[发明专利]用于添加式制造系统中的材料再利用的方法和系统

说明书

技术领域

本公开涉及用于三维打印的添加式制造系统，特别是涉及用于添加式制造系统中的材料再利用的方法和系统。

背景技术

在三维打印中，构建材料根据预定的图像数据从一个或多个打印头或配料器选择性地喷射并且按照连续的层被沉积在制造托盘上。这些层可包括要形成的三维对象的横截面以及稍后从完成的对象去除的支持结构的横截面。构建材料可以是UV可聚合的合成物，例如，光敏聚合物，其在沉积之后例如通过紫外线（UV）照射被聚合、凝固、调节或固化（cure）。

在凝固该层之前，调平装置可去除被分配在层中的材料的过剩部分。所收集的过剩材料通常作为打印处理所固有的废弃物被处理。

通常的做法是，在打印处理过程中，根据所使用的材料和其他系统特性来执行周期性的维护处理，例如，以每10分钟一次为例的打印头的“清洗”。此程序意在冲洗打印头并且以此方式降低喷嘴堵塞的风险。喷嘴堵塞可能是由于例如粉尘聚集、例如由于接近UV光源和/或UV的反射而聚集在打印头的喷嘴口内和/或周围（即，在孔板上）的凝固后的材料的残余的结果。打印头被移至清洗装置，在这里，构建材料被提供至喷嘴并且从喷嘴排出，使得堵塞喷嘴孔和/或聚集在孔板上的材料成分可以与用于清洗处理的材料一起被去除。被清洗的材料被收集并且被看作是要与从调平装置收集的废弃物一起处理的废弃物。

处于环境的原因。可能不期望通过利用诸如排水系统或城市垃圾处理服务的标准方法来处理这种废弃物并且法律或规章可能也禁止这样做。相反，要被处理的废弃材料应被预处理和/或被完全固化并且被安全地处理。

附图说明

在本发明的结论部分中具体指出并且清楚地提出本发明的主题。然而，可通过结合阅读附图来参照下列详细描述更好地理解本发明的操作机构和方法、及其对象、特征和优点，附图中：

图1是根据本发明的实施方式的示例性3D打印系统的示意图；

图2是根据本发明的实施方式的示例性打印系统和打印处理的示意图；以及

图3是根据本发明的实施方式的打印3D对象的方法的流程图。

将认识到，为了示出的简化和清楚，图中所示出的元件不必一定准确地或按比例地画出。例如，某些元件的尺寸可为了清楚或由于几个物理部件被包括在一个功能块或元件中而相对于其他元件被放大。此外，认为适当的是，多个图之间附图标记可以重复以指示对应的或类似的元件。此外，图中所描绘的某些块可组合为单个功能。

具体实施方式

在下面的详细描述中，为了提供对本发明的透彻的理解给出了大量具体细节。然而，本领域的技术人员将会认识到，可在无这些具体细节的情况下实践本发明。对所述实施方式的各种变形对本领域的技术人员而言是显然的，并且本文所定义的一般性原理可应用于其他实施方式。因此，本发明并不意在受限于所示的和所描述的具体实施方式，而是符合于本文所公开的原理和新颖特征一致的最大的范围。在其他情况中，众所周知的方法、步骤、部件以及电路可以不详细描述从而避免使本发明不清楚。

术语“层”和“对象层”用在整个说明书和权利要求中以描述可表示三维（3D）对象的横截面或切片的任意薄片或膜。一个层可以以“逐层”的方式来形成并附着至之前形成并且附着的层从而建立、构成或形成3D对象。

术语“X”方向和“Y方向”用在整个说明书和权利要求中时指水平平行于制造托盘的方向，这些方向指示在从配料头的喷嘴将材料分配在制造托盘上的过程中，配料头（打印头）或打印组件与制造托盘之间的相对运动。可通过在托盘保持不动的同时移动配料头，通过在保持配料头不动的同时移动制造托盘、或者通过使打印头和制造托盘两者相对于彼此移动来实现相对运动。X方向可以是扫描方向，而Y方向可以是指数方向。术语“Z方向”在本文的整个说明书和权利要求中使用时指垂直于X和Y方向的方向。Z方向指示其上形成连续层的垂直方向。

术语“配料头”、“打印头”或“头”在本文中使用时是可互换的并且指各自具有一个或多个喷嘴（例如，用于将液体构建材料的微滴按层分配、即，沉积到制造托盘上或沉积到正被形成的3D对象的之前所打印的层的表面上的喷嘴阵列）的打印头。