專利名稱：快速成型裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置，以下稱為"快速成型裝置"，用于根據(jù)限定物體 的數(shù)據(jù)連續(xù)地一層一層地形成薄材料層而成形出三維物體。
背景技術(shù)：
快速成型裝置(RPAs)根據(jù)限定物體的數(shù)據(jù)(以下稱為"構(gòu)造數(shù)據(jù) (construction data)")連續(xù)地一層一層地形成薄材料層(以下稱為"構(gòu)造層 (construction layer)")而形成物體?，F(xiàn)在已經(jīng)存在形成用于制造物體的薄構(gòu) 造層的各種類型的RPAs以及不同方法。
其中一種類型的RPAs、傳統(tǒng)的被稱為"噴墨RPA"、"打印"出待制造 物體的每一層。為了形成預(yù)定層，該噴墨RPA根據(jù)物體的構(gòu)造數(shù)據(jù)控制至 少一個分配器、即"打印頭"、分配至少一種液態(tài)構(gòu)造材料，然后凝固所分 配的材料。所分配的用于形成層的至少一種構(gòu)造材料、以下稱為"建筑材料，， (BM)、被打印成物體橫截面的形狀。打印成物體薄橫截面形狀的相鄰構(gòu)造層 中的建筑材料相對于彼此沿著物體的同一方向、以下稱為"疊置方向"、移 動小增量距離。
為了便于說明，假設(shè)構(gòu)造層形成的物體橫截面平行于相應(yīng)坐標系中的xy 平面，疊置方向是坐標系中的z方向?？蛇x擇地建筑材料是光敏聚合物，其 在沉積后通過暴露于適當?shù)碾奮t輻射、通常是紫外輻射下而硬化。
對于許多構(gòu)造物體來說，由于物體的復(fù)雜性和/或形狀不同，只包括打印 成構(gòu)造物體橫截面形狀的BM的構(gòu)造層不是完全自支撐的，其在制造物體的 過程中需要支撐。由于這個原因，至少一種構(gòu)造材料、以下稱為"支撐材料" (SM)按照需求打印在每層的適當區(qū)域，以支撐所述層中的建筑材料。支撐材料所形成的形狀可使其在制造完物體后從物體上去除，基本上不會損壞 建筑材料。在一些實施例中，支撐材料與建筑材料一樣，也是光敏聚合物。
噴墨型RPA通常都包括至少一個噴墨打印頭，該打印頭包括在安裝到 "滑架(shuttle)"上的"打印頭組件，，中。每個打印頭都具有一排一個或多 個輸出口，且打印頭可控地通過每個輸出口獨立地分配構(gòu)造材料。構(gòu)造材料 為存儲在至少一個供料盒中的一種或多種光敏聚合物，適當結(jié)構(gòu)的導(dǎo)管將材 料從供料盒運送到打印頭組件上的一個或多個儲料器中，打印頭從儲料器中 獲得材料。可選擇地，為了保持至少一種光敏聚合物的適當粘性，控制器控 制至少一個加熱器來加熱光敏聚合物到適當?shù)墓ぷ鳒囟?，其中該加熱器可選 擇地安裝在打印組件、打印頭和/或儲料器上。通常，該一種或多種光敏聚合 物可以混合、分開或一起、同時或4安順序地進行分配。
在制造物體的過程中，控制器控制滑架在平行于xy平面的支撐表面(以 下稱為"構(gòu)造平臺")上重復(fù)移動。當滑架移動時，控制器根據(jù)限定物體的 構(gòu)造數(shù)據(jù)控制每個打印頭有選擇地通過它的輸出口分配構(gòu)造材料，以在構(gòu)造 平臺上打印出形成物體的構(gòu)造層， 一層接著一層地疊置。 一個或多個電^f茲輻 射源(可選擇地為紫外輻射)安裝在滑架上且靠近打印頭組件，用于固化在 每個構(gòu)造層上打印的光敏聚合物構(gòu)造材料?？蛇x擇地，在滑架上靠近至少一 個打印頭組件的位置還安裝"校平輥"，其通過去除層上多余材料和/或材料 毛刺來校平新打印的構(gòu)造材料層到預(yù)定層高。通過"清潔片，，刮去輥上粘附 的從層上去除的多余材料，并將其集中在位于滑架上的廢料罐中。
可選擇地，在制造構(gòu)造層期間滑架在支撐表面上方移動時，控制器控制 滑架沿著x方向往復(fù)移動?？蛇x擇地，在滑架沿著x方向進行任一次或多次 掉轉(zhuǎn)時，控制器都會增加滑架在y方向的位移。在形成預(yù)定構(gòu)造層之后，或 者構(gòu)造平臺沿著疊置方向下降或者滑架沿著疊置方向上升預(yù)定距離，該距離 等于另 一個要在剛形成的構(gòu)造層之上成形的構(gòu)造層厚度。
在制造物體的過程中，多余固化的光敏聚合物構(gòu)造材料會聚集在打印頭 上或打印頭組件中至少一個打印頭和清潔片之間。聚集的材料會導(dǎo)致輸出口 全部或局部阻塞，在沉積構(gòu)造材料時產(chǎn)生誤差，和/或在打印頭和輥在打印層 上移動時損壞打印層。通常，在聚集了光敏聚合物"碎屑，，后打印頭組件的 功能變差，以至于必須更換打印頭組件。更換打印頭組件通常都是很昂貴的， 且浪費時間，還需要重新校準RPA來精確控制輸出口沉積聚合物。在這里引用美國專利US6,259,962、 US6,658，314、 US6,569,373以及美 國申請10/101,089,09,484,272、 10/336,032公開的全部內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的一個方面涉及一種噴墨型快速成型裝置(RPA),其具有 改進的操作特性。
本發(fā)明實施例的一個方面涉及一種RPA，其包括帶有打印頭組件的滑 架，其中每個打印頭都可拆卸地安裝在打印頭組件中，且可相對于組件中其 它打印頭獨立地更換。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，滑架和打印頭具有這樣的結(jié)構(gòu)，即在更換打 印頭時其可通過包括在打印頭組件和打印頭中的對齊結(jié)構(gòu)自動對齊。根據(jù)本 發(fā)明 一 實施例，打印頭與存有限定打印頭操作特性的剖面數(shù)據(jù)的存儲器相 連，RPA中的控制器通過該剖面凝:據(jù)控制打印頭。在本發(fā)明的 一些實施例中， 存儲器包括在打印頭中。
本發(fā)明實施例的一個方面涉及一種具有改進的燈的RPA，燈發(fā)出輻射以 固化光敏聚合物構(gòu)造材料。
RPA成形的構(gòu)造層邊緣的光敏聚合物構(gòu)造材料通常很難聚合且仍處于 柔軟和粘性狀態(tài)，從而導(dǎo)致邊緣的清晰度差。根據(jù)本發(fā)明一實施例的輻射燈 提供相對多的輻射能量，這樣輻射以與平面法線成相對大的角度入射到構(gòu)造 層中。與小入射角相比，大入射角輻射可更有效地聚合構(gòu)造層邊緣的材料。 本發(fā)明實施例的一個方面涉及一種具有改進的清潔片的RPA ，清潔片用于去 除聚集在RPA表面的聚合物碎屑。
因此根據(jù)本發(fā)明的實施例提供一種裝置，其根據(jù)限定物體的數(shù)據(jù)一層一 層地連續(xù)地形成薄構(gòu)造材料層而制造物體，該裝置包括
多個打印頭，每個打印頭都具有成形出多個輸出口的表面，且打印頭可 控地使每個輸出口相對于其它輸出口獨立地分配構(gòu)造材料；
滑架，打印頭安裝在該滑架上；
支撐表面；以及
控制器，其適于控制滑架在支撐表面上往復(fù)移動，并且當滑架移動時， 其根據(jù)數(shù)據(jù)控制打印頭通過其各自的輸出口分配構(gòu)造材料，以在支撐表面上形成第一層，之后繼續(xù)形成其它層；其中
每個打印頭都可拆卸地安裝在滑架上，并且可相對于其它打印頭獨立地 更換。
可選擇地，每個打印頭都包括至少一個對齊結(jié)構(gòu)，其與包括在滑架中的 對齊結(jié)構(gòu)相匹配，并且當打印頭安裝在滑架上時，打印頭上至少一個對齊結(jié) 構(gòu)接觸相應(yīng)的滑架對齊結(jié)構(gòu)，從而將打印頭準確地定位在滑架中。可選擇地， 每個打印頭中的輸出口都是等間距地線性排列，且第一輸出口位于排列中的 第一端?？蛇x擇地，包括在每個打印頭中的至少一個對齊結(jié)構(gòu)和其相應(yīng)的滑 架對齊結(jié)構(gòu)用于定位打印頭，它們各自的輸出口的列是平行的?？蛇x擇地， 所述輸出口的列沿著垂直于所述輸出口的列的方向排列?？蛇x擇地，包括在 每個打印頭中的至少一個對齊結(jié)構(gòu)和其相應(yīng)的滑架對齊結(jié)構(gòu)用于定位打印 頭，這樣每個打印頭中的第 一輸出口都能精確地相對于另 一個打印頭中的第 一輸出口定位?？蛇x擇地，穿過輸出口中心的平行線在支撐表面上的投影彼 此大致等間距，其中穿過輸出口中心的平行線垂直于輸出口的列?？蛇x擇地， 第一輸出口與垂直于輸出口的列的同一平面的距離通過下面的等式得出，即 y(n)=C+n(dy/N),其中y是與平面的距離，C是常數(shù)，N是打印頭數(shù)量，dy 是同一打印頭上相鄰輸出口之間的距離，對于每個打印頭來說n是不同的整 數(shù)，且滿足0^n^(N-l)。可選擇地，在形成層期間構(gòu)造材料從打印頭中的輸 出口被分配時，控制器控制滑架沿著垂直于輸出口的列的方向移動。可選擇 地，距離y(n)是這樣，即，使得打印頭在平行于輸出口的列的構(gòu)造層上給定 線的特定位置沉積小滴，在這樣的特定位置沉積小滴使得小滴大致不與先前 其它的N打印頭在該給定線上沉積的任何材料小滴鄰接?？蛇x擇地，在給定 線上，每個沉積在先前已沉積的兩個最靠近的小滴之間的小滴與所述兩個先 前已沉積的小滴的間距都相等。
在本發(fā)明的 一些實施例中，每個打印頭中的至少 一個對齊結(jié)構(gòu)包括至少 一個對齊銷，該銷突出于打印頭且端部相對于輸出口的列精確定位。
可選擇地，相應(yīng)的滑架對齊結(jié)構(gòu)是表面，對齊銷和對齊表面定位為使得 當打印頭安裝在滑架上時，銷的頂端緊靠在對齊表面上。可選擇地或附加地， 所述至少一個對齊銷包括三個對齊銷。可選擇地，其中所述對齊銷中的兩個 的頂端之間的線精確地平行于輸出口的列。可選擇地，第三個對齊銷的頂端 平行于輸出口的列移位且以與第一輸出口相距一準確距離遠離所有輸出口的位置。
在本發(fā)明的一些實施例中，每個打印頭都與存儲器相連?？蛇x擇地，存 儲器包括在打印頭中。附加地或可選擇地，存儲器包括規(guī)定為打印頭特有的 操作特性的剖面數(shù)據(jù)，且控制器利用這些數(shù)據(jù)控制打印頭?？蛇x擇地，當打 印頭安裝在滑架上時，剖面數(shù)據(jù)自動成為可被控制器訪問。附加地或可選擇 地，每個輸出口都與其自身的致動器相連，所述致動器可被控制為控制從輸 出口分配構(gòu)造材料，其中剖面數(shù)據(jù)包括可用于控制致動器的數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的一些實施例中，裝置包括溫度監(jiān)控器，其產(chǎn)生響應(yīng)打印頭溫
度的信號。可選擇地存儲器包括標定數(shù)據(jù)(cablicationdata),其使信號的特 性與打印頭的溫度有關(guān)。
在本發(fā)明的一些實施例中，打印頭包括熱源，其可控地維持打印頭在所 需溫度，存儲器包括可用于控制熱源的數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的一些實施例中，存儲器包括可用于確定輸出口相對于滑架中 其它打印頭的輸出口的位置的數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的一些實施例中，構(gòu)造材料包括光敏聚合物?？蛇x擇地，該裝 置包括發(fā)出輻射以聚合光敏聚合物的燈?？蛇x擇地，該燈發(fā)出相當大部分的 輻射，從而以相對于其平面的大致非直角(non-normal angles)入射到構(gòu)造層 上。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供一種裝置，其根據(jù)限定物體的數(shù)據(jù)一層一 層地連續(xù)地形成薄材料層而制造物體，該裝置包括
至少一個打印頭，其具有成形出至少一個輸出口的表面，且打印頭可控 地使輸出口分配液態(tài)的光敏聚合物材料；
燈，其可控地發(fā)出使光敏聚合物聚合的輻射；以及
控制器，其適于控制打印頭分配光敏聚合物并連續(xù)地形成層，控制燈照 射并聚合所分配的光敏聚合物；其中
由燈發(fā)出的相當大部分的輻射被定向為使得所述輻射以大致非直角的 角入射到所述層上。
可選擇地，燈包括輻射源和反射輻射源發(fā)出的光的反射體，使得光以大 致非直角的角入射到所述層上。附加地或可選^^地，相對于所述層的法線所 述角的大小為大于20。。在本發(fā)明的一些實施例中，相對于所述法線所述角 的大小為大于30。。在本發(fā)明的一些實施例中，相對于所述法線所述角的大小約等于45。。
在本發(fā)明的一些實施例中，反射體包括至少一個拋物線反射體，且至少 部分光源位于反射體的焦點上?？蛇x擇地，反射體是近似于拋物線反射體的 多邊形反射體?？蛇x擇地，部分光的入射角是正的，部分光的入射角是負的。
在本發(fā)明的一些實施例中，輻射源是放電式燈泡。可選擇地，所述燈泡 是汞或氣放電燈泡。
在本發(fā)明的一些實施例中，燈包括發(fā)光二極管，其可控地發(fā)出使光敏聚 合物聚合的輻射。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供一種裝置，其^f艮據(jù)限定物體的數(shù)據(jù)一層一
層地連續(xù)地形成薄材料層而制造物體，該裝置包括
至少一個打印頭，其可控地分配液態(tài)的光^:聚合物材^h
燈，其可控地發(fā)出使光敏聚合物聚合的輻射；以及
控制器，其適于控制打印頭分配光敏聚合物并連續(xù)地形成層，控制燈照 射并聚合所分配的光敏聚合物；其中
燈包括一發(fā)光二極管陣列，其可控地發(fā)出使光敏聚合物聚合的輻射。
可選擇地，該裝置包括顯微透鏡，其將發(fā)光二極管發(fā)出的光變成具有相 對大錐角的錐形光束?？蛇x擇地錐角大于約80°?？蛇x擇地錐角大于約100。。
在本發(fā)明的一些實施例中，發(fā)光二極管陣列相對遠離所述層布置，且陣 列中每個發(fā)光二極管都具有輻射導(dǎo)體，用于將輻射從發(fā)光二極管傳送到相對 靠近所述層的位置，在該位置所述輻射照射所述層的區(qū)域。
在本發(fā)明的一些實施例中，控制器控制陣列中發(fā)光二極管發(fā)出的紫外光 強度，并且使發(fā)光二極管發(fā)出的紫外光強度相對于陣列中其它發(fā)光二極管發(fā) 出的紫外光強度獨立。
在本發(fā)明的一些實施例中，控制器打開和關(guān)閉陣列中的發(fā)光二極管，以 減少陣列發(fā)出的不能有效使所述層中光敏聚合物聚合的輻射。
在本發(fā)明的一些實施例中，裝置包括刮片，其中控制器適于在刮片上方 移動至少一個打印頭以清潔打印頭成形有輸出口的表面。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供一種裝置，其根據(jù)限定物體的數(shù)據(jù)一層一 層地連續(xù)地形成薄材料層而制造物體，該裝置包括
至少一個打印頭，其具有成形出至少一個輸出口的表面，且打印頭可控 地通過輸出口分配液態(tài)的光每丈聚合物材料；刮片；以及
控制器，其適于控制打印頭分配光敏聚合物并連續(xù)地形成層，以及在刮
片上方移動打印頭以清潔打印頭成形有^r出口的表面。
附加地或可選擇地，刮片包括至少一個清潔片，當控制器控制打印頭表 面在刮片上移動時，該清潔片的邊緣從該表面上刮擦多余的構(gòu)造材料。 可選擇地，當打印頭表面在刮片上移動時，至少一個清潔片的邊緣接觸
該表面o
可選擇地，清潔片由彈性材料成形，從而接觸表面的邊緣就彈性地接觸 該表面。可選擇地所述邊緣是圓齒狀，且相應(yīng)于所述至少一個打印頭的各個 打印頭都具有不同的圓齒。
在本發(fā)明的一些實施例中，所述至少一個打印頭包括多個打印頭。
可選擇地，清潔片成形有至少一個槽，其將清潔片分割成多個齒，每個 齒都具有接觸不同的所述多個打印頭之一的輸出口表面的邊緣，用于刮擦表 面上的多余構(gòu)造材料。
附加地或可選擇地，至少一個清潔片包括至少兩個清潔片。可選擇地， 所述至少兩個清潔片中的清潔片具有不接觸所述打印頭的輸出口表面的邊 緣，但當控制器控制表面在刮片上移動時，該邊緣沿著表面移動并靠近表面。 可選擇地，當所述表面在所述刮片上方移動時，所述表面的區(qū)域在接觸與所 述表面接觸的邊緣之前，移動通過不與所述表面接觸的邊緣。
在本發(fā)明的一些實施例中，裝置包括障礙物檢測系統(tǒng)，用于檢測在層中
的突出于所述層的表面的缺陷?？蛇x擇地，該障礙物檢測系統(tǒng)包括發(fā)射激 光束的激光器，其中激光束沿著其長度^l妾觸所述層的表面或者定位為靠近所 述層的表面；以及接收激光束的檢測器；其中檢測器接收的來自激光器的光 至少部分地被突出于所述表面的缺陷阻擋。
本發(fā)明實施例的一個方面涉及一種用于噴墨RPA的新型構(gòu)造材料，與 使用現(xiàn)有的噴墨構(gòu)造材料相比，使用該材料制造的物體具有改進的結(jié)構(gòu)強 度。


下面參考

本發(fā)明的無限制性的實施例，其中在本段的后部列出了

。在圖中相同的結(jié)構(gòu)、元件或部件用相同的附圖標記表示。在圖 中示出的部件和特征的尺寸是為了方便和清楚地表示而選擇的，因此無須示 出其比例。
圖1示意地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的快速成型裝置(RPA);
圖2A是示意地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的滑架的底部透視圖，其中滑 架包括在圖1所示的RPA中，且具有可單獨更換的打印頭；
圖2B是示意地表示圖2A所示滑架的底部視圖2C示意地表示去掉打印頭的圖2A-2B所示的滑架；
圖2D示意地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的打印頭；
圖2E和2F分別是示意地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的供應(yīng)構(gòu)造材料到 RPA中打印頭的系統(tǒng)的透視圖和截面圖3A示意地表示一些線，根據(jù)本發(fā)明實施例的打印頭的不同輸出口就 沿著這些線分配構(gòu)造材料以形成物體的構(gòu)造層；
圖3B表示圖3A的局部放大部分，以便于理解；
圖4A示意地表示在現(xiàn)有技術(shù)中分配構(gòu)造材料以形成構(gòu)造層的方法；
圖4B示意地表示根據(jù)本發(fā)明實施例的分配構(gòu)造材料以形成構(gòu)造層的方
法；
圖4C示意地表示了根據(jù)本發(fā)明一實施例的滑架，其用于按照圖4B所 示的方法分配構(gòu)造材料；
圖5是示意地表示根據(jù)本發(fā)明實施例的另一種滑架的底部視圖6A - 6C分別示意地表示根據(jù)本發(fā)明實施例的為聚合構(gòu)造材料提供紫 外光的燈的透視圖、局部截面圖和橫截面圖6D表示由UV燈發(fā)出的被圖1所示RPA成形的構(gòu)造層反射的光的相 對強度的曲線圖，所述光的強度是在由UV燈提供的光透過的孔隙的層以上 的高度的函數(shù)；
圖7A和7B是表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的另 一種UV燈的示意截面圖； 圖8示意地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有發(fā)光二極管的UV燈，其中
發(fā)光二極管發(fā)出聚合紫外光；
圖9A和9B是示意地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有UV燈的滑架的
透視圖，其中UV燈包括遠離通過控制滑架而形成的構(gòu)造層布置的發(fā)光二極
官,圖IOA和10B分別是示意地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的進行保養(yǎng)清潔 的滑架的透視圖和橫截面圖10C- IOD示意地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于清潔滑架的不同清 潔片；
圖IIA和11B是示意地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的另一種清潔片結(jié)構(gòu)
的透S見圖和4黃截面圖IIC是示意地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的圖IIA和IIB所示清潔片
的變形實例的透視圖12A示意地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于檢測由RPA形成的構(gòu)造
層上隆起的系統(tǒng)；
圖12B和12C示意地表示圖12A所示系統(tǒng)的橫截面； 圖12D示意地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的圖12A所示系統(tǒng)的變形實例； 圖13是表示根據(jù)本發(fā)明實施例的RPA性能參數(shù)相互關(guān)系的圖表；以及 圖14示意地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的制造相對薄的構(gòu)造層且具有相
對高的打印清晰度的方法。
具體實施例方式
圖1示意地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的在構(gòu)造平臺24上制造物體22的 噴墨RPA20。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，RPA 20包括控制器26和滑架28, 滑架28包括打印頭組件50、校平輥27、以及可選擇地兩個輻射源120,用 于聚合由RPA所使用的用于制造物體的光每文聚合物。可選擇地，構(gòu)造平臺 24安裝在工作臺25上且可控地相對于工作臺下降和上升。
在制造物體22的過程中，RPA20的控制器26定期地移動滑架28到工 作臺25上的保養(yǎng)區(qū)域220，在該區(qū)域包括廢料坑222和至少一個清潔片。舉 例說明，保養(yǎng)區(qū)域220包括兩個清潔片，第一清潔片225和第二清潔片227。 在保養(yǎng)區(qū)域220，控制器26執(zhí)行清洗程序以去除聚集在打印頭組件50的打 印頭上的廢構(gòu)造材料"碎屑"。在下文中將要說明保養(yǎng)區(qū)域220和清洗程序。
為了簡便，假設(shè)RPA20所使用的光敏聚合物是紫外線可固化的，輻射 源120是UV燈。在圖中示意地示出了 RPA 20，只有與i兌明有關(guān)的RPA的 特征和部件在圖1中示出了。坐標系21用于表示RPA20的特征和部件的布 置牙W立置的。為了制造物體22，控制器26控制滑架28可選擇地沿著方塊雙箭頭31 所示的方向平行于x軸在構(gòu)造平臺24上方往復(fù)移動。在沿著x軸掉轉(zhuǎn)一次 或多次方向后，控制器使滑架28可選擇地沿著方塊箭頭32所示的方向平行 于y軸前進一增量距離。當滑架28在構(gòu)造平臺24上移動時，控制器26控 制打印頭根據(jù)限定物體22的構(gòu)造數(shù)據(jù)分配構(gòu)造材料(所需的建筑材料BM 和/或支撐材料SM)，形成用于制造物體的構(gòu)造層34。
在構(gòu)造材料剛剛被打印形成給定構(gòu)造層34的區(qū)域后，校平輥27接觸該 區(qū)域，并且通過刮去打印材料的上部而壓平和校平構(gòu)造層到所需厚度。為了 實現(xiàn)刮去動作，輥27沿著其在滑架28前進方向上在構(gòu)造材料上滾動時產(chǎn)生 的旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)，但是旋轉(zhuǎn)速度大于滑架前進的相應(yīng)線性速度。適當?shù)墓?片和廢料"集中處"(未示出)安裝在滑架28中，用于清潔輥27上的廢構(gòu) 造材料。
構(gòu)造層34沿垂直于構(gòu)造平臺24、平行于z軸的堆疊方向疊置。在形成 給定構(gòu)造層34之后，可選擇地構(gòu)造平臺24降低一定距離，該距離等于在給 定構(gòu)造層上待形成的另一個構(gòu)造層的厚度。為了便于說明，在圖1中放大示 出了構(gòu)造層34的厚度。
舉例說明，物體22是小插圖38中示出的花瓶36的復(fù)制品，且在構(gòu)造 平臺24上示出了已制成的一部分。示意地示出的花瓶36由"數(shù)據(jù)橫截面" 層40形成，層40由花瓶的構(gòu)造數(shù)據(jù)限定。方塊箭頭42示意地表示將構(gòu)造 數(shù)據(jù)輸入到控制器26中，和/或根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)在控制器中產(chǎn)生構(gòu)造數(shù)據(jù)， 并被編排以控制結(jié)構(gòu)層34的形成。
圖2A是示意地表示滑架28的從底部所示的透視圖。在圖2A的透視圖 中，坐標系21的x軸和z軸與圖1所示的這兩個軸的方向相反。
打印頭組件50可選擇地成形有多個插槽51,每個插槽都適于容納打印 頭52,打印頭插入插槽和^v插槽中拆卸可獨立于其它打印頭插入插槽或從插 槽中拆卸。在圖2B和2C中更清楚地示出了插槽51，這兩幅圖分別表示從 滑架28底部所示的具有和沒有打印頭52插入到插槽中的滑架。圖2D示意 地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的單個打印頭52，與圖2A-2C相比，該圖更清 楚地示出了打印頭的詳細部件。
舉例說明，組件50包括八個插槽51?？蛇x擇地，不同打印頭52或不 同打印頭52組用于打印不同的構(gòu)造材料。例如， 一些打印頭52只打印BM或特定類型的BM,而其它打印頭52可只打印SM或特定類型的SM。打印 頭52可通過任何方法被設(shè)計和構(gòu)造為BM或SM專用打印頭。例如，用于 打印BM的打印頭52的數(shù)量可不同于用于打印SM的打印頭52的數(shù)量。另 外地或可選擇地，相鄰打印頭52可用于打印不同的構(gòu)造材料， 一個用于打 印BM,而另一個用于打印SM。
舉例說明，在打印頭組件50中，假設(shè)用括弧54表示的插入插槽51中 的四個打印頭52組用于打印BM,用括弧53表示的插入插槽51中的四個 打印頭52組用于打印SM。為了便于授權(quán)，由括弧53表示的插槽51還可表 示為插槽53，由括弧54表示的插槽51還可表示為插槽54。
根據(jù)本發(fā)明一實施例，打印頭組件50和打印頭52如此構(gòu)成，使得每個 打印頭都可相對容易地更換，例如由于損壞或維修所需的更換?？蛇x擇地， 所有打印頭52都近似相同。
每個打印頭52都包括殼體56,在圖2D中清楚地示出了該殼體，在殼 體上成形有多個共線的、可選擇地等間距的輸出口 58，構(gòu)造材料通過這些口 進行分配。為了簡便，在圖2D中示出虛線59,在圖2A和2B中的一些打 印頭52上也示出該虛線，共線的輸出口 58沿著該線進行排列。在下文中將 參考附圖2E和2F說明根據(jù)本發(fā)明一實施例的供應(yīng)構(gòu)造材料到打印頭52中 的方法和裝置。
電路板55包括控制壓電致動器(未示出)的電路57,壓電致動器位于 殼體56中并被促動以分配構(gòu)造材料，使材料流過輸出口 58和打印頭52的 其它部件。連接器47將電路板55連接到打印頭組件28中的電路上，打印 頭組件與控制器26 (參見圖1 )相連。根據(jù)本發(fā)明一實施例，電路板55包 括存儲器49,在其中存儲著數(shù)據(jù)，即表示打印頭52操作特性的"剖面數(shù)據(jù) (profile data)"?？蛇x擇地，在下文中將要說明存儲在存儲器49中的剖面數(shù) 據(jù)。
打印頭52和打印頭組件50具有相應(yīng)的對齊特征。當打印頭插入到任一 個插槽51中時，對齊特征配合使打印頭52自動對齊，這才羊其輸出口 58的 線59就平行于同一線，可選擇地為y軸。因此安裝在打印頭組件50上的所 有打印頭52中輸出口 58的線59都彼此平行，且具有相對高的精度?？蛇x 擇地，打印頭52中輸出口 58的線59彼此等間距。
一些相應(yīng)的對齊特征配合對齊打印頭52，這樣可選擇地，不同打印頭上用于打印相同構(gòu)造材料的輸出口的y坐標不同。例如，根據(jù)本發(fā)明一實施 例，插入插槽53 (即由括弧53表示的插槽51 )中的不同打印頭52上的輸 出口 58的y坐標是不同的。類似地，插入插槽54 (即由括弧54表示的插槽 51 )中的打印頭52中的輸出口 58的y坐標可能與插入插槽53中的打印頭 52中的輸出口的y坐標相同，插槽54中兩個不同打印頭52中的輸出口 58 的y坐標是不同的?？蛇x擇地，插槽54中的打印頭的結(jié)構(gòu)與插槽53中的打 印頭結(jié)構(gòu)相同，因此可以理解，在下文中關(guān)于插槽54中打印頭的說明適用 于插槽53中的打印頭。
假設(shè)每個打印頭52中的第一輸出口 58是最接近xz平面(參見圖2A) 的輸出口，位于相同打印頭上的相鄰輸出口之間的距離為"dy"?？蛇x擇地， 位于插槽54中的每個打印頭52上第一輸出口的y坐標的值通過下面的式子 表示，
y=C+n(dy/N)=C+nAdy
其中N表示插槽54的數(shù)量，Ady = dy/N，對于每個插槽來說n是不同 的整數(shù)，且滿足條件0《n《(N-l)。
可選擇地，每個打印頭52的對齊特征都包括兩個x對齊銷60和一個y 對齊銷62(在圖2B和2D中清楚地示出了 )?？蛇x擇地，每個x銷都具有圓 形端部，且該端部具有尖端61,每個y銷62都具有圓形端部，且該端部具 有尖端63。每個x銷60的尖端61都相沿著x軸對于線59的x坐標偏移相 同的精確距離△ x?？蛇x擇地，對于所有的打印頭52來說△ x都近似相同。y 銷62的尖端63沿著y軸相對于打印頭52上第一輸出口的y坐標偏移精確 距離Ay?？蛇x擇地，對于所有的打印頭52來說Ay都近似相同。
每個插槽54都包括兩個x對齊按4丑64和一個y對齊纟耍4丑66，其分別 與每個打印頭52上的x對齊銷60和y對齊銷62相對應(yīng)。在圖2A中未示出 X對齊按鈕64，但是在圖2B中示意地示出了，且在圖2C中更加清楚地示 出了。每個x對齊按鈕64都具有相同精度的控制長度且端部位于平的"對 齊表面"65中。每個插槽54都包括至少一個彈性元件68,例如彈簧片或螺 旋彈簧。當打印頭52插入到插槽54中時，至少一個彈性元件56擠壓打印 頭，這樣x對齊銷60的尖端61就接觸插槽中對齊按鈕64的x對齊表面65。 X對齊銷60和按鈕64的結(jié)構(gòu)使得插入插槽51中的打印頭52中的輸出口 58 的線59相對精確地平行。插槽54中的每個y按鈕66都具有不同長度，其長度可選擇地由等式1 得出，按鈕的端部位于平的對齊表面67中。彈性元件69包括在每個插槽54 中用于彈性擠壓插入插槽中的打印頭52，這樣打印頭的y對齊尖端63就擠 壓插槽中對齊按鈕的y對齊表面67。 y對齊銷62和按鈕66的結(jié)構(gòu)使得插入 不同插槽54中的每個打印頭52的第一輸出口 58都具有不同的y坐標，該 坐標可選擇地由等式1得出。因此插槽54中每個打印頭52的輸出口 58相 對于插槽54中其它打印頭的輸出口偏移(dyZN)-Ady的不同倍數(shù)。插槽54 中所有打印頭52上的輸出口 58在平行于y軸的線上的投影沿著該線間隔相 等，其距離等于Ady。舉例說明，對于圖1所示的插槽54和y對齊按鈕66 的結(jié)構(gòu)來說，打印頭54沿著y軸的位移隨著打印頭相對于打印頭組件50固 定特征的x坐標的x坐標增加而線性減小。
圖2E是示意地表示打印頭組件50右上側(cè)的透視圖，其中安裝在組件中 的打印頭52與儲料器401、 402、 403和404相連，儲料器包括在打印頭組 件中用于存儲供應(yīng)到打印頭的構(gòu)造材料。透過由虛線表示的打印頭組件可以 看出打印頭和儲料器。圖2F示意地表示了圖2E所示打印頭52的橫截面。
位于插槽54 (參見圖2B和2C )中并可選擇地用于打印建筑材料(BM) 的打印頭52由括弧標示"BM"表示，并作為BM打印頭。每個BM打印頭 52都與存儲BM并供應(yīng)BM到打印頭的儲料器401和403相連。供料導(dǎo)管 409將儲料器401連接到"供料，，泵(未示出)，可選擇地該泵用于從與打印 頭組件50相距一定距離的BM供料盒將BM泵入儲料器401中?？蛇x擇地， 回流安全閥411將儲料器403連接到真空泵(未示出)，從而保持儲料器401 和402中一定的真空度。
類似地，括弧標示的"SM"表示位于插槽53中并可選擇地用于打印支 撐材料(SM)的打印頭52，該打印頭作為SM打印頭。每個SM打印頭52都 與存儲SM并供應(yīng)SM到SM打印頭的儲料器402和404相連。供料導(dǎo)管410 將儲料器402連接到從SM供料盒泵出SM材料的泵?；亓靼踩y412將儲 料器404連接到真空泵(未示出)。
可選擇地，供應(yīng)BM到BM打印頭52的儲料器401和403的操作與供 應(yīng)SM到SM打印頭52的儲料器402和404的操作相同，下面將參考儲料 器401和403以及BM打印頭52說明儲料器的操作過程。
參見圖2F, BM打印頭52的殼體56具有歧管420，其連接儲料器401和403并使供料泵泵入儲料器401中的BM自由地流進儲料器403。傳感器 (未示出)產(chǎn)生響應(yīng)BM在儲料器401和403中高度的信號。供料泵控制電 路(未示出)控制供料泵的操作以保持儲料器401和403中BM所需的水平 高度。圖2F示意地示出了充滿由陰影418表示的BM的儲料器401、 403和 歧管420。
可選擇地，小供料導(dǎo)管422具有不同直徑部分，如現(xiàn)有技術(shù)已知的，其 將每個輸出口 58都連接到歧管420上，并且與壓電致動器(未示出)相連。 控制器26 (參見圖1 )控制壓電致動器連接到每個供料導(dǎo)管420上，以從歧 管420中抽取BM418,并從供料導(dǎo)管相應(yīng)的輸出口 58排出所需量的BM。
為了防止無意地從口 58中滴出BM,可選擇地真空泵與儲料器403相 連，并在儲料器401和403中保持一定的真空度。回流安全閥411防止儲料 器403中的BM被意外地吸入真空泵?；亓靼踩y411可通過已知的各種方 法和裝置起作用。可選擇地，回流安全閥包括浮子，當BM進入閥中并升高 到預(yù)定水平面之上時，浮子會上升封閉真空泵吸氣的閥口 。
發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，儲料器401和403中小于大氣壓大約2mm到9mm水柱 的壓力有利于防止BM從輸出口 58中意外流出。儲料器401和403中真空 度的監(jiān)控以及保持壓力的真空泵的控制可通過已知的任何方法和裝置實現(xiàn)。 在本發(fā)明的一些實施例中，真空泵連續(xù)工作以從儲料器403中吸出空氣，并 使空氣穿過至少一個出口慢慢地流進儲料器401和/或403中。適當?shù)目刂齐?路控制真空泵平衡泵從儲料器403中吸出空氣的速度和空氣穿過至少一個出 口流進儲料器401和/或403中的速度，從而保持所需的真空度。在本發(fā)明的 一些實施例中，只在儲料器403中的壓力超過預(yù)定壓力時控制電路才控制真 空泵工作。
當滑架28沿著x軸移動分配構(gòu)造材料以打印構(gòu)造層34 (參見圖1 )時， 構(gòu)造材料的小滴沿著平行于x軸的線、以下稱為"沉積線"、從打印頭52的 每個輸出口 58中分配到構(gòu)造平臺24上，或前面形成的層34上。位于分配 BM的同一打印頭52上的輸出口 58 (即插槽54中打印頭52上的輸出口 ) 的沉積線彼此間隔相同的距離Ady (等式1)。因此沿著y軸的空間清晰度 (spatial resolution)、以下稱為"主(primary)" y清晰度PRy、等于Ady,可選 擇地構(gòu)造材料以d、滴的形態(tài)沉積足夠的材料，這樣沿著相鄰沉積線沉積的材 料混合以形成厚度近似均勻的平滑構(gòu)造層。插槽54中打印頭52的一些輸出口 58的沉積線在圖3A中示意地由線 70表示。雖然沉積線70是沿著由RPA20形成的構(gòu)造表面的線，但是為了便 于說明和表示出它們與確定其位置的輸出口 58之間的關(guān)系，將沉積線投影 在打印頭組件50的底部。圖3B是圖3A的局部放大圖，與圖3A相比可以 更容易地看出沉積線70和它們的相對位置。
很方便地用索引標示Pk分別表示插槽54中的打印頭52,其中1《k< 4， 用索引標示DLi、 DL2…DLM表示沉積線70，如圖3B所示(M等于打印頭 Pk中輸出口 58的數(shù)量乘以打印頭的數(shù)量(可選擇地為四))。所有第四個沉 積線70都與插槽54中同 一打印頭Pi 、 P2、 P3或P4上的輸出口 58相應(yīng)。例 如DLi、 DL5、 DL9…與打印頭P相對應(yīng)。
由于打印組件50上輸出口 58相鄰線59之間的距離，當滑架28例如沿 著x軸的正方向移動時，在構(gòu)造層上同一給定的x坐標處，構(gòu)造層在不同時 間被不同的打印頭分配。假設(shè)滑架28沿著x方向移動的速度為Vs,相鄰打 印頭52中的輸出口的列59之間的距離為dx，則在相同給定x坐標的構(gòu)造層 位置由相鄰打印頭52分配構(gòu)造材料的兩次之間的時間延遲"td"等于d乂Vs。例如，如果打印頭Pi在時間ti沿著沉積線DLi、 DL5、 DL9…在給定的 x坐標處沉積構(gòu)造材料，則打印頭P2在時間t2、即td秒之后、沿著沉積線 DL2、 DL6、 DLio...在同一給定的x坐標處沉積構(gòu)造材料。打印頭Pi、 P2、 P3和P4在同一給定的x坐標處從輸出口 58分配構(gòu)造材料的相對時間ti、 t2、 t3和t4由各個沉積線延伸到圖3A和3B中右側(cè)的長度表示。在圖3B中，沉
積線70的端部和相對時間tl 、 t2 、 t3和t4由標有相對時間的線表示。
彼此相鄰沉積的液態(tài)構(gòu)造材料的小滴彼此之間具有親合力，具有結(jié)合的
趨勢。這種結(jié)合趨勢可在構(gòu)造層中、例如圖1所示的由RPA 20形成的構(gòu)造 層34、產(chǎn)生缺陷。特別地，這種結(jié)合趨勢可導(dǎo)致構(gòu)造層出現(xiàn)平行于沉積線 70 (RPA20沿著沉積線70沉積構(gòu)造材料)的條紋。當出現(xiàn)條紋時，條紋易 于出現(xiàn)在沉積線70的附近，打印頭P4沿著該沉積線(即DL4、 DL8、 DLi2...
沉積構(gòu)造材料。
圖4A表示會在構(gòu)造層中形成條紋的方法。該圖表示構(gòu)造層在給定x坐 標處的沿著平行于xz平面的按時間順序的截面圖81、 82、 83和84。按時間 順序的截面圖示出了小滴通過打印頭Pi - P4沿著沉積線70沉積以形成構(gòu)造 層的情況。假設(shè)時間截面圖81、 82、 83和84分別在連續(xù)的時間ti、 t2、 t3和t4截取的，其中連續(xù)時間tl、 t2、 t3和t4之間過渡延時td。小滴沉積的沉 積線由環(huán)形標示DLm表示。打印頭Pl - P4沉積的構(gòu)造材料小滴分別由表示 Drl畫Dr4表示。
在時間ti，在時間截面圖81中，打印頭Pi在給定的x坐標處沿著沉積 線DLi、 DL5…沉積小滴Drl。在時間t2,時間截面圖82中，打印頭P2在 該給定的x坐標處沿著沉積線DL2、 DL6…沉積小滴Dr2,每個小滴Dr2都 與先前沉積的小滴Drl相鄰，且趨向于與小滴Drl結(jié)合。在時間t3，在時間 截面圖83中,打印頭P3沿著沉積線DL3、 DLs...且相鄰于小滴Dr3沉積小 滴Dr2,如時間圖所示小滴Dr3與先前沉積的小滴Drl和Dr2結(jié)合。
可以看出，結(jié)合小滴中的材料不易于流到時間截面圖83所示的沉積線
DL4、 DL8、 DLi2......附近、結(jié)合小滴之間的空區(qū)域86。在時間t4，在時間
截面圖84中，當打印頭P4在空區(qū)域86沉積小滴Dr4時，每個小滴中的材 料就會遠離先前結(jié)合的每組小滴被拉出到該小滴的兩側(cè)。拉出的材料會在沉 積線DL4附近產(chǎn)生小空隙88，如時間截面圖84所示?？障?8會在由RPA20 形成的構(gòu)造層上產(chǎn)生條紋。
為了避免條紋產(chǎn)生，根據(jù)本發(fā)明一實施例，插槽54中的y對齊按鈕66 的結(jié)構(gòu)使得第一打印頭在x坐標處沉積材料之后，在給定x坐標處分配的每 個小滴都等距地沉積在先前沉積的小滴之間。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當使用"等距，，方 法沉積小滴以形成構(gòu)造層時，按圖4A所示方法沉積小滴而在構(gòu)造層中出現(xiàn) 的條紋會得到緩解或近似消除。需要指出的是，只有在用于構(gòu)造層的沉積線 的數(shù)量等于二的冪(a power of two)時，構(gòu)造材料小滴的沉積才可以準確地和 絕對地進行等距沉積。否則只能近似等距沉積。
圖4B示意地示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的"等距，，沉積構(gòu)造材料以形 成物體的構(gòu)造層的方法。該圖與圖4A類似，示出了按時間順序的截面圖91、 92、 93和94。該截面圖是在給定x坐標處沿平行于xz平面截取的，并示出 了根據(jù)等距沉積方法按順序在時間tl、 t2、 t3和t4沿沉積線沉積構(gòu)造材料的 小滴。
在時間ti，在時間截面圖91中，沿著沉積線DLi、 DL5、 DL9…沉積小 滴Dr 1 。在時間t2,在時間截面圖92中，沿著沉積線DL2 、 DL6...沉積d 、滴 Dr2,其中小滴Dr2不與小滴Dri相鄰而是等間距地位于沿著沉積線DL3、 DL5.,.沉積的小滴之間。在時間t3，在時間截面圖93中，可選擇地沿著沉積線DL2、 DL4…沉積小滴Dn。從時間ti和t2到t3，小滴Dn和Dr2中的材料 會擴散。小滴Drl和Dr2的擴散會局部覆蓋沿著沉積線DL4、 DLs、 DLi2的 區(qū)域96。在時間截面圖94中，當在時間t4沿著沉積線DL4、 DL8、 DLi2沉 積小滴Dr4時，由于被局部覆蓋所以沿著沉積線不會形成空隙，從而不會形 成條紋。
圖4C是示意地表示執(zhí)行圖4B所示等距沉積方法的打印頭組件50的底 部視圖。插槽54 (可選擇地為插槽53 )中的y對齊按鈕66的長度不會隨著 其相對于打印頭組件50固定特征的x坐標的x坐標增加而線性減少。因此， 打印頭Pi、 P2、 P3、 P4不會沿著圖3B和4A所示的沉積線DLi、 DL2、 DL3 和DL4沉積材料。相反，打印頭Pi、 P2、 P3、 P4沿著圖4B所示的沉積線DLi、 DL2、 DL3和DL4沉積材料。
然而打印頭組件50和打印頭52的對齊特征使得打印頭組件中打印頭 52在更換時不需要調(diào)節(jié)或校準對齊，給定打印頭通常都具有特有的搡作特 性。為了正確地操作給定的打印頭52,控制器26根據(jù)其特有的操作特性控 制每個打印頭是有利的。根據(jù)本發(fā)明一實施例，用表現(xiàn)打印頭特有的操作參 數(shù)的剖面數(shù)據(jù)來表示每個打印頭52?？蛇x擇地，上述剖面數(shù)據(jù)存儲在存儲器 49中，存儲器可選擇地包括在打印頭的電路板55中。當打印頭52安裝在插 槽51中時，控制器26和打印頭52之間的數(shù)據(jù)線通過包括在電路板中的連 接器47實現(xiàn)，其中控制器通過該數(shù)據(jù)線接收打印頭的剖面數(shù)據(jù)。
表示打印頭52的剖面數(shù)據(jù)例如包括操作數(shù)據(jù)，該操作數(shù)據(jù)規(guī)定通過輸 出口 58控制構(gòu)造材料沉積的打印頭中的每個壓電致動器的操作。通常地， 致動器的操作數(shù)據(jù)規(guī)定致動器的特性是施加到致動器上的電壓和打印頭52 分配的構(gòu)造材料的特性和溫度的函數(shù)。該數(shù)據(jù)通常用于確定提升時間、下降 時間以及控制器26施加到致動器以控制由輸出口 58分配的構(gòu)造材料小滴重 量和/或噴射速度的電壓脈沖振幅，其中致動器與輸出口 58連通?？蛇x擇地， 剖面數(shù)據(jù)包括加熱器(可選擇地包括在打印頭52中)的操作特性，加熱器 控制器26控制加熱器以保持打印頭儲料器中構(gòu)造材料的所需溫度。
剖面數(shù)據(jù)還可包括打印頭的尺寸數(shù)據(jù)。例如在本發(fā)明的一些實施例中， 打印頭52相對于另一個打印頭的x對齊銷60(參見圖2D)的長度可大幅度 變化，其中該長度可控，從而使同一打印頭52上的x銷的長度Ax高精確度 地保持相同。因此，對于RPA 20的所需清晰度的精確度來說，每個打印頭52的x銷60的推定長度可能是推定未知的。對于這種實施例來說，打印頭 的剖面數(shù)據(jù)包括限定其x對齊銷長度的數(shù)據(jù)。
然而在上面已說明的實施例中，可選擇地位于打印頭電路板55 (參見 圖2D)上的存儲器49存有打印頭的剖面數(shù)據(jù)，在本發(fā)明的一些實施例中， 打印頭52的剖面數(shù)據(jù)存儲在與打印頭分開的存儲裝置中。例如，存有打印 頭52剖面數(shù)據(jù)的可選擇的軟盤、CD或便攜的閃存。當打印頭插入打印頭組 件50 (參見圖2A-2C)的插槽51中時，數(shù)據(jù)通過已知的各種方法和裝置 從存儲裝置下載到控制器26中。
在上述實施例中，打印頭52插入打印頭組件50的單個插槽51中。在 本發(fā)明的一些實施例中，打印頭組件沒有插槽。圖5是示意地表示打印頭組 件100的底部視圖，其中打印頭組件100不包括將每個打印頭安裝在組件中 的單個插槽，而是具有用于容納打印頭104的單個安裝腔02。
可選擇地打印頭104是相同的，且每個都具有兩個x對齊銷60和一個 y對齊銷62。另外，每個打印頭104都具有兩個x對齊按鈕106。安裝腔102 包括y對齊^t要鈕108和相應(yīng)的彈性元件110,其與打印頭104 (例如八個打 印頭104 )中的y對齊銷62相對應(yīng)。可選擇地，y對齊按鈕的長度隨著其相 對于打印頭組件100固定特征的x坐標的x坐標增加而線性增加。安裝腔102 還包括兩個x對齊按鈕112和相應(yīng)的彈性元件114。
當八個打印頭104插入到安裝腔102中時，彈性元件114沿著x方向擠 壓打印頭，并使打印頭一個接一個地彼此擠壓。結(jié)果， 一個打印頭的x銷60 就擠壓下一個打印頭的x按鈕106，最后一個打印頭的x銷擠壓腔中x對齊 按鈕114。彈性元件110擠壓打印頭104使其y銷擠壓腔102中的y按鈕。 打印頭104的x和y對齊銷和相應(yīng)的安裝腔102中的x和y 4姿4丑以及彈性元 件共同作用對齊打印頭。
包括在滑架28中的每個輻射燈120 (例如在圖2A中示出的)可選擇地 包括紫外光燈泡122、反射體124和殼體126，其中紫外光燈泡發(fā)出紫外光 聚合打印頭52分配的構(gòu)造材料，殼體支撐和容納反射體和燈泡。紫外光燈 泡122可選擇地是放電式燈泡，例如汞或氙放電燈泡?？蛇x擇地，燈120包 括保護蓋板128,燈泡122發(fā)出的紫外光可透過該板，且該板覆蓋燈提供光 的孑L隙(aperture) 129。
圖6A是示意地表示圖1所示滑架28的放大視圖，其中可穿過燈的殼體126看到根據(jù)本發(fā)明一實施例的燈120的部件，燈的輪廓由虛線表示。在 圖中反射體124 ^y^部剖開。圖6B和6C表示燈120沿線AA和BB的橫截面。
燈120發(fā)出的且被RPA20形成的構(gòu)造層或構(gòu)造平臺24 (參見圖1)的 表面反射回打印頭52的紫外光聚合打印頭52 (參見圖2A)或滑架28其它 部件上的構(gòu)造材料。打印頭52上聚合后的構(gòu)造材料會阻塞輸出口 58或頭上 的輸出口。另外，打印頭52上或滑架28其它區(qū)域的硬化塊或局部硬化的構(gòu) 造材料會落在物體上或碰撞物體，例如由RPA制造的物體22 (參見圖1 )， 乂人而損壞物體。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)從構(gòu)造層反射到滑架28的光量是構(gòu)造層和構(gòu)造平臺24 表面區(qū)域以上高度的函數(shù)，燈在該高度處提供光。反射到滑架28的反射光 量與高度之間的函數(shù)關(guān)系類似于圖6D所示的圖表180,該圖表示出了到達 滑架的反射光量"RR"與高度"H"的函數(shù)關(guān)系。
然而，對于相對大和相對小的高度H來說，反射光量都相對小，當然 使高度相對小而不是相對大是有利的，這樣可有效地利用燈120發(fā)射的光。 因此根據(jù)本發(fā)明的一實施例，燈120安裝在滑架28上，這樣在通過RPA20 打印構(gòu)造層時，它們各自的孔隙129就會相對接近構(gòu)造層。在本發(fā)明的一些 實施例中，孑L隙129離RPA 20制造的構(gòu)造層的距離小于大約10mm。在本 發(fā)明的一些實施例中，孑L隙129離RPA 20制造的構(gòu)造層的距離小于大約 15mm。在本發(fā)明的一些實施例中，孔隙129離RPA20制造的構(gòu)造層的距離 小于大約10mm。在本發(fā)明的一些實施例中，孑L隙129離RPA 20制造的構(gòu) 造層的距離大約為5mm。
在使用噴墨RPA、例如RPA20、成形物體時通常會遇到一個問題，即 使物體成形出清晰的邊緣和特征相對困難。RPA制造的物體的構(gòu)造層邊緣的 材料在制造過程中易于"熔化(run)",結(jié)果邊緣變形失去清晰度。本發(fā)明 人已發(fā)現(xiàn)物體的構(gòu)造層邊緣表面的材料聚合速度相對慢、效率相對低，這種 相對慢的和效率相對低的聚合得出不清晰的邊緣和物體圖象細節(jié)。另外低效 率地聚合還可使物體邊緣未硬化，仍具有"粘性"。
由現(xiàn)有的RPA制造的物體的邊緣表面材料的無效率的、慢的或局部聚 合是由于現(xiàn)有技術(shù)的RPA中燈發(fā)出聚合光的強度相對低、邊緣表面的反射 能力相對強導(dǎo)致的。增加UV燈發(fā)出的聚合光的強度通常不能解決這個問題。RPA成形的物 體構(gòu)造層本體中的大部分材料都會在一定的紫外光強度下相對快速聚合，但 是這個強度不足以快速和有效地聚合構(gòu)造層邊緣表面的構(gòu)造材料。因此增加 紫外光的強度會浪費能量，大部分增加的強度都用于加熱構(gòu)造層本體中已經(jīng) 聚合的材料了。增加的熱量增加RPA部件和構(gòu)造層中的熱應(yīng)力，使構(gòu)造層 趨向變形，損壞物體成形的精確度和物體的質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，為了在不過度加熱浪費能量的情況下增加UV 燈發(fā)出的光聚合構(gòu)造層邊緣的構(gòu)造材料的效率，燈發(fā)出的光與構(gòu)造層法線平 面成相對大的角度。在給定燈發(fā)出的光強度的情況下，入射到構(gòu)造層邊緣表 面的光強度與入射到平行于層表面的表面的光強度之間的比率隨著入射角 的增加而增加。因此當入射角增加時，邊緣構(gòu)造材料的聚合效率相對于構(gòu)造 層本體中材料的聚合效率增加。因此根據(jù)本發(fā)明一實施例，確定出合適的入 射角和紫外光強度，從而使光有效地聚合邊緣材料以及構(gòu)造層本體材料，不 會過度加熱而浪費能量。具有根據(jù)本發(fā)明一實施例的UV燈的RPA制造的構(gòu) 造層的邊緣材料可相對有效地聚合。結(jié)果邊緣不會象現(xiàn)有的RPA制造的構(gòu) 造層邊緣那樣易于熔化和變形，清晰度提高了。
舉例說明，包括在滑架28中的UV燈120發(fā)射的大部分紫外光的入射 角可選擇地大約等于45。?？蛇x擇地，UV燈中的反射體124包括邊緣反射 體130和平面反射體132,該平面反射體可選擇地是殼體126經(jīng)過處理的表 面，這樣它就能反射燈泡122發(fā)射的光?？蛇x擇地，邊緣反射體130包括兩 個成鏡像的拋物線反射體134,它們在公共邊緣136相交，且定位為使得它 們各自的焦點近似一致。輻射燈泡122可選擇地通過反射體中適當?shù)目装惭b 在邊緣反射體130上。燈泡122的接觸端138安裝到殼體126上的電插槽(未 示出)中，其與燈泡122電接觸以供應(yīng)電能(未示出)。可選4奪地，插槽支 撐燈泡122并保持燈泡在殼體126中的適當位置。
燈泡122具有固定位置的"熱點，，140，燈泡發(fā)射的大部分光都從該點 發(fā)出，熱點140近似位于拋物線反射體134的焦點處。每個拋物線反射體134 都如此定位使得熱點140發(fā)出的大部分光反射大約45°角到蓋板128上，燈 120發(fā)出的光穿過蓋板128入射到RPA20成形的構(gòu)造層上。
圖6B中的燈120的橫截面視圖示意地表示了反射來自熱點140的紫外 光線150的拋物線反射體134,因此從燈中發(fā)出的光以與蓋板平面成大約45°角穿過蓋板128。反射光入射到由RPA 20制造的構(gòu)造層152的區(qū)域。在插 圖156中放大地示出了層152的邊緣154。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，紫外光 (從燈120中以相對于構(gòu)造層152平面大約45。角發(fā)出)沿著接近邊緣表面 的法線方向(如塊箭頭158所示)入射到邊緣154的表面區(qū)域。結(jié)果，入射 到邊緣154表面的光的相對強度增力口，大部分入射光沿著邊緣射入構(gòu)造材料， 從而有效地聚合材料。
圖6C示意地表示平面反射體132，其反射來自熱點140的光線159并 使其從蓋板128射出。為了提供相對強的光來聚合RPA 20成形的構(gòu)造層材 料，可選擇地使平面鏡彼此相對靠近，這樣從燈120中發(fā)出的由燈泡122發(fā) 射的光集中在構(gòu)造層相對小的表面區(qū)域。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)相對接近平面反射 體可減少燈120發(fā)出的朝滑架28中打印頭中的輸出口反射的紫外光量。
圖7A和7B是示意地表示UV燈120變形實例的橫截面圖。該橫截面 圖是沿圖6A中線AA截取的，且類似于圖6B所示。在圖7A中，根據(jù)本發(fā) 明一實施例的邊緣反射體160類似于邊緣反射體124,其包括四個拋物線反 射體161、 162、 163和164。拋物線反射體161和163 ;波此成鏡像，拋物線 反射體162和164彼此成鏡像。所有拋物線反射體的焦點都近似與燈泡122 的熱點140 —致。在圖7B中，根據(jù)本發(fā)明一實施例的邊緣反射體170類似 于邊緣反射體124,其包括兩個"棱形"拋物線反射體171和172以及平面 反射體173和174。拋物線反射體171和172彼此成鏡像，且每個都包括兩 個平面板175。平面反射體172和174彼此成鏡像。
傳統(tǒng)的用于發(fā)射紫外光的放電式燈泡、例如汞和氙放電燈泡、在操作時 通常需要高壓電源和復(fù)雜的點燃系統(tǒng)，其會產(chǎn)生大量的熱且不能快速的打開 和關(guān)閉。
在本發(fā)明的一些實施例中，UV燈包括發(fā)射用于聚合構(gòu)造材料的紫外光 的發(fā)光二極管。與其傳遞的UV能量相比，UV發(fā)光二極管產(chǎn)生少量的熱能， 且可相對快速的打開和關(guān)閉，同時還能提供具有相對小的所需輻射帶寬的紫 外線輻射。發(fā)光二極管的輸出強度可相對容易地控制，并且它們可緊密排列 布置以提供使RPA形成的構(gòu)造材料快速聚合的所需紫外光強度。
可快速打開和關(guān)閉發(fā)光二極管，不會延時或RF (無線電頻率)干涉放 電式燈泡的輻射梯:作。制造物體的過程可快速開始，且由于前述的發(fā)光二極 管可快速打開/關(guān)閉，從而使得過程本身更可靠。此外，使用發(fā)光二極管會減少打印模型的變形，原因如下例如，制造 過程中的物體和室內(nèi)溫度的顯著差異是導(dǎo)致最終打印的物體在冷卻后變形 的一個原因，尤其是在快速進行冷卻且在整個過程中冷卻不均勻時。當發(fā)光 二極管陣列單位固化量只發(fā)射少量熱時，待制造的物體就會在比使用放電式 燈時低的溫度中進行制造，物體在冷卻時易于出現(xiàn)的變形得到緩解。
圖8示意地表示包括UV燈190的滑架28，可選擇地每個UV燈l卯 都包括緊密排列的發(fā)射紫外光的發(fā)光二極管192陣列191?？蛇x4奪地，發(fā)光 二極管192為DIE態(tài)(即半導(dǎo)體塊，在這種情況下是未封裝的發(fā)光二極管), 它們的排列間距大約為lmm?？蛇x擇地，發(fā)光二極管192是SMD發(fā)光二極 管，其在陣列191中的間距小于2mm。為了使UV輻射以相對較大的入射角 入射到RPA 20成形的構(gòu)造層中，可選擇地，每個發(fā)光二極管192都通過已 知方法與顯微透鏡相連，其使發(fā)光二極管發(fā)出的光變成具有相對大錐角的錐 形光束?？蛇x擇地，錐角大于約80° (全錐角)?？蛇x擇地錐角大于約100 。(全錐角)?？蛇x擇地，控制器26通過控制施加到發(fā)光二極管的電流或電 壓來控制UV發(fā)光二極管192發(fā)出的光強度?？蛇x擇地，控制器26以一連 串電流或電壓脈沖的形式傳遞電能到發(fā)光二極管192中，且控制器控制脈沖 的占空因數(shù)以控制發(fā)光二極管發(fā)出的紫外光強度。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，控制滑架28操作的控制器26 (參見圖1 )控 制陣列191中發(fā)光二極管192發(fā)出的紫外光強度，且獨立于陣列中其它發(fā)光 二極管發(fā)出的光強度。特別地，控制器控制單個發(fā)光二極管192以限制燈190 發(fā)出的UV輻射的位置和時間。例如，當打印構(gòu)造層34時，該層具有沒有 沉積構(gòu)造材料的未打印區(qū)域?？蛇x擇地，控制器26控制發(fā)光二極管192使 未打印區(qū)域接收少量或近似不接收紫外光。在制造物體、例如上述物體22 的過程中，控制器26定期執(zhí)行保養(yǎng)程序，遠離構(gòu)造平臺24移動滑架28到 保養(yǎng)區(qū)域200中以進行清潔。在執(zhí)行保養(yǎng)程序的過程中，控制器26可選擇 地關(guān)閉發(fā)光二極管192。
然而，發(fā)光二極管192產(chǎn)生少量的熱，它們和/或與發(fā)光二極管相連的 電路不產(chǎn)生熱，這在密集排列的陣列中有利于提高燈190的散熱特性。在本 發(fā)明的一些實施例中，發(fā)光二極管192安裝在適當?shù)纳崞虾?或與塞貝克 效應(yīng)裝置(Peltier device)相連、和/或裝備有適當?shù)娘L(fēng)扇以進行散熱。
在本發(fā)明的一些實施例中，RPA類似于根據(jù)本發(fā)明一實施例的RPA 20包括滑架，其中發(fā)光二極管相對遠離RPA制造的構(gòu)造層定位。發(fā)光二極管 發(fā)出的紫外光通過光纜或光纖被傳送到構(gòu)造層中。
圖9A和圖9B是示意地表示滑架194的透視圖，滑架194包括相對遠 離滑架打印的構(gòu)造層定位的發(fā)光二極管196。圖9A是滑架194的底部透視 圖。圖9B是表示滑架"右上側(cè)"和構(gòu)造層198的透視圖。發(fā)光二極管196 與從發(fā)光二極管傳送光到構(gòu)造層的光纖或光纜200相連。發(fā)光二極管196發(fā) 出的紫外光通過端部202排出光纜200，該端部202由適當?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)或殼 體(未示出)支撐靠近構(gòu)造層198 (參見圖9B)?？蛇x擇地，端部202與適 當?shù)耐哥R相連或成形在一起，這樣錐形光束的紫外光就具有相對大的錐角。 發(fā)光二極管196和可選擇地與發(fā)光二極管相連的電路支撐或安裝在殼體(未 示出)中，該殼體為"開放，，結(jié)構(gòu)以便于散熱。
如上所述，在制造物體的過程中，控制器26定期地移動滑架28到保養(yǎng) 區(qū)域220 (參見圖1)并執(zhí)行清潔程序。該清潔程序通常包括從滑架的所有 輸出口上刮去構(gòu)造材料以恢復(fù)材料流過打印頭的流動的清除程序?？刂破?6 控制滑架28接觸至少第一清潔片225和第二清潔片227其中一個的邊緣， 并在近似垂直于該邊緣的方向上移動，這樣在清除程序結(jié)束后清潔片就會刮 掉殘留在輸出口表面上的殘余材料小滴以及在制造過程中聚集在打印頭52 表面的過多的材料"碎屑"和塵土。
圖IOA和10B分別是示意地表示在進行根據(jù)本發(fā)明一實施例的清潔程 序時滑架28底部的放大透視圖和橫截面圖。圖中示出了從具有輸出口 58的 打印頭52的表面230 (以下稱為"口表面，，)去除構(gòu)造材料碎屑229并清潔 表面的清潔片225和227。
清潔片225和227分別具有"清潔"邊緣226和228,可選擇地它們彼 此平行且平行于x軸?？蛇x擇地，第一清潔片225的清潔邊緣226接近但是 不接觸口表面230。第二清潔片227的清潔邊緣228接觸口表面230?；?28在塊箭頭232所示的方向上平行于y軸移動。當滑架28移動時，第一清 潔片225的邊緣226去除突出于口表面232相對大的碎屑沉積物。第二清潔 片227的邊緣228去除殘留碎屑并刮擦清潔表面。
通過清潔片225和227從打印頭52表面去除的碎屑229落入或掉進廢 料坑222中，如圖虛線所示。分開的第一和第二清潔片225和227之間保持 足夠距離，這樣通過片的清潔邊緣226和228從口表面230上去除的碎屑會順利地落入或掉進廢料坑222中。在執(zhí)行保養(yǎng)程序的過程中，合適的真空泵 (未示出)去除廢料坑222中累積的碎屑。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)通過使用兩個清潔片，預(yù)清潔片、即不接觸打印頭52 表面230的第一清潔片225、和刮擦片、即接觸并刮擦表面的第二清潔片227， 在清洗過程中可減小碎屑沉積在打印頭之間的可能性。
在本發(fā)明的一些實施例中，清潔片的邊緣不是直的而是小圓齒狀或圓齒 形。圖10C示意地表示了具有圓齒邊緣242的清潔片240。直的清潔片邊緣 易于橫向沿著片邊緣推動從打印頭52刮擦下來的碎屑部分。被迫沿著邊緣 移動的碎屑易于聚集在打印頭之間的空間中。圓齒形邊緣可以防止去除碎屑 的橫向移動，而是將碎屑引入廢料坑222中。
圓齒形邊緣不是唯一可以防止碎屑沿著邊緣橫向移動的邊緣形狀。圖 10D示意地示出了邊緣246形狀類似一連串三角形脈沖的清潔片244，該清 潔片具有相似的功能。
在本發(fā)明的一些實施例中，清潔區(qū)域220 (參見圖1)包括單個清潔片。 圖11A和11B分別是示意地表示滑架28進行保養(yǎng)清潔的透視圖和橫截面圖， 在對滑架進行保養(yǎng)清洗的過程中，可選擇地使用單個清潔片248來清潔打印 頭52的口表面230。
可選擇地清潔片248為由塑料、橡膠或金屬成形的薄彈性片?？蛇x擇地， 清潔片248由大約50微米厚的薄鋼板成形。清潔片248安裝在廢料坑222 的上方，這樣其相對于打印頭52的表面230成一角度。在清洗過程+,控 制器26 (參見圖1)定位滑架28,使表面230 (參見圖11B)向下壓在清潔 片248上，使該片以與表面成銳角的方式接觸表面，且片的清潔邊^(qū)彖250彈 性擠壓表面。當滑架28沿塊箭頭232的方向移動時，清潔邊緣250就會有 效地刮掉表面230上的碎屑229,并使碎屑落入和/或調(diào)入廢料坑222。
在本發(fā)明的一些實施例中，根據(jù)本發(fā)明一實施例的類似于清潔片248的 清潔片具有槽，其包括多個單獨的彈性齒。圖IIC示意地示出了根據(jù)本發(fā)明 一實施例的具有槽的清潔片260,用于清潔滑架28。清潔片260包括多個具 有清潔邊緣264的齒262。在清洗過程中，每個齒262都以銳角的形式接觸 不同打印頭52的表面230，且齒的邊緣264彈性擠壓該表面。由于每個齒 262都是彈性獨立于其它齒的，所以每個齒262都可獨立于其它齒調(diào)節(jié)其要 清潔的打印頭52表面230的高度，即z坐標。因此清潔片260可有效地補償表面230高度的微小差異。
需要指出的是，不是只能在清潔片248和260設(shè)置根據(jù)本發(fā)明實施例的 槽。類似于片225和227 (參見圖10A)以及片242和246的清潔片也可以 具有槽，這樣每個片都包括多個小的清潔片(即齒)，每個齒都清潔不同的 打印頭52,并可獨立調(diào)節(jié)以補償打印頭上表面230的高度差。
盡管定期地對打印頭52進行保養(yǎng)清洗，在制造物體或校平構(gòu)造層的過 程中，構(gòu)造材料碎屑仍會落在構(gòu)造層上，在這兩種情況下都會在構(gòu)造成上留 下不希望的隆起而損壞層。當出現(xiàn)這種情況時，層上的隆起不但會損壞要沉 積在損壞層上的下一層的質(zhì)量，而且當滑架28在構(gòu)造層上移動時，其還會 與隆起發(fā)生碰撞從而被損壞。
因此，根據(jù)本發(fā)明一實施例的RPA、例如RPA20、可選擇地包括障礙 物檢測系統(tǒng)。該檢測系統(tǒng)產(chǎn)生響應(yīng)構(gòu)造層上形成的不想要的隆起的信號，并 將該信號傳遞到控制器26中。控制器26或者進行校正動作、例如使用校平 輥27來校平層，或者停止制造物體，并發(fā)出指示需要使用者介入的警報。
圖12A和12B是分別示意地表示類似于RPA20的RPA300的透4見圖和 橫截面圖，RPA 300包括根據(jù)本發(fā)明實施例的障礙物檢測系統(tǒng)302。只有與 說明有關(guān)的RPA 300的部件和特征在圖12A和12B中示出。在圖中，所示 的RPA300在制造物體(未示出)的過程中形成構(gòu)造材料層304，并檢測頂 部構(gòu)造層306的隆起。
障礙物檢測系統(tǒng)302可選擇地包括激光器308和所需的相應(yīng)光學(xué)裝置 (未示出)，控制器26可控制激光器產(chǎn)生激光波束310。該檢測系統(tǒng)包括光 學(xué)檢測器312和所需的相應(yīng)光學(xué)裝置(未示出)，用于檢測激光器308發(fā)出 的光。可選擇地，激光器308和檢測器312分別安裝在支架314和315上， 支架314和315位于工作臺25上形成的槽316和317中。支架314和315 可選擇地分別安裝在位于槽316和317中的螺紋軸318和319上。該槽可選 擇地平行于y軸?？刂破?6控制至少一個電機(未示出)以轉(zhuǎn)動軸318和 319，使支架314和315沿著其各自的槽316和317定位在適當位置，從而 定位在適當?shù)膟坐標上。可選擇地，激光器308和^r測器312可被控制器26 控制在垂直于工作臺25的方向(即平行于z軸)上提升和下降。
為了檢測頂部構(gòu)造層306的隆起，控制器26定位激光束IO使其沿著激 光束長度方向接觸層表面，并沿著槽316移動支架314，這樣當其移動時，層上存在的隆起至少會局部阻擋激光束。在控制器26移動激光器308時， 其移動檢測器312檢測激光束10。當光束被阻擋時，檢測器312根據(jù)激光束 10產(chǎn)生信號以指示存在隆起。圖12C示意地示出了激光束被隆起320阻擋 的情況?？蛇x擇地，控制器26移動激光器308和檢測器312，這樣當滑架 28沿y軸移動時激光束IO位于其前部，并在滑架的打印頭分配構(gòu)造材料再 次打印該區(qū)域以得到另一個構(gòu)造層之前"掃描"頂部層306區(qū)域的隆起。
需要指出的是，圖12A和12B所示的障礙物檢測系統(tǒng)302的結(jié)構(gòu)限制 了激光器308和檢測器312在z軸上的移動。這種限制不會影響檢測系統(tǒng)302 檢測頂部構(gòu)造層隆起的能力，因為RPA300、例如RPA20、在打印每個新的 構(gòu)造層時，構(gòu)造平臺24都會降低近似層厚的距離。因此，RPA300制造的所 有構(gòu)造層都近似在距離工作臺25相同的高度上進行，即z坐標相同，或在 工作臺上相同的小高度范圍內(nèi)進行。
然而，在根據(jù)本發(fā)明實施例的一些RPA中，構(gòu)造層不是都在同一 z坐 標處制造的。相反，對于RPA制造的至少一些新層的每個構(gòu)造層，RPA的 滑架都被提升層厚的距離。在這種實施例中，使障礙物檢測系統(tǒng)沿著z軸的 移動范圍大于檢測系統(tǒng)302的移動范圍是有利的而非必須的。當然如果需要， 根據(jù)本發(fā)明一實施例的障礙物檢測系統(tǒng)被設(shè)置為沿著z軸的移動范圍大于檢 測系統(tǒng)302的移動范圍是有利的。
圖12D示意地表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的障礙物檢測系統(tǒng)330,它是系 統(tǒng)300的變形實例。障礙物檢測系統(tǒng)330沿著z軸的移動范圍大于系統(tǒng)302 的移動范圍?？蛇x擇地檢測系統(tǒng)330包括支架332,每個支架都具有可被控 制上升和下降的滑塊334。激光器308和檢測器312安裝在位于不同支架332 的滑塊334上，且可選擇地被控制定位在滑塊z方向長度的不同位置上。定 位激光器308和檢測器312的移動范圍近似等于滑塊334在z方向的移動范 圍加上滑塊在z方向的長度。可選擇地，舉另一個實例說明，用于檢測隆起 的激光器和檢測器安裝在滑架28上，這樣其與滑架一起平行于z軸移動。
需要指出的是，根據(jù)本發(fā)明實施例的障礙物檢測系統(tǒng)、例如檢測系統(tǒng) 302和330、不只用于檢測構(gòu)造層上的隆起，還檢測構(gòu)造平臺24上的障礙物。 這種障礙物例如可以是由RPA制造的第一物體部件，其被無意中留在RPA 構(gòu)造平臺上從而干擾RPA制造第二、后面的物體。
可選擇地，根據(jù)本發(fā)明 一實施例，RPA包括碰撞檢測系統(tǒng)，用于檢測是否以及何時rpa的滑架與障礙物發(fā)生碰撞。當發(fā)生碰撞時，控制器26可選 擇地停止制造物體，并產(chǎn)生警報以警告使用者發(fā)生了碰撞，需要使用者介入。
舉例說明，在圖12A - 12D所示的RPA300包括碰撞檢測系統(tǒng)340，其 可選擇地安裝在滑架28上?？蛇x擇地，碰撞檢測系統(tǒng)340包括加速計(未 示出)，其可產(chǎn)生響應(yīng)滑架28加速度的信號。碰撞通常會產(chǎn)生使滑架發(fā)生不 希望加速度的力，該加速度具有用于識別碰撞產(chǎn)生的加速度的特征曲線。例 如，碰撞通常導(dǎo)致一推力作用在滑架上，從而產(chǎn)生相應(yīng)的可識別的加速度。
然而在圖12A- 12D中所示的碰撞系統(tǒng)340安裝在滑架28上，根據(jù)本 發(fā)明一實施例的碰撞4全測系統(tǒng)可安裝在RPA其它部件中或其上。例如，碰 撞檢測系統(tǒng)可安裝在RPA的部件(不是滑架)上，以檢測部件由于碰撞而 產(chǎn)生的振動。在本發(fā)明的一些實施例中，碰撞檢測系統(tǒng)包括識別碰撞發(fā)出的 聲音的擴音器和相應(yīng)算法。
RPA分配的構(gòu)造層小滴的打印清晰度(即沿著x和y方向打印的構(gòu)造材 料的小滴密度)和限定RPA操作規(guī)格的其它"操作"參數(shù)彼此通常具有復(fù) 雜的關(guān)系。例如"損失率，，通常指通過校平輥27 (參見圖1)從打印的構(gòu)造 層上去除的構(gòu)造材料的數(shù)量與打印形成層的材料數(shù)量的比率。隨著損失率的 增加，層的厚度減少、構(gòu)造質(zhì)量增加(疊置方向、即z方向的構(gòu)造清晰度增 加)、生產(chǎn)速度減小、以及成本增加。為了使RPA進行有效操作，其操作參 數(shù)的值根據(jù)參數(shù)之間關(guān)系確定。由于RPA操作參數(shù)之間的關(guān)系復(fù)雜，通常 很難確定使RPA進行有效操作的操作參數(shù)的值。因此清晰度和RPA的其它 操作參數(shù)通常由廠商設(shè)置且不能被使用者調(diào)整。因此限制了使用者確定生產(chǎn) 規(guī)格(以下稱為"物體規(guī)格")的機動性，從而限制了 RPA制造物體的所需 質(zhì)量和特性。
為了使使用者靈活地控制RPA的操作參數(shù)，從而控制物體規(guī);洛，根據(jù) 本發(fā)明一實施例，RPA的控制器具有"RPA"操作算法和數(shù)據(jù)。該RPA操 作算法和數(shù)據(jù)使使用者可根據(jù)由rpa制造的物體所需的規(guī)格調(diào)整rpa的操 作參數(shù)。使用者輸入信息到限定所需物體規(guī)格的RPA中，控制器根據(jù)RPA 數(shù)據(jù)和算法調(diào)整rpa的操作參數(shù)，以確保物體的規(guī)格。如果物體規(guī)格的特 定輪廓不能被滿足時，控制器會告知使用者不能被滿足，同時會指示他或她 哪種物體規(guī)格適用，以及如何設(shè)置可接收的物體一見格輪廓。
例如，RPA 20的控制器26可選擇地具有與層厚(LT)、 x和/或y軸打印清晰度(PR)、以及打印頭52驅(qū)動電壓(DV)值有關(guān)的數(shù)據(jù)，其中打印 頭52控制打印頭分配的構(gòu)造材料小滴的體積。圖13示意地表示控制器26 可用的RPA數(shù)據(jù)的圖表350。圖表350表示與層厚LT、清晰度PR和打印頭 52操作電壓DV值相關(guān)的表面360。(例如圖表350表示的操作數(shù)據(jù)對于不 同的打印頭可以不同。如上所述，根據(jù)本發(fā)明一實施例，打印頭電鴻一反55 中的存儲器49將每個打印頭52的這些操作數(shù)據(jù)輸送到控制器26中)。有i設(shè) 清晰度用單位dpi表示，即沿著圖1所示的x或y軸分配構(gòu)造材料以制造構(gòu) 造層的點或小滴的單位英寸數(shù)量。表面360上的線361和362用于顯現(xiàn)該平 面，且分別位于圖表350中與DV-LT和PR-LY面平行的平面內(nèi)。線361和 位于與DV-LT面平行的平面內(nèi)的其它線表示不同清晰度PR常量時的層厚 LT,且層厚LT是驅(qū)動電壓DV的函數(shù)。線362和表面360內(nèi)與PR-LT面平 行的其它線表示不同DV常量時的LT，且層厚LT是PR的函數(shù)。當使用者 選定所需的構(gòu)造層LT和打印清晰度PR時，控制器26根據(jù)由圖表350中數(shù) 據(jù)確定的RPA算法確定驅(qū)動電壓。如果使用者選定的LT和PR沒有相應(yīng)的 驅(qū)動電壓，則控制器26會警告使用者，同時向使用者顯示LT和PR可選用 的范圍。
從圖表350可以看出在給定驅(qū)動電壓DV時，RPA制造的物體中構(gòu)造層 的層厚LT會隨著打印清晰度PR的提高而增加。這是因為在給定DV時，打 印頭52分配的構(gòu)造材料的小滴的體積近似相同，隨著清晰度的增加，沿著x 和/或y軸單位英寸分配的小滴密度增加。但是隨著構(gòu)造層層厚增加，沿著z 軸的構(gòu)造清晰度會降低，RPA制造的物體與其復(fù)制的物體相比逼真度下降。 打印成構(gòu)造層的構(gòu)造材料的表面張力也會降低逼真度和所制造的產(chǎn)品質(zhì)量。 構(gòu)造材料的表面張力有使構(gòu)造層邊緣變形的傾向，邊緣的變形趨勢會隨著層 厚的增加而加強。
根據(jù)本發(fā)明一實施例，沿著x和/或y軸具有相對高的打印清晰度、逼 真度和質(zhì)量的RPA制造的物體是由相對薄的構(gòu)造層形成的。
物體構(gòu)造層的x節(jié)距和y節(jié)距是沿著x和y軸分配的分別用于形成構(gòu)造 層的構(gòu)造材料小滴坐標之間的距離。(x節(jié)距和y節(jié)距分別是x和y打印清晰 度的倒數(shù))。物體中的層以相對低的x和/或y清晰度(不需要相同)和相對 大的x節(jié)距和/或y節(jié)距打印，這樣打印出來的層就會相對薄，它不^^厚層那 樣易受表面張力作用的影響。然而根據(jù)本發(fā)明一實施例，相鄰構(gòu)造層中沉積的構(gòu)造材料小滴的x和/或y坐標相互偏移一片段(fraction),即"節(jié)距片段 (pitch fraction)",小于小滴x節(jié)距或y節(jié)距之一。(節(jié)距片段無需x和y坐 標都相同)。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)物體的逼真度和質(zhì)量近似為具有"有效"x和/或y清晰 度的相對薄層制造的物體的逼真度和質(zhì)量，其中"有效，，x和/或y清晰度等 于實際打印層時的相對低的清晰度乘以相應(yīng)節(jié)距片段的倒數(shù)。由于節(jié)距片段 小于l,所以有效清晰度會增加。
圖14示意地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的打印層。圖中示出了由才艮據(jù)本 發(fā)明實施例的RPA成形的構(gòu)造層381、 382、 383的截面圖，且該截面例如 是平行于xz平面的截面。層381、 382和383分別由構(gòu)造材料391、 392和 393小滴成形。在圖中示意地示出的是混合后并被校平輥、例如校平輥27(參 見圖1)、校正后的小滴。每三層都重復(fù)打印構(gòu)造層381、 382和383,因此 之后的每個第三層都具有相同的x坐標。
層381 、 382和383以沿著x軸相對低的清晰度Ndpi以及相應(yīng)的x節(jié)距 進行打印，其中"厶x" -IZN英寸。用"1/P"表示節(jié)距片段，其中"P"是 大于1的數(shù)。因此在RPA打印的"第n，，排小滴391的x坐標是(x。+(n-l)A x),其中x。是層381中沿著x軸的第一個小滴的x坐標。根據(jù)本發(fā)明一實施 例，層382中小滴392的相應(yīng)x坐標是(x。+(n-l)Ax+(l/P)Ax)，層383中小 滴393的相應(yīng)x坐標可選擇地是(x。+(n-l)Ax+Ax)。
每層381、 382和383中小滴的x坐標都與由物體構(gòu)造數(shù)據(jù)限定的相似 體素(homologous voxe)的x坐標相對應(yīng)，其中才艮據(jù)物體的構(gòu)造數(shù)據(jù)打印層。 與相鄰層中小滴相對應(yīng)的構(gòu)造數(shù)據(jù)元素相對彼此偏移一定距離，該距離等于 (1/P)Ax。
在本發(fā)明的一些實施例中，每層中的小滴都與根據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)限定的相應(yīng) 層中的相似體素相對應(yīng)，其中構(gòu)造翁:據(jù)被分割成具有與Ax相等且與"低" 打印清晰度N相對應(yīng)的x節(jié)距的體素。構(gòu)造層是"薄層"，其厚度與構(gòu)造層 381、 382和383的厚度相對應(yīng)。
在本發(fā)明的一些實施例中，三層中的所有小滴都與根據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)限定的 "厚，，層的相似體素相對應(yīng)，其中"厚"層的厚度與所有三層厚度的總和相 應(yīng)。厚"構(gòu)造數(shù)據(jù)"層被分割為具有與高效打印清晰度(PxN)相對應(yīng)的x節(jié) 距(1/P)厶x的體素。構(gòu)造層381中的小滴391與構(gòu)造數(shù)據(jù)層中x坐標等于(x。+(n-l)Ax)的體素相對應(yīng)。構(gòu)造層382和383中的小滴392和393與構(gòu)造 數(shù)據(jù)層中x坐標分別等于(x。+(n-l)Ax+(l/P)Ax)和(x。+(n-l)Ax+Ax)的小滴 相對應(yīng)。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，層281、 282和283的有效打印清晰度近似等于P x N, 與等于Ax/P的有效x節(jié)距相對應(yīng)。在圖14中示出了層281、 282和283的 有效x節(jié)距Ax/P。
舉幾個實例說明，圖14中的P等于2，節(jié)距片段是0.5。如果沿著x軸 的低打印清晰度N等于600dpi,相應(yīng)的x節(jié)距為1/600英寸，則構(gòu)造層沿著 x軸的有效打印清晰度為2 x 600 = 1200dpi,相應(yīng)高清晰度x節(jié)距等于1/1200 英寸。
制造物體的RPA制造裝置包括一個或多個限定和提供有限生產(chǎn)能力的 RPA。當裝置收到制造物體的指令時，裝置必須確定如何分配和安排其生產(chǎn) 能力以滿足要求。每個生產(chǎn)指令都限定了根據(jù)一組物體規(guī)格制造至少一個物 體，物體規(guī)格限定了一組RPA操作參數(shù)(例如，清晰度、層厚、損失率、 生產(chǎn)時間…)，這些操作參數(shù)通常與其它生產(chǎn)指令的操作參數(shù)不同。因此分 配和安排生產(chǎn)能力通常都是復(fù)雜的，且經(jīng)常需要生產(chǎn)管理者在計算^L程序的 協(xié)助下監(jiān)視和執(zhí)行生產(chǎn)進度。
根據(jù)本發(fā)明一實施例，分配和安排RPA裝置的生產(chǎn)能力由任務(wù)管理算 法(JMA)來執(zhí)行，使用者可在不需要生產(chǎn)管理者介入的情況下通過界面分 配和安排生產(chǎn)能力。
當使用者想要設(shè)置裝置制造物體的順序時，使用者訪問JMA。 JMA響 應(yīng)使用者并通過用戶界面在計算機屏幕上顯示多個虛擬構(gòu)造平臺。每個虛擬 構(gòu)造平臺都代表例如圖1所示的構(gòu)造平臺24。在該平臺上RPA裝置中的RPA 按照RPA裝置的順序制造物體。
每個虛擬構(gòu)造平臺都具有多個"平臺參數(shù)"。舉例說明平臺參數(shù)包括在 平臺上制造物體的開始和結(jié)束估計時間、平臺上可用的生產(chǎn)空間以及空間成 本?？蛇x擇地，平臺參數(shù)包括RPA操作參數(shù)，例如層厚、清晰度和損失率， RPA裝置根據(jù)平臺參數(shù)在平臺上制造物體。
使用者選擇出具有制造物體所需的足夠可用空間的平臺，與制造物體的 物體規(guī)格相應(yīng)且為使用者提供合適的進度安排和成本的RPA操作參數(shù)。一 旦使用者完成選擇平臺的步驟后，使用者就進行管理需求、例如支付或簽署定購單、以確定和保存他或她已經(jīng)預(yù)定的制造空間和時間。
在本發(fā)明的一些實施例中，使用者至少可限定平臺的一些平臺參凄史。例 如，JMA可選擇地為使用者提供至少一個"空的"構(gòu)造平臺，從而使用者可 限定平臺參數(shù)。可選擇地，使用者限定的平臺參數(shù)可以包括優(yōu)先級，如果優(yōu) 先級足夠高，則使用者的某些任務(wù)可以不按順序進行，而是在已安排好的在 先任務(wù)之前進行。JMA根據(jù)使用者限定的平臺參數(shù)可選擇地在平臺上產(chǎn)生相 應(yīng)的生產(chǎn)空間成本。例如，如果使用者為優(yōu)先于其它任務(wù)的平臺設(shè)置了非常
高的優(yōu)先級，則JMA會確定平臺上的空間成本(spacecost)。
在許多情況下，使用者不能方使J也確定執(zhí)行使用者任務(wù)所需的RPA操 作參數(shù)、平臺空間、成本以及其它參數(shù)(以下稱為"任務(wù)數(shù)據(jù)")。由于這個
可選擇i也，向?qū)ㄟ^交互i句問界面(interactive interrogation session)來幫貝力《吏 用者，其中向?qū)С尸F(xiàn)給使用者一些問題，問題的答案用于確定任務(wù)數(shù)據(jù)。可 選擇地，使用者傳送用來限定使用者想要生產(chǎn)物體的構(gòu)造數(shù)據(jù)，向?qū)Ц鶕?jù)所 傳送的構(gòu)造數(shù)據(jù)確定任務(wù)數(shù)據(jù)。 一旦任務(wù)數(shù)據(jù)已經(jīng)確定，向?qū)Ь蜁怀龌蛑?示哪些生產(chǎn)平臺適于使用者的任務(wù)。
在本申請的說明書和權(quán)利要求書中，每一個動詞、如"包括"、"包括"、
"具有，，以及相關(guān)的詞匯表示賓語或動詞賓語沒有必要全部列出元件、部件、 主語的元件或部件或動詞的主語。
已經(jīng)通過詳細實施例說明了本發(fā)明，但是沒有限制本發(fā)明的范圍。所述 的實施例包括不同的特征，并不是所有特征都需要包括在本發(fā)明的所有實施 例中。本發(fā)明一些實施例只使用一些特征或特征的組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以看出，所述的本發(fā)明實施例的變形實例和本發(fā)明實施例包括各種在上述實 施例中說明的特征的組合。本發(fā)明的范圍只由權(quán)利要求書限定。
本申請要求2003年5月1日提交的美國臨時申請60/466,731為優(yōu)先權(quán)， 在此引用其公開的全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1. 一種裝置，根據(jù)限定物體的數(shù)據(jù)一層一層地連續(xù)地形成薄的構(gòu)造材料層而制造物體，該裝置包括可移動組件，包括多個打印頭，每個打印頭具有成形出多個輸出口的表面，所述多個輸出口在第一方向上彼此偏移第一距離，該組件的所述多個打印頭在基本垂直于第一方向的用于掃描的第二方向上依次布置；和控制器，適于相對于支撐表面在用于掃描的第二方向上掃描所述可移動組件，并根據(jù)數(shù)據(jù)控制打印頭通過它們相應(yīng)輸出口中的每個輸出口分配構(gòu)造材料，使得每個輸出口沿著構(gòu)造線分配材料，該構(gòu)造線與同一頭中的相鄰輸出口分配材料的線相隔所述第一距離，其中，在第一頭之后沉積構(gòu)造材料的每個頭沿著其它打印頭之前沉積構(gòu)造材料的線之間的線沉積構(gòu)造材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，在第一頭之后沉積構(gòu)造材料的每個頭 沿著與其它打印頭之前沉積構(gòu)造材料的相鄰線等距的線沉積構(gòu)造材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所述打印頭組件包括 由四個打印頭組成的可移動組件，該組件的第一、第二、第三和第四打印頭按順序布置在用于掃描的第二方向上，其中，第二打印頭中的輸出口與第一打印頭中的輸出口在第一方向上偏移第一距離的一半，使得它們沿著與第一打印頭分配構(gòu)造材料的線基本等距 的線分配構(gòu)造材料；并且其中，第三和第四打印頭中的輸出口定位成使得它們沿著與第一和第二 頭分配材料的相鄰線等距的線分配構(gòu)造材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，構(gòu)造材料根據(jù)具有一節(jié)距的第一像素 矩陣中的數(shù)據(jù)沉積在第一層中，并根據(jù)第二像素矩陣中的數(shù)據(jù)沉積在第一層 上方的第二層中，其中，第一和第二像素矩陣在第一和第二方向中一個方向或兩個方向上 彼此偏移，偏移量小于所述節(jié)距。
5. —種裝置，根據(jù)限定物體的數(shù)據(jù)一層一層地連續(xù)地形成薄的構(gòu)造材料 層而制造物體，該裝置包括至少一個打印頭，具有成形出多個輸出口的表面，所述多個輸出口在第一方向上彼此偏移第一距離；和控制器，適于相對于支撐表面在垂直于第一方向的用于掃描的第二方向 上掃描所述至少一個打印頭，并根據(jù)數(shù)據(jù)控制打印頭通過它們相應(yīng)輸出口中 的每個輸出口分配構(gòu)造材料，使得每個輸出口4艮據(jù)具有一節(jié)距的第一像素矩陣分配材料，以形成第一層帶有構(gòu)圖的構(gòu)造材料；然后根據(jù)第二像素矩陣中的數(shù)據(jù)相對于該支撐表面在掃描方向上掃描所述至少一個打印頭，以在第一 層上方形成第二層，其中，第一和第二像素矩陣在第一和第二方向中一個方向或兩個方向上 彼此偏移，偏移量小于所述節(jié)距。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中，偏移是所迷節(jié)距的一半。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5的裝置,其中，第一和第二像素矩陣在第二方向上彼 此偏移。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4-7中任一項的裝置，其中，在形成第二層時，所述至 少一個打印頭在第一方向上移位整數(shù)個節(jié)距加上自形成第一層時位置的所 述偏移。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的裝置，其中，打印頭安裝在滑架中，并 且其中，每個打印頭包括至少一個對齊結(jié)構(gòu)，該至少一個對齊結(jié)構(gòu)與包括在 滑架中的對齊結(jié)構(gòu)相匹配，并且當打印頭安裝到滑架時，該打印頭的至少一 個對齊結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的滑架對齊結(jié)構(gòu)接觸，從而將打印頭精確地定位在滑架 中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中，包括在每個打印頭中的所述至少一 個對齊結(jié)構(gòu)和與之相應(yīng)的滑架對齊結(jié)構(gòu)使打印頭定位成它們各自的輸出口 的線是平行的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中，包括在每個打印頭中的所述至少一 個對齊結(jié)構(gòu)和與之相應(yīng)的滑架對齊結(jié)構(gòu)使打印頭定位成使得每個打印頭中 的第一輸出口相對于其它打印頭的第一輸出口精確地定位。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的裝置，其中，構(gòu)造材料包括光敏聚合物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，包括燈，該燈發(fā)出輻射以使光敏聚合物聚合。
14. —種裝置，根據(jù)限定物體的數(shù)據(jù)一層一層地連續(xù)地形成薄材料層而制造物體，該裝置包括至少一個打印頭，具有成形出至少一個輸出口的表面，且可控地通過輸 出口分配液態(tài)的光敏聚合物材料；刮片；以及控制器，適于控制打印頭分配光敏聚合物并連續(xù)地形成所述層，以及使 打印頭在刮片上方移動以清潔成形有輸出口的表面，其中，清潔片成形有至少一個槽，該至少一個槽將清潔片分割成多個齒， 每個齒具有與所述多個打印頭中不同的一個打印頭的輸出口表面接觸的邊 緣，用于刮擦所述表面上的多余構(gòu)造材料。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其中，刮片包括至少一個清潔片，該至少 一個清潔片具有一邊緣，當控制器控制所述表面在刮片上方移動時，該邊緣 刮擦所述表面上的多余構(gòu)造材料。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其中，所述至少一個清潔片包括至少兩個 清潔片。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中，所述至少兩個清潔片中的清潔片具 有不接觸打印頭的輸出口表面的邊緣，但當控制器控制所述表面在刮片上方 移動時，該邊緣沿著所述表面移動并靠近所述表面。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14-17中任一項的裝置，其中，所述邊緣是圓齒狀的， 且相應(yīng)于所述至少一個打印頭中的每個打印頭具有不同的圓齒。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14-17中任一項的裝置，其中，所述清潔片由彈性材 料形成，使得接觸所述表面的邊緣彈性地接觸所述表面。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1-7或14-17中任一項的裝置，包括障礙物檢測系統(tǒng)， 用于檢測在層中的突出于所述層的表面的缺陷。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中，所述障礙物檢測系統(tǒng)包括發(fā)射激光束的激光器，所述激光束沿著其長度接觸所述層的表面或者定 位為靠近所述層的表面；接收來自激光束的光的檢測器；并且其中，所述檢測器從激光器接收的光至少部分地被突出于所述表面的缺 陷阻擋。
全文摘要
本發(fā)明涉及快速成型裝置，根據(jù)限定物體的數(shù)據(jù)一層一層地連續(xù)地形成薄的構(gòu)造材料層而制造物體，該裝置包括可移動組件，包括多個打印頭，每個打印頭具有成形出多個輸出口的表面，所述多個輸出口在第一方向上彼此偏移第一距離，該組件的所述多個打印頭在基本垂直于第一方向的用于掃描的第二方向上依次布置；和控制器，適于相對于支撐表面在用于掃描的第二方向上掃描可移動組件，并根據(jù)數(shù)據(jù)控制打印頭通過它們相應(yīng)輸出口中的每個輸出口分配構(gòu)造材料，使得每個輸出口沿著構(gòu)造線分配材料，該構(gòu)造線與同一頭中的相鄰輸出口分配材料的線相隔所述第一距離。在第一頭之后沉積構(gòu)造材料的每個頭沿著其它打印頭之前沉積構(gòu)造材料的線之間的線沉積構(gòu)造材料。
文檔編號B29C67/00GK101428474SQ20081017107
公開日2009年5月13日 申請日期2004年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月1日
發(fā)明者伊格爾·蔡圖恩, 伊萊亞休·M·克里奇曼, 哈南·戈塞特, 德羅爾·達奈, 戴維·埃謝德, 蓋伊·門奇克, 莫什·利維, 蔡姆·克蘭亨德勒, 邁爾·巴內(nèi)森 申請人:奧布吉特幾何有限公司