[发明专利]三维打印设备

说明书

一种用于制造三维物体的三维打印设备，包括控制器和三维打印机。控制器具有信号发生器。三维打印机包括打印头、零件托架和等离子体场施加器。等离子体场施加器设置在打印头的一端。控制器与打印头、零件托架和等离子体场施加器通信。三维打印机将三维物体构建在零件托架上。信号发生器将信号输出到等离子体场施加器，等离子体场施加器产生入射到零件托架上的三维物体的电磁场和感应电流通路。

本申请为美国非临时申请，其要求2017年5月19日提交的申请号为62/508,464的美国临时申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于生产三维打印零件的设备和方法。

背景技术

本节声明只提供与本公开相关的背景信息，可构成或不构成现有技术。

三维打印或增材制造表示根据数字化CAD设计模型构建三维物体的若干工艺。通过堆叠若干二维材料层从而最终获得具有长度、宽度和高度的物体来形成三维打印零件。在其中一些工艺中，用来形成物体的材料的范围可以是从金属到热塑性塑料和复合材料。然而，尽管这些工艺能够快速生产出有大量细节的复杂零件，但是当前的工艺似乎只能够生产用途非常有限的物体，包括原型零件、新颖物体、演示零件或组件，或其他轻型用途的零件。这种使用上的限制主要是由于增材组装工艺生产若干二维层之间具有高内聚强度的打印零件的能力。

一些工艺上的改进包括尝试增加三维打印物体各层之间的内聚强度。这些尝试包括在工艺中和工艺后进行的步骤：通过不同的方法加热打印物体，以使各层变软甚至熔化从而促进各层之间的交联固化或结晶。然而，在工艺中或工艺后加热整个三维零件，除了其他缺点之外，可能还会由于下垂和残留的残余应力而导致零件变形。

虽然当前的三维打印机和工艺实现了其预期目的，但是仍需要一种改进的三维打印机和工艺来为越来越广泛的应用提供零件以满足其对增大强度、维度能力以及多功能用途的需求。

发明内容

本公开包括用于制造三维物体的三维打印设备，包括控制器和三维打印机。控制器具有信号发生器。三维打印机包括打印头、零件托架和等离子体场施加器。等离子体场施加器设置在打印头的一端。控制器与打印头、零件托架和等离子体场施加器通信。三维打印机将三维物体构建在零件托架上。信号发生器向等离子体场施加器输出信号，等离子体场施加器产生入射到零件托架上的三维物体的电磁场和感应电流通路。

在本发明的一个示例中，输出到等离子体场施加器的信号包括高电位电磁信号。

在本发明的另一个示例中，高电位电磁信号包括频率大约在10kHz-100kHz的交流信号。

在本发明的又一个示例中，高电位电磁信号包括连续波信号、方波信号、三角波信号、短脉冲信号和整流信号中的一个。

在本发明的又一个示例中，等离子体场施加器包括高压电极和电介质绝缘体，并且高压电极由电介质绝缘体包封。

在本发明的又一个示例中，等离子体场施加器的高压电极连接至信号发生器，并且零件托架接地。

在本发明的又一个示例中，等离子体场施加器为盘形。

在本发明的又一个示例中，打印头为贯通连续进料打印头喷嘴。

在本发明的又一个示例中，打印头为螺杆式挤出打印头喷嘴。

在本发明的又一个示例中，打印头包括粉末压实辊。

结合附图，通过以下详细说明，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将显而易见。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1描绘了根据本发明原理的用于执行三维打印过程的三维打印设备；