[发明专利]三维(3D)打印

说明书

在示例实施方式中，操作三维(3D)打印系统的方法包括在3D打印机的打印托盘中形成熔合的3D物体，以及振动所述托盘以使未熔合的材料与熔合的3D物体分离。

背景技术

通过提供逐层累积以及通过根据数字模型图案化的材料的统一，增材制造工艺可产生三维(3D)物体。在3D打印中，例如，连续材料层的数字图案化部分可经由包括烧结、挤出和辐射的工艺通过熔合、粘结或凝固被结合在一起。由这种系统产生的物体的质量、强度和功能根据所使用的增材制造技术的类型可能不同。通常，可利用较低成本系统产生较低质量和较低强度的物体，而可利用较高成本系统产生较高质量和较高强度的物体。

附图说明

现在将参照附图描述各示例，其中：

图1显示3D打印系统的示例，其适用于使该系统的打印托盘振动，以使未熔合的构建材料与形成3D物体的熔合的构建材料分离。

图2显示具有额外细节的图1的3D打印系统的示例，包括能够实现形成构建体积的额外的系统部件，该构建体积包括未熔合的构建材料和形成熔合的3D物体的熔合的构建材料。

图3显示动态模型的示例，其将图1的示例3D打印系统表示为三质量块系统。

图4显示3D打印系统的可替代示例，其中反作用质量块是联接到系统的打印托盘的力致动器的整体部件。

图5、图6和图7是显示操作3D打印系统的示例方法的流程图。

整个视图中，相同的附图标记指代类似但未必相同的元件。

具体实施方式

在三维(3D)打印的一些示例中，在3D打印系统(即，3D打印机)中可通过沉积和处理构建材料的层产生3D物体。构建材料的层可连续地沉积到打印托盘或平台的工作区域中。在构建材料将要熔合到一起的区域中可选择性地将熔剂施加到构建材料的层。熔剂可覆盖构建材料的层的外表面并渗透到该层构建材料中。工作区域可暴露于诸如光辐射的熔合能。施加到构建材料的熔剂能够吸收熔合能并将其转化成热能。热能可熔合构建材料的已施加熔剂的区域。随着每层构建材料沉积到工作区域中，该过程可重复，因而在打印托盘中形成构建体积，其包括构建材料的熔合区域和未熔合区域。

构建体积的熔合部分包括正产生的3D物体。构建体积的围绕熔合3D物体的剩余的未熔合部分包括通过摇动可分离的构建材料的薄弱熔合连续区。在一些示例中，其中已形成有构建体积的打印托盘可振动，以使未熔合的和/或薄弱熔合的构建材料与熔合的材料分离，从而展现熔合的3D物体。例如，可通过对托盘施加水平力以使托盘在水平方向上振动来实现打印托盘的振动。在一些示例中，力致动器可施加振荡力，其相等且相反地推动托盘和反作用质量块，以便使保持构建体积的托盘水平振动。反作用质量块又可推靠3D打印系统的底架，从而形成底架的旋转失衡。旋转失衡可对其上搁置3D打印系统的地板或支撑平台产生不希望的竖向反作用力。竖向反作用力可造成地板或平台的不希望的振动。

在于此公开的一些示例中，3D打印系统和3D打印方法使保持构建体积的打印托盘能振动，以便将熔合的构建材料和未熔合的构建材料分离，同时使对地板或支撑平台激发不希望的力的系统底架的旋转失衡最小化。示例3D打印系统包括电磁力致动器，以便对托盘和反作用质量块施加相等且相反的力。该系统包括置于打印托盘与反作用质量块之间以及反作用质量块与系统底架之间的诸如片簧的弹性支撑构件。该系统包括固定至底架的柔性座，以便接合其上搁置有系统的地板或支撑平台。针对弹性支撑构件以及针对柔性座可确定弹簧常数，从而弹性支撑构件和座可被适当地定尺寸以形成共振条件，该共振条件使打印托盘内的构建体积的振动最大化，同时使激发不希望的地板振动的旋转失衡最小化。

在具体示例中，操作三维(3D)打印系统的方法包括：在3D打印机的打印托盘中形成熔合的3D物体，然后振动托盘以使未熔合的材料与熔合的3D物体分离。在一种实施方式中，振动托盘包括对托盘施加水平力，同时使对其上搁置3D打印机的地板或其他支撑平台的力反作用力矩最小化。