[发明专利]3D打印方法和设备

说明书

一种用于打印三维物体的打印设备，包括操作表面、用于将至少一个能量束发射到操作表面上的能量源和用于将粉末分配到操作表面上的至少一个供料斗，其中粉末适于被能量束熔化。该供料斗被配置成使得当正被供料斗分配的粉末从供料斗向操作表面行进时具有气载密度，并且其中该密度使得当粉末向操作表面行进时所述粉末不被能量束熔化。

技术领域

本发明涉及3D打印方法和设备。

更具体地，本发明涉及适用于高速制造物体的3D打印方法和设备。

背景技术

根据三维(3D)数字图像通过铺设连续的薄层材料而制造的3D打印部件产生物理物体。

典型地，这些3D打印部件可以通过多种方式制造，诸如选择性激光熔化或烧结，其通过粉末床来操作，在该粉末床上投射能量束以熔化该粉末床的顶层，并使得它熔接到基板或底板上。重复执行该熔化过程以向底板添加另外的层，以递增地构建该部件直至其被完全制造。

这些打印方法执行起来非常耗时，并且可能需要几天或几周来制造合理尺寸的物体。对于包含错综复杂的零部件的复杂物体，这个问题将会恶化。这显著降低了3D打印机的实用性，并且是目前妨碍消费者和工业中大规模采用3D打印的主要障碍之一。

本发明试图至少部分地克服前面所描述的3D打印方法和设备的缺点。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于打印三维物体的打印设备，包括：

操作表面；

能量源，用于将至少一个能量束发射到所述操作表面上；以及

至少一个供料斗，用于将粉末分配到所述操作表面上，该粉末适于被所述能量束熔化，

其中所述供料斗被配置成使得正被所述供料斗分配的粉末从所述供料斗向所述操作表面行进时具有气载密度，并且其中所述密度使得当所述粉末向所述操作表面行进时所述粉末不被所述能量束熔化。

所述打印设备可以包括能量束分离装置，用于将所述能量束分成多个独立的能量束并将每个独立的能量束引导到共同焦点上。

所述打印设备可以包括多个能量源，用于将多个能量束穿过正被分配的所述粉末发射并到达所述操作表面上，其中所述能量束各自被引导到共同焦点上。

所述打印设备可以包括用于将粉末分配到所述操作表面上的多个供料斗。

所述设备可以包括扫描装置，用于当包括在所述粉末中的颗粒或每个颗粒从所述供料斗向所述操作表面行进时确定包括在所述粉末中的一个或多个颗粒的位置、速度和/或尺寸。

所述扫描装置可以适用于测量粉末的气载密度。

所述扫描装置可以适于测量沉积在所述操作表面上的粉末的体积。

所述扫描装置可以适于测量沉积在所述操作表面上的粉末的水平(level)。

所述设备可以包括用于基本上调平沉积在所述操作表面上的粉末的调平装置。

所述供料斗可以被配置成在包含在粉末中的每个颗粒离开供料斗时为其提供速度，其中该速度使得颗粒以基本水平的方式沉积到所述操作表面上。

每个颗粒速度可以具有符合预定散布算法的速率和方向。

所述散射算法可以并入了基于随机的选择过程。

所述散射算法可以并入了基于伪随机的选择过程。

所述调平装置可以包括刀片，该刀片在使用中周期性地刮擦所述操作表面上的粉末的上表面。

所述调平装置可以包括静电充电装置。