一種制作三維模型的方法和裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)制作三維實(shí)體的方法，其特征在于，在處理室里一層一層地鋪放材料，固化裝置和/或粘結(jié)裝置在處理室里有選擇性地把材料固化和/或粘結(jié)，這些步驟循環(huán)往復(fù)。在生產(chǎn)過(guò)程中初始材料是以不間斷均勻的方式地傳動(dòng)的，直至卸載位置。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】一種制作三維模型的方法和裝置權(quán)利要求I和14公開(kāi)了一種制作三維模型的方法，權(quán)利要求16公開(kāi)了一種制作三維模型的裝置。歐洲專(zhuān)利EP O 431 924 BI公開(kāi)了一種根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)制作三維實(shí)體的工藝。根據(jù)這種工藝，顆粒材料被一薄層一薄層地鋪放在工作臺(tái)上，并且通過(guò)壓力頭和粘結(jié)材料被壓制在一起。被壓制的顆粒材料在粘合劑和其他粘合材料的作用下粘合和固化。隨即工作臺(tái)向下下降一層，新的材料層又被鋪放在工作臺(tái)上，又如前所述被壓制，這些步驟循環(huán)往復(fù)，直至形成這個(gè)實(shí)體的預(yù)定高度。通過(guò)一層層地壓制和固化顆粒材料，最終形成一個(gè)三維實(shí)體。由顆粒材料固化形成的實(shí)體在處理室的成型缸里加工完成后是嵌在松散的顆粒材料中的，因此須先把它從處理室里取出來(lái)，并把實(shí)體從松散的顆粒物料中清理出來(lái)。此處需要用到吸頭。把多余的材料除去后就得到了一個(gè)欲求的實(shí)體。其他以顆粒材料作為支撐的快速成型工藝的工作原理是相似的，例如，下文將對(duì)所有的三維打印工藝做一個(gè)綜述。生產(chǎn)所需產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝被分割成一個(gè)個(gè)步驟，分別用實(shí)施例來(lái)描述。首先是在所述的處理室上部制作一個(gè)空間，用于盛放零件。例如該空間可以是粉末填方。其他獨(dú)立的工藝步驟緊隨其后按順序進(jìn)行，例如，把零件從顆粒材料清除出來(lái)，就得到了最終的欲求的零件。本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種方法和裝置，使不同的工作步驟能夠連續(xù)不斷地進(jìn)行。該目的將通過(guò)權(quán)利要求I和14所述的方法和權(quán)利要求16所述的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)制作三維實(shí)體的方法，其特征在于，在處理室里一層一層地鋪放材料，固化裝置和/或粘結(jié)裝置在處理室里有選擇性地把材料固化和粘結(jié)，這些步驟循環(huán)往復(fù)。在生產(chǎn)過(guò)程中初始材料是以不間斷均勻的方式地傳動(dòng)的，直至卸載位置。在本專(zhuān)利技術(shù)中，連續(xù)不斷并不意味著絕對(duì)以勻速傳動(dòng)。每次完成建構(gòu)后，傳動(dòng)可以以一段一段的方式進(jìn)行。初始材料包括盡可能多的能涂覆的層狀材料。例如，可以是的粉末材料，薄膜材料或流體材料，例如，熔融的束狀或者滴狀材料，如同在已公開(kāi)的快速成型工藝中提到的材料。本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)制作三維實(shí)體的方法，其中顆粒材料是初始材料，其特征在于，位于處理室里的鋪粉輥把顆粒材料一層層地鋪放在顆粒材料基床上，固化單元在處理室里有選擇性地把顆粒材料燒結(jié)固化，這些步驟循環(huán)往復(fù)，直至制成欲求的實(shí)體并把該實(shí)體移走。本專(zhuān)利技術(shù)的構(gòu)建工序包括鋪放材料層，以及固化由計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)設(shè)置好的特定區(qū)域。加工過(guò)程中，隨著初始材料連續(xù)不斷地勻速地向卸貨位置傳動(dòng)，多個(gè)加工步驟可以連續(xù)不斷地，部分情況下同時(shí)地進(jìn)行…這種裝置也可以不間斷地運(yùn)轉(zhuǎn)。本專(zhuān)利提出一種建議,在操作過(guò)程中放棄可下降的工作臺(tái)，制作一個(gè)連續(xù)不斷的材料層垛或者顆粒材料基床來(lái)代替該工作臺(tái)。這個(gè)材料層垛或顆粒材料基床有時(shí)候是和構(gòu)建的實(shí)體相連的，在一端，該材料層垛或顆粒材料基床與處理室，也與卸載位置是分離開(kāi)的，而在另一端，構(gòu)建零件的工序照常進(jìn)行。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在本專(zhuān)利技術(shù)的方法中，至卸載位置的傳送方向大體上是保持不變的。這句話(huà)在本專(zhuān)利技術(shù)中應(yīng)該這樣理解，只有在轉(zhuǎn)彎處，傳送方向才會(huì)發(fā)生改變。但是傳送方向不會(huì)回轉(zhuǎn)。因?yàn)閭魉凸ば蚴沁B續(xù)不斷進(jìn)行的，所以傳送速度大體上保持相同。本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例是有有益改進(jìn)的，設(shè)置了鋪粉輥，確切的說(shuō)是鋪放初始材料的涂覆工具和初始材料的材料層，為了鋪放其他的材料層，涂覆工具和材料層相對(duì)移動(dòng)，材料層的抓取面和涂覆工具的層面之間呈〉0°的角。關(guān)于顆粒材料的使用，舉例說(shuō)明，設(shè)置鋪粉輥和顆粒物料基層，為了鋪放其他的材·料層，鋪粉輥和粉材基床相對(duì)移動(dòng)，顆粒材料抓取工具的抓取面和鋪粉輥的層面之間呈〉0°的角。這個(gè)角的優(yōu)選的實(shí)施例是小于或等于顆粒材料的傾斜角。借助固化單元用材料制作結(jié)構(gòu)，特別是輔助結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能阻礙處理室里的材料滑落。通過(guò)這種設(shè)置材料層更穩(wěn)固。針對(duì)顆粒材料的應(yīng)用，本專(zhuān)利技術(shù)優(yōu)選的工藝是這樣的，首先把顆粒材料噴射進(jìn)處理室，接著在顆粒材料基床上開(kāi)始實(shí)體的生產(chǎn)過(guò)程。在本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，已制成的實(shí)體在不中斷生產(chǎn)程序的情況下從處理室里被取出來(lái)，并從顆粒材料里被分離出來(lái)。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例，固體物以薄片的形式鋪放，做材料用。這些薄片通過(guò)粘結(jié)或者焊接的方式彼此連接在一起。除此之外本專(zhuān)利技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)這樣的目的，通過(guò)固化單元制作附加結(jié)構(gòu)，該附加結(jié)構(gòu)能夠做到自動(dòng)卸載零件。本專(zhuān)利技術(shù)的工藝過(guò)程是連續(xù)不斷進(jìn)行的，即實(shí)體的加工工序和處理室，確切地說(shuō)是加工區(qū)里的材料成層是同時(shí)進(jìn)行的，材料層和實(shí)體總是同步運(yùn)動(dòng)的，生產(chǎn)工序連續(xù)不斷的進(jìn)行。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在材料被傳送裝置移走后，把實(shí)體從處理室里取出，卸載，并被傳送裝置送走。這個(gè)傳送過(guò)程視情況可以是連續(xù)的，也可以是不連續(xù)的。最理想的狀態(tài)是，傳送裝置永不停歇地運(yùn)動(dòng)。材料可以在水平方向上運(yùn)動(dòng)，或者也可以在與水平方向呈一定的角度的方向上運(yùn)動(dòng)。本專(zhuān)利技術(shù)的另一部分涉及一種根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)連續(xù)不斷地制作三維物體的工藝，其特征在于，由移動(dòng)的材料收取裝置來(lái)提取材料，通過(guò)反復(fù)地從材料層提取材料，固化和/或者粘合材料，并且反復(fù)重復(fù)這些步驟，形成一個(gè)或者多個(gè)實(shí)體。加工過(guò)程中，收取裝置把這個(gè)或這些實(shí)體連續(xù)不斷地從加工區(qū)域里移送出來(lái)并在加工過(guò)程中將其卸載。優(yōu)選的，材料層和收取裝置的收料層之間呈一個(gè)> 0°的角。本專(zhuān)利技術(shù)的另一部分涉及一種根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)連續(xù)不斷地制作三維物體的裝置，其特征在于，鋪粉輥一層層地鋪放材料，固化單元有選擇性地把這些材料固化，這些步驟循環(huán)往復(fù)進(jìn)行。如果顆粒材料被用作層材料，那么該裝置應(yīng)該這樣設(shè)計(jì)，鋪粉輥把顆粒材料一層層地鋪放在顆粒材料基床上，固化單元有選擇性地把顆粒材料燒結(jié)固化，這些步驟循環(huán)往復(fù)。設(shè)計(jì)一種裝置，該裝置能在生產(chǎn)過(guò)程中把材料連續(xù)不斷地勻速地傳送到卸載位置。除此之外，材料還可以是一種金屬薄片材料，束狀材料和/或流體材料 。液滴發(fā)生器和/或者輻射源可以作為優(yōu)選的固化單元。第二種材料可以通過(guò)和顆粒材料接觸的方式自行固化。或者在顆粒材料里摻合一種物質(zhì)，該物質(zhì)能夠把顆粒材料粘合固化在一起。此外還可以設(shè)想，用UV燈照射，或者通過(guò)加熱的方式，或者用氣體固化第二種材料。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，鋪粉輥和/或固化裝置的移動(dòng)由控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該控制系統(tǒng)與取料裝置的抓取面的垂直方向呈一定的角度。如果使用顆粒材料，那么優(yōu)選的控制系統(tǒng)的角要比顆粒材料的傾斜角小。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)特別的優(yōu)選實(shí)施例，生產(chǎn)程序完成后，顆粒材料滑落形成的基床的角有利于把實(shí)體從顆粒材料中分離出來(lái)。據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，材料由傳送裝置傳送，其特征在于，優(yōu)選的，有一條或者多條傳送帶。 進(jìn)一步的，傳送裝置也可以是鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)裝置。為了把裝置做得更小一點(diǎn)，可以設(shè)置材料層的邊界。層材料或者也可能是基床(在使用顆粒材料時(shí))總是在正面。鋪粉輥安裝在正面，用于把新的顆粒材料鋪放在基層上。鋪粉輥在基床上方的運(yùn)動(dòng)軌跡和水平方向呈α角，該α角比顆粒材料的噴射角小。這樣就能保證新鋪放的材料層固定在預(yù)定的位置，而不會(huì)滑散開(kāi)。優(yōu)選的，在裝置上設(shè)置一個(gè)α角，以便調(diào)整裝置使之與顆粒材料相協(xié)調(diào)。在這一面安裝了一個(gè)裝置，該裝置沿著鋪粉輥滾壓過(guò)的顆粒材料面有選擇性的固化顆粒材料。該固化裝置可以是一個(gè)壓力頭，該壓力頭向顆粒材料噴射小液滴，這些小液滴能把局部范圍內(nèi)的顆粒材料本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：英戈·埃德雷爾，丹尼爾·鞏特爾，安德烈亞斯·多米尼克·哈特曼，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：沃克斯艾捷特技術(shù)有限責(zé)任公司，
類(lèi)型：
國(guó)別省市：