带外壳物体的实体无模制造制造技术

本申请涉及带外壳物体的实体无模制造。本发明专利技术公开了一种层状实体无模制造方法。对于至少数层中的每一层而言，所述方法包括分配和硬化至少第一成型材料和第二成型材料，从而形成核心区域(66)以及至少部分地包围所述核心区域的一个或多个封套区域(64)。在一些实施方式中，当硬化时，邻近区域的弹性模量之间的比率为约1至约20。

Virtual manufacturing of an object with an enclosure

The present application relates to an entity free manufacturing of an object with a shell. The invention discloses a method for manufacturing a layered entity without mold. For at least several layers in each layer, the method includes assigning at least first and hardening molding material and molding material second, thereby forming the core region (66) and at least partially surrounds the core area of one or more of the envelope region (64). In some embodiments, the ratio between the elastic moduli of adjacent regions when hardening is about 1 to about 20.

【技术实现步骤摘要】
带外壳物体的实体无模制造本申请是申请日为2011年4月21日的题为“带外壳物体的实体无模制造”的中国专利申请No.201180031502.5的分案申请。相关申请本申请要求于2010年4月25日提交的美国临时申请号61/327,692，于2010年4月25日提交的美国临时申请号61/327,693，以及于2011年3月1日提交的美国临时申请号61/447,743的优先权权益。所有上述文件的内容都通过引用结合在此，如同在此充分提出一样。
本专利技术，在其一些实施方式中，涉及实体无模制造(实体自由成型制造，solidfreeformfabrication,SFF)，并且更具体地，但并非排他地，涉及带外壳物体的SFF。
技术介绍
SFF是能够通过另外的成型步骤直接地从计算机数据制造出任意形状结构的技术。任何SFF系统的基本操作由将三维计算机模型切成薄的横截面，将结果转变为二维位置数据，以及将数据输入以分层方式建造三维结构的控制设备中组成。实体无模制造为制造方法提供了许多不同途径，包括三维打印、电子梁柱熔化、立体光刻、选择性激光烧结、分层物体制造、熔化沉积制造等。例如，在三维打印过程中，从具有一组喷嘴的分配头分配构建材料(buildingmaterial)从而在支持结构上沉积多个层。根据构建材料，然后可以使用适当的装置来将这些层固化或凝固。构建材料可以包括形成物体的成型材料(造型材料，modelingmaterial)以及当它进行构建时支持所述物体的支持材料。存在多种三维打印技术并且公开于例如美国专利号6,259,962，6,569,373，6,658,314，6,850,334，7,183,335，7,209,797，7,225,045，7,300,619和7,500,846，以及美国公开申请号20050104241和20060054039中，所有这些均为同一受让人，其内容通过引用结合在此。实体无模制造典型地用于设计相关领域，在这些领域中它用于可见显示、图形显示以及机械原型法。因此，SFF有助于以最少的工具和劳动力投资来快速制造功能性原型机。通过为设计者提供快速和有效的反馈，这类快速原型法缩短了产品开发周期并且改进了设计工艺。SFF还可以用于快速制造非功能性部件，例如出于评估设计的不同方面的目的，如美学、适合度、组装等等。此外，SFF技术已证实可用于其中在执行操作之前将预期结果模型化的医药领域。应当认识到许多其他领域也可以得益于快速原型化技术，包括，但不限于，建筑领域、牙医领域以及利用整形外科领域，在这些领域中特定设计和/或功能的可视化是有用的。数种SFF技术可以使用多于一种成型材料来另外地形成物体。例如授予本专利技术受让人的美国公开申请号20100191360(其内容通过引用结合在此)公开了包含实体无模制造设备的系统，所述实体无模制造设备具有多个分配头，配置成将多种构建材料提供给制造设备的构建材料供给设备，以及配置成用于控制所述制造和供给设备的控制单元。所述系统具有数种操作模式。在一个模式中，在制造设备的单个构建扫描循环期间，所有分配头均工作。在另一个模式中，在单个构建扫描循环或其一部分期间分配头中的一个或多个不工作。
技术实现思路
根据本专利技术一些实施方式的一个方面，提供了分层实体无模制造的方法。对于至少数层中的每一层而言，所述方法包括：分配和硬化至少第一个成型材料和第二个成型材料，从而形成核心区域和至少部分地包围核心区域的一个或多个封套区域，由此制造出由多个层和由核心区域构成的层状核心以及由封套区域构成的层状外壳构建的物体。根据本专利技术一些实施方式，一个或多个封套区域包括多个封套区域。根据本专利技术一些实施方式，硬化时，邻近区域的弹性模量之间的比率为约1至约20。根据本专利技术一些实施方式，对于层中的至少一对区域而言，表征该对的内部区域的热挠曲温度(HDT)高于50℃，而表征该对的外部区域的HDT低于50℃。根据本专利技术一些实施方式，对于层中的至少一对区域而言，该对的外部区域具有低于该对的内部区域的弹性模量。根据本专利技术一些实施方式，对于层中的至少一对区域而言，该对的外部区域具有高于该对的内部区域的弹性模量。根据本专利技术一些实施方式，对于层中的任何一对区域而言，该对的外部区域具有低于该对的内部区域的弹性模量。根据本专利技术的一些实施方式，表征核心区域的热挠曲温度(thermaldeflectiontemperature，HDT)低于约50℃，而表征至少一个封套区域的HDT高于约50℃。根据本专利技术的一些实施方式，对于至少一对封套区域而言，表征该对的内部封套区域的HDT高于50℃，而表征该对的外部封套区域的HDT低于50℃。根据本专利技术一些实施方式，对于至少一对封套区域而言，表征该对的内部封套区域的HDT高于50℃，而表征该对的外部封套区域的HDT低于50℃。根据本专利技术的一些实施方式，对于层中的至少一对区域而言，该对的外部区域的特征性HDT高于该对的内部区域。根据本专利技术的一些实施方式，硬化时，通过断裂伸长率值(εR)来表征核心和封套区域的每一个，其中任何封套区域的特征性εR高于核心区域。根据本专利技术的一些实施方式，对于层中的任何一对区域而言，该对的外部区域的特征性εR高于该对的内部区域。根据本专利技术的一些实施方式，对于层中的至少一对区域而言，该对的外部区域的特征性εR比该对的内部区域的特征性εR高至少30％。根据本专利技术的一些实施方式，对于层中的至少一对区域而言，该对的外部区域的特征性εR为至少30％，而该对的内部区域的特征性εR为约2％至约15％。根据本专利技术一些实施方式，通过低于10℃的玻璃转化温度(Tg)来表征第一个成型材料和第二个成型材料。根据本专利技术的一些实施方式，对于层中的至少一对区域而言，该对的外部区域的特征性εR为至少200％，而该对的内部区域的特征性εR为约1％至约100％。根据本专利技术的一些实施方式，核心区域的特征性抗拉伸撕裂强度(tensiletearresistance，TR)低于至少一个封套区域的特征性TR。根据本专利技术的一些实施方式，硬化时，通过Izod(缺口)抗冲击强度(IR)值和HDT来表征每个区域，其中对于层中的至少一对区域而言，该对的内部区域特征在于具有相对于该对的外部区域，更低的IR值和更高的DT值。根据本专利技术的一些实施方式，内部区域的特征为约为20J/m的IR值。根据本专利技术的一些实施方式，外部区域的特征为至少40J/m的IR值。根据本专利技术的一些实施方式，内部区域的特征为至少60℃的HDT。根据本专利技术的一些实施方式，内部区域的特征为最多50℃的HDT。根据本专利技术的一些实施方式，外部区域为该对的最外层区域。根据本专利技术的一些实施方式，内部区域为核心区域。根据本专利技术的一些实施方式，内部区域为封套区域。根据本专利技术的一些实施方式，横过所述层封套区域的宽度是不均匀的。根据本专利技术的一些实施方式，针对每层单独计算封套区域的宽度。根据本专利技术的一些实施方式，封套区域的宽度为至少10μm。根据本专利技术的一些实施方式，核心区域和封套区域中的至少一个包含在相应区域上以像素化方式交织的第一和第二材料，并且其中对于第一材料和第二材料中的每一种而言，核心区域中材料的相对表面密度与封套区域中材料的相对表面密度不同。根据本专利技术的一些实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层状实体无模制造方法，对于至少数层中的每一层而言，所述方法包括：分配多种成型材料，从而形成核心区域以及至少部分地包围所述核心区域的封套区域，其中所述核心区域和所述封套区域由不同成型材料制成或由成型材料的不同组合制成，其中所述封套区域的特征性热挠曲温度(HDT)高于所述核心区域，且其中表征所述封套区域的所述HDT高于60℃；以及硬化所述第一成型材料和所述第二成型材料；由此制造出由多个硬化层和由核心区域构成的层状核心以及由封套区域构成的层状外壳构造的物体。

【技术特征摘要】
2010.04.25 US 61/327,693;2010.04.25 US 61/327,692;1.一种层状实体无模制造方法，对于至少数层中的每一层而言，所述方法包括：分配多种成型材料，从而形成核心区域以及至少部分地包围所述核心区域的封套区域，其中所述核心区域和所述封套区域由不同成型材料制成或由成型材料的不同组合制成，其中所述封套区域的特征性热挠曲温度(HDT)高于所述核心区域，且其中表征所述封套区域的所述HDT高于60℃；以及硬化所述第一成型材料和所述第二成型材料；由此制造出由多个硬化层和由核心区域构成的层状核心以及由封套区域构成的层状外壳构造的物体。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述封套区域比所述核心区域具有更高的弹性模量。3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，进一步包括分配所述多种成型材料，从而形成平行于所述层的至少一个外壳部件，其中表征所述至少一个外壳部件的材料性质与表征所述核心的材料性质不同。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，包括形成多个封套区域，从而形成多个层状外壳。5.根据权利要求4所述的方法，其中对于所述层中的任何对的封套区域而言，所述对的外部封套区域比所述对的内部封套区域具有更低的弹性模量。6.根据权利要求4和5中任一项所述的方法，其中对于所述层中的至少两个封套区域而言，在硬化时，所述至少两个封套区域的外部封套区域的特征性断裂伸长率值(εR)，高于所述至少两个封套区域的内部封套区域的εR。7.根据权利要求4-6中任一项所述的方法，其中对于所述层中的至少两个封套区域而言，在硬化时，所述至少两个封套区域的外部封套区域的特征性Izod抗冲击强度(IR)值，高于所述至少两个封套区域的内部封套区域的IR。8.根据权利要求4和5中任一项所述的方法，其中至少一个所述外壳在法...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·季科夫斯基，阿夫拉汉姆·莱维，爱德华多·纳帕登斯基，
申请(专利权)人：斯特塔西有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL