用于根据预定的几何数据制造至少一个固体层的方法与流程

1.本发明涉及一种用于根据预定的几何数据制造至少一个固体层的方法，所述几何数据储存在存储器中。


背景技术：

2.在由us2004/0265413a1已知的方法中，将作为直角坐标系打印点储存在存储器中的几何数据借助于坐标转换装置转变成极坐标。在该方法中，提供3d打印机，该3d打印机具有两个发射器组件，其分别带有多个彼此间隔开的、构造为喷嘴的发射器，所述发射器用于将液态材料的材料份额输出到底座上。底座圆盘形地设计并且能够借助于驱动器围绕转动轴线相对于发射器组件转动定位。借助于解码器产生针对在发射器组件与底座之间的相对位置的转动位置信号。
3.每个发射器组件具有多个市场上常见的打印头，所述打印头能够在布置在滑移引导部处的打印头承载件上径向于旋转轴线以增量方式移动。由此应修正在打印时可能由于不起作用的打印头、停机或错误定位的发射器造成的不规则性，其方式为，逐层改变发射器组件的位置。由于一个发射器停机造成的误差由此在各个所打印的层的情况下布置在不同的部位处并且被平均。此外，发射器组件可以借助于打印头承载件在打印位置、诊断位置以及服务维护位置之间布置，在打印位置中，发射器布置在底座之上，在诊断位置中，发射器定位在位于底座旁边的诊断装置处，在服务维护位置中，发射器定位在底座旁边并且定位在服务维护位置旁边。在服务维护位置中，可以清洁或更换发射器。
4.发射器组件的发射器如何准确布置以及发射器组件的发射器在打印期间如何被操控在公开文件中没有详细披露。
5.在先已知的方法具有以下缺点：在打印头承载件径向移动时，可出现定位不准确性。此外，打印头承载件的移动和大量的打印头是耗费的。
6.从实践中还已知一种3d打印机，该3d打印机具有支架，在该支架上布置有大致矩形的、在水平平面中延伸的底座，所述底座用于接纳要通过逐层材料施覆制造的成型对象。打印机用于在笛卡尔坐标矩阵中打印成型对象。对于成型对象提供与打印点相配设的几何数据，所述打印点处于笛卡尔坐标矩阵中。
7.经由底座，打印头布置在支架处，该打印头具有用于将可流动的材料的材料份额输出到底座上的喷嘴组件，所述喷嘴组件在下面也称为发射器组件。发射器组件具有多个构造为喷嘴的发射器，所述发射器矩阵形地以彼此平行错开的发射器列和彼此平行错开的、横向于发射器列延伸的发射器行布置在斜角直线坐标系中。彼此相邻的发射器列分别沿发射器列的延伸方向彼此错开，其中，该错位小于发射器列中的发射器具有的错位。发射器列平行于矩形底座的两个短的边缘(x轴线)延伸。发射器这样布置，使得发射器组件的每个发射器在平行于矩形底座的两个短的边缘延伸的方向上处于笛卡尔坐标矩阵的另一个x位置处。在此，坐标矩阵的每个x位置分别准确与发射器组件的一个发射器相配设。
8.发射器组件能够借助于布置在支架处的第一定位装置平行于底座的纵向延伸方
向沿y方向移动并且能够在两个彼此远离的短的边缘之间来回移动。由于直接彼此相邻的打印点(所述打印点处于平行于矩形底座的两个短的边缘沿x轴线方向延伸的线上)利用布置在发射器组件的不同的发射器列中的喷嘴打印，因此打印头在打印所述线的彼此相邻的打印点时这样定位在不同的x位置处，使得不同的发射器列沿x轴线方向具有的错位得到补偿。由此沿x方向直接并排布置的打印点可以这样紧密地彼此错开地打印到底座上，使得这些打印点局部重叠。但发射器组件的发射器仍在空间上彼此分开并且彼此间隔开到如此程度，使得在发射器之间可以布置有将发射器与用于可穿过喷嘴的材料的贮存器连接的通道和/或电导体轨。
9.发射器组件的发射器能够与用于可穿过喷嘴的材料的贮存器一起相对于底座运动。相邻于打印头布置有固化装置，该固化装置为了交联或固化借助于发射器组件施覆的材料层而具有紫外线光源。固化装置能够与打印头一起相对于底座运动。
10.在先已知的3d打印机此外具有第二定位装置，借助于该第二定位装置，底座能够法向于底座延伸所在的平面朝着打印头以及远离打印头运动，即能够在高度上定位。
11.为了制造成型对象，将打印头相邻于底座的第一边缘隔开预定间距地定位在所述底座之上。从数据存储器中(在该数据存储器中储存用于要制造的成型对象的几何数据)，将针对第一材料层的几何结构的数据装载到快速打印缓冲器中。在此之后借助于第一定位装置使打印头连续朝底座的相对置的第二边缘移动。同时通过相应操控发射器组件的各个发射器在如下部位处分别将材料份额输出到底座上，在所述部位处，在底座上应构造成型对象的第一材料层。各个发射器的操控根据打印头的当前位置并且根据处于打印缓冲器中的数据进行。这样施覆到底座上的可流动的材料通过利用紫外光进行的照射而固化，该紫外光借助于固化装置产生。
12.当打印头来到底座的第二边缘时，停止打印头的水平的进给运动并且从数据存储器中将针对待施覆到先前产生的材料层上的另外的材料层的几何数据装载到打印缓冲器中。此外，底座借助于第二定位装置以相应于先前产生的材料层的厚度的量度下降，以便将另外的材料层施覆到所述材料层上。现在打印头借助第一定位装置连续朝底座的第一边缘运动。同时通过相应操控发射器在如下部位处分别将材料滴输出到已经完成的材料层上，在所述部位处，应构造所述另外的材料层。这样施覆到底座上的可流动的聚合物材料又通过利用紫外光进行的照射而固化，该紫外光借助于固化装置产生
13.上述方法步骤以相应的方式一直重复，直至成型对象的所有材料层完成。
14.所述方法具有以下缺点：对于打印头模块连同附件在底座的边缘处的停止和加速需要时间，该时间无法被用于打印。所述停止和加速在较小直至中等打印面积的情况下可能占去总打印时间的直至50％并且因此可显著降低方法的生产率。此外，重的打印头和与此连接的、相对大且重的部件、如贮存器连同位于其中的可流动的材料储备、易磨损的线缆拖曳部和固化装置必须在每次完成一个材料层之后停止并且——如果要施覆另外的材料层——沿相反的方向加速。通过在此出现的加速力，定位装置的机械机构承受负载，这导致在轴承和引导定位装置处发生相应的磨损并且由此对打印机的精度产生负面影响。


技术实现要素：

15.因此，任务在于，给出一种开头提及类型的方法，所述方法实现，相应于储存在存
储器中的几何数据借助于发射器组件以简单的方式制造至少一个固体层，在所述发射器组件中，各发射器布置在斜角直线坐标系中。在此，应避免由于与发射器组件坐标系不同的、用于打印的极坐标系而产生的较大失真，从而尽管使用带有布置在斜角坐标系中的发射器的发射器组件仍实现可接受的打印图像。
16.所述任务利用权利要求1的特征解决。该权利要求在开头提及类型的方法中规定，为了将可穿过喷嘴的材料的材料份额输出到底座和/或位于底座上的固化的材料层上而提供至少一个发射器组件，所述发射器组件具有多个彼此间隔开的、构造为材料输出喷嘴的发射器，发射器组件具有多个发射器列，在所述发射器列中，发射器的中点分别在直线中彼此错开，其中，底座相对于所述发射器组件围绕转动轴线转动定位，并且材料份额借助于发射器施加到底座上和/或施加到位于所述底座上的固化的材料层上，并且在此之后固化所述材料份额，其中，发射器组件的离转动轴线最远的发射器的中点与所述转动轴线具有第一径向间距，而最靠近转动轴线布置的发射器的中点与所述转动轴线具有第二径向间距，其中，产生触发信号，该触发信号限定针对发射器组件相对于所述底座的转动位置的触发部位，其中，对于各个发射器根据储存在所述存储器中的几何数据和/或根据当底座相对于所述发射器组件定位在相应的触发部位处时相关的发射器相对于所述底座布置所在的位置来分别产生激活信号并且临时存储激活信号，其中，在触发部位处分别这样操控发射器，使得仅如下发射器输出材料，在所述发射器中先前临时存储的激活信号得到设定，在彼此相邻的触发部位之间的角度选择为，使得该角度相应于第一径向线和第二径向线在其之间包夹的角度，第一径向线从转动轴线向着在第一发射器列和与转动轴线同心的参考圆线之间的交点延伸，并且第二径向线从转动轴线向着在沿转动轴线的周向方向与所述第一发射器列相邻的第二发射器列和参考圆线之间的交点延伸，参考圆线的半径小于第一径向间距的90％和第二径向间距的10％之和，并且参考圆线的半径大于第一径向间距的10％和第二径向间距的90％之和。可穿过喷嘴的材料理解为液态、膏状或粉末状的介质，该介质可以穿过喷嘴施覆到底座上，尤其是通过施加到介质上压力作用。
17.上述任务也利用权利要求2的特征解决。该权利要求在开头提及类型的方法中规定，提供容器，在该容器中将由液态、膏状或粉末状的材料构成的至少一个材料层施加到底座上，其中，为了利用使材料固化的辐射照射材料，提供具有多个彼此间隔开的、面向材料层的辐射发射器的发射器组件，其中，发射器组件具有多个发射器列，在发射器列中，发射器的中点分别在直线中彼此错开，其中，底座相对于所述发射器组件围绕转动轴线转动定位，并且辐射借助于发射器这样指向于材料层，使得材料在至少一个照射部位处固化，其中，发射器组件的离转动轴线最远的发射器的中点与所述转动轴线具有第一径向间距，并且最靠近转动轴线布置的发射器的中点与所述转动轴线具有第二径向间距，其中，产生触发信号，该触发信号限定针对发射器组件相对于所述底座的转动位置的触发部位，其中，对于各个发射器根据储存在所述存储器中的几何数据和/或根据当底座相对于所述发射器组件定位在相应的触发部位处时相关的发射器相对于所述底座布置所在的位置来分别产生激活信号并且临时存储激活信号，其中，在触发部位处分别这样操控发射器，使得仅如下发射器输出辐射，在所述发射器中先前临时存储的激活信号得到设定，在彼此相邻的触发部位之间的角度选择为，使得该角度相应于第一径向线和第二径向线在其之间包夹的角度，第一径向线从转动轴线向着在第一发射器列和与转动轴线同心的参考圆线之间的交点延
伸，并且第二径向线从转动轴线向着在沿转动轴线的周向方向与所述第一发射器列相邻的第二发射器列和参考圆线之间的交点延伸，参考圆线的半径小于第一径向间距的90％和第二径向间距的10％之和，并且参考圆线的半径大于第一径向间距的10％和第二径向间距的90％之和。本发明因此也可以在如下方法中应用，该方法类似于立体光刻方法。区别在于，立体光刻方法的激光射束或lcd/led投影器通过根据权利要求1或2的发射器组件替代。
18.几何数据可以与布置在笛卡尔矩阵中的打印点相配设，所述笛卡尔矩阵具有行和列，多个打印点分别在所述行和列中彼此错开。
19.优选地，几何数据与布置在极矩阵中的打印点相配设，所述打印点具有相对于转动轴线沿径向延伸的排，多个打印点在所述排中分别彼此错开。由此，实现品质好的打印图像。具有打印点的各排沿转动轴线的周向方向优选以如下角度彼此错开，该角度相应于第一径向线和第二径向线在其之间包夹的角度。
20.几何数据优选储存作为位图并且对于每个打印点可以具有一个激活值。该激活值在最简单的情况下可以具有两个状态，例如当固体层应该在打印点处时为逻辑值“1”，并且当固体层不应该在打印点处时为逻辑值“0”。如果对于各个打印点应将不同的材料量或辐射能量输出到底座上，则激活值也可以包括超过两个状态。在需要时，几何数据也可以具有针对打印点位置的坐标。也可设想，仅为如下打印点提供坐标，固体层应该在所述打印点处。在这种情况下可以省却附加的激活值。
21.有利地，在根据本发明的方法中由于用于打印的极坐标系与发射器组件的发射器布置所在的笛卡尔坐标系的偏差而产生的失真相对均匀地分布到发射器上。由此，在材料输出部位(在该材料输出部位处可穿过喷嘴的材料施加到底座上或施加到位于底座上的固化的材料层上(权利要求1))或照射部位(权利要求2)与相配的打印点位置(对于所述打印点位置，在存储器中储存几何数据)之间的在打印时出现的最大位置偏差小于在如下相应的方法中的位置偏差，在该方法中，参考圆线的半径处于在权利要求1中说明的区域之外。由此，在根据本发明的方法中尽管使用具有在笛卡尔坐标系中布置的发射器的成本适宜的打印头仍实现可接受的打印图像。
22.在本发明的一种优选的实施方式中，参考圆线的半径小于第一径向间距的80％和第二径向间距的20％之和，并且参考圆线的半径大于第一径向间距的20％和第二径向间距的80％之和。由此可以进一步减小在材料施覆到底座上或施覆到位于底座上的固化的材料层上所在的部位与几何数据之间的最大失真或位置偏差。
23.由于不同的坐标系(斜角坐标系或极坐标系)而出现的最大失真的进一步减小在本发明的一种有利的设计方案中通过如下方式实现，参考圆线的半径小于第一径向间距的70％和第二径向间距的30％之和，并且参考圆线的半径大于第一径向间距的30％和第二径向间距的70％之和。
24.在本发明的一种扩展方案中规定，参考圆线的半径小于第一径向间距的60％和第二径向间距的40％之和，并且参考圆线的半径大于外部圆形轨道的直径的40％和内部圆形轨道的直径的60％之和。尤其是有利的是，参考圆线的半径小于第一径向间距的55％和第二径向间距的45％之和，并且参考圆线的半径大于外部圆形轨道的45％和内部圆形轨道的直径的55％之和。由此可以进一步减小在打印时的最大失真。
25.在本发明的一种有利的设计方案中，每个触发部位分别配设有一个发射器列，其
中，分别仅针对与相关的触发部位相配设的发射器列的发射器根据储存在所述存储器中的几何数据并且根据相关的发射器布置所在的位置产生针对各个触发部位所设置的激活信号，并且将针对不布置在所述发射器列中的发射器的激活信号设定为，使得当发射器组件相对于所述底座定位在触发部位处时不激活这些发射器。在每个触发部位处因此在产生材料输出信号时分别仅在一个唯一的发射器列中考虑几何数据，而停用剩余的一个发射器列(如果发射器组件具有两个发射器列)或剩余的多个发射器列(如果发射器组件具有超过两个发射器列)的激活信号。所述方法则能够以简单的方式执行，因为如果位于所述发射器列内的发射器的中点的间距与打印点的相应的间距相一致，则几何数据可以直接从存储器转移到用于与触发部位相配设的(活动的)发射器列的激活信号的打印缓冲器中。从触发部位至触发部位，分别循环地变换活动的发射器列。由此，例如在具有四个发射器列的发射器组件中可以在第一触发部位处激活第一发射器列，在第二触发部位处激活第二发射器列，在第三触发部位处激活第三发射器列，在第四触发部位处激活第四发射器列，在第五触发部位处激活第一发射器列，在第六触发部位处激活第二发射器列等。根据权利要求7所述的方法尤其是适用于如下发射器组件，在所述发射器组件中，在第一发射器列与最后一个发射器列之间的间距和由此发射器组件的宽度与参考圆线的直径相比是小的。
26.适宜地，发射器组件的发射器列对称于通过转动轴线以及转动轴线的法线形成的径向平面布置为，使得发射器列平行于所述径向平面延伸。如果发射器组件具有奇数个发射器列，则发射器列优选这样布置，使得中间的发射器列或其直线的延长部延伸通过转动轴线。如果打印头组件具有偶数个发射器列，则转动轴线优选在两个最内部的发射器列或其直线的延长部之间布置在中心。
27.在本发明的一种扩展方案中，为了打印相对于所述转动轴线同心布置的、分别通过内部圆形轨道和外部圆形轨道限界的打印环提供至少一个第一发射器组件和至少一个第二发射器组件，所述发射器组件这样相对于转动轴线定位，使得第一发射器组件的内部圆形轨道和外部圆形轨道的算术平均值与第二发射器组件的内部圆形轨道和外部圆形轨道的算术平均值不同，将具有第一半径的参考圆线用于产生第一发射器组件的触发信号，并且将具有与第一半径不同的第二半径的参考圆线用于产生第二发射器组件的触发信号，并且第一半径根据权利要求1至5中任一项所述根据第一发射器组件的第一和第二径向间距选择，并且第二半径根据权利要求1至5中任一项所述根据第二发射器组件的第一和第二径向间距选择。在此，有利地，每个发射器组件的参考圆线分别在与发射器组件相配设的打印环内与打印环的内部边缘和外部边缘隔开间距地布置。在此，可以进一步减小在打印时出现的最大失真。优选地，彼此相邻布置的打印环这样彼此邻接或稍微重叠，使得沿径向方向实现对底座或位于底座上的固化的材料层的无缝打印。
28.在本发明的一种优选的实施方式中，提供至少两个发射器组件，所述至少两个发射器组件关于转动轴线以一定转动角度彼此错开，其中，根据权利要求1至8中至少一项所述控制各个发射器组件的发射器以用于分别施覆材料份额。这实现更快速的材料施覆和/或更高的打印分辨率。
29.在本发明的一种有利的设计方案中，在发射器列内彼此相邻的发射器的中点彼此隔开恒定的第一栅格间距地布置，彼此相邻的发射器列分别以恒定的第二栅格间距彼此错开，并且第一栅格间距与所述第二栅格间距相差小于百分之20，尤其是小于百分之10并且
尤其是与第二栅格间距相一致。由此能够进一步降低在打印时的失真。
30.利用根据本发明的方法可以制造三维的成型对象。为此，在材料借助于喷嘴施覆的方法中，将可穿过喷嘴的材料的多个材料层相叠地施覆。在每次施覆一个材料层之后，在施覆另外的材料层之前分别使该材料层固化。如果所述材料是可交联聚合物材料，则材料的固化可以例如通过如下方式实现，即，利用适合波长的uv光进行照射。在发射器组件与底座之间的间距分别逐层以最后施覆的材料层的厚度增加。在根据权利要求2的方法中，为了制造三维的成型对象对液态、膏状或粉末状的材料的多个材料层相叠地通过利用发射器组件照射全面地和/或局部地进行固化。
附图说明
31.下面借助附图详细阐述本发明的实施例。附图中：
32.图1示出用于通过逐层材料施覆制造三维的成型对象的设备，所述设备具有构造为转盘的底座，一定数量的用于成型对象的材料层施加到所述底座上；
33.图2示出在已施加另外的材料层并且底座相对于图1下降之后的类似于图1的图示；
34.图3示出底座和布置在该底座之上的发射器组件的部分俯视图，该发射器组件具有在笛卡尔坐标系中以多个列布置的用于将可穿过喷嘴的材料的材料份额输出到底座上的发射器(喷嘴)，其中，发射器的位置示意性通过圆来标记；
35.图4示出笛卡尔打印点矩阵的图形图示；
36.图5示出针对第一触发部位的激活数据；
37.图6示出类似于图3的图示，其中，底座位于第一触发部位处，在该第一触发部位处第一发射器列将材料份额输出到底座上，以便产生中断的线，其中，材料份额画有阴影线；
38.图7示出针对第二触发部位的激活数据；
39.图8示出类似于图3的图示，其中，底座位于第二触发部位处，在该第二触发部位处第二发射器列将另外的材料份额输出到底座上，以便产生中断的线；
40.图9示出针对第三触发部位的激活数据；
41.图10示出类似于图3的图示，其中，底座位于第三触发部位处，在该第三触发部位处第三发射器列将材料份额输出到底座上；
42.图11a示出根据本发明的图5至10中所示的实施例沿着中断的线施加到底座上的材料份额，其中，材料份额通过全面的圆标记，而在线的中断部的区域中不施加材料的部位通过虚线圆标记；
43.图11b示出类似于图11a的图示，但材料份额不是根据本发明施加到底座上；
44.图12示出底座和布置在其上的发射器组件的部分俯视图，其中，发射器列在打印图11b中所示的不根据本发明制成的线时将材料输出到底座上所在的触发部位在附图的上部的边缘处通过箭头标记；
45.图13和14示出用于逐层制造三维的成型对象的设备的底座的部分俯视图，其中，底座具有多个发射器组件，这些发射器组件与不同的打印环相配设；
46.图15和16示出不同打印头的发射器的视图；
47.图17示出用于根据立体光刻样板制造三维的成型对象的设备，其中，该设备具有
容器，在该容器中布置有可转动的底座和可通过利用电磁辐射照射固化的材料；
48.图18示出通过图17中所示的设备的转动轴线的纵截面图；以及
49.图19示出在另外的材料层已固化并且容器相对于图18下降之后的类似于图18的图示。
具体实施方式
50.在用于将可穿过喷嘴的材料逐层施加到布置在水平平面中的底座1上的方法中，提供具有底座1的圆环形的转盘，所述转盘围绕竖直的转动轴线2可转动地支承在位置固定的保持装置3上。保持装置3在其下侧上具有安放面，所述保持装置借助于所述安放面例如可竖立在台板上或者竖立在空间的底部上。
51.底座1与第一定位装置处于驱动连接，所述第一定位装置具有第一驱动马达4，底座1借助于所述驱动马达可沿箭头5的方向被转动驱动，并且能够相应于由操控装置6提供的转动位置期望值信号来定位。第一驱动马达4为了该目的而与集成到操控装置6中的第一位置调节器连接，所述第一位置调节器具有用于检测针对底座1的转动位置信号的解码器7。借助于第一定位装置，底座1能够连续地且在不停止的情况下相对于保持装置3围绕转动轴线2转动超出多于360
°
的几乎任意角度。
52.底座1还与第二定位装置驱动连接，所述第二定位装置具有第二驱动马达8，底座1借助于所述第二驱动马达沿双箭头9的方向相对于保持装置3可上下移动并且能够相应于由操控装置6提供的高度位置期待值信号定位(图1和2)。所述定位能够逐步地或连续地进行。第二驱动马达8为了该目的而与集成到操控装置6中的第二位置调节器连接，所述第二位置调节器具有用于检测底座1的高度位置的位置传感器10。
53.此外，为了执行所述方法提供发射器组件11，该发射器组件设计为市场上常见的打印头，该打印头具有多个设有可控制的阀或泵的、设计为喷嘴的发射器12，从所述发射器中分别能够输出可穿过喷嘴的、可固化的材料的材料份额(例如小滴)。替代市场上常见的打印头也可以使用其他具有固定的发射器的发射器矩阵。所述材料可以例如是可光交联和/或电磁交联和/或化学交联的聚合物，所述聚合物存放在附图中未详细示出的贮存器中，该贮存器经由管路与发射器12连接。
54.发射器12在底座1上布置在平行于底座1的平面延伸的、与该平面间隔开的平面中并且在笛卡尔坐标系中以多个彼此平行布置的发射器列13a、13b、13c和横向于所述发射器列延伸的发射器行相对于彼此定位。在发射器列13a、13b、13c中，各个发射器12的中点或各个发射器的喷嘴开口的面重心沿着直线14a、14b、14c彼此隔开恒定间距地错开。
55.发射器组件11与打印缓冲器15连接，在该打印缓冲器中对于发射器组件11的每个发射器分别可以临时存储激活信号。激活信号可以例如具有逻辑值“1”或逻辑值“0”。
56.此外，发射器组件11具有触发输入端，触发信号可以施加到该触发输入端上。在每次在触发输入端上接收的触发的情况下，发射器组件11的所有在打印缓冲器中分别储存值“1”所针对的发射器12输出材料份额。在打印缓冲器中储存值“0”所针对的发射器12在接收到触发时不被操纵，即这些发射器12不输出材料份额。
57.为了固化或为了交联施加到底座1上的材料层，位于底座上的材料层和/或位于底座1上的具有多个借助于发射器组件11施加的材料层的层堆叠，提供uv光源16，所述uv光源
这样定位在底座1处，使得所述uv光源以其放射侧面向底座1。
58.在根据图3、6、8和10的实施例中，发射器组件11具有三个发射器列13a、13b、13c，所述三个发射器列彼此隔开恒定间距地布置并且彼此平行延伸。将中间的发射器列13b的发射器12的中点相互连接的线14b的直线的延长部延伸穿过转动轴线2。将两个另外的发射器列13a、13c的发射器12的中点相互连接的线14a、14c的直线的延长部以如下量度与转动轴线2间隔开，线14a、14b或14b、14c垂直于其延伸方向以该量度彼此错开。
59.在图3中，发射器组件11放大地示出。在将第一发射器列13a的发射器12的中点相互连接的线14a与将最后一个发射器列13c的发射器12的中点相互连接的线14c之间的间距a可以大致在20μm与100μm之间。
60.借助于具有底座1、发射器组件2、操控装置6和uv光源16的设备，可以通过可穿过喷嘴的材料的多个材料层的逐层施覆和固化而在底座1上制造三维的成型对象17a、17b、17c、17d。
61.操控装置6与上级的计算机18、如pc连接，该计算机具有存储器19，在该存储器中对于各个材料层储存有几何数据作为打印点，相应于所述打印点制造成型对象17a、17b、17c、17d的材料层。打印点以极矩阵布置，所述极矩阵具有径向于转动轴线延伸的排，在所述排中多个打印点分别彼此错开。打印数据或几何数据可以例如借助于cad软件提供，该cad软件能够在计算机18上运行。在计算机18上还能够执行如下软件，该软件生成针对成型对象2a、2b、2c、2d的各个层的几何数据。为了将借助于几何数据产生的打印数据装载到打印缓冲器14中，计算机18与操控装置6连接。
62.如图3中能看出的，发射器组件11的离转动轴线2最远的发射器12的中点与转动轴线2具有第一径向间距r1，并且最靠近转动轴线2布置的发射器12的中点与转动轴线2具有第二径向间距r2。离转动轴线2最远的发射器12的中点处于与转动轴线2同心的具有半径r1的圆线上。最靠近转动轴线2布置的发射器12的中点处于与转动轴线2同心的具有半径r2的圆线上。
63.下面借助图3和5至10阐述所述方法的流程。使底座沿箭头5的方向围绕转动轴线2转动，并且产生触发信号，限定针对发射器组件11相对于底座1的转动位置的触发部位。沿周向方向彼此相邻的触发部位以恒定的角度α围绕转动轴线2彼此错开。角度α相应于第一径向线23和第二径向线24在其之间包夹的角度。第一径向线23从转动轴线2向着第一发射器列13a的发射器12的中点所处的线14a和与转动轴线2同心的参考圆线25的交点延伸，所述参考圆线的半径b相应于第一径向间距r1和第二径向间距r2的算术平均值。第二径向线24从转动轴线2向着第二发射器列13b的发射器12的中点所处的线14b与参考圆线25的交点延伸。第一触发部位在图6中通过箭头20标记，第二触发部位在图8中通过箭头21标记，并且第三触发部位在图10中通过箭头22标记。
64.在存储器19中，存储有针对待打印的直线的材料线的打印数据或几何数据，所述材料线沿纵向方向大致在中心具有中断部。打印数据或几何数据与打印点相配设，所述打印点在图4中以图形示出。能明显看出，打印点以笛卡尔矩阵布置，所述矩阵具有彼此平行错开的排33，在所述排中，多个打印点分别彼此隔开恒定间距地错开。应该是固体层的打印点在图4中由全面圆或者说实心圆示出，不应该是固体层的打印点作为圆线示出。在打印各打印点之前，首先将几何数据转换成极矩阵，在所述极矩阵中打印点以相对于转动轴线2沿
径向延伸的排彼此错开。极矩阵的彼此相邻的排分别以触发部位21、22、23的角度间隔彼此错开。
65.在底座1到达第一触发部位之前，对于发射器组件11的每个发射器12分别将第一激活信号储存在打印缓冲器15中。对于发射器组件11的第一发射器列13a的各个发射器12分别根据储存在存储器19中的几何数据并且根据当底座1定位在第一触发部位处时相关的发射器12相对于底座1布置所在的位置来借助于操控装置6确定第一激活信号并且将其临时存储在打印缓冲器15中。当相关的发射器12应将材料输出到底座1上时，对于发射器12将逻辑值“1”储存在打印缓冲器中，否则储存值“0”。第二和第三发射器列13b、13c的发射器12的激活信号设定成逻辑值“0”。该逻辑值分别储存在打印缓冲器15中(图5)。一旦底座1定位在通过箭头20标记的第一触发部位处，则触发发射器组件11。在接收到触发时，所有在打印缓冲器中储存值“1”所针对的发射器12分别将材料份额输出到转动的底座1上。材料份额在图6中用阴影线示出。在打印缓冲器中储存值“0”所针对的发射器不输出材料。
66.在底座1到达通过箭头21标记的第二触发部位之前(图8)，在进一步的步骤中将第二激活信号储存在打印缓冲器15中。对于第二发射器列13b的各个发射器12分别根据储存在存储器19中的几何数据并且根据当底座1定位在第二触发部位处时相关的发射器12相对于底座1布置所在的位置来借助于操控装置6确定第二激活信号并且将其临时存储在打印缓冲器15中。第一和第三发射器列13a、13c的发射器12的激活信号设定成逻辑值“0”。该逻辑值分别储存在打印缓冲器15中(图7)。一旦底座1定位在第二触发部位处，则触发发射器组件11，即所有在打印缓冲器中储存值“1”所针对的发射器12发射。
67.在底座1到达通过箭头22标记的第三触发部位之前(图10)，在进一步的步骤中将第三激活信号储存在打印缓冲器15中。对于第三发射器列13c的各个发射器12分别根据储存在存储器19中的几何数据并且根据当底座1定位在第三触发部位处时相关的发射器12相对于底座1布置所在的位置来借助于操控装置6确定第三激活信号并且将其临时存储在打印缓冲器15中。第一和第二发射器列13a、13b的发射器12的激活信号设定成逻辑值“0”。该逻辑值分别储存在打印缓冲器15中(图9)。一旦底座1定位在第三触发部位处，则重新触发发射器组件11，即所有在打印缓冲器中储存值“1”所针对的发射器12发射。
68.在图11a中示出在上述实施例中产生的中断的线。全面的黑色圆标记如下部位，在所述部位处为了打印所述线将材料份额输出到底座1上。如下部位通过虚线圆来标记，在所述部位处在中断部的区域中没有材料被施加到底座1上。点划线的理论线26标记待打印的中断的线的中线的通过几何数据预定的理论位置。
69.如果在存储器19中储存有针对无中断的实线的几何数据，则在每个触发部位处与相关的触发部位相配设的发射器列***的所有发射器12分别进行发射。在这种情况下除了在通过全面的黑色圆标记的部位处以外也在通过虚线圆标记的部位处将材料份额输出到底座1上。
70.如在图11a中能看出的，由沿发射器组件11的延伸方向大致处于发射器组件11中心的发射器12所输出的材料份额的中点要么处于理论线26上要么与该理论线仅具有非常小的间距。随着与中心的间距越来越大，偏差分别朝着打印区域的外部和内部边缘而增加。最大偏差出现在打印区域的外部边缘和内部边缘处。
71.在图11b中示出如下打印图像，当储存在存储器12中的中断的线利用不是根据本
发明的方法打印时，得到该打印图像，所述不是根据本发明的方法与根据本发明的方法的区别在于，与转动轴线2同心的参考圆线的半径相应于第一径向间距r1。沿周向方向彼此相邻的触发部位28以恒定的角度β围绕转动轴线2彼此错开，该角度小于图6中的角度α。在这种情况下，由在相关的发射器列13a、13b、13c中离转动轴线2最远得发射器12输出的材料份额的中点要么处于理论线26上要么仅与该理论线具有一定间距。从打印区域的外部边缘向其内部边缘，偏差变得越来越大。最大偏差出现在打印区域的内部边缘处。通过比较图11a与图11b变得明确的是，图11b中的所打印的线的最大宽度w2由于更高的偏差而大于根据图11a中的实施例的所打印的线的最大宽度w1。宽度w1和w2分别涉及输出到底座1上的固化的材料份额的中点。
72.图11a与图11b的比较显示，与在根据图11a中的按照根据本发明的方法所打印的线的情况下相比，输出到底座1上的材料份额与图11b中的理论线26的偏差沿着所打印的线更不均匀地分布。图11b中的偏差的最大值也大于图11a中的偏差的最大值。
73.在图13中示出的实施例中，为了打印相对于转动轴线同心布置的、分别通过内部的和外部的圆形轨道限界的打印环27a、27b、27c、27d，提供多个发射器组件11a、11b、11c、11d。发射器组件11a、11b、11c、11d分别以其纵向中轴线相对于转动轴线2沿径向定向并且这样布置，使得，各发射器组件11a、11b、11c、11d与转动轴线2的间距是不同的。如图13中能看出的，沿径向方向彼此相邻的发射器组件11a、11b、11c、11d分别这样布置，使得与其相配设的打印环彼此邻接，从而沿径向方向得到连贯的打印区域，该打印区域从打印环27a的内部圆形轨道延伸至打印环27d的外部圆形轨道。
74.每个发射器组件11a、11b、11c、11d分别配设有自有的、与转动轴线2同心布置的参考圆线25a、25b、25c、25d，所述参考圆线的半径ba、bb、bc、bd相应于在相关的发射器组件11a、11b、11c、11d的离转动轴线2最远的发射器12的中点与转动轴线2之间的第一径向间距和在相关的发射器组件11a、11b、11c、11d的最靠近转动轴线2布置的发射器12的中点与转动轴线2之间的第二径向间距的算术平均值。
75.对于每个发射器组件11a、11b、11c、11d分别产生激活信号并且将其临时存储。此外，对于每个发射器组件11a、1511b、11c、11d分别产生触发信号，该触发信号限定针对在相关的发射器组件11a、11b、11c、11d与底座1之间的转动部位的触发部位。
76.在各个发射器组件11a、11b、11c、11d的彼此相邻的触发部位之间的角度分别相应于如下角度，与相关的发射器组件11a、11b、11c、11d相配设的第一径向线和与相关的发射器组件11a、11b、11c、11d相配设的第二径向线在其之间包夹该角度。
77.第一径向线从转动轴线2向着在相关的发射器组件11a、11b、11c、11d的第一发射器列和与发射器组件11a、11b、11c、11d相配设的参考圆线ba、bb、bc、bd之间的交点延伸。第二径向线从转动轴线2向着在相关的发射器组件11a、11b、11c、11d的与第一发射器列沿转动轴线2的周向方向相邻的第二发射器列和发射器组件11a、11b、11c、11d的参考圆线ba、bb、bc、bd之间的交点延伸。
78.在与各个发射器组件11a、11b、11c、11d相配设的触发部位处，分别这样操控相关的发射器组件11a、11b、11c、11d的发射器12，使得仅如下发射器12输出材料，在所述发射器中相关的发射器组件11a、11b、11c、11d的先前临时存储的激活信号得到设定。
79.在图14中的实施例中，在每个打印环27a、27b、27c、27d上分别沿周向方向彼此错
开地布置有两个发射器组件11a、11a
′
或11b、11b
′
或11c、11c
′
或11d、11d
′
，所述发射器组件与不同的打印模块29、29'相配设。这些打印模块中的每个打印模块根据上述方法工作。以相应的方式在需要时在一个打印环上也可以沿周向方向彼此错开地布置有超过两个发射器组件11a、11a
′
或11b、11b
′
或11c、11c或11d、11d'。利用各个打印模块29、29'可以将不同的材料施加到底座1上。这些材料可以尤其是在其颜色方面或在其机械性能方面彼此不同。
80.如图15中能看出，发射器组件11也可以具有多个组28的发射器列，在所述多个组中，各个组28的发射器12分别在发射器12所处的平面中垂直于发射器列的纵向延伸方向彼此错开或移动。
81.每个组28分别具有相同的数量和布置的发射器列或发射器12。在组28内，与相关的组28相配设的发射器列在发射器列的纵向延伸方向上大致彼此错开，其中，错位v小于在发射器列内的发射器12所具有的栅格间距d。在此，栅格间距d理解为一个喷嘴列的彼此相邻的发射器12的中点的间距，即一个发射器列的喷嘴开口的面重心相对彼此所具有的间距。
82.在一个组28的彼此相邻的发射器列之间的间距可以小于彼此相邻的组的间距(图15)。但这些间距也可以相一致(图16)。
83.在本发明的图17至19中所示的实施例中提供一种设备，该设备具有容器30，在该容器中液态、膏状或粉末状的材料31被施加到底座1上。为了利用高能电磁辐射32照射材料31，所述设备具有带有多个彼此间隔开的辐射发射器12的发射器组件11、11a、11b、11c、11d，所述辐射发射器分别设计为发光二极管。为了使由各个发射器12输出的辐射32会聚或聚焦，分别在发射器12的光程中布置有附图中未详细示出的光学装置。
84.借助于发射器12可产生的电磁辐射32的波长和功率这样与可流动的材料31相协调，使得该可流动的材料可以通过利用电磁辐射32照射在照射部位处固化。在液态或可流动的材料31的情况下，“固化”理解为所述材料31硬化成固体材料，尤其是通过包含在材料中的聚合物和/或共聚物的交联。在粉末状的材料31的情况下，“固化”理解为作为固体颗粒存在的材料颗粒通过利用电磁辐射32的照射被这样加热并接着冷却，使得所述材料颗粒彼此固定连接。
85.发射器组件11、11a、11b、11c、11d具有多个发射器列13a、13b、13c，在所述多个发射器列中发射器12的中点分别在直线中彼此错开。辐射发射器12的布置结构相应于图3，6，8、10和12至16中的设计为喷嘴的发射器12的布置结构，从而对于在这些附图中示出的发射器组件11、11a、11b、11c、11d的描述相应地适用于根据图17至19的实施例，但带有以下区别：在根据图17至19的实施例中的发射器12替代材料而输出辐射32，并且辐射32指向于可流动的材料31。
86.底座在容器30中相对于发射器组件11、11a、11b、11c、11d围绕转动轴线2转动定位，并且借助于发射器12产生的辐射这样指向于位于材料31表面处的材料层上，使得材料31在至少一个照射部位处固化。
87.发射器组件11与打印缓冲器15连接，在该打印缓冲器中对于发射器组件11的每个发射器分别可以临时存储激活信号。为了操控辐射发射器12，设定有操控装置，该操控装置具有触发输入端，在每个在触发输入端处接收的触发的情况下，发射器组件11的所有在打印缓冲器15中分别储存值“1”所针对的发射器12朝着材料31方向放射。在打印缓冲器中储
存值“0”所针对的发射器12在接收到触发时不被操纵，即所述发射器12不输出辐射。图4、6和8(这些图示出针对在针对图1和2中所示的设备的各个触发部位处的发射器组件11的激活信号值)相应地适用于图17至19中的实施例。
88.底座1在图17至19中所示的实施例中与第一定位装置处于驱动连接，所述第一定位装置具有第一驱动马达4，底座1借助于所述驱动马达可沿箭头5的方向被转动驱动，并且能够相应于由操控装置6提供的转动位置期望值信号来定位。第一驱动马达4为了该目的而与集成到操控装置6中的第一位置调节器连接，所述第一位置调节器具有用于检测针对底座1的转动位置信号的解码器7。借助于第一定位装置，底座1能够连续地且在不停止的情况下相对于保持装置3围绕转动轴线2转动超出多于360
°
的几乎任意角度。
89.底座1还与第二定位装置驱动连接，所述第二定位装置具有第二驱动马达8，底座1借助于所述第二驱动马达沿双箭头9的方向相对于保持装置3可上下移动并且能够相应于由操控装置6提供的高度位置期待值信号定位(图19)。所述定位能够逐步地或连续地进行。第二驱动马达8为了该目的而与集成到操控装置6中的第二位置调节器连接，所述第二位置调节器具有用于检测底座1的高度位置的位置传感器10。