[发明专利]用于三维打印的方法及设备

说明书

本发明公开一种系统包含多个构建托盘、一打印站、一粉末输送站、一粉末铺展站、一处理压实站及一工作台。所述打印站在所述多个构建托盘的每一个上打印一掩模图案。所述粉末输送站在所述多个构建托盘的每一个上施加一定剂量的一粉末材料。所述粉末铺展站配置用以在所述多个构建托盘的每一个上铺展所述剂量的所述粉末材料。所述处理压实站压实所述粉末材料。所述工作台并行地将所述多个构建托盘推进到所述多个站中的每一个以并行地在所述多个构建托盘中的每一个上构建一个单层，及重复所述推进以在所述多个构建托盘中的每一个上构建多个层。在所述多个构建托盘中的每一个上形成一个三维物体。

技术领域及背景技术

在本发明的一些实施方案中，关于一种基于三维(3D)打印的制造方法，特别是但非排他地，关于具有多个粉末材料层的三维打印。

已知许多不同的以连续的多个粉末材料层通过三维打印制造固体物体的方法。一些已知的三维打印技术基于物体的一个三维模型选择性地施加一液体粘合剂材料，将材料逐层地结合在一起以形成一固体结构。

金属打印工艺如粉末床熔融、金属粘合剂喷射及定向能量沉积也是已知的。选择性激光烧结(SLS)使用一激光作为能量来源来烧结多个粉末材料层。所述激光被控制以瞄准通过一个三维模型定义的空间中的多个点，将材料逐层地结合在一起以形成一个固体结构。选择性激光熔融(SLM)是类似的技术，其应用材料的完全熔融而不是烧结。选择性激光熔融通常在粉末的熔融温度均匀时应用，例如，当使用多个纯金属粉末用作构建材料时。

国际专利申请案公开第WO2015/170330号标题为“通过选择性烧结用于三维打印的方法及设备”，其内容通过引用并入本文，公开了一种通过三维打印形成一物体的方法，包含提供一层粉末在一构建托盘上，在所述层上进行模具压实，烧结通过选择性烧结或选择性熔融进行模压的层，并重复每层的提供，模压及烧结，直到所述三维物体完成。所公开的选择性烧结是通过一掩模图案来定义待烧结的层的一部分的负片。

发明内容

在已知的三维粉末层打印系统中，每个层通过多个处理站点的操作在单个构建托盘上形成。每个处理站点依次被激活以完成一个单层，然后重复所述程序直到形成所有的多个层。由于除了一个处理站点之外的所有处理站点都可能在任何时刻都处于空闲状态，因此构建处理效率不高。根据本公开的一些实施例的一个方面，提供了一种用于基于具有多个粉末层的三维打印来并行地制造多个物体的系统及方法。在一些示例性实施例中，在打印系统的多个站点之间一次循环多于一个构建托盘，使得所述系统的多于一个站点同时被操作。在一些示例性实施例中，所述多个站点包含一粉末分配站、一粉末铺展站、一掩模打印站及一压实站。

可选地，所述系统可以为每个托盘提供不同的材料，不同的掩模及/或不同的层厚度。这种构建技术的一个功能是能够沿着模型高度构建具有多个不同层厚度的相同模型。具有可变的多个层厚度的构建可用于改善物体的外表面。这种构建技术的另一个功能是能够在不同的构建高度上并行地构建。在一些示例性实施例中，并行地被制造的所述多个物体中的每个所需完成的多个层的数量可以是不同的。一旦一物体被完成，它可以被移除并且一个新物体可以在已经腾空的托盘上构建。并行地构建具有不同构建高度的能力允许所述系统在多个不同构建工作台处并行地构建多个物体(例如，一物体在所述多个构建托盘的一个上可以接收其最终的多个层中的一个，而一物体在所述多个构建托盘的另一个上可以接收其多个第一层中的一个。