。根据一个变型，原料层含有颗粒及粘结剂组合物或粘结剂组合物的部分，且选择性地施加到原料层的液体是在使原料层中的粘结剂组合物或其组分凝固的步骤中有用的液体。

凭借更多示范性细节，但在不限制本描述的情况下，此类型的方法可使用含有颗粒及粘结剂组合物的组分的原料，当与所喷射的液体接触时，粘结剂组合物将变得溶解、悬浮或以其它方式活化，此后组合粘结剂组合物可变得凝固为围绕颗粒的基质。

包含在原料中的粘结剂组合物的组分可为有机的，例如聚合物(例如，聚乙烯醇)或酚醛树脂，或可为无机的，例如无机颗粒，例如粘土。液体可为有效地溶解、分散或与最初存在于原料层中的粘结剂组合物发生化学反应的液体。在一些实例中，液体或液体的一部分可随后被移除(例如，蒸发)以留下包含凝固粘结剂组合物的凝固原料组合物作为围绕及支撑颗粒的基质结构。

作为粉末床增材制造技术的不同变型，原料层不含有(或无需)作为粘结剂组合物的部分的任何成分。在此变型中，选择性地施加到原料层的液体可包含粘结剂组合物的全部必要成分，其可呈液体形式的化学可固化聚合物的形式。在此变型中，液体粘结剂组合物经选择性地施加到原料层，且允许或使其在适当位置中凝固以产生凝固原料层。

根据此类型的系统的实例，原料层可含有颗粒，且无需含有任何其它材料。例如，原料层可含有至少70、80、90或95重量百分比的颗粒。然而，可期望其它成分，例如孔形成颗粒、助流剂及类似物，如本文中描述。

施加到原料层的液体粘结剂组合物可包含选择性地将呈液体形式的粘结剂组合物施配及施加到原料层且也为了使液体粘结剂组合物变得凝固(任选地通过进一步处理此蒸发或化学反应)所必需的粘结剂组合物的全部成分。例如，液体粘结剂可含有可通过化学固化机制(通过暴露于电磁辐射)中的任一者或通过蒸发移除溶剂而固化的聚合物材料。

又一种增材制造技术被称为立体光刻。此方法使用类似于粉末床技术的步骤及设备。通过这些技术，原料层含有分散在可固化液体粘结剂组合物中的颗粒。原料层可被包含在浅床中，正如粘结剂喷射技术。通过暴露于电磁辐射(例如紫外(UV)辐射)而选择性地使每一层固化(凝固)，连续形成凝固原料组合物的多个层。与选择性地将液体施加到粉末原料层以使原料层凝固相比(如上文关于喷射粘结剂技术所描述)，立体光刻技术通过将原料层的部分暴露于引起化学固化的电磁辐射来选择性地使液体原料层的所述部分凝固(固化)。

用于制备多层复合物的这些不同类型的增材制造技术中的每一者将需要粘结剂组合物、颗粒(例如，呈粉末或颗粒集合的形式)及用于实行增材制造步骤的有用设备。设备可为能够通过粉末床技术(一般来说)、喷射粘结剂打印技术、立体光刻打印技术或另一有用增材制造方法形成多层复合物的自动3D打印机。有用设备及相关方法将有效地将凝固原料的多个层循序放置于先前层上方以形成多层复合物。

在图3A及3B展示用于制备多层复合物的粘结剂喷射打印增材制造技术(100)的实例。

图3A展示有用粘结剂喷射打印增材制造技术的步骤序列，且识别所述方法可独立使用、搭配装载于增材制造系统的打印机床处的不同形式的原料102使用及搭配装载于增材制造系统的打印头处的不同液体104使用。

原料102是含有颗粒及任选额外成分的粉末(或替代地，浆液)。在实例方法中，原料102不含有粘结剂组合物或其组分(例如，无需粘结剂组合物或其组分)，且液体104含有粘结剂组合物。在其它实例方法中，原料102确实含有粘结剂组合物或粘结剂组合物的组分，且液体104含有液体成分，所述液体成分有效地或有助于凭借例如蒸发的任选处理或通过引起粘结剂的化学反应而使原料中的粘结剂组合物凝固。所述制造工艺可使用市售粘结剂喷射打印设备、如本文中描述的颗粒及从设备的打印头施配的液体(加热热塑性)聚合物粘结剂(104)来执行。

根据所述方法(图3A)的实例步骤，将原料(例如，102)装载到粉末床增材制造系统的床中，且在设备的建构板上方形成为所期望深度的均匀原料层(110)。在随后步骤(112)中，打印头选择性地将液体粘结剂(104)沉积到第一层的一部分上。液体粘结剂(104)可在放置到原料层上之后凝固。例如，液体粘结剂(104)可含有溶解或分散在液体溶剂中的聚合物，所述液体溶剂可被移除以使聚合物凝固。在将液体粘结剂(104)选择性地施加到原料层之后，可例如通过将热量施加到液体粘结剂以从粘结剂移除溶剂且在所述部分处形成凝固原料而使液体粘结剂(104)凝固。替代地，液体粘结剂(104)可为可固化聚合物，其可以液体形式施加到原料层且接着发生化学反应以凝固。

液体粘结剂以有效地固定原料层的颗粒的位置的量施加到原料层。所述方法无需液体粘结剂以填充原料的颗粒之间的空间的量或方式施加，但可以连接或“桥接”原料层中的邻近或附近颗粒的量施加以使颗粒的位置相对于其它颗粒固定，而不必填充原料层的空隙。“凝固”原料在被充分加强、刚性或硬化以用作支撑及维持颗粒的位置的结构的意义上是“固体”，但也可含有所连接颗粒之间的开口、空隙或孔。例如，凝固原料可包含通过干燥、固化或其它连续(但不一定是固体，意味着不具有孔)聚合物材料连接的颗粒，所述聚合物材料连接及维持颗粒在凝固原料结构内的位置。

未形成为凝固原料的所施加原料层的部分保持为原始粉末原料。

建构板向下移动(114)，且原料的第二层被形成(116)为第一原料层上方的第二均匀原料层，其包含凝固原料的一部分。接着，打印头选择性地将第二量的液体聚合物粘结剂(104)沉积到第二原料层的部分上(118)，且第二量的液体粘结剂经凝固以从第二层形成凝固原料，例如，通过使用热量移除溶剂且形成干燥(凝固)聚合物粘结剂，或通过基于粘结剂组合物的类型的另一相关机制。

未形成为凝固原料的第二层的部分保持为原始粉末原料。

重复(120)步骤114、116及118以形成由原始原料(102或104)围绕的完整多层复合物(例如，生坯)。多层复合物是含有每一形成层的凝固原料的多层体，且由分散在凝固(固体)粘结剂中的颗粒组成。任选地，如果聚合物粘结剂是可热固化的，那么可任选地在周围原始粉末原料存在的情况下加热多层复合物以使液体聚合物粘结剂交联及固化(122)。可从多层复合物移除及分离原始(松散)粉末原料(102或104)(124)。根据本描述，原料的任何一或多个层可为精细层或粗糙层。

可将多层复合物移动到用于任何后续类型的处理(后处理)的位置，所述任何后续类型的处理(后处理)可用于或期望将多层复合物(例如，生坯)转换为例如刚性无机体的衍生产品。未说明的实例步骤可包含：脱粘步骤，其从多层复合物移除凝固粘结剂；及烧结步骤，其使多层复合物的颗粒烧结以连接颗粒以形成刚性无机体。

图3B示意性地说明技术100的步骤以及相关制造工艺设备及原料。

参考图3B，可使用市售粘结剂喷射打印设备(130)、如本文中描述的原料(132)及从设备(130)的打印头(136)施配的液体(133)来执行实例制造工艺。根据所述方法的实例步骤，原料(132)在设备(130)的建构板(138)上方形成为均匀厚度及水平的原料层(134)。原料层(134)可使用滚筒或其它整平装置形成，使用单遍次或多遍次均匀地形成及分布所期望深度的原料(132)。原料层(134)可为如本文中描述的精细层或粗糙层。打印头(136)选择性地将液体(133)沉积到第一层(134)的一部分上。

液体133可为例如液体粘结剂组合物(如关于图3A所描述)或可为如本文中描述的另一液体。呈液体粘结剂组合物形式的液体(133)经凝固，例如，通过加热干燥以蒸发粘结剂的溶剂且在所述部分处形成含有固体聚合物的第一凝固原料(140)，或通过引起化学反应以使原料凝固。

未形成为凝固原料(140)的原料层134的部分保持为原始原料(132)。将建构板(138)向下移动(114)，且在第一层(134)及第一凝固原料(140)上方形成第二或随后原料层(142)。接着，打印头(136)选择性地将第二量的液体聚合物粘结剂(133)沉积到第二层(142)的部分上，且第二量的液体聚合物粘结剂(133)经凝固以从第二层形成凝固原料。未形成为凝固原料的第二层的部分保持为原始原料。原料层(142)可为如本文中描述的精细层或粗糙层。

重复(150)将原料层施加在先前层上方且将粘结剂施加到新原料层以产生新原料层的凝固原料的此步骤序列，以形成由原始粉末原料(132)围绕的完整多层复合物(152)。多层复合物(152)是含有每一形成层的凝固原料的体，且由来自分散在凝固(固体)聚合物粘结剂中的原料的颗粒组成。复合物(152)已经形成为包含不同厚度的层，包含一或多个精细层及一或多个粗糙层。视需要，可进一步处理多层复合物以产生衍生产品，例如通过包含脱粘及烧结的后处理将呈生坯形式的多层复合物转换为刚性有机体(例如，多孔烧结金属薄膜)。

例如，如说明，可任选地在周围原始粉末原料(132)存在的情况下加热多层复合物(152)以使液体聚合物粘结剂固化(122)。

可从多层复合物(152)移除及分离原始(松散)粉末原料(132)。可将多层复合物(152)移动到烘箱以加热到将有效地从多层复合物(152)移除凝固粘结剂(脱粘)的温度。视需要，在脱粘步骤之后，仍可通过烧结步骤在熔炉中进一步处理多层复合物(152)，以形成衍生结构，例如刚性无机体(160)。

称为立体光刻(SLA)的技术是可用于以逐层方式形成多层复合物的一种版本的增材制造技术，其涉及光化学制造工艺，通过所述制造工艺，使用光(电磁辐射)选择性地使液体原料层的反应性化学成分(例如单体、低聚物、交联剂等)(共同称为“聚合物”或“液体聚合物粘结剂”)聚合、交联或以其它方式化学反应，以形成原料层的凝固原料的固化聚合反应产物(“凝固聚合物”)。液体聚合物粘结剂可通过暴露于电磁辐射(例如紫外(UV)光)而选择性地固化。原料呈液体形式，且含有与颗粒组合的可固化液体聚合物(“液体聚合物粘结剂”)。

通过产生较大三维结构(复合物)的许多薄横截面(本文中为“层”的“凝固原料”)的循序步骤来建构多层复合物。电磁辐射源(例如，激光)选择性地将电磁辐射施加在液体原料的层的一部分上方，根据本描述，所述液体原料含有颗粒及可在暴露于电磁辐射之后通过化学固化而凝固的液体聚合物粘结剂。例如由激光供应的电磁辐射选择性地在液体原料的层的表面处辐照所述层的一部分。电磁辐射使液体聚合物粘结剂通过化学反应而凝固(即，固化)，以形成含有颗粒及凝固(固化)聚合物的凝固原料。

在形成凝固原料的初始层之后，将液体原料的额外薄层沉积在含有凝固原料的完成层的顶表面上方，且重复所述制造工艺以形成多个层，每一者在先前层的顶表面上且粘附到所述顶表面。将多个层依次连续沉积在每一完成层上方以形成多层复合物，所述复合物是凝固原料的每一层的复合物。多个层可包含如本文中描述的一或多个精细层及一或多个粗糙层。在已形成多层复合物的全部层之后，含有尚未用于制备凝固原料的原始液体原料的层的部分与多层复合物分离。随后可视需要处理多层复合物以形成例如刚性无机体(例如，多孔烧结金属薄膜)的衍生结构，例如，通过包含从颗粒移除凝固(固化)聚合物(即，“脱粘”)及任选烧结的步骤。

如所描述，立体光刻增材制造技术可用于制备包含不同厚度的多个层(包含一或多个精细层及一或多个粗糙层)的多层复合物以产生具有在相对于厚度目标的预定厚度公差内的厚度的复合物。

在图4A展示用于制备如所描述的多层复合物的立体光刻增材制造技术(200)的实例。原料202是含有与液体可固化聚合物粘结剂组合的颗粒的液体。

可使用市售立体光刻增材制造设备及与颗粒组合以形成原料的液体聚合物粘结剂执行所述制造工艺。根据实例方法的实例步骤(如图4A展示，其中步骤在括号中编号)，由立体光刻增材制造设备含有的液体原料(202)被形成为设备的建构板上方的均匀层(204、206)。在随后步骤(208)中，电磁辐射源(例如，UV(紫外)激光)选择性地使用波长的辐射辐照此第一层的一部分，所述辐射将使原料的液体聚合物粘结剂化学地固化及凝固。凝固液体聚合物粘结剂在辐照部分处形成凝固原料。液体原料层可为精细层或粗糙层。

未形成为凝固原料的层的部分保持为原始液体原料。

建构板向下移动(210)，且液体原料的第二层(精细层或粗糙层)被形成(212)为第一原料层上方及第一原料层的凝固原料上方的第二均匀层。接着，电磁辐射源选择性地辐照第二层的一部分(214)以使液体原料的第二层的一部分凝固(固化)以在第二层的所述部分处形成凝固原料。未形成为凝固原料的第二层的部分保持为原始液体原料。重复(218)步骤212、214及216以形成由原始液体原料(202)围绕的完整多层凝固原料复合物(“最终部分”)。

多层凝固原料复合物是含有每一形成层的凝固原料的体，且由分散在液体原料的凝固(固体)聚合物粘结剂中的颗粒组成。可从多层复合物(218)移除及分离原始液体原料(202)。接着，可进一步处理多层复合物以形成衍生结构，例如刚性无机体。

参考图4B，可使用市售立体光刻增材制造设备(230)且使用根据本描述的液体原料(232)来执行实例制造工艺。根据所述方法的实例步骤，液体原料(232)被形成为设备(230)的建构板(238)上方的均匀原料层(234)。激光(236)将电磁辐射(233)施加到第一层(234)的一部分以在所述部分处形成第一凝固原料(240)。未形成为凝固原料(240)的原料层(234)的部分保持为原始液体原料(232)。将建构板(238)向下移动(214)，且在第一层(234)及第一凝固原料(240)上方形成第二或随后液体原料层(242)。接着，激光(236)选择性地将电磁辐射(233)施加到第二层(242)的部分以从第二层形成凝固原料。未形成为凝固原料的第二层的部分保持为原始液体原料。重复(250)所述序列以形成由原始液体原料(232)围绕的完整多层凝固原料复合物(252)。多层凝固原料复合物(252)是含有每一形成层的凝固原料的体，且由来自分散在原料的凝固(固体)固化聚合物中的原料的颗粒组成。

可从多层复合物(252)移除及分离原始液体原料(232)。接着，可通过烧结步骤在熔炉中进一步处理多层复合物(252)以形成衍生结构，例如刚性无机体(260)。

方面

在第一方面中，一种通过增材制造步骤形成三维体的方法包括：形成具有粗糙原料层厚度的粗糙原料层；使所述粗糙原料层的一部分凝固以形成具有凝固粗糙原料层厚度的凝固粗糙原料层；在形成所述凝固粗糙原料层之前或之后，形成具有小于所述粗糙原料层厚度的精细原料层厚度的精细原料层；及使所述精细原料层的一部分凝固以形成具有小于所述凝固粗糙原料层厚度的凝固精细原料层厚度的凝固精细原料层。

根据第一方面的第二方面，其中：形成所述凝固粗糙原料层包括：形成所述粗糙原料层；将液体施加到所述粗糙原料层的所述部分；及使所述粗糙原料层的所述部分凝固以形成所述凝固粗糙原料层；且形成所述凝固精细原料层包括：形成所述精细原料层；将液体施加到所述精细原料层的所述部分；及使所述精细原料层的所述部分凝固以形成所述凝固精细原料层。

根据第一方面的第三方面，其中：形成所述凝固粗糙原料层包括：形成所述粗糙原料层；及通过辐照所述粗糙原料层的所述部分而使所述粗糙原料层的所述部分凝固以形成所述凝固粗糙原料层；且形成所述凝固精细原料层包括：形成所述精细原料层；及通过辐照所述精细原料层的所述部分而使所述精细原料层的所述部分凝固以形成所述凝固粗糙原料层。

根据前述方面中的任一方面的第四方面，其中所述凝固精细原料层形成所述三维体的外部的至少一部分。

根据第四方面的第五方面，其中所述凝固精细原料层形成所述三维体的所述外部的顶表面。

根据第五方面的第六方面，其中所述凝固精细原料层形成所述三维体的所述外部的顶表面及底表面。

根据第四到第六方面中的任一方面的第七方面，其中所述凝固精细原料层形成所述三维体的所述外部的侧表面的至少一部分。

根据第四到第七方面中的任一方面的第八方面，其中所述凝固原料层形成所述三维体的所述整个外部。

根据任一前述方面的第九方面，其中所述凝固精细原料层厚度不超过所述凝固粗糙原料层厚度的70％。

根据任一前述方面的第十方面，其中所述精细原料层包括可烧结金属颗粒或可烧结陶瓷颗粒，且所述粗糙原料层包括可烧结金属颗粒或可烧结陶瓷颗粒。

根据任一前述方面的第十一方面，其进一步包括：指定所述体的目标厚度及厚度公差；形成各自具有大于所述厚度公差的量值的厚度的多个凝固粗糙层；形成具有小于所述厚度公差的所述量值的厚度的至少一个凝固精细层；及将所述三维体形成为具有与所述目标厚度相差不超过厚度公差的所述量值的经测量厚度。

根据第六方面的第十二方面，其中所述目标厚度在1毫米到5毫米的范围内，所述厚度公差为+/-0.08mm或更小，且所述经测量厚度不超过大于或小于所述目标厚度的所述厚度公差的所述量值。

根据第十二方面的第十三方面，其中所述厚度公差小于+/-50微米，且所述方法包括：形成各自具有至少50微米的厚度的多个凝固粗糙层；及形成具有小于80微米的厚度的至少一个凝固精细层。

根据任一前述方面的第十四方面，其中用于所述粗糙原料层或精细原料层的原料包括金属颗粒及粘结剂组合物或粘结剂组合物的组分。

根据第十四方面的第十五方面，其中所述粗糙原料层或精细原料层中的液体包括一种水、有机溶剂或两者。

根据第一到第十三方面中的任一方面的第十六方面，其中：用于所述粗糙原料层或所述精细原料层的原料包括金属颗粒，且所述粗糙原料层或精细原料层中的液体包括粘结剂组合物的聚合物。

根据第十六方面的第十七方面，其中所述粘结剂组合物包括可固化聚合物，且所述方法包括：选择性地将所述液体粘结剂组合物施加到所述原料层的所述部分，且通过化学反应使所述液体粘结剂组合物固化。

根据任一前述方面的第十八方面，其进一步包括：将凝固粗糙原料层及精细原料层的所述部分与未凝固的所述粗糙原料层及精细原料层的部分分离；及烧结所述凝固粗糙原料层及精细原料层以形成凝固三维无机体。

根据第十八方面的第十九方面，其中所述凝固粗糙原料层及精细原料层包括无机颗粒，且烧结所述凝固粗糙原料层及精细原料层使所述无机颗粒形成烧结薄膜。

根据第十九方面的第二十方面进一步包括：指定所述薄膜的目标厚度及所述薄膜的厚度公差；形成多个凝固粗糙原料层；形成至少一个凝固精细原料层；及将凝固粗糙原料层及精细原料层的部分与未凝固的所述粗糙原料层及精细原料层的部分分离；及烧结所述凝固粗糙原料层及精细原料层以形成所述烧结薄膜，其中所述烧结薄膜具有与所述薄膜目标厚度相差不超过所述薄膜的所述厚度公差的厚度。

在第二十一方面中，根据第二十方面的方法形成烧结薄膜。

根据第二十一方面的第二十二方面，其中所述薄膜是多孔金属薄膜。

在第二十三方面中，根据第一到第十九方面中的任一者的方法形成三维体。

Claims (23)

1.一种通过增材制造步骤形成三维体的方法，所述方法包括：

形成具有粗糙原料层厚度的粗糙原料层，

使所述粗糙原料层的一部分凝固以形成具有凝固粗糙原料层厚度的凝固粗糙原料层，

在形成所述凝固粗糙原料层之前或之后，形成具有小于所述粗糙原料层厚度的精细原料层厚度的精细原料层，及

使所述精细原料层的一部分凝固以形成具有小于所述凝固粗糙原料层厚度的凝固精细原料层厚度的凝固精细原料层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

形成所述凝固粗糙原料层包括：

形成所述粗糙原料层，

将液体施加到所述粗糙原料层的所述部分，及

使所述粗糙原料层的所述部分凝固以形成所述凝固粗糙原料层；且

形成所述凝固精细原料层包括：

形成所述精细原料层，

将液体施加到所述精细原料层的所述部分，及

使所述精细原料层的所述部分凝固以形成所述凝固精细原料层。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

形成所述凝固粗糙原料层包括：

形成所述粗糙原料层，及

通过辐照所述粗糙原料层的所述部分而使所述粗糙原料层的所述部分凝固以形成所述凝固粗糙原料层；且

形成所述凝固精细原料层包括：

形成所述精细原料层，及

通过辐照所述精细原料层的所述部分而使所述精细原料层的所述部分凝固以形成所述凝固粗糙原料层。

4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述凝固精细原料层形成所述三维体的外部的至少一部分。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述凝固精细原料层形成所述三维体的所述外部的顶表面。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述凝固精细原料层形成所述三维体的所述外部的顶表面及底表面。

7.根据权利要求4至6中任一权利要求所述的方法，其中所述凝固精细原料层形成所述三维体的所述外部的侧表面的至少一部分。

8.根据权利要求4至7中任一权利要求所述的方法，其中所述凝固原料层形成所述三维体的所述整个外部。

9.根据任一前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述凝固精细原料层厚度不超过所述凝固粗糙原料层厚度的70％。

10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述精细原料层包括可烧结金属颗粒或可烧结陶瓷颗粒，且所述粗糙原料层包括可烧结金属颗粒或可烧结陶瓷颗粒。

11.根据任一前述权利要求所述的方法，其包括：

指定所述体的目标厚度及厚度公差，

形成各自具有大于所述厚度公差的量值的厚度的多个凝固粗糙层，

形成具有小于所述厚度公差的所述量值的厚度的至少一个凝固精细层，及

将所述三维体形成为具有与所述目标厚度相差不超过厚度公差的所述量值的经测量厚度。

12.根据权利要求11所述的方法，其中

所述目标厚度在1毫米到5毫米的范围内，

所述厚度公差为+/-0.08mm或更小，且

所述经测量厚度不超过大于或小于所述目标厚度的所述厚度公差的所述量值。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述厚度公差小于+/-50微米，且所述方法包括：

形成各自具有至少50微米的厚度的多个凝固粗糙层，及

形成具有小于80微米的厚度的至少一个凝固精细层。

14.根据任一前述权利要求所述的方法，其中用于所述粗糙原料层或精细原料层的原料包括金属颗粒及粘结剂组合物或粘结剂组合物的组分。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述粗糙原料层或精细原料层中的液体包括一种水、有机溶剂或两者。

16.根据权利要求1至13中任一权利要求所述的方法，其中：

用于所述粗糙原料层或所述精细原料层的原料包括金属颗粒，且

所述粗糙原料层或精细原料层中的液体包括粘结剂组合物的聚合物。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述粘结剂组合物包括可固化聚合物，且所述方法包括：

选择性地将所述液体粘结剂组合物施加到所述原料层的所述部分，且

通过化学反应使所述液体粘结剂组合物固化。

18.根据任一前述权利要求所述的方法，其进一步包括：

将凝固粗糙原料层及精细原料层的所述部分与未凝固的所述粗糙原料层及精细原料层的部分分离，及

烧结所述凝固粗糙原料层及精细原料层以形成凝固三维无机体。

19.根据权利要求18所述的方法，其中

所述凝固粗糙原料层及精细原料层包括无机颗粒，且

烧结所述凝固粗糙原料层及精细原料层使所述无机颗粒形成烧结薄膜。

20.根据权利要求19所述的方法，其包括：

指定所述薄膜的目标厚度及所述薄膜的厚度公差，

形成多个凝固粗糙原料层，

形成至少一个凝固精细原料层，及

将凝固粗糙原料层及精细原料层的部分与未凝固的所述粗糙原料层及精细原料层的部分分离，及

烧结所述凝固粗糙原料层及精细原料层以形成所述烧结薄膜，

其中所述烧结薄膜具有与所述薄膜目标厚度相差不超过所述薄膜的所述厚度公差的厚度。

21.一种烧结薄膜，其根据如权利要求20所述的方法形成。

22.根据权利要求21所述的烧结薄膜，其中所述薄膜是多孔金属薄膜。

23.一种三维体，其根据如权利要求1至19中任一权利要求所述的方法形成。