CN107848213A - 用于三维打印机的调平设备 - Google Patents

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Abstract

一种设备，包含：一滚筒(110)，撇起由一增材制造(AM)***所沉积的一层的材料(250)；一刮板(130)，刮下累积在所述滚筒上的材料；一浴槽(120)，收集由所述刮板所刮下的材料；一螺旋钻(150)，将在所述浴槽中被收集的材料运送至所述浴槽的一部分，其中所述浴槽的所述部分延伸超出所述滚筒的一长度。

Description

用于三维打印机的调平设备
相关申请案
此申请主张根据第35号美国法典第119(e)条于2015年7月13日提交申请的美国临时专利申请案第62/191,632号，其内容通过引用的方式并入本文整体中。
此申请是有关于共同申请的、共同申请尚审查未决的，及共同转让的多个美国临时申请案。所述多个美国临时申请案之一的名称为"用于三维打印的方法及***"(代理人卷号63081)，由美国的盖伊·门奇克等人所提案。所述多个美国临时申请案之二的名称为"用于三维打印的废物处置"(代理人卷号63080)，由美国的斯科特·伟恩·比弗等人所提案。所述多个美国临时申请案之三的名称为"在增材制造中打印喷嘴的操作"(代理人卷号63083)，由美国的安德鲁·詹姆斯·卡尔森等人所提案。此申请案亦是有关于名称为"用于旋转式三维打印的方法及***"(代理人卷号62993)的专利合作条约(PCT)专利申请案，所述PCT专利申请案是由盖伊·门奇克等人所提案。前述相关案的揭示通过引用的方式并入本文中。
技术领域及背景技术
本发明，于其一些实施例中，是有关于自由成形制造，特别地但不排他地有关于一种用于一自由成形制造***的一调平设备。
增材制造(AM)一般为一种于其中制造一三维物体的过程，所述过程利用所述物体的一计算机模型。如此之过程被于各种领域中使用，例如使用于为可视化、展示及机械原型，以及快速制造等目的的设计相关领域。
任何增材制造***的基本操作是由将一三维计算机模型切片成多个薄截面，将结果转换为二维位数据，以及将所述数据供应给按一分层的方式建构一三维结构的一***的一控制器组成。
增材制造牵涉一制造方法的许多不同方式，包含：三维打印，例如三维喷墨打印；层压物体制造；熔融沉积成型；及其它方式。
于三维打印过程中，例如，一构建材料被从一分配头分配出，以在一支持结构上沉积多层，所述分配头具有一组喷嘴。取决于所述构建材料，可接着由一适合的装置使所述多层固化或凝固。所述构建材料可包括：成型材料，形成所述物体；及支持材料，于所述物体被构建时支持所述物体。
在所述打印过程中，所述构建材料被喷射至前述多层之上，且在高度上累积。为了控制所述三维物体的一高度，及保持一水平表面，新的被喷射出且未固化的构建材料通过一撇渣滚筒的下方。一部分的所述材料被所述滚筒去除，及被沉积在一收集浴槽中。所述滚筒组件通常包括：所述滚筒；一刮板；所述收集浴槽；及一抽吸泵。在多个较长的滚筒上，多个抽吸点被使用来局部收集材料。所述滚筒浴槽元件的维护是通过从所述组件上拆卸所述浴槽达成。
各种三维打印技术存在，且被揭示于例如美国专利案第6,259,962号、第6,569,373号、第6,658,314号、第6,850,334号、第7,183,335号、第7,209,797号、第7,225,045号、第7,300,619号、第7,364,686号、第7,500,846号、第7,658,976号、第7,962,237号，及第9,031,680号，及美国申请公开案第20130040091号，前述案全部都有相同的受让人，其内容通过引用的方式并入本文中。
例如，美国专利案第9,031,680号揭示一***，包含：一增材制造设备，具有多个分配头；一构建材料供应设备，被配置以供应多种构建材料予所述制造设备；及一控制单元，被配置以用于控制所述制造及供应设备。所述***具有几种操作模式。于一模式中，所有的所述多个分配头在所述制造设备的一单一构建扫描周期中操作。于另一模式中，所述多个分配头的一或多个分配头在一单一构建扫描周期或所述单一构建扫描周期的一部分中不操作。
发明内容
依据本发明的一些实施例的一方面，本发明的此些实施例提供一滚筒组件，所述滚筒组件具有：一运送机制，用于将在所述组件的一浴槽中被收集的残渣朝向一单一输出部运送。依据本发明的一些实施例，所述运送机制产生用于将所述被收集的残渣泵送离开所述组件的压力，且可选择地被使用于替代一泵。
依据本发明的一些实施例的一方面，本发明的此些实施例提供一滚筒组件，适用于与一旋转式三维打印***一起操作。依据本发明的一些实施例，所述组件的一或多个滚筒沿所述旋转式三维打印***的一径向方向对齐。于一些示例性实施例中，所述滚筒适用于在距离所述打印机的一旋转轴多个不同的距离处以实质相同的线速度撇起一层。
依据本发明的一些实施例的一方面，本发明的此些实施例提供一设备，包含：一滚筒，被配置以撇起由一增材制造(AM)***所沉积的一层的材料；一刮板，被配置以刮下累积在所述滚筒上的材料；一浴槽，被配置以收集由所述刮板所刮下的材料；及一螺旋钻，被配置以将在所述浴槽中被收集的材料运送至所述浴槽的一部分，其中所述浴槽的所述部分延伸超出所述滚筒的一长度。
可选择地，所述螺旋钻在所述浴槽的一整个长度上延伸。
可选择地，所述螺旋钻被装设在所述浴槽中。
可选择地，所述螺旋钻与一马达接合，其中所述马达被配置以使所述螺旋钻沿所述螺旋钻的一纵向轴旋转。
可选择地，所述刮板在所述滚筒的一整个长度上延伸。
可选择地，所述刮板的一宽度从所述滚筒延伸至所述螺旋钻。
可选择地，延伸超出所述滚筒的所述长度的所述浴槽的所述部分包含：一覆盖物，被配置以封闭所述浴槽的所述部分。
可选择地，所述浴槽被配置以形成在延伸超出所述滚筒的所述长度的所述浴槽的所述部分以及所述浴槽的一第二部分之间的一压力差，其中所述浴槽的所述第二部分沿所述滚筒的所述长度延伸。
可选择地，所述螺旋钻包含一可变螺距螺纹。
可选择地，在所述滚筒的所述长度上延伸的所述螺旋钻的一螺距宽于在所述浴槽的所述部分上延伸的所述螺旋钻的所述螺距。
可选择地，所述浴槽的所述部分包含：一回流通道，被配置以防止朝向所述滚筒释放回流。
可选择地，所述浴槽的一壳体包含：多个芯吸通道，被配置以防止朝向所述滚筒释放回流。
可选择地，所述增材制造***为一旋转式三维喷墨打印机。
可选择地，所述滚筒被配置以从一旋转构建托盘上撇除所述层。
可选择地，所述滚筒沿所述旋转构建托盘的一径向方向延伸。
可选择地，所述滚筒在所述托盘的一整个打印区域上沿所述径向方向延伸。
可选择地，所述滚筒仅在所述托盘的所述打印区域的一部分上沿所述径向方向延伸。
可选择地，所述滚筒沿所述径向方向是静止的。
可选择地，所述滚筒被安装在一载物台上，其中所述载物台被配置以沿所述径向方向移动。
可选择地，所述设备包含：多个滚筒，其中每一滚筒在所述托盘的所述打印区域的一不同部分上沿所述径向方向延伸。
可选择地，所述多个滚筒的每一个具有一不同的直径。
可选择地，所述滚筒为一圆锥状滚筒。
依据本发明的一些实施例的一方面，本发明的此些实施例提供一增材制造***，包含：一分配单元，被配置以按一分层的方式分配一构建材料，以制造一物体；一构建托盘，被定位以接收被分配的所述构建材料，其中所述构建托盘被配置以在所述分配单元分配所述构建材料时旋转；及一调平组件，被配置以将被分配在所述托盘上的所述材料调平，其中所述调平组件包含：一滚筒，被配置以撇起被分配的所述构建材料，其中所述滚筒沿所述构建托盘的一径向方向对齐；一刮板，被配置以刮下累积在所述滚筒上的材料；一浴槽，被配置以收集由所述刮板所刮下的材料；及一螺旋钻，被配置以将在所述浴槽中被收集的材料运送至所述浴槽的一部分，其中所述浴槽的所述部分延伸超出所述滚筒的一长度。
可选择地，所述螺旋钻在所述浴槽的一整个长度上延伸，且被装设在所述浴槽中。
可选择地，所述螺旋钻与一马达接合，其中所述马达被配置以使所述螺旋钻沿所述螺旋钻的一纵向轴旋转。
可选择地，所述滚筒在所述托盘的一整个打印区域上沿所述径向方向延伸。
可选择地，所述滚筒仅在所述托盘的所述打印区域的一部分上沿所述径向方向延伸。
可选择地，所述滚筒沿所述径向方向是静止的。
可选择地，所述滚筒被安装在一载物台上，其中所述载物台被配置以沿所述径向方向移动。
可选择地，所述设备包含：多个滚筒，其中每一滚筒在所述托盘的所述打印区域的一不同部分上沿所述径向方向延伸。
除非另有被定义，本文中所使用的所有的多个技术及/或科学术语有与本发明所属领域的技术人员所公知者相同的意义。虽然与本文中所描述者相似或等同的多个方法与多个题材可被使用以实施或测试本发明的多个实施例，多个示例性的方法及/或多个示例性的题材将于下被描述。在冲突的情况下，包含多个定义的专利说明书将为优先。此外，所述多个题材、所述多个方法及所述多个示例仅为说明性，而非意图为必要地限制性。
附图说明
本发明的一些实施例于本文中被以仅为示例的方式参照附图描述。因现将特别详细参照附图，须强调所显示之细节为以示例的方式，且为用于本发明的多个实施例的说明性讨论的多个目的。在这方面，配合附图的说明使得本发明的多个实施例如何可被实施对于本领域的技术人员而言为明白易懂的。
于附图中：
图1A至1D是依据本发明一些实施例的一增材制造***的多个示意图；
图2A至2C是依据本发明一些实施例的多个打印头的多个示意图；
图3A至3B是依据本发明一些实施例展示多个座标变换的多个示意图；
图4A至4B是依据本发明一些实施例的一示例性调平组件的一透视图及一前视图。
图5是依据本发明一些实施例沿一示例性调平组件的一长度切割的一截面图；
图6A及6B是依据本发明一些实施例沿一示例性调平组件的一长度切割的一截面图的细节，以及切割所述示例性调平组件的一压力差区域的一截面图；
图6C是依据本发明一些实施例横切所述收集浴槽的一壳体的一截面图；
图7A及7B是依据本发明一些实施例沿一螺旋钻的一长度切割的二示例性截面图；
图8A、8B及8C是依据本发明一些实施例的多个调平组件的多个示意图，所述多个调平组件覆盖一打印区域；及
图9是依据本发明一些实施例的在一构建托盘的上方的一圆锥状滚筒的一示意侧视图。
具体实施方式
本发明，于其一些实施例中，是有关于自由成形制造，特别地但不排他地有关于一种用于一自由成形制造***的一调平设备。
依据本发明的一些实施例，本发明的此些实施例提供一滚筒组件，所述滚筒组件包括：一刮板，用于刮下所述滚筒上的材料；一螺旋钻，用于将由所述滚筒所撇起的材料从所述刮板上清除，及将从所述滚筒刮下的材料运送至一区域，例如所述滚筒的一端。依据本发明的一些实施例，所述螺旋钻清理所述浴槽，及减少清洁所述滚筒所需的多个维护时间区间。从其中收集残渣的所述单一输出部可省略一区域选择阀开关，所述区域选择阀开关通常被使用于控制多个抽吸点。
依据本发明的一些实施例，所述滚筒组件的所述螺旋钻被设计以产生用于将所述被收集的构建材料泵送离开所述组件的压力。一运送机制与体积排量泵送作用的一组合可被使用以免除所述抽吸泵，所述抽吸泵通常被使用以从所述浴槽中去除所述残渣。
依据本发明的一些实施例，所述滚筒被整合于一旋转式三维打印***中，且适用于在所述***进行旋转运动时将构建材料调平。通常，所述滚筒被一马达以绕所述滚筒的一纵向轴的方式旋转。
依据本发明的一些实施例，所述滚筒被定义以具有一长度，所述长度沿一整个径向打印区域延伸，例如所述旋转式三维打印机的所有的多条打印路径。于本发明的一些其它实施例中，所述滚筒组件包括：一滚筒，仅在所述旋转式三维打印机的一或多条路径(但少于所有的多条路径)上延伸。所述整个径向打印区域通过将所述滚筒轴向地安装在沿所述径向方向移动的一移动载物台上被覆盖。
于本发明的一些其它实施例中，所述滚筒组件包括多个滚筒，例如位在沿所述径向方向的多个不同的位置处。
可选择地，当多个滚筒被使用，多个大直径的滚筒被使用以将距离一旋转轴较远的多个行程调平，多个小直径的滚筒被使用以将距离所述旋转轴较近的多个行程调平，以致于当所述多个滚筒撇起一层被分配的材料时，所述多个滚筒的一线速度在距离所述旋转轴的多个不同距离处是实质相同的。于一些示例性实施例中，所述滚筒被定义以具有一圆锥形状，所述圆锥形状朝向所述打印区域的一中心渐缩。一渐缩角通常被选择以提供在距离所述打印区域的所述旋转轴的多个不同距离处相同的线速度。可替换地，一圆柱状滚筒可被使用。
在详细解释本发明的至少一实施例前，应理解本发明非必要地将其应用限制在以下之说明中所陈述及/或在附图中所显示的所述多个元件及/或多个方法的所述多个构造的细节及所述安排。本发明能够有多个其它的实施例或能够被以各种方式实施或实行。
多个本实施例的方法及***基于计算机物体数据按一分层的方式制造多个三维物体，按所述分层的方式制造所述多个三维物体是通过形成以对应于所述多个物体的形状的一被配置的图案呈现的多层进行。所述计算机物体数据可以任何已知的形式呈现，所述任何已知的形式包括但不限于：标准镶嵌语言(STL)或一立体快速成型轮廓(SLC)格式、虚拟现实成型语言(VRML)、附加制造文件(AMF)格式、绘图交换格式(DXF)、多边形文件格式(PLY)或适用于计算机辅助设计(CAD)的任何其他格式。
本文中所使用的术语"物体"指代一整个物体，或其一部分。
每一层是由一增材制造设备所形成，所述增材制造设备扫描一二维平面及将所述二维平面图案化。当扫描时，所述设备造访在所述二维层或平面上的多个目标位置，及对于每一目标位置或一组目标位置决定是否所述目标位置或所述一组目标位置将被构建材料占据，及何种种类的构建材料将被送往所述目标位置或所述一组目标位置。所述决定是依据所述表面的一计算机图像做出的。
依据本发明的多个优选实施例，所述增材制造包含三维打印，更优选地三维喷墨打印。于这些实施例中，一构建材料被从一分配头分配出，以在一支持结构上分层沉积构建材料，所述分配头具有一组喷嘴。所述增材制造设备因此将构建材料分配在将被占据的多个目标位置中，而将多个其它位置留空。所述设备通常包括多个分配头，所述多个分配头的每一个可被配置以分配一不同的构建材料。因此，多个不同的目标位置可被多个不同的构建材料占据。多种构建材料的多个种类可被归类为两大类：成型材料及支持材料。所述支持材料用作一支持基体或构造，所述支持基体或构造用于在制造过程中支持所述物体或多个物体的部分，及/或多个其它目的，例如提供多个中空或有孔的物体。多个支持构造可额外包括多个成型材料元件，例如为进一步的支持强度。
所述成型材料一般是为使用于增材制造而配制的一组成，所述组成能够自己形成一三维物体，亦即，不用必须被与任何其它物质混合或组合。
最终的三维物体是以所述成型材料，或多种成型材料的一组合，或多种成型材料及支持材料的一组合，或前述材料的修改(例如，在固化以后)制成。对于固体自由成形制造领域所属技术人员而言，所有这些操作是公知的。
于本发明一些示例性实施例中，一物体是通过分配二或多种不同的成型材料被制造，每一种材料是从所述增材制造***的一不同的分配头而来。所述多种材料在所述多个打印头的一相同的行程中可选择地及优选地被分层沉积。所述层中的所述多种材料及多种材料的组合是依据所述物体所需的特性而被选择。
依据本发明的一些实施例，适用于增材制造一物体112的一***110的一代表性且非限制性的举例被绘示于图1A中。所述***110包含：一增材制造设备114，具有一分配单元16，所述分配单元16包含多个分配头。如以下描述的图2A至2C所绘示，每一分配头优选地包含一或多个喷嘴122的一阵列，一液态的构建材料124通过所述阵列被分配。可选择地，所述构建材料为一聚合物材料，例如一光敏聚合物材料。可选择地，其它材料被使用。
优选地但非强制地，所述设备114是一三维液滴沉积，例如一喷墨打印设备，在这种情况中，所述多个分配头为多个打印头，及所述构建材料优选地是通过喷墨技术被分配。此种情况并非为必要的，因为对于一些应用而言，所述增材制造设备采用多种三维喷墨技术可为不必要的。依据本发明的各种示例性实施例而设想的增材制造设备的多个代表性举例包括但不限于：一熔融沉积成型设备及一熔融材料沉积设备。
每一分配头是可选择地且优选地通过一构建材料储存器供给，所述构建材料储存器可选择地包括：一温度控制单元(例如，一温度传感器及/或一加热装置)；及一材料水平传感器。为分配所述构建材料，例如在压电喷墨打印技术中，一电压信号被施加于所述多个分配头，以选择性地通过多个分配头喷嘴沉积多滴材料液滴。每一分配头的一分配率取决于所述多个喷嘴的数量、所述多个喷嘴的种类及所施加的电压信号率(频率)。对于固体自由成形制造领域所属技术人员而言，如此之多个分配头是已知的。
优选地但非强制地，所述多个分配喷嘴或喷嘴阵列的总数被选择以致使所述多个分配喷嘴的一半被指定以分配支持材料及所述多个分配喷嘴的一半被指定以分配成型材料，亦即，喷射多种成型材料的喷嘴的数量与喷射支持材料的喷嘴的数量相同。于图1A的代表性举例中，四个分配头16a、16b、16c及16d被绘示。分配头16a、16b、16c及16d的每一个具有一喷嘴阵列。于此举例中，分配头16a及16b可被指定用于多种成型材料，及分配头16c及16d可被指定用于支持材料。因此，分配头16a可分配一第一成型材料，分配头16b可分配一第二成型材料，及分配头16c及16d均可分配支持材料。于一替换的实施例中，分配头16c及16d例如可被组合成一单一分配头，所述单一分配头具有用以沉积支持材料的两个喷嘴阵列。
然而，应理解的是，这并非意图限制本发明的范围，及多个成型材料沉积头(多个成型头)的数量，及多个支持材料沉积头(多个支持头)的数量可不同。一般而言，多个成型头的数量、多个支持头的数量，及每一分别的分配头或分配头阵列中多个喷嘴的数量被选择以提供一预定的比例a，所述预定的比例a是所述支持材料的一最大分配率与成型材料的一最大分配率之间的比率。所述预定的比例a的一值优选地被选择以保证在每一所形成的层中，所述层中的成型材料的一高度等于相同的层中的支持材料的一高度。a的多个典型的值为约0.6至约1.5。
本文中所使用的术语"约"指代±10％。
例如，对于a＝1，当所有的多个成型头及多个支持头都操作时，支持材料的一总分配率一般与所述成型材料的一总分配率相同。
于一优选的实施例中，M个成型头及S个支持头存在，所述M个成型头的每一个具有m个阵列的p个喷嘴，所述S个支持头的每一个具有s个阵列的q个喷嘴，以致使M×m×p＝S×s×q。所述M×m个成型阵列及S×s个支持阵列的每一个可被制造成一分开的物理单元，所述物理单元可被与所述一组阵列组装或从所述一组阵列拆卸。于此实施例中，每一如此之阵列可选择地及优选地包含自己的一温度控制单元及一材料水平传感器，且为所述阵列的操作接收一各别控制的电压。
设备114可还包含：一硬化装置324，可包括：任何被配置以发射光、热等的装置，可造成被沉积的材料硬化。例如，硬化装置324可包括：一或多个辐射源，可取决于所使用的所述成型材料而为，例如一紫外或可见或红外灯，或其它多个电磁辐射源，或电子束源。于本发明一些实施例中，硬化装置324是用于使所述成型材料固化或凝固。
于一些示例性实施例中，所述分配头及辐射源优选地被安装在一框架或块体128上，所述框架或块体128优选地可操作来在一托盘及/或打印台版360的上方往复的移动，所述托盘及/或打印台版360用作一工作表面。于本发明一些实施例中，所述多个辐射源被安装在所述块体中以致使所述多个辐射源跟随在所述多个分配头之后，以至少部分使由所述多个分配头所刚分配的多种材料固化或凝固。托盘360被水平地定位。依据惯例，一X-Y-Z笛卡儿坐标系被选择以致使一X-Y平面平行于托盘360。托盘360优选地被配置以垂直地(沿一Z方向)移动，通常是向下移动。于本发明的各种示例性实施例中，设备114还包含：一或多个调平装置132，例如一滚筒326。调平装置326是使用以在一后续的层形成于一新形成的层上前将所述新形成的层拉直、调平及/或建立所述新形成的层的一厚度。调平装置326优选地包含：一废物收集装置136，用于在进行调平时收集被产生的过量材料。废物收集装置136可包含任何将所述材料送往一废物箱或废物盒的机制。
在一些示例性实施例中使用时，单元16的所述多个分配头沿一扫描方向移动，所述扫描方向于本文中被指代为一X方向，且所述多个分配头在其通过托盘360的上方的过程中选择性地以一预定的配置分配构建材料。所述构建材料通常包含一或多种支持材料及一或多种成型材料。在单元16的所述多个分配头通过之后，辐射源126使所述(多种)成型材料固化。在所述多个分配头向后通过而回到它们刚沉积的一层的起始点时，依据预定地配置，构建材料的一额外分配可被施行。在所述多个分配头向前及/或向后通过时，因此而形成的所述层可被调平装置326拉直，所述调平装置326优选地遵循所述多个分配头的向前及/或向后运动的路径。一旦所述多个分配头沿所述X方向回到它们的起始点时，所述多个分配头可沿一指向方向移动到另一位置，所述指向方向于本文中被指代为一Y方向，所述多个分配头继续沿所述X方向通过往复的运动构建相同的层。可替换地，所述多个分配头可在多个向前及向后的运动之间或在多于一次的前后运动之后沿所述Y方向移动。由所述多个分配头所进行以完成一单一层的一系列扫描于本文中被指代为一单一扫描周期。
一旦所述层被完成，依据随后将被打印的层的所需的厚度，托盘360沿所述Z方向被降低到一预定的Z水平。此过程被重复以按一分层的方式形成三维物体112。
于另一实施例中，在所述单元16的所述分配头在所述层内向前及向后通过之间，托盘360可沿所述Z方向位移。如此之Z位移是为了造成沿一方向所述调平装置与所述表面接触，而防止沿另一方向所述调平装置与所述表面接触。
***110可选择地及优选地包含：一构建材料供应***330，包括多个构建材料容器或盒，且供应多种构建材料予增材制造设备114。
一控制单元340控制设备114，且可选择地及优选地亦控制供应***330。控制单元340通常包括：一电子电路，被配置以进行所述多个控制操作。控制单元340优选地与一处理器154通信，所述处理器154传输有关于多个制造指令的数字数据，所述多个制造指令是基于计算机物体数据，所述计算机物体数据例如是以一STL形式等表示于一计算机可读介质上的一CAD配置。通常，处理器154包括：一存储单元及/或存储能力，用于存储计算机物体数据及用于存储有关于基于计算机物体数据的多个制造指令的数据。通常，控制单元340控制被施加于每一分配头或喷嘴阵列的所述电压，及在所述分别的打印头中的构建材料的所述温度。
一旦所述制造数据被加载到控制单元340，其可在没有用户干预的情况下操作。于一些实施例中，控制单元340使用例如数据处理器154或与单元340通信的一用户界面116来从一操作者接收额外的输入。用户界面116可为任何本领域已知的种类，例如但不限于为，一键盘、一触摸屏等。例如，控制单元340可接收一或多种构建材料的种类及/或属性作为额外的输入，所述一或多种构建材料的种类及/或属性例如但不限于为，特性扭曲，及/或转变温度、黏度、电特性、磁特性。多个其它属性及多组属性亦被设想。
依据本发明的一些实施例，适用于增材制造一物体的一旋转式***10的另一代表性且非限制性的举例被绘示于图1B至D中。图1B至D绘示***10的一俯视图(图1B)、一侧视图(图1C)，及一等距视图(图1D)。
于多个本实施例中，***10包含：一托盘及/或打印台版12；及多个喷墨打印头16，所述多个喷墨打印头16的每一个具有多个分开的喷嘴。托盘12可具有一圆盘的形状，或可为环状。多个非圆类形状只要是可绕一垂直轴旋转亦被设想。通常，***10亦包括一或多个辐射源18及一或多个调平装置32。
托盘12及多个打印头16可选择地及优选地被安装以允许托盘12及多个打印头16之间的一相对旋转运动。此相对旋转运动可通过以下方式达成：(i)将托盘12配置成相对于多个打印头16绕一垂直轴14旋转，(ii)将多个打印头16配置成相对于托盘12绕垂直轴14旋转，或(iii)将托盘12及多个打印头16两者配置成绕垂直轴14旋转，但是是以多个不同的旋转速度(例如，以相反方向旋转)。虽然以下的多个实施例是以特别强调配置(i)的方式描述，其中托盘为一旋转盘，被配置以相对于多个打印头16绕垂直轴14旋转，应理解的是，本发明亦设想了配置(ii)及(iii)。本文所描述的多个实施例的任一个均可被调整以被应用于配置(ii)及(iii)的任一个，且本领域的普通技术人员会知道如何依据本文所描述的细节进行如此之调整。
在以下的说明中，平行于托盘12且由轴14向外指的一方向被指代为一径向方向r，平行于托盘12且垂直于所述径向方向r的一方向于本文中被指代为为一方位方向及垂直于托盘12的一方向于本文中被指代为一垂直方向z。
本文中所使用的术语"径向位置"指代在距离轴14一特定距离处在托盘12上或之上的一位置。当所述术语被以与一打印头相关的方式使用，所述术语指代所述打印头在距离轴14特定距离处的一位置。当所述术语被以与在托盘12上的一点相关的方式使用，所述术语对应属于多个点的一轨迹的任何一点，所述多个点的所述轨迹为具有距离轴14所述特定距离的半径及具有在轴14的中心的一圆圈。
本文中所使用的术语"方位位置"指代以相对于一预定的参考点一特定方位角在托盘12上或之上的一位置。因此，径向位置指代属于多个点的一轨迹的任何一点，所述多个点的所述轨迹相对于所述参考点形成所述特定方位角的一直线。
本文中所使用的术语"垂直位置"指代与所述垂直轴14相交于一特定点的一平面上方的一位置。
托盘12用作用于三维打印的一支持结构。于其上一或多个物体被打印的一工作区域通常但非必要地为小于托盘12的一总面积。于本发明一些实施例中，所述工作区域为环状。所述工作区域被以26显示。于本发明一些实施例中，在整个物体的形成过程中，托盘12连续地以相同方向旋转，并且于本发明一些实施例中，在物体的形成过程中，托盘至少一次反向旋转(例如，以一震荡方式)。托盘12可选择地及优选地可被拆卸。拆卸托盘12可以是为了***10的维护，或者，如果需要的话，是为了在打印一新的物体前更换所述托盘。于本发明一些实施例中，***10被提供一或多个不同的替换托盘(例如，一套替换托盘)，其中二或多个托盘被指定用于多种不同种类的物体(例如，多个不同重量)、多个不同操作模式(例如，多个不同旋转速率)等。托盘12的更换可根据需要为手动或自动。当自动更换被采用时，***10包含：一托盘更换装置36，被配置用于将托盘12从所述托盘12在多个打印头16之下的位置拆卸，且将所述托盘12更换为一替换托盘(未显示)。在图1B的代表性图中，托盘更换装置36被绘示成一驱动器38，所述驱动器38具有：一可移动手臂40，被配置以拉动托盘12。但是，多个其它种类的托盘更换装置亦被设想。
所述打印头16的多个示例性实施例被于图2A至2C中绘示。这些实施例可用于多个上述增材制造***的任一个，包括但不限于：***110及***10。
图2A至B绘示一打印头16，具有一(图2A)及二(图2B)喷嘴阵列22。于所述阵列的所述多个喷嘴优选地沿一直线线性对齐。于一特定的打印头具有二或多个线性喷嘴阵列的多个实施例中，所述多个喷嘴阵列可选择地及优选地可彼此平行。
当与***110相似的一***被采用，所有的多个打印头16可选择地及优选地沿所述指向方向取向，其中所述多个打印头16的多个位置沿所述扫描方向彼此偏移。
当与***10相似的一***被采用，所有的多个打印头16可选择地及优选地径向(与所述径向方向平行)取向，其中所述多个打印头16的多个方位位置彼此偏移。因此，于这些实施例中，多个不同打印头的所述多个喷嘴阵列非为彼此平行，而是彼此成一角度，所述角度近似等于所述多个分别的打印头之间的方位偏移。例如，一打印头可径向取向及位在方位位置处，及另一打印头可径向取向及位在方位位置处。例如，所述二打印头之间的所述方位偏移是及所述二打印头的所述多个线性喷嘴阵列之间的所述角度亦是
于一些实施例中，二或多个打印头可被组装到一组打印头，在这种情况中，所述一组打印头中的多个打印头通常彼此平行。包括数个喷墨打印头16a、16b、16c的一组打印头被绘示于图2C中。
于一些实施例中，***10包含：一支持结构30，被定位在所述多个打印头16之下，以致使所述托盘12是位在支持结构30及多个打印头16之间。支持结构30可使用于防止或减少当多个喷墨打印头16操作时托盘12可能发生的多次振动。于多个打印头16绕轴14旋转的多个配置中，支持结构30优选地亦旋转以致使支持结构30总是直接在多个打印头16之下(其中托盘12是位在多个打印头16与托盘12之间)。
托盘12及/或多个打印头16可选择地及优选地被配置以沿平行于垂直轴14的所述垂直方向z移动，以改变托盘12与多个打印头16之间的一垂直距离。于所述垂直距离是通过沿所述垂直方向移动托盘12被改变的多个配置中，支持结构30优选地亦与托盘12一起垂直地移动。于所述垂直距离是被多个打印头16沿所述垂直方向改变的多个配置中，在保持托盘12的一垂直位置为固定的同时，支持结构30亦是保持在一固定的垂直位置。
所述垂直运动可被一垂直驱动器28建立。一旦一层被完成，托盘12及多个打印头16之间的所述垂直距离可依据随后将被打印的一层的一所需的厚度通过一预定的垂直步骤被增加(例如，托盘12被相对于多个打印头16降低)。此过程被重复以按一分层的方式形成一三维物体。
多个喷墨打印头16及可选择地及优选地还有***10的一或多个其它部件的一操作(例如，托盘12的运动)是由一控制器20所控制。所述控制器可具有一电子电路及所述电路可读的一非易失性存储介质，其中所述存储介质存储多个程序指令，当所述电路读取所述多个程序指令时，所述多个程序指令造成所述电路进行以下所进一步详述的多个控制操作。
控制器20亦可与一主计算机24通信，所述计算机24传输有关于多个制造指令的数字数据，所述多个制造指令是基于计算机物体数据，例如所述计算机物体数据是以标准镶嵌语言(STL)或一立体快速成型轮廓(SLC)格式、虚拟现实成型语言(VRML)、附加制造文件(AMF)格式、绘图交换格式(DXF)、多边形文件格式(PLY)或适用于计算机辅助设计(CAD)的任何其他格式的形式呈现。所述多个计算机物体数据形式通常是依据一笛卡儿坐标系而被组织。
在这些情况中，计算机24优选地执行用于将在所述计算机物体数据中的每一切片的多个座标由一笛卡儿坐标系变换成一极坐标系的一程序。计算机24可选择地及优选地传输根据所述被变换的坐标系而被表示的所述多个制造指令。可替换地，计算机24可传输由计算机物体数据所提供根据所述原始的坐标系而被表示的所述多个制造指令，在这种情况中，多个座标的变换是由控制器20的所述电路所执行。
所述多个座标的变换允许在一旋转托盘上方进行三维打印。在传统的三维打印中，所述多个打印头沿多条直线在一静止托盘之上往复的移动。在如此之多个传统的***中，只要是所述多个打印头的多个分配率是一致的，在所述托盘的上方的任一点的一打印解析度是相同的。与传统的三维打印不同的是，非所有的所述多个打印头点的所述多个喷嘴均在同一时间在托盘12的上方覆盖相同的距离。所述多个座标的变换可选择地及优选地被执行以保证在多个不同的径向位置处有等量的过量材料。依据本发明的一些实施例的计算机物体数据的多个座标变换的多个代表性举例被于图3A及3B中提供，图3A及3B显示一物体的一切片，其中图3A绘示以笛卡儿坐标系呈现的一切片，图3B绘示在对所述分别的切片施加一多个座标的变换的程序以后相同的切片。
通常，控制器20基于所述多个制造指令及基于如下所述的多个被存储的程序指令而控制施加于所述***10的所述分别的部件的一电压。
一般而言，控制器20控制多个打印头16在托盘12旋转时进行分层分配多滴构建材料液滴，以在托盘12上打印一三维物体。
***10可选择地及优选地包含：一或多个辐射源18，可取决于所使用的所述成型材料而为，例如一紫外或可见或红外灯，或其它多个电磁辐射源，或电子束源。辐射源可包括：任何种类的辐射发射装置，包括但不限于：发光二极管(LED)、数字光处理(DLP)***、电阻灯等。辐射源18是用于使所述成型材料固化或凝固。于本发明的各种示例性实施例中，辐射源18的所述操作是由控制器20所控制，所述控制器20可激活及停用辐射源18，且可选择地亦可控制由辐射源18所产生的辐射量。
于本发明一些实施例中，***10还包含：一或多个调平装置32，可被制造成一滚筒或一刮板。调平装置32是使用以在一后续的层形成于一新形成的层上前将所述新形成的层拉直。于一些实施例中，调平装置32具有一圆锥状滚筒的一形状，所述滚筒被定位以致使所述滚筒的对称轴34相对于托盘12的一表面是倾斜的，而所述滚筒的一表面平行于所述托盘的所述表面。此实施例被绘示于***10的一侧视图(图1C)中。
所述圆锥状滚筒可具有一圆锥体或一平截头圆锥体的一形状。
所述圆锥状滚筒的一张角优选地被选择以致使沿所述滚筒的所述轴34的任何一位置处的所述圆椎体的一半径与所述位置与轴14之间的一距离之间的一比例是一恒定的比例。此实施例允许滚筒32有效地将所述多层调平，因为当所述滚筒旋转时，所述滚筒的所述表面上的任一点p具有：一线速度，与所述托盘在点p垂直下方的一点处的一线速度成比例(例如，相同)。于一些实施例中，所述滚筒具有一平截头圆锥体的一形状，所述平截头圆锥体具有一高度h，在所述平截头圆锥体距离轴14的一最近距离处的一半径R1，及在所述平截头圆锥体距离轴14一最远距离处的一半径R2，其中参数h、R1，及R2满足一关系：R1/R2＝(R-h)/h，且其中R是所述滚筒距离轴14的一最远距离(例如，R可为托盘12的一半径)。
调平装置32的所述操作是可选择地及优选地由控制器20所控制，所述控制器20可激活及停用调平装置32，且可选择地亦可控制所述调平装置32沿一垂直方向(平行于轴14)及/或一径向方向(平行于托盘12及指向朝向或指向离开轴14)的一位置。
于本发明一些实施例中，多个打印头16被配置以沿所述径向方向r相对于托盘往复的移动。这些实施例是用于当多个打印头16的所述多个喷嘴阵列22的多个长度小于沿托盘12上所述工作区域26的所述径向方向的一宽度的情况。多个打印头16沿所述径向方向的所述运动是可选择地及优选地由控制器20所控制。
一些实施例设想通过从多个不同的分配头分配多种不同的材料来制造一物体。这些实施例提供特别是从给定种类数量的材料中选择多种材料及定义所述多种被选择的材料的多个所需的组合及其多个特性的能力。依据多个本实施例，沉积每一种材料与一层的多个空间位置被定义以实现由多种不同的材料占据多个不同的三维空间位置，或以实现由二或多种不同的材料占据一实质相同的三维位置或多个相邻的三维位置，以允许所述层中的多种材料的后沉积空间组合，以因而在所述分别的位置处或所述多个分别的位置处形成一复合材料。
任何多种成型材料的后沉积组合或混合都被设想。例如，一旦某种材料被分配，所述某种材料可保留其多个原始特性。然而，当所述某种材料与另一种成型材料或被分配在一相同的位置处或多个邻近的位置处的多种其它被分配的材料同时被分配时，一复合材料被形成，所述复合材料具有与所述被分配的材料一不同的特性或多个不同的特性。
多个本实施例因此使沉积一宽范围的材料组合及制造可由多个不同组合的材料组成的一物体为可行，所述物体的所述多个不同组合的材料是依据表示所述物体的每一部分的特征所需的多个特性而在所述物体的多个不同部分中。
适用于多个本实施例的一增材制造***的多个原理及多个操作的进一步细节可被于美国专利第9,031,680号中找到，其内容通过引用的方式并入本文中。
现参考图4A至4B，其显示依据本发明一些实施例的一示例性调平组件的一透视图及一前视图。依据本发明的一些实施例，所述调平组件100包括一滚筒110、一刮板130、一收集浴槽120，及一螺旋钻150。所述滚筒110撇起为构造一三维物体而沉积的一层的一表面，构建材料被于滚筒110上累积。刮板130通常在所述滚筒110的一整个长度上延伸，并刮下所述滚筒110上的材料。以刮板130所刮下的材料通常被于浴槽120中收集。依据本发明的一些实施例，浴槽120沿滚筒110的一整个长度延伸，且亦在超出滚筒110一被定义的距离上延伸。依据本发明的一些实施例，螺旋钻150位在浴槽120中，且沿所述浴槽120的一整个长度延伸，所述螺旋钻150于其旋转时沿一方向(例如，方向115)运送在浴槽120中的所有材料。依据本发明的一些实施例，螺旋钻150被一马达旋转，所述马达被包括于所述调平组件中。
依据本发明的一些实施例，当刮板130的一端压靠在滚筒110上时，刮板130的一相对端几乎与螺旋钻150接触。这样允许螺旋钻150清洁刮板130从滚筒110所收集的实质所有材料。于一些示例性实施例中，刮板130延伸至浴槽120的一底部，以提供滚筒110、刮板130及螺旋钻150之间的一无缝表面，以致于材料不在刮板130及浴槽120之间收集。可选择地，刮板130与例如美国专利第7,500,846号中被描述的多个刮板相似，其内容通过引用的方式并入本文中。
现参考图5，其显示依据本发明的一些实施例沿一示例性调平组件的一长度切割的一截面图。通常，螺旋钻150长于滚筒110，以致于所述螺旋钻150与滚筒110的一整个长度重迭，且亦沿方向115延伸超出滚筒110。沿滚筒110的所述长度，浴槽120是开放的，以允许从滚筒110上被刮下的材料250进入浴槽120。材料250在浴槽120中通常累积在螺旋钻150的多个螺纹153之间，并以螺旋钻150的旋转被沿方向115机械地运送。依据本发明的一些实施例，螺旋钻150朝向一泵室区域280运送材料250，且材料250通过阀290被从浴槽120去除。于一些示例性实施例中，浴槽120的区域280被封闭以产生压力。通常，一压力差被在一界面220形成，所述界面220位在被封闭的泵室区域280及沿滚筒110的一长度延伸的开放区域之间。于一些示例性实施例中，一蠕动泵295主动地将从浴槽120而来的材料250去除。
现参考图6A及6B，其显示依据本发明一些实施例沿一示例性调平组件的一长度切割的一截面图的细节，以及在一压力差界面切割所述示例性调平组件的一截面图。沿螺旋钻150的一长度，所述压力差区域220可导致材料250通过任何对公称压力为开放的界面从区域280回流。依据本发明的一些实施例，一回流通道320防止在滚筒110附近及浴槽120之外释放回流。此被控制的释放点将所述回流导向浴槽120的一安全区域，及减少泄漏的一可能性。于一些示例性实施例中，回流通道320亦包括：一填充空间260，为沿着螺旋钻150及低于浴槽120的一前部水平300。可选择地，填充空间260增加浴槽120的一容量，以防止泄漏。
现参考图6C，其显示依据本发明一些实施例横切所述收集浴槽的一壳体的一截面图。于一些示例性实施例中，多个芯吸通道325被引入在所述收集浴槽120的所述壳体(或覆盖物)125的一长度上，以作为所述回流通道300的一替换。可选择地，除了所述多个回流通道300外，所述多个芯吸通道被设置。所述芯吸通道325通过捕获在所述螺旋钻上的树脂可将树脂从多个泄漏点移除。这样可防止所述树脂朝向所述壳体125在一滚筒侧上的一开口移动。
现参考图7A及7B，其显示依据本发明一些实施例沿一螺旋钻的一长度切割的二示例性截面图。依据本发明的一些实施例，螺旋钻150具有一可变螺距螺纹。于一些示例性实施例中，沿着滚筒110的一长度的螺纹153的一较宽的螺距被使用以快速地运送材料，而螺纹153的一较紧密的螺距被使用于区域280中以产生较大的压力。可替换地，一螺旋钻151具有在其一整个长度上一恒定的螺距。通常，螺旋钻150被一马达旋转，所述马达可选择地与螺旋钻150以一皮带轮及/或同步皮带连接。
现参考图8A、8B及8C，其显示依据本发明一些实施例的多个调平组件的多个示意图，所述多个调平组件覆盖一打印区域。参考图8A，依据本发明的一些实施例，用于一旋转式三维打印机的一构建托盘400包括一打印区域405及一非打印区域410。通常，所述非打印区域为托盘400的一中央部分。依据本发明的一些实施例，所述滚筒110的一长度沿打印区域405的一整个径向距离延伸，以致于一单一滚筒覆盖所有的多个打印路径(图8A)。通常，滚筒110沿所述径向方向是静止的，且被一马达以沿所述滚筒110的一纵向轴的方式旋转。
现参考图8B，于多个其它示例性实施例中，覆盖少于打印区域405的所述径向距离的一滚筒105被使用，且滚筒105沿所述径向方向为可移动的。通常，滚筒110沿一径向方向前进，以匹配材料被分配的位置。
参考图8C，于本发明的多个其它实施例中，多于一个滚筒被使用以覆盖所述打印区域。可选择地，位在较靠近托盘400的一中心处的一滚筒107被选择以具有一直径较小于位在距离所述中心较远处的一滚筒106的一直径。在旋转式打印中，所述滚筒相对于托盘400的一相对速度取决于径向位置。此多个相对速度的变化取决于托盘400的一尺寸，且可影响一机械的一零件品质及整体功能。于一些示例性实施例中，所述多个不同的直径被选择以补偿多个相对速度的变化。
现参考图9，其显示依据本发明一些实施例的在一构建托盘的上方的一圆锥状滚筒的一示意侧视图。依据本发明的一些实施例，具有一圆锥状形状的一滚筒111被使用于在进行增材制造时将被分配于托盘400上方的材料调平。依据本发明的一些实施例，所述圆锥状形状补偿所述滚筒相对于托盘400的相对速度的变化。通常，所述圆锥体的一直径随着距离托盘400的一中心的一距离的增加而增加。于本发明的多个替换的实施例中，在托盘400的一整个打印区域上延伸的一圆柱状滚筒足够用于产生高打印品质。于本发明的多个其它实施例中，多于一个圆椎状滚筒被使用以覆盖托盘400的所述打印区域。
可以理解，本发明中的多个特定特征，为清楚起见，在多个分开的实施例的内文中描述，也可以在一单一实施例的组合中提供。相反地，本发明中，为简洁起见，在一单一实施例的内文中所描述的各种特征，也可以分开地、或者以任何合适的子组合、或者在适用于本发明的任何其他描述的实施例中被提供。在各种实施例的内文中所描述的多个特定特征，并不被认为是那些实施例的多个必要特征，除非所述多个实施例没有那些元件就不起作用。

Claims (30)

1.一种设备，其特征在于：所述设备包含：
一滚筒，被配置以撇起由一增材制造(AM)***所沉积的一层的材料；
一刮板，被配置以刮下累积在所述滚筒上的材料；
一浴槽，被配置以收集由所述刮板所刮下的材料；及
一螺旋钻，被配置以将在所述浴槽中被收集的材料运送至所述浴槽的一部分，其中所述浴槽的所述部分延伸超出所述滚筒的一长度。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述螺旋钻在所述浴槽的一整个长度上延伸。
3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于：所述螺旋钻被装设在所述浴槽中。
4.如权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于：所述螺旋钻与一马达接合，其中所述马达被配置以使所述螺旋钻沿所述螺旋钻的一纵向轴旋转。
5.如权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于：所述刮板在所述滚筒的一整个长度上延伸。
6.如权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于：所述刮板的一宽度从所述滚筒延伸至所述螺旋钻。
7.如权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于：延伸超出所述滚筒的所述长度的所述浴槽的所述部分包含：一覆盖物，被配置以封闭所述浴槽的所述部分。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于：所述浴槽被配置以形成在延伸超出所述滚筒的所述长度的所述浴槽的所述部分以及所述浴槽的一第二部分之间的一压力差，其中所述浴槽的所述第二部分沿所述滚筒的所述长度延伸。
9.如权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于：所述螺旋钻包含一可变螺距螺纹。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于：在所述滚筒的所述长度上延伸的所述螺旋钻的一螺距宽于在所述浴槽的所述部分上延伸的所述螺旋钻的所述螺距。
11.如权利要求1至10中任一项所述的设备，其特征在于：所述浴槽的所述部分包含：一回流通道，被配置以防止朝向所述滚筒释放回流。
12.如权利要求1至11中任一项所述的设备，其特征在于：所述浴槽的一壳体包含：多个芯吸通道，被配置以防止朝向所述滚筒释放回流。
13.如权利要求1至12中任一项所述的设备，其特征在于：所述增材制造***为一旋转式三维喷墨打印机。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于：所述滚筒被配置以从一旋转构建托盘上撇除所述层。
15.如权利要求13或14所述的设备，其特征在于：所述滚筒沿所述旋转构建托盘的一径向方向延伸。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于：所述滚筒在所述托盘的一整个打印区域上沿所述径向方向延伸。
17.如权利要求15所述的设备，其特征在于：所述滚筒仅在所述托盘的所述打印区域的一部分上沿所述径向方向延伸。
18.如权利要求16或17所述的设备，其特征在于：所述滚筒沿所述径向方向是静止的。
19.如权利要求17所述的设备，其特征在于：所述滚筒被安装在一载物台上，其中所述载物台被配置以沿所述径向方向移动。
20.如权利要求17所述的设备，其特征在于：所述设备包含：多个滚筒，其中每一滚筒在所述托盘的所述打印区域的一不同部分上沿所述径向方向延伸。
21.如权利要求20所述的设备，其特征在于：所述多个滚筒的每一个具有一不同的直径。
22.如权利要求13至19中任一项所述的设备，其特征在于：所述滚筒为一圆锥状滚筒。
23.一种增材制造***，其特征在于：所述增材制造***包含：
一分配单元，被配置以按一分层的方式分配一构建材料，以制造一物体；
一构建托盘，被定位以接收被分配的所述构建材料，其中所述构建托盘被配置以在所述分配单元分配所述构建材料时旋转；及
一调平组件，被配置以将被分配在所述托盘上的所述材料调平，其中所述调平组件包含：
一滚筒，被配置以撇起被分配的所述构建材料，其中所述滚筒沿所述构建托盘的一径向方向对齐；
一刮板，被配置以刮下累积在所述滚筒上的材料；
一浴槽，被配置以收集由所述刮板所刮下的材料；及
一螺旋钻，被配置以将在所述浴槽中被收集的材料运送至所述浴槽的一部分，其中所述浴槽的所述部分延伸超出所述滚筒的一长度。
24.如权利要求23所述的设备，其特征在于：所述螺旋钻在所述浴槽的一整个长度上延伸，且被装设在所述浴槽中。
25.如权利要求23或24所述的设备，其特征在于：所述螺旋钻与一马达接合，其中所述马达被配置以使所述螺旋钻沿所述螺旋钻的一纵向轴旋转。
26.如权利要求23至25中任一项所述的设备，其特征在于：所述滚筒在所述托盘的一整个打印区域上沿所述径向方向延伸。
27.如权利要求23至25中任一项所述的设备，其特征在于：所述滚筒仅在所述托盘的所述打印区域的一部分上沿所述径向方向延伸。
28.如权利要求26或27所述的设备，其特征在于：所述滚筒沿所述径向方向是静止的。
29.如权利要求27所述的设备，其特征在于：所述滚筒被安装在一载物台上，其中所述载物台被配置以沿所述径向方向移动。
30.如权利要求27所述的设备，其特征在于：所述设备包含：多个滚筒，其中每一滚筒在所述托盘的所述打印区域的一不同部分上沿所述径向方向延伸。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10611136B2 (en) * 2014-07-13 2020-04-07 Stratasys Ltd. Method and system for rotational 3D printing
CN107848198B (zh) 2015-07-13 2020-08-18 斯特拉塔西斯公司 积层制造中多个打印喷嘴的操作方法及清洁多个打印喷嘴的装置
CN107848213B (zh) 2015-07-13 2020-11-13 斯特拉塔西斯公司 用于三维打印机的调平设备
DE102016104180A1 (de) 2016-03-08 2017-09-14 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Vorrichtung zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts
CN108407287B (zh) * 2017-02-09 2020-03-31 三纬国际立体列印科技股份有限公司 立体打印装置
CN107295503B (zh) * 2017-07-14 2020-06-02 惠州Tcl移动通信有限公司 确定移动终端接入方式的方法、存储介质及移动终端
CA3096390C (en) * 2018-04-06 2023-10-17 Paxis Llc Additive manufacturing apparatus, system, and method
US11203156B2 (en) 2018-08-20 2021-12-21 NEXA3D Inc. Methods and systems for photo-curing photo-sensitive material for printing and other applications
PL427212A1 (pl) * 2018-09-27 2020-04-06 Rebuild Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Urządzenie do i sposób tworzenia podpór, szalunków lub struktur z tworzyw spienionych oraz urządzenie do i sposób tworzenia budowli
WO2020081058A1 (en) 2018-10-16 2020-04-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Material dispensing apparatus
KR20210090197A (ko) 2018-11-09 2021-07-19 넥사3디 인코포레이티드 3차원 프린팅 시스템
DE102019000796A1 (de) * 2019-02-05 2020-08-06 Voxeljet Ag Wechselbare Prozesseinheit
KR102442534B1 (ko) 2019-03-18 2022-09-14 넥사3디 인코포레이티드 적층 제조 방법 및 시스템
US10967573B2 (en) 2019-04-02 2021-04-06 NEXA3D Inc. Tank assembly and components thereof for a 3D printing system
WO2021143378A1 (zh) * 2020-01-16 2021-07-22 珠海赛纳三维科技有限公司 校平装置及三维打印设备
WO2022086491A1 (en) * 2020-10-19 2022-04-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Processing 3d object models based on target heights
EP4094942A1 (en) 2021-05-26 2022-11-30 TIGER Coatings GmbH & Co. KG Radiation curable composition for additive manufacturing suitable for electronic applications
GB2624851A (en) * 2022-11-22 2024-06-05 Stratasys Powder Production Ltd Apparatus for layerwise manufacture of 3D objects and method of operation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5437820A (en) * 1992-02-12 1995-08-01 Brotz; Gregory R. Process for manufacturing a three-dimensional shaped product
WO2009013751A2 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Objet Geometries Ltd. Solid freeform fabrication using a plurality of modeling materials
WO2009125381A1 (en) * 2008-04-10 2009-10-15 Objet Geometries Ltd. System and method for three dimensional model printing
WO2011011818A1 (en) * 2009-07-29 2011-02-03 Zydex Pty Ltd 3d printing on a rotating cylindrical surface

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK0500225T3 (da) 1991-01-31 1996-02-05 Texas Instruments Inc System, fremgangsmåde og proces til computerstyret fremstilling af tredimensionale genstande udfra computerdata
US6175422B1 (en) * 1991-01-31 2001-01-16 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for the computer-controlled manufacture of three-dimensional objects from computer data
MX9705844A (es) 1995-02-01 1997-11-29 3D Systems Inc Recubrimiento rapido de objetos tridimensionales con una base en seccion transversal.
US6305769B1 (en) * 1995-09-27 2001-10-23 3D Systems, Inc. Selective deposition modeling system and method
US6259962B1 (en) 1999-03-01 2001-07-10 Objet Geometries Ltd. Apparatus and method for three dimensional model printing
US6658314B1 (en) 1999-10-06 2003-12-02 Objet Geometries Ltd. System and method for three dimensional model printing
US6850334B1 (en) 2000-01-18 2005-02-01 Objet Geometries Ltd System and method for three dimensional model printing
US20050104241A1 (en) * 2000-01-18 2005-05-19 Objet Geometried Ltd. Apparatus and method for three dimensional model printing
US7300619B2 (en) 2000-03-13 2007-11-27 Objet Geometries Ltd. Compositions and methods for use in three dimensional model printing
US6569373B2 (en) 2000-03-13 2003-05-27 Object Geometries Ltd. Compositions and methods for use in three dimensional model printing
US20030207959A1 (en) 2000-03-13 2003-11-06 Eduardo Napadensky Compositions and methods for use in three dimensional model printing
US20020171177A1 (en) 2001-03-21 2002-11-21 Kritchman Elisha M. System and method for printing and supporting three dimensional objects
US20030151167A1 (en) 2002-01-03 2003-08-14 Kritchman Eliahu M. Device, system and method for accurate printing of three dimensional objects
EP1590149B1 (en) 2002-12-03 2008-10-22 Objet Geometries Ltd. Process of and apparatus for three-dimensional printing
US7500846B2 (en) 2003-05-01 2009-03-10 Objet Geometries Ltd. Rapid prototyping apparatus
WO2004106041A2 (en) 2003-05-23 2004-12-09 Z Corporation Apparatus and methods for 3d printing
US8875976B2 (en) * 2005-09-26 2014-11-04 Aeroprobe Corporation System for continuous feeding of filler material for friction stir welding, processing and fabrication
US10092975B2 (en) * 2008-02-12 2018-10-09 United Technologies Corporation Solid state additive manufacturing system
US7962237B2 (en) 2008-08-06 2011-06-14 Objet Geometries Ltd. Method and apparatus for optimizing a scanning plan in three-dimensional printing
JP2010072034A (ja) * 2008-09-16 2010-04-02 Seiko Epson Corp 画像形成装置及び感光体ユニット、転写ベルトユニット
JP6029146B2 (ja) 2010-04-25 2016-11-24 ストラタシス リミテッド シェル物体の立体自由形状製作
JP5737905B2 (ja) 2010-11-01 2015-06-17 株式会社キーエンス 三次元造形装置及び三次元造形方法
CN104742376A (zh) * 2015-04-09 2015-07-01 深圳长朗三维科技有限公司 激光线阵列式3d打印设备及其成型方法
CN107848213B (zh) 2015-07-13 2020-11-13 斯特拉塔西斯公司 用于三维打印机的调平设备

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5437820A (en) * 1992-02-12 1995-08-01 Brotz; Gregory R. Process for manufacturing a three-dimensional shaped product
WO2009013751A2 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Objet Geometries Ltd. Solid freeform fabrication using a plurality of modeling materials
WO2009125381A1 (en) * 2008-04-10 2009-10-15 Objet Geometries Ltd. System and method for three dimensional model printing
WO2011011818A1 (en) * 2009-07-29 2011-02-03 Zydex Pty Ltd 3d printing on a rotating cylindrical surface

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