CN117500656A - 用于立体光刻三维打印的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了用于打印三维(3D)物体的系统和方法。一种用于打印3D物体的系统可以包括：至少一个平台，其被配置为保持至少一种混合物的膜；沉积单元，其用于提供至少一种混合物的膜；以及构建单元，其用于从至少一种混合物的膜形成3D物体的至少一部分。该系统还可以包括可操作地耦合到至少一个平台的控制器。控制器可以被配置为引导至少一个平台沿着多个非重叠路径从沉积单元移动到构建单元或者从构建单元移动到沉积单元。
Description
交叉引用
本申请要求于2021年4月19日提交的第63/176,664号美国临时专利申请的权益，该美国临时专利申请通过引用整体并入本文。
背景技术
增材制造技术(诸如三维(3D)打印)正迅速被用作用于许多不同应用的有用技术，该增材制造技术包括快速原型设计和特种组件的制作。3D打印的示例包括基于粉末的打印、熔融沉积建模(FDM)和立体光刻(SLA)。
基于光聚合物的3D打印技术(例如，SLA)可以通过使用光选择性地将聚合物前体固化成光活性树脂内的聚合物材料来以逐层的方式产生3D结构。使用自下而上照明的基于光聚合物的3D打印机可以向上投射光通过包含光活性树脂的大桶的光学透明窗，以固化树脂的至少一部分。这样的打印机可以通过一次形成一层来构建3D结构，其中随后的层粘附到先前的层。
发明内容
本公开描述了与三维(3D)打印有关的技术。在一些方面，本公开的用于3D打印的系统和方法可以在打印期间通过以下方式来提高打印效率或速度：例如，(i)并行地进行或执行3D打印的多个过程(例如，混合物沉积、混合物固化等)，(ii)利用用于感测混合物的一种或多种特性的一个或多个传感器，或(iii)利用一个或多个擦拭器将混合物混合(例如，减小不均匀性)。
在一方面，本公开提供了一种用于打印三维(3D)物体的系统，该系统包括：(i)至少一个平台，其被配置为保持至少一种混合物的膜；(ii)沉积单元，其包括与至少一种混合物的源流体连通的喷嘴，其中沉积单元被配置为将膜沉积到至少一个平台上；(iii)构建单元，其包括光源，该光源被配置为提供足以固化膜的至少一部分的光，以形成3D物体的至少一部分；以及(iv)控制器，其可操作地耦合到至少一个平台，其中控制器被配置为引导至少一个平台沿着多个非重叠路径从沉积单元移动到构建单元或者从构建单元移动到沉积单元。
在一些实施方式中，至少一个平台包括多个平台。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，(i)多个平台中的第一平台被配置为沿着多个非重叠路径中的第一路径从沉积单元移动到构建单元或者从构建单元移动到沉积单元，并且(ii)多个平台中的第二平台被配置为沿着多个非重叠路径中的第二路径从沉积单元移动到构建单元或者从构建单元移动到沉积单元。在一些实施方式中，(i)中的第一平台的移动和(ii)中的第二平台的移动基本上同时发生。在一些实施方式中，(i)第一平台被配置为沿着第一路径从沉积单元移动到构建单元并且从构建单元移动到沉积单元，并且(ii)第二平台被配置为沿着第二路径从沉积单元移动到构建单元并且从构建单元移动到沉积单元。在一些实施方式中，第一平台和第二平台中的一个被配置为(i)沿着第一路径从沉积单元移动到构建单元，并且(ii)沿着第二路径从构建单元移动到沉积单元。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，至少一种混合物包括多种混合物，并且沉积单元被配置为(i)将多种混合物中的第一混合物的膜沉积到多个平台中的第一平台上，并且(ii)将多种混合物中的第二混合物的膜沉积到多个平台中的第二平台上。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，多个非重叠路径相对于彼此设置在不同的高度处。在一些实施方式中，多个非重叠路径之间的间隔大于混合物的膜的厚度。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，多个非重叠路径设置在样品平面上。在一些实施方式中，多个非重叠路径围绕中心点设置。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，多个非重叠路径中的至少一个路径是线性的。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，多个非重叠路径中的至少一个路径是非线性的。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，该系统还包括至少一个致动器，该至少一个致动器被配置为引导至少一个平台在多个非重叠路径之间移动。在一些实施方式中，至少一个致动器不被配置为沿着多个非重叠路径移动。在一些实施方式中，至少一个致动器固定成与沉积单元或构建单元相邻。在一些实施方式中，至少一个致动器被配置为沿着多个非重叠路径中的至少一个路径移动。在一些实施方式中，至少一个致动器包括竖直致动器，该竖直致动器被配置为调整至少一个平台的竖直位置。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，该系统还包括至少一个传感器，该至少一个传感器被配置为(i)确定至少一个平台上的膜的轮廓，或者(ii)在固化之后，检测至少一个平台上的任何过剩混合物。在一些实施方式中，在(i)中，轮廓包括膜的形状或厚度。在一些实施方式中，至少一个传感器沿着多个非重叠路径中的至少一个路径设置。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，该系统还包括构建头，该构建头被配置为保持3D物体的至少一部分。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，沉积单元还包括至少一个擦拭器，至少一个擦拭器被配置为横跨至少一个平台移动，以(i)将至少一种混合物铺展在至少一个平台之上来提供膜，或(ii)从至少一个平台去除膜的至少一部分。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，至少一种混合物包括聚合物前体和光引发剂。在一些实施方式中，至少一种混合物还包括光抑制剂。
在另一方面，本公开提供了一种用于打印三维(3D)物体的方法，该方法包括：(a)提供：(i)至少一个平台，其用于保持至少一种混合物的膜；(ii)沉积单元，其包括与至少一种混合物的源流体连通的喷嘴，其中沉积单元用于将膜沉积到至少一个平台上；以及(iii)构建单元，其包括光源，该光源用于提供足以固化膜的至少一部分的光，以形成3D物体的至少一部分；和(b)将至少一个平台沿着多个非重叠路径从沉积单元移动到构建单元或者从构建单元移动到沉积单元。
在一些实施方式中，至少一个平台包括多个平台。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，该方法还包括，在(b)中，(i)将多个平台中的第一平台沿着多个非重叠路径中的第一路径从沉积单元移动到构建单元或者从构建单元移动到沉积单元，并且(ii)将多个平台中的第二平台沿着多个非重叠路径中的第二路径从沉积单元移动到构建单元或者从构建单元移动到沉积单元。在一些实施方式中，(i)中的第一平台的移动和(ii)中的第二平台的移动基本上同时发生。在一些实施方式中，该方法还包括(i)将第一平台沿着第一路径从沉积单元移动到构建单元并且从构建单元移动到沉积单元；以及(ii)将第二平台沿着第二路径从沉积单元移动到构建单元并且从构建单元移动到沉积单元。在一些实施方式中，该方法还包括将第一平台和第二平台中的一个(i)沿着第一路径从沉积单元移动到构建单元并且(ii)沿着第二路径从构建单元移动到沉积单元。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，至少一种混合物包括多种混合物，并且该方法还包括引导沉积单元以(i)将多种混合物中的第一混合物的膜沉积到多个平台中的第一平台上，并且(ii)将多种混合物中的第二混合物的膜沉积到多个平台中的第二平台上。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，多个非重叠路径相对于彼此设置在不同的高度处。在一些实施方式中，多个非重叠路径之间的间隔大于混合物的膜的厚度。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，多个非重叠路径设置在样品平面上。在一些实施方式中，多个非重叠路径围绕中心点设置。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，多个非重叠路径中的至少一个路径是线性的。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，多个非重叠路径中的至少一个路径是非线性的。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，该方法还包括引导至少一个致动器以将至少一个平台在多个非重叠路径之间移动。在一些实施方式中，至少一个致动器不被配置为沿着多个非重叠路径移动。在一些实施方式中，至少一个致动器固定成与沉积单元或构建单元相邻。在一些实施方式中，至少一个致动器被配置为沿着多个非重叠路径中的至少一个路径移动。在一些实施方式中，至少一个致动器包括竖直致动器，该竖直致动器用于调整至少一个平台的竖直位置。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，该方法还包括引导至少一个传感器以(i)确定至少一个平台上的膜的轮廓，或者(ii)在固化之后，检测至少一个平台上的任何过剩混合物。在一些实施方式中，在(i)中，轮廓包括膜的形状或厚度。在一些实施方式中，至少一个传感器沿着多个非重叠路径中的至少一个路径设置。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，该方法还包括提供构建头，该构建头被配置为保持3D物体的至少一部分。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，沉积单元还包括至少一个擦拭器，该至少一个擦拭器被配置为横跨至少一个平台移动，以(i)将至少一种混合物铺展在至少一个平台之上来提供膜，或(ii)从至少一个平台去除膜的至少一部分。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，至少一种混合物包括聚合物前体和光引发剂。在一些实施方式中，至少一种混合物还包括光抑制剂。
在另一方面，本公开提供了一种用于打印三维(3D)物体的系统，该系统包括：(i)至少第一擦拭器，其被配置为将设置在平台之上的混合物的至少一部分混合；和(ii)至少第二擦拭器，其被配置为从平台的至少一部分去除混合物的至少一部分；以及(iii)控制器，其被配置为(i)引导至少第一擦拭器相对于平台移动，以将混合物的至少一部分混合，并且(ii)引导至少第二擦拭器相对于平台移动，以从平台去除混合物的至少一部分。
在一些实施方式中，至少第一擦拭器相对于至少第二擦拭器的平面成角度。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，至少第一擦拭器包括一个或多个间隙，该一个或多个间隙被配置为引导混合物的至少一部分流过该一个或多个间隙。在一些实施方式中，至少第一擦拭器的相对移动引导混合物的至少一部分流过一个或多个间隙并朝向至少第二擦拭器流动。在一些实施方式中，至少第一擦拭器包括多个第一擦拭器，其中多个第一擦拭器由一个或多个间隙分隔开。在一些实施方式中，多个第一擦拭器相对于彼此成角度设置。在一些实施方式中，一个或多个间隙包括一个或多个开口。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，在至少擦拭器相对于平台移动的同时发生混合。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，至少第二擦拭器是单个第二擦拭器。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，至少第二擦拭器包括多个第二擦拭器。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，至少第一擦拭器或至少第二擦拭器包括柔性擦拭器。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，至少第一擦拭器或至少第二擦拭器包括聚氨酯、橡胶或硅树脂。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，控制器被配置为在引导(ii)之前引导(i)，使得混合物的至少一部分在与至少第二擦拭器接触之前与至少第一擦拭器接触。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，控制器被配置为基本上同时引导(i)和(ii)。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，(i)中的相对移动的方向与(ii)中的相对移动的方向相同。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，在(i)或(ii)中，相对移动是旋转移动或横向移动。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，混合的特征在于，与没有混合的对照混合物相比，减小了混合物的至少一部分内的不均匀性。在一些实施方式中，不均匀性通过混合物的至少一部分的光密度来测量。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，该系统还包括平台。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，该系统还包括喷嘴，喷嘴与混合物的源流体连通，其中处理器还被配置为引导混合物从源分配到平台上。在一些实施方式中，在混合之后、在混合的同时或在混合之前发生分配。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，控制器被配置为(i)引导至少第一擦拭器横跨平台移动，并且(ii)引导至少第二擦拭器横跨平台移动。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，该系统还包括构建头，该构建头被配置为保持3D物体的至少一部分。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，至少一种混合物包括聚合物前体和光引发剂。在一些实施方式中，至少一种混合物还包括光抑制剂。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，至少第一擦拭器或至少第二擦拭器基本上是直的。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，至少第一擦拭器或至少第二擦拭器是弯曲的。
在另一方面，本公开提供了一种用于打印三维(3D)物体的方法，包括：(a)提供：(i)至少第一擦拭器，其被配置为将设置在平台之上的混合物的至少一部分混合；和(ii)至少第二擦拭器，其被配置为从平台的至少一部分去除混合物的至少一部分；以及(b)(1)相对于平台移动至少第一擦拭器，以将混合物的至少一部分混合；以及(2)相对于平台移动至少第二擦拭器，以从平台去除混合物的至少一部分。
在一些实施方式中，至少第一擦拭器相对于至少第二擦拭器的平面成角度。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，至少第一擦拭器包括一个或多个间隙，该一个或多个间隙被配置为引导混合物的至少一部分流过该一个或多个间隙。在一些实施方式中，至少第一擦拭器的相对移动引导混合物的至少一部分流过一个或多个间隙并朝向至少第二擦拭器流动。在一些实施方式中，至少第一擦拭器包括多个第一擦拭器，其中多个第一擦拭器由一个或多个间隙分隔开。在一些实施方式中，多个第一擦拭器相对于彼此成角度设置。在一些实施方式中，一个或多个间隙包括一个或多个开口。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，在至少擦拭器相对于平台移动的同时发生混合。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，至少第二个擦拭器是单个第二擦拭器。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，至少第二擦拭器包括多个第二擦拭器。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，至少第一擦拭器或至少第二擦拭器包括柔性擦拭器。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，至少第一擦拭器或至少第二擦拭器包括聚氨酯、橡胶或硅树脂。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，该方法还包括在(2)之前执行(1)，使得混合物的至少一部分在与至少第二擦拭器接触之前与至少第一擦拭器接触。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，该方法还包括基本上同时执行(1)和(2)。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，(1)中的相对移动的方向和(2)中的相对移动的方向相同。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，在(1)或(2)中，相对移动是旋转移动或横向移动。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，混合的特征在于，与没有混合的对照混合物相比，减小了混合物的至少一部分内的不均匀性。在一些实施方式中，不均匀性通过混合物的至少一部分的光密度来测量。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，该方法还包括提供平台。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，该方法还包括通过喷嘴将混合物从混合物的源分配到平台上。在一些实施方式中，在混合之后、在混合的同时或在混合之前发生分配。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，该方法包括(1)移动至少第一擦拭器横跨平台，以及(ii)移动至少第二擦拭器横跨平台。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，该方法还包括提供构建头，该构建头用于保持3D物体的至少一部分。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，至少一种混合物包括聚合物前体和光引发剂。在一些实施方式中，至少一种混合物还包括光抑制剂。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，至少第一擦拭器或至少第二擦拭器基本上是直的。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，至少第一擦拭器或至少第二擦拭器是弯曲的。
在另一方面，本公开提供了一种用于打印三维(3D)物体的系统，包括：(i)至少一条带，其中至少一条带的表面包括至少一个平台，至少一个平台被配置为保持混合物的膜；(ii)沉积单元，其包括与混合物的源流体连通的喷嘴，其中沉积单元被配置为将膜沉积到至少一个平台上；(iii)构建单元，其包括光源，光源被配置为提供足以固化膜的至少一部分的光，以形成3D物体的至少一部分；(iv)传感器，其沿着至少一个平台的从沉积单元到构建单元或者从构建单元移动到沉积单元的路径设置，其中传感器被配置为(i)在固化之前，确定设置在至少一个平台上的膜的轮廓，或者(ii)在固化之后，检测至少一个平台上的任何过剩混合物；以及(v)控制器，其可操作地耦合到至少一个平台，其中控制器被配置为引导至少一个平台沿着路径的移动。
在一些实施方式中，传感器设置在路径内。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，路径是从沉积单元到构建单元，并且其中传感器被配置为确定膜的轮廓。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，路径是从构建单元到沉积单元，并且其中传感器被配置为检测至少一个平台上的过剩混合物。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，沉积单元还包括附加传感器，该附加传感器被配置为在固化之前确定膜的不同轮廓。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，传感器包括相机或激光位移传感器。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，该系统还包括擦拭器，该擦拭器被配置为从至少一个平台去除过剩混合物。在一些实施方式中，擦拭器是沉积单元的一部分。在一些实施方式中，擦拭器是清洁单元的一部分，清洁单元设置在从构建单元到沉积单元的路径之间。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，至少一个平台包括多个平台。在一些实施方式中，(i)至少一条带中的第一带包括多个平台中的第一平台，并且(ii)至少一条带中的第二带包括多个平台中的第二平台。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，至少一条带包括连续带或辊对辊带。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，表面的至少一部分是至少一个平台。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，控制器被配置为在至少一个平台沿着路径移动的同时引导传感器执行(i)或(ii)。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，该系统还包括构建头，该构建头被配置为保持3D物体的至少一部分。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，混合物包括聚合物前体和光引发剂。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，至少一种混合物还包括光抑制剂。
在另一方面，本公开提供了一种用于打印三维(3D)物体的方法，包括：(a)提供：(i)至少一条带，其中至少一条带的表面包括用于保持混合物的膜的至少一个平台；(ii)沉积单元，其包括与混合物的源流体连通的喷嘴，其中沉积单元用于将膜沉积到至少一个平台上；(iii)构建单元，其包括光源，该光源用于提供足以固化膜的至少一部分的光，以形成3D物体的至少一部分；和(iv)传感器，其沿着至少一个平台的从沉积单元到构建单元或者从构建单元移动到沉积单元的路径设置，其中传感器用于(1)在固化之前，确定设置在至少一个平台上的膜的轮廓，或者(2)在固化之后，检测至少一个平台上的任何过剩混合物；以及(b)将至少一个平台沿着路径移动。
在一些实施方式中，传感器设置在路径内。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，路径是从沉积单元到构建单元，并且其中传感器用于确定膜的轮廓。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，路径是从构建单元到沉积单元，并且其中传感器用于检测至少一个平台上的过剩混合物。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，沉积单元还包括附加传感器，该附加传感器被配置为在固化之前确定膜的不同轮廓。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，传感器包括相机或激光位移传感器。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，该方法还包括擦拭器，该擦拭器被配置为从至少一个平台去除过剩混合物。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，擦拭器是沉积单元的一部分。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，擦拭器是清洁单元的一部分，清洁单元设置在从构建单元到沉积单元的路径之间。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，至少一个平台包括多个平台。在一些实施方式中，(i)至少一条连续带中的第一连续带包括多个平台中的第一平台，并且(ii)至少一条连续带中的第二连续带包括多个平台中的第二平台。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，至少一条带包括连续带或辊对辊带。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，表面的至少一部分是至少一个平台。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，该方法还包括在至少一个平台沿着路径移动的同时引导传感器执行(1)或(2)。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，该方法还包括构建头，该构建头被配置为保持3D物体的至少一部分。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，混合物包括聚合物前体和光引发剂。
在本文中公开的任何一种方法的一些实施方式中，至少一种混合物还包括光抑制剂。
根据以下详细描述，本公开的附加方面和优点对于本领域技术人员来说将变得很明显，在以下详细描述中仅示出和描述了本公开的说明性实施方式。正如将认识到的，本公开能够具有其他的和不同的实施方式，并且其若干细节能够在各个明显方面进行修改，所有这些均不背离本公开。因此，附图和描述在本质上应被视为说明性的，而不被视为限制性的。
援引并入
本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文中，其程度如同具体地和单独地指出通过引用而并入每一个单独的出版物、专利或专利申请。在通过引用并入的出版物和专利或专利申请与说明书中包含的公开内容相矛盾的范围内，说明书旨在取代和/或优先于任何此类矛盾的材料。
附图说明
本发明的新颖特征在所附权利要求中被特别阐述。通过参考以下阐述利用了本发明原理的说明性实施方式的详细描述以及附图(本文中也称为“图”)，将会获得对本发明的特征和优点的更好理解，在附图中：
图1A-图1C示出了包括沉积区和打印区的三维(3D)打印系统的示例；
图1D是示出了串行3D打印系统的示例的侧视图的示意图示；
图2示出了用于串行3D打印系统的示例方法的流程图；
图3示出了用于并行3D打印系统的示例方法的流程图；
图4示意性地图示了包括以下方/上方配置设置的两个平台的3D打印系统的侧视图；
图5示意性地图示了包括以不同的下方/上方配置设置的两个平台的3D打印系统的侧视图；
图6A和图6B示意性地图示了包括跑道(racetrack)配置的不同3D打印系统的俯视图；
图7示意性地图示了包括用于多个基底的旋转交换配置的3D打印系统，该多个基底用于保持混合物的膜；
图8A和图8B示意性地图示了包括转盘配置的不同的并行3D打印系统；
图9示意性地图示了包括带配置和一个或多个传感器的3D打印系统，该一个或多个传感器用于评估使用该3D打印系统来打印3D物体的一个或多个步骤；
图10示意性地图示了包括带配置和一个或多个传感器的不同3D打印系统，该一个或多个传感器用于评估使用该3D打印系统来打印3D物体的一个或多个步骤；
图11示意性地图示了平台上的过剩混合物内的颗粒的不均匀分布；
图12示意性地图示了混合物的池内的颗粒的不均匀分布；
图13示意性地图示了擦拭器系统；
图14和图15示意性地图示了擦拭器系统的示例；
图16A-图16D示意性地图示了用于将混合物混合的擦拭器的阵列的示例；并且
图17示出了计算机系统，该计算机系统被编程或以其它方式被配置以实施本文中提供的方法。
具体实施方式
虽然本发明的各种实施方式已在本文中示出和描述，但对本领域技术人员来说将显而易见的是，这些实施方式仅以举例的方式提供。本领域技术人员可以在不脱离本发明的情况下进行许多变型、改变和替换。应当理解的是，可以采用本文中所述的本发明的实施方式的各种替代方案。
本文中使用的术语“三维物体”(也称为“3D物体”)一般指通过三维(“3D”)打印来打印的物体或部件。3D物体可以是较大3D物体的至少一部分或3D物体的全部。3D物体可以根据3D物体的计算机模型来制作(例如，打印)。
本文中使用的术语“平台”一般指在3D打印期间支撑混合物(例如，液体)或混合物的膜的结构。混合物可以具有足以允许混合物在3D打印期间保留在平台上或在平台附近的粘度。平台可以是平坦的。平台可以包括光学透明或半透明打印窗(例如，玻璃或聚合物)，以将光(例如，一种或多种光)穿过窗并向混合物或混合物的膜引导。可替代地或此外，可以从平台的上方和/或平台的一侧或多侧引导光。平台可以具有各种形状。例如，平台可以是矩形或环形。
平台可以包括一个或多个与平台相邻的壁，诸如至少1个、2个、3个或4个壁。壁可以围住平台。在打印期间，用于打印的混合物的特性(例如，粘度)可以足以保持混合物与平台相邻，而不会使混合物充分流向一个或多个壁。在一些示例中，壁阻止混合物流出开放式平台。在一些示例中，平台可以是容器或大桶的一部分(例如，底部)。
平台可以是不受任何壁限制的“开放式平台”。开放式平台可以不是大桶或容器。开放式平台可以不是大桶或容器的一部分。开放式平台可以是不具有用于保留液体的凹陷(例如，大桶或容器)的基底或平板。在这种情况下，混合物可以具有足够的粘性，使得混合物保留在开放式平台上。开放式平台可以包括无边界的一个或多个侧面。
平台可以包括被配置为保持混合物的区域。该区域可以是平台的至少一部分(例如，平台的表面的至少一部分)。该区域可以是设置在平台上或与平台相邻设置的附加物体(例如，薄片、石膏、膜、玻璃、窗等)。该区域可以相对于平台静止。可替代地或此外，该区域可以相对于平台可移动。
平台的至少一部分可以是柔性的。可替代地或此外，平台的至少一部分可以是刚性的。平台可以在两个或更多个位置之间可移动。平台可以定位在底座之上或与底座相邻定位。底座的至少一部分可以是透明或半透明的，以将光(例如，传感器光或光引发光)穿过底座并朝向平台引导。底座可以是柔性的。可替代地或此外，底座的至少一部分可以是刚性的。这种底座可以是平板，该平板可以是透明的、半透明的、不透光的或不透明的。
在示例中，底座可以包括至少一个窗(例如，至少1个、2个、3个、4个、5个或更多个窗)，每一个窗具有比本文中公开的平台薄、基本上等同于平台或比平台厚的厚度。在另一示例中，底座可以包括至少一条带(例如，至少1条、2条、3条、4条、5条或更多条带)，每条带具有比本文中公开的平台薄、基本上等同于平台或比平台厚的厚度。在另一示例中，本文中公开的平台(例如，透明或半透明聚合物薄片)可以是带的一部分。本文中公开的带可以是由透明或半透明薄片(例如，聚合物薄片)组成的辊对辊带系统，其中薄片由出料辊提供并最终由单独的收料辊收集。可替代地，本文中公开的带可以是单个连续带(或连续辊)，该单个连续带(或连续辊)可操作地耦合到多个致动器(例如，轮子)，以控制打印期间单个辊的移动和/或配置。然而，在不同示例中，本文中公开的平台可以设置在这种带系统的表面之上。在一些情况下，带可以被配置为引导一个或多个不同平台的移动。可替代地，3D打印系统可以包括多个不同的平台，并且每条带可以被配置为引导至少一个平台的移动。例如，第一带可以被配置为引导平台从点A到点B的移动，并且平台可以从第一带被传送到第二带和随后的带以引导平台从点B到点C的移动。点B可以是第一带和第二带彼此靠近所在的位置。本文中公开的一条或多条带可以可操作地耦合到用于引导该一条或多条带旋转的一个或多个旋转致动器。
本文中使用的术语“打印表面”一般指平台的至少一部分(例如，打印区域或打印窗)或者指设置在被配置为在3D打印期间保持混合物的膜或混合物的任何过剩部分的平台(例如，膜)上或与其相邻设置的物体的至少一部分。
本文中使用的术语“构建头”一般指支撑经打印的3D物体(或可以在其上打印3D物体的另一物体)的至少一部分的结构。在3D打印期间，构建头或设置在构建头上的经打印的3D物体的至少一部分可以与混合物(例如，混合物的膜)接触，并且混合物的至少一部分可以形成为3D物体的新部分(例如，层)。
平台(例如，平台的打印窗、设置在平台上或与平台相邻设置的膜)与构建头之间的相对距离可以是可调整的(例如，可通过耦合到平台和/或构建头的一个或多个致动器调整)。构建头相对于平台的相对位置可以是可调整的。构建头可以相对于平台可移动。因此，移动件可以是构建头、平台或者构建头和平台两者。构建头的表面与平台的表面之间的距离可以通过一个或多个致动器调整。构建头与平台的至少一部分(例如，平台的打印窗括、设置在平台上或与平台相邻设置的膜)之间的相对移动可以包括一种或多种运动，诸如以滑动、旋转和/或扭转运动为例。这种相对移动可以在一个或多个坐标方向(例如，x轴、y轴和/或z轴)上进行。
本文中使用的术语“传感器”一般指提供反馈(例如，电磁辐射吸收率和/或反射率、图像、视频、距离、压力、力、电流、电势、磁场、位置、角度、位移、距离、速度、加速度等)的装置、系统或子系统。这种反馈可以与3D打印系统的一个或多个组件(例如，混合物的膜、构建头、平台等)或3D打印过程(例如，混合物的膜在平台的区域之上的沉积等)相对应或相关联。传感器的示例可以包括但不限于光传感器、速度传感器、压力传感器、触觉传感器、化学传感器、电流传感器、验电器、电流计、霍尔效应传感器、霍尔探头、磁异常检测器、磁力计、磁阻、磁场传感器(例如，微机电系统(MEMS)磁场传感器)、金属检测器、平面霍尔传感器、电压检测器等。传感器的附加示例可以包括但不限于电容式位移传感器、弯曲传感器、自由落体传感器、陀螺仪传感器、冲击传感器、倾斜仪、压电传感器、线性编码器、液态电容式倾斜仪、里程表、光电传感器、压电传感器、位置传感器、角速度传感器、旋转编码器、震动检测器(即冲击监视器)、倾斜传感器、超声波测厚仪、可变磁阻传感器、速度接收器、色度计、红外传感器、光电检测器、光电晶体管、力传感器、触觉传感器、应变计、温度传感器、多普勒雷达、运动检测器、接近传感器、速度传感器等。在一些情况下，传感器可以是开关，其包括例如接触开关(例如，高精度接触开关)、限位开关、簧片开关。在一些情况下，传感器可以是水准仪。
本文中使用的术语“混合物”一般指可用于打印3D物体的材料。混合物可以称为树脂。混合物可以从喷嘴分配在一区域之上。该区域可以是平台(例如，打印窗)或膜(例如，不透明、透明和/或半透明膜)的一区域。混合物可以是液体、半液体或固体。混合物可以具有足以自支撑在打印窗上而不流动或不充分流动的粘度。例如，混合物的粘度可以在约4,000厘泊(cP)至约2,000,000cP的范围内。混合物可以被按压(例如，通过擦拭器(wiper)或构建头被按压)成在该区域(例如，打印窗、膜等)上或之上的混合物的膜。混合物的膜的厚度可以是可调整的。混合物可以包括光活性树脂。光活性树脂可以包括可聚合和/或可交联组分(例如，前驱体)以及光引发剂，光引发剂激活可聚合和/或可交联组分的固化，从而使可聚合和/或可交联组分进行聚合和/或交联。光活性树脂可以包括抑制可聚合和/或可交联组分的固化的光抑制剂。在一些示例中，混合物可以包括多个颗粒(例如，聚合物颗粒、金属颗粒、陶瓷颗粒、它们的组合等)。在这种情况下，混合物可以是浆料或光聚合物浆料。混合物可以是糊状物。可以将多个颗粒添加到混合物。多个颗粒可以是固体或半固体(例如，凝胶)。非金属材料的示例包括金属材料、金属间化合物材料、陶瓷材料、聚合物材料或复合材料。多个颗粒可以悬浮在整个混合物中。混合物中的多个颗粒可以具有呈单分散或多分散的分布。在一些示例中，混合物可以包含附加的光吸收剂和/或非光活性组分(例如，填料、粘合剂、增塑剂、稳定剂(诸如自由基抑制剂等))。3D打印可以使用至少1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种混合物来执行。包括不同材料(例如，不同的光活性树脂和/或不同的多个颗粒)的多种混合物可以用于打印多材料3D物体。
在本公开中，术语“混合物”和“粘性液体”可以可互换地使用。
这里使用的术语“颗粒”一般指可以加入混合物中的任何微粒材料。可以将颗粒加入以改变(例如，增加、减少、稳定等)混合物的材料特性(例如，粘度)。颗粒可以被配置为熔化或烧结(例如，不完全熔化)。微粒材料可以为粉末形式。颗粒可以是无机材料。无机材料可以是金属(例如，铝或钛)材料、金属间化合物(例如，钢合金)材料、陶瓷(例如，金属氧化物)材料或它们的任何组合。粉末可以由一种或多种聚合物包覆。术语“金属”或“含金属物”一般指金属材料和金属间化合物材料两者。金属材料可以包括铁磁性金属(例如，铁和/或镍)。颗粒可以具有各种形状和大小。例如，颗粒可以为球形、长方体形或盘形的形状，或者为它们的任何局部形状或形状的组合。颗粒可以具有呈圆形、三角形、正方形、长方形、五边形、六边形或它们的任何局部形状或形状的组合的截面。加热时，颗粒可以烧结(或凝聚)成固体或多孔物体，该固体或多孔物体可以是较大3D物体的至少一部分或3D物体的全部。3D打印可以使用至少1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种类型的颗粒来执行。
在本文中可互换地使用的术语“混合物的膜”或“混合物的层”一般指可用于打印3D物体的混合物的层。混合物的膜可以跨混合物的膜具有均匀或不均匀的厚度。混合物的膜可以具有低于限定的阈值(例如，一值或一范围)、在限定的阈值内或高于限定的阈值的平均厚度或厚度变化。混合物的膜的平均厚度或厚度变化可以在3D打印期间是可检测的和/或可调整的。混合物的膜的平均(均值)厚度可以是来自混合物的膜内的至少约2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、15个、20个、30个、40个、50个、100个、200个、300个、400个、500个、1000个、2000个、3000个、4000个、5000个或更多个位置的厚度的平均值。混合物的膜的平均(均值)厚度可以是来自混合物的膜内的至多约5000个、4000个、3000个、2000个、1000个、500个、400个、300个、200个、100个、50个、40个、30个、20个、15个、10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个或2个位置的厚度的平均值。混合物的膜的厚度的变化可以是来自混合物的膜内的至少约2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、15个、20个、30个、40个、50个、100个、200个、300个、400个、500个、1000个、2000个、3000个、4000个、5000个或更多个位置的一组厚度内的方差(即西格玛平方或“σ2”)或标准偏差(即西格玛或“σ”)。混合物的膜的厚度的变化可以是来自混合物的膜内的至多约5000个、4000个、3000个、2000个、1000个、500个、400个、300个、200个、100个、50个、40个、30个、20个、15个、10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个或2个位置的一组厚度内的方差或标准偏差。
在3D打印期间，可以维持或调整一个或多个参数(例如，(1)与平台的区域(例如，打印窗、膜等)的表面相邻的混合物的膜的沉积的速度，(2)混合物从喷嘴挤出到平台的区域上的速度，(3)挤出到平台的区域上的混合物的量，(4)来自一个或多个光源的一种或多种光的强度和/或曝光时间，(5)平台与构建头之间的相对移动的速度，(6)平台在沉积单元与打印单元之间的相对移动的速度，(7)由构建头施加到在平台上或在平台相邻的混合物上的力等)，以维持或改善打印质量(例如，在打印3D物体的至少一部分之前混合物的膜的质量、或3D物体的经打印的部分的质量等)。
在3D三维物体的至少一部分之前，可用于打印3D物体的混合物的膜可以被再沉积或可以不被再沉积(例如，可以被再沉积或可以不被再沉积成与平台的区域相邻)。为了再沉积，可以去除可用于打印3D物体的混合物的膜，并在打印3D物体的至少一部分之前再沉积混合物的新膜。从去除的膜中获取的混合物可以循环使用以沉积混合物的新膜，或者从去除的膜中获取的混合物可以不循环使用。在一些示例中，混合物的膜可以再沉积，直到获得所需的(例如，预定的)厚度、平均厚度、厚度变化、面积、平均面积和/或面积变化。
本文中使用的术语“沉积头”一般指可以横跨平台的被配置为保持混合物的区域(例如，平台的打印窗、在平台上或与平台相邻的膜等)移动的部件。沉积头可以横跨该区域移动并将混合物(例如，混合物的池或膜)沉积在该区域之上。混合物的膜可以跨打印窗具有均匀的厚度。混合物的膜可以跨打印窗不具有均匀的厚度。膜的厚度可以是可调整的。沉积头可以耦合到至少与平台的区域相邻的运动台。沉积头可以具有至少一个喷嘴，以将至少一种混合物(例如，一种混合物)分配在平台的区域之上。沉积头可以具有至少一个擦拭器，以形成混合物的层(或膜)或从该区域去除任何过剩混合物。沉积头可以具有至少一个致动器，以调整至少一个擦拭器与平台的区域之间的距离(从而调整混合物的膜的期望厚度)。在一些示例中，沉积头可以具有槽模。沉积头可以从平台的区域回收任何过剩混合物，将过剩混合物包含在沉积头中，和/或在打印3D物体的随后部分时循环使用回收的混合物。沉积头可以清洁平台的区域。
3D打印可以使用至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个沉积头来执行。多个沉积头中的每一个可以与混合物的单独的源流体连通。多个沉积头可以用于沉积和固化不同混合物(例如，不同的光活性树脂和/或不同的无机颗粒)的交替膜。将不同的混合物划分在不同的源和不同的沉积头中，可以改善打印速度，并防止不同混合物的交叉污染。
本文中使用的术语“喷嘴”一般指沉积头的将混合物引向平台的区域的组件。喷嘴可以包括供混合物进入的开口和供混合物排出的附加开口。喷嘴可以不包括用于对混合物朝向开放式平台的流动进行调整的任何收缩或控制机构。作为替代方式，喷嘴可以包括用于对混合物朝向开放式平台的流动进行调整的收缩或控制机构。
本文中使用的术语“擦拭器”一般指可以与平台的被配置为保持混合物的区域、该混合物或另一擦拭器接触的部件。在一些示例中，擦拭器可以是沉积头的组件。擦拭器可以与混合物接触，以将混合物按压为膜。擦拭器可以与平台的区域接触，以去除过剩混合物。擦拭器与平台的区域之间的距离可以是可调整的。在一些示例中，擦拭器可以是清洁区中的组件。擦拭器可以与另一擦拭器接触，以去除过剩混合物。擦拭器可以具有各种形状、大小和表面纹理。例如，擦拭器可以是刮片(例如，刮板刮片、刮刀刮片)、辊子或棒(例如，绕线棒)。3D打印可以使用至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个擦拭器来执行。在一些示例中，擦拭器是喷嘴的一部分或附接到喷嘴。
沉积头可以是具有出口孔的容器，该出口孔朝向平台的被配置为保持混合物的区域开放。混合物可以通过出口孔从沉积头朝向平台的区域倒出。当混合物朝向平台的区域倒出时，沉积头可以是移动的或静止的。
一种或多种光(例如，来自一个或多个光源的一种或多种光)可以用于引发(激活)混合物的一部分的固化，从而打印3D物体的至少一部分。一种或多种光(例如，来自一个或多个光源的一种或多种光)可以用于抑制(防止)与平台的区域(例如，打印窗、在平台上或相邻平台的膜等)相邻的混合物的一部分的固化。一种或多种光(例如，来自一个或多个光源的一种或多种光)可以被一个或多个传感器使用以在打印3D物体的至少一部分之前、在打印3D物体的至少一部分期间和在打印3D物体的至少一部分之后确定混合物(例如，混合物的膜)的轮廓和/或质量。
可以使用一种波长执行3D打印。3D打印可以使用至少约2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种不同的波长来执行。3D打印可以使用至少约1种、2种、3种、4种、5种、6种、7种、8种、9种、10种或更多种的光来执行。3D打印可以使用至少约1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个光源来执行，并且可以期望防止与平台的区域(例如，打印窗、在平台上或与平台相邻的膜等)相邻的混合物(例如，混合物的膜)的一部分的固化。
一种或多种光可以包括电磁辐射。本文中使用的术语“电磁辐射”一般指来自电磁波谱中的一种或多种波长，电磁波谱包括但不限于x射线(约0.1纳米(nm)至约10.0nm；或约1018赫兹(Hz)至约1016Hz)、紫外(UV)线(约10.0nm至约380nm；或约8×1016Hz至约915Hz)、可见光(约380nm至约750nm；或约8×1014Hz至约4×1014Hz)、红外(IR)光(约750nm至约0.1厘米(cm)；或约4×1014Hz至约5×1011Hz)和微波(约0.1cm至约100cm；或约108Hz至约5×1011Hz)。
一种或多种光源可以包括电磁辐射源。本文中使用的术语“电磁辐射源”一般指发射电磁辐射的源。电磁辐射源可以发射来自电磁波谱的一种或多种波长。
本文中使用的术语“光引发”一般指将混合物(例如，混合物的膜)的一部分置于光下以使混合物的该一部分中的光活性树脂固化的过程。光(即“光引发光”)可以具有激活光引发剂的波长，该光引发剂引发光活性树脂中的可聚合和/或可交联组分(例如，单体、低聚物等)的固化。
本文中使用的术语“光抑制”一般指将混合物(例如，混合物的膜)的一部分置于光下以抑制混合物的该部分中的光活性树脂固化的过程。光(即“光抑制光”)可以具有激活光抑制剂的波长，该光抑制剂抑制光活性树脂中的可聚合和/或可交联组分的固化。光抑制光的波长和光引发光的波长可以不同。在一些示例中，光抑制光和光引发光可以从相同光源投射。在一些示例中，光抑制光和光引发光可以从不同的光源投射。
本文中使用的术语“扩散器”一般指扩散能量(例如，光)的薄片(例如，板)或膜(例如，光学透镜或窗上的层压板或涂层)。扩散器可以散射或过滤能量。扩散器可以在扩散器的第一侧接收一种或多种电磁辐射(例如，IR光)，然后从扩散器的与第一侧相对的第二侧发射散射的(例如，分布的、均匀分布的等)电磁辐射。发射的散射的电磁辐射可以形成泛射电磁辐射。扩散器可以消除与一个或多个电磁辐射源的位置相对应的亮点。来自扩散器的散射的电磁辐射的通量可以与相对于扩散器的角度和/或扩散器的表面内的位置无关。扩散器可以使光跨表面(例如，扩散器的表面)均匀地散布，从而在光行进穿过扩散器时使高强度亮点最小化或去除高强度亮点。
本文中使用的术语“轮廓”一般指与这种组件相关的视图(例如，图像或视频)和/或电磁波谱。视图可以是侧视图、自下而上视图或自上而下视图。视图可以包括组件的外形、剪影、轮廓线、形状、形态、体形、结构。电磁波谱可以是电磁辐射(例如，IR辐射)的至少一部分的吸收、发射和/或荧光光谱。轮廓可以指示组件的一个或多个特征。在示例中，传感器可以能够感测或检测和/或分析组件的零维的(例如，单点)、一维(1D)的、二维(2D)的和/或3D的轮廓(例如，特征)。
3D打印系统可以由外壳(例如，壳体或织物)包围。外壳可以防止外部能量(例如，环境光)干扰在3D打印期间使用的一种或多种光。
本文中使用的术语“生坯(green body)”一般指具有聚合物材料和由聚合物材料包封的多个颗粒(例如，金属、陶瓷或者金属和陶瓷两者)的3D物体。多个颗粒可以在聚合物(或聚合体)基质中。多个颗粒可以能够烧结或熔化。生坯可以是自支撑的。生坯可以在加热器中(例如，在熔炉中)加热，以烧掉聚合物材料的至少一部分，并将多个颗粒凝聚成较大3D物体的至少一部分或3D物体的全部。
本文中使用的术语“褐色体(brown body)”一般指经过处理(例如，溶剂处理、热处理、压力处理等)以去除生坯内的聚合物材料的至少一部分(例如，至少百分之20(20％)、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％或更大；至多100％、95％、90％、80％、70％、60％、50％、4％、30％、20％或更小)的生坯。褐色体可以包括生坯的多个颗粒。多个颗粒可以能够烧结或熔化。褐色体可以是自支撑的。褐色体可以在加热器中(例如，在熔炉中)加热，以烧掉任何残留聚合物材料的至少一部分，并将多个颗粒凝聚成较大3D物体的至少一部分或3D物体的全部。
本公开提供了用于形成3D物体的方法和系统。这些方法可以采用与平台的区域相邻施用混合物的膜，并将膜暴露于光以使膜的至少一部分发生聚合和/或交联。3D物体可以基于3D物体的计算机模型，诸如存储在非临时计算机存储介质(例如，介质)中的计算机辅助设计(CAD)。
用于3D打印的系统
三维(3D)打印系统和方法(例如，逐层3D打印)可以利用重复串行过程，重复串行过程包括(i)制备(例如，沉积)用于打印的打印材料(例如，一层粉末、混合物、树脂等)以及(ii)将打印材料的至少一部分打印(例如，凝固、固化、融合、激光烧结等)成3D物体的至少一部分。因此，生产一层3D物体的时间可能是至少步骤(i)和步骤(ii)的总和，并且这种生产可能耗时。鉴于上述情况，亟需可替代的系统和方法以缩短生产时间。
在一方面，本公开提供了一种用于打印3D物体的系统。该系统可以包括至少一个平台，该至少一个平台被配置为保持至少一种混合物的膜。至少一个平台可以包括本文中提供的窗(例如，实心窗或透明/半透明膜)。该系统还可以包括沉积单元，该沉积单元包括与至少一种混合物的至少一个源(例如，一种混合物的一个源、相同混合物的多个源、不同混合物的多个源等)流体连通的喷嘴。沉积单元可以被配置为将膜沉积到至少一个平台上。该系统还可以包括构建单元，该构建单元包括光源，该光源被配置为提供足以固化膜的至少一部分的光，以形成3D物体的至少一部分。该系统还可以包括可操作地耦合到至少一个平台的控制器(或处理器)。控制器还可以可操作地耦合到沉积单元和构建单元。控制器可以被配置为引导至少一个平台沿着多个不同路径从沉积单元移动到构建单元或者从构建单元移动到沉积单元。
多个不同路径可以包括多个非重叠路径。多个非重叠路径的至少一部分可以彼此不相交。在一些情况下，多个非重叠路径可以相互分隔开，使得不会有单个路径与另一个路径发生接触(例如，物理接触)。在一些情况下，多个非重叠路径可以在每一个路径的一个或多个末端处彼此连接，但路径的两个末端之间的区可以不与另一个路径的两个末端之间的另一区重叠。在一些情况下，第一平台可以设置在沿着多个非重叠路径中的第一路径的任何点处，第二平台可以设置在沿着多个非重叠路径中的第二路径的任何点处，并且非重叠路径可以被设计成/被配置为使得第一平台和第二平台可以在分别沿着第一路径和第二路径移动的同时不彼此相交或碰撞。
多个非重叠路径可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个非重叠路径。多个非重叠路径可以包括至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个非重叠路径。多个非重叠路径可以设置在相同平面中。这种平面可以是水平平面(例如，设置在彼此的左侧和右侧的两个或更多个路径)、竖直平面(例如，堆叠在彼此的上方和下方的两个或更多个路径)，或它们之间成角度的任何平面。可替代地，多个非重叠路径可以设置在不同的平面中。不同的平面可以基本上彼此平行。可替代地，不同的平面可以彼此不平行，但不重叠。多个非重叠路径可以彼此平行设置。可替代地，多个非重叠路径可以相对于彼此成角度，其中多个非重叠路径中的至少两个路径之间的角度可以是至少约1度、2度、3度、4度、5度、10度、15度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度、90度或更大。多个非重叠路径中的至少两个路径之间的角度可以是至多90度、80度、70度、60度、50度、40度、30度、20度、15度、10度、5度、4度、3度、2度、1度或更小。
多个非重叠路径中的每一个路径的至少一部分可以是连续的。多个非重叠路径中的每一个路径的至少一部分可以是不连续的。多个非重叠路径中的每一个路径的至少一部分可以是直线或线性的。多个非重叠路径中的每一个路径的至少一部分可以是非直线或非线性的(例如，弯曲的、波浪形的、成角度的、锯齿形的等)。
在示例中，两个非重叠路径可以是彼此靠近(例如，在相同水平平面上彼此靠近)或堆叠在彼此之上的两个直线路径。在另一示例中，两个非重叠路径中的每一个可以为半圆形的形状，使得两个路径在沉积单元和构建单元处连接以形成一个圆形轨道(例如，转盘)。
多个非重叠路径中的路径可以由至少一个平台的运动限定。在一些情况下，至少一个平台可以被配置为沿着预定路线移动(例如，通过一个或多个致动器移动)，并且该路线可以限定路径。该路线可以不包括用于至少一个平台沿着其移动的物理轨道。可替代地或此外，多个非重叠路径中的路径可以由用于至少一个平台沿着其移动的物理轨道(或带系统)限定。轨道可以是静止的。可替代地，轨道可以是可移动的或可调整的。
多个非重叠路径中的路径可以被专门指定为用于单个平台的移动。可替代地，该路径可以用于多个平台(例如，至少2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个平台)的移动。多个平台可以同时沿着路径移动(例如，第一平台可以沿着路径移动，同时第二平台可以沿着相同路径移动，并位于第一平台之后)。可替代地，多个平台可以依次沿着路径移动(例如，第二平台可以在第一/前一平台沿着路径基本上完成移动后才开始沿着该路径移动)。
至少一个平台可以包括单个平台。在一些情况下，单个平台可以被配置为：(i)沿着第一路径从沉积单元移动到构建单元，并且(ii)沿着不与第一路径重叠的第二路径从构建单元移动到沉积单元。单个平台可以可操作地耦合到被配置为引导单个平台在多个路径之间(例如，在第一路径与第二路径之间)移动的一个或多个致动器。用于将单个平台在多个路径之间移动的致动器可以是将单个平台沿着每一个路径移动的相同致动器。可替代地，用于将单个平台在多个路径之间移动的致动器(例如，竖直致动器)和用于将单个平台沿着每一个路径移动的致动器(例如，水平致动器)可以是不同的致动器。用于将单个平台在多个路径之间移动的致动器可以被配置为沿着多个路径中的一个或多个路径移动。可替代地，用于将单个平台在多个路径之间移动的致动器可以不被配置为沿着多个路径中的任何路径移动。例如，一个或多个致动器可以设置在沉积单元处，以将单个平台从一个路径移动到另一个路径，并且附加的一个或多个致动器可以设置在构建单元处，以将单个平台从一个路径移动到另一个路径。
至少一个平台可以包括多个平台。多个平台可以包括至少2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个平台。多个平台可以包括至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个或2个平台。多个平台可以被配置为保持用于打印的相同混合物的膜。可替代地，多个平台可以被配置为保持不同混合物的膜(例如，用于多材料打印的不同混合物的膜)。因此，当第一平台在用于打印3D物体的第一层的构建单元处时，第二平台可以接收或可能已经接收用于打印3D物体的第二层的相同或不同混合物的不同层。一旦在构建单元处形成3D物体的第一层，就可以用第二平台替换第一平台以构建3D物体的第二层，从而与用单个平台构建3D物体相比，减少了用于构建3D物体的至少一部分的处理时间。
多个平台中的每一个可以被配置为在沉积单元到构建单元之间移动。如本文中公开的，多个平台可以被配置为沿着多个不同路径从沉积单元移动到构建单元或者从构建单元移动到沉积单元。在一些情况下，多个平台中的每一个平台可以沿着其指定的特定路径在沉积单元与构建单元之间移动，并且指定/特定的路径可以不与用于在沉积单元与构建单元之间移动的其他平台的路径重叠。因此，第一平台在沉积单元与构建单元之间的移动可以不干扰第二平台(或其他平台)在沉积单元与构建单元之间的移动(例如，可以不与第二平台(或其他平台)在沉积单元与构建单元之间的移动重叠、冲突等)。在一些情况下，多个平台中的每一个平台可以在沉积单元与构建单元之间移动时，沿着不同路径移动。多个平台中的每一个平台可以(i)沿着第一路径从沉积单元移动到构建单元，并且(ii)沿着可以不与第一路径重叠的第二路径从构建单元移动到沉积单元。
多个平台中的每一个平台可以可操作地耦合到被配置为引导平台在多个路径之间(例如，在第一路径与第二路径之间)移动的一个或多个致动器。多个平台可以可操作地耦合到被配置为引导多个平台在多个路径之间(例如，在第一路径与第二路径之间)移动的一个或多个致动器。用于将多个平台在多个路径之间移动的致动器可以是将多个平台分别沿着多个路径移动的相同致动器。可替代地，用于将多个平台在多个路径之间移动的致动器(例如，竖直致动器)和用于将多个平台沿着多个路径移动的致动器(例如，水平致动器)可以是不同的致动器。用于将多个平台在多个路径之间移动的致动器可以被配置为沿着多个路径中的一个或多个路径移动。可替代地，用于将多个平台在多个路径之间移动的致动器可以不被配置为沿着多个路径中的任何路径移动。例如，一个或多个致动器可以设置在沉积单元处，以将多个平台从一个路径移动到另一个路径，并且附加的一个或多个致动器可以设置在构建单元处，以将多个平台从一个路径移动到另一个路径。
本文中公开的一个或多个致动器(例如，用于将一个或多个平台在两个或更多个非重叠路径之间移动的一个或多个致动器)可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个致动器。一个或多个致动器可以包括至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个致动器。一个或多个致动器的示例可以包括步进致动器、线性致动器、液压致动器、气动致动器、电动致动器、磁性致动器、机械致动器(例如，齿条和齿轮、链条等)等。本文中提供的致动器的示例可以包括伺服电机、有刷电机、无刷电机(例如，步进电机)、扭矩电机和轴致动器(例如，空心轴致动器)。
沉积单元和构建单元可以包括每一个平台所处的工作位置。例如，一旦平台沿着非重叠路径之一被传送到沉积单元，平台就可以被配置为通过一个或多个致动器(例如，一个或多个竖直致动器)朝向工作位置(例如，相对于本文中公开的沉积单元的混合沉积位置)移动。在另一示例中，一旦平台沿着非重叠路径之一被传送到构建单元，平台就可以被配置为通过一个或多个致动器(例如，一个或多个竖直致动器)朝向工作位置移动(例如，移动到相对于光源和/或本文中公开的构建头的确定位置)。
通过利用用于多个平台在沉积单元与构建单元之间移动的多个路径，本文中公开的系统可以将处理时间(例如，用于构建3D物体的至少2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个层的时间，或者用于构建3D物体的时间)减少至少约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或更大。
在另一方面，本公开提供了一种用于打印3D物体的系统。该系统可以包括至少一个平台，该至少一个平台被配置为保持混合物的膜。该系统还可以包括沉积单元，该沉积单元包括与混合物的源流体连通的喷嘴。沉积单元可以被配置为将膜沉积到至少一个平台上。该系统还可以包括构建单元，该构建单元包括光源，该光源被配置为提供足以固化膜的至少一部分的光，以形成3D物体的至少一部分。该系统还可以包括传感器，该传感器沿着至少一个平台的从沉积单元到构建单元或者从构建单元移动到沉积单元的路径设置。传感器可以被配置为：(i)在固化之前，确定设置在至少一个平台上的膜的轮廓，或者(ii)在固化之后，检测至少一个平台上的任何过剩混合物。该系统还可以包括控制器，控制器可操作地耦合到至少一个平台。控制器可以被配置为引导至少一个平台沿着路径的移动。在一些情况下，该系统可以包括至少一条带，至少一条带的表面包括至少一个平台。
该系统的传感器可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个传感器。传感器可以包括至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个传感器。至少一个传感器可以设置在用于至少平台在沉积单元与构建单元之间移动的通路中。至少一个传感器可以设置在用于至少平台在沉积单元与构建单元之间移动的多个通路中。在一些情况下，平台可以(i)在第一通路中从沉积单元和构建单元移动，并且(ii)在与第一通路不同且不与第一通路重叠的第二通路中从构建单元和沉积单元移动。在这种情况下，不同的传感器可以可操作地耦合到(例如，耦合到)第一通路和第二通路中的每一个。例如，不同的传感器可以设置在一个或多个通路内。例如，路径可以是从沉积单元到构建单元，并且传感器可以被配置为确定膜的轮廓。在另一示例中，路径可以是从构建单元到沉积单元，并且传感器可以被配置为检测至少一个平台上的过剩混合物。
沉积单元可以包括设置在沉积单元内的一个或多个传感器。例如，沉积单元可以包括附加传感器，该附加传感器被配置为在固化之前确定膜的不同轮廓。构建单元可以包括设置在构建单元内的一个或多个传感器。例如，构建单元可以包括一个或多个传感器，以检测由构建头对混合物的膜施加的压缩的程度，或检测由构建头压缩的混合物的膜的厚度。
本文中公开的一个或多个传感器的非限制性示例可以包括但不限于：相机、激光位移传感器、激光扫描仪(例如，二维激光线扫描仪)、物理触摸探头、结构光投影仪及其可操作地耦合的一个或多个相机、测厚仪(例如，超声波测厚仪)、X射线源及其可操作地耦合的检测器、光谱反射传感器以及分光椭偏传感器。
本文中公开的任何传感器均可以被配置为检测(i)混合物的膜或(ii)包括平台的带移动的特性或特征。在示例中，带可以以基本上恒定的速度移动，同时传感器检测这种特性或特征。在另一示例中，带可以被配置为在接近传感器时减速(例如，降低速度)，使得传感器可以检测该特性或特征，如本文中公开的那样。在这种感测期间，带的速度(例如，旋转速度、收卷速度、放卷速度等)可以降低至少约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或更大。可替代地，带可以被配置为停止(例如，基本上停止)，使得传感器可以检测(i)混合物的膜或(ii)包括平台的带的特性或特征。
在一些示例中，本文中公开的传感器可以被配置为检测混合物的膜(或层)的质量(例如，厚度、缺陷、体积等)。传感器可以确认混合物的膜的这种质量在预定阈值(例如，公差范围)内。在一些示例中，混合物的膜的厚度可以具有在约10nm至约10μm之间的公差范围。混合物的膜的厚度可以具有至少约10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm或更大的公差。混合物的膜的厚度可以具有至多约10μm、9μm、8μm、7μm、6μm、5μm、4μm、3μm、2μm、1μm、900nm、800nm、700nm、600nm、500nm、400nm、300nm、200nm、100nm、90nm、80nm、70nm、60nm、50nm、40nm、30nm、20nm、10nm或更小的公差。
至少一条带可以包括至少1条、2条、3条、4条、5条、6条、7条、8条、9条、10条或更多条带。至少一条带可以包括至多10条、9条、8条、7条、6条、5条、4条、3条、2条或1条带。至少一条带的非限制性示例可以包括连续带、传送带、辊对辊带(例如，包括出料辊和收料辊的辊对辊带)等。至少一条带可以与至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个滑轮(或卷筒)可操作地耦合(例如，与之一起操作)。至少一条带可以与至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个滑轮(或卷筒)耦合(例如，与之一起操作)。本文中公开的滑轮可以是驱动滑轮(例如，耦合到一个或多个致动器(例如，旋转致动器)的驱动滑轮)。可替代地，滑轮可以是惰轮。
在通过本文中公开的系统和方法打印一个或多个3D物体期间，带可以包括一个或多个平台，每一个平台用于保持混合物的膜。带可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个平台。带可以包括至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个平台。平台可以是带的一部分(例如，带的透明或半透明部分)。可替代地，平台可以是设置在带的至少一部分之上的单独组件。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，该系统可以用于打印三维(3D)物体。本文中公开的用于保持混合物(例如，混合物的膜)的平台可以是透明基底(或半透明基底)。该系统可以包括：(1)再涂覆工位，其被配置为将给料膜涂覆到透明基底上；(2)打印工位，其被配置为接收透明基底上的给料膜并将给料固化成期望的结构层；以及(3)传送装置(例如，一个或多个传送装置)，其被配置为将两个或更多个透明基底在再涂覆工位与打印工位之间移动，其中该系统可以被配置为使再涂覆工位与打印工位同时(或基本上同时)操作。
在一些情况下，透明基底可以保持在一个或多个框架中，并且传送装置可以被配置为(例如，基本上同时)(i)将第一透明基底沿着第一平面从再涂覆工位移动到打印工位，并且(ii)将第二透明基底沿着第二平面从打印工位移动到再涂覆工位，其中第一平面和第二平面可以是平行的并且分隔开大于一个或多个框架的厚度的距离。在这种情况下，第一透明基底和第二透明基底可以在彼此之上和下方。
在一些情况下，透明基底可以保持在一个或多个框架中，其中一个或多个框架可以共面并且可以在中心点处彼此附接，并且传送装置可以被配置为通过围绕中心点枢转来(例如，基本上同时)(i)将第一透明基底从再涂覆工位移动到打印工位，并且(ii)将第二透明基底从打印工位移动到再涂覆工位。在这种情况下，第一透明基底和第二透明基底可以在3D打印期间旋转地交换。
在一些情况下，该系统还可以包括一个或多个传感器。一个或多个传感器可以是再涂覆工位和/或打印工位的一部分。可替代地，一个或多个传感器可以与再涂覆工位和打印工位分开设置。例如，该系统可以包括一个或多个传感器工位，该一个或多个传感器工位包括：(i)打印前检查工位，其被配置为从再涂覆工位接收透明基底上的给料膜，并且在将透明基底上的给料膜发送到打印工位上之前检查给料膜；以及(ii)打印后检查工位，其被配置为从打印工位接收透明基底上的废膜，并且在将透明基底上的废膜发送到再涂覆工位上之前检查废膜。
在一些情况下，透明基底可以保持在一个或多个框架中，并且传送装置可以被配置为同时(例如，基本上同时)(i)将第一透明基底从再涂覆工位移动到打印前检查工位，(ii)将第二透明基底从打印前检查工位移动到打印工位，(iii)将第三透明基底从打印工位移动到打印后检查工位，并且(iv)将第四透明基底从打印后检查工位移动到再涂覆工位，其中第一透明基底、第二透明基底、第三透明基底和第四透明基底可以共面。在一些示例中，传送装置可以引导第一透明基底、第二透明基底、第三透明基底和/或第四透明基底围绕连续轨道的移动(或者可以将第一透明基底、第二透明基底、第三透明基底和/或第四透明基底围绕连续轨道移动)。在一些示例中，传送装置可以引导第一透明基底、第二透明基底、第三透明基底和第四透明基底围绕枢轴点的移动(或者可以将第一透明基底、第二透明基底、第三透明基底和第四透明基底围绕枢轴点移动)。在一些示例中，透明基底可以是连续带，并且传送装置可以被配置为推进带以将透明基底从再涂覆工位移动到打印工位。在一些示例中，透明基底可以是出料辊与收料辊之间的卷绕薄片，并且传送装置可以被配置为将出料辊展开并将收料辊卷绕以将透明基底从再涂覆工位移动到打印工位。
图1A-图1C示出了本文中公开的3D打印系统5400的示例。参照图1A，3D打印系统5400包括(i)连接到相同底座5101或(ii)耦合到相同底座5101的混合物沉积区5410(或沉积单元，如本文中可互换地使用的)和打印区5420(或构建单元，如本文中公开的)。系统5400还包括沉积头5105，沉积头5105被配置为将混合物5104沉积到被配置为保持混合物的膜5170(或平台5170，如本文中可互换地使用的)。在该示例中，沉积头被配置为将混合物5104沉积到膜5170上。沉积头5105包括与混合物5104的源流体连通的喷嘴5107和至少一个擦拭器5106，至少一个擦拭器5106被配置为：(i)减少或抑制混合物5104流出沉积头5105，(ii)将混合物5104平坦化为混合物5104的膜或层，和/或(iii)从膜5170去除5104的任何过剩部分。系统5400还包括混合物传感器5430(例如，相机、密度计等)，混合物传感器5430被配置为检测沉积到膜5170上的混合物5104的一种或多种质量。混合物传感器包括混合物传感器光源5432和混合物传感器检测器5434。混合物传感器光源5432设置在膜5170下面，并且混合物传感器检测器5434设置在膜5170上方。可替代地或此外，混合物传感器光源5432和混合物传感器检测器5434可以相反地设置或设置在膜5170的相同侧。在膜5170上沉积一层混合物5104之后，混合物传感器光源5432可以穿过至少膜5170并朝向膜5170上或与膜5170相邻的一层混合物5104发射传感器光(例如，红外光)，并且混合物传感器检测器5434可以捕获或检测穿过一层混合物5104透射的任何红外光。混合物传感器5430的测量可以有助于确定一层混合物5104的质量是否足以继续打印3D物体的至少一部分。
红外光(例如，用于检测一层混合物的质量的红外光)可以包括近红外(NIR)光(约750nm至约1.4μm)、短波红外(SWIR)光(约1.4μm至约3μm)、中波红外(MWIR)光(约3μm至约8μm)、长波红外(LWIR)光(8μm至约15μm)和/或远红外光(约15μm至约1mm)。红外光的光源(例如，用于混合物传感器光源5432的红外光的光源)可以包括LED装置、卤素灯、荧光灯装置和气体放电灯(例如，氙弧灯)。
膜5170耦合到膜传送单元5172。膜传送单元5172被配置为将5460在混合物沉积区5410与打印区5420之间移动。可替代地，膜5170可以是一卷膜的一部分，并且从辊上卷取膜(例如，辊对辊处理)可以将膜5170的包括一层混合物5104的部分相对于混合物沉积区5410和打印区5420移动。
打印区5420(例如，打印区5420的底座5101)包括打印窗5103。一旦膜传送单元5172将膜5170传送到打印区5420，就可以将膜170设置到打印窗103上，例如，可以通过膜传送单元5172的一个或多个致动器将膜170设置到打印窗103上，或者可以通过打印区5420的可以可操作地耦合到膜5170的一个或多个致动器将膜170设置到打印窗103上。
打印区5420(例如，打印区5420的底座5101)还包括多个第一耦合单元5150。在3D打印期间，多个第一耦合单元5150可以不与混合物5104接触。多个第一耦合单元5150可以可操作地耦合到一个或多个致动器5154(例如，一个或多个z轴伸缩致动器)，一个或多个致动器5154被配置为调整多个第一耦合单元5150相对于底座5101(或相对于与打印窗5103相邻设置的膜5170的表面)的高度(或突起)。一个或多个致动器5154可以包括一个或多个紧固件5156(例如，一个或多个轴夹具)，一个或多个紧固件5156被配置为紧固、保持或稳定多个第一耦合单元5150相对于致动器5154的移动。打印区5420还包括被配置为相对于底座5101移动的构建头5110。构建头5110可通过可操作地耦合到构建头5110的致动器5112(例如，线性致动器)移动。可替代地或此外，底座5101还可以包括一个或多个致动器，以将底座5101相对于构建头5110移动。构建头5110包括表面5111，表面5111被配置为保持3D物体5108a的至少一部分(例如，3D物体的先前打印的部分)或不同物体，3D物体的至少一部分将被打印到该不同物体上。构建头5110包括多个第二耦合单元5160。构建头5110的多个第二耦合单元5160中的一个被配置为在3D打印期间与底座5101的多个第一耦合单元5150中的一个耦合，以提供膜5170相对于构建头5110的表面5111的对齐。
参照图1B，膜传送单元5172包括一个或多个致动器。一个或多个致动器可以包括水平致动器5440，水平致动器5440引导膜5170相对于底座5101的水平移动(例如，线性移动和/或旋转移动)。水平致动器5440可以包括一个或多个轴轨或可操作地耦合到一个或多个轴轨，以允许膜传送单元5172在混合物沉积区5410与打印区5420之间的移动。例如，水平致动器5440可以被配置为引导膜5170和膜传送单元5172在混合物沉积区5410的沉积区域5180与打印区5420的打印窗5103之间的相对移动。混合物沉积区5410的沉积区域5180可以是底座5101的一部分，或者是设置在底座5101上或与底座5101相邻设置的附加层或平板(例如，透明或半透明材料)。可替代地或此外，膜传送单元5172的一个或多个致动器可以包括竖直致动器5442(例如，气动致动器)，竖直致动器5442引导膜5170相对于混合物沉积区5410的沉积区域5180的竖直移动5450(例如，向上或向下的竖直移动5450)。水平致动器5440的移动的方向和竖直致动器5442的移动的方向可以垂直或可以不垂直。
底座5101的设置在沉积区域180的至少一部分下面的部分可以是透明或半透明的，使得可以将光(例如，传感器光)穿过底座5101的该部分、穿过沉积区域5180、穿过膜5170并朝向混合物5104引导。作为替代方式，底座5101的设置在沉积区域5180的至少一部分下面的部分可以是中空的，使得可以将光(例如，传感器光)穿过底座5101的中空部分、穿过沉积区域5180、穿过膜5170并朝向混合物5104引导。
参照图1B，一旦混合物5104(例如，混合物5104的膜或层)沉积在膜5170上，并且一旦沉积的混合物5104的一种或多种质量由传感器5530确认，膜传送单元5172的竖直致动器5442就可以引导保持沉积的混合物5104的膜5170在远离沉积区域5180的方向5450上(例如，向上)的移动。接着，如图1C中所示，膜传送单元5172的水平致动器5440可以引导膜5170在从混合物沉积区5410的沉积区域5180朝向打印区5420的打印窗5103的方向5460上的移动。接着，膜传送单元5172的竖直致动器5442引导保持沉积的混合物5104的膜5170在朝向打印窗5103的方向5455上(例如，向下)的移动。膜5170相对于打印窗5103的这种移动可以有助于确保膜5170以保持膜5170平坦(例如，没有褶皱或具有最小褶皱，没有破坏或具有最小破坏，诸如沉积的混合物5104的聚集或沉积的混合物5104内的一种或多种颗粒的聚集等)的方式接触打印窗103。随后，光源5126将一种或多种光朝向混合物5104引导(例如，将光穿过底座5101、穿过打印窗5103、穿过膜5170并朝向混合物5104引导)，以用于打印3D物体的至少一部分。作为替代方式，光源5126可以将一种或多种光至少穿过打印窗5103、穿过膜5170并朝向混合物5104引导，以用于打印3D物体的至少一部分。图1B和图1C示意性地图示了竖直致动器5442可横跨沉积区5410与打印区5420之间的平台5102移动。然而，可替代地或此外，沉积区5410和打印区5420中的每一个可以包括一个或多个单独的竖直致动器，该一个或多个单独的竖直致动器被配置为：(i)可操作地耦合到膜5170和/或膜传送单元5172，并且(ii)引导膜5170和/或膜传送单元5172相对于底座5101的竖直移动(例如，向上或向下的竖直移动)。这种单独的竖直致动器可以不被配置为在沉积区5410与打印区5420之间移动。
图1D示出了3D打印系统100(例如，串行3D打印系统的一个或多个组件)的示例。系统100可以包括图1A至图1C中所图示的3D打印系统5400的一个或多个组件和/或功能。例如，图1D的系统100可以是图1A-图1C的系统5400的变型。参照图1D，系统100包括再涂覆工位110(或者涂覆工位或沉积单元，如本文中可互换地使用的)和打印工位150(或构建单元，如本文中可互换地使用的)。在再涂覆工位110中，膜传送单元(FTU)112被配置为在再涂覆工位110与打印工位150之间来回移动。FTU 112包括刚性或半刚性框架，该刚性或半刚性框架支撑透明基底(或者可以透明或半透明的平台，如本文中可互换地使用的)，诸如氟化乙烯丙烯(FEP)膜。FTU 112由真空吸盘113保持到位。从注射器或其他分配装置将在粘性液体中包含光活性树脂的给料114(或本文中可互换地使用的混合物)分配到FTU 112(例如，FEP表面)上。一个或多个擦拭器118横跨FEP移动，以形成给料114的珠状物(或者如本文中可互换地使用的，诸如任何过剩混合物的混合物的池或集合)。传感器可以被配置为检测FEP或混合物的质量或特性。例如，相机120拍摄FTU 112上的擦拭的给料114的图像。启动背光122以为相机图像提供照明。一个或多个附加擦拭器(例如，刮刀刮片124)横跨FTU 112上的给料114移动，以形成基本上均匀的给料膜130(例如，具有基本上均匀的厚度的给料膜130)。相机120使用背光122拍摄给料膜130的图像。FTU 112将给料膜130传送到打印工位150。
参照图1D，一旦制备了给料膜130，FTU 112就将透明基底(FTU)112从再涂覆工位110移动到打印工位150。在打印工位150处，FTU 112定位到透明或半透明的打印窗152上。构建板154下降到给料膜130上(例如，通过一个或多个竖直致动器下降到给料膜130上)，以将给料膜130压缩到期望的打印层厚度。在构建板154下降到给料膜130上之前或在构建板154下降到给料膜130上时，可以使用相机160检查打印层。数字光处理(DLP)投影仪156通过打印窗152将图案光引导到给料膜130上，以固化其中的光活性树脂并形成打印层(例如，3D物体的至少一部分)。构建板154远离给料膜130移动。然后FTU 112返回到再涂覆工位110，在再涂覆工位110将给料膜130的过剩部分或残余部分(例如，废膜)加入到在FTU 112上涂覆或制备的新给料膜中。
图2图示了在图1D中所示的3D打印系统的示例过程200。图2图示了来自再涂覆操作、膜传送操作和打印操作的多个过程(例如，串行过程)。在涂覆或再涂覆操作中，将给料(或混合物)分配到保持在膜传送单元(FTU)的框架中的透明基底上(过程1)。一个或多个第一擦拭器横跨基底移动，以形成给料的珠状物或池(过程2)。在第一擦拭器去除在珠状物/池的形成期间的任何过剩给料后，传感器检查基底是否洁净(过程3)。一个或多个第二擦拭器(例如，涂覆器，诸如刮刀刮片)横跨基底移动，并且将珠状物/池平坦化为均匀的膜(过程4)。传感器(或不同传感器)检查给料的膜是否存在任何缺陷(过程5)。在膜传送操作中，FTU将包括给料的膜的基底移动到打印工位(过程6)。在打印操作中，构建板(或本文中可互换地使用的构建头)向下移动，并且将给料的膜的至少一部分按压为基本上期望的层厚度(过程7)。投影仪引导光并且将给料的膜的至少一部分暴露于光，以将给料的膜的至少一部分固化成3D物体的层，该层固化到设置在构建头上的3D物体的先前打印的层的构建板上(过程8)。然后，构建板向上移动(过程9)。随后，FTU将包括任何过剩给料的基底移回到涂覆/再涂覆工位(过程10)。针对需要打印的3D物体的层数，可以重复过程1-10。
在一些情况下，层循环时间(LCT)是多个步骤(例如，图2中所示的1-10的步骤)所需或花费的时间总和。例如，膜传送操作仅占LCT的百分之几，而再涂覆操作和打印操作可能比膜传送操作花费更长的一段时间。在一些情况下，再涂覆操作和打印操作可能花费类似的时间量。在打印操作正在进行的同时，再涂覆操作闲置，并且反之亦然。因此，本公开提供了这样的系统或方法，其用于减少工位闲置的时间量并因此减少LCT，以使生产量最大化并降低每个部件的成本。
图3图示了在图1D中所示的3D打印系统的不同示例过程300。图3图示了打印3D物体的多个过程(例如，并行过程)，多个过程包括图2中公开的涂覆/再涂覆操作、膜传送操作和打印操作。参照图3，作为并行3D打印过程，每一个过程(例如，过程1-10中的任何过程)可以继续进行其随后步骤(例如，从过程5到过程6的随后步骤)或继续进行另一非随后步骤(例如，从过程5到过程1的随后步骤，以用于在不进行打印的情况下对给料的膜进行再涂覆)。
参照图3，在一些情况下，通过使过程并行(如图3中所示，其中膜传送操作可以同时顺应至少两个FTU)，可以减少LCT。当层“n”正在被打印(例如，正在第一基底上被打印)的同时，层n+1正在被再涂覆(例如，正在第二基底上被再涂覆)，从而消除了工位的大部分闲置时间。因此，LCT可以是膜传送操作以及更长的(i)再涂覆操作和(ii)打印操作的总和，并且与对照组(例如，在沉积区与打印区之间只有单个基底移动的过程)相比，总的LCT可以减少(例如，减少1/2倍)。
图4是并行3D打印系统的示意图，该并行3D打印系统包括被配置为在沉积区(涂覆/再涂覆区)与打印区之间移动的两个平台。图4的系统400可以包括图1D的系统100的一个或多个组件。例如，系统400可以是系统100的变型。参照图4，两个平台可以以下方/上方配置(例如，第一板在第二板之上移动，同时第二板在第一板下方移动)彼此相对设置。系统400包括再涂覆工位410和打印工位450，例如，与图1D中描述的再涂覆工位410和打印工位450类似的再涂覆工位410和打印工位450。系统400包括两个膜传送单元：上方FTU 412和下方FTU 415。每一个FTU安装到单独的竖直运动系统(例如，包括一个或多个致动器(诸如竖直致动器)的竖直运动系统)，该竖直运动系统可以将FTU 412、415中的每一个上下移动(例如，从高度h移动到高度h1，从高度h移动到高度h2，从高度h1移动到高度h2，或者反之亦然)。然后将竖直运动系统安装到单独的水平运动系统，使得可以移动竖直运动系统。上方FTU 412在提供足够间隙以避免与下方FTU 415碰撞的高度处水平地移动；下方FTU 415在低于上方FTU 412的高度处水平地移动。水平移动通过带驱动或线性致动器驱动移动来执行，并且两个FTU 412和415在它们在沉积区与打印区之间交换工位时，在相反的水平方向上同时移动。FTU 412和415中的每一个可以单独地竖直移动和水平移动。可替代地，FTU412和415可以被配置为同步地竖直移动和水平移动。为了在沉积区与打印区之间移动，每一个FTU 412或415可以具有固定的通路。FTU 412可以具有用于在沉积区与打印区之间移动的第一通路，并且FTU 415可以具有用于在沉积区与打印区之间移动的不同的第二通路。
参照图4，在一些情况下，下方FTU 415可以在再涂覆工位410中，并且可以定位在真空吸盘408上的工作高度h处。废膜可以用附加的新鲜给料擦拭和再涂覆，以在下方FTU415上形成新的给料膜。同时，上方FTU 412可以在打印工位450中，并且可以定位在打印窗上的工作高度h处。新的打印层可以正在被打印的3D结构上形成。在再涂覆操作完成后，下方FTU 415可以通过再涂覆工位竖直致动器从工作高度h上升到高度h1。在打印操作完成后，上方FTU 412可以通过打印工位竖直致动器从工作高度h上升到高度h2。下方FTU 415可以通过第一传送致动器以高度h1从再涂覆工位410移动到打印工位450，并且通过打印工位竖直致动器下降到工作高度h的位置。基本上在相同时间，上方FTU 412可以通过第二传送致动器以高度h2从打印工位450移动到再涂覆工位410，并且通过再涂覆工位竖直致动器下降到工作高度h的位置。
参照图4，h与h1之间的距离以及h1与h2之间的距离可以大致相同，其中这种距离足以防止FTU之间的碰撞。可替代地，h与h2之间的距离以及h1与h2之间的距离可以不同。例如，h与h2之间的距离可以大于h1与h2之间的距离。在另一示例中，h与h2之间的距离可以小于h1与h2之间的距离。在一些情况下，重要的可以是这种距离足够大，使得FTU 412和415可以移动(例如，平稳移动)，而不会彼此接触或与在再涂覆工位410或打印工位450中的工作高度处的表面接触。例如，如果FTU 412和415中的每一个FTU(例如，包括给料的膜的每一个FTU)具有20毫米(mm)的厚度，则h1可以比h高25mm，并且h2可以比h1高25mm。这种高度可以提供5mm的间隙(例如，安全间隙)，以避免在水平移动期间发生碰撞。如果FTU不能准确地定位，则不同高度之间的间隙可以增加以避免碰撞。
图5是包括两个平台的平行3D打印系统的示意图，该两个平台被配置为在沉积区(涂覆/再涂覆区)与打印区之间移动。图5的系统500可以包括图1D的系统100的一个或多个组件。例如，系统500可以是系统100的变型。可替代地或此外，系统500可以是图4的系统400的变型。参照图5，系统500包括用于两个基底在沉积区510与打印区550之间移动的两个通路。在此，系统500包括第一通路515(例如，在h1处的专用高度)，第一通路515用于两个基底中的任何一个从沉积区510移动到打印区550。系统500还包括不同的第二通路512(例如，在h2处的专用高度)，第二通路512(i)不与通路512重叠，并且(ii)用于两个基底中的任何一个从打印区550移动到沉积区510。如本文中其他部分所述的，系统500可以包括竖直致动器以调整基底的竖直位置(以例如将每一个基底移动到通路515或512)。在此，沉积区510包括一个或多个竖直致动器502，并且打印区包括一个或多个单独的竖直致动器504。竖直致动器502和504可以不被配置为水平移动，并且可以被配置为保留在再涂覆工位510或打印工位550中的其相应位置处。两个FTU依据它们的工位位置来交替处于上方或下方配置。例如，从再涂覆工位510移动到打印工位550的FTU为下方FTU(例如，沿着通路515的下方FTU)，并且从打印工位550移动到再涂覆工位510的FTU为上方FTU(例如，沿着通路512的上方FTU)。
参照图5，两组竖直FTU致动器502、504分别与再涂覆工位510和打印工位550可操作地耦合，并且不在水平平面中移动。系统500可以包括分别在平面h1和h2中的附加水平致动器(例如，传送致动器1和2)。FTU 1在再涂覆工位510中开始，并且FTU 2在打印工位550中开始。在再涂覆操作和打印操作完成后，FTU 1通过竖直致动器502从涂覆平面h移动到传送平面h1(例如，针对通路515的传送平面h1)，并且通过闩锁机构连接到将FTU 1沿着通路515从再涂覆工位510移动到打印工位550的水平传送致动器1。FTU 2通过竖直致动器504从打印平面h移动到传送平面h2(例如，针对通路512的传送平面h2)中，并且通过闩锁机构连接到将FTU 20沿着通路512从打印工位550移动到再涂覆工位510的水平传送致动器2。一旦FTU 1在打印工位处，竖直致动器504就将FTU 1从传送平面h1移动到打印平面h，以用于3D物体的待打印的下一层。一旦FTU 2在再涂覆工位处，竖直致动器502就将FTU 2从传送平面h2移动到再涂覆平面h，以制备用于打印3D物体的随后层的混合物的下一膜。
参照图4和图5或其任何修改的实施方式，两个非重叠通路之间的距离(例如，图4和图5中所示的h1与h2之间的竖直距离)可以是至少约1微米(μm)、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、1毫米(mm)、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、20mm、30mm或更大。两个非重叠通路之间的距离(例如，图4和图5中所示的h1与h2之间的竖直距离)可以是至多约30mm、20mm、10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm、4mm、3mm、2mm、1mm、500μm、400μm、300μm、200μm、100μm、90μm、80μm、70μm、60μm、50μm、40μm、30μm、20μm、10μm、9μm、8μm、7μm、6μm、5μm、4μm、3μm、2μm、1μm或更小。
两个非重叠通路之间的距离(例如，图4和图5中所示的h1与h2之间的竖直距离)可以与3D物体的待打印的层(例如，随后层)的至少厚度相关。该距离可以与3D物体的待打印的至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个层的至少厚度相关。该距离可以与3D物体的待打印的至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个层的至少厚度相关。该距离可以与3D打印过程的至少一个光引发层和至少一个光抑制层的厚度相关。
图6A和图6B示意性地图示了包括跑道配置(racetrack configuration)的不同3D打印系统的俯视图。图6A的系统600a可以包括图1D的系统100的一个或多个组件。例如，系统600a可以是系统100的变型。系统600a包括包含六个位置的跑道，并且每一个位置保持被标识为612[x](例如，612a、612b、612c、612d、612e、612f)的FTU。在可替代的示例中，可以使用任何数量的位置。例如，系统600a可以包括至少2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个FTU。系统600a可以包括至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个或2个FTU。参照图6A，FTU 612a在再涂覆工位610处，在再涂覆工位610其经历图1D中所述的再涂覆步骤。FTU 612b在打印工位650处，在打印工位650其经历图1D中所述的打印步骤。FTU 612c、612d、612e和612f中的每一个已离开打印工位650，并且可以包含废弃给料或过剩给料(例如，膜的在打印期间去除的已从其固化子形状图案605的剩余部分)。如箭头所示，每一个单独的FTU沿着跑道(或传送带)移动。因此，一旦打印工位650准备好接收用于打印随后层的再涂覆FTU，在再涂覆工位610处就可以始终(或基本上始终)存在准备被传送到打印工位650的带有给料膜的FTU。传送带移动，并且每一个FTU前进就位，使得带有废膜的FTU 612b离开打印工位650，带有新鲜给料膜的FTU 612a离开再涂覆工位610并移动到打印工位650，并且较旧的废膜612f移动到再涂覆工位610处就位以经历再涂覆过程。
参照图6B，在一些情况下，系统600b可以是图6A的系统600a的变型。参照图6B，系统600b可以包括沿着传送带的附加工位。例如，可以在再涂覆工位610与打印工位650之间的检查工位690处对带有新鲜给料膜的FTU进行检查。例如，如果给料膜在检查工位690处未通过检查，则可以将该信息发送到传送带控制器，使得传送带不停止地将有故障的膜移动经过打印工位650(或将有故障的膜在向后方向上从打印工位650移回到再涂覆工位610)。
图7示意性地图示了包括用于多个基底的旋转交换配置的3D打印系统700，该多个基底用于保持混合物的膜。图7的系统700可以包括图1D的系统100的一个或多个组件。例如，系统700可以是系统100的变型，使得基底通过旋转移动(例如，旋转交换)机构而不是横向移动机构在沉积区与打印区之间移动。系统700包括通过旋转机构780(例如，旋转致动器780，其可以围绕致动器780的中心点在箭头782的平面中枢转)可操作地耦合的两个膜传送单元(FTU 712和FTU 714)。在FTU 712位于再涂覆工位710中的同时，FTU 714位于打印工位750中。FTU 712经历再涂覆操作(例如，使用本公开中提供的包括一个或多个擦拭器的沉积头经历再涂覆操作)，同时FTU 714经历打印操作(例如，使用本公开中提供的光源经历打印操作)。当再涂覆操作和打印操作完成时，旋转致动器780旋转以将FTU 712移动到打印工位750中并将FTU 714移动到再涂覆工位710中。在一些情况下，旋转致动器780可以仅逆时针移动(例如，如图7中所示)，使得包括基底的FTU 712(i)在第一通路(例如，图7中所示的设置在致动器780的底部的通路)中从沉积工位710移动到打印工位750，并且(ii)在不与第一通路重叠的第二通路(例如，图7中所示的设置在致动器780的顶部的通路)中从打印工位750移动到沉积工位710。可替代地，旋转致动器780可以仅顺时针移动。然而，在另一种可替代方式中，旋转致动器780可以被配置为顺时针移动和逆时针移动，使得(i)FTU 712在第一通路中在打印工位750到沉积工位710之间移动，并且(ii)FTU 714在第二通路中在打印工位750到沉积工位710之间移动，如本公开中公开的。第一通路和第二通路可以在相同平面中。系统700还可以包括用于打印前检查、打印后检查、构建头打印检查等的一个或多个传感器，如整个本公开所公开的。
参照图7，在一些情况下，旋转致动器780可以被配置为竖直致动器或耦合到竖直致动器，以调整FTU 712和714相对于打印工位750和沉积工位710的高度。可替代地，旋转致动器780可以不被配置为竖直致动器或可以不耦合到竖直致动器。
参照图7或者其任何修改的系统或使用方法，打印工位750与沉积工位710之间的分离度(degree of separation)可以是至少约5度、10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度、90度、100度、110度、120度、150度、170度、175度或更大。打印工位750与沉积工位710之间的分离度可以是至多约180度、175度、170度、150度、120度、110度、100度、90度、80度、70度、60度、50度、40度、30度、20度、10度、5度或更小。
图8A示意性地图示了包括转盘配置的并行3D打印系统的俯视图。图8A的系统800a可以包括图1D的系统100的一个或多个组件和/或图7的系统700的一个或多个组件。例如，系统800a可以是系统700的变型，使得在沉积工位与打印工位之间存在一个或多个单独的感测工位。例如，图8A的系统800a的转盘配置可以是图7的系统700的旋转交换配置的扩展形式。参照图8A，通过增加附加的FTU，可以将再涂覆操作和打印检查操作中的一些操作再分配到附加的工位，类似于整个本公开描述的跑道配置。
参照图8A，系统800a包括转盘815，转盘815包括四个位置，其中每一个位置保持被标识为812[x](例如，812a、812b、812c和812d)的FTU。可替代地，可以使用任何数量的位置(例如，至少2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个位置，以用于保持各自包括用于保持给料/混合物的膜的平台的至少2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个FTU)。FTU 812[x]接合在一起，并且可以围绕中心点880在纸张的平面中枢转。系统800a可以包括被配置为绕中心点880旋转的旋转致动器。FTU 812[x]中的每一个围绕中心点880定位在不同的功能性工位中。
参照图8A，FTU 812a在再涂覆工位810处，在再涂覆工位810其经历再涂覆步骤，如整个本公开所公开的。FTU 812b在打印前检查工位820处，在打印前检查工位820确定层厚度。可替代地或此外，可以在打印前检查工位820处检查的其他层特征可以包括厚度均匀性和缺陷的存在性。在一些情况下，可以使用共焦激光位移传感器或给料/混合物的膜的透光率或光密度来确定厚度。FTU 812c在打印工位850处，在打印工位850其经历打印步骤，如整个本公开提供的。FTU 812d在打印后检查工位860处，在打印后检查工位860可以捕获膜的剪影图像，这种图像显示打印图像的底片。底片图像可以用于检查或确认已固化/打印的内容的质量。
参照图8A，转盘815围绕中心点880枢转，并且将FTU 812[x]在逆时针方向上从一工位移动到另一工位。可替代地或此外，可以在顺时针方向上进行移动。转盘815移动，并且每一个FTU 812[x]前进就位，例如，(i)带有新鲜给料膜的FTU 812a离开再涂覆工位810并移动到打印前检查工位820，(ii)带有已通过检查的新鲜给料膜的FTU 812b移动到打印工位850，(iii)带有废膜的FTU 812c离开打印工位850并移动到打印后检查工位860，并且(iv)FTU 812d离开打印后检查工位860并移动到再涂覆工位810处进行再涂覆。在此并行过程中，打印工位850一准备好接收再涂覆的FTU(例如，一旦打印工位850准备好接收再涂覆的FTU)，在打印前检查工位820处就可以(例如，始终可以)存在准备被传送到打印工位850的带有给料膜的FTU。因此，打印工位可以没有大量的闲置时间。
在一些情况下，图8A的系统800a可以包括与转盘815相邻的FTU供给单元和FTU剔除单元。FTU供给单元可以被配置为将带有新鲜基底的新FTU添加到转盘，而FTU剔除单元去除基底已磨损的旧FTU。FTU供给单元和FTU剔除单元可以是相同单元的部分。可替代地，FTU供给单元和FTU剔除单元可以是不同单元的部分。
参照图8A或者其任何修改的系统或使用方法，任何两个工位(例如，来自一个或多个再涂覆工位、一个或多个打印前检查工位、一个或多个打印工位、一个或多个打印后检查工位、FTU供给单元工位、FTU剔除单元工位等的任何两个工位)之间的分离度可以是至少约5度、10度、15度、20度、25度、30度、40度、50度、60度、70度、80度、90度、100度、110度、120度、150度、170度、175度或更大。打印工位750与沉积工位710之间的分离度可以是至多约180度、175度、170度、150度、120度、110度、100度、90度、80度、70度、60度、50度、40度、30度、25度、20度、15度、10度、5度或更小。
参照图8A或者其任何修改的系统或使用方法，该系统可以包括至少3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个不同的工位(例如，来自一个或多个再涂覆工位、一个或多个打印前检查工位、一个或多个打印工位、一个或多个打印后检查工位、FTU供给单元工位、FTU剔除单元工位等的不同工位的任何组合)。该系统可以包括至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个或3个不同的工位。该系统可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个或更多个再涂覆工位(例如，用于沉积多种不同混合物的多个再涂覆工位)。该系统可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个或更多个打印工位(例如，用于打印多个3D物体的多个构建头)。该系统可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个或更多个打印前检查工位(例如，用于检查不同混合物的膜或用于检查任何混合物的膜的不同特性等的多个检查工位)。该系统可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个或更多个打印后检查工位(例如，用于检查不同混合物的任何过剩部分、用于打印不同3D物体的混合物的任何过剩部分或用于检查任何过剩混合物的不同特性等的多个检查工位)。
图8B示意性地图示了包括转盘配置的并行3D打印系统的俯视图。图8B的系统800b可以包括图8A的系统800a的一个或多个组件。例如，系统800b包括可操作地耦合到转盘815的FTU供给单元和FTU剔除单元。FTU供给单元890可以可操作地耦合到(例如，包括或相邻)供给传感器892(例如，FEP检查传感器)，供给传感器892被配置为检查基底的或设置在基底之上的任何混合物/给料的一种或多种质量或特性。FTU供给单元890可以与转盘815的沉积区、打印区或任何其他区(例如，其他感测区)相邻设置。例如，如图8B中所示，FTU供给单元890可以与沉积区相邻设置。可替代地，FTU供给单元890可以是可移动的，以便移动到转盘815的不同部分。当供给传感器892确定转盘815上的任何现有FTU需要更换(例如，通过分析算法(诸如人工智能或机器学习算法)确定转盘815上的任何现有FTU需要更换)时，可操作地耦合到供给传感器892的控制器将标记检测到的FTU(例如，在计算机上标记检测到的FTU)，使得可以随后由FTU剔除单元895将标记的FTU从转盘815去除。控制器还可以引导FTU供给单元890向转盘815提供(例如，插入)包括新平台(例如，透明或半透明膜)的新FTU。FTU剔除单元895可以与转盘815的沉积区、打印区或任何其他区(例如，其他感测区)相邻设置。例如，如图8B中所示，FTU剔除单元895可以与打印后检查区相邻设置。可替代地，FTU剔除单元895可以是可移动的，以便移动到转盘815的不同部分。
参照图8B，FTU供给单元890可以包括待提供到转盘815的至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个FTU(例如，各自包括平台的至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个FTU)。FTU供给单元890可以包括待提供到转盘815的至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个FTU(例如，各自包括平台的至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个FTU)。FTU供给单元890可以可操作地耦合到一个或多个致动器(例如，辊子、轮子、机械臂等)，以向转盘815提供新的FTU。FTU剔除单元895可以可操作地耦合到一个或多个致动器，以从转盘815去除FTU。
参照图8B，可以对FTU供给单元和FTU剔除单元进行修改，使得(i)FTU供给单元向转盘815上的现有FTU(例如，平台供给单元)提供替换平台(例如，透明或半透明膜)，和/或(ii)FTU剔除单元从转盘815上的现有FTU(例如，平台退出单元)去除现有平台。这样一来，在3D打印期间需要转入和转出转盘的组件的数量可以更少。FTU供给单元890可以包括待提供到转盘815的至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个FTU(例如，各自包括平台的至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个FTU)。FTU供给单元890可以包括待提供到转盘815的至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个FTU(例如，各自包括平台的至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个FTU)。这种平台供给单元可以可操作地耦合到一个或多个致动器(例如，辊子、轮子、机械臂等)，以向转盘815上的现有FTU提供新的平台。这种平台剔除单元可以可操作地耦合到一个或多个致动器，以从转盘815上的现有FTU去除平台。
图9示意性地图示了包括带配置和一个或多个传感器的3D打印系统，该一个或多个传感器用于评估使用该3D打印系统来打印3D物体的一个或多个步骤。图9的系统900可以包括图1D的系统100的一个或多个组件。例如，系统900可以是系统100的变型，使得连续带912相对于沉积工位910、打印前检查/感测工位920、打印工位930、打印后检查/感测工位940和清洁/擦拭工位950移动(例如，平移)。
参照图9中的系统900，不使用包括由刚性或半刚性框架(例如，可操作地耦合到平移致动器的刚性或半刚性框架)支撑的透明基底的标准FTU。相反，透明或半透明基底的连续带912移动通过3D打印系统的工位910、920、930、940和950。在一些情况下，可以通过耦合机制(例如，热结合、机械结合或化学结合)将单片透明基底的两个部分(例如，两个末端)耦合来制成带。
参照图9，系统900包括多个与涂覆工位910和打印工位930分隔开的感测工位。保持给料/混合物的连续带的至少一部分可能需要远离涂覆工位910或打印工位930移动，使得给料/混合物或连续带的至少一部分可以由一个或多个传感器进行分析。例如，涂覆工位910接收连续带912的洁净透明基底部分，并将给料分配到基底上。刮刀刮片970横跨给料移动以形成均匀的给料膜，如本文中公开的。带912将给料膜推进到可选的打印前检查工位920，在打印前检查工位920由一个或多个传感器980确定层厚度。例如，使用共焦激光位移传感器确定厚度。当带912将给料膜从涂覆工位910推进到打印前检查工位920时，连续带912的洁净基底部分也被推进到涂覆工位910中，使得可以制成新的给料膜。
参照图9，带912将给料膜从涂覆工位910(或可选的打印前检查工位920)推进到打印工位930。在打印工位930中，构建板下降到给料膜上并将给料膜压缩到期望的打印层厚度。光源(例如，数字光处理(DLP)投影仪)通过打印窗将图案光引导到给料膜上，以固化其中的光活性树脂并形成打印层。打印层可以在打印期间或打印之后用相机进行检查。构建板远离带912移动，从而留下可能包括过剩给料的废膜。随后，带912将废膜推进到打印后检查工位940，在打印后检查工位940由一个或多个传感器985捕获剪影图像，以例如确认3D物体的先前固化层的质量。当带912将废膜推进到擦拭工位950时，一个或多个擦拭器将废膜从带912去除，并将未使用的给料送回到涂覆工位910(例如，通过可操作地耦合到一个或多个泵的一个或多个通道将未使用的给料送回涂覆工位910)。而且，带912选择性地由一个或多个传感器990进行检查，以查看是否已去除所有给料。当基本上所有给料都已从带的废膜部分去除时，带912前进以再次进入涂覆工位910中，并且重复上述过程。在一些情况下，沿着在五个工位内的带912的长度，所有工位910、920、930、940和950的功能可以基本上同时进行(例如，并行操作)。例如，当工位(例如，910、920、930、940和950)中的最长过程完成时，带912可以前进。
图10示意性地图示了包括带配置和一个或多个传感器的3D打印系统，该一个或多个传感器用于评估使用该3D打印系统来打印3D物体的一个或多个步骤。图10的系统1000可以包括图9的系统900的一个或多个组件。例如，系统1000可以是系统900的变型，使得由辊对辊带1012代替连续带912。除了基底(或膜基底)不是通过连续带912而是通过工位从出料辊1070移动到收料辊1075之外，辊对辊系统1000可以与图9的连续带系统900基本上相同地操作。在一些情况下，该系统可以是有利的，其中膜基底(诸如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的基底)是低价的和一次性的。
在另一方面，本公开提供了一种用于打印3D物体的系统。该系统可以包括多个擦拭器。该系统可以包括至少一个第一擦拭器，该至少一个第一擦拭器被配置为将设置在平台之上的混合物的至少一部分混合。该系统可以包括至少一个第二擦拭器，该至少一个第二擦拭器被配置为从平台的至少一部分去除混合物的至少一部分。该系统还可以包括控制器，控制器被配置为：(i)引导至少第一擦拭器相对于平台移动，以将混合物的至少一部分混合，并且(ii)引导至少第二擦拭器相对于平台移动，以从平台去除混合物的至少一部分。如本文中公开的，混合物可以包括多个颗粒。多个颗粒可以包括颗粒尺寸的分布(例如，平均颗粒直径的分布)。
在一些情况下，在3D打印期间，光固化混合物(例如，过剩混合物)可以被移动(例如，被一个或多个擦拭器擦拭)到平台(例如，透明基底)的一部分上的收集物(例如，珠状物)中。擦拭器(例如，刮刀刮片)可以横跨收集物移动，将其铺展到平台上并将其平坦化为混合物的膜，例如具有在约30μm和600μm之间的厚度的膜。混合物膜可以定位在下降到混合物膜上的构建板下方，并且将混合物膜压缩到期望的打印层厚度。光源(例如，数字光处理(DLP)投影仪)可以将图案光引导到混合物膜上，以固化其中的光活性树脂的至少一部分并形成打印层。构建板可以随后远离混合物膜移动。接着，带有废(未固化部分)混合物膜的平台可以返回到沉积单元(或再涂覆工位，如本文中可互换地使用的)，在沉积单元废混合物膜可以被擦拭直到形成带有附加给料的新收集物(或新珠状物)，该新收集物可以在基底上被平坦化为新的混合物膜。本文中公开的混合物(例如，光固化混合物)可以包括多种不同组分。例如，如整个本公开提供的，混合物可以包括金属或陶瓷颗粒群，并且金属或陶瓷颗粒群可以具有颗粒大小的分布。在一些情况下，当构建头压缩混合物膜(使得压缩的混合物膜设置在构建头与平台之间)时，混合物的至少一部分可能被推出压缩区，并且朝向/围绕构建头的一个或多个边缘推动。在一些情况下，混合物膜中的大颗粒可能基本上保留在压缩区内(例如，在构建头下方)，并且混合物中的小颗粒可能随着被推出压缩区的混合物一起流出。
图11示意性地图示了在固化和去除混合物1110的膜的一部分之后，平台(例如，基底)上的混合物1110的膜的过剩部分内的颗粒的不均匀分布。该部分可能已形成并粘附到构建头(或设置在构建头上的物体)附近，并且构建头可能已被移开，从而在该部分原来所在的位置留下空隙1130。参照图11，线1120表示已固化和去除的部分的外边缘(或空隙1130的外边缘)。在空间1130的周围可能是混合物1110的区1140，并且与空隙1130相邻的区1140可能表现出与打印期间未被构建头按压的混合物1110的膜的另一部分不同的颗粒(例如，金属或陶瓷颗粒)的分布。例如，与在打印期间未被构建头按压的混合物1110的膜的另一部分相比，区1140可能表现出更高的小颗粒(例如，小金属或陶瓷颗粒)浓度。在一些情况下，可以用柔性擦拭器(例如，擦拭器刮片)从平台去除(例如，从透明基底刮除)过剩混合物的膜，可以将新鲜混合物选择性地分配到平台上，并且可以形成过剩混合物的新收集物(例如，新池)和可选的新混合物。相同的擦拭器或不同的擦拭器可以横跨平台移动并将新收集物铺展在平台之上，以将收集物平坦化为用于打印的混合物的新膜。然而，在一些示例中，新形成的混合物的膜可能不均匀(例如，可能在整个混合物的膜的区域内包括颗粒/颗粒大小的不均匀分布)。
图12示意性地图示了混合物的池内的颗粒的不均匀分布。图12示出了当图11中所示的废混合物膜被擦拭为新的池(或珠状物)1200时可能预期的颗粒(例如，本文中公开的小颗粒)的不均匀分布。参照图12，混合物池1200可能在区1240中包括第一浓度的小颗粒，并且在区1245中包括较低的第二浓度的小颗粒。区1210可能保留图11中原始混合物膜1110的颗粒分布。区1210可能包括第三浓度的小颗粒，并且第三浓度可能不同于第一浓度和第二浓度。例如，第三浓度可能低于第一浓度和第二浓度。当这种具有小颗粒的不均匀分布的池1200被用于3D物体的随后层时，累积效果(例如，来自打印多个层(诸如至少2个、5个、10个、15个、20个、25个、30个、40个、50个、100个、200个、500个、1,000个、2,000个、5,000个或更多个层)的累积效果)可能产生：(i)打印的3D物体内的小颗粒(和/或其他大小范围的其他颗粒)的不均匀分布，和/或(ii)打印的3D物体内的不均匀特性(例如，强度、韧性、热阻等)。小颗粒的浓度和/或分布存在差异。例如，在打印头的边缘或固化区(例如，区1240)的末端附近的区域中的小颗粒的不均匀分布可能随着每层的打印而增加。
然而，本文中认识到在打印一个或多个3D物体的整个过程中(例如，在打印许多相同层或相同3D物体的整个过程中)，混合物保持均匀(例如，基本上均匀)的关键需求。当具有不均匀的颗粒分布的过剩混合物用于3D打印时(例如，如图11和图12中所示)，可能导致整个3D物体的颗粒装载和/或特性的不期望的变化。例如，可能导致不均匀打印错误。因此，在将混合物的过剩膜重新用于打印3D物体(或不同的3D物体)的一个或多个随后层之前，仍然存在未满足将混合物的过剩膜混合并减少混合物的过剩膜内的颗粒的不均匀性的需求。因此，本公开提供了多擦拭器系统，多擦拭器系统被配置为实现混合物的至少一部分(例如，过剩混合物)的混合。
在一些情况下，可能从压缩区(例如，由构建头压缩的区，如本文中公开的)流出或推出的混合物中的颗粒的尺寸(例如，平均直径)可以是压缩区的厚度的至多约80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％或更小。在一些情况下，可能从压缩区流出或推出的混合物中的颗粒的尺寸(例如，平均直径)可以是压缩区的厚度的至多约60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％或更小。在一些情况下，可能从压缩区流出或推出的混合物中的颗粒的尺寸(例如，平均直径)可以是压缩区的厚度的至多约50％。在一些示例中，混合物的膜的压缩区的厚度可以在约10μm和约200μm之间、在约10μm和约100μm之间或者在约50μm和100μm之间。
在一些情况下，当将过剩混合物(在固化和去除混合物的膜的至少一部分之后残留的过剩混合物)重新用于打印一个或多个随后层而不使用本文中公开的用于将过剩混合物混合的至少第一擦拭器，并且此过程被重复用于打印多个层时，在打印多个层后，设置在平台之上的过剩(或剩余)混合物的平均颗粒大小(例如，由D50测量定义的平均颗粒大小)可能减小。例如，在不使用本文中公开的至少第一擦拭器的情况下，在打印至少约10个层、15个层、20个层、25个层、30个层、35个层、40个层、45个层、50个层、55个层、60个层、65个层、70个层、80个层、90个层、100个层或更多个层(例如，具有相同形状或不同形状的层)时，过剩混合物的平均颗粒大小可能减小至少约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、25％、30％、35％、40％或更大。例如，在不使用至少第一擦拭器的情况下，在打印约50个层后，过剩混合物的平均颗粒大小与混合物的起始平均颗粒大小相比可能减小约15％。因此，在3D打印期间通过使用本文中公开的至少第一擦拭器，在打印至少约10个层、15个层、20个层、25个层、30个层、35个层、40个层、45个层、50个层、55个层、60个层、65个层、70个层、80个层、90个层、100个层或更多个层(例如，具有相同形状或不同形状的层)时，在打印多个层后过剩混合物的平均颗粒大小的这种减小的程度可以降低至少约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、25％、30％、35％、40％或更大(与不使用至少第一擦拭器的3D打印相比)。
在一些情况下，当将过剩混合物重新用于打印一个或多个随后层而不使用本文中公开的用于将过剩混合物混合的至少第一擦拭器，并且此过程被重复用于打印多个层时，根据层数，在过剩混合物的与已固化和去除的部分相邻的部分中可能存在颗粒(例如，金属和/或陶瓷粉末颗粒)的堆积。因此，通过本文中公开的至少一个擦拭器(例如，在使用至少第二擦拭器之前)将过剩混合物混合，可以减少过剩混合物内的不均匀性(或使过剩混合物基本上重新均匀)，以重新分配已从压缩区推出的颗粒，从而减少或基本上防止与已固化和去除的部分相邻的颗粒的这种局部堆积。因此，虽然较小的颗粒(或细颗粒)可能容易从压缩区推出，但这些颗粒可以通过经由至少第一擦拭器混合而重新分布，以使它们对打印或打印部分的质量的影响(例如，负面影响)最小化。在一些示例中，在不使用本文中公开的至少第一擦拭器的情况下，在打印至少约10个层、15个层、20个层、25个层、30个层、35个层、40个层、45个层、50个层、55个层、60个层、65个层、70个层、80个层、90个层、100个层或更多个层(例如，具有相同形状或不同形状的层)时，与压缩区相邻(例如，与压缩区相邻且在压缩区外部)的混合物中的局部颗粒负载(例如，混合物的局部体积内的颗粒的局部聚集)可能增加至少约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％或更大。例如，在不使用本文中公开的至少第一擦拭器的情况下，在打印约50个层后，混合物中的局部颗粒负载可能增加约5％。因此，在3D打印期间通过使用本文中公开的至少第一擦拭器，在打印至少约10个层、15个层、20个层、25个层、30个层、35个层、40个层、45个层、50个层、55个层、60个层、65个层、70个层、80个层、90个层、100个层或更多个层(例如，具有相同形状或不同形状的层)时，与压缩区相邻的局部颗粒负载的这种增加的程度可以降低至少约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、25％、30％、35％、40％或更大(与不使用至少第一擦拭器的3D打印相比)。
如本文中公开的，混合物的膜内的压缩区的体积可以是约10％至约90％。混合物的膜内的压缩区的体积可以是至少约10％。混合物的膜内的压缩区的体积可以是至多约90％。混合物的膜内的压缩区的体积可以是约10％至约20％、约10％至约25％、约10％至约30％、约10％至约35％、约10％至约40％、约10％至约45％、约10％至约50％、约10％至约60％、约10％至约70％、约10％至约80％、约10％至约90％、约20％至约25％、约20％至约30％、约20％至约35％、约20％至约40％、约20％至约45％、约20％至约50％、约20％至约60％、约20％至约70％、约20％至约80％、约20％至约90％、约25％至约30％、约25％至约35％、约25％至约40％、约25％至约45％、约25％至约50％、约25％至约60％、约25％至约70％、约25％至约80％、约25％至约90％、约30％至约35％、约30％至约40％、约30％至约45％、约30％至约50％、约30％至约60％、约30％至约70％、约30％至约80％、约30％至约90％、约35％至约40％、约35％至约45％、约35％至约50％、约35％至约60％、约35％至约70％、约35％至约80％、约35％至约90％、约40％至约45％、约40％至约50％、约40％至约60％、约40％至约70％、约40％至约80％、约40％至约90％、约45％至约50％、约45％至约60％、约45％至约70％、约45％至约80％、约45％至约90％、约50％至约60％、约50％至约70％、约50％至约80％、约50％至约90％、约60％至约70％、约60％至约80％、约60％至约90％、约70％至约80％、约70％至约90％、或约80％至约90％。混合物的膜内的压缩区的体积可以是约10％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约45％、约50％、约60％、约70％、约80％或约90％。例如，压缩区的体积可以在混合物的膜的体积的约30％和约35％之间。
在一些情况下，(i)至少第一擦拭器可以接触混合物的至少一部分(例如，之后残留的任何过剩混合物)以将混合物的该至少一部分混合，(ii)混合物的被混合的该至少一部分可以被引导到至少第二擦拭器(例如，通过至少第一擦拭器的移动被引导到至少第二擦拭器)，并且(iii)随后，至少第二擦拭器可以接触混合物的已被混合的该至少一部分，并将混合物的该至少一部分从平台去除。这样一来，至少第二擦拭器可以将混合物的该至少一部分收集到平台的另一部分，例如，收集为混合物的池，该混合物的池可以用于形成混合物的新膜的至少一部分(例如，可以被平坦化以形成混合物的新膜的至少一部分)。过程(i)、(ii)和(iii)中的一个或多个(例如，所有过程(i)、(ii)和(iii))可以在至少第一擦拭器相对于平台移动(例如，横跨平台移动)的同时发生。过程(i)、(ii)和(iii)中的一个或多个(例如，所有过程(i)、(ii)和(iii))可以在至少第二擦拭器相对于平台移动(例如，横跨平台移动)的同时发生。在一些情况下，如本文中公开的，与混合物的源流体连通的喷嘴可以向平台分配附加量的混合物。这种分配可以在过程(i)之前、与过程(i)基本上同时或在过程(i)之后发生。可替代地或此外，这种分配可以在过程(ii)之前、与过程(ii)基本上同时或在过程(ii)之后发生。可替代地或此外，这种分配可以在过程(iii)之前、与过程(iii)基本上同时或在过程(iii)之后发生。
与没有混合的对照混合物(例如，打印后设置在平台上的过剩混合物)相比，通过至少第一擦拭器对混合物的至少一部分的混合可以将混合物的至少一部分的不均匀性(例如，混合物内的大颗粒的不均匀分布)降低至少约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或更大。与没有混合的对照混合物(例如，打印后设置在平台上的过剩混合物)相比，通过至少第一擦拭器对混合物的至少一部分的混合可以将混合物的至少一部分的不均匀性降低至多约95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、560％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％或更小。在一些示例中，混合物的不均匀性可以通过混合物的光密度、混合物的射线照片(例如，二维射线照相术)、混合物的光扫描(例如，三维结构光扫描)来确定(或测量)，以测量表面粗糙均匀性等。
多个擦拭器可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个擦拭器。多个擦拭器可以包括至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个擦拭器。至少第一擦拭器可以包括多个第一擦拭器。例如，多个第一擦拭器可以串联布置、并联布置、布置为之字形等(例如，可以为串联、并联、之字形等的阵列形式)。多个第一擦拭器可以被配置为基本上一起移动。可替代地，多个第一擦拭器可以被配置为彼此分开地移动。至少第一擦拭器可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个第一擦拭器。至少第一擦拭器可以包括至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个第一擦拭器。至少第二擦拭器可以包括多个第二擦拭器。例如，多个第一擦拭器可以串联布置、并联布置、布置为之字形等(例如，可以为串联、并联、之字形等的阵列形式)。至少第二擦拭器可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个第二擦拭器。至少第二擦拭器可以包括至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个第二擦拭器。多个第二擦拭器可以被配置为基本上一起移动。可替代地，多个第二擦拭器可以被配置为彼此分开地移动。
至少一个擦拭器(例如，至少第一擦拭器和/或至少第二擦拭器)可以与用于控制至少一个擦拭器相对于平台移动的一个或多个致动器(例如，本文中公开的至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个致动器)可操作地耦合。
至少第一擦拭器可以相对于至少第二擦拭器的尺寸(例如，平面)成角度。例如，至少第一擦拭器的长度轴(例如，最长尺寸)可以相对于至少第二擦拭器的长度轴(例如，最长尺寸)成角度。至少第一擦拭器与至少第二擦拭器之间的这种角度可以是至少约1度、2度、3度、4度、5度、10度、20度、30度、60度、90度、120度、150度或更大。至少第一擦拭器与至少第二擦拭器之间的角度可以是至多约150度、120度、90度、60度、30度、20度、10度、5度、4度、3度、2度、1度或更小。
至少第一擦拭器可以包括第一擦拭器和附加第一擦拭器。第一擦拭器和附加第一擦拭器可以彼此成角度。例如，第一擦拭器的长度轴线(例如，最长尺寸)可以相对于附加第一擦拭器的长度轴(例如，最长尺寸)成角度。第一擦拭器与附加第一擦拭器之间的这种角度可以是至少约1度、2度、3度、4度、5度、10度、20度、30度、60度、90度、120度、150度或更大。第一擦拭器与附加第一擦拭器之间的角度可以是至多约150度、120度、90度、60度、30度、20度、10度、5度、4度、3度、2度、1度或更小。在一些示例中，至少第一擦拭器可以包括多个第一擦拭器，并且多个第一擦拭器可以不形成基本上直线。
至少第一擦拭器可以包括一个或多个间隙，该一个或多个间隙被配置为引导混合物的至少一部分流动。至少第一擦拭器和/或至少第二擦拭器可以是刚性的。可替代地，至少第一擦拭器和/或至少第二擦拭器可以是柔性的。第一擦拭器可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个间隙(例如，孔)。第一擦拭器可以包括至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个间隙(例如，孔)。在一些情况下，第一擦拭器和附加第一擦拭器可以彼此相对设置，且间隙在第一擦拭器的末端与附加第一擦拭器的末端之间。因此，在一些示例中，“n”个第一擦拭器可以被配置为在第一擦拭器之间产生“n-1”个间隙。本文中公开的间隙的尺寸(例如，直径或长度)可以是至少约100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm或更大。间隙的尺寸可以是至多约10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm、4mm、3mm、2mm、1000μm、900μm、800μm、700μm、600μm、500μm、400μm、300μm、200μm、100μm、90μm、80μm、70μm、60μm、50μm、40μm、30μm、20μm、10μm、9μm、8μm、7μm、6μm、5μm、4μm、3μm、2μm、1μm、900nm、800nm、700nm、600nm、500nm、400nm、300nm、200nm、100nm，或更小。
本文中公开的至少第一擦拭器的间隙的大小可以是可调整的(例如，通过移动至少第一擦拭器中的一个或多个擦拭器来调整)。可替代地，间隙的大小可以不是可调整的。
在一些情况下，混合物可以包括多个颗粒，并且本文中公开的间隙的大小可以比多个颗粒中的颗粒的尺寸(例如，直径)大至少约1％、2％、5％、10％、20％、50％、100％、200％、1,000％、2,000％、5,000％或更大。间隙的大小可以小于约5,000％、2,000％、1,000％、200％、100％、50％、20％、10％、5％、2％、1％或更小。
如本文中公开的，至少第一擦拭器和/或至少第二擦拭器可以是沉积头的一部分。可替代地，至少第一擦拭器和/或至少第二擦拭器可以不是沉积头的一部分(或部分)(例如，可以不包含在沉积头的外壳内)。
如本文中公开的，至少第一擦拭器与平台之间的相对移动可以是线性的和/或旋转的。至少第二擦拭器与平台之间的相对移动可以是线性的和/或旋转的。
至少第一擦拭器和/或至少第二擦拭器可以是刚性的。可替代地，至少第一擦拭器和/或至少第二擦拭器可以是柔性的。至少第一擦拭器和/或至少第二擦拭器可以是线性的。可替代地，至少第一擦拭器和/或至少第二擦拭器可以是非线性的(例如，弯曲的、波浪形的、成角度的、锯齿形的等)。
在本文中公开的任何一个系统的一些实施方式中，该系统可以包括擦拭器刮片系统。擦拭器刮片系统可以包括第一阵列的擦拭器刮片。擦拭器刮片系统可以包括与第一阵列的擦拭器刮片相邻定位的第二阵列的擦拭器刮片。第一阵列的擦拭器刮片可以被配置为移动通过平台(例如，基底)上的混合物(例如，给料溶液)并且对混合物进行混合。第二阵列的擦拭器刮片可以被配置为从平台去除混合物。
在一些情况下，第二阵列的擦拭器刮片可以包括单个擦拭器刮片。
在一些情况下，第一阵列的擦拭器刮片可以包括多个刮片。第一阵列的擦拭器刮片的多个刮片可以相对于彼此以一个或多个角度定向。第一阵列的擦拭器刮片的多个刮片可以不从平台去除混合物。第一阵列的擦拭器刮片的多个刮片可以将混合物的至少一部分从平台的一个部分移动到平台的另一个部分。
在一些情况下，擦拭器刮片可以由柔性或可塑性材料制成。在一些情况下，柔性或可塑性材料可以选自聚氨酯、橡胶和硅树脂。
在一些情况下，擦拭器刮片系统可以被配置为移动通过平台上的混合物，使得第一阵列的擦拭器刮片在第二阵列的擦拭器刮片与混合物接触之前与混合物接触。
图13示意性地图示了可用于打印本文中公开的3D物体的擦拭器系统1370。擦拭器系统1370包括至少两个不同阵列的擦拭器刮片。第一(混合)擦拭器刮片阵列1373包含多个刮片，其被配置为对废混合物1310进行混合。第二(去除)擦拭器刮片阵列1376包含将废混合物1310从平台(例如，透明基底)上刮除的一个或多个刮片，并将废混合物收集为新的池(或珠状物)。擦拭器系统1370可以沿着箭头1380的方向横跨平台移动，以将废混合物1310形成为池(或珠状物)，该池(或珠状物)可以被重新应用到平台上以用于打印随后层。
图14和图15示意性地图示了本文中公开的擦拭器系统的示例(例如，图13的擦拭器系统1370的示例)。参照图14，混合擦拭器刮片阵列可以包括实现废混合物的完全混合以及可选的任何添加的新混合物的完全混合的擦拭器的任何组合。混合擦拭器刮片阵列1473可以具有四个单独的擦拭器1473a、1473b、1473c和1473d，擦拭器1473a、1473b、1473c和1473d非线性地布置，例如相对于彼此成角度。箭头图示在废混合物被混合擦拭器刮片阵列1473混合并导向去除擦拭器1476时该废混合物的流动(例如，该废混合物的流动方向)。混合擦拭器刮片阵列1473可以将混合物(例如，当横跨废混合物移动的同时选择性地包括新添加混合物的混合物)混合，从而确保打印的下一层中的颗粒分布的均匀。去除擦拭器1476接收混合的过剩混合物，并将混合的过剩混合物推动为池(或珠状物)，以用于形成用于3D打印的混合物的新膜。参照图15，擦拭器系统可以包括非线性的去除擦拭器1576。
图16A至图16D示意性地图示了用于将混合物混合的擦拭器的阵列的示例。图16A-图16D中所示的擦拭器的阵列可以是至少第一擦拭器的示例实施方式，如本文中公开的。图16A-图16D中所示的擦拭器的阵列可以是图14A的混合擦拭器刮片1473的示例实施方式。参照图16A，用于混合的擦拭器的阵列可以线性地布置。参照图16B-图16D，用于混合的擦拭器的阵列可以非线性地布置。
如本文中公开的，多擦拭器系统中的擦拭器可以由适合与感兴趣的混合物一起使用的任何柔性材料制成。当使用多个擦拭器(例如，用于本文中公开的至少第一个擦拭器的多个擦拭器)时，多个擦拭器可以包括相同的材料。可替代地，多个擦拭器可以包括不同的材料。
在混合擦拭器刮片阵列内，可能重要的是，仔细选择擦拭器的位置、擦拭器之间的角度、擦拭器之间的间隙、擦拭器材料和/或擦拭器的数量，以确保废混合物在再次使用前该废混合物的均匀性。在一些情况下，具有较大间隙的擦拭器刮片可以用于高粘度混合物，以确保混合物的充分混合和移动。在一些情况下，附加的混合特征(例如，擦拭器中的锥形开口)可以用于高粘度混合物。在一些情况下，在构建板上打印的部件的形状和布局可能是决定混合刮片的配置的因素。例如，与只具有单个部分的构建板相比，构建头的构建板上的先前打印部分的阵列可能导致混合物内的不同区具有不同的颗粒的不均匀分布。因此，3D物体的不同截面可能需要不同的擦拭器配置。多擦拭器系统移动通过废混合物的速度是另一重要变量。可以针对不同的混合物组分、期望的珠状物的大小和长度以及/或者打印所需的混合物的体积来调整混合擦拭器配置。
使用方法
本公开的附加方面提供了使用本文中提供的任何系统打印一个或多个3D物体的方法。
在一方面，本公开提供了一种用于打印3D物体的方法。该方法可以包括提供至少一个平台，该至少一个平台用于保持至少一种混合物的膜。该方法可以包括提供沉积单元，该沉积单元包括与至少一种混合物的源流体连通的喷嘴。沉积单元可以用于将膜沉积到至少一个平台上。该方法可以包括提供构建单元，该构建单元包括光源，该光源用于提供足以固化膜的至少一部分的光，以形成3D物体的至少一部分。该方法可以包括将至少一个平台沿着多个非重叠路径从沉积单元移动到构建单元或者从构建单元移动到沉积单元。
在另一方面，本公开提供了一种用于打印3D物体的方法。该方法可以包括提供至少一个平台，至少一个平台用于保持混合物的膜。该方法可以包括提供沉积单元，沉积单元包括与混合物的源流体连通的喷嘴。沉积单元可以用于将膜沉积到至少一个平台上。该方法可以包括提供构建单元，该构建单元包括光源，该光源用于提供足以固化膜的至少一部分的光，以形成3D物体的至少一部分。该方法可以包括提供传感器，传感器沿着至少一个平台的从沉积单元到构建单元或者从构建单元移动到沉积单元的路径设置。传感器可以用于：(1)在固化之前，确定设置在至少一个平台上的膜的轮廓，或者(2)在固化之后，检测至少一个平台上的任何过剩混合物。该方法可以包括沿着路径移动至少一个平台。在一些情况下，该方法可以包括提供至少一条带，该至少一条带的表面包括至少一个平台。
在另一方面，本公开提供了一种用于打印3D物体的方法。该方法可以包括提供至少第一擦拭器，该至少第一擦拭器被配置为将设置在平台之上的混合物的至少一部分混合。该方法可以包括提供至少第二擦拭器，至少第二擦拭器被配置为从平台的至少一部分去除混合物的至少一部分。该方法可以包括：(1)相对于平台移动至少第一擦拭器，以将混合物的至少一部分混合；以及(2)相对于平台移动至少第二擦拭器，以从平台去除混合物的至少一部分。
在另一方面，本公开提供了一种使用擦拭器刮片系统的方法。该方法可以包括在基底上提供给料溶液。该方法可以包括提供擦拭器刮片系统，该擦拭器刮片系统包括：(i)第一阵列的擦拭器刮片，其包括彼此成角度定向的多个刮片；以及(ii)第二阵列的擦拭器刮片，其与第一阵列的擦拭器刮片相邻定位，第二阵列的擦拭器刮片被配置为从基底去除给料溶液。该方法可以包括将擦拭器刮片系统定位为使得第一阵列的擦拭器刮片与给料溶液相邻。该方法可以包括将擦拭器刮片系统移动通过给料溶液。
一旦打印出3D物体的至少一部分(本文中称为生坯)，该方法还可以包括从构建头去除生坯。可以通过在生坯与构建头之间插入薄材料(例如，钢片)将生坯与构建头分隔开。在一些示例中，生坯的与构建头接触的第一层可以不包括多个颗粒，以便通过薄材料容易地从构建头去除。该方法还可以包括清洗生坯。可以通过喷射溶剂(例如，异丙醇)来清洗生坯，以去除任何过剩聚合物前体。该方法还可以包括对生坯进行进一步的热处理(例如，在熔炉中进行进一步的热处理)，以(i)分解(例如，分解成气相)或去除生坯中的至少一部分(例如，基本上所有的聚合物材料和/或前体)，和/或(ii)烧结生坯的多个颗粒，以形成作为3D物体的至少一部分或整个3D物体的最终产品。
用于3D打印的附加细节
本文中公开的擦拭器可以包括刮片、辊子和/或棒。擦拭器的表面可以包括(例如，可以涂覆有)防止至少一个擦拭器与基底的背表面粘合的一种或多种含氟聚合物。一种或多种含氟聚合物的示例包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基化物(PFA)和改性氟代烷氧基化物(四氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚的共聚物，也称为MFA)。
在示例中，本文中公开的擦拭器可以是辊子或棒。辊子或棒可以具有至少约5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm、30mm或更大的直径。辊子或棒可以具有至多约30mm、29mm、28mm、27mm、26mm、25mm、24mm、23mm、22mm、21mm、20mm、19mm、18mm、17mm、16mm、15mm、14mm、13mm、12mm、11mm、10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm或更小的直径。
本文中公开的传感器可以被配置为提供反馈(例如，光吸收光谱、图像、视频等)，该反馈指示设置在平台的至少一部分(例如，平台的打印窗、设置在平台的至少一部分上或相邻平台的至少一部分设置的膜等)上或相邻平台的至少一部分设置的混合物的膜。传感器可以可操作地耦合到控制器(例如，计算机)，控制器控制3D打印的一个或多个操作(例如，将混合物的膜沉积到平台的至少一部分上)。控制器可以基于由传感器提供的反馈来调整3D打印的一个或多个操作。控制器可以在3D打印期间调整操作，并且因此这种反馈可以是闭环反馈。传感器可以在以下情况下提供反馈：(i)在3D打印系统的校准期间；(ii)在沉积用于3D打印的混合物的膜之前、在沉积用于3D打印的混合物的膜期间和/或在沉积用于3D打印的混合物的膜之后；和/或(iii)在将混合物的膜的至少一部分凝固(固化)以打印3D物体的至少一部分之前、在将混合物的膜的至少一部分凝固(固化)以打印3D物体的至少一部分期间或者在将混合物的膜的至少一部分凝固(固化)以打印3D物体的至少一部分之后。传感器可以提供3D物体的制作前或制作后的反馈。3D打印可以使用至少约1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个传感器。3D打印可以使用至多约10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个传感器。
被配置为提供指示混合物的膜的这种反馈的传感器的示例可以包括检测器、视觉系统、计算机视觉、机器视觉、成像仪、相机、电磁辐射传感器(例如，IR传感器、颜色传感器等)、接近传感器、密度计(例如，光密度计)、轮廓仪、光谱仪、高温计、力传感器(例如，用于压力、加速度、温度、应变、力的压电传感器)、运动传感器、磁场传感器(例如，微机电系统)、电场传感器、化学传感器、结构光传感器等。
传感器可以能够检测和/或分析3D打印系统的各种组件的一个或多个轮廓。可以在3D打印期间使用各种组件(例如，打印窗)和/或生成各种组件(例如，混合物的膜或混合物)。
传感器可以捕获打印表面(例如，平台的一部分，即打印区域，膜170)、在打印期间被配置为保持3D物体的至少一部分的构建头的表面或与构建头相邻的3D物体的先前沉积层的表面的轮廓。
来自传感器的反馈可以是在打印3D物体的至少一部分之后，残留在打印表面上的混合物的膜或任何过剩混合物的一个或多个图像。来自传感器的反馈可以是在打印表面上残留的混合物的膜或过剩混合物的一个或多个视频(例如，针对持续时间的一个或多个视频)。
由传感器提供的反馈可以包括沉积在打印表面上或相邻打印表面沉积的混合物的膜的一个或多个内部或外部特征(例如，温度、透明度或不透明度、表面纹理、厚度、形状、大小、长度、面积、图案、嵌入混合物的膜中的一种或多种颗粒的密度、缺陷等)。在示例中，在将混合物的膜的一部分凝固(例如，固化、聚合、交联)为3D物体的至少一部分之前，传感器提供混合物的膜的这种反馈。在另一示例中，在混合物的膜的一部分凝固(例如，固化、聚合、交联)为3D物体的至少一部分并从打印表面去除(例如，通过构建头去除)后，传感器提供残留在打印表面上的任何过剩混合物的这种反馈。反馈可以包括在构建头上打印的3D物体的至少一部分的一个或多个内部或外部特征或者构建头上的未打印的3D物体的一部分，3D物体的至少一部分将被打印到构建头上。
传感器可以能够测量通过介质(例如，构建表面上的混合物的膜)发射、反射或透射的能量。传感器可以能够测量能量密度，能量密度包括：电磁能量密度、光学能量密度、反射密度、透射密度、吸收密度、光谱密度、发光(荧光、磷光)密度和/或电子密度。这种能量密度可以指示混合物的膜内的一个或多个点、线或区域内的一种或多种组件(例如，一种或多种颗粒)的量、浓度和/或密度。
传感器可以可操作地耦合到用于感测的能量的源，其中用于感测的能量的至少一部分由传感器测量，作为指示3D打印过程的反馈。这种用于感测的能量可以是电磁辐射(例如，来自环境光或电磁辐射源的电磁辐射)和/或电子(例如，来自电子束的电磁辐射)。在示例中，传感器可以是IR传感器(例如，IR相机)，并且能量的源可以是IR光源。在这种情况下，IR传感器可以检测来自IR光源的IR光的至少一部分，IR光由(i)与打印表面相邻的混合物的膜或(ii)残留在打印表面的任何过剩混合物反射，或者从(i)与打印表面相邻的混合物的膜或(ii)残留在打印表面的任何过剩混合物透射。由混合物的膜或任何过剩混合物反射或者从混合物的膜或任何过剩混合物透射的IR光可以是零维(点)、1D(线)或2D(面)。
单个传感器可以与用于感测的能量的单个源可操作地耦合。单个传感器可以与至少2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个相同或不同的用于感测的能量的源可操作地耦合。单个传感器可以与至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个或2个相同或不同的用于感测的能量的源可操作地耦合。用于感测的能量的单个源可以与至少2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个相同或不同的传感器可操作地耦合。用于感测的能量的单个源可以与至多10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个或2个相同或不同的传感器可操作地耦合。
一个或多个传感器和用于感测的能量的一个或多个源可以是相同系统(例如，单个封闭单元)或不同系统的一部分。一个或多个传感器可以设置在构建表面下方、内部、上和/或上方。一个或多个传感器和用于感测的能量的一个或多个源可以在3D打印系统的组件(例如，包括打印表面的打印窗或膜、与打印表面相邻的混合物的膜等)的相同侧或相对侧。在一些示例中，一个或多个传感器和能量的一个或多个源可以与打印表面、与打印表面相邻的混合物的膜和/或在打印3D物体的一层后残留在打印表面上的任何过剩混合物接触。在一些示例中，一个或多个传感器和能量的一个或多个源可以不与打印表面、与打印表面相邻的混合物的膜和/或在打印3D物体的一层后残留在打印表面上的任何过剩混合物接触。
传感器可以在生成反馈的同时不与混合物的膜接触。传感器可以在生成反馈的同时与混合物的膜接触。
传感器和/或用于感测的能量的源可以相对于打印表面(例如，打印窗或者设置在平台上或与平台相邻设置的膜)是静止的。传感器和/或用于感测的能量的源可以相对于打印表面是可移动的。这种移动可以是相对移动，并且因此移动件可以是传感器、用于感测的能量的源和/或打印表面。
一个或多个传感器可以可操作地耦合到控制器(例如，计算机)，该控制器能够采用人工智能(例如，一种或多种机器学习算法)来分析数据库，该数据库包括指示3D打印系统的各种组件(诸如打印表面上的混合物的膜或在打印3D物体的一部分之后残留在打印表面上的任何过剩混合物)的多个反馈。人工智能的一种或多种机器学习算法可以能够基于数据库区分或区别打印表面上或与打印表面相邻的混合物的膜的轮廓(例如，特征)。这些特征可以包括混合物的膜中的膜质量、膜厚度、一种或多种组分(例如，一种或多种颗粒等)的密度，或者一种或多种缺陷(例如，气泡、褶皱、预聚合微粒等)。
数据库还可以包括多个训练数据集，该多个训练数据集包括指示混合物的膜的特征的示例反馈。多个训练数据集可以允许机器学习算法学习多个参数以生成一个或多个模型(例如，数学模型、分类器)，一个或多个模型可以用于区分或区别在3D打印期间从一个或多个传感器接收的混合物的新膜的特征。在示例中，来自传感器的反馈可以是混合物的膜的光(例如，IR)密度剖面图。在这种情况下，经训练的机器学习算法可以用于区分：(i)由于跨混合物的膜的高度缺陷导致的光密度变化；(ii)由于混合物的膜中的空隙(例如，气泡、条纹等)导致的光密度变化；以及(iii)由于混合物的膜中一种或多种颗粒(例如，金属或陶瓷颗粒)的密度差异导致的光密度变化。
可以将一系列机器学习算法连接为人工神经网络，以根据一个或多个传感器的反馈更好地识别、归类和/或分类混合物的膜的每一个特征或残留在打印表面上的任何过剩混合物的每一个特征。人工智能系统能够获取、处理和分析来自一个或多个传感器的图像和/或视频反馈，并且这种系统可以称为计算机视觉。
一种或多种机器学习算法可以使用深度学习算法。深度学习算法可以能够基于新的反馈和包括多个先前反馈和示例反馈的数据库，生成混合物或混合物的膜的一个或多个特征的新分类(例如，类别、子类别等)。深度学习算法可以使用新分类来区分或区别混合物或混合物的膜的特征。
扩散器可以设置在用于感测的能量(例如，一种或多种电磁辐射)的一个或多个源与相应的传感器之间。在示例中，扩散器可以扩散一种或多种电磁辐射(例如，一种或多种IR光)，并将散射的电磁辐射引向构建表面(例如，打印窗)、混合物的膜和相应的传感器(例如，一个或多个IR传感器)。散射的电磁辐射可以被引导到混合物的膜，而不穿过构建表面。在另一示例中，扩散器可以与一个或多个传感器相邻。
扩散器可以是透明的、半透明的、半不透明的或不透明的。扩散器可以是陶瓷、聚合物(例如，聚碳酸酯、聚四氟乙烯(PTFE)等)或它们的组合。扩散器的示例包括全息扩散器、白色扩散玻璃和研磨玻璃扩散器。扩散器的其他示例包括纸或织物。
扩散器的一个或多个表面可以包括其表面上的哑光处理，以进一步帮助散射一种或多种电磁辐射。扩散器可以不是镜子。在3D打印期间，可以使用至少约1个、2个、3个、4个、5个或更多个扩散器。在3D打印期间，可以使用至多约5个、4个、3个、2个或1个扩散器。
混合物可以用于打印3D物体的至少一部分。混合物可以包括光活性树脂，以形成聚合物材料。光活性树脂可以包括聚合物材料的聚合物前体。光活性树脂可以包括至少一种光引发剂，至少一种光引发剂被配置为从聚合物前体引发聚合物材料的形成。光活性树脂可以包括至少一种光抑制剂，至少一种光抑制剂被配置为抑制从聚合物前体形成聚合物材料。混合物可以包括用于形成3D物体的至少一部分的多个颗粒。
混合物可以是光活性树脂。光活性树脂的粘度可以在约1cP至约2,000,000cP之间的范围内。光活性树脂的粘度可以是至少约1cP、5cP、10cP、50cP、100cP、500cP、1000cP、5,000cP、10,000cP、50,000cP、100,000cP、500,000cP、1,000,000cP、2,000,000cP或更大。光活性树脂的粘度可以是至多约2,000,000cP、1,000,000cP、500,000cP、100,000cP、50,000cP、10,000cP、5,000cP、1,000cP、500cP、100cP、50cP、10cP、5cP、1cP或更小。
混合物可以是非牛顿流体。混合物的粘度可以基于混合物的剪切速率或剪切历史而变化。作为替代方式，混合物可以是牛顿流体。
混合物可以包括光活性树脂和多个颗粒。混合物的粘度可以在约4,000cP至约2,000,000cP之间。混合物的粘度可以是至少约4,000cP、10,000cP、20,000cP、30,000cP、40,000cP、50,000cP、60,000cP、70,000cP、80,000cP、90,000cP、100,000cP、200,000cP、300,000cP、400,000cP、500,000cP、600,000cP、700,000cP、800,000cP、900,000cP、1,000,000cP、2,000,000cP或更大。混合物的粘度可以是至多约2,000,000cP、1,000,000cP、900,000cP、800,000cP、700,000cP、600,000cP、500,000cP、400,000cP、300,000cP、200,000cP、100,000cP、90,000cP、80,000cP、70,000cP、60,000cP、50,000cP、40,000cP、30,000cP、20,000cP、10,000cP、4,000cP或更小。
在包括光活性树脂和多个颗粒的混合物中，光活性树脂可以以范围在约5体积％(vol％)至约80vol％之间的量存在于混合物中。光活性树脂可以以至少约5vol％、6vol％、7vol％、8vol％、9vol％、10vol％、11vol％、12vol％、13vol％、14vol％、15vol％、16vol％、17vol％、18vol％、19vol％、20vol％、21vol％、22vol％、23vol％、24vol％、25vol％、30vol％、35vol％、40vol％、45vol％、50vol％、55vol％、60vol％、65vol％、70vol％、75vol％、80vol％或更大的量存在于混合物中。光活性树脂可以以至多约80vol％、75vol％、70vol％、65vol％、60vol％、55vol％、50vol％、45vol％、40vol％、35vol％、30vol％、25vol％、24vol％、23vol％、22vol％、21vol％、20vol％、19vol％、18vol％、17vol％、16vol％、15vol％、14vol％、13vol％、12vol％、11vol％、10vol％、9vol％、8vol％、7vol％、6vol％、5vol％或更小的量存在于混合物中。
光活性树脂中的聚合物前体可以包括待聚合成聚合物材料的单体、待交联成聚合物材料的低聚物、或者单体和低聚物两者。单体的类型可以相同或不同。低聚物可以包括彼此共价连接的两种或更多种单体。低聚物可以为任何长度，诸如至少2个单体(二聚体)、3个单体(三聚体)、4个单体(四聚体)、5个单体(五聚体)、6个单体(六聚体)、7个、8个、9个、10个、20个、30个、40个、50个、100个、200个、300个、400个、500个或更多个单体。可替代地或此外，聚合物前体可以包括树枝状前体(单分散的前体或多分散的前体)。树枝状前体可以是具有残留在树枝状前体的表面上的功能团的第一代(G1)、第二代(G2)、第三代(G3)、第四代(G4)或更高代。所得的聚合物材料可以包括单聚合物和/或共聚物。共聚物可以是线性共聚物或支化共聚物。共聚物可以是交替共聚物、周期共聚物、统计共聚物、无规共聚物和/或嵌段共聚物。
单体的示例包括下述中的一种或多种：甲基丙烯酸羟乙酯；丙烯酸正十二烷基酯；甲基丙烯酸四氢糠酯；2,2,2-甲基丙烯酸三氟乙酯；甲基丙烯酸异冰片酯；聚丙二醇单甲基丙烯酸酯；脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(即Rahn Genomer 1122)；丙烯酸羟乙酯；甲基丙烯酸正月桂酯；丙烯酸四氢糠酯；2,2,2-三氟乙基丙烯酸乙酯；丙烯酸异冰片酯；聚丙二醇单丙烯酸酯；三甲基丙烷三丙烯酸酯；三甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；季戊四醇四丙烯酸酯；季戊四醇四丙烯酸酯；三乙二醇二丙烯酸酯；三乙二醇二甲基丙烯酸酯；四乙二醇二丙烯酸酯；四乙二醇二甲基丙烯酸酯；二甲基丙烯酸新戊酯；丙烯酸新戊酯；己二醇二甲基丙烯酸酯；己二醇二丙烯酸酯；聚乙二醇400二甲基丙烯酸酯；聚乙二醇400二丙烯酸酯；二乙二醇二丙烯酸酯；二乙二醇二甲基丙烯酸酯；乙二醇二丙烯酸酯；乙二醇二甲基丙烯酸酯；乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯；乙氧基化双酚A二丙烯酸酯；双酚A甲基丙烯酸缩水甘油酯；双酚A丙烯酸缩水甘油酯；二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯；以及二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯。
聚合物前体可以以范围在约3重量％(wt％)至约90wt％之间的量存在于混合物的光活性树脂中。聚合物前体可以以至少约3wt％、4wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％、90wt％或更大的量存在于混合物的光活性树脂中。聚合物前体可以以至多约90wt％、85wt％、80wt％、75wt％、70wt％、65wt％、60wt％、55wt％、50wt％、45wt％、40wt％、35wt％、30wt％、25wt％、20wt％、15wt％、10wt％、5wt％、4wt％、3wt％或更小的量存在于混合物的光活性树脂中。
聚合物前体光聚合成聚合物材料可以由一种或多种光活性物质(诸如至少一种光引发剂和至少一种光抑制剂)控制。至少一种光引发剂可以是光吸收化合物，该光吸收化合物(i)由包括第一波长的第一光激活，并且(ii)引发聚合物前体的光聚合。至少一种光抑制剂可以是另一种光吸收化合物，该另一种光吸收化合物(i)由包括第二波长的第二光激活，并且(ii)抑制聚合物前体的光聚合。第一波长和第二波长可以不同。第一光和第二光可以由相同的光源引导。作为替代方式，第一光可以由第一光源引导，并且第二光可以由第二光源引导。在一些示例中，第一光可以包括范围在约420nm至约510nm之间的波长。在一些示例中，第二光可以包括范围在约350nm至约410nm之间的波长。在示例中，用于引起光引发的第一波长为约460nm。在示例中，用于引起光抑制的第二波长为约365nm。
由至少一种光引发剂引起的光引发和由至少一种光抑制剂引起的光抑制的相对速率可以通过调整第一光、第二光或者第一光和第二光两者的强度和/或持续时间来控制。通过控制光引发和光抑制的相对速率，可以控制聚合物前体聚合成聚合物材料的总体速率和/或量(度)。这种过程可以用于(i)防止聚合物前体在打印表面-混合物界面处聚合，(ii)控制聚合在远离打印表面的方向上发生的速率，和/或(iii)控制混合物的膜内的聚合物材料的厚度。
至少一种光引发剂的类型的示例包括二苯甲酮、硫杂蒽酮、蒽醌、苯甲酰甲酸酯、羟基苯乙酮、烷基氨基苯乙酮、苯偶酰缩酮、二烷氧基苯乙酮、安息香醚、氧化膦酰肟基酯、α卤代苯乙酮、三氯甲基-S-三嗪、二茂钛、二亚苄基酮、香豆素酮、染料敏化光引发体系、马来酰亚胺以及它们的混合物中的一种或多种。
光活性树脂中的至少一种光引发剂的示例包括下述中的一种或多种：1-羟基-环己基-苯基-酮(IrgacureTM184；BASF，Hawthorne，NJ)；1-羟基-环己基-苯基-酮和二苯甲酮的1:1混合物(IrgacureTM500；BASF)；2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(DarocurTM1173；BASF)；2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮(IrgacureTM2959；BASF)；苯甲酰甲酸甲酯(DarocurTMMBF；BASF)；氧基-苯基-乙酸2-[2-氧代-2-苯基-乙酰氧基-乙氧基]-乙酯；氧基-苯基-乙酸2-[2-羟基-乙氧基]-乙酯；氧基-苯基-乙酸2-[2-氧代-2-苯基-乙酰氧基-乙氧基]-乙酯和氧基-苯基-乙酸2-[2-羟基-乙氧基]-乙酯的混合物(IrgacureTM754；BASF)；α,α-二甲氧基-α-二苯乙酮(IrgacureTM651；BASF)；2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)-苯基]-1-丁酮(IrgacureTM369；BASF)；2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮(IrgacureTM907；BASF)；2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮和α,α-二甲氧基-α-二苯乙酮按重量比为3:7的混合物(IrgacureTM1300；BASF)；二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(DarocurTMTPO；BASF)；二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的1:1混合物(DarocurTM4265；BASF)；苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，其可以以纯形式使用(IrgacureTM819；新泽西州霍桑BASF)或分散在水中(45％活性，IrgacureTM819DW；BASF)；氧化膦、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的2:8混合物(IrgacureTM2022；BASF)；IrgacureTM2100，其包括苯基-双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-氧化膦)；双-(η5-2,4-环戊二烯-1-基)-双-[2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)苯基]-钛(IrgacureTM784；BASF)；(4-甲基苯基)[4-(2-甲基丙基)苯基]-六氟磷酸碘鎓(IrgacureTM250；BASF)；2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉基苯基)-丁-1-酮(IrgacureTM379；BASF)；4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮(IrgacureTM2959；BASF)；双-(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦；双-(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙酮的混合物(IrgacureTM1700；BASF)；4-异丙基-9-噻吨酮；以及它们的混合物。
至少一种光引发剂可以以范围在约0.1wt％至约10wt％之间的量存在于光活性树脂中。至少一种光引发剂可以以至少约0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％或更大的量存在于光活性树脂中。至少一种光引发剂可以以至多约10wt％、9wt％、8wt％、7wt％、6wt％、5wt％、4wt％、3wt％、2wt％、1wt％、0.9wt％、0.8wt％、0.7wt％、0.6wt％、0.5wt％、0.4wt％、0.3wt％、0.2wt％、0.1wt％或更小的量存在于光活性树脂中。
光活性树脂中的至少一种光抑制剂可以包括一种或多种自由基，该一种或多种自由基可以优先终止生长聚合物自由基，而不是引发聚合物前体的聚合。至少一种光引发剂的类型的示例包括下述中的一种或多种：在光引发转移终止剂聚合中生成的硫烷基硫代羰基和其他自由基；在可逆加成-断裂链转移聚合中使用的硫烷基硫代羰基自由基；以及在硝基氧介导聚合中使用的亚硝酰基自由基。可以生成以终止生长自由基链的其他非自由基物质可以包括在原子转移自由基聚合(ATRP)中用作失活剂的许多金属/配体复合物。因此，至少一种光抑制剂的类型的附加示例包括下述中的一种或多种：硫代氨基甲酸酯、黄原酸酯、二硫代苯甲酸酯、六芳基双咪唑、生成羰游基和倾向于终止生长聚合物链自由基的其他自由基的光引发剂(即樟脑醌(CQ)和二苯甲酮)、ATRP失活剂以及它们的聚合物形式。
光活性树脂中的至少一种光抑制剂的示例包括下述中的一种或多种：二甲基二硫代氨基甲酸锌；二乙基二硫代氨基甲酸锌；二丁基二硫代氨基甲酸锌；二丁基二硫代氨基甲酸镍；二苄基二硫代氨基甲酸锌；二硫化四甲基秋兰姆；二硫化四乙基秋兰姆(TEDS)；一硫化四甲基秋兰姆；二硫化四苄基秋兰姆；二硫化四异丁基秋兰姆；六硫化二五亚甲基秋兰姆；二硫化N,N’-二甲基N,N’-二(4-吡啶基)秋兰姆；2-(十二烷基硫代碳硫酰硫基)-2-甲基丙酸3-丁烯酯；4-氰基-4-[(十二烷基硫烷基硫代羰基)硫烷基]戊酸；4-氰基-4-[(十二烷基硫烷基硫代硫羰基)硫烷基]戊醇；氰甲基十二烷基三硫代碳酸酯；氰甲基[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]三硫代碳酸酯；2-氰基-2-丙基十二烷基三硫代碳酸酯；S,S-二苄基三硫代碳酸酯；2-(十二烷基硫代碳硫酰硫基)-2-甲基丙酸；2-(十二烷基硫代碳硫酰硫基)-2-甲基丙酸N-羟基琥珀酰亚胺；1H-吡咯-1-二硫代碳酸苄酯；氰甲基二苯基二硫代氨基甲酸酯；氰甲基甲基(苯基)二硫代氨基甲酸酯；氰甲基甲基(4-吡啶基)二硫代氨基甲酸酯；2-氰基丙烷-2-基N-甲基-N-(吡啶-4-基)二硫代氨基甲酸酯；2-[甲基-(4-吡啶基)硫代氨基甲硫酰硫基]丙酸甲酯；1-琥珀酰亚胺基-4-氰基-4-[N-甲基-N-(4-吡啶基)硫代氨基甲硫酰硫基]戊酸酯；二硫代苯甲酸苄酯；二硫代苯甲酸氰基甲酯；4-氰基-4-(苯基硫代甲酰硫基)戊酸；4-氰基-4-(苯基硫代甲酰硫基)戊酸N-琥珀酰亚胺酯；2-氰基-2-丙基苯并二硫代酸酯；2-氰基-2-丙基4-氰基苯并二硫代酸酯；2-(4-甲氧基苯基硫代羰基硫基)乙酸乙酯；2-苯基-2-丙基苯并二硫代酸酯；氰甲基甲基(4-吡啶基)二硫代氨基甲酸酯；2-氰基丙基-2-基N-甲基-N-(吡啶-4-基)二硫代氨基甲酸酯；2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-双咪唑；2-(2-乙氧基苯基)-1-[2-(2-乙氧基苯基)-4,5-二苯基-2H-咪唑-2-基]-4,5-二苯基-1H-咪唑；2,2’,4-三-(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-4’,5’-二苯基-1,1’-双咪唑；以及2-[甲基(4-吡啶基)氨基甲硫基硫]丙酸甲酯。
在一些示例中，光抑制剂可以包括六芳基双咪唑(HABI)或其功能变体。六芳基双咪唑可以包括具有卤素和/或烷氧基取代基的苯基。在示例中，苯基包括邻-氯-取代基。在另一示例中，苯基包括邻-甲氧基-取代基。在另一示例中，苯基包括邻-乙氧基-取代基。六芳基双咪唑的功能变体的示例包括：2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-双咪唑；2-(2-甲氧基苯基)-1-[2-(2-甲氧基苯基)-4,5-二苯基-2H-咪唑-2-基]-4,5-二苯基-1H-咪唑；2-(2-乙氧基苯基)-1-[2-(2-乙氧基苯基)-4,5-二苯基-2H-咪唑-2-基]-4,5-二苯基-1H-咪唑；以及2,2’,4-三-(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-4’,5’-二苯基-1,1’-双咪唑。
至少一种光抑制剂可以以范围在约0.1wt％至约10wt％之间的量存在于光活性树脂中。至少一种光抑制剂可以以至少约0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％或更大的量存在于光活性树脂中。至少一种光抑制剂可以以至多约10wt％、9wt％、8wt％、7wt％、6wt％、5wt％、4wt％、3wt％、2wt％、1wt％、0.9wt％、0.8wt％、0.7wt％、0.6wt％、0.5wt％、0.4wt％、0.3wt％、0.2wt％、0.1wt％或更小的量存在于光活性树脂中。
可替代地或此外，光活性树脂可以包括共引发剂。共引发剂可以用于提高聚合物前体的聚合速率。共引发剂的合适类别可以包括：伯胺、仲胺和叔胺；醇和硫醇。共引发剂的示例可以包括下述中的一种或多种：4-(二甲基氨基)苯甲酸异戊酯；4-(二甲基氨基)苯甲酸2-乙基己酯；4-(二甲基氨基)苯甲酸乙酯(EDMAB)；3-(二甲基氨基)丙烯酸丙酯；2-(二甲基氨基)乙基甲基丙烯酸酯；4-(二甲基氨基)二苯甲酮、4-(二乙基氨基)二苯甲酮；4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮；甲基二乙醇胺；三乙胺；己烷硫醇；庚烷硫醇；辛烷硫醇；壬烷硫醇；癸烷硫醇；十一烷硫醇；十二烷硫醇；3-巯基丙酸异辛酯；季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)；4,4’-硫代二苯硫醇；三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)；CN374(Sartomer)；CN371(Sartomer)；CN373(Sartomer)；Genomer 5142(Rahn)；Genomer 5161(Rahn)；Genomer(5271(Rahn)；Genomer5275(Rahn)以及TEMPIC(Bruno Boc，德国)。
至少一种光引发剂和共引发剂可以被相同的光激活。至少一种光引发剂和共引发剂可以由相同光的相同波长和/或两种不同波长激活。可替代地或此外，至少一种光引发剂和共引发剂可以被包括不同波长的不同光激活。该系统可以包括共引发剂光源，该共引发剂光源被配置为将包括足以激活共引发剂的波长的共引发光引导至混合物的膜。
共引发剂可以是小分子(例如，单体)。可替代地或此外，共引发剂可以是包括多个小分子的低聚物或聚合物。共引发剂可以以范围在约0.1wt％至约10wt％之间的量存在于光活性树脂中。共引发剂可以以至少约0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％或更大的量存在于光活性树脂中。共引发剂可以以至多约10wt％、9wt％、8wt％、7wt％、6wt％、5wt％、4wt％、3wt％、2wt％、1wt％、0.9wt％、0.8wt％、0.7wt％、0.6wt％、0.5wt％、0.4wt％、0.3wt％、0.2wt％、0.1wt％或更小的量存在于光活性树脂中。
光活性树脂可以包括一种或多种染料。一种或多种染料可以用于减弱光、向光活性物质传送能量或者用于减弱光且向光活性物质传送能量。一种或多种染料可以将能量传送到光活性物质，以提高光活性树脂对用于光引发过程的第一光、用于光抑制过程的第二光或者第一光和第二光两者的敏感性。在示例中，光活性树脂包括至少一种染料，至少一种染料被配置为吸收具有第二波长的第二光，该第二波长用于激活至少一种光抑制剂。将光活性树脂暴露于第二光可以引发至少一种染料吸收第二光，并且(i)减少暴露于至少一种光抑制剂的第二光的量，从而控制第二光在混合物的膜中的穿透深度，和/或(ii)将从第二光吸收的能量中的一些传送(例如，通过福斯特共振能量转移(FRET)传送)到至少一种光抑制剂，从而改善光抑制的效率。一种或多种染料的示例可以包括通常用作紫外(UV)光吸收剂的化合物，这些化合物包括2-羟基苯基-二苯甲酮、2-(2-羟基苯基)-苯并三唑和2-羟基苯基-s-三嗪。可替代地或此外，一种或多种染料可以包括用于组织学染色或织物染色的染料，这些染料包括马休黄、喹啉黄、苏丹红、苏丹I、苏丹IV、曙红、曙红Y、中性红和酸性红。
光活性树脂中的一种或多种染料的浓度可以取决于一种或多种染料的光吸收特性。一种或多种染料可以以范围在约0.1wt％至约10wt％之间的量存在于光活性树脂中。一种或多种染料可以以至少约0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％或更大的量存在于光活性树脂中。一种或多种染料可以以至多约10wt％、9wt％、8wt％、7wt％、6wt％、5wt％、4wt％、3wt％、2wt％、1wt％、0.9wt％、0.8wt％、0.7wt％、0.6wt％、0.5wt％、0.4wt％、0.3wt％、0.2wt％、0.1wt％或更小的量存在于光活性树脂中。
混合物可以包括用于形成3D物体的至少一部分的多个颗粒。混合物中的多个颗粒的量可以足以使烧结期间的生坯的收缩最小化。多个颗粒可以包括可以熔化或烧结(例如，未完全熔化)的任何微粒材料(颗粒)。微粒材料可以为粉末形式。特定材料可以是无机材料。无机材料可以是金属材料、金属间化合物材料、陶瓷材料或它们的任何组合。一种或多种颗粒可以包括至少一种金属材料、至少一种金属间化合物材料、至少一种陶瓷材料、至少一种聚合物材料或它们的任何组合。
而单独的粉末金属可能具有严重的安全隐患，并且可能爆炸和/或需要广泛的安全基础设施，使用分散在混合物中的粉末金属可以避免或大大降低与使用未分散在液体介质中的粉末金属相关的风险。可替代地，使用包括光活性树脂和粉末金属的混合物进行的基于光聚合物的3D打印可以不使用热量来执行，从而避免或大大减少3D物体的至少一部分在打印期间的热变形。
用于颗粒的金属材料可以包括铝、钙、镁、钡、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、铌、钼、钌、铑、银、镉、锕和金中的一种或多种。颗粒可以包括稀土元素。稀土元素可以包括钪、钇和具有从57至71的原子序数的镧系元素中的一种或多种。
金属间化合物可以是表现出金属键合、确定的化学计量和有序的晶体结构(即合金)的固态化合物。金属间化合物可以为预合金粉末形式。这种预合金粉末的示例可以包括但不限于黄铜(铜和锌)、青铜(铜和锡)、硬铝(铝、铜、锰和/或镁)、金合金(金和铜)、玫瑰金合金(金、铜和锌)、镍铬合金(镍和铬)以及不锈钢(铁、碳以及包括锰、镍、铬、钼、硼、钛、硅、钒、钨、钴和/或铌的附加元素)。预合金粉末可以包括超合金。超合金可以基于包括铁、镍、钴、铬、钨、钼、钽、铌、钛和/或铝的元素。
陶瓷材料可以包括主要以离子键和共价键保持的金属(例如，铝、钛等)、非金属(例如，氧、氮等)和/或类金属(例如，锗、硅等)原子。陶瓷材料的示例包括但不限于铝化物、硼化物、氧化铍、碳化物、铬氧化物、氢氧化物、硫化物、氮化物、莫来石、蓝晶石、铁氧体、二氧化钛-氧化锆、氧化钇和氧化镁。
混合物可以包括预陶瓷材料。预陶瓷材料可以是可以被加热(或热解)以形成陶瓷材料的聚合物。预陶瓷材料可以包括聚有机锆酸酯、聚有机铝酸酯、聚硅氧烷、聚硅烷、聚硅氮烷、聚碳硅烷、聚硼硅烷等。预陶瓷材料的附加示例包括四甲基丙烯酸锆、二甲基丙烯酸锆或2-乙基己酸锆；s-丁醇铝III、二异丙醇-乙酰乙酸乙酯铝III；1,3-双(氯甲基)1,1,3,3-四(三甲基硅氧基)二硅氧烷；1,3-双(3-羧丙基)四甲基二硅氧烷；1,3,5,7-四乙基-2,4,6,8-四甲基环四硅氮烷；三(三甲基硅烷基)磷酸酯；三(三甲基硅氧基)硼；以及它们的混合物。
多个颗粒的截面尺寸可以在约1纳米(nm)至约500μm之间的范围内。多个颗粒的截面尺寸可以是至少约1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm，60μm，70μm，80μm，90μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm或更大。多个颗粒的截面尺寸可以是至多约500μm、400μm、300μm、200μm、100μm、90μm、80μm、70μm、60μm、50μm、40μm、30μm、20μm、10μm、9μm、8μm、7μm、6μm、5μm、4μm、3μm、2μm、1μm、900nm、800nm、700nm、600nm、500nm、400nm、300nm、200nm、100nm、90nm、80nm、70nm、60nm、50nm、40nm、30nm，20nm、10nm、9nm、8nm、7nm、6nm、5nm、4nm、3nm、2nm、1nm或更小。
多个颗粒(例如，金属颗粒、金属间化合物颗粒和/或陶瓷颗粒)可以以范围在约5vol％至约90vol％之间的量存在于混合物中。多个颗粒可以以至少约5vol％、10vol％、15vol％、20vol％、25vol％、30vol％、35vol％、40vol％、45vol％、50vol％、55vol％、60vol％、65vol％、70vol％、75vol％、80vol％、85vol％、90vol％或更大的量存在于混合物中。多个颗粒可以以至多约90vol％、85vol％、80vol％、75vol％、70vol％、65vol％、60vol％、55vol％、50vol％、45vol％、40vol％、35vol％、30vol％、25vol％、20vol％、15vol％、10vol％、5vol％或更小的量存在于混合物中。
混合物可以包括防沉降组分，以防止多个颗粒沉降，并且保持它们悬浮在混合物中。防沉降组分可以在空间上限制多个颗粒彼此移动得更近。防沉降组分可以不散射光(例如，第一光和/或第二光)以避免对光在混合物中的穿透深度产生负面影响。防沉降组分可以以范围在约5vol％至约90vol％之间的量存在于混合物中。防沉降组分可以以至少约5vol％、10vol％、15vol％、20vol％、25vol％、30vol％、35vol％、40vol％、45vol％、50vol％、55vol％、60vol％、65vol％、70vol％、75vol％、80vol％、85vol％、90vol％或更大的量存在于混合物中。防沉降组分可以以至多约90vol％、85vol％、80vol％、75vol％、70vol％、65vol％、60vol％、55vol％、50vol％、45vol％、40vol％、35vol％、30vol％、25vol％、20vol％或更小的量存在于混合物中。
防沉降组分的示例包括但不限于一种或多种附加颗粒和触变添加剂。一种或多种附加颗粒可以被配置为防止多个颗粒在混合物中沉降。一种或多种附加颗粒可以减少自由空间并且增加混合物内的总填充密度，从而防止多个颗粒在打印期间朝向窗沉降。一种或多种附加颗粒的示例包括：微粉化和/或分散的蜡，诸如石蜡、棕榈蜡、褐煤蜡、费托石蜡、乙烯基双硬脂酰胺和木质素；微粉化聚合物，如纤维素、高密度聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氧化聚乙烯(PE)、多聚甲醛、聚乙二醇、酚类和三聚氰胺-甲醛基材料；以及由交联聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和/或其他共聚物制成的微球。一种或多种附加颗粒的示例是BykCeraflour 929(微粉化的改性聚乙烯蜡)。
触变添加剂可以是当受到物理干扰时会变成流体状的凝胶状材料或静态材料。这种性质可以是可逆的。在混合物中，触变添加剂可以被配置为形成网络以防止多个颗粒沉降。通过剪切混合物(例如通过喷嘴分配混合物)以允许其流动，触变添加剂的网络可以容易地被干扰。在通过喷嘴分配时，触变添加剂可以在混合物内形成另一网络，以防止在打印期间多个颗粒沉降。触变添加剂的示例包括蓖麻蜡、氧化聚乙烯蜡、酰胺蜡、改性脲、蓖麻油衍生物、气相二氧化硅和氧化铝、膨润土粘土以及它们的混合物。
混合物中的防沉降组分可以是一种或多种附加颗粒、触变添加剂或者一种或多种附加颗粒和触变添加剂两者。
混合物可以包括被配置为防止混合物起泡(或引起混合物脱气)的至少一种附加添加剂。防止混合物起泡可以改善所得3D物体的质量。至少一种附加添加剂可以是两亲性材料。至少一种附加添加剂可以是低表面能材料，以允许在混合物内彼此结合。至少一种附加添加剂的这种结合可以捕获存在于混合物内部的空气泡，朝向混合物-空气界面迁移，并释放空气泡。在光活性树脂的固化期间，至少一种附加添加剂可以与聚合物前体聚合和/或交联。一种附加添加剂的示例包括硅树脂、改性硅树脂、月桂基丙烯酸酯、疏水性二氧化硅和改性脲。一种附加添加剂的示例可以是Evonik Tegorad 2500(硅丙烯酸酯)。
混合物可以包括可提取材料。可提取材料可以可溶于聚合物前体中和/或分散在整个混合物中。在打印期间，混合物的至少一部分的光活性树脂的聚合物前体的固化可以在3D物体的至少一部分内产生包括聚合物材料的第一固相和包括可提取材料的第二固相。这种过程可以是聚合诱导相分离(PIPS)过程。多个颗粒的至少一部分可以被包括聚合物材料的第一固相包封。在一些示例中，3D物体的至少一部分可以是生坯，生坯可以被加热以烧结多个颗粒的至少一部分并且烧掉其他组分(即有机组分)的至少一部分。
在烧结多个颗粒之前，可以用溶剂(液体或蒸汽)处理(例如，浸渍、喷射等)生坯，以产生褐色体。溶剂可以是提取溶剂。可提取材料可以可溶于溶剂中。可提取材料在溶剂中的第一溶解度可以高于聚合物材料在溶剂中的第二溶解度。溶剂可以是用于聚合物材料的不良溶剂。因此，用溶剂处理生坯可以将可提取材料的至少一部分从生坯中溶解并提取到溶剂中，并且在3D物体的至少一部分中产生一个或多个孔隙。一个或多个孔隙可以是多个孔隙。在一些示例中，生坯可以同时用溶剂和热进行处理。一个或多个孔可以在3D物体的至少一部分中产生至少一个连续的多孔网络。这种过程可以是溶剂去结合(solvent de-binding)过程。
混合物可以储存在混合物的源中。混合物的源可以是杯子、容器、注射器或可以保持混合物的任何其他储存库。混合物的源可以与沉积头中的喷嘴流体连通(例如，经由通路流体连通)。混合物的源可以连接到流动单元。流动单元可以提供和控制混合物从混合物的源朝向喷嘴的流动，从而分配混合物。可替代地或此外，流动单元可以提供和控制混合物在远离喷嘴并朝向混合物的源的方向上的流动，从而回收混合物。流动单元可以使用压力机构来控制混合物的流动的速度和方向。流动单元可以是注射泵、真空泵、致动器(例如，线性致动器、气动致动器、液压致动器等)、压缩机或任何其他合适的装置，以向混合物的源中的混合物施加压力(正压或负压)。控制器可以可操作地耦合到流动单元，以控制混合物的流动的速度、持续时间和/或方向。
混合物的源可以包括传感器(例如，光学传感器)以检测混合物的体积。控制器可以可操作地耦合到传感器以确定该混合物的源何时可以用新的混合物补充。可替代地或此外，混合物的源可以是可去除的。控制器可以确定该混合物的源何时可以用包括有混合物的新的混合物的源替换。
沉积头可以包括喷嘴。喷嘴可以与混合物的源流体连通。沉积头可以通过喷嘴将混合物分配到打印表面之上，作为在打印表面之上沉积混合物的膜的过程。沉积头可以通过喷嘴将任何过剩混合物从打印表面回收回混合物的源中。混合物的源可以连接到流动单元以提供和控制混合物朝向或远离沉积头的喷嘴的流动。可替代地或此外，喷嘴可以包括喷嘴流动单元，喷嘴流动单元提供和控制混合物朝向或远离打印表面的流动。喷嘴流动单元的示例包括压电致动器和连接到致动器的螺旋螺杆。
沉积头可以包括擦拭器。擦拭器可以沿着朝向和/或远离打印表面的方向可移动。擦拭器可以具有相对于打印表面的可变高度。沉积头可以包括致动器，致动器连接到擦拭器以控制擦拭器在朝向并远离打印表面的方向上的移动。致动器可以是机械致动器、液压致动器、气动致动器或机电致动器。控制器可以可操作地耦合到致动器以控制擦拭器在朝向并远离打印表面的方向上的移动。可替代地或此外，擦拭器与打印表面之间的竖直距离(例如，垂直于打印表面的距离)可以是静态的。沉积头可以包括具有不同配置的多个擦拭器。在一些示例中，沉积头可以包括喷嘴和三个擦拭器。
沉积头的擦拭器可以被配置为(i)减少或阻止混合物流出沉积头，(ii)将混合物的膜平坦化，和/或(iii)去除混合物的任何过剩部分。在示例中，擦拭器可以被配置为与打印表面接触并且减少或抑制混合物流出沉积头。在另一示例中，擦拭器可以沿着远离打印表面的方向移动，并且被配置为将混合物的膜平坦化。擦拭器可以将混合物的膜平坦化至限定的高度(或厚度)。在不同的示例中，擦拭器可以沿着远离打印表面的方向可移动，并且被配置为去除混合物的过剩部分。
擦拭器可以包括聚合物(例如，橡胶、硅树脂)、金属或陶瓷。擦拭器可以包括(例如，完全地包括或作为涂层包括)一种或多种含氟聚合物，一种或多种含氟聚合物防止混合物粘附在擦拭器上。一种或多种含氟聚合物的示例包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基化物(PFA)和改性氟代烷氧基化物(四氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚的共聚物，也称为MFA)。
沉积头的擦拭器可以是刮片(例如，刮板刮片、刮刀刮片)。刮片可以具有各种形状。在一些示例中，刮片可以是直的和/或弯曲的。在一些示例中，擦拭器可以是具有平坦表面的直刮片。在一些示例中，擦拭器可以是具有弯曲表面的直刮片。在一些示例中，擦拭器可以是具有平坦表面的弯曲刮片(沿着擦拭器的长轴弯曲的弯曲刮片)。在一些示例中，擦拭器可以是具有弯曲表面的弯曲刮片(沿着擦拭器的长轴弯曲的弯曲刮片)。在一些示例中，擦拭器可以沿着其长度包括至少一个直部分和至少一个弯曲部分。在示例中，擦拭器可以是在两个弯曲部分之间包括直的中心部分的刮片。
在示例中，擦拭器可以是直刮片，并被配置为垂直于打印表面。在另一示例中，擦拭器可以是具有平坦表面的直刮片，并且以一角度倾斜。当沉积头移动以从打印表面去除任何过剩混合物时，倾斜的直刮片可以将过剩树脂聚集在刮片的底部处。直刮片可以以范围在约1度至约50度之间的角度倾斜。直刮片可以以至少约1度、2度、3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度、10度、20度、30度、40度、50度或更大的角度倾斜。直刮片可以以至多约50度、40度、30度、20度、10度、9度、8度、7度、6度、5度、4度、3度、2度、1度或更小的角度倾斜。
在另一示例中，擦拭器可以是具有弯曲表面的直刮片(弯曲刮片)。当沉积头移动以从打印表面去除任何过剩混合物时，弯曲刮片可以将过剩树脂聚集在擦拭器的凹陷表面的中心。弯曲刮片可以减少或防止过剩树脂从刮片的侧面溢出。刮片的表面的曲率半径可以在约10mm至约1000mm之间的范围内。刮片的表面的曲率半径可以是至少约10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、200mm、300mm、400mm、500mm、1000mm或更大。刮片的表面的曲率半径可以为至多约1000mm、500mm、400mm、300mm、200mm、100mm、90mm、80mm、70mm、60mm、50mm、40mm、30mm、20mm、10mm或更小。
沉积头的擦拭器可以是辊子。辊子可以具有平坦的或有纹理的表面。辊子可以被配置为当沉积头横跨打印窗移动的同时顺时针和/或逆时针旋转。可替代地或此外，辊子可以被配置为当沉积头横跨打印窗移动的同时是静止的。沉积头的擦拭器可以是棒。棒可以具有平坦的或有纹理的表面。棒可以被配置为当沉积头横跨打印窗移动的同时顺时针和/或逆时针旋转。可替代地或此外，棒可以被配置为当沉积头横跨打印窗移动的同时是静止的。在示例中，棒可以是绕线棒，也称为Meyer棒。
沉积头可以包括槽模。槽模可以被配置为沿着远离打印表面的方向移动。槽模可以相对于打印表面高度可调整。槽模可以包括与混合物的源流体连通的通道。通道可以包括第一开口以接收来自混合物的源的混合物。通道可以包括与第一开口相对的第二开口，以将混合物分配到打印窗。第二开口可以是注入点。通道可以在第一开口与第二开口之间具有贮存器，以保持一定体积的混合物。槽模的注入点可以包括平坦表面，以将混合物的膜平坦化至限定的高度(或厚度)。
包括槽模的沉积头可以包括单独的喷嘴，以在打印期间从混合物的膜中抽吸和回收任何过剩混合物。包括槽模的沉积头的单独喷嘴可以与储存库流体连通以收集过剩混合物。储存库可以是回收箱。储存库还可以与槽模流体连通，以将储存库中收集的过剩混合物送回到槽模的贮存器中。可替代地或此外，收集的过剩混合物可以被去除以进行再处理。对收集的过剩混合物的再处理可以包括：(i)滤出任何聚合的固体颗粒，(ii)滤出多个颗粒中的可能大于目标颗粒大小的任何颗粒，(iii)重新将混合物混合以确保均匀性，和/或(iv)去除截留在混合物中的空气的至少一部分。截留在混合物中的空气的至少一部分可以通过离心混合物来去除。槽模可以是喷嘴的一部分。可替代地或此外，槽模可以是擦拭器的一部分。
该系统还可以包括附加沉积头，附加沉积头包括附加喷嘴。附加沉积头的附加喷嘴可以与附加混合物的附加源流体连通。在一些示例中，该系统的沉积头的喷嘴可以与混合物的源和附加混合物的附加源流体连通。可替代地或此外，沉积头可以包括与混合物的源流体连通的第一喷嘴以及(b)与附加混合物的附加源流体连通的第二喷嘴。附加混合物的附加源的存在可以允许打印3D物体的至少一部分，该3D物体包括在不同层中和/或在相同层内的不同部分中的多种材料(多材料)。
混合物和附加混合物可以相同。作为替代方式，混合物和附加混合物可以不同。混合物和附加混合物可以包括不同类型的光活性树脂、多个颗粒或者不同类型的光活性树脂和多个颗粒两者。可替代地或此外，混合物和附加混合物可以包括不同量(按重量计的浓度或体积)的光活性树脂、多个颗粒或者不同量的光活性树脂和多个颗粒两者。在示例中，混合物可以包括金属颗粒，并且附加混合物可以包括陶瓷颗粒。混合物中的金属颗粒的第一浓度和附加混合物中的陶瓷颗粒的第二浓度可以相同或不同。混合物中的第一光活性树脂和附加混合物中的第二光活性树脂可以相同或不同。在另一示例中，混合物可以包括第一类型的金属颗粒，并且附加混合物可以包括第二类型的金属颗粒。在不同的示例中，混合物可以包括第一浓度的陶瓷颗粒，并且附加混合物可以包括不同于第一浓度的第二浓度的相同陶瓷颗粒。
在打印3D物体的至少一部分时，沉积头可以被配置为横跨打印表面移动，并从打印表面去除任何过剩混合物。沉积头可以被配置为收集过剩混合物。沉积头可以被配置为将过剩混合物收集到平台的指定区域。沉积头可以被配置为收集沉积头内的过剩混合物。收集的过剩混合物的至少一部分可以用于通过沉积头沉积混合物的随后层或膜。
该系统可以包括清洁区。清洁区可以被配置为与平台相邻。清洁区可以被配置在沉积头横跨平台移动的路径中。清洁区可以被配置为清洁沉积头。清洁沉积头可以(i)改善打印3D物体的至少一部分的可靠性和再现性，并且(ii)减少沉积头的磨损。沉积头可以是静态的或者在清洁区清洁沉积头的同时相对于清洁区移动。清洁区可以包括擦拭器、被配置为提供至少一种清洁溶剂的喷嘴、或者擦拭器和喷嘴两者。清洁区的擦拭器可以是刮片(例如，刮刀刮片)、辊子或棒。清洁区的一个或多个擦拭器可以与沉积头的一个或多个擦拭器接触，并且去除残留在沉积头的一个或多个擦拭器上的任何过剩树脂。清洁区的一个或多个喷嘴可以将至少一种清洁溶剂分配或喷射到沉积头的一个或多个擦拭器以进行清洁。清洁区的一个或多个喷嘴可以与至少一种清洁溶剂的至少一个源流体连通。混合物的至少一部分可以可溶于至少一种清洁溶剂中。清洁区可以包括储存库，储存库可以保持从沉积头和/或至少一种清洁溶剂去除的过剩混合物。
该系统可以包括与平台相邻的储存库(例如，大桶或容器)。储存库可以被配置为收集从平台(例如，从打印表面)去除的混合物。储存库可以被配置为保持通过沉积头从打印表面去除的任何过剩混合物。在从打印表面去除任何过剩混合物之后，沉积头可以移动并使用至少一个擦拭器将过剩混合物收集到储存库中。储存库可以是回收箱。储存库可以与混合物的源流体连通，以回收收集的过剩混合物用于打印。可替代地或此外，收集的过剩混合物可以被去除以进行再处理。该系统可以包括用于检测或确定沉积在打印表面上的混合物或混合物的层的一种或多种质量的传感器。传感器可以被配置为横跨打印表面移动和/或测量混合物的膜的至少一部分的厚度。在引发混合物的膜中的光活性树脂中的聚合物前体聚合之前，传感器可以评估混合物的膜的完整性。传感器可以检测跨混合物的膜的厚度的任何变化。传感器可以检测混合物的膜中的任何不规则性(例如，缺陷、空点、固体颗粒等)。传感器可以被配置为在打印3D物体的至少一部分(例如，层)之后执行质量控制。传感器可以在打印之后扫描混合物的膜(即“剪影”)的剩余部分，并且可操作地耦合到传感器的控制器可以确定先前的打印过程是否成功。在一些示例中，传感器可以是光学轮廓仪(例如，在线轮廓仪)、密度计或计算机视觉。
该系统可以包括与开放式平台相邻的运动台。运动台可以耦合到沉积头并且被配置为引导沉积头横跨开放式平台的移动。此外，运动台可以耦合到系统的横跨平台移动的一个或多个其他组件(例如，附加沉积头、传感器等)。运动台可以连接到被配置为引导运动台的移动的致动器。致动器可以是机械致动器、液压致动器、气动致动器、机电致动器或磁性致动器。控制器可以可操作地耦合到致动器以控制运动台的移动。可替代地或此外，该系统可以包括耦合到开放式平台的附加运动台，以引导开放式平台相对于该系统的其他组件的移动。
该系统可以包括通过打印窗提供光的光源，以用于固化混合物的膜的至少一部分。光源的光可以包括用于固化混合物的膜的第一部分中的光活性树脂的第一波长。第一波长可以激活光活性树脂的至少一种光引发剂，从而引发聚合物前体固化成聚合物材料。光可以是光引发光，并且膜的第一部分可以是光引发层。光源可以提供具有第二波长的附加光，第二波长用于抑制混合物的膜的第二部分中的光活性树脂的固化。第一波长和第二波长可以不同。第二波长可以激活光活性树脂的至少一种光抑制剂，从而抑制聚合物前体固化成聚合物材料。附加光可以是光抑制光，并且混合物的膜的第二部分可以是光印制层。在一些示例中，双波长投影仪(例如，双波长激光器)可以用作提供光引发光和光抑制光两者的光源。
光源的光可以包括用于固化混合物的膜的第一部分中的光活性树脂的第一波长。第一波长可以激活光活性树脂的至少一种光引发剂，从而引发聚合物前体固化成聚合物材料。光可以是光引发光，并且膜的第一部分可以是光引发层。光可以是图案化的光。该系统还可以包括附加光源，附加光源包括具有第二波长的附加光，第二波长用于抑制混合物的膜的第二部分中的光活性树脂固化。第一波长和第二波长可以不同。第二波长可以激活光活性树脂的至少一种光抑制剂，从而抑制聚合物前体固化成聚合物材料。附加光可以是光抑制光，并且混合物的膜的第二部分可以是光抑制层。附加光可以是泛光。
引导光引发光的光源可以是基于掩模的显示器(诸如液晶显示器(LCD)装置)，或者是发光装置(诸如分立的LED阵列装置)。可替代地，引导光引发光的光源可以是DLP装置，其包括用于产生可以选择性地照射和固化3D打印结构的图案化光的数字微镜装置(DMD)。从DLP装置引导的引发光可以在照射穿过打印窗并到达混合物的膜之前穿过一个或多个投影光学器件(例如，光投影透镜)。一个或多个投影光学器件可以集成在DLP装置中。可替代地或此外，一个或多个投影光学器件可以被配置在DLP装置与打印窗之间。一个或多个投影光学器件相对于DLP装置和打印窗的相对位置可以是可调整的，以调整混合物的膜中的光引发层的区域。光引发层的区域可以被定义为构建区域。在一些示例中，一个或多个投影光学器件可以在投影光学器件平台上。投影光学平台可以耦合到引导投影光学平台移动的致动器。控制器可以可操作地耦合到该致动器以控制投影光学平台的移动。在打印3D物体期间，控制器可以引导致动器(例如，基于螺杆的机构)调整一个或多个投影光学器件相对于DLP装置和打印窗的相对位置。
引导光抑制光的附加光源可以包括多个光装置(例如，多个发光二极管(LED))。光装置可以在光平台上。光平台可以被配置为：(i)相对于打印窗移动，并且(ii)在与打印窗相邻的混合物的膜中的光抑制层内产生光抑制光的均匀投影。在一些示例中，光平台的位置可以相对于引导光引发光的光源的位置可单独地调整。包括多个光装置的光平台可以相对于打印窗布置成使得多个光装置中的每一个的峰值强度指向构建区域的不同的相应位置(例如，角部或其他位置)。在示例中，构建区域可以具有四个角部，并且单独的光束(例如，单独的LED)可以被引导到构建区域的每一个角部。来自多个光装置的光抑制光束可以重叠，以提供光抑制光在光抑制层内的均匀投影。光平台可以耦合到引导光平台移动的致动器。控制器可以可操作地耦合到致动器以控制光平台的移动。在打印3D物体期间，控制器可以引导致动器(例如，基于螺杆的机构)调整多个光装置相对于打印窗的相对位置。在一些示例中，DLP装置(用于光引发光的DLP装置)的一个或多个投影光学器件可以在光平台上。
无论使用一个光源还是两个光源，光抑制光都可以被配置为在与打印窗相邻的混合物的膜中产生光抑制层。光抑制光可以被配置为在与覆盖打印窗的透明膜相邻的混合物的膜中形成光抑制层。此外，光引发光可以被配置为固化存在于光抑制层与构建头之间的光引发层中的光活性树脂。光引发层中的光活性树脂可以固化成3D结构的至少一部分。光引发光可以被配置为固化存在于光抑制层与3D结构的相邻构建头的该至少一部分之间的光引发层中的光活性树脂。
光引发层、光抑制层或者光引发层和光抑制层两者的厚度可以通过调整光引发光、光抑制光或者光引发光和光抑制光两者的强度和持续时间来调整。可以调整光引发层、光抑制层或者光引发层和光抑制层两者的厚度以调整3D物体的至少一部分的打印层的厚度。可替代地或此外，光引发层、光抑制层或者光引发层和光抑制层两者的厚度可以通过调整构建头在远离打印窗的方向上移开的速度来调整。
该系统可以包括控制器，以控制3D打印系统的不同组件的各个部件(例如，致动器、传感器等)，如本文中其他地方所述的。
计算机系统
本公开提供了被编程为实现本公开的方法的计算机系统。本公开的计算机系统可以用于调控3D打印的各种操作，诸如以下述为例：(i)引导一个或多个平台(用于保持混合物的膜的一个或多个平台)相对于沉积单元和/或构建单元的移动，或者(ii)引导多个擦拭器的移动以用于混合、收集和再利用任何过剩混合物进行3D打印。
图17示出了计算机系统1701，计算机系统1701被编程为或以其他方式被配置为与本公开的3D打印机通信并且调控本公开的3D打印机的各个方面。计算机系统1701可以与例如光源、构建头、一个或多个沉积头、本公开的一种或多种混合物的一个或多个源、平台的一个或多个第一耦合单元、构建头的一个或多个第二耦合单元、耦合到一个或多个耦合单元的一个或多个致动器、耦合到一个或多个耦合单元的一个或多个固定装置、一个或多个膜传送单元、可操作地耦合到膜传送单元的一种或多个致动器、用于在打印3D物体的至少一部分之前、在打印3D物体的至少一部分期间和在打印3D物体的至少一部分之后检测一层混合物的一个或多个传感器、真空单元和/或层压机单元通信。计算机系统1701还可以与本公开的3D打印机构或一个或多个控制器通信。计算机系统1701可以是用户的电子装置或者相对于电子装置远程定位的计算机系统。电子装置可以是移动电子装置。
计算机系统1701包括中央处理单元(CPU，本文中也称为“处理器”和“计算机处理器”)1705，中央处理单元1705可以是单核或多核处理器，或者是用于并行处理的多个处理器。计算机系统1701还包括存储器或存储位置1710(例如，随机存取存储器、只读存储器、闪存)、电子存储单元1715(例如，硬盘)、用于与一个或多个其他系统通信的通信接口1720(例如，网络适配器)以及外围装置1725(诸如高速缓存、其他存储器、数据存储器和/或电子显示适配器)。存储器1710、存储单元1715、接口1720和外围装置1725通过诸如母板之类的通信总线(实线)与CPU 1705通信。存储单元1715可以是用于存储数据的数据存储单元(或数据储存库)。计算机系统1701可以在通信接口1720的帮助下可操作地耦合到计算机网络(“网络”)1730。网络1730可以是因特网、互联网和/或外联网、或者与因特网通信的内联网和/或外联网。在一些情况下，网络1730是电信和/或数据网络。网络1730可以包括可以实现诸如云计算之类的分布式计算的一个或多个计算机服务器。在一些情况下，在计算机系统1701的帮助下，网络1730可以实现对等网络，对等网络可以使耦合到计算机系统1701的装置能够充当客户端或服务器。
CPU 1705可以执行可以体现在程序或软件中的一系列机器可读指令。指令可以存储在诸如存储器1710之类的存储位置中。指令可以被引导到CPU 1705，其可以随后对CPU1705进行编程或以其他方式配置CPU 1705以实现本公开的方法。由CPU 1705执行的操作的示例可以包括获取、解码、执行和写回。
CPU 1705可以是电路(诸如集成电路)的一部分。该电路中可以包括系统1701的一个或多个其他组件。在一些情况下，该电路是专用集成电路(ASIC)。
存储单元1715可以存储文件，诸如驱动程序、库和保存的程序。存储单元1715可以存储用户数据，例如用户偏好和用户程序。在一些情况下，计算机系统1701可以包括在计算机系统1701外部(诸如定位在通过内联网或因特网与计算机系统1701通信的远程服务器上)的一个或多个附加数据存储单元。
计算机系统1701可以通过网络1730与一个或多个远程计算机系统通信。例如，计算机系统1701可以与用户的远程计算机系统通信。远程计算机系统的示例包括个人计算机(例如，便携式PC)、平板计算机或平板PC(例如，iPad、/>Galaxy Tab)、电话、智能电话(例如，/>iPhone、支持安卓的装置、/>)或个人数字助理。用户可以经由网络1730访问计算机系统1701。
本文中所述的方法可以通过存储在计算机系统1701的电子存储位置上(诸如以存储在存储器1710或电子存储单元1715上为例)的机器(例如，计算机处理器)可执行代码来实现。机器可执行或机器可读的代码可以以软件的形式提供。在使用期间，代码可以由处理器1705执行。在一些情况下，可以从存储单元1715检索代码并将代码存储在存储器1710上，以供处理器1705随时访问。在一些情况下，可以排除电子存储单元1715，并且将机器可执行指令存储在存储器1710上。
代码可以被预编译并被配置为与具有适用于执行代码的处理器的机器一起使用，或者代码可以在运行时被编译。代码可以以编程语言供应，该编程语言可以被选择以使代码能够以预编译或编译后的方式执行。
本文中提供的系统和方法的各方面(诸如计算机系统1701)可以在编程中体现。该技术的各个方面可以被认为是“产品”或“制造品”，该“产品”或“制造品”通常为机器(或处理器)可执行代码和/或在一种类型的机器可读介质上运载或以一种类型的机器可读介质体现的相关数据的形式。机器可执行代码可以存储在电子存储单元(诸如存储器(例如，只读存储器、随机存取存储器、闪存)或硬盘)上。“存储”类型介质可以包括计算机、处理器等的任何或所有有形存储器或其相关联模块(诸如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器等)，其可以在任何时间为软件编程提供非临时存储。软件的全部或部分有时可以通过因特网或各种其他电信网络进行通信。这种通信例如可以使得能够将软件从一台计算机或处理器加载到另一台计算机或处理器中，例如，从管理服务器或主计算机加载到应用服务器的计算机平台中。因此，可以承载软件元件的另一种类型的介质包括诸如跨本地装置之间的物理接口、通过有线和光学陆线网络以及经由各个空中链路使用的光波、电波和电磁波。运载这种波的物理元件(诸如有线或无线链路、光学链路等)也可以被认为是承载软件的介质。如本文中使用的，除非限于非暂时性、有形的“存储”介质，否则诸如计算机或机器“可读介质”之类的术语指参与向处理器提供指令以供执行的任何介质。
因此，机器可读介质(诸如计算机可执行代码)可以采用包括但不限于有形存储介质、载波介质或物理传输介质的多种形式。非易失性存储介质包括例如光盘或磁盘，诸如任何计算机中的任何存储装置等，诸如可以用于实现附图中所示的数据库等。易失性存储介质包括动态存储器，诸如这种计算机平台的主存储器。有形传输介质包括同轴电缆；铜线和光纤，其包括在计算机系统内包括总线的导线。载波传输介质可以采用电信号或电磁信号的形式，或者采用声波或光波(诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间产生的声波或光波)的形式。因此，计算机可读介质的常见形式例如包括：软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其他光学介质、穿孔卡片纸带、任何其他具有孔图案的物理存储介质、RAM、ROM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储芯片或盒、传输数据或指令的载波、传输这种载波的电缆或链路、或者计算机可以从其中读取编程代码和/或数据的任何其他介质。这些形式的计算机可读介质中的许多种可以涉及将一个或多个指令的一个或多个串行运载到处理器以用于执行。
计算机系统1701可以包括电子显示器1735或与电子显示器1735通信，电子显示器1735包括用户界面(UI)1740以用于提供例如(i)激活或停用用于打印3D物体的3D打印机，(ii)确定何时清洁沉积头，(iii)确定混合物的膜中的任何缺陷，(iv)确定平台从沉积单元移动到构建单元或者从构建单元移动到沉积单元的路径，(v)确定用于去除、收集和/或平坦化任何过剩混合物的多擦拭器配置的类型，和/或(vi)控制本文中公开的3D打印系统的带系统(例如，连续带、辊对辊带)的移动。UI的示例包括但不限于图形用户界面(GUI)和基于网络的用户界面。
本公开的方法和系统可以通过一种或多种算法来实现。算法可以在由中央处理单元1705执行时通过软件的方式来实现。例如，算法可以确定必须分配成过剩混合物的池的混合物的体积，以用于随后的打印步骤。
本公开的方法和系统可以与用于3D打印及其进一步处理(例如，去粘合、烧结等)的其他方法和系统相结合或由该其他方法和系统修改，该其他方法和系统诸如以下述中描述的那些方法和系统为例：第2016/0067921号美国专利公开(“THREE DIMENSIONALPRINTING ADHESION REDUCTION USING PHOTOINHIBITION”)、第2018/0348646号美国专利公开(“MULTI WAVELENGTH STEREOLITHOGRAPHY HARDWARE CONFIGURATIONS”)、第2018/213356号专利合作条约专利公开(“VISCOUS FILM THREE-DIMENSIONAL PRINTING SYSTEMSAND METHODS”)、第2018/232175号专利合作条约专利公开(“METHODS AND SYSTEMS FORSTEREOLITHOGRAPHY THREE-DIMENSIONAL PRINTING”)、第PCT/US2019/068413号专利合作条约专利申请(“SENSORS FOR THREE-DIMENSIONAL PRINTING SYSTEMS AND METHODS”)以及第2020/236657号专利合作条约专利申请(“STEREOLITHOGRAPHY THREE-DIMENSIONALPRINTING SYSTEMS AND METHODS”)，其中的每一个通过引用全部并入本文。
虽然本文中已经示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本领域技术人员来说将显而易见的是，这些实施方式仅以示例的方式提供。意图并不是，本发明由说明书中提供的具体示例限制。虽然已经参考上述说明书描述了本发明，但是本文中的实施方式的描述和图示并不意味着以限制的意义来解释。在不脱离本发明的情况下，对本领域技术人员来说现在将发生许多变化、改变和替换。此外，应当理解的是，本发明的所有方面不限于本文中阐述的取决于各种条件和变量的具体描述、配置或相对比例。应当理解的是，在实践本发明中可以采用本文中所述的本发明的实施方式的各种替代方式。因此，预期的是，本发明还应涵盖任何这样的替代方式、修改、变化或等同物。意图是，所附权利要求限定本发明的范围，并且由此涵盖在这些权利要求及其等同物的范围内的方法和结构。
Claims (96)
1.一种用于打印三维(3D)物体的系统，所述系统包括：
至少一个平台，其被配置为保持至少一种混合物的膜；
沉积单元，其包括与所述至少一种混合物的源流体连通的喷嘴，其中所述沉积单元被配置为将所述膜沉积到所述至少一个平台上；
构建单元，其包括光源，所述光源被配置为提供足以固化所述膜的至少一部分的光，以形成所述3D物体的至少一部分；以及
控制器，其可操作地耦合到所述至少一个平台，其中所述控制器被配置为引导所述至少一个平台沿着多个非重叠路径从所述沉积单元移动到所述构建单元或者从所述构建单元移动到所述沉积单元。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个平台包括多个平台。
3.根据权利要求2所述的系统，其中(i)所述多个平台中的第一平台被配置为沿着所述多个非重叠路径中的第一路径从所述沉积单元移动到所述构建单元或者从所述构建单元移动到所述沉积单元，并且(ii)所述多个平台中的第二平台被配置为沿着所述多个非重叠路径中的第二路径从所述沉积单元移动到所述构建单元或者从所述构建单元移动到所述沉积单元。
4.根据权利要求3所述的系统，其中(i)中的所述第一平台的所述移动和(ii)中的所述第二平台的所述移动基本上同时发生。
5.根据权利要求3所述的系统，其中(i)所述第一平台被配置为沿着所述第一路径从所述沉积单元移动到所述构建单元并且从所述构建单元移动到所述沉积单元，并且(ii)所述第二平台被配置为沿着所述第二路径从所述沉淀单元移动到所述构建单元并且从所述构建单元移动到所述沉淀单元。
6.根据权利要求3所述的系统，其中所述第一平台和所述第二平台中的一个被配置为(i)沿着所述第一路径从所述沉积单元移动到所述构建单元，并且(ii)沿着所述第二路径从所述构建单元移动到所述沉积单元。
7.根据权利要求2所述的系统，其中所述至少一种混合物包括多种混合物，并且所述沉积单元被配置为(i)将所述多种混合物中的第一混合物的膜沉积到所述多个平台中的第一平台上，并且(ii)将所述多种混合物中的第二混合物的膜沉积到所述多个平台中的第二平台上。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个非重叠路径相对于彼此设置在不同的高度处。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个非重叠路径之间的间隔大于所述混合物的所述膜的厚度。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个非重叠路径设置在样品平面上。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述多个非重叠路径围绕中心点设置。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个非重叠路径中的至少一个路径是线性的。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个非重叠路径中的至少一个路径是非线性的。
14.根据权利要求1所述的系统，还包括至少一个致动器，所述至少一个致动器被配置为引导所述至少一个平台在所述多个非重叠路径之间移动。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述至少一个致动器不被配置为沿着所述多个非重叠路径移动。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述至少一个致动器固定成与所述沉积单元或所述构建单元相邻。
17.根据权利要求14所述的系统，其中所述至少一个致动器被配置为沿着所述多个非重叠路径中的至少一个路径移动。
18.根据权利要求14所述的系统，其中所述至少一个致动器包括竖直致动器，所述竖直致动器被配置为调整所述至少一个平台的竖直位置。
19.根据权利要求1所述的系统，还包括至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置为(i)确定所述至少一个平台上的所述膜的轮廓，或者(ii)在所述固化之后，检测所述至少一个平台上的任何过剩混合物。
20.根据权利要求19所述的系统，其中在(i)中，所述轮廓包括所述膜的形状或厚度。
21.根据权利要求19所述的系统，其中所述至少一个传感器沿着所述多个非重叠路径中的至少一个路径设置。
22.根据权利要求1所述的系统，还包括构建头，所述构建头被配置为保持所述3D物体的所述至少一部分。
23.根据权利要求1所述的系统，其中所述沉积单元还包括至少一个擦拭器，所述至少一个擦拭器被配置为横跨所述至少一个平台移动，以(i)将所述至少一种混合物铺展在所述至少一个平台之上来提供所述膜，或(ii)从所述至少一个平台去除所述膜的至少一部分。
24.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一种混合物包括聚合物前体和光引发剂。
25.根据权利要求24所述的系统，其中所述至少一种混合物还包括光抑制剂。
26.一种用于打印三维(3D)物体的方法，所述方法包括：
(a)提供：
(i)至少一个平台，其用于保持至少一种混合物的膜；
(ii)沉积单元，其包括与所述至少一种混合物的源流体连通的喷嘴，其中所述沉积单元用于将所述膜沉积到所述至少一个平台上；和
(iii)构建单元，其包括光源，所述光源用于提供足以固化所述膜的至少一部分的光，以形成所述3D物体的至少一部分；以及
(b)将所述至少一个平台沿着多个非重叠路径或者从所述构建单元移动到所述沉积单元。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述至少一个平台包括多个平台。
28.根据权利要求27所述的方法，还包括，在(b)中，(i)将所述多个平台中的第一平台沿着所述多个非重叠路径中的第一路径从所述沉积单元移动到所述构建单元或者从所述构建单元移动到所述沉积单元，并且(ii)将所述多个平台中的第二平台沿着所述多个非重叠路径中的第二路径从所述沉积单元移动到所述构建单元或者从所述构建单元移动到所述沉积单元。
29.根据权利要求28所述的方法，其中(i)中的所述第一平台的所述移动和(ii)中的所述第二平台的所述移动基本上同时发生。
30.根据权利要求28所述的方法，还包括(i)将所述第一平台沿着所述第一路径从所述沉积单元移动到所述构建单元并且从所述构建单元移动到所述沉积单元；以及(ii)将所述第二平台沿着所述第二路径从所述沉积单元移动到所述构建单元并且从所述构建单元移动到所述沉积单元。
31.根据权利要求28所述的方法，还包括将所述第一平台和所述第二平台中的一个(i)沿着所述第一路径从所述沉积单元移动到所述构建单元并且(ii)沿着所述第二路径从所述构建单元移动到所述沉积单元。
32.根据权利要求27所述的方法，其中所述至少一种混合物包括多种混合物，并且所述方法还包括引导所述沉积单元以(i)将所述多种混合物中的第一混合物的膜沉积到所述多个平台中的第一平台上，并且(ii)将所述多种混合物中的第二混合物的膜沉积到所述多个平台中的第二平台上。
33.根据权利要求26所述的方法，其中所述多个非重叠路径相对于彼此设置在不同的高度处。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述多个非重叠路径之间的间隔大于所述混合物的所述膜的厚度。
35.根据权利要求26所述的方法，其中所述多个非重叠路径设置在样品平面上。
36.根据权利要求35所述的方法，其中所述多个非重叠路径围绕中心点设置。
37.根据权利要求26所述的方法，其中所述多个非重叠路径中的至少一个路径是线性的。
38.根据权利要求26所述的方法，其中所述多个非重叠路径中的至少一个路径是非线性的。
39.根据权利要求26所述的方法，还包括引导至少一个致动器以将所述至少一个平台在所述多个非重叠路径之间移动。
40.根据权利要求39所述的方法，其中所述至少一个致动器不被配置为沿着所述多个非重叠路径移动。
41.根据权利要求40所述的方法，其中所述至少一个致动器固定成与所述沉积单元或所述构建单元相邻。
42.根据权利要求39所述的方法，其中所述至少一个致动器被配置为沿着所述多个非重叠路径中的至少一个路径移动。
43.根据权利要求39所述的方法，其中所述至少一个致动器包括竖直致动器，所述竖直致动器用于调整所述至少一个平台的竖直位置。
44.根据权利要求26所述的方法，还包括引导至少一个传感器以(i)确定所述至少一个平台上的所述膜的轮廓，或者(ii)在所述固化之后，检测所述至少一个平台上的任何过剩混合物。
45.根据权利要求44所述的方法，其中在(i)中，所述轮廓包括所述膜的形状或厚度。
46.根据权利要求44所述的方法，其中所述至少一个传感器沿着所述多个非重叠路径中的至少一个路径设置。
47.根据权利要求26所述的方法，还包括提供构建头，所述构建头被配置为保持所述3D物体的所述至少一部分。
48.根据权利要求26所述的方法，其中所述沉积单元还包括至少一个擦拭器，所述至少一个擦拭器被配置为横跨所述至少一个平台移动，以(i)将所述至少一种混合物铺展在所述至少一个平台之上来提供所述膜，或(ii)从所述至少一个平台去除所述膜的至少一部分。
49.根据权利要求26所述的方法，其中所述至少一种混合物包括聚合物前体和光引发剂。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述至少一种混合物还包括光抑制剂。
51.一种用于打印三维(3D)物体的系统，包括：
至少第一擦拭器，其被配置为将设置在所述平台之上的混合物的至少一部分混合；和
至少第二擦拭器，其被配置为从所述平台的至少一部分去除所述混合物的所述至少一部分；以及
控制器，其被配置为(i)引导所述至少第一擦拭器相对于所述平台移动，以将所述混合物的所述至少一部分混合，并且(ii)引导所述至少第二擦拭器相对于所述平台移动，以从所述平台去除所述混合物的所述至少一部分。
52.根据权利要求51所述的系统，其中所述至少第一擦拭器相对于所述至少第二擦拭器的平面成角度。
53.根据权利要求51所述的系统，其中所述至少第一擦拭器包括一个或多个间隙，所述一个或多个间隙被配置为引导所述混合物的所述至少一部分流过所述一个或多个间隙。
54.根据权利要求53所述的系统，其中所述至少第一擦拭器的所述相对移动引导所述混合物的所述至少一部分流过所述一个或多个间隙并朝向所述至少第二擦拭器流动。
55.根据权利要求53所述的系统，其中所述至少第一擦拭器包括多个第一擦拭器，其中所述多个第一擦拭器由所述一个或多个间隙分隔开。
56.根据权利要求55所述的系统，其中所述多个第一擦拭器相对于彼此成角度设置。
57.根据权利要求53所述的系统，其中所述一个或多个间隙包括一个或多个开口。
58.根据权利要求51所述的系统，其中在所述至少擦拭器相对于所述平台移动的同时发生所述混合。
59.根据权利要求51所述的系统，其中所述至少第二擦拭器是单个第二擦拭器。
60.根据权利要求51所述的系统，其中所述至少第二擦拭器包括多个第二擦拭器。
61.根据权利要求51所述的系统，其中所述至少第一擦拭器或所述至少第二擦拭器包括柔性擦拭器。
62.根据权利要求51所述的系统，其中所述至少第一擦拭器或所述至少第二擦拭器包括聚氨酯、橡胶或硅树脂。
63.根据权利要求51所述的系统，其中所述控制器被配置为在引导(ii)之前引导(i)，使得所述混合物的所述至少一部分在与所述至少第二擦拭器接触之前与所述至少第一擦拭器接触。
64.根据权利要求51所述的系统，其中所述控制器被配置为基本上同时引导(i)和(ii)。
65.根据权利要求51所述的系统，其中(i)中的所述相对移动的方向和(ii)中的所述相对移动的方向相同。
66.根据权利要求51所述的系统，其中在(i)或(ii)中，所述相对移动是旋转移动或横向移动。
67.根据权利要求51所述的系统，其中所述混合的特征在于与没有所述混合的对照混合物相比，减小了所述混合物的所述至少一部分内的不均匀性。
68.根据权利要求67所述的系统，其中所述不均匀性通过所述混合物的所述至少一部分的光密度来测量。
69.根据权利要求51所述的系统，还包括所述平台。
70.根据权利要求51所述的系统，还包括喷嘴，所述喷嘴与所述混合物的源流体连通，其中所述处理器还被配置为引导所述混合物从所述源分配到所述平台上。
71.根据权利要求70所述的系统，其中在所述混合之后、在所述混合的同时或在所述混合之前发生所述分配。
72.根据权利要求51所述的系统，其中所述控制器被配置为(i)引导所述至少第一擦拭器横跨所述平台移动，并且(ii)引导所述至少第二擦拭器横跨所述平台移动。
73.根据权利要求51所述的系统，还包括构建头，所述构建头被配置为保持所述3D物体的所述至少一部分。
74.根据权利要求51所述的系统，其中所述至少一种混合物包含聚合物前体和光引发剂。
75.根据权利要求74所述的系统，其中所述至少一种混合物还包括光抑制剂。
76.根据权利要求51所述的系统，其中所述至少第一擦拭器或所述至少第二擦拭器基本上是直的。
77.根据权利要求51所述的系统，其中所述至少第一擦拭器或所述至少第二擦拭器是弯曲的。
78.一种用于打印三维(3D)物体的方法，包括：
(a)提供：
(i)至少第一擦拭器，其被配置为将设置在所述平台之上的混合物的至少一部分混合；和
(ii)至少第二擦拭器，其被配置为从所述平台的至少一部分去除所述混合物的所述至少一部分；以及
(b)(1)相对于所述平台移动所述至少第一擦拭器，以将所述混合物的所述至少一部分混合；以及(2)相对于所述平台移动所述至少第二擦拭器，以从所述平台去除所述混合物的所述至少一部分。
79.一种用于打印三维(3D)物体的系统，包括：
至少一条带，其中所述至少一条带的表面包括至少一个平台，所述至少一个平台被配置为保持混合物的膜；
沉积单元，其包括与所述混合物的源流体连通的喷嘴，其中所述沉积单元被配置为将所述膜沉积到所述至少一个平台上；
构建单元，其包括光源，所述光源被配置为提供足以固化所述膜的至少一部分的光，以形成所述3D物体的至少一部分；
传感器，其沿着所述至少一个平台的从所述沉积单元到所述构建单元或者从所述构建单元到所述沉积单元的路径设置，其中所述传感器被配置为(i)在所述固化之前，确定设置在所述至少一个平台上的所述膜的轮廓，或者(ii)在所述固化之后，检测所述至少一个平台上的任何过剩混合物；以及
控制器，其可操作地耦合到所述至少一个平台，其中所述控制器被配置为引导所述至少一个平台沿着所述路径的移动。
80.根据权利要求79所述的系统，其中所述传感器设置在所述路径内。
81.根据权利要求79所述的系统，其中所述路径是从所述沉积单元到所述构建单元，并且其中所述传感器被配置为确定所述膜的所述轮廓。
82.根据权利要求79所述的系统，其中所述路径是从所述构建单元到所述沉积单元，并且其中所述传感器被配置为检测所述至少一个平台上的所述过剩混合物。
83.根据权利要求79所述的系统，其中所述沉积单元还包括附加传感器，所述附加传感器被配置为在所述固化之前确定所述膜的不同轮廓。
84.根据权利要求79所述的系统，其中所述传感器包括相机或激光位移传感器。
85.根据权利要求79所述的系统，还包括擦拭器，所述擦拭器被配置为从所述至少一个平台去除所述过剩混合物。
86.根据权利要求85所述的系统，其中所述擦拭器是所述沉积单元的一部分。
87.根据权利要求85所述的系统，其中所述擦拭器是清洁单元的一部分，所述清洁单元设置在从所述构建单元到所述沉积单元的所述路径之间。
88.根据权利要求79所述的系统，其中所述至少一个平台包括多个平台。
89.根据权利要求88所述的系统，其中(i)所述至少一条带中的第一带包括所述多个平台中的第一平台，并且(ii)所述至少一条带中的第二带包括所述多个平台中的第二平台。
90.根据权利要求79所述的系统，其中所述至少一条带包括连续带或辊对辊带。
91.根据权利要求79所述的系统，其中所述表面的至少一部分是所述至少一个平台。
92.根据权利要求79所述的系统，其中所述控制器被配置为在所述至少一个平台沿着所述路径移动的同时引导所述传感器执行(i)或(ii)。
93.根据权利要求79所述的系统，还包括构建头，所述构建头被配置为保持所述3D物体的所述至少一部分。
94.根据权利要求79所述的系统，其中所述混合物包括聚合物前体和光引发剂。
95.根据权利要求79所述的系统，其中所述至少一种混合物还包括光抑制剂。
96.一种用于打印三维(3D)物体的方法，包括：
(a)提供：
(i)至少一条带，其中所述至少一条带的表面包括用于保持混合物的膜的至少一个平台；
(ii)沉积单元，其包括与所述混合物的源流体连通的喷嘴，其中所述沉积单元用于将所述膜沉积到所述至少一个平台上；
(iii)构建单元，其包括光源，所述光源用于提供足以固化所述膜的至少一部分的光，以形成所述3D物体的至少一部分；和
(iv)传感器，其沿着所述至少一个平台的从所述沉积单元到所述构建单元或者从所述构建单元到所述沉积单元的路径设置，其中所述传感器用于(1)在所述固化之前，确定设置在所述至少一个平台上的所述膜的轮廓，或者(2)在所述固化之后，检测所述至少一个平台上的任何过剩混合物；以及
(b)沿着所述路径移动所述至少一个平台。
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