DE102016221423A1

DE102016221423A1 - System und Verfahren zum Entfernen einer Stützstruktur aus gedruckten 3D-Objekten unter Verwendung von Mikrowellenenergie

Info

Publication number: DE102016221423A1
Application number: DE102016221423.3A
Authority: DE
Inventors: Ron E. Dufort; Erwin Ruiz; Linn C. Hoover; David K. Ahl; Patrick J. Howe; Andrew W. Hays
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2017-05-11
Also published as: US10562211B2; CN106671419B; JP2017087722A; US20170129188A1; US20180229405A1; US9975276B2; CN106671419A

Abstract

Ein Verfahren zur Fertigung eines 3D-Objekts erleichtert das Entfernen von Stützmaterial von dem Objekt. Das Verfahren umfasst das Bewegen des Objekts zu einer Position gegenüber einem Mikrowellenstrahler und Betätigen des Mikrowellenstrahlers, um die Phase des Stützmaterials von fest nach flüssig zu wechseln. Ein Controller überwacht entweder den Ablauf einer voreingestellten Zeitspanne oder die Temperatur des Objekts, um zu bestimmen, wann die Betätigung des Mikrowellenstrahlers zu beenden ist. Die Mikrowellenbestrahlung beschädigt das Objekt nicht, weil das Stützmaterial einen dielektrischen Verlustfaktor besitzt, der größer als der dielektrische Verlustfaktor des Objekts ist.

Description

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.
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.
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.
Ein Verfahren zum Erleichtern des Entfernens von Stützmaterial aus einem oder mehreren gedruckten 3D-Objekten umfasst das Betätigen eines Transports, um eine Aufspannplatte zu bewegen, Betätigen eines Ausstoßkopfes, um Tropfen eines ersten Materials und Tropfen eines zweiten Materials in Richtung der Aufspannplatte auszustoßen, um ein Objekt mit Stützmaterial zu bilden, und Betätigen eines Mikrowellenstrahlers, um das Objekt mit Stützmaterial mit Mikrowellenenergie in Reaktion darauf zu bestrahlen, dass der Transport die Aufspannplatte zu einer Position gegenüber des Mikrowellenstrahlers bewegt, wobei die Mikrowellenenergie das Stützmaterial auf eine Temperatur erwärmt, bei der das Stützmaterial die Phase von fest nach flüssig wechselt, so dass das Stützmaterial vom Objekt abfließt.
Ein System zum Drucken von gedruckten 3D-Objekten mit Stützmaterial, das das Entfernen von Stützmaterial erleichtert, umfasst eine Aufspannplatte, einen Transport, der gestaltet ist, die Aufspannplatte zu bewegen, einen Ausstoßkopf, der gestaltet ist, Tropfen eines ersten Materials und Tropfen eines zweiten Materials in Richtung der Aufspannplatte auszustoßen, um ein Objekt mit Stützmaterial zu bilden, und einen Mikrowellenstrahler, der gestaltet ist, das Objekt mit Stützmaterial mit Mikrowellenenergie in Reaktion darauf zu bestrahlen, dass der Transport die Aufspannplatte zu einer Position gegenüber dem Mikrowellenstrahler bewegt, wobei die Mikrowellenenergie das Stützmaterial auf eine Temperatur erwärmt, bei der das Stützmaterial die Phase von fest nach flüssig wechselt, so dass das Stützmaterial vom Objekt abfließt.
Die vorangehenden Erscheinungsformen und weitere Funktionen des Verfahrens und des Druckers werden in der folgenden Beschreibung zusammen mit den begleitenden Zeichnungen erklärt.
1 zeigt ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Entfernen von Stützmaterial von einem gedruckten Objekt mit Mikrowellenenergie.
2A zeigt ein System, das es ermöglicht, dass Stützmaterial von einem gedruckten Objekt mit Mikrowellenenergie entfernt wird.
2B zeigt eine alternative Ausführungsform der Aufspannplatte in dem in 2A gezeigten System.
3 zeigt einen Drucker für 3D-Objekte nach dem Stand der Technik.
4 zeigt eine perspektivische Sicht eines gedruckten Blocks mit einer Vielzahl identischer Teile, die durch Stützmaterial getrennt sind, nach dem Stand der Technik.
5 zeigt eine Seitenansicht des in 4 gezeigten Blocks nach dem Stand der Technik.
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.
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.
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.
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.
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 herkömmlichen Konvektionsofen ausgeführt wurde, verwendet Prozess 400 von 1 Mikrowellenenergie, um das Stützmaterial 208 zu erwärmen und dessen Aggregatzustand zu ändern. 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.
Das Verfahren 400 beginnt mit dem Entfernen von Teilen von dem Drucker (Block 404). 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 unter Verwendung von Mikrowellenenergie entfernt (Block 408). 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. Da ein Teil des Stützmaterials zurückbleiben kann, wird das Teil 204 weiter behandelt, um kleinere Rückstande von Stützmaterial zu entfernen (Block 412). 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 Minunten, in der Lösung, bevor das Teil aus dem Stützmaterial-Bad entfernt und in einen Reinigungsbehälter gestellt wird (Block 416). 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. Das Teil wird dann aus dem Reinigungsbehälter entfernt und 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.
Ein Produktionssystem für 3D-Objekte 500 ist in 2A gezeigt. Das System 500 umfasst einen oder mehrere Ausstoßköpfe 504, einen Controller 580, einen kontaktfreien Temperatursensor 536, einen Mikrowellenstrahler 516 und ein Gehäuse 512. 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, 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. In einigen Ausführungsformen des Systems von 2A ist mindestens ein Ausstoßkopf 504 gestaltet, um Baumaterial für Objektbereiche auszustoßen, und mindestens zwei Ausstoßköpfe 504 sind gestaltet, um Stützmaterial mit verschiedenen dielektrischen Verlustfaktoren auszustoßen. D.h., ein Ausstoßkopf 504 stößt Stützmaterial mit einem ersten dielektrischen Verlustfaktor aus, der größer als der dielektrische Verlustfaktor im Stützmaterial ist, der von einem anderen Ausstoßkopf 504 ausgestoßen wird. Diese beiden Ausstoßköpfe 504, die Stützmaterial ausstoßen, können von dem Controller betätigt werden, um innere Stützbereiche der Teile 204 mit dem Stützmaterial mit dem größeren dielektrischen Verlustfaktor zu bilden und um äußere Stützbereiche der Teile 204 mit dem Stützmaterial mit dem zweiten dielektrischen Verlustfaktor zu bilden. Dieser Betrieb des Systems ist besonders vorteilhaft für den Teile-Schutz, weil das Stützmaterial mit dem größeren dielektrischen Verlustfaktor mehr Wärme zum Schmelzen des Stützmaterials als das Stützmaterial mit dem zweiten dielektrischen Verlustfaktor abgibt. Das Stützmaterial mit dem größeren dielektrischen Verlustfaktor schmilzt also vor dem Stützmaterial mit dem zweiten dielektrischen Verlustfaktor. Demzufolge schmilzt die innere Stütze vor der äußeren Stütze, so dass die äußere Stütze weiterhin Mikrowellenenergie absorbiert und das Baumaterial des Teils vor Erwärmen auf eine Temperatur geschützt wird, bei der sich das Teil verformt. Wenn die letzte Schicht der äußeren Stütze geschmolzen ist, ist das Teil fertig.
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.
Die in 2A gezeigte Aufspannplatte 104 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.
Das oben beschriebene Verfahren und System sind wirksam zum Entfernen von Stützmaterial von den Teilen, wenn das Stützmaterial einen dielektrischen Verlustfaktor besitzt, 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 des Stützmaterials ermöglicht, dass die Mikrowellenenergie das Stützmaterial erwärmt und einen Phasenwechsel im Stützmaterial erzeugt, ohne das Baumaterial des Teils erheblich zu erwärmen. Somit wird das Stützmaterial geschmolzen und von den Teilen entfernt, ohne die Teile zu beschädigen oder negativ zu beeinflussen. Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines Stützmaterials, das einen dielektrischer Verlustfaktor besitzt, der größer als der dielektrische Verlustfaktor des Baumaterials ist, ist, dass das Stützmaterial und das Baumaterial eng benachbarte Schmelztemperaturen aufweisen können, aber der Unterschied in den dielektrischen Verlustfaktoren ermöglicht es, dass das Stützmaterial die Temperatur erreicht, bevor das Baumaterial beginnt, sich der Schmelztemperatur zu nähern.

Claims

System zum Herstellen eines 3D-Objekts, das Folgendes umfasst: eine Aufspannplatte; ein Transport, der gestaltet ist, die Aufspannplatte zu bewegen; mindestens zwei Ausstoßköpfe, wobei ein Ausstoßkopf gestaltet ist, Tropfen eines ersten Materials mit einem ersten dielektrischen Verlustfaktor in Richtung der Aufspannplatte auszustoßen, um ein Objekt auf der Aufspannplatte zu bilden, und wobei mindestens ein Ausstoßkopf gestaltet ist, Tropfen eines zweiten Materials mit einem zweiten dielektrischen Verlustfaktor in Richtung der Aufspannplatte auszustoßen, um eine Stütze für das Objekt zu bilden; und einen Mikrowellenstrahler, der gestaltet ist, das Objekt und die Stütze mit Mikrowellenenergie in Reaktion darauf zu bestrahlen, dass der Transport die Aufspannplatte zu einer Position gegenüber dem Mikrowellenstrahler bewegt, wobei die Mikrowellenenergie die Stütze auf eine Temperatur erwärmt, bei der die Stütze die Phase von fest nach flüssig wechselt, so dass die Stütze vom Objekt abfließt, wobei der zweite dielektrische Verlustfaktor größer als der erste dielektrische Verlustfaktor ist.
System nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: mindestens einen Controller, der wirksam mit den mindestens zwei Ausstoßköpfen und dem Mikrowellenstrahler verbunden ist, wobei der mindestens eine Controller gestaltet ist: den einen Ausstoßkopf der mindestens zwei Ausstoßköpfe zu betätigen, um Tropfen des ersten Materials mit dem ersten dielektrischen Verlustfaktor in Richtung der Aufspannplatte auszustoßen, um das Objekt auf der Aufspannplatte zu bilden; den anderen Ausstoßkopf der mindestens zwei Ausstoßköpfe zu betätigen, um Tropfen des zweiten Materials mit dem zweiten dielektrischen Verlustfaktor auszustoßen, um erste Bereiche der Stütze mit dem zweiten Material zu bilden, und Tropfen eines dritten Materials mit einem dritten dielektrischen Verlustfaktor in Richtung der Aufspannplatte auszustoßen, um zweite Bereiche der Stütze mit dem dritten Material zu bilden; und den Mikrowellenstrahler zu betätigen, um das Objekt und die Stütze mit Mikrowellenenergie zu bestrahlen, so dass die zweiten Bereiche der Stütze, die das dritte Material enthalten, beginnen die Phase von fest nach flüssig zu wechseln, bevor die ersten Bereich der Stütze, die mit dem zweiten Material gebildet sind, beginnen die Phase von fest nach flüssig zu wechseln, wobei der dritte dielektrische Verlustfaktor größer als der zweite dielektrische Verlustfaktor ist.
System nach Anspruch 2, wobei der mindestens eine Controller ferner gestaltet ist, die mindestens zwei Ausstoßköpfe zu betätigen, um die ersten Bereiche der Stütze mit dem zweiten Material in Außenbereichen des Objekts auf der Aufspannplatte zu bilden, und die zweiten Bereiche der Stütze mit dem dritten Material in Innenbereichen des Objekts auf der Aufspannplatte zu bilden.
System nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: ein Gehäuse, in dem der Mikrowellenstrahler angeordnet ist, wobei das Gehäuse eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung besitzt; und mindestens einen Controller, der wirksam mit dem Transport verbunden ist, wobei mindestens ein Controller gestaltet ist, den Transport zu betätigen, um die Aufspannplatte mit dem Objekt und der Stütze zu einer Position gegenüber dem Mikrowellenstrahler zu bewegen.
System nach Anspruch 4, wobei die Aufspannplatte ferner Folgendes umfasst: mindestens eine Öffnung durch die Aufspannplatte, damit geschmolzenes Stützmaterial die Aufspannplatte verlassen kann.
Verfahren zum Herstellen eines 3D-Objekt, das Folgendes umfasst: Betätigen eines Transports, um eine Aufspannplatte zu bewegen; Betätigen von mindestens zwei Ausstoßköpfen mit mindestens einem Controller, um Tropfen eines ersten Materials mit einem ersten dielektrischen Verlustfaktor mit einem der mindestens zwei Ausstoßköpfe in Richtung der Aufspannplatte auszustoßen, um ein Objekt auf der Aufspannplatte zu bilden, und Tropfen eines zweiten Materials mit einem zweiten dielektrischen Verlustfaktor mit dem anderen der mindestens zwei Ausstoßköpfe in Richtung der Aufspannplatte auszustoßen, um eine Stütze für das Objekt auf der Aufspannplatte zu bilden, wobei der zweite dielektrische Verlustfaktor größer als der erste dielektrische Verlustfaktor ist; und Betätigen eines Mikrowellenstrahlers mit dem mindestens einen Controller, um das Objekt und die Stütze mit Mikrowellenenergie in Reaktion darauf zu bestrahlen, dass der Transport die Aufspannplatte zu einer Position gegenüber des Mikrowellenstrahlers bewegt, wobei die Mikrowellenenergie die Stütze auf eine Temperatur erwärmt, bei der die Stütze die Phase von fest nach flüssig wechselt, so dass die Stütze vom Objekt abfließt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Betätigen des anderen Ausstoßkopfes der mindestens zwei Ausstoßköpfe ferner Folgendes umfasst: Betätigen des anderen der mindestens zwei weiteren Ausstoßköpfe mit dem mindestens einen Controller, um Tropfen des zweiten Materials mit dem zweiten dielektrischen Verlustfaktor auszustoßen, um erste Bereiche der Stütze für das Objekt auf der Aufspannplatte mit dem zweiten Material zu bilden, und Tropfen eines dritten Materials mit einem dritten dielektrischen Verlustfaktor in Richtung der Aufspannplatte auszustoßen, um zweite Bereiche der Stütze mit dem dritten Material zu bilden, so dass das Betätigen des Mikrowellenstrahlers zum Bestrahlen des Objekts und der Stütze mit Mikrowellenenergie ermöglicht, dass die zweiten Bereiche der Stütze beginnen die Phase von fest nach flüssig zu wechseln, bevor die ersten Bereiche der Stütze beginnen die Phase von fest nach flüssig zu wechseln, wobei der dritte dielektrische Verlustfaktor größer als der zweite dielektrische Verlustfaktor ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Betätigen der mindestens zwei Ausstoßköpfe mit dem mindestens einen Controller ferner Folgendes umfasst: Betätigen des anderen der mindestens zwei Ausstoßköpfe, um die ersten Bereiche der Stütze mit dem zweiten Material in Außenbereichen des Objekts auf der Aufspannplatte zu bilden, und die zweiten Bereiche der Stütze mit dem dritten Material in Innenbereichen des Objekts auf der Aufspannplatte zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner Folgendes umfasst: Betätigen des Transports mit dem mindestens einen Controller, um die Aufspannplatte durch eine erste Öffnung in einem Gehäuse zu bewegen, um die Aufspannplatte gegenüber dem Mikrowellenstrahler anzuordnen.
Fertigungsartikel, der Folgendes umfasst: ein Objekt, das mit einem ersten Material mit einem ersten dielektrischen Verlustfaktor gebildet wird; einen Bereich einer Stütze für das Objekt, der mit einem zweiten Material mit einem zweiten dielektrischen Verlustfaktor gebildet wird; und einen anderen Bereich der Stütze für das Objekt, der mit einem dritten Material mit einem dritten dielektrischen Verlustfaktor gebildet wird, wobei der dritte dielektrische Verlustfaktor größer als der zweite elektrische Verlustfaktor und der zweite dielektrische Verlustfaktor größer als der erste dielektrische Verlustfaktor ist.