用於3D列印物體的桌面列印設備以及雙面列印模塊的製作方法
2023-09-21 08:09:00 2
本申請涉及用於快速原型（rp）的分層物體製造（lom）系統，尤其涉及一種集成常規2d列印和3d列印以在lom系統中形成3d物體的桌面設備。
背景技術：
快速原型定義為受計算機控制的增材製造，這是因為是通過增加材料而不是通過去除或減少材料的常規加工方法來製造物體。要理解，術語「快速」是一個相對術語，但是卻是一個在本領域內具有特定含義的術語，其原因在於，構造一個三維物品成品要耗費幾小時到幾天不等，具體取決於所採用的方法以及模型的大小和複雜度。已知的在快速原型領域內採用的方法有許多種。分層物體製造（lom）是快速原型（rp）的其中一種形式，涉及將塗有粘合劑的紙、塑料或金屬層壓板依次層疊，然後將它們依次地粘結在一起並且用刀具或雷射切割機切割成形。
lom類似於其他快速原型技術，通常涉及到使用待製造的物體/零件的三維（3d）計算機輔助設計（cad），由此在cad軟體包內生成立體光刻（stl）文件或其他適合格式的文件。對stl文件進行處理，並且，實際上沿著z軸在與所採用的基底材料的厚度相匹配的厚度處將該文件切開。這樣便形成了該零件的一系列橫截面，並且，各橫截面在任何特定的高度處均具有簡單的二維（2d）輪廓。可採用仿形或切割設備來描畫2d輪廓並由此在薄片原料上切割出形狀。在lom中，可將各個單獨薄片彼此上下堆疊和粘結，以生成3d物體成品。在形成多個介質物體層之後，進行仿形和層粘結過程。多個層粘結在一起，然後進行仿形或去除過程，其包括從列印介質堆疊中去除不需要的支撐材料以展現3d列印物體。仿形、堆疊和粘結工藝的順序是可以互換的。各個層也可以使用常規的2d列印工藝進行列印。這些層可以是單面列印或雙面列印，並且以單色（例如用黑色油墨）列印，或者以多種顏色列印。此外，可以使用多色紙。
在lom製造中，通常，3d物體成品由單個介質層的堆疊形成，所述單個介質層被組合和仿形以形成期望的最終幾何形狀。可以在組合布置之前列印或另外處理各個介質層。因此，可以列印多個3d物體介質層以為形成3d列印物品成品而做準備。3d列印物品的整個層堆疊可以在列印模塊中離線預先列印，之後可以將列印的堆疊裝載到仿形和層粘結模塊中，其中每個列印層可被仿形和粘結以完成3d列印物品的製造。
在準備排序和組裝成最終的3d物體時，列印介質層的相對側上列印的圖像的對準可能會出現問題。如果作為3d印表機的輸入提供的印張的順序不正確，也可能會出現問題。
一些印表機可以用於製造有色零件。在一種方法中，例如，可以使用彩紙。在另一種方法中，例如，可以將有色油墨印刷到每張紙上，或者可以將圖像印刷到每張紙上，然後可以將印張裝載到印表機的發生切割和粘合的部分中。
應當理解的是，彩紙和/或有色油墨的使用以及圖像的列印可能會進一步增加3d印表機和/或3d列印過程的複雜度。
選擇3d印表機時需考慮的因素包括3d印表機的速度和成本、列印原型的成本以及材料和色彩能力的成本和選擇。通常，3d列印的成本太高，對於大多數用戶應用來說並不實用。此外，通常目前可用的3d印表機對於用戶應用來說太大了。
在sdl中使用紙張降低了原材料的成本，但是印表機的尺寸和複雜性仍然存在，並且需要開發更緊湊和不太複雜的印表機，其可以以更低廉的價格生產並且適合用戶的家庭桌面。
因此，需要解決在快速原型的3d列印過程和系統中存在的一些問題。本申請旨在提供一種製造有色物體的改進方法。本說明書還旨在提供一種改進的3d列印系統。
技術實現要素：
根據本說明書，提供了一種用於3d列印物體的桌面列印設備，包括：
構建模塊，用於從多個介質層構建3d物體，所述設備進一步包括
列印模塊，用於列印介質，列印的介質限定了所述物體的介質層；
輸送裝置，被配置為將所述介質從輸入端連續地輸送到所述列印模塊以列印所述介質層，並且將列印的介質層輸送到所述構建模塊。
在一種布置中，所述構建模塊包括用於構建3d物體的粘合劑分配裝置、切割裝置和粘結裝置。
在一種布置中，所述構建模塊被配置為通過選擇性分層沉積（sdl）來製造3d物體。
在一種布置中，所述列印模塊和所述構建模塊在單個集成設備中串接布置，並且所述輸送裝置被配置為以連續串接輸送操作來將所述介質從輸入端輸送到所述列印模塊並且輸送到所述構建模塊。
在一種布置中，隨著所述輸送裝置將所述介質輸送以通過所述設備，所述列印模塊和所述構建模塊被配置為同時操作。
在一種布置中，隨著所述輸送裝置將所述介質輸送以通過所述設備，所述列印模塊和所述構建模塊獨立地操作。
在一種布置中，所述列印模塊被配置為單面或雙面列印所述介質。
在一種布置中，所述列印模塊被配置為雙面列印所述介質，其中，待列印在介質層上的圖像對的第一圖像被列印在所述介質的第一面上，並且所述圖像對的第二圖像被列印在所述介質的第二面上，與第一圖像背對背，從而限定了所述物體的列印介質層。
在一種布置中，列印模塊進一步被配置為在介質的第一面上列印基準標記，其中，所述基準標記包括標記，該標記被配置為提供關於列印在所述介質的第一面上的圖像的信息，例如定位標記；或者從用於列印的圖像序列中識別圖像的圖像標識符。
在一種布置中，所述設備進一步包括：
感測裝置，用於感測圖像，或所述圖像的一部分，或列印在所述介質的第一面上的基準標記；並且
所述感測裝置向所述控制器提供輸出，用於控制所述介質的位置，以控制所述介質第二面上的與第一圖像背對背的第二圖像的列印。
在一種布置中，所述控制器被配置為對所述設備進行控制以校正任何檢測到的偏斜或位置誤差。
在一種布置中，所述輸送裝置包括進紙輥和/或驅動輥或夾送輥或軋輥和/或引導裝置。
在一種布置中，所述輸送裝置進一步包括拉緊輥，以在所述介質被輸送以通過設備並通過所述列印模塊和所述構建模塊時保持其張力。
在一種布置中，所述設備包括第一列印站和第二列印站，其中，所述列印頭被配置為在所述第一列印站的所述介質第一面上列印圖像，並且在所述第二列印站的所述介質第二面上列印圖像。
在一種布置中，所述輸送裝置限定介質輸送路徑，其中，所述介質從所述輸入端輸送以通過所述列印模塊並且輸送到所述構建模塊。
在一種布置中，所述第一列印站和所述第二列印站沿著所述輸送路徑間隔設置。
在一種布置中，所述列印頭可在所述第一列印站和所述第二列印站之間移動以列印所述介質的第一面和第二面。
在一種布置中，所述輸送裝置被配置為當所述介質從所述第一列印站輸送到所述第二列印站時翻轉所述介質。
在一種布置中，所述設備包括單個列印頭。
在一種布置中，所述第一列印站被配置為沿第一方向列印所述介質，所述第二列印站被配置為沿第二方向列印所述介質。
在一種布置中，所述輸送裝置包括用於接收所述連續卷狀介質的接收器。
在一種布置中，所述設備包括第一列印頭和第二列印頭，用於在第一列印站和第二列印站處的所述介質的第一面和第二面上同時進行列印。
在一種布置中，本說明書提供了一種如上所述的桌面3d列印設備，其中，所述雙面列印模塊和所述構建模塊設置在單個集成設備中，並且所述輸送裝置被配置為將所述介質從輸入端輸送以通過所述列印模塊並且輸送到所述構建模塊，用於組合以在連續的串接過程中形成3d物體。
在另一種布置中，提供了一種3d列印設備的雙面列印模塊，包括：
列印裝置和輸送裝置，所述輸送裝置被配置為：
將介質從輸入端輸送到所述列印裝置以在第一面和第二面進行所述介質的列印，並且配置為
其中，待列印在所述介質上的圖像對的第一圖像被列印在所述介質第一面上，並且所述圖像對的第二圖像被列印在所述介質的第二面上，與第一圖像背對背。
在一種布置中，列印的圖像對限定了3d物體的列印介質層。
在一種布置中，所述列印頭被配置為相對於所述介質層的平面沿x方向和y方向移動。
在一種布置中，所述模塊包括：
列印頭，被配置為在所述介質的第一面上列印圖像，並且在所述介質的第一面上印表機器可讀位置定位器，
光學讀取器，被配置為讀取機器可讀位置定位器，並且引起所述介質或所述列印頭相對於所述介質的第二面的位置變化，以確保在所述第二面上設置的圖像相對於在所述第一面列印的圖像的精確對準。
根據本說明書的一個方面，提供了一種用於3d列印物體的桌面列印設備，包括：
串接設置在整體式外殼中的列印模塊和構建模塊；
所述列印模塊包括一個或多個列印頭，用於列印介質的一部分以限定所述物體的列印介質層；
所述構建模塊包括構建板、切割裝置、粘結裝置和粘合劑分配裝置，並可操作以從多個單獨的介質層構建所述3d物體；
所述設備進一步包括：
介質輸送通道，限定在介質輸入端和介質輸出端之間的外殼中；和
輸送裝置，將所述介質從所述輸入端沿著所述介質輸送通道連續地輸送到所述列印模塊，並且隨後輸送到所述構建模塊。
在一種布置中，所述構建模塊被配置為通過選擇性分層沉積（sdl）來製造所述3d物體。
在一種布置中，所述列印模塊和所述構建模塊在單個集成設備中串接布置，並且所述輸送裝置被配置為以連續串接輸送操作來將所述介質從輸入端輸送到所述列印模塊並且輸送到所述構建模塊。
在一種布置中，隨著所述輸送裝置將所述介質輸送以通過設備，所述列印模塊和所述構建模塊被配置為同時操作。
在一種布置中，隨著所述輸送裝置連續地將所述介質輸送以通過所述設備，所述列印模塊和所述構建模塊被配置為在所述介質的不同部分上同時操作，不同部分限定所述物體的不同介質層。
在一種布置中，隨著所述輸送裝置將所述介質連續輸送以通過設備，所述列印模塊和所述構建模塊獨立地操作。
在一種布置中，所述列印模塊被配置為單面或雙面列印所述介質。在一種布置中，所述列印模塊被配置為雙面列印所述介質，其中，待列印在介質層上的圖像對的第一圖像被列印在所述介質的第一面上，並且所述圖像對的第二圖像被列印在所述介質的第二面上，與第一圖像背對背，從而限定了所述物體的列印介質層。
在一種布置中，所述列印模塊進一步被配置為在介質的第一面上列印基準標記，其中，所述基準標記包括標記，該標記被配置為提供關於列印在所述介質的第一面上的圖像的信息，例如定位標記；或者從用於列印的圖像序列中識別圖像的圖像標識符。
在一種布置中，所述輸送裝置包括進給機構和控制器，所述控制器被配置為控制所述介質的輸送以通過所述設備和所述介質的不同部分在所述設備中的位置。
在一種布置中，所述設備進一步包括感測裝置，用於感測所述介質的一部分的位置，並且用於向所述控制器提供輸出以控制或校正所述介質的位置。
在一種布置中，所述設備進一步包括：
感測裝置，用於感測圖像，或所述圖像的一部分，或列印在所述介質的第一面上的基準標記；並且
所述感測裝置向所述控制器提供輸出，用於控制所述介質的位置，以控制所述介質第二面上的與第一圖像背對背的第二圖像的列印。
在一種布置中，所述控制器被配置為對所述設備進行控制以校正任何檢測到的偏斜或位置誤差。在一種布置中，所述輸送裝置包括進紙輥、驅動輥、夾送輥、軋輥和引導裝置中的一個或多個。在一種布置中，所述輸送裝置包括進紙輥，被配置為沿順時針方向和相對的逆時針方向運行以控制所述介質的不同部分在所述設備中的位置。在一種布置中，所述輸送裝置進一步包括拉緊輥，以在所述介質被輸送以通過所述設備並通過所述列印模塊和所述構建模塊時保持其張力，並且分別在所述列印模塊和所述構建模塊處分別提供所述介質的不同部分的精確位置。
在一種布置中，所述設備包括第一列印站和第二列印站，其中，所述列印頭被配置為在所述第一列印站的所述介質第一面上列印圖像，並且在所述第二列印站的所述介質第二面上列印圖像。
在一種布置中，所述輸送裝置限定介質輸送路徑，其中，所述介質從所述輸入端輸送以通過所述列印模塊並且輸送到所述構建模塊。
在一種布置中，其中，所述介質輸送路徑設置為從介質輸入端到廢料收集點。在一種布置中，所述介質沿著所述介質輸送路徑從所述輸入端到連續輸送到所述列印模塊和所述構建模塊，其中所述介質首先被列印並且隨後被仿形以限定所述構建物體的介質層。
在一種布置中，所述第一列印站和所述第二列印站沿著所述輸送路徑間隔設置。在一種布置中，所述列印頭可在所述第一列印站和所述第二列印站之間移動以列印所述介質的第一面和第二面。在一種布置中，所述輸送裝置被配置為當所述介質從所述第一列印站輸送到所述第二列印站時翻轉所述介質。在一種布置中，所述設備包括單個列印頭。在一種布置中，所述第一列印站被配置為沿第一方向列印所述介質，所述第二列印站被配置為沿第二方向列印所述介質。在一種布置中，所述輸送裝置包括用於接收所述連續卷狀介質的接收器。
在一種布置中，所述設備包括第一列印頭和第二列印頭，用於在第一列印站和第二列印站處的所述介質的第一面和第二面上同時進行列印。
在一種布置中，所述介質被輸送到構建板上方的位置，用於仿形以從所述卷中切割所述介質的一部分，從而限定所述物體的介質層。
另一方面，提供了如上述任一概述中所述的桌面3d列印裝置，其中，所述列印模塊和所述構建模塊設置在單個集成設備中，並且所述輸送裝置被配置為將所述介質從輸入端輸送以通過所述列印模塊並且輸送到構建模塊，在所述構建模塊處介質層被組合以在連續的串接過程中形成3d物體。
根據另一方面，提供了一種3d列印設備的雙面列印模塊，包括：
列印裝置和輸送裝置，所述輸送裝置被配置為：
將介質從輸入端輸送到所述列印裝置以在第一面和第二面進行所述介質的列印，並且被配置為
將所述雙面列印的介質從所述列印模塊輸送到所述3d列印設備的構建模塊。
在一種布置中，所述模塊被配置為用於所述介質的雙面列印，其中，待列印在所述介質上的圖像對的第一圖像被列印在所述介質的第一面上，並且所述圖像對的第二圖像被列印在所述介質的第二面上，與第一圖像背對背，從而限定3d物體的列印介質層。在一種布置中，所述列印頭被配置為相對於所述介質層的平面沿x方向和y方向移動。
在一種布置中，所述模塊包括列印頭，被配置為在所述介質的第一面上列印圖像，並且在所述介質的第一面上印表機器可讀位置定位器，進一步包括光學讀取器，被配置為讀取機器可讀位置定位器，並且引起所述介質或所述列印頭相對於所述介質的第二面的位置變化，以確保在第二面上所述的圖像相對於在所述第一面列印的圖像的精確對準。
在一種布置中，所述介質沿基本上垂直的方向列印。
在一種布置中，所述介質沿基本上水平的方向列印。
在一種布置中，所述模塊包括沿輸送路徑間隔設置的第一列印站和第二列印站。在一種布置中，所述列印頭可在所述第一列印站和所述第二列印站之間移動以列印所述介質的第一面和第二面。在一種布置中，所述輸送裝置被配置為當所述介質從所述第一列印站輸送到所述第二列印站時翻轉所述介質。
在一種布置中，所述模塊包括單個列印頭。在一種布置中，所述第一列印站被配置為沿第一方向列印所述介質，所述第二列印站被配置沿第一方向列印所述介質。
在一種布置中，所述輸送裝置包括用於接收所述連續卷狀介質的接收器。
在一種布置中，所述模塊包括第一列印頭和第二列印頭，用於在第一列印站和第二列印站處的介質的第一面和第二面上同時進行列印。
在一種布置中，所述介質被輸送以在兩個列印頭230和230'之間垂直地穿過，所述兩個列印頭230和230'水平配置操作，同時雙面列印。
附圖說明
現結合附圖對本申請進行描述，其中：
圖1a是根據本教導實施例的列印設備的框圖；
圖1b是根據本說明書實施例的3d桌面列印設備的橫截面側視圖；
圖2是根據本說明書實施例的圖1b列印設備的橫截面側視圖，示出了在介質下側的第一站處的列印；
圖3是根據本說明書實施例的圖1b列印設備的橫截面側視圖，示出了在介質上側的第二站處的列印；
圖4是根據本說明書實施例的圖1b列印設備的橫截面側視圖，示出了用加熱板對介質的按壓；
圖5是根據本說明書實施例的圖1b列印設備的橫截面側視圖，示出了在構建位置處的介質的仿形切割；
圖6是根據本說明書實施例的圖1b列印設備的橫截面側視圖，示出了粘合劑施加到介質的頂側，界定了構建層的上側；
圖7是根據本說明書實施例的圖1b列印設備的橫截面側視圖，示出了構建層向構建位置的傳送；
圖8是根據本說明書的不包括拾取輥的另一個列印設備的橫截面側視圖；
圖9是根據本說明書的另一個列印設備的橫截面側視圖，其中，兩個列印頭被布置以用於同時列印介質；
圖10是根據本說明書的另一個構建模塊的橫截面側視圖，其中，粘合劑分配裝置位於構建板的上遊側，用於將粘合劑施加到介質的下側；
圖11和圖13是圖2的列印設備的立體圖；
圖12和圖14是圖3的列印設備的立體圖；
圖15是根據本說明書的另一個列印設備的橫截面側視圖，示出了進紙輥和將介質饋送到第一列印站的另一種布置；
圖16是圖15的根據本說明書另一個列印設備的透視側視圖。
具體實施方式
下文將對根據本教導的使用選擇性分層沉積（sdl）的桌面列印設備的示例性布置進行描述，以便理解本教導的益處。這些布置將理解為是可被提供的這類設備的示例，並不旨在將本教導局限為任何一種具體布置，在不脫離本教導的範圍的情況下，可以對本文所述的設置進行各種修改。
本說明書提供了一種集成常規列印和3d列印的sdl桌面設備。該設備被配置為列印和組合多個單獨的介質層以形成三維（3d）物體。在本教導的上下文中，各個介質層可以被認為是不同的物理元素或實體。在本教導的上下文中，從包括一卷介質的輸入端中取出或獲得各個介質層。在優選的布置中，可以從捲軸輸入端導出3d物體的各個介質層。
圖1a是根據本說明書的桌面sdl設備100的框圖。桌面sdl設備（3d列印設備）100包括列印模塊200和sdl構建模塊300。列印模塊可以被配置為列印多個介質層，並且構建模塊用於組合多個單獨的介質層以形成3d物體。介質層可以以單一的黑色油墨列印，或者以多種顏色或非彩色即白色來列印。構建模塊可以被配置為切割各個3d物體介質層並且將各個層粘結在一起以形成3d物體成品。列印模塊200和構建模塊300可以整體連接在設備100內，使得介質層可以在被輸送到構建模塊300之前在列印模塊200中被單面或雙面列印以產生3d物體成品。
在說明書中，構建模塊描述為3d列印的模塊，其中，分層物體被組合以形成3d物體。術語構建模塊、校對模塊、構建室和構建模塊、sdl構建模塊已經廣泛用於描述此特徵。
介質層被輸送到列印模塊200進行2d列印。列印的介質層從列印模塊輸送到構建室，以在sdl過程中校對和組合最終的3d物體。
所描述的布置中，介質層以卷的形式提供。介質層優選為紙，然而應當理解，可以使用任何片材或卷料。介質被提供到桌面設備100以進行2d列印、仿形和粘合，從而產生彩色3d物體成品。
列印模塊可以包括經配置以在校對之前將油墨施加到介質層的常規2d印表機。2d印表機可以是標準噴墨印表機。構建模塊可以包括粘結模塊，粘結模塊被配置為粘結多個介質層中的各個介質層。列印模塊可以配置為在介質層的第一表面和第二表面上進行列印。在第一表面和第二表面上進行的列印在操作上減少了圖像滲色，並且，無論物體的表面的角度如何，都保持了顏色準確性。列印模塊可被配置為向多個單獨介質層中的一個或多個單獨介質層的一個或多個表面施加多種顏色。校對機可包括仿形模塊，被配置為對多個介質層中的各個單獨介質層進行仿形處理，以在3d物體內實現所需的3d形狀。仿形模塊和粘結模塊可集成在單個仿形和層粘結模塊中。
在介質層701上列印的圖像600a，根據預生成的數字列印文件來列印，該列印文件包含待列印的3d物體的圖像、輪廓和顏色信息。
在本文中簡要說明預生成數字列印文件的示例性布置中的步驟，然而，應當理解，可以提供替代方法。如本領域已知的，3d列印從3d數據文件開始，3d數據文件代表待列印的3d物體。例如，可以在本教導中使用3d產品設計的通用工業標準文件格式，stl以及obj和vrml（用於彩色3d列印），然而，應當理解，也可以使用合適的替代格式。然後生成顏色並將其應用於數據文件中所表示的模型。讀取這些文件中的數據，並將計算機模型切成與介質層相同厚度的可列印層。數據文件的這種生成通常發生在連接到印表機100的pc或計算設備上，但是這不應被解釋為限制，因為這種處理也可能發生在列印設備100中。應當理解，在替代布置中，切層可以在雲中或在行動裝置、平板電腦、手機上執行。此外，本教導不限於上述文件生成方法，並且可以使用任何合適的生成3d列印文件的方法。
在開始列印作業和sdl作業之前——儘管未示出——提供或以其他方式將預生成的文件加載到列印設備100，列印設備100包括處理器或控制器以及加載列印文件的存儲器。
數字列印文件被控制器/處理器再次引用或讀取。數字列印文件可以包括用於每個介質層701的一系列頂面底面圖像對600a/600b。所有介質層的第一面和第二面的彩色圖像信息也包含在數字列印文件中。
參考圖1a和1b，描述了根據本說明書配置的集成的桌面2d列印和3d列印設備100。
桌面列印設備100包括列印模塊200和校對或構建模塊300。設備100通過sdl提供物體的製造。在所示的布置中，介質是卷狀的。在示例性布置中，介質為以卷狀提供的紙，並且用於形成構建物體的層。設備100提供介質在列印模塊200處的列印，並且將列印的介質從列印模塊輸送到校對/構建模塊300，並且輸送到構建位置處。
設備100被配置為，通過sdl通過列印的介質層701的校對、粘結和仿形，來提供連續串接過程的2d列印和3d列印或3d構建物體的製造。2d列印可以是在介質的一側或兩側上進行，即單面或雙面。
設備100提供並限定了介質外殼內的、穿過列印模塊200以及校對或sdl模塊300的連續輸送路徑或通道。裝置100還包括進給或輸送模塊150，該模塊150包括進給或輸送裝置160。系統100還可包括感測裝置170。此外，系統100還可包括控制裝置180，用於實現對進給或輸送機構的控制。輸送模塊包括進給機構，該進給機構根據需要包括一個或多個輥或導軌。還提供控制器來控制輸送。
感測裝置170可包括一個或多個傳感器，例如光學傳感器，被配置為檢測介質位置，檢測列印的圖像或其部分，或者在列印圖像的同時檢測列印在介質上的基準標記。感測裝置170可以用於檢測傾斜、檢測位置和定位並且識別介質或者系統內的特定列印圖像的定位。由傳感器檢測到的數據可以被提供或輸出到控制裝置，並在其中進行處理以實現傾斜的校正或者位置的校正，或者例如識別第一側上的圖像，並且相對於第一側圖像來定位第二側圖像。
參照圖1描述本說明書的設備100的示例性布置。設備100包括用於接收卷狀501的介質500的輥支撐件110。支撐件110具有外殼112。外殼在第一內側上限定輥接收器或支撐件110，並且在第二外側上，外殼限定引導件113在介質500被輸送以通過設備時引導介質500。設備100限定介質穿過設備的用於2d列印和3d列印的輸送路徑140。
列印模塊200包括第一列印站210和第二列印站220以及列印頭230。在示例性布置中，列印頭230布置成在兩個列印站處進行列印。然而，應當理解，在替代布置中，可以提供兩個列印頭。列印頭230可以是噴墨列印頭。以卷狀501提供的介質500具有第一表面505a和第二表面505b，該介質500從卷501中被抽出並被輸送到第一列印站210以列印第一面505a。然後將介質輸送到第二列印站220以列印第二面505b。在設備100的示例性布置中，第一面505a限定構建物體層的下側，並且第二面505b限定構建物體層701的上側。
輸送裝置160的示例性布置包括進紙輥161-165和引導件113，163。輸送裝置160還包括拉緊輥164。拉緊輥164可移動地安裝在系統內。拉緊輥164被安裝成在第一上部位置164a和第二下部位置164b之間上下移動。拉緊輥164設置成在介質通過列印和輸送到構建板而被輸送以通過設備時保持其張力。拉緊輥164有利於構建和列印的同時操作。還可以提供拾取輥165，用於拾取廢料510。
輸送裝置160還可以包括鏈輪進給裝置165或軋輥166，從而與配置為鏈輪進給或輸送的紙來一起使用。應當理解，也可以將適當的替代方案提供給鏈輪進給或軋輥。應當理解，可以提供不同的輥和引導件的布置，並且可以與輸送裝置160或進給機構165一起提供附加的或替代的引導件或輥，以便輸送示例性布置的介質。應當理解，可以根據需要在輸送路徑上的選定位置處設置附加的驅動輥、夾送輥、軋輥或引導件。
校對或構建模塊300通過分層物體製造來提供3d物體的構建。構建模塊300包括構建板310、粘合劑分配裝置320、切割裝置321和加熱板330。該物體在模塊300的構建室中被構建。
粘合劑分配裝置320和切割裝置321可以安裝到多功能頭部322。粘合劑分配裝置和切割裝置被安裝並在構建板上方的區域中操作。粘合劑分配裝置和切割裝置可以，例如，安裝在x-y框架上，以根據需要在構建板310上移動。應當理解，也可以使用允許粘合劑分配裝置在構建板上方操作的合適替代布置。
構建板310可在系統內的第一升高位置和第二降低位置之間移動。隨著連續的介質層被添加到構建板310以構建物體，構建板下降。切割裝置321和粘合劑分配裝置320被配置為提供物體形式的切割，以及將粘合劑施加到介質500，以形成物體的介質層701。切割裝置321被配置為在介質中形成一系列交叉線切口並切出介質的輪廓部分。第一介質層701a可以被提供到已經施加了粘合劑的構建板310或其他基底層。後續層701a，701b等在其上依次構建。
輸送裝置160輸送介質以通過設備，以列印第一面和第二面，從而將已經列印的介質層根據需要從輥轉移到構建模塊並用於切割和施加粘合劑。控制輸送裝置160以根據不同操作的需要移動介質，向前、向後或停止移動。進紙輥161被配置為根據需要順時針和逆時針旋轉，以允許介質在輸送路徑內的定位，例如對列印進行控制。為了提供連續操作，在第一列印站210處已經列印有第一圖像600b的介質500的一部分通過系統輸送，拉緊輥和驅動輥提供控制以將介質500的正確部分定位在第二列印站220，以列印背靠背圖像對（600a，600b）的第二圖像600a。
如果需要，該輸送裝置還提供位置和/或歪斜的校正，使得要列印在介質的第二面上的圖像或標記被正確地定位到在第一側上列印的圖像或標記。
在示例性布置中的卷501的介質500包括連續卷狀的紙，被配置為經由鏈輪進給機構165供給。應當理解，可以提供各種形式的鏈輪進紙，例如，具有一個或兩個邊緣的紙張，被配置為通過相應類型的鏈輪進給機構輸送。在使用紙或類似物的鏈輪進給輥的情況下，應當理解，進給機構可以用於提供貫穿通過設備100的輸送路徑140開始和結束之中的介質的布置和對準的控制。如上所述，可以提供替代方案，例如「軋」輥166。
更詳細地描述輸送路徑140。在示例性布置中，紙通過引導件113外部的路徑被輸送到第二列印站。引導件113布置成確保到第二列印站的輸送不幹擾介質500從卷501的進給。此外，引導件113用於將介質引向第二列印站220。引導件113反過來使卷翻轉以呈現另一面進行列印。
參考圖2至圖7，描述了根據本說明書的連續串接列印的2d列印和3d列印的過程。
圖2——步驟1：底面油墨列印
參考圖2和相關的立體圖——圖11和圖13，描述了根據本說明書示例性布置的列印底面圖像600b的步驟。
紙張從進紙輥161進給，使得介質500的底面505a被呈現給列印頭230。底面圖像600b被列印。底面圖像是待背對背列印在介質500的下面和頂面上的圖像對的第一圖像。
在另一個示例性布置中，可與第一圖像600b一起列印基準標記605。提供基準標記605以示出圖像所在的位置。基準標記605可以包括與列印在介質上的圖像有關的位置信息或其他識別信息，或者包括圖像標識符。基準標記605可由感測裝置170感測到，以幫助相對於相應底面圖像600b來將頂面或第二圖像600a定位在正確位置，或進一步檢測偏斜或位置誤差。
系統100還可包括偏斜調整裝置180。如果感測裝置170在感測到基準標記605時感測到標記中的偏斜，則在列印頂面圖像600a之前，系統響應以糾正偏斜。
感測裝置170可以設置在整個輸送路徑的不同位置。例如，感測裝置170可以位於第二列印位置處和構建板處。感測裝置170可以例如設置在構建板附近或併入到多功能頭部322中。
當介質500從第一列印站210輸送到第二列印站220時，介質500被翻轉。在該示例性布置中，當僅使用一個列印頭時，翻轉允許在連續串接列印過程中在雙面列印介質。
列印頭230被配置為在其通過第一列印站210時，列印介質的第一表面505a的至少一部分。相同的列印頭230可以被配置為在其通過第二列印站220時，列印第二表面505b的至少一部分。在圖1至圖3的示例性布置中，第一列印站和第二列印站位於公共輸送軸線上間隔設置。根據需要，列印頭230被控制以在第一列印站和第二列印站之間移動。
在替代布置中，可以設置第二列印頭230'以允許介質500的第一面505a和第二面505b同時列印，即在第一列印站和第二列印站同時列印介質的相應前部和後部的第一面和第二面。
圖3——步驟2：頂面油墨列印
參考圖3和相應的立體圖——圖12和圖14，描述了根據本說明書示例性布置的列印頂面圖像600a的步驟。
紙張從第一列印站210圍繞進紙輥110和進紙輥外殼113的外側延續，使得紙張的頂面505b在第二列印站220處被呈現給列印頭230。
在另外的布置中，如上所述，在底面505a上也設置了基準標記605。傳感器170可以從底面列印來檢測基準605的位置，並向印表機提供關於在哪裡定位背對背圖像對600a/600b的頂面圖像600a的指令。
當介質500沿構建模塊300的方向被饋送以通過系統100時，拉緊輥164向下運動，以使列印、切割和粘結的不同操作同時運行。2d列印或油墨列印步驟以及切割和粘合劑分配步驟是獨立的。
附圖的示例性布置示出了單個列印頭230的有利使用，仍然能夠在以卷狀501提供的介質500的雙面上進行列印。
如上所述，進紙輥161被配置為沿順時針方向和相反的逆時針方向運行，例如將介質帶到列印頭230下方。進紙輥161被配置為向前（逆時針）和向後（順時針方向）旋轉，以提供增加的靈活性和對供紙和輸送以穿過系統的控制。當進紙輥161旋轉時，拉緊輥164將相應地上下移動。在示出的具有單個列印頭230的示例性配置中，當介質通過第一站210進行列印時，介質也已經移動通過沒有可用列印頭的第二列印站220。當使用一個列印頭230時，根據需要，進紙輥161和拉緊輪164的使用提供了介質在第二列印站220處的定位。在第二列印站220列印之後，介質500繼續供給到構建板310上方的區域。
圖4和圖5——輸送紙張以構建和按壓
參考圖4的輸送介質500的示例，在該圖的示例性布置中，將紙（具有先前施加的雙面圖像）輸送到構建平臺。在該步驟中，切割介質以形成構建物體700的層701a（701b等）。
此外，如果如上所述，將基準標記605與第一圖像一起列印到介質的底面，以指示印表機在哪裡定位頂面圖像，則可以利用這種方式來指示設備100使卷501推進的距離，以至於構建板上層的位置非常準確。
在新層701a（預先列印的頁面）放置在構建板310上之後，加熱板330移動到構建板310上方的位置，構建板壓入加熱板330中，使得頂層701a和已經在構建板上構建的部分700（或可能的第一介質層的基底層或基板）之間形成正面接觸。然後，加熱板330移開，使得粘合劑分配器320和切割裝置321能夠移動回來並在下一層701b上開始工作。
圖6——仿形切割
當列印模塊200在卷狀介質500的底面505a和頂面505b列印（如步驟1和2）以製備構建物體的第二層或第三層（701b或701c）時。在示例性布置中，切割裝置321被配置為從介質500切割構建物體700的第一介質層701a，其在圖4的示例性布置中是構建板310上的頂層701a。
一旦仿形完成，切割裝置321從紙卷500切出構建層701a。在示例性布置中，在完成仿形切割之後施加粘合劑。此後，廢料510被引導到拾取輥165。
拉緊輥164被配置為能夠在不受油墨列印過程影響的情況下，切割構建物體700的層701。當廢料510被捲起時，拉緊輥164被配置為升高以拉緊任何鬆弛並且維持介質500中所需的張力。
本說明書的布置是高效的並且減少浪費。從介質切出的每個介質層的尺寸根據構建的要求而變化。例如，不需要將整張紙例如a4紙放置在構建物體上以提供介質層，而是從介質仿形的每個介質層的尺寸自適應地變化。
圖7——施加粘合劑
參考圖7，如上所述，一旦輪廓被切割，就將粘合劑施加到紙的頂面。在優選布置中，在引導之前施加粘合劑。再次，所有這些都在列印過程運行時同時發生。
儘管圖4至圖7的順序示出了物體的介質層的輸送、切割和施加粘結的步驟，但是在本說明書的示例性布置中，應當理解，也可以使用替代的順序。
參考圖8，描述了根據本說明書的替代布置。在圖8的布置中，不設置拾取輥165。代替使用拾取輥，廢物510可以在從機器離開時被簡單地收集。
參考圖9，描述了根據本說明書的替代方案。圖9的布置是提供了介質層的同時雙面列印的示例性布置。在這種布置中，提供了兩個列印頭230和230'。介質500可以從進紙輥161抽出，並被輸送以在兩個列印頭230和230'之間垂直地通過，兩個列印頭230和230'以水平配置操作，同時雙面列印。
在圖9的布置中，如圖所示，列印頭被布置成用於垂直進給，並且列印頭被布置為以水平配置操作，應當理解，例如進給可以是垂直的，並且以水平配置列印。
參考圖10，描述了根據本說明書的替代方案。在該示例性布置中，當介質或紙被饋送到構建板時，粘合劑分配裝置320位於卷狀介質的下方。這種布置有利地從多功能頭322移除由於粘合劑分配裝置引起的額外重量，並且由於介質或紙被輸送時來施加粘合劑，加速了整個過程。
參考圖15和圖16，示出了根據本說明書的列印設備100的替代布置。類似於圖1至14的設備100包括串接的列印模塊和構建模塊。輸送裝置160被提供以傳送要被列印的介質，並用於從輸入端列印來形成構建物體的層和用於構建模塊。輸送是一個連續的串接輸送。
本說明書的布置有利地提供了用於3d列印的介質層的第一面和第二面上圖像之間的對準的改進。
本說明書的布置提供了一種改進的桌面3d列印設備。該裝置有利地被配置為以單面或雙面形式提供2d列印，並以連續的串接處理方式提供介質的3d列印。應當理解，在本領域中，3d列印是指sdl過程。如本文所述，在本說明書的示例性布置中將待列印的介質、紙張以片或卷的形式提供給設備，紙被輸送用於雙面列印，並直接輸送到sdl過程的構建板。
本說明書的布置可有利地用於例如照片或等高線圖的3d列印。通過3d列印製造的物體在物體的各層具有精確的顏色規範。本說明書的布置提供了對每層的第一表面和第二表面上顏色的改進的控制。提供的方法是高精度的，並且3d物體的質量得到改進。
3d列印的雙面對齊提供了一個改進的3d物體。雖然雙面對齊不是文本的問題，但它對圖像和顏色質量有很大的影響。因此，本專利說明書的系統在3d列印中提供了改進的顏色效果。
出現進一步的問題，包括在執行一次性列印作業時在膠印列印過程中的滯後，因為需要等待直到列印作業的紙張被預列印。
本說明書的裝置在一個方面提供了在一個整體式外殼中的列印模塊和構建模塊，其提供了一種緊湊且高效的改進3d列印設備。
另一方面，提供了一種用於彩色3d列印的列印模塊。列印模塊提供將高精度2d彩色列印介質層傳送到構建模塊，以組合各個介質層來提供3d物體。
根據本實施例的雙面列印模塊200可以在3d列印過程的情況中有用地應用。當從雙面列印介質層時，會發生較少的圖像擴散，從而提供更好的圖像特徵尺寸控制。在列印層之間沒有發生顏色的相互作用，這保持了所需圖像的保真度。然而，根據本實施例的雙面列印模塊可以有用地應用於其它雙面列印應用中，其中重要的是列印在介質層第一面和第二面上的圖像的對準。
本說明書的布置提供了高效的過程。