更详细地，本发明属于三维打印(所谓的3d打印)的技术领域，众所周知，三维打印是一种通过固化和叠加从液态树脂(在外部刺激的作用下易于固化)获得的多个层来实现三维物体生产的技术。
在从塑料至金器领域的各种类型的产业中，三维打印技术可以具体并有效地用于实现原型(prototype)。
根据现有技术，三维打印机包括用于容纳液态树脂的缸和配备有工作表面的模制头，该工作表面通常是平的，适于支撑待生产的三维物体的固化层。此外，存在包括光源的树脂刺激装置，通常是激光发射器，其可以选择性地照射邻近缸底部的液态树脂层以使其固化。更详细地，通过选择性地刺激树脂以使其在构成待生产的物体的对应部分的点处固化，得到该物体的每一层。
根据第一已知技术，光源位于缸的下方，缸的底部对光源发出的光辐射适当地透明。在这种情况下，立体平板印刷工艺首先要求模制头被放置在距缸底部一定距离处，该距离与待固化的层的厚度相等。接着，光源选择性地照射邻近缸底部的液态树脂层以使其固化。更详细地，模制头被配置为使固化层粘附在其上，同时相反地，缸底部具有减小这种粘附力的涂层。为了形成每个后续层，将模制头从缸底部移开，以使固化层浮现并因此可以恢复液态树脂的必要厚度以用于后续层的处理。在此之后，模制头将物体返回到这样的位置，使得最后的固化层距缸的底部一定距离，该距离与待固化的新层的厚度相等，从而使新层固化并粘附到前一层。根据该第一已知技术，在其上形成物体的工作表面朝下，并且因此将模制头逐渐升起并从缸移开。
根据第二已知技术，光源位于缸上方。因此，不是在邻近缸的底部刺激树脂层，而是照射液态树脂的表层。根据该第二已知技术，在其上形成物体的工作表面朝上，并且因此将模制头逐渐下降至缸内。
在上述工艺结束时，无论所使用的机器类型如何，都需要将成品从模制头的工作表面分离。
通常，通过使用在工作表面上滑动的切割工具，手动进行物体的分离。
不利的是，该操作繁琐且耗时，因为必须非常小心地进行操作，以防止刚生产的物体断裂或损坏。
为了克服这一缺点，文献ep2523801示出了一种三维打印机，更确切地说，一种立体光刻机，其包括配备有工作表面的模制头，该工作表面中形成有多个凹槽。在工艺结束时，在每一个上述凹槽内，可以插入和滑动属于清洁工具的细长元件。该细长元件在三维物体上施加推力以使其从工作表面分离。因此，上述凹槽可以帮助成品从工作表面分离。特别地，上述凹槽比构成三维物体的层的厚度更深，以防止由于工艺要求或定位缺陷而使凹槽本身被物体的第一层的固化所阻塞。
在文献ep2523801中示出的模制头的主要缺点是，其仍然需要专业操作者的手动干预，具有损坏刚刚形成的物体的风险。此外，不利的是，操作者必须配备特定的工具，该工具具有合适的尺寸和形状以使其可插入到工作表面中形成的凹槽中。
根据ep2523801的模制头的另一缺点是，其构造复杂，这是因为需要在要形成的凹槽的数量方面找到折衷方案。事实上，一方面，大量的凹槽便于物体的分离，但是另一方面，恶化了物体在工作表面上的抓牢。因此，不利的是，需要根据待生产的物体的类型来调整凹槽的数量。
不利的是，工具的实现也意味着一些复杂性。首先，必须对工具进行测量，即根据数量、深度和凹槽之间的相互距离。此外，工具必须由足够柔性的材料制成，以允许在物体上施加平缓的外力，但同时必须足够硬以保证物体从模制头分离。
在本文中，本发明的技术任务是提出一种用于三维打印机的模制头，其消除了上述现有技术的缺点。特别是，本发明的目的是提供一种模制头，其能够在不使用工具的情况下允许物体快速分离。
本发明的另一目的是实现一种模制头，其允许物体安全分离，即不会损坏或破坏刚刚形成的物体。
本发明的另一目的是提供一种模制头，其允许非专业操作者也能分离物体，优选也是自动进行分离。
本发明的另一目的是提供一种模制头，其能够保证物体正确定位和正确形成。特别是，本发明的一个目的是提供一种模制头，其允许在过程中最佳地抓牢物体并且在过程结束时容易地分离物体。
所定义的技术任务和指定的目的基本上由用于三维打印机的模制头实现，该模制头包括在一个或多个所附的权利要求中所阐述的技术特征。根据本发明，从属权利要求对应于模制头的进一步的实施例。
从下文的陈述，以及因此非限制性的，如在附图中说明的用于三维打印机的模制头的优选但不是排他的实施例的描述中，本发明的进一步特征和优点将变得更加明显，其中：
图1示出了包括根据本发明的模制头的三维打印机的透视图；
图2示出了根据本发明的模制头的透视图；
图3示出了图2中所示的模制头在第一操作配置中的侧视图；
图4示出了图2中所示的模制头在第二操作配置中的侧视图；
图5示出了图2中所示的模制头的分解图；
图6示出了图3中所示的模制头在第一操作配置中的横截面视图，并且一些部件被除去以更好地强调其他部件；
图7示出了图4中所示的模制头在第二操作配置中的横截面视图，并且一些部件被除去以更好地强调其他部件。
图1示出了三维打印机100，其包括整体用数字1表示的模制头。三维打印机100，其仅以非限制性示例的方式示出，包括用于容纳液态树脂的缸102并设置有至少一个模制头1，优选三个模制头。已知类型的液态树脂能够在位于缸102下方的光源(未示出)发出的辐射的作用下固化，缸102的底部102a对光源发出的辐射适度透明。
在机器的运行状态下，每个模制头1依次定位在距缸102的底部102a一定距离处，该距离与待固化的层的厚度相等。随后，光源选择性地照射邻近缸102的底部102a的液态树脂层，使得所述层被固化。更详细地，模制头1被配置以使固化层粘附于其上，同时相反地，缸102的底部102a具有减小这种粘附力的涂层。优选地，底部102a由有机硅材料制成或涂覆有有机硅材料。然后，将每个模制头1从缸102的底部102a移开，从而使固化层出现，并因此允许液态树脂的必要厚度得以恢复以用于后续层的处理。在此之后，每个模制头1在其加工过程中，将物体返回到某一位置，使得最后的固化层距缸102的底部102a一定距离，该距离与待固化的新层的厚度相等，从而使新层固化并粘附于前一层上。因此，在加工过程中，模制头1被逐渐升起并从缸102移开。在不降低本发明的普遍性的情况下，包括根据本发明的模制头的三维打印机甚至可以是该加工头逐渐下降至缸内的类型。
根据本发明，模制头1包括第一本体2和第二本体3，每个分别具有相应的工作表面2a，3a。特别是，在下文描述中将变得更清楚，在机器内部形成的物体粘附于上述本体的工作表面中的至少一个上。优选地，正形成的物体可替代地粘附于上述工作表面中的一个工作表面上。
本体2，3彼此相对移动，使得相应的工作表面相互干扰，因此，形成的物体接收推力以从其所粘附的工作表面2a，3a分离。
更详细地，术语“干扰”意指所有以下操作状态：
-工作表面相互交叉；
-工作表面初始对准，之后在本体之间相对移动，它们根据交错的平面排列。
根据本发明的另一方面，本体2，3彼此相对移动，使得第二主体3处于从第一主体2突出的位置或第一主体2的凹进位置，因此，本体2，3的相应的工作表面2a，3a相互交叉，并且所形成的物体接收推力使得它变得从其所粘附的工作表面2a，3a分离。
根据本发明的另一方面，本体2，3可沿与相应的工作表面2a，3a正交的方向移动。
参考附图，第一本体2包括基壁。
根据本发明的另一方面并参考附图，第二本体3包括至少一个插入件。根据该实施例的这种变体，模制头1优选地包括多个插入件。
为了清楚的目的，数字参考2和3在下文中也应分别指基壁以及上文提及的插入件。
具体参考图2，3和5，模制头1包括基壁2和多个插入件3，每个插入件3具有工作表面3a并被布置成从基壁2突出的位置。特别是，插入件3彼此可操作地相关联，使得相应的工作表面3a限定总工作表面33a(图1和图3)，在机器100内部被加工的物体粘附在总工作表面33a上。根据本发明，插入件可在抽出的操作配置(图3和图6)(其中，在物体形成步骤期间，它们处于上述从基壁2突出的位置)和缩回的操作配置(图4和图7)(其中，在物体形成步骤结束时，它们处于基壁2的凹进位置)之间移动。以这种方式，在插入件3已经在抽出配置和缩回配置之间移动之后，形成的物体与基壁2接触并接收推力，使得它变得从总工作表面33a分离。换句话说，根据本实施例的这种变体，基壁2用作端部止挡件，限定了抵靠和分离元件，用于在所述插入件的回缩运动之后移动的物体。
根据本实施例的另一变体，在机器内部被处理的物体粘附到基壁2的工作表面2a上。本实施例的这种变体与上述实施例类似，不同在于，插入件3可在缩回的操作配置(其中，在物体形成步骤期间，它们处于基壁2的凹进位置)和抽出的操作配置(其中，在物体形成步骤结束时，它们处于从基壁2突出的位置)之间移动，因此，每个插入件3的工作表面3a在所形成的物体上施加推力以使它变得从基壁2的工作表面2a分离。换句话说，根据该实施例的这种变体，插入件就像推动元件，用于从基壁2的工作表面2a分离物体。
因此，有利地，根据本发明的模制头允许物体从工作表面分离而不使用工具。
优选地，在上述抽出位置，插入件3相对于基壁2突出到一定高度，该高度在约0.5mm至约1.5mm之间的范围内。
根据本发明的另一方面(图3，图4和图5)，插入件被牢固地固定在可相对于基壁2移动的板4上。优选地，根据本发明的另一方面，插入件与板4一体制成，并且是其根据预定的延伸方向延伸的突起。
根据本发明，模制头1包括用于移动本体2，3的移动装置。
特别是，根据图6和图7中所示的实施例的变体，模制头1包括移动装置5，所述移动装置5用于移动支撑插入件3的板4。
根据本发明的一个方面，移动装置5包括具有导向件7的滑块6，在导向件中，被牢固地约束在板4上的销被啮合并滑动。特别是，滑块6相对于板4可移动，从而使得导向件7能够拖动销8并启动牢固地约束在销自身上的板4的移动。更详细地，导向件7相对于水平方向倾斜，并且因此，滑块6的平移运动根据倾斜轨迹确定销8的运动。特别是，销8在至少第一操作状态(图6)(与插入件的抽出配置(图3)相对应)和至少第二操作状态(图7)(与插入件的缩回配置(图4)相对应)之间以交替移动方式运动。优选地，导向件7由滑块6上的狭槽限定。
此外，移动装置5包括用于启动滑块6的移动的控制构件。根据本发明的一个方面，控制构件包括被牢固地约束在螺纹元件10上的把手9，优选为蜗杆螺杆，被啮合在滑块6上形成的相应螺纹座中。在把手沿第一旋转方向旋转之后，螺纹元件旋转使得滑块6到达与插入件的抽出位置(图6)相对应的第一端部止挡位置。反之亦然，在把手沿相反旋转方向旋转之后，螺纹元件10旋转使得滑块6到达与插入件的缩回位置(图7)相对应的第二端部止挡位置。
根据上文所述的内容并参考附图，得到一般概念，根据该一般概念，该移动装置(在本实施例的任何变体中)优选位于模制头上。有利地，这允许物体的分离操作更快和更简单。
根据本发明的第二方面(未示出)，控制构件包括在凸轮上可操作地启动的电动机。根据本实施例的这种变体，上述主轴(滑块在其上啮合)与电动机轴重合。特别是，电动机是无刷类型并且其启动由(优选集成于其上的)电子处理单元控制。
根据本发明的另一方面(图5)，基壁2包括格栅12，格栅12具有到壳体隔室13的多个进入口(accessopening)12a(图2和图6)。特别地，插入件可滑动地插入到上述进入孔12a中以从所述壳体隔室13进入和退出，从而分别处于上述抽出和缩回的操作配置。优选地，每个进入孔12a具有与相应的插入件的横截面形状互补的边缘。有利的是，这样的情况允许液态树脂进入壳体隔室13的渗入被减小到最小值。
根据本发明的另一方面，每个插入件的工作表面基本上是长方形的。优选地，每个插入件的工作表面也基本平坦。
根据本发明的另一方面(图2)，模制头1包括按平行线组织的多个系列的插入件(在图1中以线a，b，c标记)。
本发明的操作是上述结构元件的直接结果，并且因此如下文。
在开始物体形成步骤之前，控制插入件3以处于上述抽出配置，从而相对于基壁2被布置在突出位置。以这种方式，插入件3的各个工作表面3a配合以整体上限定总工作表面33a，将要在机器内部形成的物体粘附在总工作表面33a上。
在所述过程结束时，所述物体被完全形成后仍粘附在所述总工作表面33a上，控制插入件3以处于前述的缩回配置，从而被布置在基壁2内的凹进位置处。以这种方式，由于插入件3在抽出位置和缩回位置之间移动的作用，形成的物体与基壁2接触，基壁2施加力使得物体变得从各个工作表面3a分离，并因此从总工作表面分离。换句话说，每个插入件3凹入基壁2的情况，例如被收纳在隔室13内，必然意味着所述物体(仍粘附在所述插入件上)被驱动抵靠基壁2，基壁2充当用于所形成的物体的端部止挡件，使其停止并因此使其与插入件分离，而不是继续其行程直到它们被凹入到基壁2中。因此，有利的是，物体与加工头的分离安全地发生，不使用能够损害刚刚生产的物体的完整性的工具。
本发明的另一个优点在于，其允许甚至非专业操作者也能进行物体的分离。实际上，在所述过程结束时，操作者简单地启动支撑插入件3的板4的移动装置5，使得插入件被移动以变得凹入基壁2中，即以这种方式，插入件处于前述的缩回配置。甚至更有利地，在移动装置5包括电动机的情况下，物体的分离完全自动化地发生，而不需要操作者的介入。
有利的是，根据本发明的模制头既允许在过程中物体被最佳地抓牢，也允许在过程结束时物体被容易地分离。事实上，由于基壁2作为端部止挡件并分离物体的有效性，头的工作表面可以方便地优化以在形成步骤期间提升物体的抓牢。