TW201628834A - 製造方法、製造裝置、資料處理方法、資料處理裝置、資料載體 - Google Patents

Abstract

本發明係提供製造一物體的方法。該方法包括將構築材料的第一層沉積在一建構平台上。該方法包括將結合劑沉積在構築材料的第一層上，以將該第一層之至少一區域結合在一起而形成一支撐層。該方法包括將構築材料的一第二層沉積在該支撐層上，以形成一間隔層。該方法包括將構築材料的一第三層沉積在該間隔層上。該方法包括將結合劑選擇性地沉積到該第三層上以將該第三層之一或多個區域結合在一起，來形成該物體的一第一層。本發明亦提供可實現該方法的資料處理方法、程式載體、資料處理裝置及製造裝置。

Description

製造方法、製造裝置、資料處理方法、資料處理裝置、資料載體

本發明之揭露關於一種物體的製造方法，且特別是一種物體的製造方法，其中該物體係由構築材料之層的一序列來建構，各該層之區域係藉由在各該層上的一結合劑之沉積來選擇性結合。本發明之揭露亦關於一種用來運用這種方法的製造裝置，以及用來處理物體資料以控制此一裝置的資料處理方法、實施用來實現此等方法之程式指令的資料載體、及用來實施此等方法的資料處理裝置。

三維列印(three-dimensional printing)係為一種加法製造技術的類型，其中順序材料層沉積於一構築區域，各該層之部分連結在一起使得一目標物體藉由連續的層之連結部分來建造。

一種三維列印技術運用一流程，其粒狀材料(例如粉末)之連續的層中係從一列印頭沉積到一構築區域，該列印頭在該構築區域之上通過。為了選擇性地將該粒狀材料之區域結合在一起，一液態結合劑從該列印頭噴出到該粒狀材料之上，其中該粒狀材料使用類似噴墨印表機的技術。粉末之沉積層係製作成充分地薄，使得當藉由該液態結合劑之具有選擇性區域結合在一起之粒 狀材料之連續的層沉積時，各該層之結合部形成延伸穿過該等層之一連續的三維結構。

該結合劑可為固化或硬化的結合劑，從而隨著時間將該粒狀材料的顆粒結合在一起，例如在空氣乾燥接著劑(air-drying adhesive)的例子中藉由接觸空氣的方式。替代地，各該層之結合劑可需要被固化，例如在紫外光固化接著劑(UV-curable adhesive)的例子中使用紫外光。

為了使三維列印相較於其他製造流程(包含傳統的減法製造)具有競爭力，三維列印必須能夠精準地製造物體，且特別是必須能夠重複製造一設計，其企圖在高精密度及高容錯率下被製造。

因此，需要提供一種製造物體的方法(以及相關的裝置、資料處理元件及資料處理方法)，該方法使物體能夠高品質地被製造，且特別是在高精準度下重複製造所欲形成的物體。

根據本發明之一第一態樣，提供一種製造一物體的方法。該方法包括將構築材料的第一層沉積在一建構平台上。該方法包括將結合劑沉積在構築材料的第一層上，以將該第一層之至少一區域結合在一起而形成一支撐層。該方法包括將構築材料的一第二層沉積在該支撐層上，以形成一間隔層。該方法包括將構築材料的一第三層沉積在該間隔層上。該方法包括將結合劑選擇性地沉積到該第三層上以將該第三層之一或多個區域結合在一起，來形成該物體的一第一層。

於一實施方式中，結合在一起之第一層的區域包含安排成直接位於該物體之第一層之下的一區域。

於一實施方式中，結合在一起之第一層的區域包含實質上所有該第一層。

於一實施方式中，該區域包含一有孔部分、一網眼部分或一格子部分之其中一者。

於一實施方式中，該區域係連續的。

於一實施方式中，該間隔層具有一厚度，使得從該第三層之結合劑無法穿透該支撐層。

於一實施方式中，該支撐層之結合劑係不同於該物體層之結合劑。

於一實施方式中，在該第一層沉積之前，一間隔層係沉積在該支撐平台上。

於一實施方式中，結合劑到該第一層之沉積係以不同於結合劑到該第三層之沉積的空間解析度來實現。

於一實施方式中，該構築材料之額外層沉積並且結合劑係選擇性地沉積在各該額外層，以將各該額外層之一或多個區域結合在一起，來形成該物體之連續的層。

於一實施方式中，該構築材料包括金屬粉末及/或陶瓷粉末。

根據本發明之一第二態樣，提供一種處理物體資料的方法。該方法包括擷取代表一物體之結構的資料。該方法包括產生代表一支撐層之結構的資料，其中在製造該物體的期間，該支撐層被提供在該物體底下。該方法包括合併代表一物體之結構的資料及代表一支撐層之結構的資料，以形成代表該物體之結構安排在該支撐層上的合併資料。該方法包括輸出該合併資料。

於一實施方式中，該方法包括在製造該物體的期間，決定提供在該物體之下的一支撐層之一平面的空間範圍，且其中代表一支撐層之結構的資料係基於所決定的空間範圍來產生。

根據本發明之一第三態樣，提供一種資料載體，係承載程式指令，該程式指令配置成控制資料處理設備以執行如該第二態樣之方法。

根據本發明之一第四態樣，提供一種用於處理物體資料的裝置。該裝置包括一擷取單元，能操作來擷取代表一物體之結構的資料。該裝置包括一產生單元，能操作來產生代表一支撐層之結構的資料，其中在製造該物體的期間，該支撐層被提供在該物體底下。該裝置包括一合併單元，能操作來合併代表一物體之結構的資料及代表一支撐層之結構的資料，以形成代表安排在該支撐層上之物體之結構的合併資料。該裝置包括一輸出單元，能操作來輸出該合併資料。

根據本發明之一第五態樣，提供一種加法製造裝置。該裝置包括一支撐表面。該裝置包括一構築材料沉積單元，安排成移動於橫越該支撐表面的至少一第一方向，來將一構築材料漸增地沉積於該支撐表面上的層中。該裝置包括一結合單元，安排成相對移動於橫越該支撐表面的至少一第一方向，來將一結合劑選擇性地沉積到各該沉積層的位置。該裝置係配置成實現如該第一態樣之方法。

1‧‧‧間隔層

2‧‧‧支撐層

2a‧‧‧結合區域

2b‧‧‧結合部分

2c‧‧‧孔

3‧‧‧額外層

4a‧‧‧物體層

4b‧‧‧物體層

4c‧‧‧額外層

4d‧‧‧額外層

4e‧‧‧額外層

6‧‧‧物體

10‧‧‧裝置

11‧‧‧桌

12‧‧‧井

13‧‧‧平台

14a‧‧‧支撐

14b‧‧‧支撐

15‧‧‧列印頭

15a‧‧‧粉末發送機

15b‧‧‧結合劑發送機

16‧‧‧軌道

21‧‧‧資料擷取單元

22‧‧‧XY範圍決定單元

23‧‧‧支撐資料產生單元

24‧‧‧合併資料組成單元

25‧‧‧資料輸出單元

D1、D2‧‧‧儲存器

L1、L2‧‧‧通訊線路

X、Y、Z‧‧‧方向

為更進一步了解本發明，以及顯示本發明如何發揮其功效，將伴隨所附之圖式，僅以示例性的方式，提供參照：〔圖1至6〕係顯示在一示意性製造裝置中本發明所揭露之一實施 方式的步驟。

〔圖7〕係顯示在一示意性製造裝置中本發明所揭露之一替代性實施方式的一狀態。

〔圖8〕係顯示在一示意性製造裝置中本發明所揭露之一替代性實施方式的一狀態。

〔圖9〕係顯示在一示意性製造裝置中本發明所揭露之一替代性實施方式的一狀態。

〔圖10〕係顯示相關於一製造物體之一支撐層之一結合區域之一第一示意性範圍。

〔圖11〕係顯示相關於一製造物體之一支撐層之一結合區域之一第二示意性範圍。

〔圖12〕係顯示有孔形成於其中的一支撐層之一結合區域。

〔圖13〕係顯示本發明所揭露之一實施方式之一資料處理方法。

〔圖14〕係顯示本發明所揭露之一實施例之一資料處理裝置。

本發明之揭露關於一種三維列印技術，其中一物體從一序列之連續地被沉積的層構築，連續地被沉積之層的部分係在該層內連結在一起且與下一層的部分連結在一起。特別地，本發明之揭露關於粉末床及噴墨頭之三維列印，其中結合劑係選擇性地從一掃描噴墨頭噴出到粒狀構築材料的一粉末床。

圖1係顯示一粉末床及噴墨頭之三維列印的裝置10的一示意圖。三維列印的裝置10具有列印桌11，深入列印桌11之上表面係形成井12。在井12中形成可移動的平台13，平台13安排成可在井12內的第一方向Z上移 動，在圖1之配置中的第一方向Z係垂直於桌11之表面平面。平台13由可收回的支撐14a及14b所支撐，支撐14a及14b係以受控的方式收回，造成平台13降低而進入井12中。可收回的支撐14a及14b例如被提供有齒狀部分，使支撐14a及14b能透過齒狀輪之協同操作而以受控的方式收回，該齒狀輪係以齒條與小齒輪驅動(rack and pinion drive)的方式。替代地，支撐14a及14b可為液壓可收回或透過其他手段可收回，在可行的情況下。

裝置10亦包含列印頭15，其係安排成在第二方向X橫越在井12之上，當列印頭15移動時，其係被支撐在井12之上。圖1之實施例中，列印頭15被支撐在軌道16上，並安排成沿著軌道16移動。列印頭16可用往復運動的方式移動於井12上，例如藉由一驅動皮帶、一驅動螺絲、一內部驅動馬達或所有任何適合的工具。重要地，列印頭15能夠在X方向上橫跨井12之全範圍(full extent)。

必須注意的是，雖然圖1之圖式係描繪XZ平面的橫切面，但井12係在垂直於X及Z方向的第三方向Y上延伸，且例如延伸到頁之外。桌11、井12及平台13亦在此方向上延伸，但不特別限制此方向上的形狀或尺寸。例如，當沿著Z方向來觀察時，井12不僅在平面視圖中能具有一矩形，而且能具有其他形狀，包含多角形或圓形。井12之剖面在Z方向的全範圍中是不變的，而平台13具有一平面視圖使得其與平台13相對移動之井12的垂直壁相近匹配。因此，在井12之垂直壁與平台13之間，存在位於桌11之表面下的一容量，粉末能被發送至其中，使得實質上無粉末溢出於井12的側與平台13的邊緣之間。平台13可被提供密封件(例如彈性氈刷(wiper))，並且讓此一密封件提供在每個邊緣。

列印頭15亦在Y方向上延伸，使得列印頭15能夠橫越通過井12之完整X-Y剖面範圍。替代地，這能藉由提供列印頭15來達成，其中列印頭15在Y方向上延伸於該井之全長。替代地，這能藉由提供一列印頭來達成，該列印頭之一或多個元件安排成在Y方向上往復運動，以用柵格的方式(raster fashion)掃描該井之表面，使得，當該列印頭在X方向橫越該井時，無論是連續地或逐步地，該印刷頭之元件掃描在Y方向上橫越通過該井之每一個點。

列印頭15包含一粉末發送機15a，適用於當列印頭15橫越該井時發送一粉末層到井12。在本發明之實施例中，粉末發送機15a可具有在Y方向上延伸於井12之全寬的一發送口，使得，當列印頭15橫越井12時，一完整的粉末層可從該發送口被發送。在替代性配置中，粉末發送機15a可形成一掃描元件，其在Y方向上發送粉末之連續的列(row)，並安排成順序地在X方向上。當列印頭15在X方向上橫越於井12，列印頭15適用於選擇性地發送結合劑到Y方向上特殊的位置。

所述之配置係為如習知技術之一般之傳統之粉末床及噴墨頭之三維列印器。

在圖1之配置中，結合劑發送機15b能被提供作為一掃描噴墨頭，其能操作成在列印頭進展到X方向之前，在Y方向之一單列中之預定位置來沉積結合劑之滴落，使得結合劑發送機15b能選擇性地沉積結合劑在一連續的列上之位置。替代地，結合劑發送機15b可包括在Y方向延伸的一單一噴墨頭，其係在Y方向涵蓋井12之全部範圍且具有複數口，該等口安排成在Y方向的一列，使得，藉由當列印頭15在X方向橫越井12移動時，啟動結合劑發送機15b之個別口，使結合劑可被沉積到在該井之X-Y平面上之選擇性的位置。 這些方式之合併亦是可能的，其中該結合劑發送機可安排成在Y方向移動，但亦可包含複數口，該等口安排成至少在Y方向上。該等口亦可安排成在X方向上，例如作為一傾斜線性陣列，例如為了達成在Y方向上該等口之間更靠近的間距。

列印頭15可附加地包含一或多個平滑裝置，例如一刮刀或平滑滾輪，其係安排在列印頭15之上，且當列印頭15橫越井12時適用於平整所發送之粉末層的上表面。此一平滑裝置可至少在Z方向上被固定或具有一可調整位置。

此外，為了使用需要啟動固化(active curing)的接合劑固化，例如藉由一紫外光(UV light)，列印頭15可包含一固化單元(例如一UV燈)。此一固化單元可被提供在該結合單元之任一側，使得該固化單元作動來固化藉由結合劑單元剛發送的結合劑或固化先前層的結合劑，將其固化至在當前列印通過中結合劑正被發送的層之上。

圖1之實施例的操作現在將進行描述。在圖1中，圖1之實施例之平台13的上表面係為平坦且平行於X-Y平面，已經在桌11之表面之下收回一短距離，以提供一建構區域，一粉末層可被發送在該建構區域之中。

從圖1顯示之配置，列印頭15在X方向上橫越井12，以將一粉末層沉積在平台13之表面上的井。而且當該列印頭通過時，該結合劑發送機15b選擇性地沉積結合劑在所沉積的層之部分上，以選擇性地將該層之部分結合在一起。在圖1之配置中，該粉末及結合劑係同步地發送於相同路徑，相較於該結合劑發送劑能夠發送結合劑的位置，該粉末被發送到在X方向上相對較前方的一位置，然而其他列印模式係可能的。特別地，當在該結合劑沉積之前需 要時間讓該粉末被安置時，該粉末可在X方向上的一第一通過中沉積且該結合劑可在X方向上的一第二通過中沉積。

在本發明之實施方式中，沉積在平台13上之粉末的第一層並未形成將製造之物體之部分。在該實施方式中，該粉末之第一層2形成一支撐層，如底下將進行解釋的。為了形成如圖2所示之支撐層，該結合劑係沉積以覆蓋實質上所有該第一層2。該層2之厚度可被調整，使得該層2之完整深度可藉由結合劑發送機15b的結合劑結合。

一旦層2已經被沉積及結合，平台13額外地降低且一額外層3係沉積在該支撐層2之頂部，該額外層3係稱為間隔層，如圖3所示。在該層中沒有或實質上沒有結合劑，其作用係分開或間隔支撐層2及沉積在層3之上的層之額外結合部分。

平台13係再次額外降低且達成如圖4所示之配置。圖4之配置係實質上相同於圖1所顯示之配置，但一第一層未直接在平台13上沉積，將被沉積的下一層被沉積在間隔層3上，其係自身支撐在支撐層2上。

從圖4所顯示之位置，製造之一目標物體可藉由用粉末發送機15a沉積連續的粉末層及藉由那些用結合劑發送機15b發送之粉末層之選擇性地結合部分來達成。例如，在列印頭15之二額外通過之後，顯示如圖5所示之配置，其中物體層4a及4b已經連續地沉積且連續地結合在一起以形成物體6，在圖5之配置中，該物體6係不完整的，但藉由已經結合在一起之物體層4a及4b之部分來形成的物體6，且藉由適當選擇性地在各該層上沉積結合劑，使該層之中及該等層之間結合在一起。

如圖6中所見的，在額外層4c,4d及4e連續性地沉積且選擇性 地結合在一起之後，一完整物體6係在井12內形成，其可然後被從井12移除。依據該結合劑之使用，及目的性之應用，物體6可為充分地耐用以作為一終端產品。在其他配置中，物體6可受到額外處理(例如火燒或燒結)，以增加該物體之強度。在此，物體6係顯示為具有中央開孔的一矩形平面，其可被用作例如一密封墊或一間隔，但能為任何目標形狀或形式。該裝置可被配置來接收定義一任意物體之物體資料，以及操作來列印頭15及平台13以沉積及選擇性地結合粉末層而形成該目標物體，該任意物體之尺寸僅受井12之深度及剖面面積之限制。該物體資料可為提供為一序列之畫素圖像或定義該接合劑在各該連續的層之沉積位置之向量座標，或可提供為僅定義該目標物體之三維形狀的三維物體資料。

藉由物體層4a,4b,4c,4d及4e底下之支撐層2的提供，發明人發現，相較於沒有支撐層2形成且該物體及該基底盤之間僅提供未結合之粉末層的一列印方法，部件6之尺寸及形狀的精準度有所提升。在不期待藉由任何特別理論來結合下，相信列印至少物體底下的第一支撐層穩定該粉末層，使得額外層之附加在該粉末床整體具有少的破壞效應。

然而，如圖1至圖6所述之實施例所獲得之優點係可由圖7所示之實施例的一額外配置達成，其中粉末未結合之一額外間隔層提供在平台13及支撐層2之間。此一配置可藉由在列印頭15的第一通過中沉積間隔層1及在列印頭15的第二通過中沉積支撐層2來達成，或者單純藉由在一單一通過將一充分大的初始層沉積，使得該結合層之沉積並未完全地穿透接觸平台13的第一層來達成。在該列印完成之後，間隔層1之供應在某些情況可允許支撐層2更輕易地從平台13釋放。

關於上述實施例，雖敘述提供該結合劑以實質上覆蓋支撐層，使得支撐層2之全部結合在一起，但這對於本發明之效能而言並非必須。藉由在一區域中提供一支撐層，於其上連續的層係被結合在一起以形成一物體，但該支撐層不延伸橫越井12之剖面X-Y的全部範圍，亦能某些程度地獲得本發明之優點。例如，如圖8所示，支撐層2具有由未結合部分2b所圍繞的中央結合區域2a，未結合部分2b位於結合區域2a及該井的邊緣之間。這些部分可在該層之所有側上完整地圍繞結合區域2a，或僅可被提供在一或多個側上。

雖然圖8顯示該結合區域為延伸到直接在形成物體6之物體層4a,4b及4c之結合部分之下這些位置之外，如圖9所示，圖2a之結合區域可僅被直接提供在連續的物體層4a,4b及4c底下，其中連續的物體層4a,4b及4c係結合在一起。特別地，從投影進入X-Y平面之平面圖觀察，被列印的物體的範圍遠小於井12的X-Y範圍的情況下，此技術讓墨及粉末之數量能被最少量使用。

此概念係參照圖10來說明，其中不規則形狀的物體6係在形成在該較低層的一支撐區域2a之上被列印，其自身被未結合粉末所圍繞於該支撐層之內。圖10係為一簡單的配置，其中該支撐層係為矩形，但為了進一步節省材料，其可允許使用緊密地追隨投影至該X-Y平面之物體6之平面輪廓的一多角形，使得實質上僅在物體6之下的層2之部分被結合在一起，如圖11所示。

在一些配置中，為了進一步節省材料，如圖12所示，可允許以網眼、格子或有孔平面的形式提供支撐層2之結合區域2a。例如，如圖12所示，結合區域2a並非徹底地連續，但包含孔2c，其中可規則地或不規則地間隔，及具有規則地或不規則地的尺寸。孔2c之尺寸可藉由簡單的實驗來調整，以達成 用來在結合區域2a之上列印之適當的支撐之一平面。在一些配置中，該孔可總體上定義為不超過1%、不超過5%、不超過10%或不超過20%之結合區域的面積，且個別地可在關聯於結合區域的範圍之維度的方向上具有不超過1%、不超過2%、不超過5%或不超過10%之最大維度。

在一些配置中，該製造裝置可被配置，使得，在該接收描述所製造之一物體(例如顯示在連續之層之結合劑應該被沉積之位置上的一序列之像素圖片)的物體描述資料上，該裝置在根據該物體描述資料將層沉積之前，根據預先定義的參數來提供支撐層2。替代地，該製造裝置可包含資料處理設備，能操作來處理該物體描述資料，以獲得該物體在該X-Y平面上的投影，然後如上所述根據該物體之X-Y範圍來決定一適當形狀及位置給該支撐層之結合區域。

然而，亦可認知到所揭露之方法亦可在其供應到三維列印裝置之前，藉由施加適當之資料處理到該物體描述資料，提供該方法給一個習知的三維列印裝置。特別是，一資料處理方法為本發明之一實施方式，可包含如圖13所示之流程。

在圖13之流程S1中，物體描述資料代表將製造的一物體被擷取。該資料可為三維的電腦輔助設計(CAD,computer aided design)輸出檔，或可為代表該物體作為一序列之沿著穿透物體之一給定軸之柵格片段(raster slices)的資料。該資料可為像素資料或立體像素資料，或向量資料，或另一種形式之物體描述資料。該資料可為從設計工具輸出的類型，或能適用作為輸入一三維列印裝置的列印資料。

在實施例之流程S2中，在一給定平面中之物體的範圍被決定。例如，其中該物體被列印為一序列之堆疊的層，各該層具有在垂直該堆疊方向 之一X-Y平面上的範圍，在該平面中之物體之最大範圍可被建立。為了獲得精確地匹配該物體之投影的一支撐區域，這能藉由在投影該物體至該X-Y平面上且定義該投影之邊界來達成，或者藉由沿著各該其決定最大及最小座標，例如該物體之任一片段之方向，與決定必定在該物體之所有部分底下的一矩形支撐區域之範圍，但其可延伸至該物體之突出物的邊界之外來達成。舉例來說，這些情況個別對應圖10及圖11，如上所述。其中該支撐區域覆蓋全部X-Y平面的實施例，然後該支撐區域之範圍將會藉由所欲列印之裝置之建構井12之在X-Y平面中之剖面範圍來決定，所欲列印之裝置可對應一序列之標準尺寸，該標準尺寸可藉由使用者提供而作為一可定義的參數，或可藉由與所連接的製造裝置交握(hand-shaking)及/或商議(negotiation)來決定。

在實施例之流程S3中，一旦該支撐層之X-Y範圍被決定，代表此一物體之資料係產生，例如藉由產生對應於安排在X-Y平面上之所定義範圍之一平面的資料，且具有對應於該支撐層之所欲厚度的一厚度。

在實施例之流程S4中，對應於該支撐層的資料與代表該物體的資料合併，以創造輸出資料，當供應該輸出資料到一個三維列印裝置時，將首先地列印合適幾何之支撐且將順序地列印安排在該支撐層之上之所欲形成的物體。例如，當該輸入資料為一序列之代表穿透該物體之片段的柵格層時，一或多個附加之代表未結合間隔層的片段及隨後一或多個含有定義該支撐區域之資料的片段，可被附加至該一序列之層，使得該間隔層或多個間隔層先於該物體被列印。舉例來說，其中該物體定義成層n=1至n=20，依序從該物體之底部到該物體之頂部，該層對應至該物體資料可被重新編號為第3層至第22層，且第1及2層可個別被對應地添附到該支撐層及該間隔層。替代地，其中該物體由一 結構定義檔案(例如一CAD檔)來定義，代表該支撐層的資料可藉由該CAD檔所定義之安排在該物體之下的平面形式被添附來達到像該支撐層一般的功能。

在實施例之流程S5中，該合併資料可以一適當格式輸出。重要的是，此方法可被以該輸入資料及該輸出資料為不同格式的方式實施。例如，該輸入資料可為一CAD檔案，且輸出檔案可為一序列之用來輸入三維列印裝置的柵格層，其具有提供之一合適之柵格化步驟，其在該CAD檔案被擷取之前但在該支撐層被添附之後，或替代地在該支撐資料及該物體資料合併之後。此在資料格式及代表之轉變可被實施在任何所揭露之流程S1至S5中，或在中間步驟中，並無限制。

該資料處理方法可被具體實現在一資料載體，該資料載體含有程式指令，該程式指令是用於造成資料處理設備(例如一般電腦或工業控制器)實現所揭露之資料處理方法。

圖14顯示示例性之資料處理裝置20的一方塊圖，資料處理裝置20用一序列之模組來實施，其中該序列之模組係連續地操作流通於該等模組的資料。該資料處理裝置係配置成執行所揭露之資料處理方法。資料處理裝置20可用離散的電子模組來實施，或用執行於一般電腦或工業控制器的軟體模組來實施，或其他適合的手段來實施。資料處理裝置20之態樣，包含個別模組或模組之部，可用藉由短或長距離線路(包含遠端伺服器或手機終端等等，並無限制)連接之一資料處理系統之分別的元件來實施。

藉由實施流程S1的一資料擷取單元21，該輸入物體資料可在一適合格式下從儲存器D1或通訊線路L1取回。藉由該資料擷取單元21取回的資料可被傳遞到實施流程S2之支撐層之XY範圍決定單元S2。定義該支撐層之 X-Y範圍的資料可被傳遞到實施流程S4之合併資料組成單元24，計入藉由該資料擷取單元之資料取回。該合併資料可接著用實施流程S5之資料輸出單元25輸出，其可用適當之格式輸出該資料到儲存器D2或通訊線路L2。儲存器D2可與儲存器D1被辨識，且該通訊線路L2可與通訊線路L1被辨識，或該個別元件可個別地被區別。

上述揭露係可應用於廣泛種類之粉末床及噴墨頭之三維製造技術，包含陶瓷、聚合物及金屬粉末構築材料，及反應性固化、紫外光固化、接觸固化或其他結合劑類型。一特別實施例使用一金屬粉末及一聚合物結合劑。在此實施例中，在該物體從該列印裝置移除後，一燒結流程可被施加到金屬粉末。

在一些實施例中，該支撐層可用相較於該物體層不同的列印速度或列印解析度被列印。在一些配置中，該裝置係配置成用相較於該物體層不同的列印速度或列印解析度來列印該支撐層，相對地在其他配置中，執行此之指令係被包含在供應到該列印裝置的列印資料中。

上述實施例已經示例相關於層之大約相等之厚度，雖然在一些配置中，該支撐層及/或間隔層可具有不同於該物體層之厚度，且可在該支撐層相較於該物體層較厚或較薄之例子中，及可在該間隔層相較於該物體層較厚或較薄之例子中，如目的係為達成粉末床之特別程度的穩定度或該列印材料(包括該結合劑及該粉末)之用途的特別需求

在一些實施方式中，該列印頭可被配置成發送不同的結合劑及/或不同的粉末給支撐層及物體層。舉例來說，在物體被移除之後，該支撐層可使用一可溶結合劑來被形成，剩餘之材料可用適合之溶劑被清洗，且該支撐層 之構築材料至少可被回收。

在一些實施例中，相較於被使用來形成該物體層的列印頭，分開的列印頭可被使用來形成該支撐層。

雖然上述關於在定義該列印區域之一井之上且往復運動於至少一第一方向之一列印頭的揭露已經完成，上述揭露亦可應用於一列印頭從一建構區域之中央軸放射狀地安排且繞該構築區域之軸橫掃一圓形路徑以沉積粉末及/或結合劑到該建構區域的應用。在此一配置中，可不提供該列印頭之一往復運動，但該列印頭可連續地轉動於一圓形方向或其他方向。

上述揭露並非企圖限制所揭露之發明，且根據所附加之申請專利範圍之解讀，所有變化、修改、替換及等效元件之圍繞係能夠藉由本發明所屬技術領域中具有通常知識者之實施而達成。揭露的所有配置可在無限制下被合併，且從一揭露的配置之應用概念可無限制地被運用另一個揭露之配置。

10‧‧‧裝置

11‧‧‧桌

12‧‧‧井

13‧‧‧平台

14a‧‧‧支撐

14b‧‧‧支撐

15‧‧‧列印頭

15a‧‧‧粉末發送機

15b‧‧‧結合劑發送機

16‧‧‧軌道

X、Z‧‧‧方向

Claims (16)

1. 一種製造一物體的方法，包括：將構築材料的第一層沉積在一建構平台上；將結合劑沉積在構築材料的第一層上，以將該第一層之至少一區域結合在一起而形成一支撐層；將構築材料的一第二層沉積在該支撐層上，以形成一間隔層；將構築材料的一第三層沉積在該間隔層上；以及將結合劑選擇性地沉積到該第三層上以將該第三層之一或多個區域結合在一起，來形成該物體的一第一層。
2. 如請求項1所述之方法，其中結合在一起之第一層的區域包含安排成直接位於該物體之第一層之下的一區域。
3. 如請求項1或2所述之方法，其中結合在一起之第一層的區域包含實質上所有該第一層。
4. 如請求項1、2或3所述之方法，其中該區域包含一有孔部分、一網眼部分或一格子部分之其中一者。
5. 如請求項1、2或3所述之方法，其中該區域係連續的。
6. 如前述所有請求項中任一項所述之方法，其中該間隔層具有一厚度，使得從該第三層之結合劑無法穿透該支撐層。
7. 如前述所有請求項中任一項所述之方法，其中該支撐層之結合劑係不同於該物體層之結合劑。
8. 如前述所有請求項中任一項所述之方法，其中在該第一層沉積之前，一間隔層係沉積在該支撐平台上。
9. 如前述所有請求項中任一項所述之方法，其中結合劑到該第一層之沉積係以不同於結合劑到該第三層之沉積的空間解析度來實現。
10. 如前述所有請求項中任一項所述之方法，其中該構築材料包括金屬粉末及/或陶瓷粉末。
11. 如前述所有請求項中任一項所述之方法，其中該構築材料之額外層沉積並且結合劑係選擇性地沉積在各該額外層，以將各該額外層之一或多個區域結合在一起，來形成該物體之連續的層。
12. 一種處理物體資料的方法，包括：擷取代表一物體之結構的資料；產生代表一支撐層之結構的資料，其中在製造該物體的期間，該支撐層被提供在該物體底下；合併代表一物體之結構的資料及代表一支撐層之結構的資料，以形成代表該物體之結構安排在該支撐層上的合併資料；以及輸出該合併資料。
13. 如請求項12所述之方法，更包括在製造該物體的期間，決定提供在該物體之下的一支撐層之一平面的空間範圍，且其中代表一支撐層之結構的資料係基於所決定的空間範圍來產生。
14. 一種資料載體，係承載程式指令，該程式指令配置成控制資料處理設備以執行如請求項13之方法。
15. 一種用於處理物體資料的裝置，包括：一擷取單元，能操作來擷取代表一物體之結構的資料； 一產生單元，能操作來產生代表一支撐層之結構的資料，其中在製造該物體的期間，該支撐層被提供在該物體底下；一合併單元，能操作來合併代表一物體之結構的資料及代表一支撐層之結構的資料，以形成代表安排在該支撐層上之該物體之結構的合併資料；以及一輸出單元，能操作來輸出該合併資料。
16. 一種加法製造裝置，包括：一支撐表面；一構築材料沉積單元，安排成移動於橫越該支撐表面的至少一第一方向，來將一構築材料漸增地沉積於該支撐表面上的層中；以及一結合單元，安排成相對移動於橫越該支撐表面的至少一第一方向，來將一結合劑選擇性地沉積到各該沉積層的位置，其中該裝置係配置成實現如請求項1至13中任一項之方法。