Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum schichtweisen Strukturieren eines dreidimensionalen Objekts, insbesondere mittels Tintenstrahldruck. Ferner betrifft die Erfindung ein dreidimensionales Objekt, das durch das erfindungsgemässe Verfahren erhältlich ist.

Verfahren zum schichtweisen Strukturieren von dreidimensionalen Objekten, insbesondere von Keramikobjekten, sind seit mehreren Jahren bekannt und gewinnen aufgrund des allgemein steigenden Interesses, auch der unsicheren globalen Lieferketten geschuldet, zunehmend an Bedeutung.

Zur Fertigung von Formobjekten mit überhängenden Bereichen hat sich in der Industrie durchgesetzt, dass nicht nur die auf einer Tragstruktur auszubildenden überhängenden Bereiche, sondern auch die Tragstruktur selbst schichtweise aufgebaut wird. Letzterer kommt die allgemeine Aufgabe zu, während der schichtweisen Strukturierung des Objekts die einzelnen Objektschichten formerhaltend zu stützen. Die Tragstruktur kann aber auch in bevorzugten Fällen während weiterer Formungsschritte des Objekts, beispielsweise einem Brennschritt, denselben Zweck erfüllen, sofern ihre Natur dies zulässt. In Abhängigkeit von der chemischen Natur der Tragstruktur kommen unter Rücksicht der Zusammensetzung des hergestellten Objekts eine oder mehrere bekannte Methoden in Frage, wie sie wieder vom vollendeten Objekt entfernt werden kann, ohne das Objekt dabei zu schädigen.

Aus dem Stand der Technik ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem eine Stützstruktur schichtweise aufgebaut wird, um nicht nur überhängende Bereiche, sondern auch seitliche Bereiche des Objekts formerhaltend zu stützen.

Ein solches Verfahren ist aus der WO2018203331 Al bekannt, welches die folgenden Schritte umfasst: (A) Drucken einer ersten Form, um eine erste Schicht des Produkts zu definieren; (B) Füllen der ersten Form mit einem Gussmaterial, wodurch eine erste Schicht gebildet wird; (C) Drucken einer zweiten Form auf die erste Schicht, um eine zweite Schicht zu definieren; und (D) Füllen der zweiten Form mit dem Gussmaterial; um dadurch ein geformtes Schichtprodukt zu bilden, wobei die jeweiligen Formen mit einer Inkjet-Düse durch Ausstössen von Tropfen eines ersten Formmaterials umfassend Wachs gedruckt werden und wobei die jeweiligen Produktschichten mit einer Giessdüse unter Verwendung des Gussmaterials umfassend Keramikpulver gegossen werden.

Durch die gattungsgleiche Anmeldung W02006078342A2 ist ebenso ein Verfahren zum Bilden eines Objekts bekannt, umfassend die Schritte: (i) Tintenstrahldrucken eines ersten Materials zum Bilden einer Mehrzahl von Schichten, welche eine Stützstrukturerhöhung definieren, welche eine innere Oberfläche hat; und (ii) Extrudieren eines zweiten Materials zum Bilden einer Schicht des Objekts, wobei die Schicht im Wesentlichen der inneren Oberfläche der Stützstrukturerhöhung entspricht und eine Dicke hat, welche grösser ist als die Dicke von jeder Schicht der Mehrzahl von Schichten, welche die Stützstrukturerhöhung definieren. Gemäss dieser Anmeldung beträgt die beim Extrudieren resultierende Objektauflösung im Allgemeinen etwa 130 Mikrometer und die Tintenstrahldrucken resultierende Objektauflösung im Allgemeinen etwa 50 Mikrometer.

Bei diesen additiven Fertigungs verfahren handelt es sich also jeweils um analog-digitale Fertigungsverfahren.

Aus der EP3659547A1 ist ausserdem ein Verfahren zur Herstellung einer dentale Restauration aus Keramik bekannt, bei dem man (A) einen Schlicker mit nicht mehr als 5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse des Schlickers an organischen Komponenten schichtweise zur geometrischen Form der gewünschten dentale Restauration formt und die einzelnen Schichten nach dem Drucken jeweils trocknet, und (B) man den so erhaltenen Grünling ggf. anschließend trocknet und (C) man dann den Grünling sintert, wobei der schichtweise Aufbau des Grünlings in Schritt (A) durch ein schichtweises Inkjet-Druckverfahren erfolgt.

Im Vergleich zum Giessdruck und zur Extrusion sind die Druckgeschwindigkeiten von Tintenstrahldruckern oft deutlich geringer als diejenigen beispielsweise von Giessdruckeinrichtungen und von Extruder. Um die Druckgeschwindigkeit zu erhöhen ist es bekannt, Tintenstrahldrucker mit einer Vielzahl von Düsen und/oder Inkjet-Druckköpfen auszustatten.

Tintenstrahldrucker (auch Inkjet-Druckeinrichtung genannt) weisen mindestens einen Inkjet Druckkopf auf mit mindestens einer Düsenreihe von nebeneinander angeordneten Düsen über die Tinte auf die zu bedruckende Oberfläche aufgebracht werden kann. Das Bedrucken findet dabei durch den Ausstoss von Tintentropfen gemäss einer vorgegebenen gegebenenfalls variablen Druckfrequenz und Tropfenanzahl statt.

Während des Ausstossens führt der Inkjet-Druckkopf eine lineare Querbewegung durch, wodurch eine Zeile bedruckt werden kann. Alternativ kann während des Ausstossens das zu bedruckende Substrat eine lineare Bewegung durchführen. Diese (Quer)bewegung legt die Scanrichtung fest. Das im Stand der Technik bekannte Verfahren Zeilenweise zu drucken wird daher auch Scanverfahren genannt. Erstrecken sich ein oder mehrere Inkjet-Druckköpfe über die ganze Breite des zu bedruckenden Mediums kann alternativ zur obigen erstgenannten Ausführungsform nur das Substrat senkrecht zu einer Düsenreihe verfahren werden, wobei der oder die Inkjet-Druckköpfe nicht bewegt werden. Dieses Verfahren ist unter anderem als Single-Pass-Verfahren bekannt. Fährt der Druckkopf im Scanverfahren lediglich ein Mal über die Zeile, so spricht man vom Singlescanverfahren. Fährt der Druckkopf mehrmals über dieselbe Zeile so spricht man vom Multiscanverfahren. Das Multiscanverfahren kann in ausgewählten Verfahren zu einer höheren Druckqualität führen.

Ist eine Zeile fertig bedruckt, so kann das zu bedruckende Substrat um eine Zeile senkrecht zur vom Druckkopf ausgeführten Scanrichtung in eine Transportrichtung bewegt werden und das Bedrucken der nächsten Zeile kann beginnen. Dabei gibt es monodirektionale Verfahren, d.h. der Druckkopf druckt lediglich bei der Querbewegung in eine Richtung und fährt bei Erreichen des Zeilenendes ohne zu drucken zum Zeilenanfang zurück. Es gibt aber auch bidirektionale Verfahren, bei denen nach Erreichen des Zeilenendes das zu bedruckende Medium um eine Zeile verschoben wird und bei Zurückfahren des Druckkopfes in die Ausgangsposition bereits die nächste Zeile bedruckt wird.

Beim Tintenstrahldruck wird die Auflösung durch den Abstand der durch den Druck aufgebrachten Tröpfchen bestimmt. Im Falle des zweidimensionalen Drucks kann die Auflösung in einer ersten Dimension, beispielsweise in einer Dimension x, sich von der Auflösung in der gegenüber der ersten Dimension senkrecht ausgerichteten zweiten Dimension, beispielsweise der Dimension y, unterscheiden. Beispielsweise wird die Auflösung entlang der Querbewegung des Druckkopfes von der Geschwindigkeit des Druckkopfes und der Tropfenausstossfrequenz bestimmt, während die Auflösung in Transportrichtung durch den Abstand der Düsen in der Düsenreihe des Druckkopfes bestimmt wird. Dabei sei darauf hingewiesen, dass sich diese Auflösung durch Schrägstellen der Düsenreihe erhöhen lässt. Alternativ kann aber auch eine höhere Auflösung erreicht werden, indem beispielsweise eine Düsenreihe eines ersten Druckkopfes zu einer Düsenreihe eines zweiten Druckkopfes derart gegeneinander versetzt auf einem Druckschlitten angeordnet wird, dass die Auflösung in Transportrichtung verdoppelt wird. Im Falle des dreidimensionalen Drucks kann die Auflösung in der dritten Dimension, beispielsweise der Dimension z, die orthogonal zur x-y-Ebene steht, sich von der Auflösung in der ersten und/oder zweiten Dimension unterscheiden. Beispielsweise wird die Auflösung z vom bei jedem Pixel realisierten Tintenauftragslevel bestimmt.

Ein Tintenauftrag-Level (0 bis KS) einer Opfertinte zur Ausbildung einer Stützstruktur oder zur Ausbildung innerer Randbereiche jeweiliger Formschichten einer Stützstruktur ist im Kontext derart definiert, dass der Level KS, d.h. K*S, die Tintenmenge KS der Opfertinte angibt, mit der jedes Pixel Di in einer jeden Reihe eines ersten Druckrasters beaufschlagt wird und K ein Tropfen oder ein Vielfaches eines von einer oder von mehreren Düsen zumindest einer Düsenreihe ausgegebenen Tropfen der Opfertinte ist, wobei jeder einzelne Tropfen der Opfertinte im Wesentlichen das gleiche Tropfenvolumen S aufweist.

Ein Tintenauftrag-Level (0 bis LT) einer Objekttinte ist im Kontext derart definiert, dass der Level LT, d.h. L*T, die Tintenmenge LT der Objekttinte angibt, mit der jedes Pixel D2 in einer jeden Reihe eines zweiten Druckrasters beaufschlagt wird und L ein Tropfen oder ein Vielfaches eines von einer oder von mehreren Düsen zumindest einer Düsenreihe ausgegebenen Tropfen der Objekttinte ist, wobei jeder einzelne Tropfen der Objekttinte im Wesentlichen das gleiche Tropfenvolumen T aufweist.

Aktuell sind Verfahren zur additiven Fertigung von dreidimensionalen Objekten bekannt, die mit üblichen Inkjet-Druckköpfen arbeiten, derart, dass sowohl Objektschichten als auch Opferschichten zur Stützung überhängender Bereiche des zu bildenden Objekts bei einer hohen Auflösung, d.h. beispielsweise bei einer Auflösung von mindestens 300 dpi x 300 dpi, ausgebildet werden.

Die W02006078342A2 offenbar in einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform die Realisierung von Objektschichten und Strukturschichten mittels Tintenstrahldruck, welche wie in Figur 9 ersichtlich jeweils dieselbe Schichtdicken aufweisen. Dieser Stand der Technik offenbart nicht, dass zur Realisierung der Strukturschichten bzw. Opferschichten und der Objektschichten unterschiedliche Tintentropfengrössen verwendet werden. Insbesondere offenbart sie nicht, dass das Tropfenvolumen der jeweiligen Tintentropfen zur Realisierung der Strukturschichten bzw. Opferschichten kleiner ist als das jeweilige Tropfenvolumen der Tintentropfen zur Realisierung der Objektschichten.

Die bislang bekannten rein digitalen additiven Tintenstrahldruckverfahren stellen zwar eine sehr gute und flexible Methode zur Herstellung hochwertiger Objekte dar. Allerdings lässt sich hiermit eine hohe Abbildegenauigkeit des Objekts bislang nur auf Kosten der Zeit erhalten. Die eingangs erwähnten analog-digitalen Fertigungs verfahren von dreidimensionalen Objekten stellen ebenso eine sehr gute Methode zur Herstellung hochwertiger Mantelflächen der Produkte dar. Allerdings lässt sich die Zeitersparnis bei der Ausbildung der Objektschichten oft nur auf Kosten einer inhomogenen Deckenschicht des dreidimensionalen Objekts erhalten.

Es besteht daher der Bedarf nach einem Verfahren zum Strukturieren von dreidimensionalen Objekten, mit dem eine hohe Abbildegenauigkeit über die gesamte Fläche des Objekts in zeitsparender Weise erzielt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde Verfahren zum Strukturieren von dreidimensionalen Objekten anzugeben, mit dem eine hohe Abbildegenauigkeit über die gesamte Fläche des Objekts, d.h. auch an dessen Deckschicht, in zeitsparender Weise erzielt wird.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst. Die Unteransprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte und gegebenenfalls zusätzlich erfinderische Ausführungsformen. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass zur Ausbildung einer jeden Opferschicht einer jeden Formschicht einer Stützstruktur und zur Ausbildung einer jeden Objektschicht unterschiedliche native Tropfenvolumina für die Opfertinte und für die Objekttinte verwendet werden. Dabei beträgt das Tropfenvolumen der jeweiligen Tropfen der Opfertinte <1 OOpl, wobei das Volumenverhältnis zwischen dem Volumen der jeweiligen Tropfen der Opfertinte und dem Volumen der jeweiligen Tropfen der Objekttinte jeweils mindestens 1:15 beträgt.

Jede Formschicht zur Ausbildung einer Stützstruktur für das dreidimensionale Objekt wird durch übereinander Stapeln mehrerer Opferschichten ausgebildet, wobei die Opferschichten jeweils mit einer Schichtdicke, die zumindest um den Faktor zwei kleiner ist als die Schichtdicke einer jeden Objektschicht, ausgebildet werden.

Die Ausbildung der Opferschichten erfolgt dergestalt, dass jede Opferschicht durch Beaufschlagen jedes Pixels Di in einer jeden Reihe eines auf der jeweils zu bedruckenden Oberfläche gedachten ersten Druckrasters mit einem ersten Kombinationstropfen gebildet wird, der sich jeweils aus K Tropfen der Opfertinte mit jeweils einem Volumen S zusammensetzt, wobei K e {0, 1, 2, 3, ...} und somit bei jedem Pixel Di ein Tintenauftragslevel KS realisiert wird.

Die Ausbildung der Objektschichten erfolgt wiederum dergestalt, dass jede Objektschicht durch Beaufschlagen jedes Pixels D2 in einer jeden Reihe eines auf der jeweils zu bedruckenden Oberfläche gedachten zweiten Druckrasters mit einem zweiten Kombinations tropfen gebildet wird, der sich jeweils aus E Tropfen der Objekttinte mit jeweils einem Volumen T zusammensetzt, wobei L e {0, 1, 2, 3, ... } und somit bei jedem Pixel Ü2ein Tintenauftragslevel LT realisiert wird.

Das erfindungsgemässen Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte: (a) Ausbilden, auf einem Substrat oder vorzugsweise auf einer unteren Schicht, einer ersten Formschicht mit erster Aussparung, die dem Negativ einer ersten Objektschicht entspricht, (b) Ausfüllen der ersten Aussparung mit Objekttinte, um die erste Objektschicht zu bilden; (c) Ausbilden, auf der ersten Formschicht, einer zweiten Formschicht mit zweiter Aussparung, die dem Negativ einer zweiten Objektschicht entspricht, (d) Ausfüllen der zweiten Aussparung mit Objekttinte, um die zweite Objektschicht zu bilden, wodurch ein Objekt und eine Stützstruktur aus oder umfassend Opferschichten gebildet wurde.

Unter einem ersten Kombinationstropfen können im Kontext jene mit einer Düse oder mit mehreren Düsen hintereinander gedruckten Tropfen der Opfertinte, welche im Wesentlichen das gleiche Tropfenvolumen S aufweisen, verstanden werden, welche sich bei der Verwendung von grauskalenfähigen Inkjet-Druckköpfen im Flug und spätestens vor dem Auftreffen auf das zu bedruckende Pixel Di vereinen können oder welche sich alternativ allgemein bei der Verwendung von Inkjet-Druckköpfen zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf eine Pixelposition, auf die sie abzielten, vereinigt werden, und im Wesentlichen ein Vielfaches vom ursprünglich gedruckten Tropfenvolumen S der Opfertinte aufweisen.

Unter einem zweiten Kombinationstropfen können im Kontext wiederum jene mit einer Düse oder mit mehreren Düsen hintereinander gedruckten Tropfen der Objekttinte, welche im Wesentlichen das gleiche Tropfenvolumen T aufweisen, verstanden werden, welche sich bei der Verwendung von grauskalenfähigen Inkjet-Druckköpfen im Flug und spätestens vor dem Auftreffen auf das zu bedruckende Pixel D2 vereinen können oder welche sich alternativ allgemein bei der Verwendung von Inkjet-Druckköpfen zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf eine Pixelposition, auf die sie abzielten, vereinigt werden, und im Wesentlichen ein Vielfaches vom ursprünglich gedruckten Tropf en volumen T der Objekttinte aufweisen.

Es sei jedoch explizit darauf hingewiesen, dass ein Kombinationstropfen auch aus null Tropfen (K oder L gleich null) oder aus einem Tropfen (K oder L gleich 1) bestehen kann.

Dementsprechend handelt es sich bei dem erfindungsgemässen Verfahren um ein Verfahren zum schichtweisen Strukturieren eines dreidimensionalen Objekts, umfassend:

(a) Ausbilden, auf einem Substrat oder vorzugsweise auf einer unteren Schicht, einer ersten Formschicht mit erster Aussparung, die dem Negativ einer ersten Objektschicht entspricht,

(b) Ausfüllen der ersten Aussparung mit Objekttinte, um die erste Objektschicht zu bilden;

(c) Ausbilden, auf der ersten Formschicht, einer zweiten Formschicht mit zweiter Aussparung, die dem Negativ einer zweiten Objektschicht entspricht,

(d) Ausfüllen der zweiten Aussparung mit Objekttinte, um die zweite Objektschicht zu bilden.

Erfindungsgemäss wird jede Formschicht durch übereinander Stapeln mehrerer Opferschichten ausgebildet, wobei die Opferschichten jeweils mit einer Schichtdicke, die zumindest um den Faktor zwei kleiner ist als die Schichtdicke einer jeden Objektschicht, ausgebildet werden, dergestalt, dass jede Opferschicht durch Beaufschlagen jedes Pixels Di in einer jeden Reihe eines auf der jeweils zu bedruckenden Oberfläche gedachten ersten Druckrasters mit einem ersten Kombinationstropfen gebildet wird, der sich jeweils aus K Tropfen der Opfertinte mit jeweils einem Volumen S zusammensetzt, wobei K e {0, 1, 2, 3, ...} und somit bei jedem Pixel Di ein Tintenauftragslevel KS realisiert wird, und dass jede Objektschicht durch Beaufschlagen jedes Pixels D2 in einer jeden Reihe eines auf der jeweils zu bedruckenden Oberfläche gedachten zweiten Druckrasters mit einem zweiten Kombinationstropfen gebildet wird, der sich jeweils aus E Tropfen der Objekttinte mit jeweils einem Volumen T zusammensetzt, wobei L e {0, 1, 2, 3, ... } und somit bei jedem Pixel D2 ein Tintenauftragslevel LT realisiert wird, wobei das Tropfenvolumen S der jeweiligen K Tropfen der Opfertinte <100pl beträgt und das Volumenverhältnis (S:T) zwischen dem Volumen S der jeweiligen K Tropfen der Opfertinte und dem Volumen T der jeweiligen L Tropfen der Objekttinte jeweils mindestens 1:15, vorzugsweise mindestens 1:20 beträgt.

Im Rahmen dieser Beschreibung ist jeweils unter einer Schicht eine durchgehende Schicht gemeint. Entsprechend erfolgt im erfindungsgemässen Verfahren der Auftrag der Tropfen der Opfertinte und der Tropfen der Objekttinte dergestalt, dass auf benachbarte Pixel Di aufgebrachte erste Kombinationstropfen der Opfertinte mit ihren Randbereichen ineinanderlaufen und dass auch auf benachbarte Pixel D2 aufgebrachte zweite Kombinationstropfen der Objekttinte mit ihren Randbereichen ineinanderlaufen. Dementsprechend ist das erfindungsgemässe Verfahren auch so ausgebildet, dass der Auftrag der Tropfen der Opfertinte und der Objekttinte jeweils so erfolgt, dass die X-Y-Rasterweiten in der Dimension x und in der Dimension y des ersten Druckrasters jeweils kleiner gewählt sind als die jeweiligen X-Y-Rasterweiten in der Dimension x und in der Dimension y des zweiten Druckrasters. Bei den benachbarten Pixeln handelt es sich typischerweise um unmittelbar benachbarte Pixel, die tatsächlich mit einem Kombinationstropfen beaufschlagt wurden. Es ist aber auch möglich, dass es sich bei den benachbarten Pixeln um mittelbar benachbarte Pixel handelt, bei denen beispielsweise nur jeder zweite Pixel in x und y Richtung tatsächlich mit einem Kombinationstropfen beaufschlagt wurde.

Im Rahmen dieser Beschreibung wird unter einer Formschicht eine Formschicht verstanden, die aus einer eine Aussparung umschliessenden Seitenwand besteht, welche Seitenwand mehrere übereinander gestapelte Opferschichten umfasst.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens beträgt das Tropfenvolumen S der jeweiligen K Tropfen der Opfertinte jeweils < lOOpl, bevorzugt lOpl < S < 80pl, besonders bevorzugt 20pl < S < 45pl, wobei das Volumenverhältnis (S:T) zwischen dem Volumen S der jeweiligen K Tropfen der Opfertinte und dem Volumen T der jeweiligen L Tropfen der Objekttinte jeweils mindestens 1:50, bevorzugt mindestens 1: 150, besonders bevorzugt mindestens 1:300, und ganz besonders bevorzugt bis zu 1:1500 beträgt. Diese Weiterbildungen bieten den Vorteil, dass sich dadurch die Zeitersparnis bei der Ausbildung der Objektschicht erhöhen lässt und weiterhin eine hohe Abbildegenauigkeit über die gesamte Fläche des Objekts erzielt wird.

Entsprechend können die Opferschichten beispielsweise jeweils mit einer Schichtdicke, die zumindest um einen Faktor vier kleiner, vorzugsweise zumindest um einen Faktor acht kleiner als die Schichtdicke einer jeden Objektschicht ausgebildet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird jede ausgebildete Objektschicht getrocknet und/oder gehärtet bevor darauf jeweils eine weitere Objektschicht gebildet wird. Dabei werden die jeweiligen Objektschichten typischerweise nicht vollständig getrocknet. Dadurch wird eine verbesserte Haftung zwischen den Schichten erzielt.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird jede ausgebildete Objektschicht getrocknet, indem aus jeder ausgebildeten Objektschicht das Wasser, vorzugsweise im Wesentlichen nur das Wasser, entfernt wird, bevor darauf jeweils eine weitere Objektschicht gebildet wird.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Objekttinte als Komponenten (a) Wasser, (b) ein organisches Bindemittel und (c) ein organisches Dispergiermittel oder (z) ein organisches dispergierwirksames Bindemittel anstelle von Komponenten (b) und (c), und (d) keramische Partikel und/oder metallische Partikel, die im Wasser dispergiert sind, wobei das Verfahren ferner den Schritt umfasst: Brennen des Objekts, um ein gebranntes keramisches und/oder metallisches Objekt zu erhalten.

Das organische Bindemittel (Komponente (b)) ist so ausgebildet, dass es die Aufgabe innehat, die keramischen und/oder metallischen Partikel der jeweils ausgebildeten Objektschichten zwischenzeitig an Ort und Stelle zu halten, nachdem das Wasser durch Trocknung der jeweiligen Objektschichten entfernt wurde und bis die Partikel beim Brennschritt durch Sintern stoffschlüssig miteinander verbunden werden.

Das Dispergiermittel (Komponente (c)), das sich vom organischen Bindemittel unterscheidet, fördert die Benetzung und Stabilisierung der keramischen und/oder metallischen Partikel in der Objekttinte und verhindert so ein Auf- und Ausschwimmen sowie das Absetzen der jeweils vorhandenen Partikel, wodurch die Homogenität der Suspension über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden kann. Dementsprechend ist das organische Dispergiermittel ausgebildet.

Das organische Bindemittel kann auch ausgebildet sein, um die Aufgabe des organischen Dispergiermittels zu erfüllen. Ein solches Bindemittel wird in dieser Beschreibung als organisches dispergierwirksames Bindemittel (Komponente (z)) bezeichnet.

Entsprechende organische Bindemittel, organische Dispergiermittel und organische dispergierwirksame Bindemittel sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Geeignete organische Bindemittel (Komponenten (b)) sind beispielsweise erste Polymere. Derartige Polymere sind dem Fachmann bekannt. Geeignete organische Dispergiermittel (Komponenten (c)) sind beispielsweise zweite Polymere. Auch derartige Polymere sind dem Fachmann bekannt.

Geeignete organische dispergierwirksame Bindemittel (Komponente (z)) sind vorzugsweise dritte Polymere, beispielsweise Methylcellulose. Auch derartige Polymere sind dem Fachmann wohlbekannt.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Objekttinte folgende Komponenten:

10 Gew% - 40 Gew%, vorzugsweise 15 Gew% - 25 Gew%, Komponente (a); und

0,3 Gew% - 5 Gew%, vorzugsweise 0,5 Gew% - 1,5 Gew%, Komponente (b); und 0,01Gew% - 5 Gew%, vorzugsweise 0,2 Gew% - 2 Gew%, Komponente (c); und 50 Gew% - 85 Gew%, vorzugsweise 70 Gew% - 80 Gew%, Komponente (d), oder

10 Gew% - 40 Gew%, vorzugsweise 15 Gew% - 25 Gew%, Komponente (a); und 0,01Gew% - 5 Gew%, vorzugsweise 0,2 Gew% - 2 Gew%, Komponente (z); und 50 Gew% - 85 Gew%, vorzugsweise 70 Gew% - 80 Gew%, Komponente (d), wobei der organische Komponentenanteil an der Objekttinte in Summe < 6 Gew.%, vorzugsweise < 5 Gew.%, besonders bevorzugt < 3 Gew.% beträgt und wobei sich die jeweiligen Prozentangaben auf das Gesamtgewicht der Objekttinte beziehen.

Typischerweise umfasst die Objekttinte als zusätzlich Komponente (e) zumindest ein zusätzliches Additiv, beispielsweise ein organisches Gleit- und/oder Verlaufsadditiv, welches oder welche dazu dienen die Oberflächenspannung der Objekttinte zu reduzieren. Gemäss einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beträgt die Menge an Gleit- und/oder Verlaufsadditiv in der Tinte zwischen 0,2 Gew% bis 3 Gew%, bevorzugt zwischen 0,5 Gew% und 1 Gew%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Objekttinte.

Im Gegensatz zu den erfindungsmässen Objekttinten enthalten herkömmliche Objekttinten mit keramischen und/oder metallischen Partikeln zur Herstellung entsprechender Objekte einen deutlich höherer Gewichtsanteil, d.h. einen Gewichtsanteil von über 15 Gew%, meist sogar über 30 Gew% an organischen Komponenten in Bezug auf das Gesamtgewicht der Objekttinte, darunter insbesondere ein organisches Feuchthaltemittel, um ein Antrocknen und/oder eine Agglomeration der keramischen und/oder metallischen Partikeln in den Düsen der herkömmlichen Tintenstrahldruckköpfe mit einem Düsendurchmesser von bis zu 60 pm zu verhindern. Dadurch konnten Düsenverstopfungen erfolgreich minimiert werden, wodurch eine hohe Druckzuverlässigkeit bei diesen Druckköpfen erzielt werden konnte.

Ein aus der erfindungsgemässen keramischen und/oder metallischen Objekttinte hergestelltes Objekt verhält sich so, dass - selbst wenn aus dessen Schichten jeweils kein Wesentlicher organischer Komponentenanteil bei der jeweiligen Trocknung entfernt wurde - daraus ein gebranntes Keramik- und/oder Metallobjekt in deutlich kürzerer Zeit im Vergleich zu den oben genannten herkömmlichen Objekttinten defektlos hergestellt werden kann. In diesem Zusammenhang verhält sich das Objekt insbesondere so, dass es mittels einer Temperaturrampe von Raumtemperatur auf eine Temperatur, bei der es anfängt zu sintern, innerhalb einer deutlich kürzeren Aufheizzeit gebracht werden kann ohne dass Defekte am Objekt auftreten.

Dadurch verhält sich das Objekt aus Schichten so, dass selbst wenn beispielsweise aus einer jeden Schicht des Objekts <20 Gew.%, vorzugsweise < 10 Gew.% der organischen Bestandteile der Objekttinte bei der jeweiligen Trocknung entfernt wurde, daraus ein gebranntes Keramik- und/oder Metallobjekt in deutlich kürzerer Zeit im Vergleich zu den oben genannten herkömmlichen Objekttinten defektlos hergestellt werden kann.

Unter einem defektlos hergestellten Objekt wird ein nach dem Brennvorgang ohne Rissbildung und/oder Aufplatzen einzelner Objektschichten hergestelltes Objekt verstanden.

Bis heute liessen sich mit den oben genannten herkömmlichen Objekttinten gebrannte Keramik- und/oder Metallobjekte hingegen lediglich defektfrei durch einen dem Brennschritt, also dem Sinterschritt, vorgeschalteten langwierigen thermischen Entbinderungsschritt, der typischerweise bis mehrere Tage andauerte und meist im zeitlichen Mittel bei einer Temperatur von über 150°C durchgeführt wurde, herstellen. Der Entbinderungsschritt ist im Rahmen dieser Beschreibung derart definiert, dass in diesem Schritt auch nur ein teilweises Versintern der anorganischen Partikel der Objekttinte, d.h. der keramik- und/oder Metallpartikel, nicht erfolgt, dies im Gegensatz zum Brennschritt.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich unter Verwendung der erfindungsgemässen Objekttinten auch Objekte mit einer deutlich grösseren Wanddicke defektlos herstellen, die mit herkömmlichen Verfahren und Objekttinten bis dato nicht herstellbar waren, selbst unter Verlängerung des thermischen Entbinderungsprozesses.

Die Erfinder haben interessanterweise beobachtet, dass die an organischen Komponenten armen erfindungsgemässen Objekttinten, wenn sie als Tintenstrahldrucktinten formuliert sind und mit Düsen eines Inkjet-Druckkopfes mit jeweils einem Innendurchmesser in einem Bereich von 100 pm bis 400 pm verarbeitet werden, eine überraschend hohe Druckzuverlässigkeit des Tintenstrahldruckkopfes ermöglichen. Trotz des geringen organischen Komponentenanteiles von in Summe < 6 Gew%, bevorzugt < 5 Gew%, besonders bevorzugt < 3 Gew% konnte das Risiko eines Antrocknens und/oder einer Agglomeration der keramischen und/oder Metallpartikel drastisch reduziert werden, wodurch die Gefahr von Düsen Verstopfungen entsprechend minimiert werden konnte.

Die Reduktion des organischen Komponentenanteils in der Objekttinte macht das Verfahren auch umweltfreundlicher als die entsprechenden herkömmlichen Verfahren.

Die Objekttinte kann eine Objekttinte A und eine Objekttinte B umfassen, die jeweils Komponenten (a), (b), (c) und (d) oder Komponenten (a), (z) und (d) umfassen, jedoch in voneinander unterschiedlichen und vorgegebenen Gewichtsanteilen und Zusammensetzungen, und die nach einem vorgegebenen Druckmuster auf die Pixel D2 des zweiten Druckrasters beaufschlagt werden, um eine Objektschicht auszubilden. Dadurch wird die Ausbildung von Objekten mit unterschiedlichsten chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften ermöglicht. Beispielsweise kann die Objekttinte A keramische Partikel aus Aluminiumoxid und die Objekttinte B keramische Partikel aus Zirconiumoxid umfassen. Werden beide Objekttinten zur Ausbildung der jeweiligen Objektschichten gemäss ausgewählten und bekannten Druckschemas verwendet, so kann die Bruchzähigkeit und -Festigkeit der einzelnen Objektschichten und somit auch jene des Objektes deutlich gesteigert werden.

Ferner ist es möglich, dass die Objekttinte und die Opfertinte jeweils als Inkjet-Tinten ausgebildet sind und dass die K Tropfen der Opfertinte aus zumindest einem ersten Inkjet-Druckkopf mit mehreren Düsen ausgegeben werden, und dass die E Tropfen der Objekttinte aus zumindest einem zweiten Inkjet- Druckkopf mit jeweils mehreren Düsen ausgegeben werden, wobei während dem Ausbilden einer jeden Opferschicht eine lineare Relativbewegung zumindest zwischen dem ersten Inkjet-Druckkopf und dem Substrat erfolgt und wobei während dem Ausbilden einer jeden Objektschicht eine lineare Relativbewegung zumindest zwischen dem zweiten Inkjet-Druckkopf und dem Substrat erfolgt.

Weiter ist es möglich, dass die mehreren Düsen des zweiten Inkjet-Druckkopfes jeweils einen Innendurchmesser in einem Bereich von 100 pm bis 400 pm, bevorzugt in einem Bereich von 150 pm bis 350 pm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 150 pm bis 250 pm aufweisen, und dass die mehreren Düsen des ersten Inkjet-Druckkopfes jeweils einen Innendurchmesser von bis zu 60 pm aufweisen, vorzugsweise in einem Bereich von 20 pm bis 45 pm aufweisen.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird ein mittels Stössel betriebener Inkjet-Druckkopf als zweiter Inkjet-Druckkopf bereitgestellt. Der mittels Stössel betriebene Inkjet-Druckkopf kann eine ausserhalb des Druckkopfes vorgesehene Umwälzpumpe zum Pumpen der Objekttinte durch einen Tinten Versorgungskanal des Druckkopfes umfassen.

Als Beispiel für solche Inkjet-Druckköpfe seien die in der Beschreibung der WO 2013/013983 Al, WO 2019/042586 Al und WO 2019/042585 Al jeweils von der gleichnamigen Anmelderin offenbarten Inkjet-Druckköpfe für Tintenstrahldrucker zu erwähnen, die mittels Stössel betrieben werden. Aufgrund des grossen Innendurchmessers der Düsen zwischen 250pm bis 350 pm lassen sich bei derartigen Druckköpfen beispielsweise Suspensionen mit grösseren Partikeln drucken als bei den sonst typischen piezoelektrisch betriebenen Tintenstrahldruckvorrichtungen aus dem Stand der Technik, die typischerweise Düsen mit einem Innendurchmesser von nur bis zu 60 pm umfassen.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden zumindest 95%, bevorzugt zumindest 99% der tatsächlich zu bedruckenden Pixel D2 der Objektschicht mit ein und demselben zweiten Kombinationstropfen beaufschlagt, der sich aus L Tropfen der Objekttinte zusammensetzt, wobei L e { 1, 2, 3}, vorzugsweise L e { 1 } und somit bei jedem dieser Pixel D2 der ein und derselbe Tintenauftragslevel IT, 2T, oder 3T, vorzugsweise IT, realisiert wird. Diese Weiterbildungen bieten den Vorteil, dass sich dadurch die Abbildegenauigkeit einer jeden Objektschicht als Zwischenschicht weiter erhöhen lässt, sodass in Summe eine homogenere Deckschicht des dreidimensionalen Objekts erzielt wird.

Gemäss einer anderen bevorzugten Ausführungsform werden zumindest 95%, bevorzugt zumindest 99% der tatsächlich zu bedruckenden Pixel Di der Opferschicht mit ein und demselben ersten Kombinationstropfen beaufschlagt, der sich aus K Tropfen der Opfertinte zusammensetzt, wobei K e { 1, 2, 3}, vorzugsweise K e { 1 }, ist und somit bei jedem dieser Pixel Di der ein und derselbe Tintenauftragslevel IS, 2S, 3S, vorzugsweise IS, realisiert wird. Diese Weiterbildungen bieten den Vorteil, dass sich dadurch die Abbildegenauigkeit einer Bodenschicht des Objekts weiter erhöhen lässt.

Gemäss einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform werden zumindest 95%, bevorzugt zumindest 99% der tatsächlich zu bedruckenden Pixel Di entweder eines randnahen Bereichs der Aussparung der Opferschicht oder eines inneren Randbereichs einer Formschicht, wenn eine Aussparung vorliegt, oder des gesamten Bereichs der jeweiligen Opferschicht mit ein und demselben ersten Kombinationstropfen beaufschlagt.

Wenn im Rahmen dieser Beschreibung von «eines randnahen Bereichs der Aussparung der Opferschichten» gesprochen wird, so ist ein Randbereich gemeint, der sowohl durch den tatsächlichen Rand der Aussparung der Opferschicht als auch durch einen fiktiven Rand, der die Aussparung der Objektschicht beabstandet umschliess und innerhalb der Opferschicht verläuft, definiert, wobei der Abstand zwischen dem tatsächlichen Rand und dem fiktiven Rand bis zu 5 cm, vorzugsweise bis zu 1cm beträgt.

Das Verfahren umfasst typischerweise einen zusätzlichen Schritt des Entfernens der Stützstruktur, die aus Opferschichten gebildet wurde oder die Opferschichten umfasst, vom Objekt, vorzugsweise durch mechanisches Abtragen, Verdampfen von flüchtigen Bestandteilen, Schmelzen, Auflösen oder Verbrennen der Stützstruktur. Dadurch kann im Zuge ein und desselben Verfahrens das Objekt als solches erhalten werden. Die Stützstruktur dient der Stützung von seitlichen und/oder überhängenden Bereichen des Objekts.

Ferner ist es möglich, dass vor Schritt (a), auf dem Substrat, eine Opferschicht oder mehrere Opferschichten durch übereinander Stapeln derselben ausgebildet wird. Vorteilhaft ist diese Weiterbildung, da sich dadurch der Aufwand zur Entfernung des Objekts vom Substrat reduzieren lässt.

Weiter ist es möglich, dass Schritt (a) auch das Ausbilden, auf dem Substrat oder auf einer unteren Schicht, einer ersten Kernschicht innerhalb der betreffenden Aussparung umfasst, dergestalt, dass eine ringartige Aussparung gebildet wird; und Schritt (c) auch das Ausbilden, auf der unteren Schicht, einer zweiten Kernschicht umfasst, dergestalt, dass eine ringartige Aussparung gebildet wird. Dadurch lässt sich die Formvielfalt der dreidimensionalen Objekte erweitern.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt in Schritt (c) das Ausbilden einer zweiten Formschicht auch auf der ersten Objektschicht.

Ferner ist es typischerweise möglich, dass jede Opferschicht erstarrt oder getrocknet und/oder gehärtet wird, bevor darauf jeweils eine weitere Opferschicht, oder vorzugsweise eine Objektschicht und eine weitere Opferschicht, ausgebildet wird.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Opfertinte ein Wachs oder besteht die Opfertinte aus einem Wachs, das eine Schmelztemperatur (Smp) von >40°C, bevorzugt eine Smp von >60°C, besonders bevorzugt eine Smp von >90°C aufweist, und das zum Beaufschlagen der Pixel Di des ersten Druckrasters vorab auf eine Temperatur gebracht wurde, die höher liegt als seine Schmelztemperatur. Das Erstarren des Wachses kann durch eine passive oder aktive Kühlung des Substrats bei einer Temperatur, die kleiner ist als die Schmelztemperatur des Wachses ist, erfolgen.

Gemäss einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst die Opfertinte einen flüssigen Träger, ein Dispergiermittel, einen durch UV-Strahlung radikalbildenden Photoinitiator und ein Polymer, welches Polymer radikalisch härtbar ist und in dem flüssigen Träger durch das Dispergiermittel dispergiert ist. Das Trocknen einer jeden Opferschicht kann durch Einwirken von thermischer Energie, beispielsweise von IR- oder NIR-Strahlung auf die Opfertinte erfolgen, und das UV-Härten einer jeden Opferschicht kann durch Ein wirken von UV-Strahlung auf die Opfertinte erfolgen.

Ferner ist es möglich, dass beim Ausfüllen einer n-ten Aussparung einer n-ten Formschicht mit Objekttinte, um eine n-te Objektschicht zu bilden, die noch nicht-getrocknete und/oder noch nichtgehärtete n-te Objektschicht mit einer Schichtdicke ausgebildet wird, die kleiner oder gleich ist der Schichtdicke der erstarrten oder getrockneten und/oder gehärteten n-ten Formschicht, die dem Negativ der n-ten Objektschicht entspricht.

Der Buchstabe n einer (n)-ten Formschicht entspricht der Anzahl der bislang ausgebildeten Formschichten, und der Buchstabe n einer (n)-ten Objektschicht entspricht der Anzahl der bislang ausgebildeten Objektschichten.

Die x-y-Rasterweiten, d.h. die Rasterweiten in einer Dimension x und in einer zur Dimension x vertikal ausgerichteten Dimension y des ersten Druckrasters, können jeweils einer Tintentropfendichte von > 300 dpi, bevorzugt > 600 dpi, besonders bevorzugt > 1200 dpi entsprechen, und die Rasterweiten in der Dimension x und in der Dimension y des zweiten Druckrasters können jeweils einer Tintentropfendichte von < 150 dpi, bevorzugt von jeweils 50 dpi bis 100 dpi entsprechen.

Es ist klar, dass das erfindungsgemässe Verfahren weitere Druckzyklen sogenannter erster Art umfassen kann, falls notwendig, um das gewünschte Objekt vollständig zu erzeugen, wobei ein Druckzyklus erster Art umfasst:

Ausbilden, auf der (n)-ten Formschicht, und vorzugsweise auf der (n)-ten Objektschicht, einer (n+l)-ten Formschicht mit vorgegebener Aussparung, die dem Negativ der (n+l)-ten Objektschicht entspricht;

Ausfüllen der vorgegebenen Aussparung mit Objekttinte, um die (n+l)-te Objektschicht zu bilden; wobei n nach jedem Druckzyklen der erster Art um die Zahl 1 erhöht wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch ein oder mehrere Druckzyklen sogenannter zweiter Art umfassen, bis das gewünschte Objekt vollständig gebildet wurde, wobei ein Druckzyklus zweiter Art umfasst:

Ausbilden, auf der (n)-ten Formschicht und auf der (n)-ten Objektschicht, einer (n+l)-ten Objektschicht, wobei n nach jedem Druckzyklen der zweiter Art um die Zahl 1 erhöht wird. In diesem Fall wird vorzugsweise die (n)-te Formschicht, auf die eine (n+l)-ten Objektschicht aufgebracht werden soll, ausschliesslich durch übereinander Stapeln der mehreren Opferschichten ausgebildet.

Jede Objektschicht kann mit einem mechanischen Mittel zum Nivellieren ihrer Oberfläche, vorzugsweise mit einer geeigneten Walze oder eines geeigneten Rakelmittels, nivelliert werden, bevor darauf eine weitere Objektschicht ausgebildet wird. Dadurch lässt sich eine Erhöhung der Abbildegenauigkeit der Deckschicht des Objekts erzielen.

Auch jede Opferschicht kann mit einem mechanischen Mittel zum Nivellieren ihrer Oberfläche, vorzugsweise mit einer geeigneten Walze oder eines geeigneten Rakelmittels, nivelliert werden, bevor darauf eine weitere Opferschicht ausgebildet wird. Dadurch lässt sich eine Erhöhung der Abbildegenauigkeit der Mantelschicht des Objekts und gegebenenfalls eine Erhöhung der Abbildegenauigkeit der Bodenschicht des Objekts erzielen.

Gemäss einer ersten ganz besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Objekt mit zumindest einem gewünschten Farbgradienten ausgebildet, indem die jeweiligen nicht-getrockneten und/oder nicht-gehärteten Objektschichten so ausgebildet werden, dass sie gegebenenfalls mit Tropfen mit jeweils einem Volumen von <50pl einer oder mehrerer Farbtinten mit anorganischen oder organischen Farbpartikeln gemäss einem vorgegebenen Druckmuster mit zumindest einem dritten Inkjet-Druckkopf bedruckt werden, dergestalt, dass die Schichtdicke einer jeden nicht-getrockneten und/oder nichtgehärteten Objektschicht nicht wesentlich zunimmt, bevorzugt um nicht mehr als 3%, besonders bevorzugt um nicht mehr als 1,5%. Dadurch lassen sich beispielsweise realistische Farbgradienten einer Zahnkrone nachbilden.

Gemäss einer zweiten ganz besonders bevorzugten Ausführungsform werden abwechselnd keramische und metallische Objektschichten ausgebildet, dergestalt, dass abwechselnd isolierende und leitende Objektschichten ausgebildet werden. Dadurch können beispielsweise elektronische Komponenten hergestellt werden.

Ferner ist es möglich, dass die Opfertinte Partikel umfasst, wobei die Partikel der Opfertinte einen volumetrischen Durchmesser von 0,001 pm < d50 < 2,0 pm, bevorzugt 0,1 pm < d50 < 1 pm aufweisen, wobei die Partikel der Opfertinte besonders bevorzugt 3 Gew% bis 50 Gew%, ganz besonders bevorzugt von 3 Gew% bis 30 Gew%, des Gesamtgewichts der Opfertinte ausmachen. Weiter ist es möglich, dass die keramischen Partikel und/oder metallischen Partikel der Objekttinte einen volumetrischen Durchmesser von 0,1 pm < d50(v) < 10pm, bevorzugt von 0,35pm < d50(v) < 6pm, besonders bevorzugt 0,5pm < d50(v) < 4pm aufweisen. Tinten umfassend Partikel mit einem volumetrischen Durchmesser von 0,35pm < d50(v) < 6pm, bevorzugt von 0,5pm < d50(v) < 4pm verhalten sich so, dass ein Tintenstrahldruckkopf, der solche Tinten verdruckt, mit einer merklich höheren Tropfen-Ausstossfrequenz arbeiten kann als dies bei Vergleichstinten umfassend Partikel mit einem volumetrischen Durchmesser von d50(v) < 0,25 pm der Fall wäre, zumal erstere mit einer deutlich niedrigeren Viskosität als letztere bereitgestellt werden können. Folglich ermöglichen diese erfindungsgemässen Tinten unter Umständen eine Steigerung der Produktivität gegenüber den Vergleichstinten. Im Übrigen ist die Erzeugung von Tinten mit Partikeln mit 0,35pm < d50(v) < 6pm, bevorzugt von 0,5 pm < d50(v) < 4pm deutlich weniger kostenintensiv als dies bei den besagten Vergleichstinten der Fall ist, zumal der Mahlaufwand geringer ist.

Gemäss einer bevorzugten zweiten Variante des erfindungsgemässen Verfahrens ist zumindest eine Formschicht in einen äusseren Randbereich und in einen inneren Randbereich unterteilbar, wobei die innere Oberfläche des inneren Randbereichs der Formschicht die entsprechende Aussparung der Formschicht definiert, wobei der innere Randbereich zumindest der ersten und zweiten Formschicht durch übereinander Stapeln der mehreren Opferschichten ausgebildet wird und der jeweilige äussere Randbereich zumindest der ersten und zweiten Formschicht mit einer Aussenstruktur bildenden Tinte erzeugt wird, dergestalt, dass der jeweilige äussere Randbereich durch Beaufschlagen jedes Pixels D3 in einer jeden Reihe eines auf der jeweils zu bedruckenden Oberfläche gedachten dritten Druckrasters mit einem dritten Kombinationstropfen gebildet wird, der sich jeweils aus M Tropfen der Aussenstruktur bildenden Tinte mit jeweils einem Volumen U zusammensetzt, wobei M e {0, 1, 2, 3, ... } und somit bei jedem Pixel D3 ein Tintenauftragslevel MU realisiert wird, wobei das Volumen Verhältnis (S:U) zwischen dem Volumen S der jeweiligen K Tropfen der Opfertinte und dem Volumen U der jeweiligen M Tropfen der Aussenstruktur bildenden Tinte jeweils mindestens 1:15 beträgt.

Dadurch wurde ein Objekt aus Objektschichten und eine Stützstruktur aus Opferschichten und Aussenstrukturschichten gebildet.

Der innere Randbereich einer jeden Formschicht kann gemäss besagtem Verfahren durch übereinander Stapeln der mehreren Opferschichten ausgebildet werden und der äussere Randbereich einer jeden Formschicht kann gemäss besagtem Verfahren mit der Aussenstruktur bildenden Tinte erzeugt werden.

Der dritte Druckraster kann dem ersten Druckraster entsprechen.

Diese Weiterbildungen bieten den Vorteil, dass sich dadurch das Objekts rasch und effektiv erzeugen lässt und gleichzeitig sich eine hohe Abbildegenauigkeit an der äusseren Oberfläche des Objekts erzielen lässt. Ein Tintenauftrag-Level (0 bis MU) einer Aussenstruktur bildenden Tinte zur Ausbildung der äusseren Randbereiche der jeweiligen Formschichten einer Stützstruktur ist im Kontext derart definiert, dass der Level MU, d.h. M*U, die Tintenmenge MU der Aussenstruktur bildenden Tinte angibt, mit der jedes Pixel D3 in einer jeden Reihe eines dritten Druckrasters beaufschlagt wird und M ein Tropfen oder ein Vielfaches eines von einer oder von mehreren Düsen zumindest einer Düsenreihe ausgegebenen Tropfen der Aussenstruktur bildenden Tinte ist, wobei jeder einzelne Tropfen der Aussenstruktur bildenden Tinte im Wesentlichen das gleiche Tropfenvolumen U aufweist.

Unter einem dritten Kombinationstropfen können im Kontext wiederum jene mit einer Düse oder mit mehreren Düsen hintereinander gedruckten Tropfen der Aussenstruktur bildenden Tinte, welche im Wesentlichen das gleiche Tropfenvolumen U aufweisen, verstanden werden, welche sich bei der Verwendung von grauskalenfähigen Inkjet-Druckköpfen im Flug und spätestens vor dem Auftreffen auf das zu bedruckende Pixel D3 vereinen können oder welche sich alternativ allgemein bei der Verwendung von Inkjet-Druckköpfen zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf eine Pixelposition, auf die sie abzielten, vereinigt werden, und im Wesentlichen ein Vielfaches vom ursprünglich gedruckten Tropf en volumen U der Objekttinte aufweisen.

Es sei jedoch explizit darauf hingewiesen, dass ein Kombinationstropfen auch aus null Tropfen (M gleich null) oder aus einem Tropfen (M gleich 1) bestehen kann.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens beträgt das Tropfenvolumen S der jeweiligen K Tropfen der Opfertinte jeweils < lOOpl, bevorzugt lOpl < S < 80pl, besonders bevorzugt 20pl < S < 45pl beträgt, wobei das Volumenverhältnis (S:U) zwischen dem Volumen S der jeweiligen K Tropfen der Opfertinte und dem Volumen U der jeweiligen M Tropfen der Aussenstruktur bildenden Tinte jeweils mindestens 1:50, bevorzugt mindestens 1:150, besonders bevorzugt mindestens 1:300 beträgt.

Der inneren Randbereich einer Formschicht kann eine Breite von 20pm bis 5000pm, bevorzugt von 100pm bis 2000pm, besonders bevorzugt von 100pm bis 500pm betragen und der äussere Randbereich einer Formschicht kann eine Breite von grösser 500pm, bevorzugt grösser 1000pm, besonders bevorzugt grösser 2000pm betragen.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der zweiten Variante wird jede Formschicht mit innerem und äusserem Randbereich gebildet, indem zunächst der innere Randbereich der Formschicht gebildet wird und vorzugsweise erstarrt oder getrocknet und/oder gehärtet wird, bevor der äussere Randbereich ein und derselben Formschicht gebildet wird und vorzugsweise erstarrt oder getrocknet und/oder gehärtet wird.

Das Tropfenvolumen T der jeweiligen L Tropfen der Objekttinte kann im Wesentlich identisch sein wie das Tropfenvolumen U der jeweiligen M Tropfen der Aussenstruktur bildenden Tinte.

Ferner ist es möglich, dass die Aussenstruktur bildende Tinte als Inkjet-Tinte ausgebildet ist und dass die M Tropfen der Aussenstruktur bildenden Tinte aus zumindest einem dritten Inkjet-Druckkopf mit mehreren Düsen ausgegeben werden, wobei vorzugsweise der erste und der dritte Inkjet-Druckkopf derselbe Inkjet-Druckkopf ist.

Weiter ist es möglich, dass die mehreren Düsen des dritten Inkjet-Druckkopfes jeweils einen Innendurchmesser in einem Bereich von 100 pm bis 400 pm, bevorzugt in einem Bereich von 150 pm bis 350 pm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 150 pm bis 250 pm aufweisen.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird ein mittels Stössel betiebener Inkjet-Druckkopf als dritter Inkjet-Druckkopf bereitgestellt. Der mittels Stössel betriebene Inkjet-Druckkopf kann eine ausserhalb des Druckkopfes vorgesehene Umwälzpumpe zum Pumpen der Aussenstruktur bildenden Tinte durch einen Tinten Versorgungskanal des Druckkopfes umfassen.

Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform der zweiten Variante enthält die Aussenstuktur bildende Tinte zur Erzeugung eines äusseren Randbereichs einer Formschicht als Komponenten (a) Wasser, (b2) ein zweites organisches Bindemittel und (c2) ein zweites organisches Dispergiermittel oder (z2) ein zweites organisches dispergierwirksames Bindemittel anstelle von Komponenten (b2) und (c2), und (d2) zweite keramische Partikel und/oder zweite metallische Partikel, die im Wasser dispergiert sind, wobei die Opfertinte in Bezug sowohl auf die Objekttinte als auch auf die Aussenstruktur bildende Tinte derart ausgewählt wurde und ausgebildet ist, dass ein durch die Opfertinte gebildete innere Randbereich einer jeweiligen Formschicht dem Verbinden des äusseren Randbereichs ein und derselben Formschicht an das Objekt während des Sinterns widersteht.

Dem Fachmann sind entsprechende Opfertinten aus dem Stand der Technik bekannt.

Eine entsprechende erfindungsgemässe Opfertinte kann Wachs und nicht-sinterbare Partikel umfassen.

Nicht-sinterbare Partikel der Opfertinte sind beispielsweise Partikel, die eine erste Sintertemperatur aufweisen, die höher ist als die zweite Sintertemperatur der Partikel der Objekttinte und auch höher ist als die dritte Sintertemperatur der Partikel der Aussenstruktur bildenden Tinte. Das Brennen des Objekts erfolgt bei dieser bevorzugten Ausführungsform bei einer Brenntemperatur, die höher als die zweite Sintertemperatur der Partikel der Objekttinte und auch höher als die dritte Sintertemperatur der Partikel der Aussenstruktur bildenden Tinte aber tiefer als die erste Sintertemperatur der Partikel der Opfertinte.

Ein entsprechendes Wachs kann eine Schmelztemperatur (Smp) von >40°C, bevorzugt eine Smp von >60°C, besonders bevorzugt eine Smp von >90°C aufweisen, und das zum Beaufschlagen der Pixel Di des ersten Druckrasters vorab auf eine Temperatur gebracht wurde, die höher liegt als seine Schmelztemperatur.

Derartige Opfertinten mit Wachs und nicht-sinterbare Partikeln erleichtern das mechanische Entfernen des äusseren Randbereichs der Stützstruktur von dem Objekt nach dem Brennvorgang.

Zumindest eine der Komponenten b2, c2, d2 und z2 kann sich entweder von ihrer jeweiligen buchstabengleichen Komponente b, c, d und z unterscheiden. Alternativ kann jede Komponenten b2, c2, d2 und z2 mit allen ihrer buchstabengleichen Komponenten b, c, d und z identisch sein.

Ferner kann in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung die Aussenstruktur bildende Tinte folgende Komponenten umfassen:

10 Gew% - 40 Gew%, vorzugsweise 15 Gew% - 25 Gew%, Komponente (a2); und 0,3 Gew% - 5 Gew%, vorzugsweise 0,5 Gew% - 1,5 Gew%, Komponente (b2); und 0,01Gew% - 5 Gew%, vorzugsweise 0,2 Gew% - 2 Gew%, Komponente (c2); und 50 Gew% - 85 Gew%, vorzugsweise 70 Gew% - 80 Gew%, Komponente (d2), oder

10 Gew% - 40 Gew%, vorzugsweise 15 Gew% - 25 Gew%, Komponente (a2); und 0,01Gew% - 5 Gew%, vorzugsweise 0,2 Gew% - 2 Gew%, Komponente (z2); und 50 Gew% - 85 Gew%, vorzugsweise 70 Gew% - 80 Gew%, Komponente (d2), wobei der organische Komponentenanteil an der Aussenstruktur bildende Tinte in Summe < 6 Gew.%, vorzugsweise < 5 Gew.%, besonders bevorzugt < 3 Gew.% beträgt und wobei sich die jeweiligen Prozentangaben auf das Gesamtgewicht der Aussenstruktur bildende Tinte beziehen. Ferner ist es möglich, dass die keramische Partikel und/oder metallische Partikel der Aussenstruktur bildenden Tinte einen volumetrischen Durchmesser von 0,lpm < d50(v) < l pm. bevorzugt von 0,35 pm < d50(v) < 6pm, besonders bevorzugt von 0,5pm < d50(v) < 4pm aufweisen.

Ausserdem ist es möglich, dass die keramischen Partikel und/oder metallischen Partikel der Objekttinte und/oder die zweiten keramischen Partikel und/oder zweiten metallischen Partikel der Aussenstruktur bildende Tinte jeweils wenigstens zwei voneinander unterschiedliche Partikelgrößenpopulationen enthalten, wobei die erste Population (PI) einen volumetrischen Durchmesser der Partikelgrösse von 0,1 pm < d50(v) < 4 pm und die zweite Population (P2) einen volumetrischen Durchmesser der Partikelgrösse von 0,8 pm < d50(v) < 12 pm aufweist, wobei das Verhältnis zwischen dem d50(v) Wert der Population PI und dem d50(v) Wert der Population P2 in einem Bereich von 1:8 bis 1:3 liegt.

Dadurch können dichtere Packungen der Partikel und damit dichtere Objekte erzeugt werden.

Die eingangs genannte Aufgabe löst auch ein erfindungsgemässes dreidimensionales Objekt, vorzugsweise ein keramisches und/oder metallisches Objekt, das durch zumindest ein erfindungsgemässes Verfahren erhältlich ist.