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Die Herstellung digitaler 3D-Objekte, auch bekannt als digitale additive Herstellung, ist ein Prozess zur Herstellung eines dreidimensionalen festen Objektes einer beliebigen Form aus einem digitalen Modell. Der Druck von 3D-Objekten ist ein additiver Prozess, in dem Materialschichten nacheinander in verschiedenen Formen auf einem Substrat gebildet werden. Die Schichten können durch Ausstoßen von Bindungsmaterial, gerichtetem Energie-Auftrag, Extrudieren von Material, Ausstoß von Material, Fixieren Pulverbetten, Laminieren von Bögen oder Exponieren von flüssigem Fotopolymermaterial mit einer härtenden Strahlung gebildet werden. Das Substrat, auf dem die Schichten gebildet werden, wird entweder auf einer Plattform unterstützt, die durch Betätigung von Stellgliedern, die wirksam mit der Plattform verbunden sind, dreidimensional beweglich ist, oder die Material-Auftragungsvorrichtungen sind wirksam mit einem oder mehreren Stellgliedern zur gesteuerten Bewegung der Auftragungsvorrichtungen verbunden, um die Schichten zu herzustellen, die das Objekt bilden. Der Druck von 3D-Objekten ist von herkömmlichen objektbildenden Techniken zu unterscheiden, die im Wesentlichen auf der Entfernung von Material eines Werkstücks durch einen subtraktiven Prozess beruhen, wie Schneiden oder Drillen.
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Die Herstellung von gedruckten 3D-Teilen mit hoher Geschwindigkeit ist eine große Herausforderung, weil viele der involvierten Prozesse zeitaufwendig sind und häufig manuell erfolgen. Bei vielen 3D-Objektdruckern ist Stützmaterial in einer Schicht enthalten, um zu ermöglichen, dass Bereiche von Objektmaterial in der Schicht gebildet werden, in denen keine Oberflächenteile oder zuvor gebildete Teile des Objekts existieren. Insbesondere werden diese Stützbereiche mit einem Stützmaterial, wie Wachs, oben auf Flächen des Objekts oder benachbart zu Bereichen des Objekts gebildet. Wenn das Objekt gebildet ist, wird das Stützmaterial vom Objekt entfernt. Das Stützmaterial wird typischerweise durch Tränken des Objekts in Wasser, Ausstoßen von Wasser auf das Objekt, Tränken des Objekts in anderen Chemikalien als Wasser, oder Erwärmen des Objekts in einem Konvektionsofen entfernt. Jedes dieser Verfahren weist jedoch Einschränkungen auf, die sich mit steigender Größe des zu druckenden Objekts verschärfen.
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Da Drucker für 3D-Objekte immer größer werden, um das Produktionsvolumen zu erhöhen, können viele Teile in drei Dimensionen gestapelt werden, getrennt von Stützmaterial. In diesen Mehrobjekt-Herstellungsläufen muss jedoch eine erhebliche Menge Stützmaterial entfernt werden, wenn die Objekte vollständig gebildet sind. Es wird ein Verfahren benötigt, um erhebliche Mengen Stützmaterial von gedruckten Teilen effizient zu entfernen, um die Gesamtherstellungsgeschwindigkeit zu erhöhen.
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Ein Verfahren zum Entfernen von Stützmaterial aus einem oder mehreren gedruckten 3D-Objekten umfasst die Betätigung eines Transports mit mindestens einem Controller, um eine Aufspannplatte zu bewegen, Betätigen eines ersten Ausstoßkopfes mit dem mindestens einen Controller zum Ausstoßen von Tropfen auf ein erstes Material, um ein Objekt auf der Aufspannplatte zu bilden, Betätigen eines zweiten Ausstoßkopfes mit dem mindestens einen Controller zum Ausstoßen von Tropfen nur eines zweiten Materials allein in Richtung der Aufspannplatte, um Teile einer Stütze für das Objekt auf der Aufspannplatte zu bilden, Betätigen eines dritten Ausstoßkopfes mit dem mindestens einen Controller zum Ausstoßen von Tropfen des zweiten Materials, das Nanopartikel enthält, in Richtung der Aufspannplatte, um weitere Teile der Stütze für das Objekt auf der Aufspannplatte zu bilden, und Betätigen eines Mikrowellenstrahlers mit dem mindestens einen Controller, um das Objekt und die Stütze für das das Objekt mit Mikrowellenenergie zu bestrahlen, so dass Teile der Stütze, die Nanopartikel enthält, beginnen die Phase von fest nach flüssig zu wechseln, bevor Teile der Stütze, die nur mit dem zweiten Material alleine gebildet sind, beginnen die Phase von fest nach flüssig zu wechseln.
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Ein System zum Drucken von gedruckten 3D-Objekten mit Stützmaterial, das das Entfernen von Stützmaterial von einem oder mehreren 3D-Teilen erleichtert, umfasst eine Aufspannplatte, einen Transport, der gestaltet ist, die Aufspannplatte zu bewegen, einen ersten Ausstoßkopf der fluide mit einem Vorrat eines ersten Materials verbunden ist, einen zweiten Ausstoßkopf, der fluide mit einem Vorrat eines zweiten Materials verbunden ist, einen dritten Ausstoßkopf, der fluide mit einem Vorrat des zweiten Materials, das Nanopartikel enthält, verbunden ist, einen Mikrowellenstrahler, der gestaltet ist, ein Objekt auf der Aufspannplatte zu bestrahlen, und mindestens einen Controller, der wirksam mit dem ersten Ausstoßkopf, dem zweiten Ausstoßkopf, dem dritten Ausstoßkopf und dem Mikrowellenstrahler verbunden ist, wobei der mindestens eine Controller gestaltet ist, den ersten Ausstoßkopf zu betätigen, um Tropfen des ersten Materials in Richtung der Aufspannplatte auszustoßen, um ein Objekt auf der Aufspannplatte zu bilden, den zweiten Ausstoßkopf zu betätigen, um Tropfen des zweiten Materials in Richtung der Aufspannplatte auszustoßen, um Teile einer Stütze für das Objekt auf der Aufspannplatte nur mit dem zweiten Material alleine zu bilden, den dritten Ausstoßkopf zu betätigen, um Tropfen des zweiten Materials, das die Nanopartikel enthält, auszustoßen, um andere Teile der Stütze für das Objekt auf der Aufspannplatte zu bilden, und Betätigen des Mikrowellenstrahlers, um das Objekt und die Stütze für das Objekt mit Mikrowellenenergie zu bestrahlen, damit Teile der Stütze, die Nanopartikel enthalten, beginnen die Phase von fest nach flüssig zu wechseln, bevor die Teile der Stütze, die nur mit dem zweiten Material alleine gebildet wurden, beginnen die Phase von fest nach flüssig zu wechseln.
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Das oben beschriebene System und Verfahren, die einen Fertigungsartikel herstellen können, erleichtern das Entfernen von Stützmaterial von einem gedruckten Objekt. Der Artikel umfasst ein Objekt, das gebildet wird mit einem ersten Material, einem Teil einer Stütze für das Objekt, das nur mit einem zweiten Material alleine gebildet ist, und einem anderen Teil der Stütze für das Objekt, der mit dem zweiten Material gebildet wird, in dem Nanopartikel eingearbeitet sind. Der Teil der Stütze, die nur mit dem zweiten Material alleine gebildet ist, kann in einem Außenbereich des Objekts angeordnet sein, und der andere Teil der Stütze für das Objekt, der mit dem zweiten Material mit Nanopartikeln gebildet ist, kann in einem Innenbereich des Objekts angeordnet sein, um Schutz für das Objekt während seiner Exposition mit Mikrowellenenergie bereitzustellen. Die Nanopartikel können im Wesentlichen aus einem ferromagnetischen Material bestehen.
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Die vorangehenden Erscheinungsformen und weitere Funktionen des Verfahrens und des Druckers werden in der folgenden Beschreibung zusammen mit den begleitenden Zeichnungen erklärt.
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1 zeigt ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Entfernen von Stützmaterial von einem gedruckten Objekt mit Mikrowellenenergie.
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2A zeigt ein System, das es ermöglicht, dass Stützmaterial von einem gedruckten Objekt mit Mikrowellenenergie entfernt wird.
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2B zeigt eine alternative Ausführungsform der Aufspannplatte in dem System von 2A.
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3 zeigt einen Drucker für 3D-Objekte nach dem Stand der Technik.
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4 zeigt eine perspektivische Sicht eines gedruckten Blocks mit einer Vielzahl identischer Teile, die durch Stützmaterial getrennt sind, nach dem Stand der Technik.
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5 zeigt eine Seitenansicht des in 4 gezeigten Blocks nach dem Stand der Technik.
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Für ein allgemeines Verständnis der Umgebung des hier offenbarten Verfahrens sowie die Einzelheiten des Verfahrens wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugsnummern gleiche Elemente.
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3 zeigt einen Drucker für 3D-Objekte 100, der Material ausstößt, um Stütz- und Objektbereiche in Schichten zu bilden. Der Drucker 100 umfasst eine Aufspannplatte 104 und einen Ausstoßkopf 108. Der Ausstoßkopf 108 besitzt eine Vielzahl von Ejektoren, die gestaltet sind, um Materialtropfen in Richtung einer Oberfläche 112 der Aufspannplatte 104 auszustoßen, um ein 3D-Objekt zu bilden, wie das Teil 116, und Stützbereiche, die Teilfunktionsbildung ermöglichen. Insbesondere besitzt der Ausstoßkopf 108 eine erste Vielzahl von Ejektoren, die gestaltet sind, Tropfen eines Baumaterials auszustoßen, um ein Objekt zu bilden, und eine zweite Vielzahl von Ejektoren, die gestaltet sind, Tropfen eines Stützmaterials, wie Wachs, auszustoßen, um ein Gerüst zum Stützen des Objekts zu bilden, das gebildet wird. Wie in diesem Dokument verwendet, bedeutet "Stütz" bzw. "Träger" eine oder mehrere Lagen Stützmaterial, die auf die Schichten von Baumaterial benachbart oder darauf gebaut werden, um zu ermöglichen, dass Schichten eines Teils des Objekts ohne Verformung, verursacht durch Schwerkraft oder Laminarfluss des Baumaterials gebildet werden, bevor das Baumaterial von einem Fluid oder einem Pulver durch einen Härtungsprozess, wie thermisches Härten oder Exposition mit UV-Strahlung, zu einem Feststoff umgewandelt wird. "Stützmaterial" bedeutet ein Material, das beim Drucken eines Objekts verwendet wird, das nach dem Drucken des Objekts von diesem entfernt wird. Der Ausstoßkopf 108 ist in Bezug auf die Aufspannplatte 104 in Prozessrichtung P, der Richtung quer zum Prozess CP und der vertikalen Richtung V beweglich gestaltet. In einigen Ausführungsformen umfasst der Drucker 100 Stellglieder, die gestaltet sind, den Ausstoßkopf 108 und/oder die Aufspannplatte 104 relativ zueinander zu bewegen.
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Der Drucker 100 umfasst einen Controller 120, der wirksam mit mindestens dem Ausstoßkopf 108 verbunden ist. Der Controller 120 ist gestaltet, den Ausstoßkopf 108 in Bezug auf Objekt-Bilddaten zu betätigen, die in Schichten gerendert wurden, um ein 3D-Objekt auf der Oberfläche der Aufspannplatte 112 zu bilden. Zum Bilden jeder Schicht des 3D-Objekts betätigt der Controller 124 den Drucker 100, um den Ausstoßkopf 108 einmal oder mehrfach in Prozessrichtung P zu fahren, wobei Tropfen von Material auf die Aufspannplatte 104 ausgestoßen werden. Im Fall mehrfacher Passagen wird der Ausstoßkopf 108 in Richtung quer zum Prozess CP zwischen jeder Passage verschoben. Nachdem jede Schicht gebildet wurde, wird der Ausstoßkopf 108 in vertikaler Richtung V weg von der Aufspannplatte 104 bewegt, um den Druck der nächsten Schicht zu beginnen.
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In einigen Ausführungsformen ist der Drucker 100 ausreichend groß, um Produktionsläufe zu ermöglichen, die mehr als ein Teil umfassen. Insbesondere kann eine Vielzahl von Teilen in einem einzelnen Druckjob gedruckt werden, wobei jedes Teil von Stützmaterial gekapselt ist, um einen Block von Material zu bilden. In einigen Ausführungsformen empfängt der Controller 120 Bilddaten, die einer Vielzahl von Teilen entsprechen, die im dreidimensionalen Raum angeordnet sind, wobei zwischen jedem der Teile Stützmaterial angeordnet ist, um das Drucken der Vielzahl von Teilen als einzelnen Block zu ermöglichen. In Bezug auf die Bilddaten betätigt der Controller 120 den Ausstoßkopf 108, um die Vielzahl von Teilen in einem einzigen Produktionslauf zu bilden. 4 zeigt eine perspektivische Sicht eines Blocks 200 nach dem Stand der Technik mit einer Vielzahl identischer Teile 204, die auf der Aufspannplatte 104 gebildet werden. Die Teile 204 sind im Wesentlichen in einer dreidimensionalen Matrix angeordnet und können gleichförmig im Block 200 beabstandet sein. Die Teile 204 sind durch Stützmaterial 208 getrennt. In anderen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Teilen aus verschiedenen Typen von Teilen bestehen und in Bezug aufeinander so angeordnet sein, dass der Raum in dem Block 200 effizient genutzt wird. 5 zeigt eine Seitenansicht des Blocks 200 nach dem Stand der Technik.
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Wie in 4 und 5 gezeigt, umfasst der Block 200 eine erhebliche Menge Stützmaterial 208, die entfernt werden muss, um die Teile 204 freizulegen. Zum Beschleunigen des Entfernungsprozesses des Stützmaterials, der in einem Konvektionsofen ausgeführt wurde, verwendet Prozess 400 von 1 Mikrowellenenergie, um das Stützmaterial 208 zu erwärmen und dessen Aggregatzustand zu ändern, von dem einiges oder alles mit Nanopartikeln von einem Material beimpft ist, das Mikrowellenenergie in Wärme umwandelt. Wie in diesem Dokument verwendet, betrifft "Nanopartikel" Stücke eines Materials mit einer Größe, die es ermöglicht, durch einen Ausstoßkopf, wie einen Tintendruckkopf, zu fließen, und die ausstoßbar sind, ohne leicht im Druckkopf hängenzubleiben. In einer Ausführungsform liegen die Durchmesser der Nanopartikel in einem Bereich von ca. 5 nm bis ca. 20 nm. In der Beschreibung von Prozess 400 betreffen Feststellungen, dass das Verfahren eine Aufgabe oder Funktion ausführt, einen Controller oder einen Universalprozessor, der programmierte Anweisungen ausführt, die auf einem nicht-flüchtigen, computerlesbaren Speichermedium gespeichert sind, das wirksam mit dem Controller oder Prozessor verbunden ist, um Daten zu bearbeiten oder eine oder mehrere Komponenten in dem Drucker zu betätigen, um die Aufgabe oder Funktion auszuführen. Der oben erwähnte Controller 120 des Druckers 100 kann mit Komponenten und programmierten Anweisungen gestaltet werden, um einen Controller oder Prozessor bereitzustellen, der den Prozess 400 ausführt. Alternativ kann der Controller mit mehr als einem Prozessor ausgestattet und mit Schaltkreisen und Komponenten verknüpft sein, von denen jede gestaltet ist, eine oder mehrere der hier beschriebenen Aufgaben oder Funktionen auszuführen.
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Das Verfahren 400 beginnt mit dem Bilden von Teilen mit Baumaterial und von Stützbereichen von Teilen mit Stützmaterial, von dem einiges oder alles Nanopartikel von Material enthält, das Mikrowellenenergie leicht in Wärme umwandelt (Block 404). Beispiele für Materialien, die Mikrowellenenergie leicht in Wärme umwandeln, sind Eisen, Siliciumcarbid und Graphit. Ferromagnetische Materialien, wie solche, die in Tinten suspendiert sind, die bei Magnetic Ink Character Recognition(MICR)-Systemen verwendet werden, sind als Nanopartikel besonders geeignet. Die Daten, die verwendet werden, um die Ejektoren zu betätigen, die das Stützmaterial ausstoßen, können in Daten unterteilt werden, die verwendet werden, um die Ejektoren zu betätigen, die das Stützmaterial, enthaltend Nanopartikel eines Materials, das Mikrowellenenergie leicht in Wärme umwandelt, ausstoßen, und Daten, die verwendet werden, um Ejektoren zu betätigen, die nur Stützmaterial alleine ausstoßen. Die Ejektoren, die Stützmaterial mit Nanopartikeln ausstoßen, werden betätigt, um eine Stütze für das Teil in Innenbereichen des Teils zu bauen, während die Ejektoren, die Stützmaterial ohne Nanopartikel ausstoßen, betätigt werden, um eine Stütze an Außenbereichen des Teils aufzubauen. Diese Bildung der Teile-Stütze mit Stützmaterial, von dem ein Teil mit Nanopartikeln dotiert ist und ein Teil nicht, schützt das Baumaterial des Teils bei Exposition mit Mikrowellenenergie besser, wie im Folgenden ausführlicher erklärt.
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Das Verfahren 400 fährt fort, indem die Teile von den Ausstoßköpfen weg zu einer Position gegenüber einem Mikrowellenstrahler bewegt werden (Block 408). Die Teile können durch Abheben der Teile 204, die das Stützmaterial 208 enthalten, von der Aufspannplatte 104 oder durch Bewegen der Aufspannplatte 104, die die Teile 204 trägt, die das Stützmaterial 208 enthalten, aus dem Drucker entfernt werden. Wenn die Teile zusätzliche Härtung benötigen, werden sie der härtenden Strahlung ausgesetzt oder man lässt sie zur Verfestigung der Materialien abkühlen. Wenn die Teile gehärtet sind, wird der Hauptteil des Stützmaterials durch Exponieren der Teile und der Stütze mit Mikrowellenenergie entfernt (Block 412). Die Mikrowellenenergie schmilzt die Stütze für die Teile, ohne das Teil zu beschädigen. Das Bilden der inneren Stütze für Teile 204 mit Stützmaterial mit Nanopartikeln und das Bilden der äußeren Stütze für Teile 204 nur mit Stützmaterial alleine ist für den Teile-Schutz besonders vorteilhaft, weil die Nanopartikel Mikrowellenenergie besser in Wärme umwandeln als das Stützmaterial alleine. Das Stützmaterial, das die Nanopartikel umgibt, absorbiert also die Wärme, die von den Nanopartikeln erzeugt wird, während sie gleichzeitig auch von der Mikrowellenenergie erwärmt werden. Demzufolge erreicht das mit den Nanopartikeln dotierte Stützmaterial seine Phasenübergangstemperatur schneller als das Stützmaterial ohne die Nanopartikel. Die innere Stütze schmilzt also vor der äußeren Stütze, so dass die äußere Stütze weiterhin Mikrowellenenergie absorbiert und das Baumaterial des Teils davor geschützt wird, sich auf eine Temperatur zu erwärmen, die das Teil verformt. Wenn die letzte Schicht der äußeren Stütze geschmolzen ist, ist das Teil fertig.
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Bei Verfahren nach dem Stand der Technik zum Entfernen des Hauptteils des Stützmaterials werden die Teile 204 in einen Konvektionsofen gestellt, der auf eine voreingestellte Temperatur geheizt wird, bei der das Stützmaterial 208 von der festen in die flüssige Phase wechselt. Ein Konvektionsofen kann z.B. auf eine Temperatur von 65 °C geheizt werden, um Wachs-Stützmaterial zu schmelzen, sofern das Teil in dem Ofen-Hohlraum ausreichend lange verbleibt, damit das Stützmaterial die Schmelztemperatur erreichen kann. Das Teil 204, das Wachs-Stützmaterial enthält, wird in dem geheizten Hohlraum eines Konvektionsofens typischerweise für 60 bis 120 Minuten bei einer Temperatur von 65 °C belassen, damit das Wachs-Stützmaterial schmelzen und sich von dem Teil 204 abtrennen kann. Die Temperatur des Teils 204 wird typischerweise überwacht, und das Teil 204 wird aus dem Ofen entfernt, wenn die Temperatur des Teils die voreingestellte Grenztemperatur erreicht hat, die unter der Temperatur liegt, bei der eine Verformung des Baumaterials des Teils einsetzt.
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Da ein Teil des Stützmaterials zurückbleiben kann, umfasst der Prozess 400 eine Teile-Behandlung, die kleinere Rückstande von Stützmaterial entfernt (Block 416). In einer Ausführungsform umfasst diese weitere Behandlung das Eintauchen des Teils 204 in eine Spülflüssigkeit, die bei einer voreingestellten Temperatur gehalten wird, z.B. 60 °C, und in der Lösung Ultraschall-Vibrationen ausgesetzt wird. Die Ultraschall-Vibrationen in dieser Ausführungsform werden für ca. 5 Minuten eingesetzt. Wenn die Vibrationen beendet werden, verbleibt das Teil für eine voreingestellte Zeit, wie 2 Minuten, in der Lösung, bevor das Teil aus dem Stützmaterial-Bad entfernt und in einen Reinigungsbehälter gestellt wird. Der Reinigungsbehälter umfasst typischerweise warmes, seifenhaltiges Wasser, und Ultraschall-Vibrationen werden erneut auf das Teil in dem seifenhaltigen Wasser für eine weitere Zeitspanne angewendet, wie z.B. 20 Minuten. Nachdem das Teil im Reinigungsbehälter gereinigt wurde, wird es getrocknet (Block 420). Das Trocknen kann bei Umgebungsluft oder in einem Konvektionsofen erfolgen, der auf eine relativ milde Temperatur geheizt wird, wie z.B. 40 °C.
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Ein Produktionssystem für 3D-Objekte 500 ist in 2A gezeigt. Das System 500 umfasst mindestens zwei Ausstoßköpfe 504, einen Controller 580, einen kontaktfreien Temperatursensor 536, einen Mikrowellenstrahler 516 und ein Gehäuse 512. Einer der beiden Ausstoßköpfe stößt Baumaterial aus, um das Teil zu bilden, während der andere Ausstoßkopf Stützmaterial ausstößt, das die Nanopartikel enthält. Wenn die Stütze für das Teil in äußere Stütze für Teile 204, die mit Stützmaterial, das keine Nanopartikel enthält, hergestellt sind, und innere Stütze für Teile 204, die mit Stützmaterial, das Nanopartikel enthält, hergestellt sind, unterteilt ist, werden mindestens drei Ausstoßköpfe bereitgestellt. Der Controller 580 kann der Controller 120 sein, gestaltet mit programmierten Anweisungen und Komponenten, um den bzw. die Ausstoßköpfe 504 zu betätigen, um ein Objekt mit Stützmaterial zu bilden, von dem einiges oder alles Nanopartikel enthält, und die Mikrowellen-Heizstation 520 zu betätigen, um das Stützmaterial zu entfernen. Jeder der Ausstoßköpfe enthält eine Vielzahl von Ejektoren, die der Controller 580 betätigt, um eine Vielzahl von Materialien auszustoßen, um Objekt- und Stützbereiche in den Schichten der Teile zu bilden, die auf der Aufspannplatte 104 gebildet werden. Die Aufspannplatte 104 wird mittels eines Transports 508 gestützt, der den Block 200 mit den Teilen 204 und dem Stützmaterial 208 von der Position unter dem bzw. den Ausstoßköpfen 504 zur Mikrowellen-Heizstation 520 bewegt. Die Mikrowellen-Heizstation 520 umfasst das Gehäuse 512, das einen Zugang und einen Ausgang umfasst, damit der Transport 508 den Block 200 in das Gehäuse 512 der Station 520 und dann die Aufspannplatte und die Teile 204 aus dem Gehäuse zur nächsten Verarbeitungsstation bewegen kann. In dem Gehäuse 512 ist ein Mikrowellenstrahler 516 angeordnet, um den Block 200 mit Mikrowellenenergie zu bestrahlen, während der Transport 508 ruht, damit der Block 200 der emittierten Mikrowellenenergie für eine voreingestellte Zeitspanne unterzogen werden kann oder bis die Temperatur der Teile 204 eine Temperatur erreicht hat, die anzeigt, dass sich das Teil einer Temperatur nähert, aber diese noch nicht erreicht hat, die das Teil beschädigen könnte. In der Ausführungsform, die die Teile-Temperatur überwacht, erzeugt der kontaktfreie Temperatursensor 536 ein Signal, das die Teile-Temperatur anzeigt, die der Controller 580 mit einem voreingestellten Temperatur-Grenzwert vergleicht. In einer Ausführungsform ist der kontaktfreie Temperatursensor ein Laser-Thermometer. Wenn der voreingestellte Temperatur-Grenzwert erreicht ist oder die voreingestellte Zeitspanne abgelaufen ist, betätigt der Controller 580 ein Stellglied 540, das den Transport 508 antreibt, um die Teile 204 aus dem Gehäuse zur nächsten Verarbeitungsstation zu bewegen. In einer Ausführungsform von System 500, das Teile in einem Block 200 trennt, kann das innere Stützmaterial mit höheren Konzentrationen von Nanopartikeln gebildet werden, und mit Annäherung an die Oberfläche des Blocks ist die Stütze mit einem Konzentrationsgradienten von Nanopartikeln gebildet, so dass Nanopartikel an der Oberfläche im Wesentlichen fehlen.
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Die in 2A gezeigte Aufspannplatte umfasst eine oder mehrere Durchgangsbohrungen 524, so dass das geschmolzene Stützmaterial die Aufspannplatte 104 verlassen und auf den Boden des Gehäuses 512 fallen kann. Der Boden des Gehäuses 512 umfasst einen Abfluss 528, so dass das geschmolzene Stützmaterial das Gehäuse 512 verlassen kann. Der Controller 580 kann wirksam mit einer Pumpe 532 verbunden sein, um das geschmolzene Stützmaterial aus dem Gehäuse 512 zu treiben, oder der Boden des Gehäuses 512 kann mit einer Neigung gebildet sein, so dass das geschmolzene Stützmaterial zum Abfluss 528 fließen und das Gehäuse 512 unter Wirkung der Schwerkraft verlassen kann. In einer weiteren in 2B gezeigten Ausführungsform ist die Aufspannplatte 104 ein Kasten mit festen Seiten 220 und einer offenen Oberseite. Ein Metallsieb 224 ist über der geöffneten Oberseite angeordnet und der Block 220 ruht auf dem Metallsieb. Während der Exposition mit den Mikrowellen fließt das geschmolzene Stützmaterial durch das Metallsieb in den Metallkasten, wo es sich verfestigt. Das Material verfestigt sich, weil die Öffnungen in dem Sieb so bemessen sind, dass Mikrowellenenergie nicht auf eine bekannte Weise in den Kasten eindringen kann.
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Das oben beschriebene Verfahren und System sind wirksam zum Entfernen von Stützmaterial von den Teilen, wenn die Nanopartikel einen dielektrischen Verlustfaktor besitzen, der größer als ein dielektrischer Verlustfaktor des Stützmaterials ist, der größer als ein dielektrischer Verlustfaktor des Baumaterials ist. "Dielektrischer Verlustfaktor" ist ein Maß für die Energie, die von einem Material in einem oszillierenden Feld als Wärme abgeführt wird. Der dielektrische Verlustfaktor der Nanopartikel ermöglicht, dass die Nanopartikel das Stützmaterial um die Nanopartikel schneller schmilzt als das Stützmaterial alleine schmilzt, aber die Mikrowellenenergie erwärmt das Stützmaterial alleine und erzeugt einen Phasenwechsel im Stützmaterial alleine, ohne das Baumaterial des Teils erheblich zu erwärmen. Somit kann das Stützmaterial geschmolzen und von den Teilen auf eine Weise entfernt werden, die dem Gradienten von Nanopartikeln, die in das Stützmaterial eingearbeitet sind, entspricht, ohne die Teile zu beschädigen oder negativ zu beeinflussen. Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines Stützmaterials mit verschiedenen dielektrischen Verlustfaktoren ist, dass die Stütze mit dem höchsten dielektrischen Verlustfaktor als eine Grenze zwischen einzelnen Teilen 204 ausgestoßen werden kann, wenn die Verarbeitung, beschrieben in Bezug auf Block 200 beschrieben, ausgeführt wird. Bei Exposiion mit Mikrowellenstrahlung wird die Stütze mit dem höchsten dielektrischen Verlustfaktor schneller erwärmt und schmilzt schneller als die umgebende Stütze. Somit werden die einzelnen Teile von Block 200 getrennt und können einzeln weiter verarbeitet werden.
