三维打印系统和设备组件的制作方法

本发明涉及一种制造系统和设备组件、及其通过腔体三维打印来制备物件以及利用可变层密度来制备物件的用途。

背景技术：

1、快速成形描述了由对象的计算机模型来制造对象的三维原型的各种技术。一种技术是三维打印，由此打印机被用于由多个二维层制造3-d原型。具体地，3-d对象的数字表征被存储在计算机存储器中。计算机软件将对象的表征划分成多个不同的2-d层。替换性地，可以直接输入用于每个递增层的一串(一连续的系列)指令，例如，一系列图像。然后，3-d打印机为由软件划分的每个2-d图像层制造结合材料的薄层。所述层被以上下方式进行打印并且粘结到彼此，一起形成理想的原型。

2、三维粉液打印技术已经被用于制备物件，诸如，药物剂型、机械原型和概念模型、用于铸造机械零件的模具、促进骨头生长的植入物、电路板、用于组织工程学的脚手架、敏感性生物医疗复合材料、促进组织生长的植入物、牙修复物、珠宝、流体过滤器以及其他这类物件。

3、三维打印是固体自由成形的制造技术/快速成形技术，在这种技术中，薄粉末层扩散在表面上，并且粉末的选定区域通过流体的受控沉积(“打印”)结合在一起。此基础操作一层一层地重复，其中每个新层形成在先前打印层的上面且粘附到先前打印层，以最终制出在未结合粉末的床体内的三维对象。当打印对象充分凝聚时，所述打印对象可以与未结合粉末分离。

4、用于物件的三维打印的系统和设备组件通过其他机构在市场上可购买或被使用：麻省理工学院三维打印实验室(cambridge，ma)，公司zcorporation的3dp和hd3dptm系统(burlington，ma)，公司ex one company,l.l.c.(irwin，pa)，公司soligen(northridge，ca)，公司specific surface corporation(franklin，ma)，公司tdk corporation(chiba-ken，japan)，公司therics l.l.c.(akron，oh，现在是公司integra lifesciences的一部分)，公司phoenix analysis&design technologies(tempe，az)，公司stratasys,inc.的dimensiontm系统(eden prairie，mn)，公司objet geometries(billerica，ma或rehovot，israel)，公司xpress3d(minneapolis，mn)，以及3d systems’invisiontm系统(valencia，ca)。

5、一些系统已经在专利文献中被描述：美国公开no.20080281019，no.20080277823，no.20080275181，no.20080269940，no.20080269939，no.20080259434，no.20080241404，no.20080231645，no.20080229961，no.20080211132，no.20080192074，no.20080187711，no.20080180509，no.20080138515，no.20080124464，no.20080121172，no.20080121130，no.20080118655，no.20080110395，no.20080105144，no.20080068416，no.20080062214，no.20080042321，no.20070289705，no.20070259010，no.20070252871，no.20070195150，no.20070188549，no.20070187508，no.20070182799，no.20070182782，no.20070168815，no.20070146734，no.20060268057，no.20060268044，no.20060230970，no.20060141145，no.20060127153，no.20060111807，no.20060110443，no.20060099287，no.20060077241，no.20050054039，no.20060035034，no.20060030964，no.20050247216，no.20050204939，no.20050197431，no.20050179721，no.20050104241，no.20050069784，no.20050061241，no.20050059757，no.20040265413，no.20040262797，no.20040252174，no.20040243133，no.20040225398，no.20040187714，no.20040183796，no.20040145781，no.20040145628，no.20040145267，no.20040143359，no.20040141043，no.20040141030，no.20040141025，no.20040141024，no.20040118309，no.20040112523，no.20040056378，no.20040012112，no.20040005360，no.20040005182，no.20040004653，no.20040004303，no.20040003741，no.20040003738，no.20030207959，no.20030198677，no.20030143268，no.20020125592，no.20020114652，no.20020079601，no.20020064745，no.20020033548，no.20020015728，no.20010028471，和no.20010017085；美国专利no.5,490,962，no.5,204,055，no.5,121,329，no.5,127,037，no.5,252,264，no.5,340,656，no.5,387,380，5,490,882，no.5,518,680，no.5,717,599，no.5,851,465，no.5,869,170，no.5,874,279，no.5,879,489，no.5,902,441，no.5,934,343，no.5,940,674，no.6,007,318，no.6,146,567，no.6,165,406，no.6,193,923，no.6,200,508，no.6,213,168，no.6,336,480，no.6,363,606，no.6,375,874，no.6,416,850，no.6,508,971，no.6,530,958，no.6,547,994，no.6,596,224，no.6,772,026，no.6,838,035，no.6,850,334，no.6,905,645，no.6,945,638，no.6,989,115，no.7,220,380，no.7,291,002，no.7,365,129，no.7,435,368，no.7,455,804，no.7,686,955，no.7,828,022，no.8,017,055；no.8,888,480；pct国际公开no.wo00/26026，no.wo98/043762，no.wo95/034468，no.wo95/011007；no.wo 2014/039378；以及欧洲专利no.1,631,440，所述系统由于其构造采用基于柱形(径向或极)坐标的系统。

6、采用粉末和结合流体的三维打印系统通常通过将粉末层放置在容器内并在单体的粉末层上沉积结合流体来形成物件。将结合流体以图案形式施加到每一层中的粉末区域，使未结合的粉末状材料保留在各图案的外周围上。然后将包含结合粉末的被打印物件与大量的未结合粉末分离开。这些过程很不理想地浪费或再循环(recycle)未结合的粉末。提供用于显著减少或消除浪费或回收未结合粉末的需要的设备组件、系统和方法将是本领域内的重大改进。

7、三维打印系统经常被用于定制零件或“一次性零件”的制造，或在一些情况下用于大规模定制。这可以包括制造彼此具有不同尺寸和形状的许多不同部件，或者在一系列单独的构建循环中，或者在一些情况下在同一构建循环的不同处理区域内。不使用工具的灵活性和定制化的目标已经导致许多的这些系统使用大的开放式床体，这在处理粉-液三维打印时进一步有利于未结合粉末的浪费或回收的潜在问题。这些系统不太适合制造大量相同的零件，并且提供下述的设备组件、系统和方法将是本领域内的重大改进，该设备组件、系统和方法适用于制造大量相同的部件，同时减少或消除了浪费或回收未结合粉末的需要。

8、迄今为止，尚未公开在三维打印物件的形成期间(该过程的该打印循环期间)采用任何类型的压缩的系统。3dp物件的仅有压缩类型是在物件形成之后、即在大于循环和干燥循环完成之后进行冷等静压制或单轴压缩。单轴压缩的三维打印剂型是已知的(u.s.7,931,914，u.s.8,758,658和wo 2003/037607，其克服了冷等静压制的一些缺点)。它们通过首先完成该过程的三维打印部分、干燥所述剂型、然后单轴压缩所述剂型而进行。如果使用冷等静压制，则对于每个物件来说需要临时的弹性袋或模具以浸没在封闭液体中，用于对所有表面均匀地施加压力，之后将袋或模具移除。在任一种情况下，由于在整个打印的物件上进行压缩，所以这种系统和方法都不允许在打印物件的各层之间形成具有受控的且变化的空隙率的三维打印物件。此系统和方法不能形成包括更紧密地压缩的下区域(较高密度部分)和更松散地压缩或甚至未压缩的上区域(较低密度部分)的三维打印物件。提供用于制备包括密度(或空隙率)不同的上部分和下部分的三维打印物件的设备组件、系统和方法将是本领域内的重大改进。

技术实现思路

1、本发明提供一种具有通过三维打印来制备物件的用途的制造系统和设备组件。所述系统和组件可以被用于在灵活物件设计的背景下以最少产品损失、高效率、以及高产品再现性进行高物料通过量的连续、半连续、或批量的制造。

2、与其他三维打印(3dp)工艺相比，本发明可以显著地减少或消除对未结合的粉末的浪费。腔体3dp使得进入每个腔体的大部分、基本上全部或全部的固体材料被引入到相应的单一3dp物件中。术语腔体是指接收固体材料的容器。容器可以是构建模块的一部分。在一些实施例中，粉末状的固体材料和液体材料被结合而形成腔体中的物件。

3、在一些方面中，本发明提供了一种三维打印设备组件(或装置)，其包括：

4、a)三维打印构建系统，包括：

5、至少一个粉末布层区域(或系统)；

6、至少一个结合流体施加区域(或系统)；和

7、在这些区域之间可移动的至少一个粉末容器，其中粉末容器的俯视平面图的内周边近似于将利用本构建系统制备的物件的平面图的外周边。

8、本发明的实施例包括：a)设备组件包括多个粉末容器；b)这些粉末容器相对于它们靠近粉末布层系统的方向依次地排列；c)粉末容器是构建模块的一部分；和/或d)高度可调节平台设置在容器内。

9、在一些方面中，本发明提供了一种三维打印设备组件(或装置)，其包括：

10、a)三维打印构建系统，包括：

11、至少一个构建模块，其包括接收且暂时保持来自粉末布层系统的粉末的至少一个容器(腔体)，其中容器具有近似于利用本设备组件制备的物件的平面图的周边的俯视平面图周边；和

12、至少一个构建站，其包括：1)将粉末沉积在所述容器内的至少一个粉末布层系统；和2)至少一个打印系统，该打印系统至少将结合流体施加到容器周边附近的粉末层周边。

13、在一些实施例中，设备组件(或装置)还包括：a)脱液系统；b)3dp物件除尘系统；c)包装系统；e)冲压系统；f)包括至少一个上冲头和至少一个下冲头的冲压系统；g)包括上冲头的冲压系统，所述上冲头具有周边与容器的周边近似的仰视平面图；h)下冲头，其具有周边与容器的周边近似的俯视平面图；i)冲头还包括位于冲头和容器的内表面之间的密封件；j)容器中的高度可调节平台和上冲头；k)容器中的高度可调节平台；1)容器中的高度可调节平台，其中平台的俯视平面图的周边近似于容器的内周边；m)当上冲头进入腔体时释放移动的空气或均衡空气压力的空气释放装置；n)上冲头、下冲头或两者的伺服电机控制；o)上冲头、下冲头或两者上的定位系统，在每种情况下都包括滚珠丝杠，滚珠丝杠的特征在于导程精度v300p值小于或等于约50微米，或小于或等于约20微米，或小于或者等于约10微米，或小于或者等于约5微米。

14、在一些实施例中，容器的周边近似于要制备的单一物件的平面图的周边。容器、上冲头和高度可调节平台的周边近似于要制备的单一物件的平面图的周边。

15、本发明还包括这样的实施例，其中：a)容器的俯视平面图表面积近似于要制备的物件的平面图表面积(在20％内，在15％内，在10％内，在5％内，在1％内或在0.5％内)或与其相同；b)容器的俯视平面图近似于要制备的物件的平面图或与其相同；和/或c)容器的俯视平面图周边近似于要制备的物件的平面图周边或与其相同。

16、在一些实施方案中，进入被引入到对应的单一最终物件内的每个腔体的粉末的重量百分比>80％，>90％，>95％，>98％，>99％或100％。在一些实施例中，该过程是零浪费过程，因为在完成构建循环之后固体材料既不会再循环也不会废弃。

17、在使用腔体3dp装置或设备组件的3dp构建循环期间，粉末层被置放在腔体(容器)内，结合流体的液滴被施加在粉末的周边处或附近以形成递增层，递增层的俯视平面图近似于腔体的周边。任选地，在上述施加步骤之后、在腔体中置放另一粉末层之前进行干燥步骤。重复该过程的步骤以在腔体内形成多个递增层。在完成构建循环之后，将3dp物件从腔体排出。3dp物件任选地被干燥，任选地被除尘，和/或任选地被包装。

18、在一些方面中，本发明提供了一种制备三维打印物件的方法，所述方法包括：

19、在容器中形成粉末层，其中容器的俯视平面图的内周边近似于物件的平面图的外周边；

20、将结合流体沉积在容器内的粉末层的周边处或附近以形成由一打印图案限定的递增层，所述打印图案的外周边具有近似于腔体的内周边的俯视平面图。

21、本发明的实施例包括：a)本过程还包括提供容器，所述容器的俯视平面图由近似于所述物件的平面图的外周边的内周边限定；b)本过程进一步包括将结合流体沉积到由所述打印图案限定的区域内的粉末上；c)粉末具有平均颗粒尺寸，并且递增层中打印图案的外周边被从容器的内周边间隔开一距离，所述距离是平均颗粒尺寸的0.1，0.5，1，2.5或10倍(fold)，或者选自平均颗粒尺寸的0.1至1倍的范围，0.5至2倍的范围，1至5倍的范围或5至10倍的范围；d)在沉积步骤之后，递增层包含一粉末(未打印粉末，松散粉末，未结合粉末)带，其为平均颗粒尺寸的0.1，0.5，1，2.5或10倍，或者选自平均颗粒尺寸的0.1至1倍的范围，0.5至2倍的范围，1至5倍的范围或5至10倍的范围，所述带位于容器的内周边和打印图案的外周边之间；e)重复形成和沉积步骤以形成3dp物件；f)递增层中的打印图案的外周边包封包括打印粉末、未打印粉末或其组合的区域；f)所述物件的平面图是所述物件的侧视平面图、俯视平面图、仰视平面图或立体图轮廓；g)递增层的打印图案的外周边与容器的内周边相邻；h)任何上述的组合。

22、在一些实施例中：a)容器(腔体)的周边不被成形为正方形，长方形，或星形(例如五角星形)，或具有多个尖锐的、薄的边缘、拐角或远离容器(腔体)的中心延伸的突起的其它形状；b)容器的周边包括几何形状，非几何形状或其组合；c)每个容器内形成单一物件；d)打印图案用于单一物件的递增层；e)没有未打印(未结合)的粉末留在容器中；f)未打印的粉末留在由打印图案的外周边限定的递增层区域内；g)通过将结合流体不止一次地沉积到粉末层上来形成一个或多个递增层；h)结合流体的施加或沉积速率(ml/cm2或ml/min或ml/sec)对于所有的递增层来说相同的；i)结合流体的施加或沉积速率在3dp物件的至少两个递增层之间是不同的；j)通过将结合流体沉积到其相应的粉末层仅仅一次来形成每个递增层；k)一个或多个腔体可被表征为具有最长的线性尺寸，并且腔体或每个腔体的最长线性尺寸长度小于或等于12英寸，6英寸，3英寸，2英寸或1英寸；1)腔体被容纳在转台构件内的开口内或由所述开口限定，或被容纳在所述开口内并且由所述开口限定；m)该过程的特征在于在撒播和打印步骤期间一个或多个腔体的连续运动；n)该过程的特征在于停止一个或多个腔体以允许使用上冲头可选地平移、压缩、标记或成形所述一个或多个递增打印层。

23、在一些方面中，本发明提供了一种制备三维打印物件的方法，所述方法包括：

24、a)在包括下高度可调节平台(或冲头)的容器内形成一个或多个粉末层，其中容器的俯视平面图的内周边和平台(或冲头)的俯视平面图的外周边近似于物件的平面图的外周边；

25、b)将结合流体沉积在容器内的一个或多个粉末层的周边处或附近以形成由打印图案限定的一个或多个递增打印层，所述打印图案的外周边具有近似于容器的外周边的俯视平面图；

26、c)在3dp物件完成之前，利用冲压系统平移、压缩、标记或成形容器中的所述一个或多个递增打印层；和

27、d)重复步骤a)和b)，并且任选地重复步骤c)，以完成3dp物件的形成。

28、在一些方面中，本发明提供一种制备三维打印物件的方法，所述方法包括：

29、a)在包括下高度可调节平台(或冲头)的容器内形成一个或多个粉末层；

30、b)根据打印图案，将结合流体沉积到所述一个或多个粉末层上以形成打印床体，所述打印床体包括松散的未打印粉末和对应于一个或多个3dp物件的一个或多个递增打印层；

31、c)在所述一个或多个3dp物件完成之前，利用冲压系统平移、压缩、标记或成形容器中的所述一个或多个递增打印层；和

32、d)重复步骤a)和b)，并且可选地重复步骤c)，以完成所述一个或多个3dp物件的形成。

33、本发明的一些实施例包括：1)在步骤a)和b)之间执行附加步骤c)；2)在步骤b)之前执行步骤c)；3)所述过程还包括在步骤b)之后的干燥步骤，使得在进行步骤c)之前，所述一个或多个递增打印层中的结合流体的量被减少；4)重复步骤a)和b)，并且在制备3dp物件的过程中至少执行一次步骤c)；5)在制备3dp物件的过程中，步骤a)，b)和c)分别重复至少一次；6)该过程中的最小步骤顺序是：i)步骤a)，步骤b)，干燥，步骤c)和步骤d)；ii)步骤a)，步骤c)，步骤b)，干燥，步骤c)和步骤d)；和/或7)当容器静止时执行步骤c)。

34、冲压系统可以包括设置在高度可调节平台上方(或下冲头上方)的上冲头，使得递增打印层位于两者之间。平移步骤可以通过使平台降低与上冲头相同(或近似相同或约相同)的竖直距离来进行。压缩步骤可以通过以下方式进行：a)使平台降低第一竖直距离，并使上冲头降低第二竖直距离，第二竖直距离大于第一竖直距离；b)首先降低上冲头然后降低平台；c)将上冲头保持在一位置并升高平台；d)降低上冲头并升高平台；或者e)首先升高平台然后升高上冲头。

35、本发明还提供一种具有孔隙率(密度)不同的区域(包括一个或多个递增打印层)的三维打印(3dp)物件，其中至少一个区域已经被压缩而另一个区域未被压缩。3dp物件包括多个递增打印层，其中至少一个递增打印层被压缩。在一些实施例中，3dp物件包括多个递增打印层，其中至少一个递增打印层是压缩层并且至少一个递增打印层是未压缩(非压缩)层。与未压缩层相比，压缩层可以具有更低的孔隙率和更高的密度。在一些实施例中，3dp物件包括多个压缩的递增打印层和至少一个未压缩的递增打印层。在一些实施例中，3dp物件包括多个压缩的递增打印层和多个未压缩的递增打印层。

36、在一些实施例中，压缩层被均匀地压缩，并且在一些实施例中，该层被不均匀地压缩。本发明提供了一种3dp物件，其包括至少一个均匀压缩的递增层和至少一个非均匀压缩的递增层。在一些实施例中，本发明不包括在完成构建循环(所有递增层的形成)之后或者在物件干燥之后仅仅通过单轴压缩来压缩的3dp物件。所述至少一个压缩的递增打印层在构建周期完成之前的构建行程期间形成。

37、本发明提供了一种用于制备包括至少一个被压缩、标记或成形的递增打印层的3dp物件的过程、设备组件/装置。该过程包括在3dp物件的形成期间(在构建周期期间)压缩、标记和/或成形一个或多个递增打印层。包括至少一个被压缩、标记和/或成形的区域的3dp物件可以通过包括以下的过程制造：a)形成递增打印层；和b)在3dp物件的形成(打印)完成之前用冲压系统压缩、标记和/或成形递增打印层。该过程还可以包括：在步骤a)之前或在步骤b)之后形成另一递增打印层。在一些实施例中，在3dp物件的每个递增打印层上或在3dp物件的至少一个但少于所有的递增打印层上进行压缩、标记和/或成形步骤。

38、本发明还包括包含至少两个递增打印层的三维打印(3dp)物件，其中：至少一个打印递增层包括第一区域和水平相邻的第二区域；第一区域由第一散装粉末和第一结合流体制备；第二区域由第二散装粉末和第二结合流体制备；并且第一散装粉末不同于第二散装粉末。第一结合流体和第二结合流体可以相同或不同。第一结合流体和第二结合流体可以具有不同的组成。第一散装粉末和第二散装粉末可以具有相同或不同的组成。

39、在一些实施方案中，该过程包括：在腔体中形成粉末层；将液体沉积或打印到腔体中的粉末层上以形成递增打印层；以及平移、压缩、标记和/或成形粉末层和/或递增打印层。在一些实施方案中，该过程包括：在腔体中形成粉末层；将液体沉积或打印到腔体中的粉末层上以形成递增打印层；在腔体中形成另一粉末层；同时地平移、压缩、标记和/或成形粉末层和递增打印层。该过程还可以包括在平移、压缩、标记和/或成形之前或之后干燥递增打印层。根据需要重复这些步骤以形成包括完成其结构所需的全部递增打印层的3dp物件。

40、在一些实施例中，本发明不包括下述过程，其中三维打印物件在构建循环完成之后、在物件的形成(打印)完成之后、或在物件的干燥之后仅仅通过单轴压缩进行了压缩。

41、本发明还提供了用于在形成一个或多个递增层之后、但在形成一个或多个3dp物件的构建循环完成之前平移、压缩、标记和/或成形所述一个或多个递增层的3dp设备组件(或装置)和过程。在一些方面中，本3dp设备组件(或装置)包括：

42、至少一个粉末布层区域(或系统)；

43、至少一个结合流体施加区域(或系统)；

44、至少一个冲压区域(或系统)；和

45、在这些区域之间可移动的至少一个粉末容器。

46、该设备组件(或装置)可以还包括干燥区域(或系统)和排出(物件传递)区域(或系统)。

47、所述粉末容器当处于所述粉末布层区域中时接收粉末以在所述容器中形成粉末层。当所述容器处于结合流体施加区域中时结合流体被施加到粉末层以在容器中形成递增打印层。在冲压区域中，所述容器中的材料(粉末层或递增打印层)被冲压，其中所述冲压可导致所述粉末层或递增打印层的平移、压缩、标记和/或成形，这取决于如何进行冲压。在一些实施例中，一个或多个递增打印层在冲压区域中被平移、压缩、标记和/或成形。在一些实施例中，一个或多个递增打印层在冲压区域中不被压缩。在一些实施例中，一个或多个递增打印层在冲压区域中被平移、压缩、标记和/或成形，并且一个或多个递增层在冲压区域中不被平移、压缩、标记和/或成形。

48、容器可以以任何顺序在这些区域(系统)之间移动。在一些实施例中，容器：a)从所述粉末布层区域移动到所述结合流体施加区域，然后移动到所述冲压区域；b)从所述粉末布层区域移动到所述冲压区域，然后移动到所述结合流体施加区域；c)从所述粉末布层区域移动到所述结合流体施加区域，然后返回到所述粉末布层区域，再移动到所述冲压区域；或d)从所述粉末布层区域移动到所述结合流体施加区域，再到所述干燥区域，然后移动到所述冲压区域。排出区域可以布置在粉末布层区域、结合流体施加区域、干燥区域或冲压区域之后。

49、在一些方面中，本发明提供了一种三维打印设备组件/装置，包括：

50、a)三维打印构建系统，包括：

51、至少一个构建模块，其包括粉末容器和设置在所述容器内的高度可调节平台(或冲头)；

52、至少一个粉末布层系统，用于通过在容器内沉积粉末来形成粉末层；

53、至少一个结合流体沉积系统，用于使结合流体沉积到粉末层以形成递增打印层；以及

54、至少一个冲压系统，用于平移、压缩、标记或成形容器内的粉末层或递增打印层。

55、构建系统可以进一步包括层干燥系统，用于在递增打印层形成之后进行干燥。设备组件/装置可以进一步包括用于在3dp物件的形成完成之后干燥3dp物件的物件干燥系统。

56、冲压系统用于平移、压缩、标记和/或成形至少一个过程中的递增打印层。冲压系统可用于在容器中形成用于接收下一个粉末层的竖直空间。在一些实施例中，冲压系统影响容器的内容物的非压缩性竖直平移。在一些实施例中，冲压系统影响容器的内容物的压缩。换句话说，冲压可能会或可能不会导致容器中粉末层和/或递增层的压缩。在一些实施例中，在夯实时，冲压对存在于容器(腔体)中的材料造成很小的压缩或不压缩，这意味着冲压不会压缩容器中的递增层或粉末层。在一些实施例中，冲压步骤通过首先使容器(容器内的高度可调节平台的表面)的底部下降然后使冲头降低到容器中来实现。这里，容器中的材料可被压缩或可不被压缩。如果上冲头下降到容器中的距离大于容器底部下降的距离，则材料将被压缩。如果上冲头下降到容器中的距离大于容器底部降低的距离和被添加到容器内(或其递增层内)的粉末层的厚度的总和，那么材料会被压缩。如果上冲头下降到容器中的距离小于容器底部下降的距离和被添加到容器内(或其递增层内)的粉末层的厚度的总和，那么材料不会被压缩。

57、在一些实施例中，平台(或下冲头)与上冲头同时下降。在一些实施例中，平台(或下冲头)相对于上冲头下降的时间在一滞后时间之后下降。在一些实施例中，上冲头相对于平台(或下冲头)下降的时间在一滞后时间之后下降。在其它实施例中，冲压步骤受到以下的影响：首先将上冲头降低到容器中，然后将平台降落到容器中，从而压缩容器中的粉末层或递增层。在一些实施例中，此滞后时间可以小于1.0秒，或者0.5秒，或者0.25秒，或者0.1秒，或者0.05秒。

58、本发明的实施例包括其中：a)设备组件(或装置)还包括配置成传导多个构建模块的传送器系统；b)传送器系统在至少一个粉末布层系统和至少一个打印系统之间重复地传导构建模块以在构建模块内形成至少一个物件；c)所述设备组件还包括至少一个脱液系统(物件干燥系统)，其接收一个或多个3dp物件并从其脱除液体；d)构建系统进一步包括至少一个脱液系统(层干燥系统)，其在完成构建循环之前(即在递增层的形成之间)从一个或多个递增层脱除液体；e)传送器系统在至少一个粉末布层系统，至少一个打印系统和至少一个冲压系统之间重复地传导构建模块以在构建模块内形成至少一个物件；f)传送器系统在至少一个粉末布层系统，至少一个打印系统，至少一个层干燥系统和至少一个冲压系统之间重复地传导构建模块以在构建模块内形成至少一个物件。

59、在一些实施例中，构建模块包括至少一个容器(腔体)和设置在其中的递增式高度可调节平台(下冲头)。容器和平台接收并暂时保持至少一个递增粉末层或多个堆叠的递增粉末层。在一些实施例中，构建模块包括多个容器和多个相应的递增式高度可调节平台(下冲头)。在一些实施例中，构建模块包括具有带腔体的上表面的本体、布置在腔体内的高度可调节构建平台、与本体和所述平台接合的高度调整器、以及接合装置。在一些实施方式中，平台配置成在其上形成递增打印层之前或之后以一个或多个增量降低(凹陷)和/或升高。平台的移位可以在随后的递增粉末层置放于其上之前或之后发生，从而进行滚压或从已铺设的粉末层移除一部分粉末。在一些实施例中，递增的规格是预先设定的。

60、在一些实施例中，接合装置可拆卸地将构建模块与传送器系统接合。在一些实施例中，多个构建模块可移除地与传送器系统接合。在一些实施例中，构建模块包括围绕腔体并且配置成将粉末保持在高度可调节平台上的一个或多个侧壁。

61、本系统包括沿经过3dp构建系统的各区域的路径运输一个或多个构建模块的传送器。在一些实施方式中，该路径是平面迂回路径、水平迂回路径、竖直迂回路径、或它们的组合路径。在一些实施方式中，该路径是圆形的、椭圆形的、卵形的、矩形的、半圆形的、正方形的、三角形的、五边形的、六边形的、八边形的、卵形的、多边形的、平形四边形的、四边形的、几何结构的、对称的、非对称的、或这些形状的具有倒圆拐角和/或边缘的等价形状。传送器可以是分级传送器，转台，带式传送器，轮式传送器，辊式传送器，链式传送器，网带式传送器，板式传送器，板条式传送器，磁性传送器，斗式传送器，轨道车传送器，或用于沿过程流传导固体物件的其它装置。此传送器可以是无源的(passive)或电动的。传送器可以是带槽的、带夹板的或平坦的。

62、在一些实施方式中，传送器系统是包括多个传送器模块的模块化传送器系统。传送器系统可以包括至少一个驱动电机、至少一个定位控制器、以及路径，多个构建模块沿所述路径传导。在一些实施方式中，传送器模块包括本体、一个或多个构建模块接合装置、以及传送器模块接合装置，多个传送器模块配置成借助于传送器模块接合装置接合而形成模块化传送器。在一些实施方式中，传送器系统包括配置成可移除地保持多个构建模块的多个附接件。在一些实施方式中，附接件包括多个具有凸轮随动件的一个或多个金属链接件，或包括附接到构建模块且安装在轨道系统上的轮、面板和/或承载件，构建模块在所述轨道系统上传导。在一些实施方式中，传送器系统还包括一个或多个定位控制器。在一些实施方式中，传送器系统是连续或非连续循环系统。在一些实施方式中，传送器和多个构建模块作为组合体存在。

63、在一些实施方式中，所述至少一个构建站相对于构建模块递增式高度可调，由此构建模块和构建站之间的竖直空间可以以一个或多个增量调整。在一些实施方式中，递增式高度可调构建站配置成在将粉末层置放在构建模块上之后且在将后续粉末层置放在构建模块上之前以一个或多个增量上升。在一些实施方式中，高度改变通过相对于所述平台的先前位置改变竖直位置而实现、或相对于所述平台的与构建模块相关的绝对位置改变竖直位置而实现。在一些实施方式中，构建站相对于构建模块竖直固定，并且在构建模块内的构建平台相对于构建模块竖直高度可调以使得构建站和构建模块之间的竖直距离在打印行程或打印周期期间维持相同。

64、在一些实施方式中，增量规格对于构建周期的每个递增层相同、对于构建周期的一个或多个递增层不同、或是它们的组合。构建周期包括一个或多个构建行程、或多个构建行程，并且被定义为形成3dp物件所需的构建行程的总数。构建行程被定义为形成递增打印层(即，置放粉末构建材料的递增层)并且将液体沉积(打印)在递增层上的过程。因此，构建周期导致粘结到彼此一起形成三维打印物件的多个堆叠的递增打印层的形成。

65、在一些实施方式中，所述至少一个粉末布层系统包括至少一个粉末填充头。在一些实施方式中，粉末填充头当在构建模块上施加递增粉末层时没有相对于构建模块的上表面的平面纵向或横向移动。在一些实施方式中，粉末填充头包括至少一个粉末填充头本体、至少一个粉末撒播器、以及可选的至少一个粉末高度控制器。在一些实施方式中，粉末布层系统包括粉末填充头、至少一个粉末储存器以及配置成将粉末从粉末储存器传递到粉末填充头的粉末供给管。在一些实施方式中，粉末撒播器是柱形辊、杆、棒、面板、桨轮、带槽的轮、带辐条的轮盘、或笔直光滑的边缘。在一些实施方式中，粉末填充头包括料斗或滑槽。在一些实施方式中，粉末撒播器是柱形辊，所述柱形辊的轴线具有或限定与构建模块经过粉末布层系统的直线运动方向相反的径向运动方向。

66、在一些实施方式中，所述至少一个打印系统根据笛卡尔坐标算法和/或极(径向)坐标算法(柱形坐标系统、圆形坐标系统、或球形坐标系统)向粉末施加(沉积)液体。在一些实施方式中，打印系统包括至少一个打印头和至少一个液体供给系统。打印头可以包括一个或多个打印模块或多个打印模块。

67、在一些实施方式中，本发明不包括下述这种设备组件或方法，其中，粉末填充头在沉积递增粉末层时相对于构建模块侧向或横向移动或不是静止的。在一些实施方式中，本发明不包括下述这种设备组件或方法，其中，打印头在向递增粉末层施加液体时相对于构建模块侧向或横向移动或不是静止的。在一些实施方式中，打印头和粉末填充头两者在形成打印递增层的过程中是静止的或者如本文中所描述的那样是静止的。

68、在一些实施方式中，所述至少一个打印系统以定义一个或多个物件的微滴三维图案或微滴的多个二维图案施加(沉积)液体。在一些实施方式中，所述图案包括在一个或多个物件内等距隔开的微滴。在一些实施方式中，所述图案包括在一个或多个物件内非等距隔开的微滴。在一些实施方式中，所述图案包括在物件的不同区域内具有不同间距的微滴。在一些实施方式中，所述图案包括在限定物件外部区域中具有较紧凑间距(即，较高打印密度)的微滴。在一些实施方式中，所述图案包括在物件内部的区域中具有较宽松间距(即，较低打印密度)的微滴。在一些实施方式中，使用多用一种图案。

69、在一些实施方式中，使用多于一种粉末(大量粉末)。在一些实施方式中，使用多于一种液体(结合流体)。在一些实施方式中，液体包括纯溶剂、混合溶剂、溶液、悬浮液、胶体、乳液、融化体或它们的组合物。结合流体可以进一步包括一种或多种结合剂和/或其它赋形剂。

70、在一些实施方式中，设备组件还包括远离三维打印构建系统地以每次一个或多个的方式传递3dp物件的物件传递系统。在一些实施方式中，物件传递系统将3dp物件传递到一个或多个脱液系统和/或一个或多个收获系统。在一些实施方式中，物件传递系统与传送器系统、脱液系统或两者集成为一体。

71、在一些实施方式中，脱液系统包括至少一个干燥器。在一些实施方式中，脱液系统每次处理一个、两个或更多个3dp物件。在一些实施方式中，脱液系统每次处理一个、两个或更多个构建模块。

72、在一些实施方式中，设备组件包括将大量松散粉末从一个或多个3dp物件分离的一个或多个收获系统。在一些实施方式中，收获系统处理已经被脱液系统处理的物件。在一些实施方式中，收获系统包括松散粉末收集器和三维打印物件收集器。在一些实施方式中，收获系统包括配置成接收三维打印物件的振动或绕转表面。在一些实施方式中，收获系统包括真空传送器，所述真空传送器具有用于将物件与松散粉末分离的筛体。振动表面可以是多孔的、非多孔的、波浪形的、光滑的或非光滑的，以允许松散粉末从打印物件分开。本发明的一些实施方式不包括收获系统。

73、在一些实施方式中，设备组件还包括从打印物件移除松散颗粒的除尘系统。除尘系统可以包括限定除尘区域的壳体、将加压空气引入除尘区域的一个或多个空气喷口(例如，一个或多个气刀)、在除尘区域中用于暂时保持被除尘的一个或多个打印物件的一个或多个表面或保持器、以及一个或多个出口，空气和被除颗粒通过所述一个或多个出口离开壳体或除尘区域。

74、在一些实施方式中，设备组件还包括从设备组件的所述一个或多个系统收集粉末且使所述粉末返回粉末储存器的一个或多个粉末回收系统。回收系统可以包括一个或多个松散粉末收集器和用于将来自一个或多个收集器的松散粉末传导到粉末储存器的一个或多个管道。回收系统可以还包括：a)用于将回收的松散粉末与初始松散粉末混合的一个或多个粉末混合器；b)有助于将松散粉末从一个位置传递到另一位置的一个或多个加压空气粉末操纵系统；c)有助于将松散粉末从一个位置传递到另一位置的一个或多个真空粉末操纵系统；d)将松散粉末从一个位置传递到另一位置的一个或多个机械粉末操纵系统；e)将松散粉末从一个位置传递到另一位置的一个或多个人工粉末操纵系统；或f)它们的组合。

75、在一些实施例中，3dp设备组件不包括从设备组件的一个或多个系统收集粉末并将其返回到粉末储存器的粉末回收系统。在一些实施例中，3dp设备组件不包括从包含多个3dp物件和松散的(未结合的，未打印的)粉末的打印床体收集粉末的粉末回收系统。

76、在一些实施方式中，设备组件还包括控制系统，所述控制系统包括一个或多个计算机化控制器、一个或多个计算机、以及用于一个或多个计算机的一个或多个用户界面。在一些实施方式中，设备组件的一个或多个部件被计算机控制。在一些实施方式中，3dp构建系统的一个或多个部件被计算机控制。在一些实施方式中，传送器系统、构建模块的高度可调节平台、所述至少一个粉末布层系统、所述至少一个冲压系统、所述至少一个冲压干燥系统和/或所述至少一个打印系统被计算机控制。

77、在一些实施方式中，设备组件根据由计算机化控制器提供的指令撒播粉末层并且预先设定图案形式的液滴沉积(打印)在所述层上。在一些实施方式中，预先设定图案基于包括像素的一个或多个二维图像文件。在一些实施方式中，二维图像文件被结构化成使得某些像素指示微滴的分配，而其他像素代表无微滴分配。在一些实施方式中，二维图像文件包括不同色彩的像素，以指示不同液体的分配或无液体分配。在一些实施方式中，用于施加液体的预先设定图案在每个递增层中相同、在两个或更多个递增层中相同、在一个或多个递增层中不同、在全部递增层中不同、或对于第一组递增层相同且对于第二组递增层相同但用于第一组的图案不同于用于第二组的图案。

78、在一些实施例中，设备组件还包括一个或多个工作表面，框架，支撑件，桌台，架台，包封体，转台和/或平台。

79、本发明还提供了一种三维打印设备组件，包括：

80、a)三维打印构建系统，包括：

81、传送器系统，其传导多个构建模块并且包括定位控制器和多个构建模块接合件；

82、与传送器系统接合的多个构建模块，其中构建模块接收并暂时保持来自粉末布层系统的粉末，并且其中构建模块包括：1)限定腔体的一个或多个侧壁；和2)设置在腔体内的递增式高度可调节平台(冲头)；

83、至少一个构建站，所述构建站包括：1)至少一个粉末布层系统，其在所述腔体内形成递增粉末层并且包括至少一个粉末填充头，至少一个粉末撒播器和至少一个粉末储存器；以及2)至少一个打印系统，其根据至少一个预先设定图案将液体施加到所述递增粉末层，并且包括至少一个液体供给系统和根据所述至少一个预先设定图案沉积液体的至少一个打印头；

84、至少一个冲压系统，其包括至少一个上冲头；

85、其中所述传送器系统重复地将所述多个构建模块从所述至少一个粉末布层系统运输送到所述至少一个打印系统，

86、由此所述三维打印构建系统：1)在构建模块中每个构建行程形成至少一个递增打印层；2)在构建模块中每个构建周期形成单一3dp物件；3)在构建模块中每个构建周期形成多个3dp物件；或4)在构建模块中每个构建周期形成3dp床体，所述3dp床体包含一个或多个三维打印物件并且任选地包括未被打印的松散的(未结合的或仅仅部分结合的)粉末；

87、b)任选地，至少一个收获系统，其将松散粉末从下述分离：1)一个或多个递增打印层；2)一个或多个3dp物件；或3)一个或多个3dp床体；和

88、c)任选地，至少一个脱液系统，其从下述脱除液体：1)过程中的未完全形成的3dp物件的一个或多个递增打印层；2)打印后的一个或多个3dp物件；或3)一个或多个3dp床体。

89、本发明的一些实施方式包括这些，其中：1)存在至少一个脱液系统；2)设备组件还包括包装一个或多个三维打印物件的至少一个包装系统；3)传送器系统重复地将多个构建模块从所述至少一个粉末布层系统以直线方式运输到所述至少一个打印系统由此促成笛卡尔坐标打印，或者以径向方式运输到所述至少一个打印系统由此促成极坐标打印；4)设备组件还包括用于回收(recover)且可选地再循环未打印粉末的粉末回收系统；5)设备组件还包括液体检测器；6)液体检测器检测在一个或多个打印递增层和/或一个或多个打印物件中液体的存在；7)设备组件还包括检验系统；8)检验系统是打印粉末检验系统，其确定在一个或多个递增打印层和/或一个或多个打印物件中打印的完整性、和/或确定是否粉末是否适当地施加到一个或多个递增层中；9)确定打印的完整性包括确定是否液体已经根据一个或多个预先设定图案正确地施加到一个或多个递增层和/或确定是否液体已经根据预先设定量正确地施加到一个或多个递增层中的至少一个；10)检验系统是打印物件检验系统，其确定是否一个或多个打印物件具有正确规格、形状、重量、外观、密度、含量和/或色彩；11)检验系统是液体施加检验系统，其监控由打印头向粉末施加的液滴；12)检验系统包括一个或多个摄像机；13)摄像机在每种情况下从由可见波长摄像机、uv波长摄像机、近红外线波长摄像机、x光摄像机以及红外线波长摄像机组成中的一组中独立选出；和/或14)设备组件不包括用于回收和再循环未打印粉末的粉末回收系统。

90、本发明包括本文公开的实施方式、子实施方式和方面的全部组合。因此，本发明包括本文特别公开的、广义上公开的、或狭义上公开的实施方式和方面、以及它们的组合、还有所述实施方式和方面的对应元件的子组合。本发明可以是本文描述的或权利要求中指出的两个或更多个元素的组合。本发明大致如本文所描述的。在一些实施方式中，本发明大致如一个或多个附图中所描述的。

91、通过下面的说明、所附的示例，本发明的其他特征、优点以及实施方式对于本领域技术人员将变得明显。