背景技術(shù)：

已經(jīng)提出了基于逐層生成三維物體的加成式制造系統(tǒng)(additivemanufacturingsystem)作為生產(chǎn)三維物體的潛在方便的方式。

附圖說(shuō)明

為了更好地理解本文所述的示例，以及更清楚地示出示例可被如何實(shí)施，現(xiàn)在僅通過(guò)非限定性示例的方式參考以下附圖，其中：

圖1示出對(duì)準(zhǔn)試劑分配器的方法的示例；

圖2a示出對(duì)準(zhǔn)圖案的示例的俯視圖；

圖2b示出圖2a的示例的側(cè)視圖；

圖2c示出圖2a的示例的透視圖；

圖2d示出圖2a的示例的進(jìn)一步細(xì)節(jié)；

圖3a示出對(duì)準(zhǔn)圖案的示例的平視圖；

圖3b示出圖3a的示例的側(cè)視圖；

圖3c示出圖3a的示例的透視圖；

圖3d示出圖3a的示例的進(jìn)一步細(xì)節(jié)；

圖4示出對(duì)準(zhǔn)圖案的示例；

圖5示出用于生成三維物體的裝置的示例；以及

圖6示出用于生成三維物體的裝置的另一示例。

具體實(shí)施方式

生成有形三維物體的過(guò)程可以包括一系列步驟，這些步驟包括：形成構(gòu)建材料的層，選擇性地輸送試劑(例如聚結(jié)劑和/或聚結(jié)改性劑)至構(gòu)建材料的層的表面的一個(gè)部分或多個(gè)部分，以及將預(yù)定水平的能量臨時(shí)施加至構(gòu)建材料的層。能量的臨時(shí)施加可使得在其上已經(jīng)輸送聚結(jié)劑或者聚結(jié)劑已經(jīng)穿透的構(gòu)建材料的部分加熱至構(gòu)建材料的熔點(diǎn)之上并且聚結(jié)。一旦冷卻，已經(jīng)聚結(jié)的部分成為固體并且形成正生成的三維物體的一部分。然后，可以重復(fù)這些步驟以形成三維物體。其他步驟和工序也可以與這一系列步驟一起使用。

可以使用將試劑沉積在構(gòu)建材料上的試劑分配器來(lái)沉積試劑，例如聚結(jié)劑或聚結(jié)改性劑。在本文所述的示例中，聚結(jié)劑和聚結(jié)改性劑可以包括可使用試劑分配器輸送的流體。在一個(gè)示例中，試劑以微滴形式輸送。

聚結(jié)改性劑可以用于多種目的。在一個(gè)示例中，聚結(jié)改性劑可以鄰近聚結(jié)劑所輸送的位置而輸送，例如以幫助減小橫向聚結(jié)劑滲出的影響。這可以用于例如改進(jìn)物體邊緣或表面的清晰度或精確度，和/或減小表面粗糙度。在另一示例中，聚結(jié)改性劑可以摻入聚結(jié)劑輸送，這可以用于使物體的屬性能夠被修改。

在本文所述的示例中，涉及的構(gòu)建材料可以包括例如基于粉末的構(gòu)建材料的構(gòu)建材料。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)基于粉末的材料意在包括干的基于粉末的材料和濕的基于粉末的材料兩者、顆粒材料和粒狀材料。

根據(jù)本文所述示例的試劑分配器可以包括一打印頭或多打印頭，諸如熱打印頭或壓電打印頭。在一個(gè)示例中，可以使用諸如用于商業(yè)上可獲得的噴墨打印機(jī)中的合適的打印頭之類的打印頭。

本文所述的示例涉及用于對(duì)準(zhǔn)試劑分配器(例如，對(duì)準(zhǔn)打印頭或多個(gè)打印頭)的方法和裝置。

圖1示出在用于生成三維物體的裝置中對(duì)準(zhǔn)試劑分配器的方法的示例。該方法包括：在構(gòu)建材料的層上選擇性地沉積試劑以形成預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案，101。根據(jù)構(gòu)建材料的表面中的高度輪廓檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)圖案，103。使用所檢測(cè)的對(duì)準(zhǔn)圖案執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)操作，105。構(gòu)建材料的表面中的高度輪廓可以包括例如由試劑與構(gòu)建材料的相互作用引起的高度的改變。

本文所述的示例利用了當(dāng)試劑與構(gòu)建材料相互作用時(shí)(例如作為在打印操作期間沉積在構(gòu)建材料的一部分上的結(jié)果)而發(fā)生的收縮或膨脹。例如，當(dāng)構(gòu)建材料的層具有在打印操作(以及例如被加熱)期間選擇性地分布在其上的聚結(jié)劑時(shí)，打印區(qū)域經(jīng)歷凹陷。例如在構(gòu)建材料的表面中凹陷或改變的量可以取決于試劑、構(gòu)建材料、或者構(gòu)建工序的一些其他特性，并且在一個(gè)示例中，可以在約50微米的區(qū)域中。該收縮或改變引起在構(gòu)建材料上試劑已經(jīng)沉積在其上的部分與構(gòu)建材料的沒(méi)有試劑沉積在其上的部分之間的高度差。該高度輪廓可以由本文所述的示例使用，以檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)圖案，然后，對(duì)準(zhǔn)圖案可用于在裝置中執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)操作，例如對(duì)準(zhǔn)試劑分配器，試劑分配器例如打印頭(諸如熱打印頭)。

在一個(gè)示例中，檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)圖案包括：在沿著掃描軸線的多個(gè)參考點(diǎn)處檢測(cè)在構(gòu)建材料的表面中高度的改變，其中多個(gè)參考點(diǎn)用于比較所檢測(cè)的對(duì)準(zhǔn)圖案與預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案。

在一個(gè)示例中，預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案包括：橫跨試劑分配器的掃描軸線(x)的至少第一參考線和第二參考線，第一參考線和第二參考線具有相對(duì)于彼此的已知角度關(guān)系。在一個(gè)示例中，第一參考線和第二參考線對(duì)于掃描軸線是斜的。

圖2a示出對(duì)準(zhǔn)圖案的示例的俯視圖。在圖2a的示例中，對(duì)準(zhǔn)圖案包括在構(gòu)建材料20上的至少一個(gè)三角形對(duì)準(zhǔn)圖案21。在該特定示例中，提供了第一三角形對(duì)準(zhǔn)圖案211和第二三角形對(duì)準(zhǔn)圖案212。然而，應(yīng)該注意的是，可以使用任何數(shù)量的三角形圖案。此外，應(yīng)該注意的是，可以使用任何形狀的對(duì)準(zhǔn)圖案。

在圖2a的示例中，預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案包括：橫跨試劑分配器的掃描軸線x的至少第一參考線和第二參考線(例如第一三角形對(duì)準(zhǔn)圖案211的第一參考線221和第二參考線222，以及第二三角形對(duì)準(zhǔn)圖案212的第一參考線223和第二參考線224)。第一參考線221/223和第二參考線222/224涉及三角形圖案橫跨掃描軸線x的邊。預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案211的第一參考線221和第二參考線222具有相對(duì)于彼此的已知角度關(guān)系。以類似方式，預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案212的第一參考線223和第二參考線224具有相對(duì)于彼此的已知角度關(guān)系。因此，在一個(gè)示例中，預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案包括：至少一個(gè)三角形對(duì)準(zhǔn)圖案，其中第一參考線和第二參考線形成三角形對(duì)準(zhǔn)圖案的第一條邊和第二條邊，并且其中三角形對(duì)準(zhǔn)圖案的第三條邊基本上平行于掃描軸線x。如上所述，示例可以使用用于對(duì)準(zhǔn)的任何圖案，包括具有任何朝向的圖案。因?yàn)轭A(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案具有已知的圖案和朝向，因此在示例中，這使通過(guò)圖案的改變或朝向的改變能夠檢測(cè)未對(duì)準(zhǔn)，例如當(dāng)例如使用高度輪廓信息比較所檢測(cè)的對(duì)準(zhǔn)圖案與預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案時(shí)。

在圖2a的示例中，對(duì)準(zhǔn)圖案包括：至少一個(gè)等腰直角三角形對(duì)準(zhǔn)圖案。在圖2a的示例中，對(duì)準(zhǔn)圖案包括其他內(nèi)角各自是45°的等腰直角三角形。

圖2b是示出在加熱操作之后三角形對(duì)準(zhǔn)圖案211和對(duì)準(zhǔn)圖案212如何收縮的側(cè)視圖。這進(jìn)一步在圖2c的透視圖中圖示。構(gòu)建材料20在其中由聚結(jié)劑形成了預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案的區(qū)域中的收縮(在采用聚結(jié)劑聚結(jié)之后)可以用作檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)圖案的基礎(chǔ)，例如使用高度傳感器271和272來(lái)確定高度輪廓，如以下將進(jìn)一步解釋的。

參照?qǐng)D2d，在一個(gè)示例中，試劑分配器包括：在掃描軸線x之外的軸線上彼此間隔開(kāi)的至少第一高度傳感器271和第二高度傳感器272。在圖2d的示例中，第一高度傳感器271和第二高度傳感器272沿著基本上與掃描軸線x正交的軸線y而設(shè)置。

應(yīng)注意的是，第一高度傳感器271和第二高度傳感器272無(wú)需正交對(duì)準(zhǔn)掃描軸線x，并且可以例如對(duì)準(zhǔn)在橫跨掃描軸線x的任何軸線上。例如第一高度傳感器271和第二高度傳感器272可以沿著在y軸線的大致方向上的任何路徑彼此間隔開(kāi)。在示例中，在x方向和y方向上的第一高度傳感器271和第二高度傳感器272的相對(duì)位置已知，以便于執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)操作。例如，第一高度傳感器271和第二高度傳感器272在x方向和y方向上的相對(duì)位置可以提前確定，例如在當(dāng)組裝試劑分配器與高度傳感器271和272(或者支架和高度傳感器)時(shí)的制造期間。

根據(jù)示例，方法包括：沿著掃描軸線x掃描試劑分配器，并且使用高度信息來(lái)檢測(cè)在第一參考線和第二參考線中的每一條參考線上的第一參考點(diǎn)和第二參考點(diǎn)沿著掃描軸線的位置，以及比較參考點(diǎn)與預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案上的對(duì)應(yīng)參考點(diǎn)的位置關(guān)系，以確定第一參考線和第二參考線之間的角度關(guān)系的任何改變。以此方式，高度信息可以用于檢查第一線和第二線之間的角位移是否已經(jīng)從原始對(duì)準(zhǔn)圖案偏離。

在圖2d的示例中，第一高度傳感器271和第二高度傳感器272沿著掃描軸線x的方向掃描高度輪廓。在一個(gè)示例中，高度傳感器針對(duì)沿著掃描軸線x的多個(gè)點(diǎn)中的每一個(gè)點(diǎn)收集高度z的數(shù)值(即從高度傳感器至正被掃描的構(gòu)建材料的表面的距離)以及沿著掃描軸線x的位置。因此，在該示例中，針對(duì)沿著掃描軸線x的多個(gè)點(diǎn)中的每一個(gè)點(diǎn)，確定或收集高度信息z和沿著掃描軸線x的位置信息，以用于比較位置關(guān)系。應(yīng)注意的是，在示例中，每個(gè)傳感器的y位置通過(guò)其校準(zhǔn)(例如在生產(chǎn)線中)而是精確的。

以此方式，可以確定在預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案上的多個(gè)參考點(diǎn)。例如，傳感器271可以用于根據(jù)高度輪廓確定參考點(diǎn)231、232、233和234。同樣地，傳感器272可以用于根據(jù)高度輪廓確定參考點(diǎn)251、252、253和254。因此，針對(duì)橫跨掃描軸線的第一參考線和第二參考線中的每一條參考線確定至少兩個(gè)參考點(diǎn)(參考點(diǎn)是在參考線上的交叉點(diǎn))。在此示例中，針對(duì)橫跨掃描軸線x的每個(gè)三角形的每條邊確定兩個(gè)參考點(diǎn)，例如針對(duì)第一參考線221的參考點(diǎn)231和251，以及針對(duì)第二參考線222的參考點(diǎn)232和252(以及以類似的方式針對(duì)第二三角形對(duì)準(zhǔn)圖案)。

在一個(gè)示例中，方法包括：使用多個(gè)參考點(diǎn)以將所檢測(cè)的對(duì)準(zhǔn)圖案的第一參考線和第二參考線的角位移與預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案的第一參考線和第二參考線的角位移進(jìn)行比較。同樣，所檢測(cè)的參考點(diǎn)可以用于檢測(cè)三角形對(duì)準(zhǔn)圖案的朝向是否已經(jīng)根據(jù)預(yù)期改變，并且如果需要?jiǎng)t調(diào)整試劑分配器的對(duì)準(zhǔn)。在示例中，第一參考線和第二參考線之間的角度關(guān)系的改變用于檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)。

在一個(gè)示例中，例如基于泰勒斯(tales)定理的處理操作可以用于確定任何未對(duì)準(zhǔn)。

在一個(gè)示例中，所檢測(cè)的對(duì)準(zhǔn)圖案用于沿基本上與掃描軸線x正交的方向y調(diào)整對(duì)準(zhǔn)。在該示例中，沿y方向進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)以例如在用于生成三維物體的裝置不提供容納構(gòu)建材料的平臺(tái)(支座)(例如平臺(tái)，平臺(tái)諸如粉末床，在構(gòu)建材料包括粉末的示例中)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。

應(yīng)注意的是，試劑分配器或打印頭可以包括多于兩個(gè)傳感器，以提供更多掃描線并且因此更多參考點(diǎn)以用于確定對(duì)準(zhǔn)圖案，例如第一參考線和第二參考線之間的相對(duì)角度關(guān)系。在示例中，更多傳感器可以用于提高精確度。

在一個(gè)示例中，針對(duì)沿著掃描軸線的點(diǎn)檢索多個(gè)高度信息z和位置信息x，并且然后可以分析此信息以確定多個(gè)參考點(diǎn)的位置，例如通過(guò)確定高度改變的位置。在另一示例中，當(dāng)高度傳感器跨掃描軸線x進(jìn)行掃描時(shí)可以動(dòng)態(tài)地監(jiān)控高度信息，并且當(dāng)檢測(cè)到高度的改變時(shí)記錄位置信息。

不同試劑可以與構(gòu)建材料不同地相互作用。例如，在圖2a至圖2d的示例中，聚結(jié)劑使得構(gòu)建材料在分布了聚結(jié)劑的區(qū)域中收縮，因此使高度輪廓能夠在構(gòu)建材料的上表面中檢測(cè)下降或凹進(jìn)，從而檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)圖案。因此，根據(jù)一個(gè)示例，試劑包括聚結(jié)劑，以及其中檢測(cè)高度輪廓包括檢測(cè)構(gòu)建材料的層中的凹進(jìn)。

采用不同的試劑，例如聚結(jié)改性劑，試劑分配器的對(duì)準(zhǔn)可以包括相反的檢測(cè)。例如，在提供聚結(jié)改性劑以避免熱傳導(dǎo)時(shí)，可以例如使用與圖2a相同的圖案和幾何結(jié)構(gòu)沉積預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案，如圖3a所示。在圖3a的示例中，聚結(jié)改性劑可以沉積在三角形區(qū)域內(nèi)，并且聚結(jié)劑沉積在三角形周圍的區(qū)域中。

在加熱操作期間，具有聚結(jié)改性劑的區(qū)域(即在三角形內(nèi)的區(qū)域，對(duì)應(yīng)于預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案的示例)與具有聚結(jié)劑沉積在其上的其他區(qū)域相比將保持在更高的高度。這是因?yàn)榫哂芯劢Y(jié)劑的區(qū)域?qū)⒕劢Y(jié)，并且導(dǎo)致圍繞三角形區(qū)域的那些區(qū)域中的構(gòu)建材料30的收縮，導(dǎo)致如圖3b和圖3c中所示的相反高度輪廓。在該示例中，用于對(duì)準(zhǔn)的工序?qū)㈩愃朴趫D2a至圖2d中所示的工序，但是反過(guò)來(lái)檢查高度上升而不是高度下降，并且反之亦然。

因此，在一個(gè)示例中，試劑包括聚結(jié)改性劑，并且其中檢測(cè)高度輪廓包括檢測(cè)構(gòu)建材料的層中的突起。

圖3a示出用于包括聚結(jié)改性劑的試劑的對(duì)準(zhǔn)圖案的示例的俯視圖。在圖3a的示例中，對(duì)準(zhǔn)圖案包括在構(gòu)建材料20上的至少一個(gè)三角形對(duì)準(zhǔn)圖案31。在此特定示例中，提供第一三角形對(duì)準(zhǔn)圖案311和第二三角形對(duì)準(zhǔn)圖案312。如上所示，可以使用任何合適的對(duì)準(zhǔn)圖案。

因此，在圖3a的示例中，預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案包括橫跨試劑分配器的掃描軸線x的至少第一參考線和第二參考線(例如第一三角形對(duì)準(zhǔn)圖案311的第一參考線321和第二參考線322，以及第二三角形對(duì)準(zhǔn)圖案312的第一參考線323和第二參考線324)。第一參考線321/323和第二參考線322/324涉及三角形對(duì)準(zhǔn)圖案橫跨掃描方向x的邊。預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案311的第一參考線321和第二參考線322具有相對(duì)于彼此的已知角度關(guān)系。以類似方式，預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案312的第一參考線323和第二參考線324具有相對(duì)于彼此的已知角度關(guān)系。因此，在一個(gè)示例中，預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案包括至少一個(gè)三角形對(duì)準(zhǔn)圖案，其中第一參考線和第二參考線形成三角形對(duì)準(zhǔn)圖案的第一條邊和第二條邊，并且其中三角形對(duì)準(zhǔn)圖案的第三條邊基本上平行于掃描軸線x。

在圖3a的示例中，對(duì)準(zhǔn)圖案包括至少一個(gè)等腰直角三角形對(duì)準(zhǔn)圖案。在圖3a的示例中，對(duì)準(zhǔn)圖案包括其他內(nèi)角各自是45°的等腰直角三角形。

圖3b是示出構(gòu)建材料30在加熱操作之后如何收縮使得對(duì)應(yīng)于對(duì)準(zhǔn)圖案311和對(duì)準(zhǔn)圖案312的區(qū)域突起在已收縮的構(gòu)建材料30之上的側(cè)視圖。突起區(qū)域?qū)?yīng)于其中已經(jīng)沉積了聚結(jié)改性劑的區(qū)域。這進(jìn)一步在圖3c的透視圖中圖示。在聚結(jié)改性劑已經(jīng)沉積的區(qū)域中的預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案311和預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案312的突起用作檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)圖案的基礎(chǔ)，例如以與上面針對(duì)圖2a至圖2d所述類似的方式，使用高度傳感器371和高度傳感器372來(lái)確定高度輪廓，并且如以下將進(jìn)一步解釋的。

參照?qǐng)D3d，在一個(gè)示例中，試劑分配器包括：在掃描軸線x之外的軸線上彼此間隔開(kāi)的至少第一高度傳感器371和第二高度傳感器372。在圖3d的示例中，第一高度傳感器371和第二高度傳感器372沿著基本上與掃描軸線x正交的軸線y而設(shè)置。應(yīng)注意的是，第一高度傳感器371和第二高度傳感器372無(wú)需正交對(duì)準(zhǔn)掃描軸線x，而是可以沿著橫跨掃描軸線x的路徑而間隔開(kāi)。

根據(jù)示例，方法包括：沿著掃描軸線x掃描試劑分配器，并且使用高度信息來(lái)檢測(cè)在第一參考線和第二參考線中的每一條參考線上的第一參考點(diǎn)和第二參考點(diǎn)的沿著掃描軸線的位置，以及比較參考點(diǎn)與預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案上對(duì)應(yīng)參考點(diǎn)的位置關(guān)系，以確定第一參考線和第二參考線之間的角度關(guān)系的任何改變。以此方式，高度信息可以用于檢查第一線和第二線之間的角位移是否已經(jīng)從原始對(duì)準(zhǔn)圖案偏離。

在圖3d的示例中，第一高度傳感器371和第二高度傳感器372沿著掃描軸線x的方向掃描高度輪廓。在一個(gè)示例中，高度傳感器針對(duì)沿著掃描軸線x的多個(gè)點(diǎn)中的每一個(gè)點(diǎn)收集高度z的數(shù)值(即從高度傳感器至正被掃描的構(gòu)建材料的表面的距離)以及沿著掃描軸線x的位置。因此，在該示例中，針對(duì)沿著掃描軸線x的多個(gè)點(diǎn)中的每一個(gè)點(diǎn)，收集高度信息z和沿著掃描軸線x的位置信息x，以用于比較位置關(guān)系。應(yīng)注意的是，每個(gè)傳感器的y位置通過(guò)其校準(zhǔn)(例如在生產(chǎn)線中)而是精確的。

以此方式，可以確定在預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案上的多個(gè)參考點(diǎn)。例如，傳感器371可以用于從高度輪廓確定參考點(diǎn)331、332、333和334。同樣，傳感器372可以用于從高度輪廓確定參考點(diǎn)351、352、353和354。在圖3d的示例中，針對(duì)橫跨掃描軸線x的第一參考線和第二參考線中的每一條參考線確定至少兩個(gè)參考點(diǎn)。因此，在此示例中，針對(duì)橫跨掃描軸線x的每個(gè)三角形的每條邊確定兩個(gè)參考(或交叉)點(diǎn)。

在一個(gè)示例中，例如使用泰勒斯定理的處理操作可以用于確定任何未對(duì)準(zhǔn)。

在本文所述的示例中，用于檢測(cè)高度輪廓的高度傳感器可以包括用于檢測(cè)高度的光學(xué)傳感器，例如使用激光源或其他光學(xué)機(jī)構(gòu)。然而，應(yīng)注意的是，用于確定高度的高度傳感器可以包括其他形式的檢測(cè)設(shè)備，諸如超聲檢測(cè)設(shè)備或其他形式的距離檢測(cè)器。

圖4示出另一預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案的示例。在此示例中，與使用三角形作為對(duì)準(zhǔn)圖案不同，使用相對(duì)于彼此具有已知角度關(guān)系的第一參考線221和第二參考線222。在該示例中，對(duì)準(zhǔn)例如包括至少第一高度傳感器271和第二高度傳感器272的試劑分配器的方法可以包括：沿著掃描軸線x掃描試劑分配器，以及使用高度信息來(lái)分別檢測(cè)第一參考線221和第二參考線222中的每一條參考線上的第一參考點(diǎn)231/251和第二參考點(diǎn)232/252的沿著掃描軸線的位置。然后，可以比較參考點(diǎn)與預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案上的對(duì)應(yīng)參考點(diǎn)的位置關(guān)系，以確定在第一參考線221和第二參考線222之間的角度關(guān)系θ1的任何改變。

在用于生成三維物體的裝置中，可以使用本文所述的各示例中的任何一個(gè)示例來(lái)對(duì)準(zhǔn)用于沉積諸如聚結(jié)劑或聚結(jié)改性劑之類的試劑的試劑分配器，并且因此提供更精確的打印過(guò)程。在示例中，對(duì)準(zhǔn)方法不依賴于支撐床(supportbed)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且因此該示例可以在不需要支撐床往復(fù)運(yùn)動(dòng)的情況下執(zhí)行在y軸線中的對(duì)準(zhǔn)。

如以上示例中所述，對(duì)準(zhǔn)工序可以包括創(chuàng)建以與構(gòu)建層類似方式形成的合適的對(duì)準(zhǔn)輪廓，由此試劑沉積在構(gòu)建材料的層上并熔化。然后，由于當(dāng)構(gòu)建材料(例如粉末)和試劑聚結(jié)或熔化時(shí)收縮，可以分析出現(xiàn)在構(gòu)建材料中(例如在粉末床上)的高度輪廓并且用于對(duì)準(zhǔn)試劑分配器或打印頭。

在一個(gè)示例中，試劑分配器可以沿掃描軸線x掃描高度輪廓，并且在整個(gè)掃描期間保存距離z(高度)和位置x的數(shù)值。每個(gè)傳感器的y位置通過(guò)其校準(zhǔn)(例如在生產(chǎn)線中)而是精確的。在一個(gè)示例中，試劑分配器(例如打印頭)根據(jù)由試劑分配器所分配的試劑類型而單獨(dú)對(duì)準(zhǔn)。

在一個(gè)示例中，預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案包括一系列三角形，例如具有90°角和兩個(gè)45°角的三角形。在一個(gè)示例中，通過(guò)在三角形的相同邊緣的沿著y軸線間隔開(kāi)的兩個(gè)不同位置中沿掃描方向x掃描(即在這兩個(gè)位置處的第一傳感器和第二傳感器的掃描)，可以例如使用泰勒斯定理計(jì)算邊緣角相對(duì)于原始角度(45°)的偏離。然后，可以使用該偏離數(shù)值沿試劑分配器的y方向進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。

在一個(gè)示例中，用于生成三維物體的裝置在生成三維物體之前，可以執(zhí)行如在以上任何示例中所述的對(duì)準(zhǔn)工序。

圖5示出用于生成三維物體的裝置500的示例。該裝置包括試劑分配器501，用于在構(gòu)建材料上分配預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案。該預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案可以包括如上所述的一個(gè)或多個(gè)三角形，或者任何其他圖案。裝置500包括至少一個(gè)高度傳感器503，用于檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)圖案。裝置500包括對(duì)準(zhǔn)控制器505，用于基于被檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)圖案控制試劑分配器的對(duì)準(zhǔn)。

在本文所述的示例中，執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)控制操作可以包括任何形式的對(duì)準(zhǔn)操作或工序，包括例如改變?cè)噭┓峙淦鞯奈恢没虺?例如物理對(duì)準(zhǔn)或調(diào)整的形式)，或者改變?nèi)绾纬练e試劑或構(gòu)建材料，例如改變燒結(jié)數(shù)據(jù)和/或時(shí)序，或者調(diào)整液滴大小或重量(例如邏輯或軟件對(duì)準(zhǔn)或調(diào)整的形式)。

在一個(gè)示例中，至少一個(gè)高度傳感器503沿著掃描軸線在多個(gè)參考點(diǎn)處檢測(cè)構(gòu)建材料的表面中的高度的改變。在一個(gè)示例中，對(duì)準(zhǔn)控制器505使用多個(gè)參考點(diǎn)以比較所檢測(cè)的對(duì)準(zhǔn)圖案與預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案。

應(yīng)注意的是，在示例中，試劑分配器或打印頭可以包括比打印區(qū)域?qū)挾榷痰拈L(zhǎng)度，使得試劑分配器或打印頭并未跨越打印區(qū)域的整個(gè)寬度。在這些示例中，試劑分配器或打印頭可以安裝在可移動(dòng)支架上，使它們能夠跨越頁(yè)面寬度軸線雙向移動(dòng)，即沿掃描方向x掃描。這使得能夠在單程或多程中跨越打印區(qū)域的整個(gè)寬度而選擇性輸送試劑(例如聚結(jié)劑和聚結(jié)改性劑)。在其他示例中，試劑分配器可以固定，并且支架構(gòu)件可以相對(duì)于試劑分配器移動(dòng)。

應(yīng)注意的是，根據(jù)另一示例，在所謂頁(yè)寬陣列配置中，試劑分配器或打印頭可以包括使它們能夠跨越打印區(qū)域的整個(gè)寬度的長(zhǎng)度。在一個(gè)示例中，這可以通過(guò)多個(gè)試劑分配器或打印頭的合適設(shè)置而實(shí)現(xiàn)。

圖6示出所謂頁(yè)寬陣列配置的示例(示出交錯(cuò)的試劑分配器，例如交錯(cuò)的打印頭ph1、ph2、ph3)。在該示例中，可以提供第一傳感器(傳感器1)以沿著第一軸線61掃描高度輪廓，同時(shí)提供第二傳感器(傳感器2)以沿著第二軸線62掃描高度輪廓。在具有交錯(cuò)的試劑分配器或交錯(cuò)的打印頭的該示例中，可以沿著穿過(guò)第一試劑分配器和第二試劑分配器重疊的區(qū)域的軸線而確定第一高度輪廓和第二高度輪廓。沿著第一軸線61和第二軸線62的高度輪廓可以用于檢測(cè)預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案，例如在以上示例中所公開(kāi)的三角形對(duì)準(zhǔn)圖案，或一些其他形式的對(duì)準(zhǔn)圖案。在另一示例中，一個(gè)或多個(gè)附加傳感器可以用于沿著其他軸線檢測(cè)高度輪廓，例如圖6中標(biāo)注為63、65、66和67的軸線。因?yàn)閳D6中的試劑分配器不沿方向x(有時(shí)稱作頁(yè)寬方向)移動(dòng)，因此圖6的試劑分配器通過(guò)沿方向y移動(dòng)而打印對(duì)準(zhǔn)圖案，例如三角形。在一個(gè)示例中，第一傳感器沿著軸線61的某處與打印頭(未示出)定位在相同的結(jié)構(gòu)上，同時(shí)第二傳感器沿著軸線62的某處與打印頭定位在相同的結(jié)構(gòu)上。當(dāng)沿方向y執(zhí)行掃描以檢測(cè)預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案時(shí)，傳感器1將根據(jù)沿著路徑61的高度信息檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)圖案，同時(shí)傳感器2沿著路徑62檢測(cè)高度信息(并且類似地針對(duì)任何附加傳感器，例如沿著路徑63、64、65、66和67)。在該示例中，可以設(shè)置對(duì)準(zhǔn)圖案的第一參考線和第二參考線以跨越各自的第一傳感器和第二傳感器的路徑61和62(以及其中使用更多傳感器的路徑63、64、65、66和67)，由此第一參考線和第二參考線具有已知角度關(guān)系。在該示例中，可以與如上所述示例類似方式確定對(duì)準(zhǔn)信息。

因此，在圖6的頁(yè)寬陣列配置的示例中，第一高度傳感器和第二高度傳感器沿著軸線x(對(duì)應(yīng)于沿如x所示方向跨越頁(yè)寬的軸線)設(shè)置。

在另一示例中，可以使用具有噴嘴陣列的單個(gè)試劑分配器或打印頭，噴嘴具有使它們能夠跨越打印區(qū)域?qū)挾鹊拈L(zhǎng)度。在關(guān)于頁(yè)寬陣列配置的示例中，可以提供支架用于使高度傳感器能夠掃描對(duì)準(zhǔn)圖案。在其中提供支架用于使高度傳感器能夠掃描對(duì)準(zhǔn)圖案的示例中，第一傳感器和第二傳感器相對(duì)于彼此沿方向y定位。在頁(yè)寬陣列配置的另一示例中，多個(gè)高度傳感器可以沿著裝置的寬度分布，或者沿著有效掃描軸線分布。

從以上描述可以看出，在一個(gè)示例中，方法包括：通過(guò)在被加熱并且被熔化的構(gòu)建材料的層中沉積試劑而創(chuàng)建合適的對(duì)準(zhǔn)圖案。然后，由于當(dāng)被熔化時(shí)構(gòu)建材料的收縮，分析出現(xiàn)在粉末床上的高度輪廓并且用于對(duì)準(zhǔn)打印頭。

盡管在示例中對(duì)準(zhǔn)圖案示出為實(shí)心三角形形狀，但應(yīng)注意的是，對(duì)準(zhǔn)圖案可以采用其他形狀或圖案，例如包括三角形邊界、或者具有已知角度關(guān)系的一系列線條、或者被構(gòu)建物體的一部分的圖案。

從以上描述可以看出，根據(jù)示例，試劑分配器或打印頭的對(duì)準(zhǔn)以及層的校準(zhǔn)使用用于生成三維物體的裝置的實(shí)際輸出而執(zhí)行(例如使用沉積構(gòu)建材料的層并且選擇性地將試劑沉積至構(gòu)建材料上的裝置的輸出)。根據(jù)示例，在對(duì)準(zhǔn)操作期間無(wú)需操作者干預(yù)，諸如由操作者目測(cè)檢查。

盡管已經(jīng)使用用于檢測(cè)高度的激光傳感器描述了示例，但應(yīng)注意的是，可以使用其他傳感器或機(jī)構(gòu)，包括允許用于3d打印機(jī)的實(shí)時(shí)高度測(cè)量的測(cè)量設(shè)備。

在一個(gè)示例中，對(duì)準(zhǔn)不依賴于如在2d打印機(jī)中可能的沿支撐床的x和y方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且這在3d打印機(jī)的示例中可以是不可能的。此外，在示例中，對(duì)準(zhǔn)操作不依賴于具有穩(wěn)定的基底。相反，在示例中，對(duì)準(zhǔn)操作可能使用沿掃描方向x的移動(dòng)。

在其中第一傳感器和第二傳感器定位在相同試劑分配器上并且沿y方向的示例中，這使第一掃描和第二掃描能夠同時(shí)并且平行地進(jìn)行。因?yàn)閽呙枋瞧叫械模虼诉@允許使用泰勒斯定理來(lái)檢測(cè)未對(duì)準(zhǔn)。

根據(jù)一個(gè)示例，提供一種在用于生成三維物體的裝置中對(duì)準(zhǔn)試劑分配器的方法，其中由構(gòu)建材料與用于形成對(duì)準(zhǔn)圖案的試劑之間的相互作用引起的構(gòu)建材料的層中高度的改變用于檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)圖案。

在一個(gè)示例中，為每個(gè)待對(duì)準(zhǔn)的試劑分配器提供至少第一參考線和第二參考線。在另一示例中，為一組試劑分配器提供至少第一參考線和第二參考線，由此該組試劑分配器處于相對(duì)于彼此的已知位置關(guān)系中。

根據(jù)一個(gè)示例，提供一種在用于生成三維物體的裝置中對(duì)準(zhǔn)試劑分配器的方法，其中該方法包括：使用從構(gòu)建材料的表面檢測(cè)到的高度信息來(lái)檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)圖案，其中高度輪廓由試劑與構(gòu)建材料的相互作用引起。

根據(jù)一個(gè)示例，提供一種在用于生成三維物體的裝置中對(duì)準(zhǔn)試劑分配器的方法，其中該方法包括：使用從構(gòu)建材料的表面檢測(cè)的顏色或?qū)Ρ榷刃畔?lái)檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)圖案，其中顏色或?qū)Ρ榷刃畔⒂稍噭┡c構(gòu)建材料的相互作用引起。

在示例中，試劑分配器將具有預(yù)定形狀的已知對(duì)準(zhǔn)圖案沉積或打印至構(gòu)建材料上，并且然后在試劑和構(gòu)建材料已經(jīng)聚結(jié)之后，沿著掃描軸線掃描，并且從高度輪廓確定來(lái)自被掃描對(duì)準(zhǔn)圖案的多個(gè)參考點(diǎn)。比較多個(gè)參考點(diǎn)的位置與來(lái)自已知對(duì)準(zhǔn)圖案應(yīng)該預(yù)期的位置，以確定是否需要針對(duì)對(duì)準(zhǔn)圖案進(jìn)行任何調(diào)整，并且如果需要，則采取任何校正動(dòng)作。

在示例中，由于構(gòu)建材料與例如聚結(jié)劑或聚結(jié)改性劑等的試劑相互作用導(dǎo)致的高度的改變用于檢測(cè)預(yù)定對(duì)準(zhǔn)圖案，或檢測(cè)多個(gè)已知參考點(diǎn)。

在一個(gè)示例中，提供一種用于生成三維物體的裝置，該裝置包括：至少一個(gè)高度傳感器，用于檢測(cè)在構(gòu)建材料的表面中的對(duì)準(zhǔn)圖案，其中對(duì)準(zhǔn)圖案通過(guò)在構(gòu)建材料與試劑相互作用之后構(gòu)建材料的收縮而形成。

在一個(gè)示例中，提供一種用于執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)校準(zhǔn)的裝置。該裝置包括：用于在構(gòu)建材料的層上沉積對(duì)準(zhǔn)圖案的試劑分配器，用于檢測(cè)構(gòu)建材料的表面中的對(duì)準(zhǔn)圖案的至少第一高度傳感器和第二高度傳感器，以及用于基于所檢測(cè)的對(duì)準(zhǔn)圖案確定未對(duì)準(zhǔn)并且校正任何未對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)控制器。

應(yīng)注意的是，上述描述闡述并且不限制本文所述的示例，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)許多可替代示例而不脫離所附權(quán)利要求的范圍。詞語(yǔ)“包括”不排除權(quán)利要求中所列那些元件或步驟之外的其他元件或步驟的存在，“一”不排除多個(gè)，并且單個(gè)處理器或其他單元可以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求中記載的數(shù)個(gè)單元的功能。權(quán)利要求中任何附圖標(biāo)記不應(yīng)解釋為限制它們的范圍。