[发明专利]用于基于粉末床的3D打印的集成打印头维护站

说明书

本发明涉及一种使用粘合剂喷射工艺在成形部件(103)的逐层制造期间保护打印头(100)的方法和装置，其中保护打印头功能所需的多个元件起作用并且容纳在由间隙密封件(800)部分密封的空间中。

技术领域

本发明涉及一种用于产生三维模型的方法和装置。

背景技术

欧洲专利EP 0 431 924 B1描述了一种用于基于计算机数据产生三维物体的方法。在该方法中，颗粒材料的薄层沉积在平台上，并且借助打印头在颗粒材料的薄层上选择性地印刷有粘合剂材料。其上印刷有粘合剂的颗粒区域在粘合剂和可选地附加硬化剂的影响下粘合并固化。接下来，将平台降低一层厚度而降低到构造筒中并提供新的颗粒材料层，在新的颗粒材料层上也进行如上所述的印刷。重复这些步骤，直到达到物体的某个期望高度。因此，印刷和固化区域形成三维物体。

完成之后，将由固化的颗粒材料制成的物体嵌入松散的颗粒材料中，随后从颗粒材料中释放出。为达到该目的，例如可以使用抽吸装置。这样可以留下所期望的物体，该物体然后必须例如通过对其手动刷除而从粘附到物体上的任何粉末释放出。

基于粉状材料和引入液体粘合剂的3D打印是层构造技术中最快的方法。该方法可以处理不同的颗粒材料，包括(作为非穷尽的示例)天然生物原料、聚合物塑料材料、金属、陶瓷和沙子。

在上述方法中，打印头构成了装置和方法的中心元件。机器的可靠性与液滴产生的可靠性直接相关。

为了在该过程中实现高性能，打印头由多个喷嘴构成。所述喷嘴是微技术致动器，其能够在构造区域的方向上使流体以单个液滴的形式加速。

在现有技术的打印头中，通过压电元件实现产生液滴的功能。所述压电元件围绕泵室布置，并且当被电信号激励时，所述压电元件可突然地改变该腔室的容积。该腔室通常填充有液体并与喷嘴通道和喷嘴连通。容积的突然变化使液滴通过所述喷嘴喷射出。

所描述的微技术布置对干扰非常敏感。例如，泵室中的空气会严重影响其功能。最少量的空气也可阻止液滴喷射出。该系统还对污物反应敏感。如果这种污物位于通道中则可以阻止液滴形成或对液滴的轨迹产生负面影响。

为了确保形成液滴的功能，现有技术在实际印刷期间和之后采取各种措施：在印刷之前，清洗打印头以排出可能存在于泵室中的任何空气。此后，清洁打印头通常才有用。一方面，清洁是为了去除附着在打印头上的液滴。其次，通过接触式清洁可以去除任何颗粒或其他粘附物。接下来通常进行所谓的喷溅。喷溅对应于实际的打印操作，但仍未在产品区域中，使得任何通过清洁操作可能已经到达打印头上的清洁流体对3D打印的组件的生产没有影响。

封盖是另一项重要功能。此功能可防止打印头在实际打印过程之前和之后变干和进入异物。

根据现有技术，在机器上的不同位置设置多个装置部件用于实现该功能。每个装置部件都有可保护各自的功能免受外部损坏的技术子功能部件。通常，存在通过致动器控制的移动部件。

打印头维护单元的所有单独元件都容易受到污物的影响和发生故障。

因此，本发明的一个目的是提供一种装置和方法，该装置和方法不易受或根本不受污物、粘附物和污染的影响或者至少部分或完全地避免现有技术的缺点。本发明的另一个目的是提供一种用于打印头的更简单的维护单元或至少简化已知的不同维护和封盖站的缺点。

发明内容

上述目的是通过一种方法和装置来实现，该方法和装置用于借助于粘合剂喷射工艺在分层构造时保护打印头，其中，保持打印头功能所需的多个元件起作用并且容纳在由间隙密封件部分密封的空间中。该装置在下文中将被称为集成维护单元。

所述空间由槽状形状的壁限定。槽的上边缘距打印头一定距离。打印头能够通过笛卡尔运动定位在集成维护单元的有效区域中，而不必移动槽。

本发明的实施例和相关方面