3D打印物品的光学效果的制作方法

3d打印物品的光学效果
技术领域
1.本发明涉及一种用于制造3d(打印)物品的方法。进一步地，本发明涉及一种用于执行这种方法的计算机程序产品。本发明还涉及一种利用这种方法可获得的3d(打印)物品。进一步地，本发明涉及一种包括这种3d(打印)物品的照明设备。


背景技术：

2.沉积速率的变化在本领域中是已知的。例如，us20130095302描述了一种过程，其中在挤压期间，沉积速率可以根据例如任何期望占空比的周期性方波或类似阶跃函数来改变，以获得包括周期性突起的表面。这些突起可以在制造过程的层与层之间交错，使得对应的脊沿着完整物体的表面对角地定向。
3.wo-2018/224395公开了一种用于通过熔融沉积成型来产生3d物品的方法。在该方法中，3d打印材料层的堆叠通过逐层沉积来自可3d打印材料的挤出物来生成。所生成的层堆叠具有核壳配置的层，其中核部分由第一材料制成，并且壳部分由第二材料制成，并且其中第一材料和第二材料具有不同的透射率。所生成的层堆叠可以仅由核壳配置的层组成，或者它可以由具有核壳配置的层和仅包含核部分的层的组合组成。在这两种情况下，不同层的核部分可能具有不同的尺寸。


技术实现要素：

4.在接下来的10至20年内，数字制作将越来越多地变换全球制造业的本质。数字制作方面中的一个方面是3d打印。当前，已经开发了许多不同的技术，以便使用各种材料(诸如陶瓷、金属和聚合物)来产生3d打印物体。3d打印还可以被用于产生模具，该模具然后可以被用于复制物体。
5.为了制造模具的目的，已建议使用聚合物喷射(polyjet)技术。该技术利用光聚合材料的逐层沉积，该光聚合材料在每次沉积后被固化以形成固体结构。虽然这种技术产生了光滑表面，但光固化材料不是很稳定，而且它们还具有相对较低的热导率，可用于注塑成型应用。
6.最广泛使用的增材制造技术是称为熔融沉积成型(fdm)的过程。熔融沉积成型(fdm)是通常用于建模、原型制作和生产应用的增材制造技术。fdm通过将材料分层放置来遵循“增材”原理；塑料料丝或金属线从线圈上展开，并且供应材料以产生零件。可能的是，(例如针对热塑性塑料)料丝在放置之前要经过熔融和挤压。fdm是快速原型制作技术。fdm的其他术语是“熔丝制作”(ffff)或“料丝3d打印”(fdp)，它们被认为等同于fdm。通常，fdm打印机使用热塑性料丝，该热塑性料丝被加热到其熔点，然后逐层挤压(或者实际上是料丝接料丝地挤压)以创建三维物体。fdm打印机是相对较快、低成本的，并且可以被用于打印复杂的3d物体。这种打印机被用于使用各种聚合物打印各种形状。该技术还在led灯具和照明解决方案的生产中得到进一步发展。
7.似乎存在提供显示光学效果(诸如在日光照明和/或人造光照明下)的3d打印物品
的需要。从现有技术已知的3d打印方法似乎不具有这种功能性，并且也可能不(容易地)允许控制这种功能性。因此，本发明的一个方面是提供替代3d打印方法和/或3d(打印)物品，其优选地还至少部分地消除了上述缺点中的一个或多个缺点。本发明的目的可以是克服或改善现有技术的至少一个缺点，或提供有用的替代方案。
8.除其他外，本文在实施例中，提出了一种花瓶(又名螺旋)模式的3d打印方法，该3d打印方法可以在z方向和圆周方向上创建层高度变化，这反过来可以导致被环境光照照明的(基本上)完美平面表面在反射中的全向深度感知，同时它可能也会影响打开时从内部对主动照明的感知。进一步地，除其他外，本文在实施例中建议使用熔融沉积成型，其中沉积层的高度可以在打印期间被改变。例如，每个层的打印期间的层高度可以关于正弦函数改变。当多层在相对高度变化增加的地方打印时，打印的波浪边缘可以被实现，这可能非常具有装饰性和/或可以提供光学效果，如透明度、折射、反射、透明度差异、半透明度和半透明度差异、小透镜功能等。在实施例中，当打印继续时，打印期间的相对高度变化可以被降低到在打印期间不发生高度变化的水平。除其他外，通过这种方式，显示透镜工作的结构可以被实现。在实施例中，也可以使用其他功能，诸如锯齿或其他功能。通过这种方式，还可以产生例如具有根据使用的功能而定的边缘(诸如波浪形、锯齿形或三角形)的灯罩。所打印的物体不一定具有笔直的表面，但它们的表面可以是圆锥形、球形的或具有弯曲等。不用说，也可以只在打印的某些部分中使用高度变化，而物体的其余部分使用恒定的层高度打印。
9.因此，在本发明的第一方面中，提供了一种用于产生3d物品的方法，尤其是通过熔融沉积成型。在实施例中，该方法包括3d打印阶段，在实施例中该3d打印阶段可以包括从可3d打印材料逐层沉积挤出物。因此，可以提供包括3d打印材料的3d物品，尤其是在接收器物品上。特别地，3d物品包括多层3d打印材料。每个层可以具有层高度(h)和层宽度(w)。特别地，3d打印阶段可以包括生成3d打印材料的层的堆叠，其中堆叠的每个层具有非恒定层高度(h)，其中在固定的第一x,y位置处，层高度(h)的总数目的层的子集逐层变化，其中(i)层高度(h)对于连续层增大，或者(ii)层高度(h)对于连续层减小。特别地，在实施例中，(i)层高度(h)对于(第一集合)连续层增大，然后层高度(h)对于(第二集合)连续层减小，或者(ii)层高度(h)对于(第一集合)连续层减小，然后层高度(h)对于(第二集合)连续层增大。此外，在具体实施例中，可3d打印材料的至少一部分包括透光聚合热塑性材料。
10.因此，特别地，本发明在实施例中提供了一种用于通过使用3d打印机的熔融沉积成型来产生3d物品的方法，该方法包括：3d打印阶段，在3d打印阶段期间，3d打印材料的层的堆叠通过逐层沉积来自可3d打印材料的挤出物而生成，可3d打印材料的至少一部分包括透光聚合热塑性材料，其中层堆叠的每个层具有非恒定层高度(h)，并且其中在固定的第一x,y位置处，(i)层高度(h)对于连续层增大，然后层高度(h)对于连续层减小，或者(ii)层高度(h)对于连续层减小，然后层高度(h)对于连续层增大。
11.利用本发明，可以提供3d物品，其中提供了使用单目线索的深度印象。此外，通过这种方式可以创建3d物品，例如显示光折射和反射效果，诸如具有透镜功能(或小透镜功能)和/或其他光学特性。这种物品例如可以是灯具的一部分。例如，这种物品可以被用于提供装饰性光分布。利用本发明，可以提供基本上平坦的表面，然而该表面看起来是弯曲的。
12.如上面指示的，本发明提供了一种通过熔融沉积成型来产生3d物品的方法。下面还进一步指定了具体实施例。术语“3d物品”也可以指物品的一部分或3d打印物体的一部
分。特别地，该方法包括3d打印阶段，该3d打印阶段包括从可3d打印材料逐层沉积挤出物，以提供包括3d打印材料的3d物品。可3d打印材料被提供(作为有效的3d打印材料)在接收器物品上(或在这种接收器物品上的3d打印材料上(并且因此有效地在接收器物品上))。
13.特别地，3d物品包括多层3d打印材料。因此，该方法可以包括逐层沉积多层，尤其是在彼此之上。每个层具有层高度(h)和层宽度(w)。通常，层高度可以是恒定的。然而，在本发明中，3d打印物品的某些部分的层高度是变化的。因此，在具体实施例中，层高度可以在层上变化。这可以适用于至少部分层。因此，单层可以在层的长度上具有不同的层高度。进一步地，不同的层可以具有不同的层高度。不同的层也可以具有相同的层高度。特别是，可能存在层的子集，其中层高度在z方向上不是恒定的。通常，层宽度可以是恒定的。然而，在本发明中，可以选择也改变层宽度，或保持层宽度恒定。
14.如上面指示的，特别地，3d打印阶段包括生成3d打印材料的层的堆叠。如上面指示的，通常这些层可以具有基本相同的宽度和高度。然而，在本发明中，堆叠内的多层可以具有不均匀的高度。更特别地，非均匀性可以使得在堆叠的一部分内，层高度随着层数的增加而增大或随着层数的减少而减小。3d物品可以包括单个堆叠。然而，3d物品也可以包括多个堆叠。此外，堆叠还可以包括多个(较小的)堆叠或堆叠部分(“部分”)。
15.因此，在实施例中，层高度(h)可以对于连续层增大。这可能意味着对于堆叠内的多层，层高度在z方向上增大。这种增大可以是连续的，从某种意义上说，对于每个连续层，层高度都会增大。然而，平均层高度也可能会增大。这种增大尤其是局部增大。因此，在第一x,y位置处，层高度可以在z方向上增大，而在第二x,y位置处，层高度可以在z方向上基本恒定。
16.备选地或附加地，在实施例中，层高度(h)可以对于连续层减小。这可能意味着对于堆叠内的多层，层高度在z方向上减小。这种减小可以是连续的，从某种意义上说，对于每个连续层，层高度都会减小。然而，平均层高度也可能会减小。这种减小尤其是局部减小。因此，在第一x,y位置处，层高度可以在z方向上减小，而在第二x,y位置处，层高度可以在z方向上基本恒定。
17.因此，短语“对于连续层增大”和类似的短语可能暗示对于具体x,y位置处的层子集，层子集的层高度增大。这可能暗示在具体x,y位置处存在具有不同层高度的至少两层，尤其是至少三层，更尤其是选自3至20范围内的总数的层。每个层的层高度可以增大。然而，在其他实施例中，增大可以按照两个或多个层。因此，在实施例中，存在包括一个或多个部分(“堆叠部分”)的堆叠，其中层高度对于相应的层子集增大。
18.同样地，短语“对于连续层减小”和类似的短语可能暗示对于具体x,y位置处的层子集，层子集的层高度减小。这可能暗示在具体x,y位置处存在具有不同层高度的至少两层，尤其是至少三层，更尤其是选自3至20范围内的总数的层。每个层的层高度可以减小。然而，在其他实施例中，减小可以按照两个或多个层。因此，在实施例中，存在包括一个或多个部分的堆叠，其中层高度针对相应的层子集减小。
19.通常，当存在层高度增大的部分时，也可能存在层高度在相同方向上减小(或在相反方向上增大)的(相邻)部分。
20.在实施例中，在堆叠内，可以在第一位置处存在层高度的变化(如增大)。在其他实施例中，在同一堆叠内，可以在第二位置处存在层高度的相同或不同变化。例如，在同一堆
叠内，可能在第二位置处存在层高度的不同变化(如减小)。备选地或附加地，与第一位置相邻，可以存在基本恒定的层高度。
21.在实施例中，该增大可以基本上平行于z方向。在其他实施例中，该增大可以在与z方向成角度(小于90
°
，诸如等于或小于45
°
)的范围内。同样地，在实施例中，减小可以基本上平行于z方向。在其他实施例中，该减小可以在与z方向成角度(小于90
°
，诸如等于或小于45
°
)的范围内。
22.因此，在实施例中，3d打印阶段可以包括生成3d打印材料的层的堆叠，其中在固定的第一x,y位置处，层高度(h)的总数的层的子集逐层变化，其中(i)层高度(h)对于连续层增大，或者(ii)层高度(h)对于连续层减小。当然，如上面指示的，堆叠还可以包括两个(或多个)部分，其中在一个部分处，层高度增大(对于两个或多个连续层)，并且在另一部分处，该部分处的层高度减小(对于两个或多个连续层)。因此，在用于相同层子集或不同层子集的实施例中，可以应用存在层高度增大的部分和/或层高度减小的部分。增大或减小通常在z方向上定义(即，垂直于x,y平面)，即使增大或减小与z方向成一定角度(但可能具有平行于z方向的分量)。
23.具体地，两个连续层之间的高度差不大于约2.5mm，诸如选自0.1至2.0mm的范围。在没有高度变化的位置处，两个连续层之间的高度差因此可以基本上为大约0.0mm。
24.当局部改变层高度时，这可能意味着3d物品的高度可能会局部改变。这在实施例中可能是期望的。然而，其他实施例也是可能的(进一步参见下文)。
25.当层高度在堆叠内的多层上变化时，堆叠中可能存在不同的总高度。因此，在实施例中，堆叠可以在固定的第一x,y位置处具有第一堆叠高度(h11)，其中该方法包括在固定的第二x,y位置处(相邻地)生成具有层高度(h)的层的堆叠，从而在固定的第二x,y位置处提供具有第二堆叠高度(h12)的堆叠，其中0.1≤h12/h11≤10，诸如0.1≤h12/h11≤5，如0.2≤h12/h11≤5，在实施例中至少为0.1≤h12/h11≤1.5。因此，与具有第一堆叠高度的堆叠的相对较高的部分或较低的部分相邻，可以分别存在具有第二堆叠高度的堆叠的相对较低的部分或较低的部分。术语“第一堆叠高度”和“第二堆叠高度”可以特别指同一堆叠的高度。这种堆叠可以特别地共享同一层。因此，堆叠的最低层和最高层将定义堆叠高度。该堆叠高度可能随堆叠(长度)而变化，认为该堆叠高度也可能在堆叠长度上基本恒定(进一步参见下文)。因此，在实施例中，堆叠可以具有多个不同的堆叠高度。
26.然而，在其他实施例中，这种高度差可能是不期望的。因此，在实施例中，可能期望补偿在第一x,y位置处增大或减小的层高度。这可以通过在第一x,y位置处添加多层来完成，其中层高度分别减小或增大。因此，在具体实施例中，在固定的第一x,y位置处，层高度(h)的总数目的子集可以逐层变化，其中(i)层高度(h)对于连续层增大，然后层高度(h)对于连续层减小，或者(ii)层高度(h)对于连续层减小，然后层高度(h)对于连续层增大。
27.特别地，在实施例中，这种堆叠的不同部分之间的高度可以相对较小。因此，在实施例中，堆叠在固定的第一x,y位置处具有第一堆叠高度(h11)，其中该方法包括在固定的第二x,y位置处(相邻地)生成具有层的堆叠，该层具有基本上恒定的层高度(h)，从而在固定的第二x,y位置处为堆叠提供第二堆叠高度(h12)，其中0.9≤h12/h11≤1.1。因此，与具有第一堆叠高度的堆叠的第一部分相邻，可能存在分别具有第二堆叠高度的堆叠的另一部分，这些高度可以基本相同。因此，在(其他)实施例中，堆叠可以具有多个基本相同的高度
(堆叠的基本均匀的高度)。
28.在具体实施例中，可3d打印材料的至少一部分(并且因此3d打印材料的至少一部分)可以包括透光聚合热塑性材料。这可以从根本上促进光学效果，如透射、半透明度、小透镜功能等方面的差异。当例如透光材料被应用时，高度较大的部分可能会被感知为比层高度较低的部分更透明。因此，通过局部控制层高度，可以引入光学效果。还进一步参见下文。
29.如上面指示的，在堆叠内，在第一位置处可能存在层高度的变化，而在与第一位置相邻的另一位置处，可能存在基本恒定的层高度。
30.在实施例中，来自堆叠的层具有堆叠中的层的最大总高度(h
l1
)，其中该方法包括(相邻地)生成具有最小总高度(h
l2
)的层，具有最小总高度(h
l2
)的层与堆叠中的该层是同一层，其中|h
l1-h
l2
|/l*≤1，其中l*是沿着3d物品的表面测量的这两个点之间的距离，特别是平行于层。该值越大，3d打印的质量可能会因为倾斜角度可能太高而降低。短语“平行于层”通常也可以被解释为平行于接收器物品。而且，短语“平行于层”通常也可以被解释为平行于x,y平面。因此，术语“总高度”可以特别指代相对于x-y平面确定的层的高度。因此，在具体实施例中，来自堆叠的层具有最大总高度(h
l1
)，其中该方法包括生成具有最小总高度(h
l2
)的层，具有最小总高度(h
l2
)的层与堆叠中的该层是同一层，其中|h
l1-h
l2
|/l
*
≤1，其中l
*
是平行于x,y平面测量的这两个点之间的距离。进一步地，在具体实施例中，可以提供堆叠，其中在最小值和(相邻)最大值之间的值是选自0.1≤|h
l1-h
l2
|/l*≤1的范围实现的，诸如0.25≤|h
l1-h
l2
|/l*≤0.8。例如，堆叠部分中的层可以具有堆叠中的层的最大总高度(h
l1
)和最小总高度(h
l2
)，其中0.1≤|h
l1-h
l2
|/l*≤1。
31.多个结构可以被应用于例如同一堆叠中。因此，多个最小值和最大值可能是可用的。它们可能以具体模式可用。因此，在实施例中，该方法可以包括3d打印堆叠中的多个最大总高度(h
l1
)和最小总高度(h
l2
)，其中每个层的最大总高度(h
l1
)和最小总高度(h
l1
)遵循3d物品的表面上的螺旋。因此，在实施例中，3d物品可以包括堆叠中的多个最大总高度(h
l1
)和最小总高度(h
l2
)，其中每个层的最大总高度(h
l1
)和最小总高度(h
l1
)遵循3d物品的表面上的螺旋。在实施例中，物品(诸如尤其是堆叠)可以包括多个堆叠部分，这些堆叠部分可以被配置为规则的图案。特别地，这种堆叠部分至少包括具有堆叠中的层的最大总高度(h
l1
)和最小总高度(h
l2
)的单层，其中0.1≤|h
l1-h
l2
|/l*≤1。
32.当层高度被增大或减小时，可以适应、部分地适应或不适应可3d打印材料的3d打印体积流量和/或打印速度，以补偿或至少部分地补偿分别更多或更少地使用可3d打印材料。然而，也可能不适应。因此，在实施例中，层宽度可以保持恒定，或者当层高度减小时可以至少部分地增大，或者当层高度增大时可以至少部分地减小。
33.因此，在具体实施例中，该方法可以包括打印用于具有恒定层宽度(w)的、在固定的第一x,y位置处的总数目的层的子集的层。这对于避免表面浮雕形成和/或仅由于层厚变化而获得光学效果可能是有用的。在其他实施例中，每单位时间打印的体积以及打印速度可以基本上保持恒定。这可能是相对容易的解决方案。因此，在实施例中，该方法包括打印用于在固定的第一x,y位置处的总数目的子集的层，层的横截面面积是恒定的。可以选择混合解决方案也，其中宽度减小小于没有补偿的情况，但不是恒定的。通过选择宽度，还可以补偿可能的压力。
34.因此，在实施例中，本发明还提供了一种方法，该方法可以包括改变层高度(在绕
组内)，同时保持壁厚恒定。术语“绕组”可以指(单)层。
35.如上面指示的，在z方向上的多层的第一位置处，层高度可以增大或减小，或者可以先增大或减小，然后分别减小或增大。此处，术语“第一”可以指示从例如接收器物品测量的(作为x,y平面的实施例)。在实施例中，增大和/或减小可以是恒定的。在这种实施例中，层高度以恒定的步长增大或减小。然而，特别地，增大和/或减小可以是逐渐的。在这种实施例中，增大或减小可以逐层增大或减小。在具体实施例中，该方法可以包括打印用于具有下述层高度(h)的、在固定的第一x,y位置处的总数目的层的子集的层，该层高度(h)以正弦曲线或三角形方式变化。例如，在实施例中，该方法可以包括打印用于具有下述层高度(h)的、在固定的第一x,y位置处的总数目的层的子集的层，该层高度(h)像锯齿一样变化。特别地，在实施例中，该方法可以包括打印用于具有下述堆叠高度的、在固定的第一x,y位置处的总数目的层的子集的层，该堆叠高度根据诸如正弦曲线或三角形等数学函数沿着物体的表面逐渐变化。
36.因此，在具体实施例中，该方法可以包括打印用于下述层高度(h)的、在固定的第一x,y位置处的总数目的层的子集的层，该层高度(h)根据选自由正弦曲线、三角形、锯齿形和正方形或者这些中的两个或多个的组合组成的组的数学函数而变化。在其他具体实施例中，该方法可以包括打印用于下述层高度(h)的、在固定的第一x,y位置处的总数目的层的子集的层，该层高度(h)根据选自由正弦曲线或三角形、锯齿形、方波、这些波形的组合以及波调制(例如，由具有长波长的正弦波调制的具有短波长的正弦波，或者由方波调制的正弦波)等组成的组的数学函数而变化。
37.因此，在具体实施例中，层高度可以根据例如周期性方波或任何期望占空比的类似阶跃函数来改变，以获得包括周期性形状(基本上在表面的平面中)的表面。备选地或附加地，层高度可以以螺线方式或螺旋方式等变化。
38.下面，一些实施例关于3d物品描述。在具体实施例中，该方法可以包括打印空心3d物品。在其他具体实施例中，该方法可以包括打印凹的3d物品。此外，尤其是具有增大和/或减小层高度的部分是单壁的。这可以尤其允许上述光学效果。因此，在实施例中，3d物品可以包括具有(多个)层的宽度的一个或多个壁。或者，换句话说，3d物品的一个或多个壁的宽度可以由单层的宽度定义(尤其是在一个或多个堆叠中可用)。
39.此外，附加的光学效果可以通过在可3d打印材料中包括有色和/或反射材料来提供。因此，在具体实施例中，透光聚合热塑性材料在具体实施例中可以包括嵌入其中的颗粒反射材料(还进一步参见下文)。
40.如上面指示的，该方法包括在打印阶段期间沉积可3d打印材料。在本文中，术语“可3d打印材料”指要被沉积或打印的材料，并且术语“3d打印材料”指在沉积之后获得的材料。这些材料可以基本上是相同的，因为可3d打印材料可以特别地指打印头或挤出机中处于高温的材料，并且3d打印材料指相同的材料，但是在沉积时处于后期。可3d打印材料被打印为料丝并且这样沉积。可3d打印材料可以被提供为料丝或者可以被形成为料丝。因此，无论应用什么起始材料，包括可3d打印材料的料丝通过打印头提供并且进行3d打印。术语“挤出物”可以被用于定义打印头下游的可3d打印材料，但尚未沉积。后者被指示为“3d打印材料”。事实上，挤出物包括可3d打印材料，因为该材料尚未沉积。在沉积可3d打印材料或挤出物后，该材料因此被指示为3d打印材料。本质上，这些材料是相同的材料，因为打印头上游、
打印头下游和沉积时的热塑性材料基本上是相同的材料。
41.在本文中，术语“可3d打印材料”也可以被指示为“可打印材料”。在实施例中，术语“聚合材料”可以指不同聚合物的混合物，但是在实施例中，也可以指基本上具有不同的聚合物链长的单一聚合物类型。因此，术语“聚合材料”或“聚合物”可以指单一类型的聚合物，但是也可以指多种不同聚合物。术语“可打印材料”可以指单一类型的可打印材料，但是也可以指多种不同的可打印材料。术语“打印材料”可以指单一类型的打印材料，但是也可以指多种不同的打印材料。
42.因此，术语“可3d打印材料”也可以指两种或多种材料的组合。通常，这些(聚合)材料具有玻璃转变温度tg和/或熔融温度tm。可3d打印材料在离开喷嘴之前将由3d打印机加热到至少玻璃转变温度的温度，通常至少是熔融温度。因此，在具体实施例中，可3d打印材料包括具有玻璃转变温度(tg)和/或熔点(tm)的热塑性聚合物，并且打印头动作包括将可3d打印材料加热到玻璃转变温度以上，并且如果是半结晶聚合物，则加热到熔融温度以上。在又一实施例中，可3d打印材料包括具有熔点(tm)的(热塑性)聚合物，并且打印头动作包括加热要被沉积在接收器物品上的可3d打印材料到至少熔点的温度。玻璃转变温度通常与熔融温度不同。熔融是在结晶聚合物中发生的转变。当聚合物链脱离其结晶结构时，发生熔融，并且变为无序液体。玻璃转变是无定形聚合物发生的转变；即，聚合物的链不是以有序的晶体布置的，而是以任何方式散布，即使它们是固态的。聚合物可以是无定形的，基本上具有玻璃转变温度而不是熔融温度，或者可以是(半)结晶的，通常具有玻璃转变温度和熔融温度，通常后者大于前者。玻璃温度可以例如用差示扫描量热法确定。熔点或熔融温度也可以用差示扫描量热法确定。
43.如上面指示的，本发明因此提供了一种方法，该方法包括提供可3d打印材料的料丝，并且在打印阶段期间在衬底上打印所述可3d打印材料，以提供所述3d物品。
44.可能特别适合作为可3d打印材料的材料可以选自由金属、玻璃、热塑性聚合物、硅树脂等组成的组。特别地，可3d打印材料包括(热塑性)聚合物，其选自由以下组成的组：abs(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、尼龙(或聚酰胺)、醋酸盐(或纤维素)、pla(聚乳酸)、对苯二酸酯(诸如pet聚对苯二甲酸乙二醇酯)、丙烯酸(聚甲基丙烯酸酯、有机玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、pmma)、聚丙烯(或聚丙烯)、聚碳酸酯(pc)、聚苯乙烯(ps)、pe(诸如膨化高抗冲聚乙烯(或聚乙烯)、低密度(ldpe)高密度(hdpe))、pvc(聚氯乙烯)、聚氯乙烯(诸如基于共聚酯弹性体的热塑性弹性体、聚氨酯弹性体、聚酰胺弹性体、聚烯烃基弹性体、苯乙烯基弹性体)等。可选地，可3d打印材料包括选自由以下组成的组的可3d打印材料：尿素甲醛、聚酯树脂、环氧树脂、三聚氰胺甲醛、热塑性弹性体等。可选地，可3d打印材料包括选自由聚砜组成的组的可3d打印材料。弹性体(尤其是热塑性弹性体)特别令人感兴趣，因为它们是柔性的，并且可以帮助获得包括导热材料的相对更柔性的料丝。热塑性弹性体可以包括一种或多种苯乙烯嵌段共聚物(tps(tpe-s))、热塑性聚烯烃弹性体(tpo(tpe-o))、热塑性硫化橡胶(tpv(tpe-v或tpv))、热塑性聚氨酯(tpu)(tpu))、热塑性共聚酯(tpc(tpe-e))和热塑性聚酰胺(tpa(tpe-a))。
45.合适的热塑性材料(诸如也在wo2017/040893中提及的)可以包括以下一种或多种：聚缩醛(例如聚氧乙烯和聚甲醛)、聚(c
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烷基)丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚酰胺(例如脂肪族聚酰胺、聚邻苯二甲酰胺和聚芳酰胺)、聚酰胺酰亚胺、聚酸酐、聚芳酯、聚芳醚(例如聚
苯醚)、聚芳硫醚(例如聚苯硫醚)、聚芳基砜(例如聚苯砜)、聚苯并噻唑、聚苯并恶唑、聚碳酸酯(包括聚碳酸酯共聚物，诸如聚碳酸酯-硅氧烷、聚碳酸酯-酯和聚碳酸酯-酯-硅氧烷)、聚酯(例如聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚芳酯)和聚酯共聚物，诸如聚酯醚)、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺(包括共聚物，诸如聚醚酰亚胺-硅氧烷共聚物)、聚醚酮酮、聚醚酮、聚醚砜、聚酰亚胺(包括共聚物，诸如聚酰亚胺-硅氧烷共聚物)、聚(c
1-6
烷基)甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酰胺、聚降冰片烯(包括含有降冰片烯基单元的共聚物)、聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯和它们的共聚物，例如乙烯-α-烯烃共聚物)、聚恶二唑、聚甲醛、聚苯二甲酸酯、聚硅氮烷、聚硅氧烷、聚苯乙烯(包括共聚物，诸如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(mbs))、聚硫化物、聚磺酰胺，聚磺酸盐、聚砜、聚硫酯、聚三嗪、聚脲、聚氨酯、聚乙烯醇、聚乙烯酯、聚乙烯醚、聚卤乙烯、聚乙烯酮、聚乙烯硫醚、聚偏二氟乙烯等或者包括至少一种前述热塑性聚合物的组合。聚酰胺的实施例可以包括但不限于合成线性聚酰胺，例如尼龙6,6；尼龙6,9；尼龙6,10；尼龙6,12；尼龙11；尼龙12和尼龙4,6，优选地尼龙6和尼龙6,6，或者包括前述至少一种的组合。可以被使用的聚氨酯包括脂族、脂环族、芳族和多环聚氨酯，包括上述那些。也有用的是聚(c
1-6
烷基)丙烯酸酯和聚(c
1-6
烷基)甲基丙烯酸酯，它们包括例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯和丙烯酸乙酯等的聚合物。在实施例中，聚烯烃可以包括以下一种或多种：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯(及其共聚物)、聚降冰片烯(及其共聚物)，聚1-丁烯、聚(3-甲基丁烯)、聚(4-甲基戊烯)和乙烯与丙烯的共聚物、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、4-甲基-1-戊烯和1-十八烯。
46.在具体实施例中，可3d打印材料(和3d打印材料)包括以下一种或多种：聚碳酸酯(pc)、聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、苯乙烯丙烯腈树脂(san)、聚砜(psu)、聚苯硫醚(pps)和半结晶聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚苯乙烯(ps)和苯乙烯丙烯酸共聚物(smma)和聚氨酯(pu)。
47.术语可3d打印材料也在下面进一步阐明，但尤其是指热塑性材料，可选地包括添加剂，其体积百分比为最大约60％，尤其是最大约30vol.％，诸如最大20vol.％(添加剂相对于热塑性材料和添加剂的总体积的百分比)。
48.因此，在实施例中，可打印材料可以包括两个相。可打印材料可以包括可打印聚合材料的相，尤其是热塑性材料(也参见下文)，该相尤其是基本上连续的相。在热塑性材料聚合物添加剂的该连续相中，可能存在诸如抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外光稳定剂、紫外光吸收添加剂、近红外光吸收添加剂、红外光吸收添加剂、增塑剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、防雾剂、抗微生物剂、着色剂、激光标记添加剂、表面效果添加剂、辐射稳定剂、阻燃剂、防滴落剂中的一种或多种。添加剂可以具有选自光学特性、机械特性、电特性、热特性和机械特性的有用特性(也参见上文)。
49.实施例中的可打印材料可以包括颗粒材料，即，嵌入可打印聚合材料中的颗粒，这些颗粒形成基本上不连续的相。相对于可打印材料(包括(各向异性导电)颗粒)的总体积，总混合物中的颗粒数量尤其不大于60vol.％，特别是在用于降低热膨胀系数的应用中。针对光学和表面相关效果，相对于可打印材料(包括颗粒)的总体积，总混合物中的颗粒数量等于或小于20vol.％，诸如高达10vol.％。因此，可3d打印材料尤其是指基本热塑性材料的连续相，其中其他材料(诸如颗粒)可以被嵌入。同样地，3d打印材料特别是指基本上热塑性
材料的连续相，其中其他材料(诸如颗粒)被嵌入。颗粒可以包括上面定义的一种或多种添加剂。因此，在实施例中，可3d打印材料可以包括颗粒添加剂。
50.如上面指示的，尤其是可3d打印材料(或3d打印材料)包括透光材料。更特别地，可3d打印材料(或3d打印材料)在实施例中包括透光聚合热塑性材料。在具体实施例中，透光聚合热塑性材料对于具有选自450至650nm范围内的一个或多个波长的可见光可以是透明的。
51.透射或透光性可以通过向材料提供具有第一强度的具体波长的光并且将在透射通过材料之后测量的该波长的光强度与在该具体波长处提供给材料的光的第一强度相关来确定(还参见crc handbook of chemistry and physics的e-208和e-406，第69版，1088至1989页)。在具体实施例中，在用所述辐射垂直照射为至少约20％，诸如至少40％，如至少60％，诸如尤其是至少80％，诸如至少约85％，诸如甚至至少约90％下，当在一个波长或在一个波长范围内，尤其是在一个波长或在由本文描述的辐射源生成的辐射的波长范围内将辐射透射通过材料的1mm厚层，尤其甚至是通过材料的5mm厚层时，可以认为材料是透射的。透光材料对于一个或多个发光波长的透射可以是至少80％/cm，诸如至少90％/cm，甚至更特别是至少95％/cm，诸如至少98％/cm，诸如至少99％/cm。这意味着在具有所选发光波长(诸如对应于透光材料的发光材料的发光的发射最大值的波长)的辐射的垂直照射下，例如1cm3立方体形状的透光材料将具有至少95％的透射。在本文中，透射值特别是指不考虑(例如与空气的)界面处的菲涅耳损失的透射。因此，术语“透射”特别是指内部透射。内部透射可以例如通过测量具有不同宽度的两个或多个主体的透射来确定，在该宽度上测量透射。然后，基于这种测量，菲涅耳反射损失的贡献和(因此)内部透射可以被确定。因此，特别地，本文指示的透射值忽略了菲涅耳损失。
52.透光材料可以在可见光的至少一个波长范围内显示出透射比。特别地，透光材料在可见光中还显示出至少一个波长范围的透射比，同时光最终以前向散射方式透射而基本上没有后向散射(仅界面反射)。在最优选的材料中，在约450至650nm范围的波长范围内几乎没有显示出实质性的吸收，并且光可以在没有散射的情况下基本透射。特别地，透光聚合材料对于450至650nm的整个波长范围内的可见光是透明的。
53.特别地，在实施例中，可3d打印材料在实施例中包括基本上没有嵌入其中的反射性颗粒材料的透光聚合热塑性材料。
54.可打印材料被打印在接收器物品上。特别地，接收器物品可以是构建平台或者可以被构建平台包括。接收器物品也可以在3d打印期间被加热。然而，接收器物品也可以在3d打印期间被冷却。
55.除其他外，短语“在接收器物品上打印”和类似短语包括直接在接收器物品上打印，或者在接收器物品上的涂层上打印，或者在早前在接收器物品上打印的3d打印材料上打印。术语“接收器物品”可以指打印平台、打印床、衬底、支撑件、构建板或构建平台等。代替术语“接收器物品”，术语“衬底”也可以被使用。除其他外，短语“在接收器物品上打印”和类似短语包括还在打印平台、打印床、支撑件、构建板或构建平台等上或者由其组成的单独衬底上打印。因此，除其他外，短语“在衬底上打印”和类似短语包括直接在衬底上打印，或者在衬底上的涂层上打印，或者在早前在衬底上打印的3d打印材料上打印等。在下文中，进一步使用术语衬底，其可以指打印平台、打印床、衬底、支撑件、构建板或构建平台等或者在
其上或由其组成的单独衬底。
56.可打印材料被逐层沉积，从而3d打印物品被生成(在打印阶段期间)。3d打印物品可能会显示出独特的肋状结构(源自沉积的料丝)。然而，也可以在打印阶段之后执行进一步的阶段，诸如终止化阶段。该阶段可以包括从接收器物品中移除打印物品和/或一个或多个后处理动作。一个或多个后处理动作可以在从接收器物品中移除打印物品之前执行和/或一个或多个后处理动作可以在从接收器物品移除打印物品之后执行。后处理可能包括例如抛光、涂层、添加功能组件等中的一种或多种。后处理可以包括平滑肋状结构，这可能会导致基本平滑的表面。
57.此外，本发明涉及一种可以被用于执行本文描述的方法的计算机程序产品。因此，在又一方面中，本发明还提供了一种包括指令的计算机程序产品，在计算机程序产品由计算机执行时，该计算机在功能上耦合至熔融沉积成型3d打印机或者由熔融沉积成型3d打印机包括，该指令使熔融沉积成型3d打印机执行本文描述的方法。
58.因此，在一个方面中，本发明(因此)提供了一种计算机程序产品，在该计算机程序产品由在功能上耦合至熔融沉积成型3d打印机或由其包括的计算机执行时，该计算机程序产品使熔融沉积成型3d打印机执行本文描述的方法(用于通过熔融沉积成型产生3d物品)的(一个或多个实施例)。
59.本文描述的方法提供了3d打印物品。因此，本发明在又一方面中还提供了一种利用本文描述的方法可获得的3d打印物品。
60.在又一方面中，提供了一种利用本文描述的方法可获得的3d打印物品。特别地，本发明提供了一种包括3d打印材料的3d物品。特别地，3d物品包括多层3d打印材料。每个层具有层高度(h)和层宽度(w)。特别地，3d物品包括3d打印材料的层的堆叠。在具体实施例中，在总数目的层的子集的固定的第一x,y位置处，层高度(h)逐层变化。特别地，在实施例中，(i)层高度(h)对于连续层增大，或(ii)层高度(h)对于连续层减小。甚至更特别地，在实施例中，(i)层高度(h)对于连续层增大，然后层高度(h)对于连续层减小，或(ii)层高度(h)对于连续层减小，然后层高度(h)对于连续层增大。此外，也如上面指示的，在具体实施例中，3d打印材料的至少一部分包括透光聚合热塑性材料。
61.因此，特别地，本发明(还)提供了一种3d物品，该3d物品包括3d打印材料的层的堆叠，该3d打印材料的至少一部分包括透光聚合热塑性材料，其中堆叠的每个层具有非恒定层高度(h)，并且其中在固定的第一x,y位置处，(i)层高度(h)对于连续层增大，然后层高度(h)对于连续层减小，或者(ii)层高度(h)对于连续层减小，然后层高度(h)对于连续层增大。
62.3d打印物品可以包括在彼此之上的多个层，即，堆叠层。(单独3d打印的)层的宽度(厚度)和高度可以例如在实施例中选自100至5000μm范围内(诸如200至2500μm)，其中高度通常小于宽度。例如，高度和宽度的比率可以等于或小于0.8，诸如等于或小于0.6。
63.层可以是核壳层或可以由单种材料组成。在层内，成分也可能发生变化，例如当应用核壳打印过程时并且在打印过程期间，它从打印第一种材料(而不是打印第二种材料)改变为打印第二种材料(而不是打印第一种材料)。
64.3d打印物品的至少一部分可以包括涂层。
65.在讨论方法时，关于3d打印物品的一些具体实施例已经在上面阐明。在下文中，关
于3d打印物品的一些具体实施例被更详细地讨论。
66.如上面指示的，在具体实施例中，堆叠可以在固定的第一x,y位置处具有第一堆叠高度(h11)，其中在固定的第二x,y位置处，堆叠的层具有恒定的层高度(h)，其中堆叠在固定的第二x,y位置处具有第二堆叠高度(h12)，其中0.1≤h12/h11≤10。然而，在其他实施例中，堆叠可以在固定的第一x,y位置处具有第一堆叠高度(h11)，其中在固定的第二x,y位置处，堆叠的层具有恒定的层高度(h)，其中堆叠在固定的第二x,y位置处具有第二堆叠高度(h12)，其中特别地0.9≤h12/h11≤1.1。
67.此外，在具体实施例中，针对层的总数的子集的层在固定的第一x,y位置处可以具有恒定层宽度(w)。然而，如上面在其他实施例中指示的，当层高度变化时，层宽度也可以随层而变化。
68.层高度的变化可以是逐渐的。特别地，针对在固定的第一x,y位置处的总数目的层的子集，其层高度沿着物体表面逐渐变化，层高度变化可以符合数学函数，诸如正弦曲线或三角形。因此，在固定的第一x,y位置处的总数目的的子集的具体实施例中，层高度(h)呈正弦曲线变化或呈三角形变化。在具体实施例中，针对固定的第一x,y位置处的总数目的层的子集，层高度(h)可以根据选自由正弦曲线、三角形、锯齿形和正方形或者这些中的两个或多个的组合组成的组的数学函数而变化。
69.特别地，两个连续层之间的高度差在实施例中可以不大于约2.5mm，诸如选自0.1至2.0mm的范围。
70.在具体实施例中，3d打印材料包括以下一种或多种：聚碳酸酯(pc)、聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、苯乙烯丙烯腈树脂(san)、聚砜(psu)、聚苯硫醚(pps)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚苯乙烯(ps)和苯乙烯丙烯酸共聚物(smma)和聚氨酯(pu)。在其他具体实施例中，3d打印材料包括透光聚合热塑性材料。
71.进一步地，在具体实施例中，透光聚合热塑性材料包括嵌入其中的颗粒反射材料。在其他实施例中，透光聚合热塑性材料不包括嵌入其中的颗粒反射材料。在其他实施例中，一个或多个层包括其中嵌入有颗粒反射材料的透光聚合热塑性材料，并且一个或多个其他层包括基本上没有嵌入其中的颗粒反射材料的透光聚合热塑性材料。
72.(利用本文描述的方法)所获得的3d打印物品本身可以是功能性的。例如，3d打印物品可以是透镜、准直仪、反射器等。因此所获得的3d物品可以(备选地)被用于装饰或艺术目的。
73.在具体实施例中，3d物品是空心3d物品。在具体实施例中，3d物品是凹的3d物品。进一步地，特别是在实施例中，堆叠是单壁堆叠。
74.3d打印物品可以包括或被提供有功能组件。功能组件可以特别地选自由以下组成的组：光学组件、电组件和磁性组件。术语“光学组件”特别是指具有光学功能性的组件，诸如透镜、反射镜、透光元件、滤光器等
…
。术语光学组件也可以指光源(如led)。术语“电组件”可以例如指集成电路、pcb、电池、驱动器，也指光源(作为灯源，可以被认为是光学组件和电组件)等。术语磁性组件指的是例如磁性连接器、线圈等。备选地或者附加地，功能组件可以包括热组件(例如被配置为冷却或加热电组件)。因此，功能组件可以被配置为生成热量或清除热量等。
75.如上面指示的，3d打印物品可以被用于不同的目的。除其他外，3d打印物品可能被用于照明。因此，在其他方面中，本发明还提供了一种照明设备，包括本文定义的3d物品。在具体方面中，本发明提供了一种照明系统，包括(a)光源，被配置为提供(可见)光源光和(b)本文定义的3d物品，其中3d物品可以被配置为(i)外壳的至少一部分，(ii)照明室壁的至少一部分，和(iii)功能组件中的一个或多个，其中功能组件可以选自由光学组件、支撑件、电绝缘组件、导电组件、热绝缘组件和导热组件组成的组。因此，在具体实施例中，3d物品可以被配置为(i)照明设备外壳的至少一部分，(ii)照明室壁的至少一部分，和(iii)光学元件中的一个或多个。由于相对平滑的表面可以被提供，3d打印物品可以被用作反射镜或透镜等。在实施例中，3d打印物品可以被配置为遮光罩。设备或系统可以包括具有不同功能性的多个不同的3d打印物品。
76.返回到3d打印过程，具体的3d打印机可以被用于提供本文描述的3d打印物品。因此，在另一方面中，本发明还提供了一种熔融沉积成型3d打印机，包括(a)包括打印机喷嘴的打印头，和(b)被配置为向打印头提供可3d打印材料的可3d打印材料提供设备，其中该熔融沉积成型3d打印机被配置为提供所述可3d打印材料，其中在控制模式下，3d打印机被配置为生成3d打印材料的层的堆叠，其中在固定的第一x,y位置处针对总数目的层的子集，层高度(h)逐层变化，其中(i)层高度(h)对于连续层增大，或(ii)层高度(h)对于连续层减小。特别地，在控制模式下，(i)层高度(h)对于连续层增大，然后层高度(h)对于连续层减小，或(ii)层高度(h)对于连续层减小，然后层高度(h)对于连续层增大。
77.打印机喷嘴可以包括单个开口。在其他实施例中，打印机喷嘴可以是核壳型，具有两个(或多个)开口。术语“打印头”也可以指多个(不同的)打印头；因此，术语“打印机喷嘴”也可以指多个(不同的)打印机喷嘴。
78.可3d打印材料提供设备可以向打印头提供包括可3d打印材料的料丝，或者可以这样提供可3d打印材料，其中打印头创建包括可3d打印材料的料丝。因此，在实施例中，本发明提供了一种熔融沉积成型3d打印机，包括(a)包括打印机喷嘴的打印头，和(b)被配置为向打印头提供包括可3d打印材料的料丝，其中熔融沉积成型3d打印机被配置为向衬底提供所述可3d打印材料，其中在控制模式下，3d打印机被配置为生成3d打印材料的层的堆叠，其中在固定的第一x,y位置处，层高度(h)针对总数目的层的子集逐层变化，其中(i)层高度(h)对于连续层增大，或(ii)层高度(h)对于连续层减小。特别地，在控制模式下，(i)层高度(h)对于连续层增大，然后层高度(h)对于连续层减小，或(ii)层高度(h)对于连续层减小，然后层高度(h)对于连续层增大。
79.特别地，在3d打印过程期间选择的可3d打印材料的至少一部分包括透光聚合热塑性材料。
80.特别地，3d打印机包括控制器(或者是在功能上耦合至控制器)，该控制器被配置为在控制模式(或“操作模式”)下执行本文描述的方法。代替术语“控制器”，术语“控制系统”(参见例如上文)也可以被应用。
81.术语“控制”和类似术语至少特别地指确定行为或监督元件的运行。因此，本文中的“控制”和类似的术语可以例如指对元件施加行为(确定行为或监督元件的运行)等，诸如例如测量、显示、致动、打开、移位、改变温度等
…
。此外，术语“控制”和类似术语可以附加地包括监测。因此，术语“控制”和类似术语可能包括对元件施加行为，并且还包括对元件施加
行为并且监测元件。元件的控制可以利用控制系统来完成，该控制系统也可以被指示为“控制器”。控制系统和元件因此可以至少暂时地或永久地在功能上耦合。该元件可以包括控制系统。在实施例中，控制系统和元件可以不物理耦合。控制可以经由有线和/或无线控件完成。术语“控制系统”也可以指多个不同的控制系统，这些控制系统特别地是功能耦合的，并且例如控制系统中的一个控制系统可以是主机控制系统，并且一个或多个其他控制系统可以是从机控制系统。控制系统可以包括或可以在功能上耦合至用户界面。
82.控制系统还可以被配置为接收和执行来自遥控器的指令。在实施例中，控制系统可以经由设备上的应用来控制，诸如便携式设备，如智能手机或苹果手机、平板计算机等。因此，该设备不必被耦合至照明系统，而是可以(暂时地)在功能上耦合至照明系统。
83.因此，在实施例中，控制系统可以(也)被配置为由远程设备上的应用控制。在这种实施例中，照明系统的控制系统可以是从机控制系统或从机模式下的控件。例如，照明系统可以是利用代码可标识的，特别是相应照明系统的唯一代码。照明系统的控制系统可以被配置为由外部控制系统控制，该外部控制系统基于(唯一)代码的知识(由具有光学传感器(例如qr码读取器)的用户界面输入)访问照明系统。照明系统还可以包括用于与其他系统或设备通信的部件，诸如基于蓝牙、wifi、lifi、zigbee、ble或wimax或另一无线技术。
84.系统或装置或设备可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”下执行动作。同样地，在方法中，动作或阶段或步骤可以在“模式”或“操作模式”或“操作的模式”或“可操作模式”下执行。术语“模式”也可以被指示为“控制模式”。这不排除该系统或装置或设备也可以适用于提供另一控制模式或多种其他控制模式。同样地，这可能不排除在执行模式之前和/或在执行模式之后，一种或多种其他模式可以被执行。
85.然而，在实施例中，控制系统可能是可用的，其适用于至少提供控制模式。如果其他模式可用，则这种模式的选择可以特别地经由用户界面执行，尽管其他选项(如根据传感器信号或(时间)方案执行模式)也是可能的。操作模式在实施例中还指可以仅在单种操作模式下操作(即，“开启”，没有进一步的可调谐性)的系统、装置或设备。
86.因此，在实施例中，控制系统可以根据用户界面的输入信号、(传感器的)传感器信号和定时器中的一个或多个进行控制。术语“定时器”可以指代时钟和/或预定的时间方案。
87.代替术语“熔融沉积成型(fdm)3d打印机”，术语“3d打印机”、“fdm打印机”或“打印机”可以被简短地使用。打印机喷嘴也可以被指示为“喷嘴”或有时指示为“挤出机喷嘴”。
附图说明
88.本发明的实施例现在将仅通过示例参照所附示意图来描述，其中对应的参考符号指示对应的部分，并且其中：
89.图1a至1c示意性地描绘了3d打印机和3d打印材料的实施例的一些通用方面；
90.图2a至2d示意性地描绘了一些实施例；
91.图3a至3c示意性地描绘了一些其他实施例和方面；
92.图4示意性地描绘了应用；以及
93.图5a至5c示出了一些示例。示意图不一定按比例绘制。
具体实施方式
94.图1a示意性地描绘了3d打印机的一些方面。附图标记500指示3d打印机。附图标记530指示被配置为3d打印(尤其是fdm 3d打印)的功能单元；该附图标记还可以指示3d打印阶段单元。此处，仅示意性地描绘了用于提供3d打印材料的打印头，诸如fdm 3d打印头。附图标记501指示打印头。本发明的3d打印机尤其可以包括多个打印头(参见下文)。附图标记502指示打印机喷嘴。本发明的3d打印机可以特别地包括多个打印机喷嘴，尽管其他实施例也是可能的。附图标记320指示可打印可3d打印材料的料丝(诸如上面指示的)。为了清晰起见，未描绘3d打印机的所有特征，仅描绘了与本发明特别相关的那些特征(也进一步参见下文)。
95.附图标记321指示(可3d打印材料201的)挤出物。
96.3d打印机500被配置为通过在接收器物品550上逐层沉积多层322来生成3d物品1，该接收器物品550在实施例中可以至少暂时被冷却，其中每个层322包括可3d打印材料201，诸如具有熔点tm。可3d打印材料201可以被沉积在衬底1550上(在打印阶段期间)。通过沉积，可3d打印材料201已经变成3d打印材料202。从喷嘴502逸出的可3d打印材料201也被指示为挤出物321。附图标记401指示热塑性材料。
97.3d打印机500被配置为在打印机喷嘴502的上游加热料丝320材料。这可以例如利用包括挤压和/或加热功能中的一个或多个的设备来完成。这种设备用附图标记573来指示，并且被设置在打印机喷嘴502的上游(即，在料丝材料离开打印机喷嘴502之前)。打印头501可以(因此)包括液化器或加热器。附图标记201指示可打印材料。在沉积时，该材料被指示为(3d)打印材料，这用附图标记202来指示。
98.附图标记572指示具有材料的线轴或滚轴，尤其是线材形式，其可以被指示为料丝320。3d打印机500在打印机喷嘴下游的挤出物321中将其变换为接收器物品上或已沉积的打印材料上的层322。通常，喷嘴502下游的挤出物321的直径相对于打印头501上游的料丝322的直径减小。因此，打印机喷嘴有时(也)被指示为挤出机喷嘴。逐层322布置和/或在层322上布置层322t，可以形成3d物品1。附图标记575指示料丝提供设备，除其他外，该料丝提供设备在此处包括用附图标记576指示的线轴或滚轴和驱动轮。
99.附图标记a指示纵轴或料丝轴。
100.附图标记c示意性地描绘了控制系统，诸如尤其是被配置为控制接收器物品550的温度的温度控制系统。
101.控制系统c可以包括加热器，该加热器能够将接收器物品550加热到至少50℃的温度，但尤其是高达约350℃的范围，诸如至少200℃。
102.备选地或附加地，在实施例中，接收器板也可以在x-y平面(水平平面)中的一个或两个方向上可移动。进一步地，备选地或附加地，在实施例中，接收器板也可以围绕z轴(竖直)可旋转。
103.因此，控制系统可以在x方向、y方向和z方向中的一个或多个方向上移动接收器板。
104.备选地，打印机可以具有头部，也可以在打印期间旋转。这种打印机具有打印材料在打印期间无法旋转的优点。
105.层用附图标记322指示，并且具有层高度h和层宽度w。
106.注意，可3d打印材料不一定作为料丝320提供给打印头。进一步地，料丝320也可以在3d打印机500中由可3d打印材料产生。
107.附图标记d指示喷嘴的直径(可3d打印材料201被迫通过该喷嘴)。
108.图1b示意性地描绘了在3d中更详细地打印正在构造的3d物品1。此处，在该示意图中，料丝321在单个平面中的端部未被互连，尽管实际上在实施例中可以是这种情况。附图标记h指示层的高度。层用附图标记203指示。此处，层具有基本上圆形的横截面。然而，它们通常可以是扁平的，诸如具有类似于扁平椭圆管或扁平椭圆导管的外部形状(即，具有被压缩的直径以具有比宽度小的高度的圆形棒，其中侧面(限定宽度)是(仍然)四舍五入的)。
109.因此，图1a至1b示意性地描绘了熔融沉积成型3d打印机500的一些方面，包括(a)包括打印机喷嘴502的第一打印头501，(b)料丝提供设备575，被配置为向第一打印头501提供包括可3d打印材料201的料丝321，以及可选地(c)接收器物品550。在图1a至1b中，第一可打印材料或第二可打印材料或者第一打印材料或第二打印材料分别用可打印材料201和打印材料202的通用指示来指示。在喷嘴502的直接下游，当具有可3d打印材料的料丝321被沉积时变成具有3d打印材料202的层322。
110.图1c示意性地描绘了3d打印层322的堆叠，每个3d打印层322具有层高度h和层宽度w。注意在实施例中，层宽度和/或层高度对于两个或多个层322可以不同。图1c中的附图标记指示3d物品的物品表面(在图1c中示意性地描绘)。
111.参照图1a至1c，被沉积的可3d打印材料的料丝导致具有高度h(和宽度w)的层。在层322之后沉积层322，3d物品1被生成。图1c非常示意性地描绘了单壁3d物品1。
112.使光源灯具和灯罩具有装饰性和/或光学效果(诸如与角度相关的光散射、光吸收和光透射)是有意思的。(因此)在装饰性灯具中具有视觉效果(诸如增强的光反射)也是有意思的。在透明灯具的情况下，创建(装饰)光学效果可能是有意思的。在例如灯罩(裙形外壳(skirt))的边缘处具有(装饰性)波浪特征而不是笔直特征也可能是有意思的。
113.出于该目的，我们建议除其他外使用熔融沉积成型，其中沉积层的高度可以在打印期间被改变。例如，每个层打印期间的层高度可以关于正弦函数而改变。当多层在相对高度变化增加的地方打印时，打印的波浪边缘被实现，这可能非常具有装饰性。当打印继续并且打印期间的相对高度变化被降低到在打印期间不发生高度变化的水平时，显示透镜工作的结构可以被实现。也可以使用其他功能，诸如锯齿和其他功能。通过这种方式，还可以产生边缘根据使用的功能而定的灯罩，诸如波浪形、锯齿形或三角形。打印物体不具有笔直表面，但其表面可以是圆锥形、球形的或具有弯曲。不用说，也可以只在打印的某些部分中使用高度变化，而物体的其余部分使用恒定的层高度打印。通过这种方式，可以实现各种光学效果(诸如透镜效果以及空间变化的衍射效果)。
114.在打印期间，打印头在x,y平面上移动以沉积一层，随后平台向下移动，并且下一层被打印。通过这种打印方式，层高度在整个打印过程期间保持不变。除其他外，在本文中我们建议在打印期间通过使打印平台能够沿着z轴移动来改变层高度，如图2a示意性地示出的。图2a是例如可能的壁的侧视图的示意性表示。因此，在实施例中，我们建议使用熔融沉积成型，其中沉积层的高度可以在打印期间被改变。例如，每个层打印期间的层高度可以关于正弦函数改变。当多层在相对高度变化增加的地方打印时，打印的波浪边缘被实现，除其他外，这可能非常具有装饰性。这如图2a所示。这种形状还可以具有具体的(光学)功能
性。
115.当打印继续并且打印多层期间的相对高度变化可以被降低到在打印期间不发生高度变化的水平时，可以实现显示基于光折射的效果的结构，诸如透镜加工。也可以使用其他功能，诸如锯齿和其他功能。通过这种方式，还可以产生边缘根据使用的功能而定的灯罩，诸如波浪形、锯齿形或三角形。打印物体不具有笔直表面，但其表面可以是圆锥形、球形的或具有弯曲。不用说，也可以只在打印的某些部分中使用高度变化，而物体的其余部分使用恒定的层高度打印。
116.图2a示意性地描绘了实施例，其中高度变化未被(完全)补偿，导致总高度的变化(参见附图标记h12处的较低高度和附图标记h11处的较高高度)。然而，图2b示意性地示出了实施例，其中高度变化被补偿。因此，总高度基本上是恒定的。在实施例中，附图标记h12处的较低高度和附图标记h11处的较高高度可以指代堆叠的高度，或堆叠1322的一部分。
117.参照图2a至2b以及图1a至1c，除其他外，本发明提供了一种通过熔融沉积成型来产生3d物品1的方法。这种方法可以包括3d打印阶段，该3d打印阶段包括从可3d打印材料逐层沉积挤出物，以(在接收器物品550上)提供包括3d打印材料202的3d物品1。3d物品1包括3d打印材料202的多个层322。每个层322具有层高度h和层宽度w，层高度h和层宽度w的一个或多个可以沿着层变化。因此，在实施例中，3d打印阶段可以包括生成3d打印材料202的层322的堆叠1322，其中在固定的第一x,y位置处，层高度h针对层322的总数的子集逐层变化。在实施例中，堆叠1322可以是单壁堆叠。该第一x,y位置在图2b中用x1,y1指示。连续层322的层高度h可以增大和/或连续层322的层高度h可以减小。因此，在具体实施例中，(i)层高度h对于连续层322增大，然后层高度h对于连续层322减小(参见x1y1处)，或(ii)层高度h对于连续层减小，并且然后层高度h对于连续层322增大(实际上是第一x,y位置的左侧和右侧)。
118.参照图2a，堆叠1322在固定的第一x,y位置处具有第一堆叠高度h11。该方法可以包括在固定的第二x,y位置处生成具有层322的堆叠1322，该层322具有层高度h，从而在固定的第二x,y位置处提供具有第二堆叠高度h12的堆叠1322，其中0.1≤h12/h11≤10，诸如0.1≤h12/h11≤5，如0.2≤h12/h11≤5，在实施例中至少为0.1≤h12/h11≤1.5。然而，参照图2b，堆叠1322在固定的第一x,y位置处具有第一堆叠高度h11，其中该方法包括在固定的第二x,y位置处生成具有层322的堆叠1322，该层322具有基本上恒定的层高度h，从而在固定的第二x,y位置处为堆叠1322提供第二堆叠高度h12，其中例如0.9≤h12/h11≤1.1。
119.参照图2a和2b，堆叠1322尤其可以共享相同的层322。因此，堆叠的最低层和最高层将限定堆叠高度。该堆叠高度可能随堆叠(长度)而变化(参见图2a)，认为该堆叠高度也可能在堆叠长度上基本恒定(参见图2b)。
120.此外，参照图2a至2b，来自堆叠1322的层具有堆叠中的层的最大总高度(h
l1
)，其中该方法包括(相邻地)生成具有堆叠中的层的最小总高度(h
l2
)的相同层，其中|h
l1-h
l2
|/l*≤1，其中l*是沿着3d物品的表面测量的这两个点之间的距离，特别是平行于层322，诸如特别平行于x,y平面。此外，在具体实施例中，堆叠可以被提供，其中在最小值和(相邻)最大值之间的值是选自0.1≤|h
l1-h
l2
|/l*≤1的范围实现的，诸如0.25≤|h
l1-h
l2
|/l*≤0.8。此处，最小总高度和最大总高度是相对于最低层或平面层定义的，其可能在接收器物品上可用或可能已经在接收器物品上可用。通过示例，针对具体层，此处最小mi和最大值被指示。针对
该层，最小mi和最大值之间的高度差最大。
121.参照图2a。堆叠1322包括两个基本上相同的堆叠部分1322’。
122.层高度在区段高度上的变化可能以不同的方式变化(还参见下文)。在实施例中，(波形)幅度沿着打印方向或沿着与打印方向成一定角度延伸的线对准。这在图2c中示意性地描绘。幅度要么沿着打印方向对准(即，它们直接在彼此之上，参见i)，要么它们沿着打印方向移位(参见ii)。
123.深度感知可以被划分为单目线索和双目线索，前者具有是观察者的位置和定向不太取决于感知的深度并且因此不需要大量处理的益处。本提案中描述的单目线索基于纹理梯度和对比度。
124.常规的3d打印可以使用规则间隔的层高度来创建表面。如果层高度在打印过程期间发生变化，那么这可以被应用于不同的打印区段。除其他外，提出了一种花瓶(又名螺旋)模式的打印方法，该打印方法在z方向和圆周方向上创建层高度变化，这反过来导致被环境光照照明的完美平面表面在反射中的全向深度感知，同时它可能也会影响当打开时如何从内部主动照明的感知。
125.在图2d中，深度感知是使用纹理梯度来解释的，纹理梯度是由与打印轨迹的椭圆形状相关的亮度变化引起的。此处，层高度仅在z方向上变化。层高度的变化导致亮度上的变化：小的层高度，用a指示，在高亮度和低亮度表面区域之间产生快速交替，有效地导致几乎均匀的表面亮度：一个人无法标识单独的暗贡献和亮贡献。用b指示的大层高度会在高亮度和低亮度之间产生低频交替，使得当靠近纹理时，可以清晰地区分表面亮度的各个分量。照在物品1上的光用附图标记11指示。这可以是例如光源光(参见图4)，但这也可能是日光。
126.为了获得圆周方向上的纹理变化，可能需要改变层内的层高度。为了在没有空腔的情况下创建均匀的灯具壁厚，即，恒定的轨迹宽度，可能需要在打印期间同时补偿挤压和z坐标。由于在这种配置中，z坐标还取决于预定义位置下方的层高度，因此可能需要考虑该位置正下方的这些先前层高度。这与常规的3d打印形成鲜明对比，其中在单回旋打印期间，z坐标可能被限制在一个恒定位置，或者在螺旋模式的情况下被限制在一层高度度内。
127.制作了不同的物品。高频纹理看起来比低频纹理亮得多：高频纹理中的层更薄，因此这些层内的低亮度表面区域对该区域的平均亮度贡献较小。在低频纹理中，低亮度区域对平均亮度的贡献更大，因此它们看起来更暗。还创建了实施例，其中人们可以立即标识低频纹理实际上更透明，而不是更多朗伯散射的高频纹理。显然，透射率的调制密切取决于料丝材料的选择的光学特性。从拍摄图片的距离看，做出了其中层高度变化(以及因此纹理的变化)并不直接可见的实施例，是环境光的反射率中的差异给出了深度印象。
128.从图2e中可以看出，最大值(用ma指示)和最小值(用mi指示)和层中的位置可以遵循在表面上呈螺旋形式的曲线，诸如产生装饰效果的螺线。
129.参照图2c和2e，层高度的增大可以基本上平行于z方向。在其他实施例中，该增大可以在与z方向成角度(小于90
°
，诸如等于或小于45
°
)的范围内。同样地，在实施例中，减小可以基本上平行于z方向。在其他实施例中，该减小可以在与z方向成角度(小于90
°
，诸如等于或小于45
°
)的范围内。
130.图3a示意性地描绘了两个可能的截面图。在两个实施例中，层高度h随高度变化。在用i指示的左侧实施例中，层宽度w基本上保持恒定。在用ii指示的右侧实施例中，层宽度
也变化。因此，在实施例中，在固定的第一x,y位置处的总数目的层322的子集的层322可以具有基本上恒定的层宽度w。然而，在其他实施例中，在固定的第一x,y位置处的总数目的层322的子集可以具有恒定的层322的横截面面积。
131.如上面指示的，在实施例中，该方法包括在具有层高度h的固定的第一x,y位置处打印总数目的层322的子集的层322，该层高度h以正弦曲线或三角形方式变化。备选地，在实施例中，该方法可以包括在具有层高度h的固定的第一x,y位置处打印总数目的层322的子集的层322，该层高度h像锯齿一样变化。例如，在实施例中，该方法可以包括在固定的第一x,y位置处打印总数目的层322的子集的层322，其中堆叠高度根据数学函数沿着物体的表面逐渐变化，诸如正弦曲线地变化或三角形地变化。图3b在上图中示意性地描绘了层高度的一些可能性，诸如正弦曲线(i)、锯齿形(ii)和步进式(iii)。注意，在后面的实施例中，还考虑到并非每个下一层都应该具有不同的层高度h。在x轴上，指示了层。在图3b的下图中，可能的层宽度被示意性地描绘。在实施例中，正弦层高度度可以用反正弦层宽度度(i)来补偿。然而，在实施例中，层宽度也可以被选择为恒定的(iv)(也参见图3a，实施例i)。图3b的顶部和底部附图中的曲线ii也被用作实施例，以显示层高度和层宽度可以被控制，使得横截面面积基本上保持恒定。然而，如利用曲线iv所指示的，宽度也可以保持恒定，或部分被用于补偿增大或减小的层高度。这些附图是非常示意性的。
132.因此，尤其是可3d打印材料201的至少一部分包括透光聚合热塑性材料401。在实施例中，可3d打印材料201和3d打印材料202包括聚碳酸酯pc、聚乙烯pe、聚丙烯pp、聚萘二甲酸乙二醇酯pen、苯乙烯-丙烯腈树脂san、聚砜psu、聚苯硫醚pps、聚对苯二甲酸乙二醇酯pet、聚甲基丙烯酸甲酯pmma、聚苯乙烯ps和苯乙烯丙烯酸共聚物smma、聚氨酯(pu)中的一种或多种。
133.如图3c中示意性地描绘的，在实施例中，透光聚合热塑性材料401包括被嵌入其中的颗粒反射材料410。
134.图4示意性地描绘了用附图标记2指示的灯或照明器的实施例，其包括用于生成光11的光源10。灯可以包括外壳或遮光罩或另一元件，其可以包括或是3d打印物品1。此处，半球体(在截面图中)示意性地指示外壳或遮光罩。灯或照明器可以是或可以包括照明设备1000(其包括光源10)。因此，在具体实施例中，照明设备1000包括3d物品1。3d物品1可以被配置为以下一项或多项：(i)照明设备外壳的至少一部分，(ii)照明室壁的至少一部分，和(iii)光学元件中的一个或多个。因此，在实施例中，3d物品对于光源光11可以是反射性的和/或对于光源光11是透射性的。此处，3d物品可以是例如外壳或遮光罩。外壳或遮光罩包括物品部分400。针对物品部分400的可能实施例，也参见上文。
135.图5a至5b描绘了可能的灯具外壳的图片。深度印象使用z方向和圆周方向上的层高度变化来获得。注意，整体轮廓只是平滑变化，并且基本上是恒定的。在具体实施例中，该方法可以包括打印凹的3d物品1。图5c示出了通过例如在打印每个层可以改变关于正弦函数改变期间层高度可获得的3d物品的图片。当多层在相对高度变化增加的地方打印时，打印的波浪边缘可以被实现。图5a至5c也示意性地描绘了堆叠1322也可以包括多个(较小的)堆叠。参照图5c。堆叠1322包括多个基本上相同的堆叠部分1322’。因此，堆叠可以包括多个较小的堆叠，在实施例中这些较小的堆叠可以被配置为规则的图案。
136.术语“多个”是指两个或多个。
137.本文中的术语“基本”或“基本上”以及类似的术语将由本领域技术人员理解。术语“基本”或“基本上”还可以包括具有“全部”、“完全地”、“全部”等的实施例。因此，在实施例中，形容词基本或基本上也可以被移除。在适用的情况下，术语“基本”或术语“基本上”还可以涉及90％或更高，诸如95％或更高，特别地99％或更高，甚至更特别地99.5％或更高，包括100％。
138.术语“包括”还包括其中术语“包括”表示“由
……
组成”的实施例。
139.术语“和/或”特别地涉及在“和/或”之前和之后提及的一个或多个物品。例如，短语“物品1和/或物品2”和类似短语可以涉及物品1和物品2中的一个或多个。术语“包括”在实施例中可以指代“由
……
组成”，但是在另一实施例中也可以指代“至少包含所定义的物种和可选的一种或多种其他物种”。
140.此外，本描述和权利要求中的术语第一、第二、第三等被用于区分类似的元件，而不一定用于描述相继次序或时间次序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施例能够以除了本文描述或图示的序列之外的其他序列操作。
141.设备、装置或系统可以在本文中在操作期间进行描述。如本领域技术人员将清楚的，本发明不被限于操作方法或操作中的设备、装置或系统。
142.应该注意的是，上述实施例说明而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计许多替代实施例。
143.在权利要求中，被放置在括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。
144.动词“包括”及其词形变化的使用不排除权利要求中陈述的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。除非上下文另有清晰要求，否则在整个描述和权利要求书中，词语“包括(comprise)”、“包括(comprising)”等应被解释为包括性的含义，而不是排他性或穷举性的含义；也就是说，在“包括但不限于”的意义上。
145.元件前面的冠词“一”或“一个”不排除存在多个这种元件。
146.本发明可以通过包括若干不同元件的硬件和通过适当编程的计算机实施。在列举若干部件的设备权利要求或装置权利要求或系统权利要求中，这些部件中的若干部件可以由一个相同的硬件物品来实施。某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中这一事实并不指示这些措施的组合无法被有利地使用。
147.本发明还提供了一种控制系统，该控制系统可以控制设备、装置或系统，或者可以执行本文描述的方法或过程。更进一步地，本发明还提供了一种计算机程序产品，当在功能上耦合至设备、装置或系统或者由其包括的计算机上运行时，该计算机程序产品控制这种设备、装置或系统的一个或多个可控元件。
148.本发明还适用于包括在本描述中描述和/或在所附附图中示出的一个或多个表征特征的设备、装置或系统。本发明还涉及包括在描述中描述和/或在所附附图中示出的一个或多个表征特征的方法或过程。
149.本专利中讨论的各个方面可以被组合以提供附加优点。此外，本领域技术人员将理解，实施例可以被组合，并且多于两个实施例也可以被组合。此外，一些特征可以形成用于一个或多个分案申请的基础。
150.不用说，第一(可打印或打印)材料和第二(可打印或打印)材料中的一个或多个可
以包含诸如玻璃和纤维等填充剂，这些填充剂对(多种)材料的tg或tm没有影响。