制造3D物体的方法
阅读：745发布：2021-02-25
专利汇可以提供制造3D物体的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及制造三维物体的方法，所述三维物体的外表面包含至少一个通过首先在平面 基板 上借助 增材制造 法（逐层成型法）制造二维形式的表面部分而产生的表面部分，所述方法包含下列步骤：I) 借助逐层成型法将至少一种可流动形式的可 固化 聚合物 或可固化反应 树脂 以材料网形式施加到平面基板上以制造第一层；II) 将第二层施加到第一层上，所述第二层借助与步骤I)中相同的逐层成型法制造；III) 任选施加1至198个根据步骤II)制成的附加层，其中在每种情况下将新层施加到各自的前一层上；IV) 固化所述层；V) 从所述平面基板上剥离所述固化表面部分；和VI) 借助深拉或热成型将所述固化表面部分成型为三维物体；其中通过将至少一种可流动形式的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到各自的基底上制造至少一个层，其分别具有根据EN ISO 527-1（最新发行于1996年4月，2012年2月的现行ISO版本）≥ 500 MPa的在固化态下的 弹性模量 。，下面是制造3D物体的方法专利的具体信息内容。
1.制造三维物体的方法，所述三维物体的外表面包含至少一个通过首先在平面基板(5)上借助增材制造法（逐层成型法）制造二维形式的表面部分而产生的表面部分，所述方法包含下列步骤：
I) 借助逐层成型法将至少一种可流动形式的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到平面基板(5)上以制造第一层(6)；
II) 将借助逐层成型法制成的第二层(7)施加到第一层(6)上；
III) 任选施加1至198个根据步骤II)制成的附加层，其中分别将新层施加到各自的前一层上；
IV) 固化所述层；
V) 从所述平面基板(5)上剥离所述固化表面部分；和
VI) 借助深拉或热成型将所述固化表面部分成型以产生三维物体；
其中通过将至少一种可流动形式的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到各自的基底上制造至少一个层，其分别具有根据EN ISO 527-1（最新发行于1996年4月，2012年2月的现行ISO版本）≥ 500 MPa的在固化态下的弹性模量。
2.制造三维物体的方法，所述三维物体的外表面包含至少一个通过首先在平面基板(5)上借助增材制造法（逐层成型法）制造二维形式的表面部分而产生的表面部分，所述方法包含下列步骤：
i) 借助逐层成型法将至少一种可流动形式的分别具有≥ 500 MPa的在固化态下的弹性模量（E-模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到平面基板(5)上，以制造层(6)，其中所述层为具有或没有开孔（例如蜂窝形状）的连续区域；
ii) 固化所述层；
iii) 从所述平面基板(5)上剥离所述固化表面部分；和
iv) 借助深拉或热成型将所述固化表面部分成型以产生三维物体。
3.如权利要求1或2任一项中所述的方法，其特征在于逐层成型法互相独立地选自熔体成层（熔丝制造（FFF））、喷墨印刷和光聚合物喷射。
4.如权利要求1至3任一项中所述的方法，其中所述材料带以微滴形式施加到平面基板(5)上或施加到任选已存在于基板(5)上的层(6、7)之一上。
5.如前述权利要求任一项中所述的方法，其特征在于在步骤I)至III)中来自喷嘴的物质混合物的排出温度为80℃至420℃。
6.如前述权利要求任一项中所述的方法，其特征在于基板是经加热的，并且所述基板的加热温度为20℃至250℃。
7.如前述权利要求任一项中所述的方法，其特征在于分别具有≥ 500 MPa的在固化态下的弹性模量（E-模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂选自热塑性聚氨酯（TPU）、聚碳酸酯（PC）、聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、环烯烃共聚酯（COC）、聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酰胺酮（PEAK）、聚醚酰亚胺（PEI）（例如Ultem）、聚酰亚胺（PI）、聚丙烯（PP）或聚乙烯（PE）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚乳酸（PLA）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚甲醛（POM）、聚丙烯腈（PAN）、聚丙烯酸酯、赛璐珞，优选选自TPU、PA、PEI和PC，特别优选选自TPU和PC。
8.如前述权利要求任一项中所述的方法，其特征在于在所有层中使用相同的可固化聚合物或可固化反应树脂。
9.如权利要求1或3至7任一项中所述的方法，其特征在于至少一个层包含另外的可固化聚合物或可固化反应树脂。
10.如前述权利要求任一项中所述的方法，其特征在于在所有层中使用分别具有≥
500 MPa的在固化态下的E-模量的可固化聚合物或可固化反应树脂。
11.如前述权利要求1、3至7或9任一项中所述的方法，其特征在于在至少一个层中使用分别具有< 500 MPa的在固化态下的E-模量的可固化聚合物或可固化反应树脂。
12.如权利要求11中所述的方法，其特征在于在第一层中使用分别具有< 500 MPa的在固化态下的E-模量的可固化聚合物或可固化反应树脂。
13.如权利要求11或12中所述的方法，其特征在于在最后一个层中使用分别具有< 500 MPa的在固化态下的E-模量的可固化聚合物或可固化反应树脂。
14.如前述权利要求任一项中所述的方法，其特征在于所述三维物体是手机外壳、例如电器的具有3D轮廓的外壳、具有表面结构的包装或家具、汽车的A、B或C柱、车顶模块或仪表板、座位壳、过滤篮、医疗产品，如硬性紧身衣或矫形器、护具、阻尼元件或具有框架结构的轻型结构。
15.如权利要求1至14任一项中所述的方法，其中将第一层施加到夹层，例如织物或薄膜上，其将平面基板的平面形式转移给本发明的方法的第一层，并且第一层的材料带与所述夹层接合，以使该夹层成为所述表面部分的一部分并因此也成为所述三维物体的一部分。
16.制造与用户匹配的护具的方法，其包含步骤：
a) 测定用户的相关身体区域几何数据；
b) 换算所述3D-身体几何数据以制造表面部分；
c) 根据如权利要求1至13任一项中所述的方法制造三维物体，其中步骤VI)或步骤iv)三维成型是根据来自步骤a)的用户的身体区域几何数据通过深拉或热成型进行的。
17.通过如权利要求1至16任一项中所述的方法可得的护具。
制造3D物体的方法
[0001] 本发明特别涉及由E-模量≥ 500 MPa的聚合物制造三维物体的方法，其中通过常用的快速原型法（增材制造）制成的扁平塑料部件随后热成型或深拉以产生三维物体。这种扁平塑料部件可以例如用于制造手机外壳、例如电器的具有3D轮廓的外壳、具有表面结构的包装或家具、汽车的A、B或C柱、车顶模块或仪表板、座位壳、过滤篮、医疗产品，如硬性紧身衣（Korsette）、矫形器、护具、阻尼元件和具有框架结构的轻型结构等。
[0002] 由增材制造或生成制造法（也称作快速原型、快速制造、快速模具制造、增材制作）的术语获知逐层构建的部件及其制造方法。这种方法的实例是如例如WO 00/26026、DE 10 2004 014 806、DE 102007009277、WO/2014/015037、WO 2014/100462或EP 293 00 09中描述的选择性激光烧结或三维印刷。
[0003] 用于制造三维部件的另一些生成方法和装置是例如EP 0429 196 A2、DE 92 18 423 U1、DE 195 15 165 C2或DE 101 27 383中已知的。
[0005] 本发明的一个目的是至少在部分地克服现有技术的缺点。
[0006] 本发明的另一目的是提供用于制造三维物体，例如具有大表面、高稳定性和低厚度的物体，例如紧身衣的新型、更快速和简化的方法。
[0007] 详述本发明基于下述发现，可借助拓扑法将许多具有大表面和低外壁厚度的部件以数学方式转化成连续（durchgehend）“二维”形式。通过模制具有各自个性化匹配的结构的二维形式，可以容易地制造三维物体的拓扑结构。
[0008] 第一方面涉及制造三维物体的本发明的方法，所述三维物体的外表面包含至少一个通过首先在平面基板上借助增材制造法（逐层成型法）制造二维形式的表面部分而产生的表面部分，该方法包含下列步骤：I) 借助逐层成型法将至少一种可流动形式的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到平面基板上以制造第一层；
II) 将借助逐层成型法，优选借助如步骤I)中相同的逐层成型法制成的第二层施加到第一层上；
III) 任选施加1至198个根据步骤II)制成的附加层，其中分别将新层施加到各自的前一层上；
IV) 固化所述层；
V) 从所述平面基板上剥离所述固化表面部分；和
VI) 借助深拉或热成型将所述固化表面部分成型以产生三维物体；
其中至少一个层通过在各自的基底上以材料带形式施加至少一种可流动形式的具有
根据EN ISO 527-1（最新发行于1996年4月，2012年2月的现行ISO版本）≥ 500 MPa的在固化态下的弹性模量（E-模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂制造。
II) 将借助逐层成型法，优选借助如步骤I)中相同的逐层成型法制成的第二层施加到第一层上；
III) 任选施加1至198个根据步骤II)制成的附加层，其中分别将新层施加到各自的前一层上；
IV) 固化所述层；
V) 从所述平面基板上剥离所述固化表面部分；和
VI) 借助深拉或热成型将所述固化表面部分成型以产生三维物体；
其中至少一个层通过在各自的基底上以材料带形式施加至少一种可流动形式的具有
根据EN ISO 527-1（最新发行于1996年4月，2012年2月的现行ISO版本）≥ 500 MPa的在固化态下的弹性模量（E-模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂制造。
[0009] 一个实施方案涉及制造三维物体的本发明的方法，所述三维物体的外表面包含至少一个通过首先在平面基板上借助增材制造法（逐层成型法）制造二维形式的表面部分而产生的表面部分，该方法包含下列步骤：I) 借助逐层成型法将至少一种可流动形式的具有根据EN ISO 527-1（最新发行于
1996年4月，2012年2月的现行ISO版本）≥ 500 MPa的在固化态下的弹性模量（E-模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到平面基板上以制造第一层；
II) 借助逐层成型法，优选借助如步骤I)中相同的逐层成型法，将第二层施加到第一层上；
III) 任选施加1至198个根据步骤II)的附加层，其中分别将新层施加到各自的前一层上；
IV) 固化所述层；
V) 从所述平面基板上剥离所述固化表面部分；和
VI) 借助深拉或热成型将所述固化表面部分成型以产生三维物体。
1996年4月，2012年2月的现行ISO版本）≥ 500 MPa的在固化态下的弹性模量（E-模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到平面基板上以制造第一层；
II) 借助逐层成型法，优选借助如步骤I)中相同的逐层成型法，将第二层施加到第一层上；
III) 任选施加1至198个根据步骤II)的附加层，其中分别将新层施加到各自的前一层上；
IV) 固化所述层；
V) 从所述平面基板上剥离所述固化表面部分；和
VI) 借助深拉或热成型将所述固化表面部分成型以产生三维物体。
[0010] 第二方面涉及制造三维物体的本发明的方法，所述三维物体的外表面包含至少一个通过首先在平面基板上借助增材制造法（逐层成型法）制造二维形式的表面部分而产生的表面部分，该方法包含下列步骤：i) 借助逐层成型法将至少一种可流动形式的具有根据EN ISO 527-1（最新发行于
1996年4月，2012年2月的现行ISO版本）≥ 500 MPa的在固化态下的弹性模量的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到平面基板上以制造层，其中所述层为具有或没有开孔（例如蜂窝形状）的连续（zusammenhängend）区域；
ii) 固化所述层；
iii) 从所述平面基板上剥离所述固化表面部分；和
iv) 借助深拉或热成型将所述固化表面部分成型以产生三维物体。
1996年4月，2012年2月的现行ISO版本）≥ 500 MPa的在固化态下的弹性模量的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到平面基板上以制造层，其中所述层为具有或没有开孔（例如蜂窝形状）的连续（zusammenhängend）区域；
ii) 固化所述层；
iii) 从所述平面基板上剥离所述固化表面部分；和
iv) 借助深拉或热成型将所述固化表面部分成型以产生三维物体。
[0011] 这两个方面和它们的优选实施方案的一个优选实施方案涉及本发明的方法，其中所述逐层成型法是熔体成层（熔丝制造（FFF））、喷墨印刷或光聚合物喷射。
[0012] 第一方面及其优选实施方案的另一优选实施方案涉及一种方法，其中步骤I)中的逐层成型法是熔体成层（熔丝制造（FFF））、喷墨印刷或光聚合物喷射。
[0013] 第二方面及其优选实施方案的另一优选实施方案涉及一种方法，其中步骤i)中的逐层成型法是熔体成层（熔丝制造（FFF））、喷墨印刷或光聚合物喷射。
[0014] 第一方面及其优选实施方案的另一优选实施方案涉及一种方法，其中步骤I)和II)和III)中的逐层成型法分别相同并选自熔体成层（熔丝制造（FFF））、喷墨印刷和光聚合物喷射。
[0016] 这两个方面和它们的优选实施方案的另一优选实施方案涉及一种方法，其中所述基板是经加热的，并且所述基板的加热温度为20℃至250℃。
[0017] 这两个方面和它们的优选实施方案的另一优选实施方案涉及如下方法，其中具有≥ 500 MPa的在固化态下的弹性模量（E-模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂选自热塑性聚氨酯（TPU）、聚碳酸酯（PC）、聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、环烯烃共聚酯（COC）、聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酰胺酮（PEAK）、聚醚酰亚胺（PEI）（例如Ultem）、聚酰亚胺（PI）、聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚乳酸（PLA）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚甲醛（POM）、聚丙烯腈（PAN）、聚丙烯酸酯、赛璐珞（Zelluloid），优选选自TPU、PA、PEI和PC，特别优选选自TPU和PC。
[0018] 这两个方面和它们的优选实施方案的另一优选实施方案涉及一种方法，其中在所有层中使用相同的可固化聚合物或可固化反应树脂。
[0019] 第一方面及其优选实施方案的另一优选实施方案涉及一种方法，其中至少一个层包含另外的可固化聚合物或可固化反应树脂。
[0020] 这两个方面和它们的优选实施方案的另一优选实施方案涉及如下方法，其中在所有层中使用分别具有≥ 500 MPa的在固化态下的弹性模量（E-模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂。
[0021] 第一方面及其优选实施方案的另一优选实施方案涉及如下方法，其中在至少一个层中使用分别具有< 500 MPa的在固化态下的弹性模量（E-模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂。
[0022] 第一方面及其优选实施方案的另一优选实施方案涉及如下方法，其中在第一层中使用分别具有< 500 MPa的在固化态下的弹性模量（E-模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂。
[0023] 第一方面及其优选实施方案的另一优选实施方案涉及如下方法，其中在最后一个层中使用分别具有< 500 MPa的在固化态下的弹性模量（E-模量）的可固化聚合物或可固化反应树脂。
[0024] 这两个方面和它们的优选实施方案的另一优选实施方案涉及如下方法，其中至少一种可固化聚合物或可固化反应树脂用于以可流动且可固化物质混合物的形式施加层。
[0025] 这两个方面和它们的优选实施方案的另一优选实施方案涉及如下方法，其中至少一种可固化聚合物或可固化反应树脂用于以至少两种不同的可流动且可固化物质混合物的形式施加层。
[0028] 这两个方面和它们的优选实施方案的另一优选实施方案涉及如下方法，其中所述三维物体是手机外壳、例如电器的具有3D轮廓的外壳、具有表面结构的包装或家具、汽车的A、B或C柱、车顶模块或仪表板、座位壳、过滤篮、医疗产品，如硬性紧身衣或矫形器、护具、阻尼元件或具有框架结构的轻型结构。
[0029] 第一方面及其优选实施方案的一个优选实施方案涉及一种方法，其中在横向上或在第一层的材料带的施加方向上铺置（abgelegt）具有不同粗度的多个独立材料带。
[0030] 这两个方面和它们的优选实施方案的另一优选实施方案涉及一种方法，其中至少一种可固化聚合物或可固化反应树脂用于以可流动且可固化物质混合物的形式施加层，或其中至少一种可固化聚合物或可固化反应树脂用于以至少两种不同的可流动且可固化物质混合物的形式施加层，其中所述物质混合物包含至少一种填料和有机和无机颜料，所述填料选自增强纤维或增强粒子，所述增强纤维选自聚酰胺纤维、玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维，所述增强粒子选自无机或陶瓷纳米粉末、金属粉末或塑料粉末或炭黑。
[0031] 第一方面的另一优选实施方案或第一方面的其它优选实施方案之一涉及一种方法，其中层的材料带在将新层的材料带施加到该层上时仅部分硬化，且最终硬化与铺置在其上的（一个或多个）材料带的硬化一起才发生。
[0032] 另一方面涉及制造与用户匹配的护具的方法，其包含步骤：a) 测定用户的相关身体区域几何数据；
b) 换算所述3D-身体几何数据以根据第1或第2方面的方法的步骤I)至V)或i)至iii)
制造表面部分；
c) 根据权利要求1至13任一项中所述的方法制造三维物体，其中步骤VI)或步骤iv)三维成型是根据来自步骤a)的用户身体区域几何数据通过深拉或热成型进行的。
b) 换算所述3D-身体几何数据以根据第1或第2方面的方法的步骤I)至V)或i)至iii)
制造表面部分；
c) 根据权利要求1至13任一项中所述的方法制造三维物体，其中步骤VI)或步骤iv)三维成型是根据来自步骤a)的用户身体区域几何数据通过深拉或热成型进行的。
[0033] 术语身体区域几何数据和3D-身体几何数据同义使用。
[0034] 另一方面涉及通过本发明的方法可得的护具。
[0035] 不定冠词“一”通常是指在“一个/种或多个/种”意义上的“至少一个/种”。本领域技术人员根据情况会理解到不必是指不定冠词“一”，而是指在“1”意义上的定冠词“一个/种”，并且在一个实施方案中，不定冠词“一”也附带包含定冠词“一个/种”(1)。
[0036] 本文中对本发明的方法或通过本发明的方法制成的产品描述的所有优选实施方案可以互相组合，只要它们不违反自然规律。
[0037] 3D打印法术语“增材制造”是本领域技术人员已知的并且是基于设计数据快速制造样品部件的各种方法的上位概念。
[0038] 本文所用的术语“使用可流动/可流动且可固化物质混合物的逐层成型法”优选是指FFF，但也可以是指使用可流动且可固化物质混合物的各种其它已知3D打印法，例如光聚合物喷射（http://www.custompartnet.com/wu/jetted-photopolymer；截至2015.04.08）或喷墨印刷法（http://www.custompartnet.com/wu/ink-jet-printing；截至2015.04.08）。
[0039] 本文所用的术语“熔丝制造”（FFF，熔体成层，有时也称作塑料喷射印刷（PJP））是指来自增材制造领域的制造方法，其可用于由可熔塑料逐层构建工件。图1是FFF方法的示意图。该塑料可以与或不与附加添加剂，如纤维一起使用。用于FFM的机器属于3D打印机。这种方法基于通过加热使丝形的塑料或蜡材料液化。该材料在最终冷却时凝固。通过使用可相对于制造平面自由移动的加热喷嘴挤出，施加该材料。在此，制造平面可以是固定的，或喷嘴可自由移动，或喷嘴是固定的且基底平台（带有制造平面）可移动，或喷嘴和制造平面这两个元件都可移动。基底和喷嘴可相对于彼此移动的速度优选为1至60 mm/s。根据各用途情况所要求，层厚度为0.025至1.25毫米；来自喷嘴的材料射流的排出直径（喷嘴出口直径）通常为至少0.05毫米。逐层原型制造中，各层由此接合产生复杂部件。通常如下构建物体：反复地分别逐行移动操作平面（形成层）和随后“以堆叠形式”向上移动操作平面（在第一层上形成至少一个附加层），以逐层产生模型。
[0040] 喷嘴的设计在此优选使得可连续或以微滴形式分配材料量。材料量优选以微滴形式分配。
[0041] 在本发明的方法中，喷嘴优选在3D打印法中以相当于要施加的材料长丝的直径（喷嘴出口直径）的0.3至1倍，优选0.3至0.9倍，例如0.3至0.8倍、0.4至0.8倍或0.5倍至0.8倍的距离在平面基板上方（当施加第一层时）或在已施加的层上方移动。喷嘴与基底的距离（基底是平面基板或已施加的层）和喷嘴出口直径之间的这种相关性确保将该材料以一定的接触压力（Andruck）压到基底上并由此在所得表面部分的层之间产生更好的粘附。
[0042] 本发明的方法中所用的物质混合物在喷嘴前不久或在喷嘴中加热到至少75℃，并因此变得可流动。本领域技术人员了解用于使已知非晶聚合物/热塑性塑料可流动的温度范围。液化的物质混合物的加热温度（这也是来自喷嘴的物质混合物的排出温度）为80℃至420℃，优选120℃至400℃（例如160℃至400℃），更优选180℃至360℃。
[0043] 在本发明的方法中，经由喷嘴将液化的物质混合物以材料带形式施加到平面基板上以制造第一层，其由相互平行行进的独立材料带构成；或由用互相接合的材料带制成的连续区域构成，或由通过材料带形成的蜂窝形式或其它的几何图形构成。材料带在此可以由连续材料长丝或多个材料长丝（例如独立微滴）构成，后者互相并排施加在操作平面上以使它们互相流到一起并由此形成连续材料带。在此，该物质混合物的粘度在以材料带形式离开喷嘴后这样高，以使得不发生所产生的带的完全流动（Zerlaufen）。
[0044] 如其它地方已描述，该材料带优选以微滴形式施加到基板或之前施加的层上。特别适用于施加该聚合物或反应树脂的方法是光聚合物喷射和喷墨印刷。在此，微滴相互紧密地铺置，以使得能够由此形成连贯（geschlossen）结构，一个实例是蜂窝形式或另一几何图形。
[0045] 本领域技术人员已知在如FFF、光聚合物喷射或喷墨印刷之类的方法中不许存在何种粘度/带直径。
[0046] 借助喷嘴与基底之间的距离和长丝直径（与喷嘴出口直径和材料推进速度成比例）的比率，通过从喷嘴排出的材料流（连续材料长丝或相继从喷嘴排出并随后流到一起的多个材料长丝）的整平（和因此展宽），可以通过材料带的施加产生连续区域或被空白区域相互隔开的材料带。如果第一层由在横向上没有接触的材料带构成并且如果在后续步骤中将第二层施加到第一层上，在这两个区域之间必须存在接触点（例如相交点）或接触区域，以确保这两个层粘在一起。在这种情况下，在本发明的方法中，第一层的区域由施加到第一层上的第二层划定。在第一层以相互平行的材料带的形式施加并在第一层上施加第二层的情况下，基于第一层的材料带的施加方向计，第二层的材料带的施加方向的角度值（施加方向的绝对值（Betrag））≠ 0°（由此可以通过这两个层形成孔隙），或第二层的材料带的施加方向与第一层的材料带的施加方向相同，但第二层的材料带错开基于第一层的相邻材料带的材料带中点之间的间距计大约一半的间距，优选一半的间距。第二层的各带由此必须至少如此宽，以使其接触分别位于其下方的第一层的两个带。材料带的错位通过将两个层接合在一起而确保连续的接合（不形成孔隙）。
[0047] 本发明的一个优选实施方案涉及一种方法和通过本发明的方法制成的三维物体，其中至少两个层一起形成孔隙，其中由这至少两个层形成的孔隙的尺寸为形成孔隙的两个层的最大带粗度的0.3倍至1000倍。在一个优选实施方案中，孔隙尺寸为形成孔隙的两个层的最大带粗度的0.3倍至5倍。
[0048] 例如，在本发明的方法中可以选择喷嘴（例如在FFF法中）与基底（平面基板、夹层或之前印刷的层）之间的距离和在（新）层的形成过程中材料带的相互距离，以在（新）层的形成过程中不形成整面（Flächenbildung），而是该表面部分的所有层由平行的材料带构成。对两个相继层而言，基于这两个层的第一层的施加方向，形成层的材料带的施加方向的角度在此≠ 0°。在至少两个相继层的情况下施加方向的角度优选为30°至150°，例如45°至135°或60°至120°或85°至95°或90°。本领域技术人员会理解，施加到第一层上的第二层的材料带的施加方向可发生最多± 5°的变动，因为由于基底层的相互平行的材料带，对于第二层而言的基底的表面当然是局部不平整的。
[0049] 平面基板用于增材制造法的平面基板是本领域技术人员已知的。可以通过传统或生成技术制造平面基板，例如可以铣削基板并提供保持尺寸和形状精确性以及极好表面品质的优点。许多不同材料可用于铣削，例如Ureol、木材或铝。对于特定几何，建议以生成方式
（generativ），例如借助激光烧结制造模型基体（Abformgrundlage）。
（generativ），例如借助激光烧结制造模型基体（Abformgrundlage）。
[0050] 平面基板用于在本发明的方法中制成的表面部分的表面成型。相应地，在本发明的方法中可以将第一层直接施加到平面基板上；或者，可存在夹层，例如织物或薄膜，其将平面基板的平面形式转移给本发明的方法的第一层，其中在所述夹层上施加第一层并且第一层的材料带与所述夹层接合，因此这一夹层成为该表面部分的一部分并因此也成为该三维物体的一部分。
[0051] 平面基板的表面优选由玻璃、碳、聚丙烯、不锈钢或被特氟隆、聚酰亚胺等涂覆的表面构成，或者，有针对性地为所述表面配备粘附性底漆层，其促进要印刷在该表面上的物体的粘附，由此将要印刷的所需物体的扭曲减至最低。此处的粘附层通常是低熔点化合物，其可能可以预溶解在合适的溶剂中。本领域技术人员了解非常多种多样的增粘剂。
[0052] “平面基板”在本发明的意义上是在加工平面中基本平面的基底，在其上在本发明的制造方法中施加表面部分的第一层。基本平面是指基底横跨具有三个轴X、Y和Z（Z随之= 0）的笛卡尔坐标系的XY平面，并且在Z轴上没有或由于材料所致只有轻微的偏差（见例如图
2）。在XY方向上界定的平面的Z方向偏差优选为最多3毫米，更优选最多1毫米，但该表面的Z方向偏差再更优选为第一层的最大施加层厚度的最多两倍（但最多3毫米，优选最多1毫米），该表面的Z方向偏差特别优选小于第一层的最大施加层厚度，其中平面基板在假想XY平面中的正交尺寸在每种情况下为Z平面中的最大偏差的至少5倍，优选10倍，更优选50倍，再更优选100倍。例如，在2毫米的高度差的情况下，圆形平面基板具有至少1厘米的直径、至少2厘米的直径、至少100厘米的直径或至少200厘米的直径；在正方形平面基板的情况下，形成基板的边各自具有至少1厘米、2厘米、100厘米或200厘米的长度。
2）。在XY方向上界定的平面的Z方向偏差优选为最多3毫米，更优选最多1毫米，但该表面的Z方向偏差再更优选为第一层的最大施加层厚度的最多两倍（但最多3毫米，优选最多1毫米），该表面的Z方向偏差特别优选小于第一层的最大施加层厚度，其中平面基板在假想XY平面中的正交尺寸在每种情况下为Z平面中的最大偏差的至少5倍，优选10倍，更优选50倍，再更优选100倍。例如，在2毫米的高度差的情况下，圆形平面基板具有至少1厘米的直径、至少2厘米的直径、至少100厘米的直径或至少200厘米的直径；在正方形平面基板的情况下，形成基板的边各自具有至少1厘米、2厘米、100厘米或200厘米的长度。
[0053] 平面基板的形状是不重要的，只要该基板具有充当表面部分的第一层的基底的平面并且在其所有X和Y方向上具有大于或等于根据本发明的二维表面部分的第一层的面积。该基板的形状可以是对称的，例如：圆形、矩形、正方形等，或不对称的。
[0054] 在一个优选实施方案中，该平面基板是可加热的，以推迟由于第一层的温度所致的凝固所造成的材料过早固化。基板的加热温度优选为20℃至250℃，例如30℃至250℃或例如40℃至200℃，例如60℃至200℃或60℃至150℃。但是，平面基板的加热温度不应大于在本发明的方法中用于使可流动且可固化物质混合物变得可流动的喷嘴出口温度。优选地，该加热温度比喷嘴出口温度低至少10℃。
[0055] 平面基板的加热优选至少如此之久，直至在该表面部分的第一层的施加完成后将至少一个第二层施加到第一层上。
[0056] 物质混合物对本发明而言，可固化聚合物或可固化反应性树脂在本发明的方法中可以独自使用或以“可流动且可固化物质混合物”的形式使用。术语“可流动且可固化物质混合物”因此是指包含至少一种可固化聚合物或至少一种可固化反应树脂（优选热塑性塑料）和至少一种附加物质，例如纤维、UV固化剂、过氧化物、重氮化合物、硫、稳定剂、无机填料、增塑剂、阻燃剂和抗氧化剂的物质混合物。特别在反应树脂的情况下，可以预先混合或在基底上混合两种或更多种反应树脂的混合物。在后一情况下，可以例如由不同的喷嘴进行施加。该可流动且可固化物质混合物在性质上可不同，但必须在本发明的方法的条件下是液体或粘性可挤出或液体可印刷的塑料物料。这些可以是热塑性塑料、硅酮、未硫化橡胶或可固化反应树脂（固化的反应树脂的优选产物是热塑性塑料）。
[0057] 热塑性塑料可以例如是热塑性聚氨酯（TPU）、聚碳酸酯（PC）、聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、环烯烃共聚酯（COC）、聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酰胺酮（PEAK）、聚醚酰亚胺（PEI）（例如Ultem）、聚酰亚胺（PI）、聚丙烯（PP）或聚乙烯（PE）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚乳酸（PLA）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚甲醛（POM）、聚丙烯腈（PAN）、聚丙烯酸酯、赛璐珞，优选选自TPU、PA、PEI和PC，特别优选选自TPU和PC。
[0058] 可流动且可固化物质混合物，或可固化聚合物或可固化反应性树脂在本发明的方法中可以是含或不含附加物质，例如聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、Kevlar纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维或碳纤维、嫘萦、乙酸纤维素和/或常用天然纤维（例如亚麻、大麻、椰子等）的聚合物和/或可聚合低聚物或单体。除纤维外或代替纤维，该物质混合物还可包含增强粒子，特别选自无机或陶瓷纳米粉末、金属粉末或塑料粉末，例如由SiO2或Al2O3、AlOH3、炭黑、TiO2或CaCO3制成。物质混合物还可包含例如过氧化物、重氮化合物和/或硫。
[0059] 用于本发明的方法的优选的可固化聚合物或可固化反应性树脂或包含可固化聚合物或可固化反应性树脂的可流动且可固化物质混合物包含/由热塑性聚合物或反应产生热塑性塑料的反应性树脂构成。
[0060] 在本发明的方法中特别优选的是包含/由热塑性聚氨酯（TPU）、聚碳酸酯（PC）、聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、环烯烃共聚酯（COC）、聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酰胺酮（PEAK）、聚醚酰亚胺（PEI）（例如Ultem）、聚酰亚胺（PI）、聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚乳酸（PLA）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚甲醛（POM）、聚丙烯腈（PAN）、聚丙烯酸酯、赛璐珞构成的物质混合物。特别优选的是包含/由TPU、PA、PEI或PC构成的物质混合物；非常特别优选的是包含/由TPU或PC构成的物质混合物。
[0061] 在一个特别优选的实施方案中，在本发明的方法中使用长丝、丸粒或粉末形式的TPU、PC、PA、PVC、PET、PBT、COC、PEEK、PEAK、PEI、PP、PE、PAN、ABS、PLA、PMMA、PS、PVC、POM、PAN、聚丙烯酸酯或赛璐珞（优选TPU、PC、PA或PEI，特别优选TPU或PC）作为可流动且可固化物质混合物或可固化聚合物。在另一优选实施方案中，由TPU、PC、PA、PVC、PET、PBT、COC、PEEK、PEAK、PEI、PP、PE、PAN、ABS、PLA、PMMA、PS、PVC、POM、PAN、聚丙烯酸酯或赛璐珞（优选TPU、PC、PA或PEI，特别优选TPU或PC）制成的这种可流动且可固化物质混合物另外包含纤维（例如玻璃纤维）和/或增强粒子，其中< 2毫米的短纤维和> 2毫米的长纤维是可行的。也可以使用在施加的材料带的整个长度上的“连续纤维”。在本发明的方法中，在可流动且可固化物质混合物的挤出过程中存在纤维使得由该可流动且可固化物质混合物制成的所得的带以各向异性方式增强，而不显著影响材料带的纵向弯曲能力。优选添加的纤维量为挤出的塑料的最多40重量%。合适的纤维可以例如是玻璃长丝、石英长丝、碳纤维或其它无机纤维，或E-模量≥ 1 GPa的塑料纤维，例如Kevlar纤维或芳族聚酰胺纤维。通常，随着纤维的加入，E-模量提高> 1.5倍，特别优选> 2倍。
[0062] 在另一优选实施方案中，在本发明的方法中使用例如以UV活化形式固化或相互之间或与空气发生化学反应的可固化反应树脂或包含可固化反应树脂的可流动且可固化物质混合物。此处的实例是双组分聚氨酯（2K PU）、双组分环氧树脂（2K EP）、空气固化或自由基固化的不饱和聚酯以及本领域技术人员已知的所有UV固化反应性树脂（基于例如乙烯基化合物和丙烯酸类化合物）以及各种固化机制的组合。
[0063] 除非明确地另行指明，关于本文所用的聚合物和反应性树脂的E-模量数据是指结晶（固化）状态的聚合物和反应性树脂的E-模量，而非在可流动且可固化物质混合物的挤出条件下的聚合物或反应性树脂的E-模量。
[0064] 在此根据EN ISO 527-1（最新发行于1996年4月，2012年2月的现行ISO版本）测定E-模量。
[0065] 在另一优选实施方案中，在本发明的方法中用于制造第一层的聚合物，优选热塑性聚合物（任选在可流动且可固化物质混合物中）（例如TPU、PC、PA或PEI，特别是TPU或PC，任选分别加入纤维）的E-模量大于或等于500兆帕（MPa），优选≥ 1 GPa（吉帕斯卡）；更优选为500 MPa至50 GPa的E-模量（例如1 GPa至50 GPa的E-模量），再更优选为500 MPa至30 GPa的E-模量（例如1 GPa至30 GPa的E-模量）、500 MPa至20 GPa的E-模量或1 GPa至10 GPa的E-模量。由于例如使用纤维，这些可流动且可固化物质混合物（在挤出法的条件下）的E-模量可以更高，但此处所用的聚合物的E-模量始终为至少500 MPa。优选的是不大于20 GPa的E-模量以避免经喷嘴进行挤出或通过喷墨头时的问题。
[0066] 在一个优选实施方案中，在本发明的方法中用于制造至少一个附加层的另外的塑料（任选在可流动且可固化物质混合物中）（例如TPU、PA、PEI或PC，优选TPU或PC，任选分别加入纤维）的E-模量为至少500兆帕（MPa），优选800 MPa，更优选1 GPa，再更优选1.5 GPa，例如为500 MPa至20 GPa的E-模量，或800 MPa至10 GPa的E-模量。由于例如使用纤维，这些可流动且可固化物质混合物（在挤出法的条件下）的E-模量可以高于该塑料的E-模量，但此处所用的聚合物的E-模量同样为至少500 MPa。
[0067] 在另一优选实施方案中，在本发明的方法中用于制造层的所有塑料（任选在可流动且可固化物质混合物中）（例如TPU、PC、PA、PVC、PET、PBT、COC、PEEK、PEAK、PEI、PP或PE、PAN、ABS、PLA、PMMA、PS、PVC、POM、PAN、聚丙烯酸酯或赛璐珞，优选TPU、PC、PA或PEI，特别优选TPU或PC，任选分别加入纤维）的E-模量为至少500兆帕（MPa），优选800 MPa，更优选1.5 GPa，例如为500 MPa至20 GPa的E-模量，或800 MPa至10 GPa的E-模量。由于例如使用纤维，这些可流动且可固化物质混合物（在挤出法的条件下）的E-模量可以更高，但此处所用的聚合物的E-模量同样为至少500 MPa。
[0068] 在另一优选的可能实施方案中，表面部分或三维物体的一个、两个、三个、四个或五个或多于五个（但优选不必连续）层由分别具有小于500兆帕（MPa）的E-模量的可固化聚合物或可固化反应性树脂制成。E-模量小于500 MPa的可固化聚合物或可固化反应性树脂可以独自使用或以包含这些可固化聚合物或可固化反应性树脂的物质混合物的形式使用。此处所用的可固化聚合物或可固化反应性树脂的E-模量可以例如小于400 MPa、小于250 MPa，优选小于200 MPa，更优选小于150 MPa，再更优选小于100 MPa，例如1至100 MPa的E-模量或5至50 MPa的E-模量。在一个特别优选的实施方案中，这些具有小于500 MPa的E-模量的层由热塑性塑料，例如聚氨酯（PU）、聚氯乙烯（PVC）、热塑性弹性体（TPE），如TPO（基于烯烃，主要是PP/EPDM的热塑性弹性体，例如Santoprene（AES/Monsanto）、TPV（基于烯烃，主要是PP/EPDM的交联的热塑性弹性体，例如Sarlink（DSM）、Forprene（SoFter））、TPU（基于氨基甲酸酯（热塑性聚氨酯）的热塑性弹性体，例如Desmopan、Texin、Utechllan（Bayer））、TPC（热塑性聚酯弹性体/热塑性共聚酯，例如Keyflex（LG Chem））、TPS（苯乙烯嵌段共聚物（SBS、SEBS、SEPS、SEEPS和MBS），例如Styroflex（BASF）、Septon（Kuraray）、Thermolast（Kraiburg TPE）或Saxomer（Polyplast Compound Werk GmbH）），优选PE、PU或TPE（特别是TPU或TPV，任选分别加入纤维）构成。由于例如使用纤维，这些可流动且可固化物质混合物（在挤出法的条件下）的E-模量可以更高，但此处所用的聚合物或反应性树脂的E-模量分别小于500 MPa。
[0069] 在另一优选实施方案中，在本发明的方法中用于制造第一层的聚合物，优选反应性树脂（任选在可流动且可固化物质混合物中）（例如2K PU、2K EP、湿固性PU体系、空气固化或自由基固化的不饱和聚酯，或基于例如乙烯基化合物和丙烯酸类化合物的UV固化反应性树脂）的E-模量为至少500兆帕（MPa），优选800 MPa，更优选1 GPa，再更优选1.5 GPa，例如为500 MPa至20 GPa的E-模量，或800 MPa至10 GPa的E-模量。由于例如使用纤维，这些可流动且可固化物质混合物（在挤出法的条件下）的E-模量可以更高，但所用的反应性树脂的E-模量为至少500 MPa。
[0070] 在一个优选实施方案中，在本发明的方法中用于制造至少一个附加层的至少一种另外的塑料（任选在可流动且可固化物质混合物中）（例如2K PU、2K环氧树脂、湿固性PU体系、空气固化或自由基固化的不饱和聚酯，或基于例如乙烯基化合物和丙烯酸类化合物的UV固化反应性树脂）的E-模量为至少500兆帕（MPa），优选800 MPa，更优选1 GPa，再更优选1.5 GPa，例如为500至20 MPa的E-模量，或800至10 MPa的E-模量。由于例如使用纤维，这些可流动且可固化物质混合物（在挤出法的条件下）的E-模量可以进一步提高，但在该物质混合物中所用的聚合物或反应性树脂的E-模量为至少500 MPa。
[0071] 在另一实施方案中，可流动且可固化物质混合物中的用于制造至少一个附加层的另外的塑料（例如TPU或PC，可以任选向该物质混合物分别加入纤维）的E-模量大于500兆帕（MPa），例如大于1吉帕斯卡（GPa），例如为1 GPa至3 GPa，或1 GPa至2.5 GPa。但是，由于例如使用纤维，这些可流动且可固化物质混合物（在挤出法的条件下）的E-模量在冷却/固化后可以还更高。但是，E-模量不应大于20 GPa，因为否则极难实现经喷嘴挤出或通过喷墨头。在一个优选实施方案中，由E-模量值高于500 MPa的聚合物或反应性树脂制成的这些层具有比第一层的面积小的面积尺寸；例如，由在本发明的方法中施加的第二或后续层形成的按面积计的铺展度（Ausbreitung）为第一层的面积的0.01至99%，例如0.1至95%、0.1至90%、0.1至80%。
[0072] 层根据几何数据以材料带形式逐带铺置材料，以根据本发明的增材制造法制造各层。
[0073] 材料带形式的材料优选以微滴形式施加到基板或任选已存在于基板上的层之一上。对本发明而言，微滴是指在各空间方向上的最大尺寸不大于1毫米，优选不大于0.5毫米或优选不大于0.1毫米的各种材料量。微滴的平均直径优选为0.01至1毫米，或优选0.05至0.7毫米，或优选0.1至0.5毫米。平均直径在本发明中是指由该微滴在具有最大尺寸的位置的直径和该微滴在具有最小尺寸的位置的直径计算出的平均值。在此可以将微滴施加到基板或之前施加的层的整个面积上或仅施加到基板或之前施加的层的一部分面积上。该微滴可具有选自圆形、椭圆形、多角形或这些中至少两种的组合的形状。用于形成三维物体的至少一个材料带，优选至少两个材料带，或优选所有材料带优选以微滴形式施加到基板或之前施加的层上。
[0074] 根据微滴的粘度、尺寸和距离，微滴可聚结产生覆盖要涂覆的表面，例如基板或已施加的层的整个面积的材料带。或者，可以选择微滴之间的距离，以使互相分开的以微滴形式的材料带仅覆盖基板或之前施加的层的一部分。被该材料带覆盖的基板或之前施加的层的部分优选为基板总面积或之前施加的层的总面积的2至100%，或优选10至100%，或优选20至100%，或优选50至100%。由此可以制造三维物体，其中各层可以与紧邻其的多于两个层接触。
[0075] 微滴的体积优选为1 pl至500 μl，或优选5 pl至400 μl，或优选10 pl至300 μl。优选由微滴形成的材料带的长度优选为0.1 mm至100 m，或优选0.5 mm至50 m，或优选1 mm至10 m。施加后的材料带的粗度优选为1 μm至1.25 mm，或优选5 μm至0.9 mm。
[0076] 除早已为人所知的沉积方法，如喷墨外，可用于以材料带形式施加材料的一个实例是使用来自ARBURG GmbH + Co. KG的“自由成型”装置的ARBURG塑料自由成型（APF），其中可以基于3D-CAD数据将最小的微滴施加到所需表面上。
[0077] 本发明的方法提出，为了制造至少一个层，将分别具有≥ 500 MPa的在固化态下的弹性模量（E-模量）的可固化聚合物或可固化反应性树脂以可流动形式以材料带形式施加到平面基板或基底上。这意味着制成的层的至少80重量%，特别是至少90重量%，优选至少95重量%，最多100重量%由在这一状态下具有E-模量≥ 500 MPa的固化聚合物和/或反应树脂构成。
[0078] 一个优选实施方案涉及本发明的方法，其中至少第一层通过将可流动形式的分别具有≥ 500 MPa的在固化态下的E-模量的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到各自的基底上来制造。
[0079] 一个优选实施方案涉及本发明的方法，其中至少第二层通过将可流动形式的分别具有≥ 500 MPa的在固化态下的E-模量的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到各自的基底上来制造。
[0080] 另一个优选实施方案涉及本发明的方法，其中至少5，更优选至少10，再更优选至少15个层通过将可流动形式的分别具有≥ 500 MPa的在固化态下的E-模量的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到各自的基底上来制造。
[0081] 另一个优选实施方案涉及本发明的方法，其中所有层通过将可流动形式的分别具有≥ 500 MPa的在固化态下的E-模量的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到各自的基底上来制造。
[0082] 另一个优选实施方案涉及本发明的方法，其中第一层和最后一个层通过将可流动形式的分别具有< 500 MPa的在固化态下的E-模量的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到各自的基底上来制造，并且在第一层和最后一个层之间的所有层通过将可流动形式的分别具有≥ 500 MPa的在固化态下的E-模量的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到各自的基底上来制造。
[0083] 另一个优选实施方案涉及本发明的方法，其中前1至10个层和最后1至10个层通过将可流动形式的分别具有< 500 MPa的在固化态下的E-模量的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到各自的基底上来制造，并且在前1至10个层和最后1至10个层之间的（一个或多个）层（优选所有层）通过将可流动形式的分别具有≥ 500 MPa的在固化态下的E-模量的可固化聚合物或可固化反应树脂以材料带形式施加到各自的基底上来制造。
[0084] 通过本发明的方法制成的三维物体的层的层厚度优选为0.025毫米至1.25毫米，更优选0.1毫米至0.9毫米。
[0085] 在本发明的方法中，来自喷嘴的材料射流的排出直径（其与喷嘴出口直径和材料推进速度成比例）优选为0.025毫米至1.4毫米。但是，其优选为至少0.03毫米。其优选0.03毫米至1.3毫米，更优选为0.15至1毫米。基于喷嘴出口直径，通过喷嘴和基底（平面基板、夹层或已施加的（一个或多个）层）之间的较小距离，带来层的较小厚度（高度）。由此将该材料挤压成具有椭圆横截面的条。非限制性解释在于，相对于材料射流的排出直径，喷嘴与基底之间的较小距离导致形成的新层在各自基底上的更好粘附。
[0086] 本发明的方法中的第一层优选由具有至少500兆帕（MPa），优选800 MPa，更优选1 GPa，再更优选1.5 GPa的E-模量，例如500 MPa至20 GPa的E-模量或800 MPa至10 GPa的E-模量的聚合物，更优选热塑性聚合物制成。
[0087] 根据本发明的方法，表面部分的不同层可以由不同的物质混合物制成，或表面部分的所有层可以由相同的物质混合物制成。此外，层也可以由不同的物质混合物构成，但这些不同的物质混合物中的可固化聚合物或可固化反应性树脂优选分别是相同的可固化聚合物或可固化性反应树脂（例如层可以由含有各种着色颜料的PU混合物构成）。
[0088] 不同的层可具有不同形状。根据要制造的三维产品（其外表面包含至少一个通过本文所述的方法制造的表面部分）的类型，选择所述至少一个表面部分的形状。如果该表面部分例如是手机外壳、例如电器的具有3D轮廓的外壳、具有表面结构的包装或家具、汽车的A、B或C柱、车顶模块或仪表板、座位壳、过滤篮、医疗产品，如硬性紧身衣、矫形器、护具、阻尼元件和具有框架结构的轻型结构，本领域技术人员相应地为该表面部分选择不对称形状，其如此选择以在将该表面部分热成型或深拉以产生三维物体后，这已具有所需三维形状。
[0089] 在一个优选实施方案中，第一层在操作平面中的尺寸决定用于将三维物体成型的表面部分的层的最大面积尺寸。
[0090] 在另一优选实施方案中，在本发明的方法中，第一层按面积计是表面部分中的最大层，即通过本文所述的方法制成的表面部分的其它层无一具有比第一层大的面积；特别优选地，当在本发明的方法中垂直观看XY操作平面时，表面部分的其它层无一在X和/或Y方向上位于由平面基板上的第一层形成的区域外。
[0091] 在另一优选实施方案中，在平面基板上将第一层成型，其中平面基板在插入的正交坐标系中的假想Z轴上的高度差的绝对值（其中该基板划定在XY平面中（见图2）），基于施加到该平面基板上的第一层的面积计，为最多5%，优选最多3%，更优选最多1%，再更优选最多0.5%，特别优选最多0.1%，并且其中该表面部分在XY平面中的最大正交尺寸是平面基板的相关区域上的高度差的至少5倍，优选至少10倍，更优选至少25倍，再更优选至少50倍，例如至少100倍。
[0092] 如已经解释，在本发明的方法中，层由独立材料带构成，它们根据相互间距和根据喷嘴出口直径与喷嘴/基底距离之间的比率在固化表面部分中也在该层中以（一个或多个）独立带的形式存在或通过聚结形成扁平层，该层可任选具有开孔。如已经提到，该材料带可以由以微滴形式施加在基板或之前施加的层上的材料区构成。
[0093] 对本发明而言，“孔隙”由两个层形成，其中这两个层都具有形成层的材料带的距离并且这两个层的施加角度相对于彼此≠ 0°。对本发明而言，“开孔”是层内的未被该层的材料覆盖的区域，其由有时（zeitweise）在空间上分开但具有至少2个相互接触点的材料带或由在施加方向上与本身再接触/相交的材料带（例如圆）生成（例如图10中的六角网格）。对本发明而言，“空隙”是层中的中断，其中一个平面的区域不互相接触并且一个层的这些区域之间的距离为至少5个材料带粗度。
[0094] 如果材料带以微滴形式施加，则可以通过改变微滴之间的距离或通过选择微滴的尺寸，例如直径生成该层中的无材料的空隙，例如孔隙形式。如果在层结构中跨多个层的相同位置没有施加材料，则可以跨多个材料带生成空隙。该层内的空隙跨度优选为0.01至1毫米或优选0.05至0.7毫米或优选0.1至0.5毫米。垂直于该层的空隙跨度优选为0.01至1毫米或优选0.05至0.7毫米或优选0.1至0.5毫米。
[0095] 所述带可以不仅直线：它们也可例如以蛇形图案，例如互相平行地施加到各自的基底上，或可以改变施加方向。
[0096] 对本发明而言，层可以由具有始终基本相等的相对于彼此的平行间距且不互相接触且通过与位于其下方或位于其上方的层接触才互相接合的材料带构成。该层同样可以由连续区域构成，例如具有或没有开孔或空隙的扁平层。此外，该连续层可以由并非相互平行走向的材料带形成，而是其中至少两个材料带接触多于一次并因此可形成连续的任选几何图案，例如六角形、圆形或不对称孔隙。这种层的所有材料带优选具有多于2个，优选多于5个，再更优选多于10个与相邻材料带的接触点。
[0097] 本发明的方法中的层的特征优选在于其在相同基底上产生。层在此对本发明而言也可以由多个没有接触的区域构成或由在本发明中施加到基底上的材料带构成，其中在施加过程中该区域和/或材料带之间的距离为至少5个材料带粗度，优选至少10个材料带粗度，更优选至少20个材料带粗度（空隙）。
[0098] 在本发明的方法中施加的新层的基底可以例如是平面基板、夹层或最后施加的层。在本发明的另一实施方案中，在本发明的方法中施加的新层的基底不仅是最后施加的层，还是已施加的多于一个层（例如在最后施加的层上存在开孔或空隙、或最后施加的层小于新层和之前施加的层的情况下）。一个可能的实施方案是将整面图案和/或文字的两个层的第一个层施加到形成蜂窝结构的层的第二个层上和由旋转90°的平行带构成的前两个层的第二层上。由于第三和第四个层（蜂窝图案）中的大间距（开孔），这两个图案/文字层的第一个层的材料带在本发明的方法中从喷嘴施加到形成六角形的第四层的材料带上和在蜂窝结构的开孔中施加到相对于第一层的材料带错位90°的第二层的材料带上。
[0099] 相应地，本发明的一个实施方案涉及表面部分和三维物体，或涉及产生这些表面部分或三维物体的本发明方法，其中将至少一个层施加到两个或更多个之前施加的层上。这例如当已施加到下方第一个层上的第二个层具有如此大的在材料带之间的间距、空隙或其它几何开孔（例如六角形开孔）以使新施加的第三个层的材料带不仅位于第二个层的材料上，而且该材料还由于在可流动状态下的流动行为并由于第二个层的材料带之间的间距或第二个层中的空隙而直接沉积在第一个层的材料上时发生。但是，该层在这种情况下仍可由其相互平行的材料带或连续区域或连续材料带界定，它们形成不对称或几何造型如蜂窝。
[0100] 特别在通过以滴形式施加材料带而形成至少一个层时，可以使之前施加的层能够与稍后施加的层接触，这在基板或之前的层的整面涂覆时不可能发生。
[0101] 可以在纵向挤出过程中相应地改变各材料带的粗度分布。特别地，重要的是，也可在此实现0毫米的最小粗度（在这位置处没有挤出）。因此，可以在材料带的部分或整个宽度上停止材料沉积并且可以实现表面部分的层中的开孔或空隙。
[0102] 在该部件中制造空隙（凹槽）的一个有利程序是在喷射（喷注）或挤出过程中在要开孔的相应区域中关闭喷嘴开口或在该位置处中断经过喷嘴的材料流并在越过后再将其打开，或在喷嘴前停止材料进料并在越过后再开始。
[0103] 对于层内的材料带、层彼此之间的内聚或成品部件的层间强度而言重要的是，材料层尽可能在材料方面互相接合。为此特别设定，在施加进一步的层时，底部材料带或几何形状如蜂窝结构仅部分固化，并且最终固化与铺置在其上的材料带的固化一起才发生。这可以例如通过下列方式成为可能：以如下速度开始刚铺置的材料的固化，以使得在下一轮材料沉铺置中仍存在反应性组分。在此必须调节刚铺置的材料带或铺置的材料（在连续层或例如蜂窝结构的情况下）的仍非晶聚合物的重结晶，以使其至少保持尺寸稳定，即不会流走。优选设定固化速度，以使最终固化与紧邻铺置在其上的材料带的固化一起发生。
[0104] 如已经提到，也可以在层内和甚至在材料带内使用不同的材料组合物。这可以例如经由多头挤出可行并例如允许在相同层中相继施加不同材料（例如层内的不同颜色）。
[0105] 但是，层在每种情况下优选由相同聚合物或反应性树脂构成，这与何种附加添加剂添加到该聚合物或反应性树脂中无关。相应地，一个优选实施方案涉及本发明的方法，其中表面部分的各层由具有相同聚合物或反应性树脂的材料带构成。另一个实施方案涉及本发明的方法，其中表面部分的各层由具有相同聚合物或反应性树脂的材料带构成。
[0106] 表面部分用于制造三维物体的“二维表面部分”对于本发明而言是指如下产品，其中各层（在通过生成制造法制造后和在成型为三维物体前）在假想笛卡尔坐标系中的X和Y轴方向上的尺寸（ΔX和ΔY）在每种情况下为由形成的层数所决定的表面部分的高度（在Z方向上的尺寸：
ΔZ）的至少5倍，例如10倍，优选至少20倍，更优选至少30倍。换言之，表面部分对于本发明而言是由1至最多200个，或在本发明的方法（其中施加包含不接触并优选相互平行走向的带的第一层）中由2至最多200个层构成的优选平面物体。术语“2至最多200个层”在对于本发明而言的表面部分的情况下是指具有在本发明的方法中垂直于操作平面施加的最大层数（相互叠置的层）的表面部分的位置。换言之，在根据本发明的方法制成的表面部分的任何一个位置处都没有在本发明的方法中相互叠置地施加多于200个层，但例如在其它位置处也可能相互叠置地施加更少的层。
ΔZ）的至少5倍，例如10倍，优选至少20倍，更优选至少30倍。换言之，表面部分对于本发明而言是由1至最多200个，或在本发明的方法（其中施加包含不接触并优选相互平行走向的带的第一层）中由2至最多200个层构成的优选平面物体。术语“2至最多200个层”在对于本发明而言的表面部分的情况下是指具有在本发明的方法中垂直于操作平面施加的最大层数（相互叠置的层）的表面部分的位置。换言之，在根据本发明的方法制成的表面部分的任何一个位置处都没有在本发明的方法中相互叠置地施加多于200个层，但例如在其它位置处也可能相互叠置地施加更少的层。
[0107] 在一个优选实施方案中，构成二维表面部分的层数为2至200，优选2至150，更优选2至100，再更优选2至50。
[0108] 在另一优选实施方案中，层数为1，其中这一层是具有或没有开孔的扁平层。
[0109] 表面部分的高度（该表面部分的相对于层方向的正交尺寸（Z轴），其与相互叠加的层数成比例）为最多10厘米，更优选最多3厘米，更优选最多1厘米，再更优选最多0.5厘米。表面部分的最小高度优选为最小0.025毫米，更优选最小0.1毫米，再更优选最小0.2毫米，例如最小0.5毫米。在紧身衣的情况下，该表面部分的厚度优选为0.5至1.5厘米。
[0110] 通过本发明的方法制成的表面部分优选由1至200个层，优选2至150个层构成，其中各层的厚度（高度）互相独立地为0.025至1.25毫米，更优选0.1至0.9毫米。
[0111] 在一个优选实施方案中，通过本发明的方法制成的表面部分的面积为至少5平方厘米，优选至少10平方厘米，更优选至少25平方厘米，例如至少40平方厘米、至少50平方厘米或至少100平方厘米，但在操作平面中的最大正交尺寸分别为Z平面中的最大偏差的至少5倍，更好为10倍，优选20倍，更优选30倍，再更优选至少50倍。
[0112] 例如，手机外壳目前由热塑性膜深拉。基于具有均匀厚度的膜的现行方法的缺点在于侧面区域和弯曲边缘变得非常薄。但是，机械磨损尤其在侧面区域和边缘上最大，这些区域因此常发生机械失效（破裂）。3D打印的膜可具有在随后的侧面区域和边缘上打印较多材料的构形。借助本发明的方法，还可以通过施加更多材料以及可以通过打印具有不同E-模量的不同材料而沿拉力方向实现特定增强。
[0113] 在一个优选实施方案中，表面部分具有至少一个由相互平行的材料带或连续区域构成的层。在由连续区域构成的层的情况下，材料带的带密度为100%。在由相互平行的材料带构成的层的情况下，带密度通常为0.1%（两个带之间的距离为材料带粗度的1000倍）至100%（连续区域，在施加的材料带之间没有间距），特别优选1%至100%，例如10%至100%。
[0114] 固化程序在本发明的方法中施加至少一个层后和任选在施加附加层以制造本发明的含义内的
表面部分后，可以使物质混合物固化，例如通过低温或高温聚合或加聚或缩聚、加成（例如PU加成）或缩合，或通过电磁辐射，特别是UV辐射引发。热固化塑料混合物可通过相应的IR辐射源固化。
表面部分后，可以使物质混合物固化，例如通过低温或高温聚合或加聚或缩聚、加成（例如PU加成）或缩合，或通过电磁辐射，特别是UV辐射引发。热固化塑料混合物可通过相应的IR辐射源固化。
[0115] 相应地，一个优选实施方案涉及方法，其中通过将材料带的温度降低到低于可流动且可固化物质混合物的熔程的温度范围（例如FFF法中的施加温度因此在相应的可流动且可固化物质混合物的熔程内或优选高于其）以实现二维表面部分的固化。
[0116] 另一优选实施方案涉及一种方法，其中通过使用可UV活化的固化剂实现二维表面部分的固化。此处合适的可UV活化的固化剂是例如来自BASF的商标Irgacure的产品，其根据化学组成在各种波长下通过自由基的光化学释放而引发通常带有双键的合适化合物中的固化反应。
[0117] 在现有技术中，描述了可以印刷的各种双组分或多组分体系。例如，从DE 19937770 A1中获知包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的双组分体系。由两种组分生成微滴射流，使微滴射流如此取向，以使它们合并形成总微滴射流。在该总微滴射流中，发生异氰酸酯组分与异氰酸酯反应性组分的反应。将总微滴射流导向载体材料，在此其在聚合聚氨酯的形成下用于构建三维物体。
[0118] 可以从平面基板上剥离表面部分。这可以在成型前完全进行或作为三维物体成型法的组成部分首先部分进行。如果在平面基板和根据本发明方法的第一层之间存在夹层，术语“从所述平面基板上剥离所述固化表面部分”是指所述表面部分与夹层（如织物或薄膜）一起从所述平面基板上剥离。
[0119] 其外表面包含至少一个通过本文所述的方法制成的表面部分的三维物体三维物体对本发明而言可以是手机外壳、例如电器的具有3D轮廓的外壳、具有表面结构的包装或家具、汽车的A、B或C柱、车顶模块或仪表板、座位壳、过滤篮、医疗产品，如硬性紧身衣或矫形器、护具、阻尼元件或具有框架结构的轻型结构等。
[0120] 在一个优选实施方案中，三维产品是由塑料制成的外壳，例如手机外壳。
[0121] 在另一优选实施方案中，三维产品是例如与肩部区域或上臂区域匹配，优选例如为肩膀、上臂或肘部个性化匹配的弯曲护具，其例如用于摩托车服，所述产品通过本文所述的方法制造。
[0122] 成型可以由二维表面部分通过深拉或热成型制造三维物体，只要这一方法的条件（例如高温）不会对该表面部分造成破坏。用于将本发明的方法中所用的可固化聚合物或反应性树脂，特别是热塑性塑料成型的深拉法或热成型的各自实施条件是本领域技术人员已知的或可由本领域技术人员通过常规实验确定。
[0123] 在热成型的情况下，通过预定模具（阳模和与其配合的阴模）实现成型，要成型的物体夹在所述模具之间。对本发明而言，条件是二维表面部分的平面区域在成型时在垂直于该二维表面部分的平面的Z轴上实现。在这种情况下，通过将现在三维物体冷却来实现定型。由此可以例如制造弯曲面形式的护具。
[0124] 个性化护具本发明的一个方面涉及制造与用户匹配的护具的方法，其包含步骤：
a) 测定用户的相关身体区域几何数据；
b) 换算所述3D-身体几何数据以根据第1或第2方面的方法的步骤I)至V)或i)至iii)
制造表面部分；
c) 根据如权利要求1至13任一项中所述的方法制造三维物体，其中步骤VI)或步骤iv)三维成型是根据来自步骤a)的用户的身体区域几何数据通过深拉或热成型进行的。
a) 测定用户的相关身体区域几何数据；
b) 换算所述3D-身体几何数据以根据第1或第2方面的方法的步骤I)至V)或i)至iii)
制造表面部分；
c) 根据如权利要求1至13任一项中所述的方法制造三维物体，其中步骤VI)或步骤iv)三维成型是根据来自步骤a)的用户的身体区域几何数据通过深拉或热成型进行的。
[0125] 术语身体区域几何数据和3D-身体几何数据同义使用。
[0126] 在步骤a)中，测量用户的区域（例如上臂、大腿、上身、头部、前臂、小腿或其各自部位）的三维身体尺寸，这些要通过护具保护。这可以例如使用激光实现，或可以制作要保护的用户区域的印刷品，并可以例如通过激光或通过本领域技术人员已知的其它方法测量该三维印刷品。
[0127] 将该数据例如储存在计算机中，并在步骤b)中，可以换算该三维结构以在本发明的方法中确立表面部分的形状，然后根据用户的身体区域几何尺寸对其施以深拉或施以热成型(c)。
[0128] 在步骤a)中，可以为各种姿势（例如松弛的肌肉或绷紧的肌肉、弯曲/拉伸）测量身体区域几何数据。借助常用的计算机程序，可以在步骤c)中计算护具的所需匹配形状以在施加护具后也可以实现要保护的身体区域的所有活动。也可以容易地计算护具尺寸，以在护具和要保护的身体区域之间留下活动空间，以保持身体区域的尽可能自由的活动。
[0129] 提供三维成型的深拉法或热成型法可以例如在根据身体区域几何数据产生的三维形状中进行。
[0130] 下面借助实施例和图1至12更详细解释本发明。
[0131] 图1显示典型FFF工艺构造，其具有聚合物绕线盘1形式的聚合物/物质混合物进料、挤出机2和具有出口直径4的出口喷嘴3，其中由聚合物绕线盘液化的物质混合物以材料带形式从出口喷嘴3施加到基底上。在此在平面基板5形式的基底上以单层形式产生多个材料带，其可形成由接合的材料带构成的连续区域、或由互相接合的几何形状构成的区域，例如蜂窝结构。具体而言，图1示意性显示在平面基板5上制造二维表面部分的方法，其中已完成第一层6和第二层7并且现在正将第三层7'施加到第二层7上。
[0132] 图2显示具有投射在其上的含轴X、Y和Z的笛卡尔坐标系的平面基板5。
[0133] 图3描绘借助喷射喷嘴3形式的出口喷嘴在平面基板5上施加用于第一材料层的材料带。第一层6由独立材料带61至68构成。
[0134] 图4显示借助喷射喷嘴3在平面基板5上施加的第一平面6'的互相平行走向且具有方向变化的的材料带和第一平面6''的互相平行走向且以蛇线施加的材料带。
[0135] 图5示意性显示将第二层7施加到第一层6上，其中第二层7的材料带71至73以相对于第一层6的材料带61至68的施加方向呈80°角施加到第一层6上。
[0136] 图6显示用于制造手机外壳的固化表面部分的横截面。
[0137] 图7显示通过图6的固化表面部分的热成型产生的手机外壳的横截面。
[0138] 图8显示用于制造具有表面结构的手机外壳的固化表面部分的横截面。
[0139] 图9显示通过图8的固化表面部分的热成型产生的具有表面结构的手机外壳的横截面。
[0140] 图10显示用于制造护具的由六角层制成的表面部分的俯视图。
[0141] 图11显示图10的固化表面部分的横截面。
[0142] 图12显示通过图10或11的固化表面部分的热成型产生的护具的横截面。
[0143] 下列参数范围是用于借助FFF制造本发明的二维表面部分的优选参数范围：基板的温度:20℃至250℃，特别是60℃至200℃，例如80℃
喷嘴温度:120℃至400℃
进给速度:1 mm/s至60 mm/s
长丝直径:1.5 mm至3.5 mm
喷嘴直径:0.3 mm至1 mm
层厚度:0.1 mm至0.9 mm（小于喷嘴直径的高度，因为喷嘴与最上层之间的距离小于喷嘴直径，因此将材料压成具有椭圆横截面的条）
带宽度:取决于材料喷嘴，为0.3 mm至1 mm。
喷嘴温度:120℃至400℃
进给速度:1 mm/s至60 mm/s
长丝直径:1.5 mm至3.5 mm
喷嘴直径:0.3 mm至1 mm
层厚度:0.1 mm至0.9 mm（小于喷嘴直径的高度，因为喷嘴与最上层之间的距离小于喷嘴直径，因此将材料压成具有椭圆横截面的条）
带宽度:取决于材料喷嘴，为0.3 mm至1 mm。
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