三维(3D)印刷的制作方法

文档序号:11282694阅读:451来源:国知局
三维(3D)印刷的制造方法与工艺
发明背景三维(3d)印刷可以是用于由数字模型制造三维固体部件的增材印刷方法。3d印刷常常用于快速产品原型设计、模具生成和母模生成。一些3d印刷技术被视为增材方法,因为它们涉及施加连续的材料层。这不同于传统的机械加工方法(其通常依赖于除去材料以创建最终的部件)。3d印刷中使用的材料常常需要固化或熔融,这对一些材料而言可以使用热辅助挤出或烧结来实现,对其它材料而言可以使用数字光投影技术来实现。附图简要说明参照下列详述和附图,本公开的实例的特征将变得明确,在下列详述和附图中,相同的附图标记对应于类似的(虽然也许并不相同的)组件。为了简洁起见,具有先前描述的功能的附图标记或特征可能结合它们出现在其中的其它附图进行描述或不进行描述。图1是显示本文中公开的3d印刷方法的实例的流程图;图2a至2e是描绘图1的示例性3d印刷方法的半示意性截面图;图3是显示本文中公开的3d印刷方法的另一实例的另一流程图;图4a至4e是描绘图3的示例性3d印刷方法的半示意性截面图;图5是通过图2a至2e或图4a至4e中显示的方法形成的3d部件的实例的半示意性截面图;图6是通过图2a至2e或图4a至4e中显示的方法形成的3d部件的实例的半示意性截面图;图7是显示本文中公开的3d印刷方法的又一实例的流程图;图8a至8e是描绘图7的3d印刷方法的实例的截面图;图9是描绘白色颜料浓缩物实施例1-5(具有ph=9)的波长vs吸光度结果的图;图10是描绘白色颜料浓缩物实施例6-10(具有ph=7)的波长vs吸光度结果的图;图11是描绘白色浓缩物实施例1-10的研磨时间vs吸光度的图;图12是描绘白色-黑色墨水组合斑块和对比墨水斑块的黑色光学密度(kod)和热生成结果的图;和图13是由本文中公开的方法的实例形成的示例性3d部件的侧部的光学显微镜图像。发明详述本文中公开的三维(3d)印刷方法的实例采用多射流熔融(mjp)。在多射流熔融过程中,将构建材料(也称为构建材料颗粒)的整个层暴露于辐射,但是该构建材料的所选区域(在一些情况下小于整个层)熔融并硬化以成为3d部件的一个层。在本文中公开的实例中,选择性沉积与该构建材料的所选区域接触的助熔剂(在本文中也称为黑色墨水)。该助熔剂(一种或多种)能够渗透到构建材料的层中并铺展在该构建材料的外表面上。该助熔剂能够吸收辐射并将吸收的辐射转化成热能,所述热能进而熔融或烧结与该黑色墨水接触的构建材料。这导致该构建材料熔融、粘结、固化等等以形成该3d部件的层。在一些情况下,已经发现热能可以传播到周围的构建材料中。这可能导致随后的该构建材料未暴露于黑色墨水的区域(一个或多个)/部分(一个或多个)凝固。本文中公开的方法的实例利用热能传播向形成的层和/或部件添加颜色。在该方法的一些实例中,在辐射暴露之前或之后,可以在构建材料上施加的黑色墨水附近施加白色墨水和彩色墨水。在另一些实例中,在辐射暴露之前,该彩色墨水与该白色墨水可以施加到该构建材料上,随后可以在该构建材料上施加黑色墨水。在任何示例性方法中,由于辐射暴露和热能生成,该黑色墨水熔融与其接触的构建材料。同样在任何示例性方法中,由于热能传播,邻近(但是不直接暴露于)该黑色墨水的构建材料可以至少部分熔融。来自该白色墨水的着色剂和来自该彩色墨水的着色剂可能嵌在或注入该至少部分熔融的部分中。在图1中描绘了3d印刷方法100的一个实例。要理解的是,将在本文中详细讨论图1中显示的方法100,并在一些情况下,将结合图1讨论图2a至2e、图5和图6。作为实例,方法100可用于向形成的层或部件的顶部施加颜色。如附图标记102处所示,该方法100包括施加构建材料粉末。附图标记102的一个实例以截面方式显示在图2a处。在图2a中显示的实例中,如下文中将更详细地讨论的那样,已经施加了该构建材料16的一个层10。该构建材料16可以是粉末、液体、糊剂或凝胶。要理解的是,该构建材料16不是热膨胀材料,并且不包括热膨胀材料。热膨胀材料在暴露于热时尺寸提高。相反。该构建材料16具有在辐射暴露后基本上保持的原始材料密度。“基本上保持”指的是在该构建材料16熔融后,(由该构建材料16形成的层、部件等等的)熔融后密度在原始材料密度的10%内。例如,尼龙颗粒(不是流动的粉末而是颗粒)可以具有大约1.01g/cm3的熔融前密度,并且由该尼龙颗粒形成的层、部件等等具有大约0.9g/cm3至大约1.01g/cm3的熔融后密度。在熔融前后基本上保持的密度意味着减少或消除所得层、部件等等的翘曲。构建材料16的实例包括具有大于5℃的宽加工窗口(即熔点与再结晶温度之间的温度范围)的半结晶热塑性材料。该构建材料16的一些具体实例包括聚酰胺(pa)(例如pa11/尼龙11、pa12/尼龙12、pa6/尼龙6、pa8/尼龙8、pa9/尼龙9、pa66/尼龙66、pa612/尼龙612、pa812/尼龙812、pa912/尼龙912等等)。该构建材料16的其它具体实例包括聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)和这些材料的非晶变体。合适的构建材料16的再其它实例包括聚苯乙烯、聚缩醛、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酯、热聚氨酯、其它工程塑料、以及本文中列举的聚合物的任意两种或多种的共混物。也可以使用这些材料的核壳聚合物颗粒。该构建材料16可以具有大约50℃至大约400℃的熔点。作为实例,该构建材料16可以是具有180℃的熔点的聚酰胺,或具有大约100℃至大约165℃的熔点的热聚氨酯。该构建材料16可以由类似尺寸的颗粒或不同尺寸的颗粒构成。在本文中显示的实例中,该构建材料16包括两种不同尺寸的颗粒。本文中参照构建材料16所用的术语“尺寸“指的是球形颗粒的直径,或非球形颗粒的平均直径(即跨越该颗粒的多个直径的平均值)。在一个实例中,该构建材料16的颗粒的平均尺寸为5微米至大约100微米。要理解的是,除聚合物颗粒之外,构建材料16可以包括电荷剂、流动助剂或其组合。可以添加电荷剂(一种或多种)以抑制摩擦带电。合适的电荷剂(一种或多种)的实例包括脂族胺(其可以被乙氧基化)、脂族酰胺、季铵盐(例如山萮基三甲基氯化铵或椰油酰胺丙基内铵盐)、磷酸的酯、聚乙二醇酯或多元醇。一些合适的市售电荷剂包括fa38(基于天然的乙氧基化烷基胺)、fe2(脂肪酸酯)和hs1(烷烃磺酸盐),其各自可获自clariantint.ltd.。在一个实例中,该电荷剂以该构建材料16的总重量%的大于0重量%至小于5重量%的量添加。可以添加流动助剂(一种或多种)以改善该构建材料16的涂料流动性。当该构建材料16的颗粒尺寸小于25微米时,该流动助剂(一种或多种)可能是特别有益的。该流动助剂通过降低摩擦、横向阻力和摩擦电荷积聚(通过提高该颗粒的导电性)来改善该构建材料16的流动性。合适的流动助剂的实例包括磷酸三钙(e341)、粉末纤维素(e460(ii))、硬脂酸镁(e470b)、碳酸氢钠(e500)、亚铁氰化钠(e535)、亚铁氰化钾(e536)、亚铁氰化钙(e538)、骨质磷酸盐(e542)、硅酸钠(e550)、二氧化硅(e551)、硅酸钙(e552)、三硅酸镁(e553a)、滑石粉(e553b)、铝硅酸钠(e554)、硅酸钾铝(e555)、铝硅酸钙(e556)、膨润土(e558)、硅酸铝(e559)、硬脂酸(e570)或聚二甲基硅氧烷(e900)。在一个实例中,该流动助剂以该构建材料16的总重量%的大于0重量%至小于5重量%的量添加。在图2a中显示的实例中,用于形成3d部件的印刷系统12包括供应床14(包括构建材料16的供应)、递送活塞18、辊20、制造床22(具有接触表面25)和制造活塞24。这些物理元件各自可以可操作地连接到该印刷系统12的中央处理单元(未显示)上。该中央处理单元(例如运行储存在非暂时的有形计算机可读存储介质上的计算机可读指令)操纵和转换在印刷机的寄存器和存储器中表示为物理(电子)量的数据从而控制该物理元件以产生该3d部件。用于选择性递送该构建材料16、该黑色墨水等等的数据可以衍生自要形成的3d部件的模型。作为一个实例,该中央处理单元可以是基于微处理器的控制器,其例如经由通信总线(未显示)耦合到存储器上。该内存存储计算机可读指令。该中央处理单元可以执行该指令,并由此可以根据指令控制系统12的运行。递送活塞18和制造活塞24可以是相同类型的活塞,但是编程为在相反方向上移动。在一个实例中,当要形成该3d部件的一个层时,该递送活塞18可以被编程为将预定量的构建材料16推出该供应床14中的开口,该制造活塞24可以被编程为在与递送活塞18相反的方向上移动以提高该制造床22的深度。该递送活塞18将推进足够的距离,以使得当辊20将构建材料16推入该制造床22并推到该接触表面25上时,该制造床22的深度是足够的,以使得该构建材料16的层10可以在床22中形成。该辊20能够将构建材料16铺展到制造床22中以形成厚度相对均匀的层10。在一个实例中,层10的厚度为大约90微米至大约110微米,尽管也可以采用更薄或更厚的层。例如,层10的厚度可以为大约50微米至大约200微米。要理解的是,该辊20可以由其它工具代替,如可用于铺展不同类型的粉末的刮刀,或辊与刮刀的组合。在该制造床22中施加该构建材料16的层10后,层10暴露于加热(如图1中的附图标记104处和图2b中所示)。进行加热以预热该构建材料16,并且由此加热温度可以低于该构建材料16的熔点。因此,所选的加热温度将取决于所用的构建材料16。作为实例,该加热温度可以低于该构建材料16的熔点大约5℃至大约50℃。在一个实例中,该加热温度为大约50℃至大约400℃。在另一实例中,该加热温度为大约150℃至大约170℃。可以使用在制造床22中将所有构建材料16暴露于热的任何合适的热源来实现该构建材料16的层10的预热。该热源的实例包括热力热源或电磁辐射源(例如红外(ir)、微波等等)。在预热该层10之后,如图1中的附图标记106处和图2c中所示,该黑色墨水38可以选择性施加到层10中的构建材料16的至少一部分40上。该黑色墨水38可以由喷墨印刷头26,如热式喷墨印刷头或压电式喷墨印刷头来分配。该印刷头26可以是按需滴墨印刷头或连续滴墨印刷头。可以选择印刷头26从而以大约300点/英寸(dpi)至大约1200dpi的分辨率递送该黑色墨水38的液滴。在其它实例中,可以选择印刷头26从而能够以更高或更低的分辨率递送该黑色墨水38的液滴。液滴速度可以为大约5m/s至大约24m/s,发射频率可以为大约1khz至大约100khz。该印刷头26可以包括喷嘴阵列,由此该印刷头26能够选择性喷射流体液滴。在一个实例中,各个液滴可以为每滴大约10皮升(pl)的量级,尽管设想可以使用更高或更低的液滴尺寸。在一些实例中,印刷头26能够递送该黑色墨水38的可变尺寸液滴。要理解的是,在本文中公开的实例中,该黑色墨水38是助熔剂。黑色墨水38的实例是包含辐射吸收粘结剂(即活性材料)的基于水的分散体。该活性材料可以是任何黑色的红外光吸收着色剂。在一个实例中,该活性材料是近红外光吸收剂。由fabricolor、eastmankodak或yamamoto生产的任何近红外着色剂可用于该黑色墨水38。作为一个实例,该黑色墨水38可以是包含炭黑作为活性材料的墨水型制剂。这种墨水型制剂的实例在商业上称为cm997a、516458、c18928、c93848、c93808等等,其均可获自hewlett-packardcompany。该黑色墨水38的水性性质使得该黑色墨水38能够至少部分渗透到该构建材料16的层10中。该构建材料16可以是疏水性的,并且在该黑色墨水38中存在助溶剂和/或分散剂有助于获得特定的润湿行为。要理解的是,可以选择性施加单一黑色墨水38以形成该3d部件的层,或者可以选择性施加多种黑色墨水38以形成该3d部件的层。在该构建材料16的部分(一个或多个)40上选择性施加该黑色墨水38后,如图1中的附图标记108处和图2c中所示,可以向施加的黑色墨水38选择性施加白色墨水36。在由印刷头26分配该黑色墨水38后,该白色墨水36可以由另一印刷头26’分配。要理解的是,印刷头26’可以具有上文中对印刷头26所描述的任何特征。在方法100的这一实例中,黑色墨水38与白色墨水36可以在该印刷头26、26’的单次通过或多次通过中分配,只要在白色墨水36之前施加黑色墨水38即可。要理解的是,至少部分由于白色墨水36施加到其中已经施加黑色墨水38的构建材料16的部分40上,施加的白色墨水36可以在在该构建材料16之上和/或在该构建材料16之中形成不同的层。在下文中参照图2d更详细地解释白色墨水36的不同的层。白色墨水36包含白色着色剂、助溶剂、分散剂和水。在某些情况下,白色墨水36包含这些组分,且不包含其它组分。在其它情况下,该白色墨水36可以进一步包含抗结垢剂、分散添加剂、杀生物剂、丙烯酸胶乳粘结剂及其组合。白色墨水36包含白色着色剂,其在可见波长中是不透明的,并对红外波长透明。由于白色着色剂在可见波长中不透明,白色墨水36可以在施加的黑色墨水38上有效地形成白色遮蔽物(mask)。白色遮蔽物有助于改善所得3d层或部件的颜色均匀性,因为彩色墨水34可以施加到施加的白色墨水36上。此外,由于白色着色剂对红外波长透明,白色墨水36允许红外辐射到达黑色墨水38,其着色剂吸收红外辐射并熔融该构建材料16。结果,可以添加白色墨水36而不牺牲该3d部件的机械性能。白色着色剂可以以白色墨水36的总重量%的大约10重量%至大约60重量%的量存在。在另一些实例中,白色墨水36中白色着色剂的量为大约10重量%至大约40重量%,或大约15重量%至大约35重量%。白色着色剂的一些实例包括颜料,如二氧化钛(tio2)、氧化锌(zno)、碳酸钙(caco3)、硫酸钡(baso4)或其组合。白色着色剂的一些市售实例可以以商品名获自dupont,其一个实例包括r-706。白色墨水36中的白色着色剂在某些情况下可以用分散添加剂来分散。因此,分散添加剂有助于遍布白色墨水36均匀地分布该白色着色剂。分散添加剂还有助于将白色墨水36润湿到施加的黑色墨水38上。该分散添加剂可以以白色着色剂的总重量%的大约0.01重量%至大约0.8重量%的量存在于白色墨水36中。该分散添加剂的一些实例包括水溶性丙烯酸聚合物(例如可获自lubrizol的k7028)、具有颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物(例如可获自bykadditivesandinstruments的-190)及其组合。该白色墨水36还包含助溶剂。该助溶剂以白色墨水36的总重量%的大约10重量%至大约30重量%的量存在。合适的助溶剂的一些实例包括2-吡咯烷酮、2-甲基-1,3-丙二醇、四乙二醇、三丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇丁醚、二丙二醇丁醚、三乙二醇丁醚、1,2-己二醇、2-羟乙基-2-吡咯烷酮、1,6-己二醇及其组合。该白色墨水36进一步包含分散剂以便在施加到施加的黑色墨水38上时提供特定的润湿性能。该分散剂有助于将白色墨水36均匀地分布到施加的黑色墨水38上。该分散剂可以为白色墨水36中白色着色剂总重量%的大约0.2重量%至大约3.0重量%。该分散剂可以是非离子型、阳离子型、阴离子型或其组合。该分散剂的一些实例包括基于炔二醇化学的自乳化非离子型润湿剂(例如来自airproductsandchemicals,inc.的sef)、乙氧基化低泡沫润湿剂(例如来自airproductsandchemicalinc.的440和465)、非离子型炔二醇表面活性剂(例如来自airproductsandchemicals,inc.的104)、非离子型烷基苯基乙氧基化物和无溶剂的表面活性剂共混物(例如来自airproductsandchemicals,inc.的ct-211)、非离子型有机表面活性剂(例如来自evonikindustriesag的wet510)、非离子型含氟表面活性剂(例如来自dupont的先前称为zonylfso的含氟表面活性剂,来自omnovasolutionsinc.的polyfoxtmpf-154n)、非离子型仲醇乙氧基化物(例如均来自dowchemicalcompany的15-s-5、15-s-7和15-s-9)、水溶性非离子型表面活性剂(例如tmn-6)及其组合。阴离子型分散剂的实例包括dowfaxtm系列(来自dowchemicalcompany)中的那些,阳离子型分散剂的实例包括十二烷基三甲基氯化铵和十六烷基二甲基氯化铵。任何先前列举的分散剂的组合也可以使用。该白色墨水36可以附加地包含抗结垢剂、杀生物剂、丙烯酸胶乳粘结剂及其组合。抗结垢剂的实例包括油醇聚醚-3-磷酸酯或聚氧乙烯(3)油基单/二-磷酸酯(例如来自croda的n-3a,现在的o3a),金属螯合物/螯合剂如甲基甘氨酸二乙酸(例如来自basfcorp.的m)及其组合。合适的杀生物剂的实例包括1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水溶液(例如来自archchemicals,inc.的gxl)、季铵化合物(例如2250和2280、50-65b和250-t,均来自lonzaltd.corp.)、甲基异噻唑酮的水溶液(例如来自thedowchemicalco.的mlx)及其组合。丙烯酸胶乳粘结剂的实例包括苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯的任意两种或更多种的共聚物。当包含时,该抗结垢剂可以以大约0.10重量%至大约1.00重量%的量存在,该杀生物剂可以以大约0.10重量%至大约0.40重量%的量存在,该丙烯酸胶乳粘结剂可以以大约2.00重量%至大约10.00重量%的量存在,其各自相对于白色墨水36的总重量计。白色墨水36的余量是水。因此,水量可以取决于包含的白色着色剂、分散剂和助溶剂以及在一些情况下的抗结垢剂、添加剂分散剂、丙烯酸胶乳粘结剂和/或杀生物剂的量而改变。在一个实例中,白色墨水36可以通过首先在水和分散剂添加剂中研磨白色着色剂直到获得白色着色剂的合适粒度来制备。研磨形成白色着色剂浓缩物。剩余的白色墨水36组分(不含白色着色剂浓缩物)混合以形成墨水载体。考虑到要添加的白色着色剂浓缩物的重量百分比,余量的水可以以合适的量添加。当包含水时,该墨水载体可以用氢氧化钾(koh)或另一合适的碱调节至大约8.0至大约8.5的ph。将白色着色剂浓缩物添加(例如逐滴)到墨水载体中,直到白色着色剂以合适的量存在。在向其中添加白色着色剂浓缩物时可以混合墨水载体。一旦白色着色剂和墨水载体充分混合,可以用koh或另一合适的碱将该混合物的ph调节至大约9.0至大约9.2。可以将该混合物过滤以获得本文中公开的3d印刷方法中使用的白色墨水36。如图1中的附图标记110处和图2c中所示,在选择性施加白色墨水36后,彩色墨水34可以选择性施加到施加的白色墨水36上。如图2c中所示,在由印刷头26’分配白色墨水36之后,可以由另一印刷头26”分配彩色墨水34。要理解的是,印刷头26”具有先前对印刷头26所描述的任何特征。在方法100的这一实例中,黑色墨水38、白色墨水36和彩色墨水34可以在该印刷头26、26’、26”的单次通过或多次通过中分配,只要在白色墨水36之前施加黑色墨水38,并在彩色墨水34之前施加白色墨水36即可。要理解的是,至少部分由于彩色墨水34施加到其中已经施加黑色墨水38和白色墨水36的构建材料16的部分40上,施加的彩色墨水34可以在在该构建材料16之上和/或在该构建材料16之中形成不同的层。在下文中参照图2d更详细地解释彩色墨水34的不同的层。该彩色墨水34包含具有白色或黑色之外的颜色的着色剂(例如颜料和/或染料)。其它颜色的实例包括青色、品红色、黄色等等。在某些情况下,彩色墨水34的着色剂也可以对红外波长透明。在这些情况下,彩色墨水34允许红外辐射到达黑色墨水38,其着色剂吸收红外辐射并生成热能以熔融该构建材料16。ir透明着色剂的实例包括酸性黄23(ay23)、ay17、酸性红52(ar52)、ar289和活性红180(rr180)。在另一些情况下,彩色墨水34的着色剂可能对红外波长不完全透明。例如,彩色墨水34的着色剂可以吸收一些可见波长和一些ir波长。这些着色剂的一些实例包括青色着色剂,如直接蓝199(db199)和颜料蓝15:3(pb15:3)。除了非黑色和非白色着色剂之外,该彩色墨水34可以包含类似于白色墨水36的组分(例如助溶剂(一种或多种)、分散剂(一种或多种)、抗结垢剂(一种或多种)、杀生物剂(一种或多种)、水等等)。彩色墨水34还可以包含粘结剂或其它添加剂,如湿润剂和润滑剂(例如来自lipochemicals的eg-1(leg-1))、螯合剂(例如乙二胺四乙酸二钠(edta-na))和/或缓冲剂。基于颜料的彩色墨水34的实例可以包含大约1重量%至大约10重量%的颜料(一种或多种)、大约10重量%至大约30重量%的助溶剂(一种或多种)、大约0.5重量%至大约2重量%的分散剂(一种或多种)、0.01重量%至大约1重量%的抗结垢剂(一种或多种)、大约0.1重量%至大约5重量%的粘结剂(一种或多种)、大约0.05重量%至大约0.1重量%的杀生物剂(一种或多种)、以及余量的水。基于染料的彩色墨水34的实例可以包含大约1重量%至大约7重量%的染料(一种或多种)、大约10重量%至大约30重量%的助溶剂(一种或多种)、大约0.25重量%至大约2重量%的分散剂(一种或多种)、0.05重量%至大约0.1重量%的螯合剂(一种或多种)、大约0.005重量%至大约0.2重量%的缓冲剂(一种或多种)、大约0.05重量%至大约0.1重量%的杀生物剂(一种或多种)、以及余量的水。彩色墨水34的一些实例包括一组青色、品红色和黄色墨水,如c1893a(青色)、c1984a(品红色)和c1985a(黄色);或c4801a(青色)、c4802a(品红色)和c4803a(黄色);其均可获自hewlett-packardcompany。其它市售彩色墨水包括c9384a(印刷头hp72)、c9383a(印刷头hp72)、c4901a(印刷头hp940)和c4900a(印刷头hp940)。该印刷头26、26’、26”可以连接到移动的xy工作台或平移滑架(均未显示)上,其移动与制造床22相邻的印刷头26、26’、26”以便在合意的区域(一个或多个)内沉积黑色墨水38、白色墨水36和彩色墨水34。在另一些实例中,该印刷头26、26’、26”可以是固定的,而支撑构件(类似于制造床22)配置成相对其移动。该印刷头26、26’、26”可以被编程以接收来自中央处理单元的命令并根据要形成的3d部件的层的截面图案沉积黑色墨水38、白色墨水36和/或彩色墨水34。如本文中所用,要形成的部件的层的截面指的是平行于该接触表面25的截面。在一个实例中,该印刷头26、26’、26”可以具有使其能够以页面宽度阵列配置跨越该制造床22的整个宽度的长度。如本文中所用,术语“宽度”通常表示平行于该接触表面25的x和y轴的平面中的最短尺寸,术语“长度”表示该平面中的最长尺寸。但是,要理解的是,在其它实例中,术语“宽度”可以与术语“长度”互换。在一个实例中,通过各种类型的印刷头26、26’、26”的多个印刷头的合适布置来实现所述页面宽度阵列配置。在另一实例中,通过各种类型的印刷头26、26’、26’′的单一印刷头来实现所述页面宽度阵列配置。在所述其它实例中,单一印刷头26、26’、26”各自可以包括具有使它们能够跨越该制造床22的宽度的长度的喷嘴阵列。这种配置可能对单次通过印刷是合意的。在该印刷系统12的其它实例中,该印刷头26、26’、26”可以具有使其不能跨越该制造床22的整个宽度的较短长度。在这些其它实例中,该印刷头26、26’、26”可以在该制造床22的宽度上双向移动。这种配置使得能够采用多次通过在该制造床22的整个宽度和长度上选择性递送墨水38、36、34。在图2c中显示的实例中,该印刷头26在要熔融以变成例如该3d部件的一个层的层10的那些部分(一个或多个)40上选择性施加该黑色墨水38。该印刷头26’、26”分别在已经在其上施加黑色墨水38的层10的部分40的至少一部分(一个或多个)上选择性施加该白色墨水36和彩色墨水34。在某些情况下,该白色墨水36与彩色墨水34可以在所有施加的黑色墨水38上,由此在整个部分40上施加。在制造多层3d部件的各个层的过程中、在制造单层3d部件的过程中、或在制造多层3d部件的最外层的过程中,可以采用在所有黑色墨水38上施加墨水36、34(后者参照图5进一步讨论)。在其它情况下,该白色墨水36与彩色墨水34可以施加到一部分施加的黑色墨水38上,由此在部分40的一部分(并非全部)上。例如当制造的层或部件的外表面在最终部件完成时(参见例如图6中显示的3d部件60的区域(一个或多个)41)将可见时,可以采用在施加的黑色墨水38的一部分并非全部上施加白色墨水36和彩色墨水34。如果后继层要在熔融层上形成(例如图2e中的附图标记15),但是熔融层15的一部分将在最终部件中可见(即未被后继层覆盖),那么该白色墨水36与彩色墨水34可以在将在最终3d部件中可见的层15的区域(一个或多个)41处施加在黑色墨水38上,并且在将被随后形成的层覆盖的层15的区域(一个或多个)处不施加在黑色墨水38上。此外,例如当制造的层或部件的外表面为黑色时,也可以采用在施加的黑色墨水38的一部分并非全部上施加白色墨水36和彩色墨水34。在这些情况下,该白色墨水36和彩色墨水34可以施加到将被着色的区域(一个或多个)41上,而不施加到将保持黑色的区域(一个或多个)(未显示)上。参照图2d,该黑色墨水38渗透到该构建材料16的层10中。该黑色墨水38至少部分填充该构建材料16的颗粒之间的空隙,允许该黑色墨水38涂覆该构建材料16的颗粒。在某些情况下,在黑色墨水施加至该构建材料16时,该黑色墨水38填充大部分空隙。除了至少部分填充该构建材料16的颗粒之间的空隙,该黑色墨水38可以渗透该构建材料颗粒16本身。在一个实例中,该黑色墨水38可以渗透到该构建材料颗粒中高达10微米。施加白色墨水36在具有施加在其上的黑色墨水38的构建材料颗粒16上形成不同的层37,在白色墨水36上施加彩色墨水34在具有施加在其上的白色墨水36的构建材料颗粒16上形成不同的层39。“不同的层”指的是大部分(例如超过60%)的沉积墨水36或34位于施加其的表面上,并且与先前施加的墨水38或36明显分离(例如在sem图像中)。可以形成白色墨水36的不同的层37,因为黑色墨水38至少部分填充构建材料颗粒16之间的空隙,由此形成白色墨水36可以沉积在其上的(构建材料16与黑色墨水38的)表面。结果,白色墨水36涂覆该表面并形成不同的层37。要理解的是,构建材料16与黑色墨水38的表面仍具有一些空隙(未被黑色墨水38填充),由此白色墨水36可以至少部分填充这些空隙。结果,不同的层37的白色墨水36可以与一些黑色墨水38略微混合。但是,由于施加的黑色墨水38,白色墨水36不会显著渗透到该构建材料16的层10中。类似地,可以在不同的层37上形成彩色墨水34的不同的层39。可以形成彩色墨水34的不同的层39,因为白色墨水36至少部分填充构建材料颗粒16之间的空隙,由此形成彩色墨水34可以沉积在其上的(构建材料16与白色墨水36的)表面。结果,彩色墨水34涂覆该表面并形成不同的层39。要理解的是,构建材料16与白色墨水36的表面仍具有一些空隙(未被黑色墨水38或白色墨水36填充),由此彩色墨水34可以至少部分填充这些空隙。结果,不同的层39的彩色墨水34可以与一些白色墨水36(或甚至黑色墨水38)略微混合。但是,由于施加的白色墨水36和黑色墨水38,彩色墨水34不会显著渗透到该构建材料16的层10中。要理解的是,当颜料在黑色墨水38、白色墨水36和彩色墨水34中用作着色剂时,墨水与相邻墨水的混合(例如34与36和36与38)与使用染料相比不太可能发生。这部分是由于如下事实:颜料颗粒通常比染料颗粒更大,并能更有效地填充构建材料16之间的空隙,由此形成可以在其上施加下一墨水的表面。因此,在这些情况下,不同的层37和39在界面处具有较少的颜料混合。在其中在彩色墨水34中使用染料的情况下,在不同的层37和39之间可能存在与彩色墨水34中使用颜料相比更多的混合。在墨水38、36、34在层10的特定部分中选择性施加之后,该构建材料16的整个层10暴露于辐射r。这显示在图1中的附图标记112处和图2e中。辐射r由辐射源30发射,如ir(例如近ir)固化灯、或ir(例如近ir)发光二极管(led)、或具有特定ir或近ir波长的激光器。可以使用发射在红外光谱(例如近红外光谱)中的波长的任何辐射源30。该辐射源30可以例如连接到还保持该印刷头(一个或多个)26、26’、26”的滑架上。该滑架可以将辐射源30移动到与制造床22相邻的位置。该辐射源30可以被编程以接收来自中央处理单元的命令并使包括墨水38、36、34和构建材料16的层10暴露于辐射r。施加辐射r的时间长度,或能量暴露时间可能取决于例如下列因素的一种或多种:辐射源30的特性;构建材料16的特性;和/或黑色墨水38的特性。黑色墨水38增强了辐射r的吸收,将吸收的辐射转化为热能,并促进了热量向与其接触的构建材料16的传递。在一个实例中,该黑色墨水38充分提高该构建材料16的温度至高于其熔点(一个或多个),允许发生构建材料颗粒的固化(例如烧结、粘结、熔融等等)。再进一步,要理解的是,不具有向其施加的黑色墨水38的构建材料16的部分不会吸收足以熔融的能量。但是,生成的热能可以传播到不具有向其施加的黑色墨水38的周围的构建材料中。热能的传播可以导致与来自白色墨水36的白色着色剂接触的至少一部分构建材料16和与来自彩色墨水34的着色剂接触的至少一部分构建材料16至少部分熔融。结果,该白色墨水36与该彩色墨水34的着色剂可能嵌入这些至少部分熔融的部分中。因为,在方法100的这一实例中,白色和彩色墨水36、34相继施加在黑色墨水38上,嵌入的彩色墨水34着色剂位于形成的层或部件15的最外表面,由此所得层/部件15看起来被着色(部分通过图2e中的层/部件15表面处的光散斑来表示)。如图2e中所示,暴露于辐射r形成了该3d层或部件15。在图2e中,该层或部件15的黑色部分标记为b,该层或部件15的白色部分标记为w,该层或部件15的彩色部分标记为c。在其中该方法100导致形成最终的3d部件15的情况下,该部件15可以从制造床22中取出,并可以从3d部件15中除去任何未固化的构建材料16。可以将未固化的构建材料16洗涤并随后重新使用。在其中该方法100导致形成要形成的部件的层15的情况下,要理解的是,该方法100可以重复,以便构建附加层以形成该部件。这在下文中进一步描述。如图2c-2e中所示,在形成3d层或部件15的过程中,该白色与彩色墨水36、34在施加的黑色墨水38的至少一些部分上施加到层10的顶部表面上。在该示例性方法100中,还可能合意的是着色形成的3d层或部件15的侧面42。这可以以至少两种不同的方式来实现。将参照图2d和6讨论一个实例,并参照图2e和6讨论另一实例。在着色侧面的第一实例中,该白色和彩色墨水36、34可以施加到与其中施加黑色墨水38的部分40相邻的构建材料16上(即在熔融之前)。参照图2d,部分(一个或多个)40’可能具有沿着具有在其上的黑色墨水38的构建材料16的侧边缘施加的白色墨水36和沿着施加的白色墨水36施加的彩色墨水34。墨水36、34可以在单次通过中在该部分40上并沿着该部分40的侧面施加。当该材料随后暴露于辐射r时,沿着该部分40的侧面沉积的白色和彩色着色剂将沿着侧面42嵌在构建材料16的至少部分熔融的部分中(显示在图6中)。这将沿着凝固的黑色部分b的侧面42形成白色部分w和彩色部分c(参见图6)。在着色侧面的第二实例中,该白色和彩色墨水36、34可以直接施加到该熔融层或部件的侧面42上。要理解的是,在该实例中,该层或部件在顶部具有颜色,但是在熔融的侧面(一个或多个)42上还不具有颜色。一些构建材料16部分嵌在该熔融层或部件的外周中(例如在侧面(一个或多个)42处)。在这些情况下,该方法100进一步包括在3d层或部件15(图2e)或部件60(图6)的侧面(一个或多个)42上选择性施加白色墨水36并随后选择性施加彩色墨水34。这用颜色浸渍该侧面(一个或多个)。当白色墨水36与彩色墨水34施加到至少部分熔融的侧面(一个或多个)42上时,各自的墨水36、34在至少部分熔融的颗粒之间注入以便在侧面(一个或多个)42处形成白色部分w和彩色部分c。该白色墨水36与彩色墨水34的载体组分可以在选择性施加后蒸发(由于来自熔融层/部件的热和/或制造床22中保持的热),并且各自的着色剂可以保留在部分w、c中。向该部件的熔融的侧面(一个或多个)42增加颜色还可以涉及附加的方法。在一个实例中,在顶部但还不在熔融的侧面42上具有颜色的层或部件可以在制造床22中重新定向,以使印刷头26’、26”可以在熔融的侧面(一个或多个)42上沉积白色和彩色墨水36、34。在另一实例中,该白色墨水36和彩色墨水34可以添加到侧面(一个或多个)42上,同时冷却该3d部件15、60。在这种情况下,该3d部件15、60可以首先被清洁、去结块、装载回印刷系统12,并重复旋转以涂覆侧面(一个或多个)42。该过程中的温度必须足够高以干燥该白色墨水36与该彩色墨水34的墨水载体。如上所述,如果层或部件15不是要形成的最终3d部件,图1的方法100的附图标记102至112(参照图2a至2e显示和描述)可以重复适于创建所有层和由此创建最终部件的多次。多层最终部件60的实例显示在图6中。在图6中,多个层标记为62、64、66,并已经顺序构建以形成部件60。层62、64、66各自包括固化的(烧结的、熔融的等等)构建材料16和粘结该固化的构建材料16的黑色墨水38中的活性材料。虽然并未显示在图6中的部件60中,在该方法100的一些实例中,该白色墨水36与彩色墨水34在层形成的过程中可以在所有施加的黑色墨水38上施加,由此将沿着形成的各个层62、64、66的整个表面s62、s64、s66存在(即使该表面s62、s64、s66在最终部件60中不可见)。同样并未显示在图6中的部件60中,在方法100的一些其它实例中,该白色墨水36与彩色墨水34在层形成的过程中可以施加到一部分施加的黑色墨水38上,由此将沿着形成的各个层62、64、66的表面s62、s64、s66的一部分(并非全部)存在。为了形成图6中显示的部件60,在方法100的过程中,该白色墨水36与彩色墨水34在层62、64形成的过程中可以施加到施加的黑色墨水38的一部分(小于全部)上,并可以在层66形成的过程中施加到所有施加的黑色墨水38上。在该实例中,该白色和彩色墨水36、34的着色剂随后在最终部件60中将沿着表面s62、s64的一部分(并非全部)和沿着表面s66的全部存在。在该实例中,该白色墨水36与彩色墨水34可能已经施加在其中要形成各自层62、64、66的可见着色区域(一个或多个)的黑色墨水38和构建材料16上。要理解的是,在施加来自已经在其上递送或渗透黑色墨水38(当随后形成层64、66时)的构建材料16的部分(一个或多个)的能量的过程中吸收的热可以传播至先前凝固的层如层62,导致该层的至少一部分被加热至高于其熔点。这种效应有助于在该3d部件60的相邻层62、64、66之间创建强的层间粘结。当形成随后的层64、66时,要理解的是,该递送活塞18被推至更靠近递送床14的开口,并减少该递送床14中构建材料16的供应(例如与在方法100开始时的图2a相比)。该制造活塞24被推至更远离该制造床22的开口以容纳构建材料16和选择性施加的墨水38、36、34的后继层(一个或多个)。由于该构建材料16的至少一些在形成各层62、64、66之后保持未固化,该3d部件60在该制造床22中至少部分被未固化的构建材料16包围。当该3d部件60完成时,其可以从制造床22中取出,并可以从该3d部件60中除去未固化的构建材料16。在某些情况下,该部件60的侧面(一个或多个)42或整个周边可以如先前所述着色。图6显示了该3d部件60的一个实例。但是要理解的是,取决于要形成的3d部件60的尺寸、形状等等,后继形成的层62、64、66可能具有任何合意的形状和/或厚度,并且可以与任何其它层62、64、66相同或不同。此外,基于要形成的3d部件60的尺寸、形状等等,该区域(一个或多个)41可以改变。在方法100的再一实例中,合意的是仅向该部件的最外层添加颜色。在这一实例中,在实施方法100的附图标记102至112之前,可以建造部件前体。在图5中显示了部件前体52的一个实例。该前体部件52可以包括层(一个或多个)53、53’,其各自通过实施方法100的附图标记102至106来构建,并随后将用于形成各自层(一个或多个)53、53’的构建材料16与黑色墨水38暴露于辐射r。附图标记102至106与辐射r暴露的顺序可以重复适于创建该前体部件52的多次,该前体部件52显示在图5中,具有多个黑色着色的层53、53’。一旦形成前体部件52,包括附图标记102至112的方法100(参照图2a至2e显示和描述)可以如本文中先前所述那样实施。在该实例中,该构建材料16施加到层53’的表面上,黑色墨水38在该层53’上施加到该构建材料16上,白色墨水36施加到该黑色墨水38上,彩色墨水34施加到该白色墨水36上,随后施加辐射r。这在该部件前体52上形成了附加层54,其包括与前体部件52直接相邻的黑色部分b、与该黑色部分b直接相邻的白色部分w,和与该白色部分w直接相邻的彩色部分c。如图5中所示,该彩色部分c形成了最终的3d部件50的外表面。图5显示了可以形成的3d部件50的一个实例。但是,要理解的是,该前体部件52与附加层54可以具有任何形状和/或厚度。现在参照图3,显示了形成三维部件的方法300的另一实例。要理解的是,在讨论图3的通篇中也将讨论图4a至4e和图6。要理解的是,用于采用方法300形成该3d部件的组分(例如系统12、构建材料16、墨水34、36、38等等)可以是参照方法100在先前描述的相同组分。如附图标记302处所示,该方法300包括施加构建材料16(其具有原始材料密度和在原始材料密度10%内的熔融后密度)。附图标记302的一个实例以截面方式显示在图4a处。在图4a中显示的实例中,已经施加了该构建材料16的一个层10。在该制造床22中施加该构建材料16的层10后,层10暴露于加热(如图3中的附图标记304处和图4b中所示)。进行加热以预热该构建材料16,如先前参照图1和2b所述。如图3中的附图标记306处和图4c中所示,在预热该层10之后,在层10中的构建材料16的至少一部分40上选择性施加该黑色墨水38。如图4c中所示,该黑色墨水38可以由喷墨印刷头26来分配。在图4c中显示的实例中,该印刷头26在要熔融以成为例如该3d部件的层的层10的那些部分40上选择性施加该黑色墨水38。在方法300中,在黑色墨水38在层10的特定部分(一个或多个)40中选择性施加之后,该构建材料16的整个层10暴露于辐射r。这显示在图3中的附图标记308处和图4d中。辐射r由辐射源30发射。如前所述,施加辐射r的时间长度,或能量暴露时间可能取决于例如下列因素的一种或多种:辐射源30的特性;构建材料16的特性;和/或黑色墨水38的特性。如图4d中所示,暴露于辐射r形成了黑色b的部件层43。在暴露于辐射r之后,实施如图4e中所示的该方法300的附图标记310和312。该印刷头26’、26”分别在部件层43的表面部分(一个或多个)的至少一部分上选择性施加白色墨水36和彩色墨水34。部件层43的表面可以是顶部表面、侧表面、底部表面及其组合。作为实例,该白色墨水36与该彩色墨水34可以在整个部件层43(即其全部表面或外周)上施加以形成该3d层或部件。在图4e中显示的实例中,该白色墨水36与该彩色墨水34可以在部件层43的整个顶部表面和侧表面(一个或多个)(即其所有暴露表面)上施加以形成该3d层或部件15’。要理解的是,暴露于辐射r(附图标记308和图4d)留下附着在部件层43表面(一个或多个)处的至少部分熔融的构建材料。当该白色墨水36与彩色墨水34施加至该表面(一个或多个)时,各自的墨水36、34在至少部分熔融的颗粒之间注入以便在这些表面(一个或多个)处形成白色部分w和彩色部分c。可以在3d层或部件15’上形成附加层(一个或多个),其中各个层通过添加构建材料16、施加黑色墨水38、熔融和随后施加白色墨水36与彩色墨水34来形成。在方法300的另一实例中,图3的附图标记302至308(参照图4a至4d显示和描述)可以重复适于创建多个黑色着色的层的多次,例如图6中显示的层62、64、66的黑色部分b或图5中显示的层53、53’、54的黑色部分b。在该方法300的这一实例中,此时,该层62、64、66或53、53’还不具有施加于其上的白色墨水36或彩色墨水34。当层62、64、66(图6)或层53、53’、54(图5)的黑色部分b的形成完成时,可以实施该方法300的附图标记310和312。在某些情况下,白色墨水36与彩色墨水34可以相继施加到多个层各自的表面的一部分(并非全部)上(例如图6中显示的顶部表面(一个或多个)s62、s64、s66或侧表面(一个或多个)42的部分(一个或多个))。在其它情况下,该白色墨水36与该彩色墨水34可以相继施加到多个层各自的所有表面上(例如图6中显示的顶部表面(一个或多个)s62、s64、s66或侧表面(一个或多个)42)。因此,该白色墨水36与该彩色墨水34可以施加到形成的部件的整个外周上以便在形成的部件的外周处将颜色浸渍到部分熔融的构建材料16中。在该实例中,该白色墨水36与该彩色墨水34在层62、64、66(图6)或层54(图5)的表面(一个或多个)处可以注入至少部分熔融的部分中或嵌在至少部分熔融的部分中。现在参照图7,显示了形成三维部件的方法700的另一实例。要理解的是,将结合图7讨论图8a至8e。要理解的是,用于采用方法700形成该3d部件的组分(例如系统12、构建材料16、墨水34、36、38等等)可以是参照方法100在先前描述的相同组分。当向3d部件的底部表面添加颜色时可以采用该方法700。在图7的附图标记702处和在图8a中,向制造床22施加构建材料16的牺牲层32。构建材料16的牺牲层32可以是参照图1和图2a至2e在本文中先前描述的任何构建材料16。在图7的附图标记704至706处和在图8b中,该印刷头26”、26’分别在牺牲层32的部分(一个或多个)的至少一部分上选择性施加彩色墨水34并随后施加白色墨水36。在某些情况下,该彩色墨水34与白色墨水36可以施加到所有牺牲层32上。在其它实例中,该彩色墨水34与白色墨水36可以施加到将形成该3d部件的底部表面的特定着色部分(例如其中底部表面的一部分将是黑色和彩色的)的牺牲层32的一部分(并非全部)上。在再其它情况下,该彩色墨水34与该白色墨水36可以施加到将形成该3d部件的整个底部表面的牺牲层32的部分(一个或多个)40上。该彩色墨水34将至少部分渗透到该牺牲层32中以形成不同的层39。取决于该彩色墨水34中着色剂的粒度和构建材料16颗粒之间的空隙的尺寸,该彩色墨水34可以在该牺牲层32的整个厚度中渗透。这创建了可以在其上施加白色墨水36的表面。当沉积时,该白色墨水36将至少部分渗透到牺牲层32中以形成不同的层37。在施加彩色墨水34和随后施加白色墨水36之后,该构建材料16的层10’可以施加到白色墨水36的不同的层37上(图7中的附图标记708和图8c)。要理解的是,层10’的厚度可以是适于要形成的层或部件的任何厚度。在施加该构建材料16的其它层10’之后,可以将构建材料16的其它层10’预热。预热该构建材料16的其它层10’可以使用将该制造床22中的所有构建材料16暴露于热的任何合适的热源来实现。该热源的实例包括热力热源或电磁辐射源(例如红外(ir)、微波等等)。如图7中的附图标记710处和图8d中所示,在预热该其它层10’之后,在该构建材料16的其它层10’的至少一部分40上选择性施加黑色墨水38。如图8d中所示,该黑色墨水38可以由喷墨印刷头26分配。要理解的是,该印刷头26在要熔融以成为例如该3d部件的第一层的该构建材料16的其它层10’的那些部分(一个或多个)40上选择性施加该黑色墨水38。黑色墨水38可以如前所述渗透穿过该层10’,并可以与牺牲层32的白色墨水36和构建材料16接触。在该构建材料16的其它层10’的特定部分(一个或多个)上选择性施加黑色墨水38之后,将整个构建材料16的其它层10’暴露于辐射r。这显示在图7中的附图标记712处和在图8e中。辐射r由辐射源30以类似于前述的方式发射。该黑色墨水38增强了辐射r的吸收,将吸收的辐射转化为热能,并促进了热量向与其接触的构建材料16的传递。在一个实例中,该黑色墨水38充分提高该构建材料16(在层10’中)的温度至高于其熔点(一个或多个),允许发生构建材料颗粒的固化(例如烧结、粘结、熔融等等)。要理解的是,生成的热能可以传播到不具有直接施加于其上的黑色墨水38而是具有施加于其上的白色墨水36与彩色墨水34的该牺牲层32的周围的构建材料16中。热能的传播可以导致与来自白色墨水36的白色着色剂接触的至少一些构建材料16和与来自彩色墨水34的着色剂接触的至少一些构建材料16至少部分熔融。结果,该白色墨水36与该彩色墨水34的着色剂可能嵌入牺牲层32的这些至少部分熔融的部分。因为,在方法700的这一实例中,彩色和白色墨水34、36在黑色墨水38下相继施加,嵌入的彩色墨水34着色剂位于形成的层45的最外底部表面,由此所得层45看起来被着色(部分通过图8e中的层45的底部表面处的光散斑来表示)。在暴露于辐射之后,可以从图8e中显示的层45中除去牺牲层32的未熔融部分。在一个实例中,在形成层45之后,可以在其上形成附加层(一个或多个)以创建该3d部件的一个实例。例如,为了形成一个附加层,可以在层45上施加构建材料16的另一个层,并且随后可以实施该方法300的附图标记304至308(图3)。可以用随后施加的构建材料16层来重复附图标记304至308,直到将该构建材料16的最外层施加、预热、暴露于黑色墨水38并熔融。换句话说,附图标记304至308可以用随后施加的构建材料16层重复,直到形成该3d部件的所需数量的熔融层(颜色为黑色)。在该实例中形成顶部/最外层之后,可以向任何暴露的表面(一个或多个)(例如该熔融层,包括层45的顶部/最外表面和/或侧面(一个或多个))顺序施加白色墨水36与彩色墨水34(使用印刷头26’、26”)。要理解的是,各熔融层暴露于辐射r留下附着在该表面(一个或多个)和/或侧面(一个或多个)处的至少部分熔融的构建材料。当白色墨水36与彩色墨水34施加至该表面(一个或多个)时,各自的墨水36、34在至少部分熔融的颗粒之间注入以便在这些表面(一个或多个)处形成白色部分w和彩色部分c。这形成了在层45上的彩色3d部件的一个实例。在另一实例中,在形成层45之后,可以在其上形成附加层(一个或多个)以创建该3d部件的一个实例。例如,为了形成一个附加层,可以在层45上施加构建材料16的另一层,随后可以实施该方法300的附图标记304至308(图3)。附图标记304至308可以用随后施加的构建材料16层来重复,直到形成该3d部件的倒数第二层。该倒数第二层目前是生产中的部件的最外层,但是可以向其上施加构建材料16的附加层以便形成和着色该部件的顶部/最外表面。在向倒数第二层施加构建材料16的最外层之后,可以实施图1的方法100的附图标记104至112的行动。这将形成和着色该部件的最外层。如果合意的是还着色侧面(一个或多个),白色墨水36与彩色墨水34可以以类似的方式施加(先前参照图1描述)以着色该侧面(一个或多个)42。这形成了在层45上的彩色3d部件的另一实例。当该3d部件的这一实例完成时,其可以从制造床22中取出,并可以从该3d部件中除去任何未固化的构建材料16。为了进一步描述本公开,在本文中给出了实施例。要理解的是,提供这些实施例用于说明性目的,并不被解释为限制本公开的范围。实施例实施例1-对白色颜料浓缩物的研磨效果制备了白色颜料浓缩物的多个实施例以确定研磨时间对白色浓缩物的可见吸光度的效果(如果有的话)。制备十种不同的白色颜料浓缩物。该颜料浓缩物各自通过在k7028(相对于颜料重量%为0.5重量%)和-190(相对于颜料重量%为0.8重量%)的存在下在水中以大约52.7重量%研磨白色r706颜料(来自dupont)来制备。十种白色颜料浓缩物各自的研磨时间不同。该研磨时间如下:60分钟(浓缩物1和浓缩物6),90分钟(浓缩物2和浓缩物7),120分钟(浓缩物3和浓缩物8),180分钟(浓缩物4和浓缩物9)和240分钟(浓缩物5和浓缩物10)。五种颜料浓缩物(即浓缩物6-10)的ph调节至大约7,另外五种颜料浓缩物(即浓缩物1-5)的ph调节至大约9。白色颜料浓缩物1-10各自用水以1∶5,000的比率稀释,并使用agilent8453uv/vis光谱仪测试稀释的白色颜料浓缩物在可见光谱中的光学吸光度。图9显示了颜料浓缩物1-5的吸光度结果,图10显示了颜料浓缩物6-10的吸光度结果。如图9和10中分别显示的那样,白色颜料浓缩物的研磨时间对500纳米(其是对人眼最敏感的波长)下浓缩物1-5和6-10的吸光度几乎没有影响。此外,不考虑所用研磨时间,浓缩物1-10的吸光度在波长接近红外范围(开始于大约780纳米)时显著降低。因此,对本文中公开的白色墨水来说,任何研磨时间可用于配制该白色颜料浓缩物(其在可见光范围吸收,并在红外范围透明)。图11显示了颜料浓缩物(1-10)在500纳米下的测量吸光度vs.白色颜料浓缩物1-10的研磨时间。浓缩物1-5(ph=9)形成图11中显示的一条线,浓缩物6-10(ph=7)形成另一条线,图11中的结果表明,500纳米下白色颜料浓缩物1-10的不透明度相对恒定,无论白色颜料浓缩物的研磨时间如何。实施例2-白色/黑色墨水组合vs.ir染料的测试用6540印刷机和印刷头hp96在hpadvancedphotopaper(来自hewlettpackard)上印刷几个黑色墨水斑块。按照下表1配制白色墨水。表1在k7028(相对于颜料重量%为0.5重量%)和-190(相对于颜料重量%为0.8重量%)的存在下在水中以大约52.7重量%研磨白色r706颜料(来自dupont)以形成颜料浓缩物。表1中显示的剩余白色墨水组分与余量的水一起混合。随后将白色颜料浓缩物在持续搅拌下添加到剩余墨水组分的混合物中,直到白色颜料浓度为20重量%。该白色墨水的ph随后调节至8.0。该白色墨水随后用mayer棒(#7、#10、#15、#20和#30)以可变涂覆水平涂覆在黑色墨水斑块上。白色墨水水平相当于用mayer棒#7为125皮升/300dpi,用mayer棒#10为175皮升/300dpi,用mayer棒#15为260皮升/300dpi,用mayer棒#20为350皮升/300dpi,和用mayer棒#30为530皮升/300dpi。还制备了两种对比墨水。对比墨水制剂显示在表2中。还使用两种对比墨水用6540印刷机在hpadvancedphotopaper(来自hewlettpackard)上印刷对比墨水斑块。表2测试了白色-黑色墨水组合斑块和对比墨水斑块的黑色光学密度(kod)与热生成。黑色光学密度是斑块的视觉光学密度。还采取了对照样品的kod。对照物是没有在其上施加白色墨水的黑色斑块。对照物的kod为大约1.7。如可以在图12中看到的那样,所有白色-黑色墨水组合斑块和对比墨水斑块的kod均远低于1.7。通过将白色-黑色墨水组合斑块和对比墨水斑块暴露于卤素灯(50瓦特,550流明)并使用ir温度计记录白色-黑色墨水组合斑块和对比墨水斑块表面处的温度来测试热生成。在加热过程中,卤素灯与各自的斑块之间的距离为30厘米。通过下列等式确定δt:δt=t样品-t介质,其中t样品是暴露于卤素灯之后白色-黑色墨水组合斑块或对比墨水斑块的中部的稳态温度,t介质是在其上印刷或施加白色-黑色墨水组合斑块或对比墨水斑块之前在该介质的相同点处的温度。在稳态下(即在各自的斑块在纸张上形成后大约15分钟)测量白色-黑色墨水组合斑块与对比墨水斑块的t样品。图12是显示各种白色-黑色墨水组合斑块(通过用于施加白色墨水的mayer棒来识别)和对比墨水斑块(通过所用染料来识别)的黑色光学密度(kod)和δt的图。如图12中所示,对比墨水斑块具有与任何白色-黑色墨水组合斑块相比低得多的热生成,并具有远低于对照黑色墨水斑块kod值的相当的kod值。白色-黑色墨水组合斑块的kod值表明该白色墨水在黑色墨水上形成了合适的遮蔽物。该δt值表明,该白色-黑色墨水组合将在本文中公开的3d印刷方法的实施例过程中生成适于熔融该构建材料的热,而基于ir染料的墨水在3d印刷过程中将不能生成适于熔融的热(这导致具有降低的机械完整性并具有不均匀的机械性能的3d部件)。实施例3-3d印刷和向部件侧面添加颜色将聚酰胺-12(pa-12)构建材料的层施加至制造床并预热至150℃。炭黑墨水用作助熔剂。炭黑墨水的配方显示在实施例4的表4中。在pa-12层上以一定图案用9纳克印刷头热喷墨印刷该炭黑墨水。实施例2的白色墨水在相邻于炭黑墨水的构建材料的侧面上用12纳克印刷头热喷墨印刷,并相邻于白色墨水用12纳克印刷头热喷墨印刷青色墨水。青色墨水的制剂显示在表3中。表3使用原型multijetfusiontmmachine(hewlett-packard)用两个300瓦卤素灯泡(总计600瓦)对该pa-12(具有施加的炭黑墨水、白色墨水和青色墨水)施以选择性熔融,形成凝固的部件。采取该部件侧面的一部分的光学显微镜图像,并显示在图13中。结果清楚地显示了凝固的部件和在该部件侧表面处来自各自的墨水的白色与青色颜料。在熔融后,白色和青色颜料嵌入与凝固的构建材料相邻的至少部分熔融的构建材料以创建着色的外表面。实施例4-3d印刷部件的比较制造两种墨水制剂:含有5%的炭黑的样品黑色墨水和含有5%的红外染料的对比墨水。墨水制剂显示在表4中。表4对于该样品部件,将vestosint1556nylon12粉末(由evonik制造)施加至制造床并预热。在该粉末上印刷样品黑色墨水。使用原型multijetfusiontmmachine(hewlettpackard)用300瓦卤素灯泡对该黑色墨水涂覆的粉末施以选择性熔融。在熔融后,在熔融的实施例部件上印刷实施例2的白色墨水。对于对比样品部件,将vestosint1556nylon12粉末(由evonik制造)施加至制造床并预热。在该粉末上印刷对比ir墨水。使用原型multijetfusionmachine用300瓦卤素灯泡对该对比ir墨水涂覆的粉末施以选择性熔融。在熔融后,在熔融的对比例部件上印刷实施例2的白色墨水。选择性熔融条件对实施例部件和对比例部件是相同的。该实施例部件和对比例部件各自制造成5型(或v型)拉伸试验试样(americansocietyfortestingandmaterials(astm)标准)并进行分析。实施例部件是白色的,而对比例部件是浅绿色的。对比例部件具有0.7g/cm3的密度,实施例部件具有1.04g/cm3的密度。对比例部件的较低密度表明该部件是脆性的。当两种部件暴露于90°弯曲时证实了对比例部件的脆性。对比例部件断裂,而实施例部件没有断裂。此外,观察到弯曲实施例部件不会产生白色颜料涂层的分层。这可能是由于白色颜料熔融到尼龙部件中。该实施例部件还对人指甲的摩擦和刮擦耐性是稳定的。相反,对比例部件倾向于破碎,不能承受人指甲的刮擦。实施例5-3d印刷斑块的颜色坐标将聚酰胺-12(pa-12)构建材料的层施加至制造床并预热至150℃。炭黑墨水(表4)用作助熔剂。在pa-12层上以一定图案用9纳克印刷头热喷墨印刷该炭黑墨水。使用原型multijetfusiontmmachine(hewlettpackard)用300瓦卤素灯泡对该pa-12(具有施加于其上的炭黑墨水)施以选择性熔融。经由该方法形成三种不同的部件。在三种不同部件各自上用9纳克印刷头热喷墨印刷实施例2的白色墨水。对该部件的一种,在5个分离的白色墨水斑块(c2-c6)上用9纳克印刷头热喷墨印刷青色墨水(表3),对照物斑块(c1)不具有印刷在其上的青色墨水。对该部件的第二种,在5个白色墨水斑块(y2-y6)上用9纳克印刷头热喷墨印刷黄色墨水(表5),对照物斑块(y1)不具有印刷在其上的黄色墨水。对该部件的第三种,在5个白色墨水斑块(m2-m6)上用9纳克印刷头热喷墨印刷品红色墨水(表5),对照物斑块(m1)不具有印刷在其上的品红色墨水。对具有颜色的各斑块(c2-c6、y2-y6和m2-m6)而言,沉积的各自的墨水的量逐渐提高。因此,c2、y2和m2具有最少量的彩色墨水,c6、y6和m6具有最多量的彩色墨水。表5对各斑块测量几种颜色坐标(亮度l*,颜色通道a*(红/绿坐标)和b*(黄/蓝坐标)以及色度c*)。结果显示在表6中。表6斑块idl*a*b*c*c1(对照物)76-6-911c269-16-1824c368-19-2128c463-25-2736c565-21-2331c662-26-2939y1(对照物)79-8812y277-63132y374-44141y475-24343y574-43738y67304545m1(对照物)84-3-67m26819-1122m35632-1435m44445-1146m54844-1145m64639-1241如表6中所示,随着沉积的墨水越多,色度提高。换句话说,色度从c1至c6,y1至y6和m1至m6稳定地提高。这表明,白色确实遮蔽了黑色,并且可以使用本文中公开的实施例来实现3d部件的颜色改进。在该说明书通篇中提到“一个实例”、“另一实例”、“实例”等等指的是结合该实例描述的特定要素(例如特征、结构和/或特性)被包括在本文中描述的至少一个实例中,并且可以存在或不存在于其它实例中。此外,要理解的是,对任何实例描述的要素可以以任何合适的方式在各种实例中组合,除非上下文明确地另行规定。要理解的是,本文中提供的范围包括所述范围和在所述范围内的任何值或子范围。例如,大约50℃至大约400℃的范围应解释为不仅包括明确引用的大约50℃至大约400℃的限值,还包括单个值如57℃、95℃、225℃、350℃等等,以及子范围如大约70℃至大约325℃、大约60℃至大约170℃等等。此外,当“大约”用于描述值时,这意味着涵盖了距所述值的微小变化(高达+/-10%)。在描述和要求保护本文中公开的实例时,单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指示物,除非上下文中另行明确规定。虽然已经详细描述了多个实例,但要理解的是公开的实例可以进行修改。因此,前面的描述应理解为非限制性的。当前第1页12
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