生成三維物體的制作方法
【專利摘要】可以生成三維物體。可以在位于支撐構(gòu)件或先前層上的構(gòu)造材料的第一層的一部分上選擇性地遞送聚結(jié)劑。可以向第一層施加能量，以使第一層的該部分聚結(jié)并固化?？梢栽诘谝粚由咸峁?gòu)造材料的第二層。在第二層上未被遞送聚結(jié)劑時，可以向第二層施加能量，使得能量可以傳播通過第二層到達(dá)第一層，以使第一層的一部分聚結(jié)并且進(jìn)一步固化。
【專利說明】生成三維物體
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求于2014年I月16日提交的、題目為“生成三維物體”的PCT申請第PCT/EP2014/050841號的權(quán)益，其整體內(nèi)容通過引用被合并于此。
【背景技術(shù)】
[0003]已經(jīng)提出逐層地生成三維物體的增材制造系統(tǒng)，來作為產(chǎn)生少量三維物體的可能的便利方式。
[0004]通過此類系統(tǒng)產(chǎn)生的物體的質(zhì)量可取決于所使用的增材制造技術(shù)的類型而廣泛地改變。通常，可以使用較低成本的系統(tǒng)生產(chǎn)低質(zhì)量的和低強(qiáng)度物體，而可以使用較高成本的系統(tǒng)生產(chǎn)高質(zhì)量和高強(qiáng)度物體。
【附圖說明】
[0005]關(guān)于以下各圖描述了一些示例:
[0006]圖la-lb、圖3和圖5均是圖示出根據(jù)一些示例的、生成三維物體的方法的流程圖；
[0007]圖2是根據(jù)一些示例的增材制造系統(tǒng)的簡化等軸圖示;并且
[0008]圖4a_h和圖6a_h示出根據(jù)一些示例的構(gòu)造材料的層的橫截面?zhèn)纫晥D的系列。
【具體實施方式】
[0009]當(dāng)通過說明書或權(quán)利要求敘述以下術(shù)語時，將以下術(shù)語理解為意指以下。單數(shù)形式“一個”、“一種”和“該”意指一個或多個。術(shù)語“包括”和“具有”意圖是與術(shù)語“包含”具有相同的包括性意義。
[0010]使用增材制造系統(tǒng)，可以通過構(gòu)造材料的一個或多個連續(xù)層的部分的固化生成三維物體。構(gòu)造材料例如可以是粉末基，并且生成的物體的屬性可以取決于構(gòu)造材料的類型和所使用的固化機(jī)理的類型。在一些示例中，可以使用液體粘結(jié)劑實現(xiàn)固化，以使構(gòu)造材料化學(xué)地固化。在其他的示例中，可以通過向構(gòu)造材料臨時施加能量來實現(xiàn)固化。這例如可以牽涉聚結(jié)劑的使用，聚結(jié)劑是這樣一種材料一一當(dāng)將適當(dāng)量的能量施加到構(gòu)造材料和聚結(jié)劑的組合時，可以使構(gòu)造材料聚結(jié)并固化。在其他的示例中，可以使用固化的其它方法。
[0011]物體屬性可以取決于所使用的構(gòu)造材料的性質(zhì)、使構(gòu)造材料固化以形成期望的三維物體的處理以及在這樣的處理期間構(gòu)造材料的溫度。此類屬性例如可以包括表面粗糙度、精度、強(qiáng)度和層間粘合。
[0012]在一些示例中，由聚結(jié)劑已經(jīng)被遞送或已經(jīng)滲透在其上的構(gòu)造材料所吸收的能量還可以傳播到周圍構(gòu)造材料中。能量可足以使周圍的構(gòu)造材料變熱。例如，能量可以橫向傳播通過構(gòu)造材料、在當(dāng)前層下面?zhèn)鞑ズ?或傳播到將來的層中。在一些示例中，該效應(yīng)可以由具有相對高的導(dǎo)熱性以及熔化焓和熱容量的各種值的材料引起。在其他的示例中，當(dāng)使用具有相對低的導(dǎo)熱性的構(gòu)造材料時，該效應(yīng)反而可能加重，因為這可以使儲熱層在其形成時形成在每個新創(chuàng)建的層的表面的下面。在某些情況下，一旦在最新的層上提供儲層中的熱，儲層中的熱就可以慢慢地跨構(gòu)造材料橫向傳播、在最新的層下面?zhèn)鞑ズ?或傳播到將來的層中。
[0013]因而，可以將構(gòu)造材料的數(shù)個部分加熱到適合于引起構(gòu)造材料的軟化和粘合的溫度。該溫度能夠高于或低于材料熔點。這可能導(dǎo)致構(gòu)造材料中的并未計劃被固化的部分的隨后固化，并且該效應(yīng)在本文被稱為聚結(jié)滲出。例如，聚結(jié)滲出可能導(dǎo)致生成的三維物體的總精確度的降低。例如，變形可包括三維部分，諸如從物體的各側(cè)橫向延伸的變形，和從物體的底部向下延伸的變形。變形也可以包括由于構(gòu)造材料上的不期望的溫度分布或熱傳導(dǎo)效應(yīng)所造成的較小的固化不規(guī)則性。
[0014]另外地，在一些示例中，在稱作“臺階”的效應(yīng)中，逐層制造可能導(dǎo)致沿著由每個層定義的x-y軸平面的精確且平滑的物體表面、但是沿著作為延伸通過多個層的軸的Z軸的不精確且粗糙的物體表面。不精確的程度可取決于構(gòu)造材料的每個層的厚度。
[0015]因此，本公開可以允許創(chuàng)建其中可以實現(xiàn)高質(zhì)量物體屬性的三維物體。例如，可以減少聚結(jié)滲出的效應(yīng)、可以實現(xiàn)堅固的層間粘合，并且可以減少層之間的臺階效應(yīng)。以下示例可以實現(xiàn)一個或多個這些效應(yīng)。
[0016]圖1a是圖示出根據(jù)一些示例的、生成三維物體的方法10的流程圖。在12處，可以在位于支撐構(gòu)件或先前層上的構(gòu)造材料的第一層的一部分上選擇性地遞送聚結(jié)劑。在14處，可以向第一層施加能量以使第一層的該部分聚結(jié)并固化。這可以是第一聚結(jié)階段。在16處，可以在第一層上提供構(gòu)造材料的第二層。在18處，在第二層不具有在其上遞送的聚結(jié)劑時，可以向第二層施加能量，使得能量可以傳播通過第二層到達(dá)第一層而使第一層的該部分聚結(jié)并且進(jìn)一步固化。這可以是第二聚結(jié)階段。
[0017]在一些示例中，在第二聚結(jié)階段中，熱量可以從聚結(jié)劑的各側(cè)傳播到構(gòu)造材料，這是因為聚結(jié)劑可能在所有側(cè)而不是僅僅在橫向側(cè)和底側(cè)上被構(gòu)造材料圍繞。構(gòu)造材料中可用于熱傳播的增加的體積量可以允許熱從聚結(jié)劑已被遞送在其上的第一層的一部分的邊緣起以較短的距離傳播通過構(gòu)造材料。因此，可以減少由熱傳播和機(jī)械應(yīng)力所引起的聚結(jié)滲出。
[0018]在這些示例中，因為過多的熱傳播以及因此聚結(jié)滲出的風(fēng)險被減少，因此可以調(diào)整各種流程參數(shù)，使得聚結(jié)劑呈現(xiàn)所施加的能量的更高且更高效的吸收，如將討論的。
[0019]在一些示例中，二步能量施加可以用于實現(xiàn)更高的零件密度。
[0020]因而，可以實現(xiàn)期望的物體屬性，諸如堅固的層間粘合、高精度和期望的表面特征和表面清晰度。
[0021]圖1b是圖示出根據(jù)一些示例的、生成三維物體的方法100的流程圖。可能已經(jīng)在支撐構(gòu)件或先前層上提供了構(gòu)造材料的第一層，并且具有聚結(jié)劑的第一層的一部分可能已經(jīng)聚結(jié)并固化。在102處，可以在第一層的一部分上選擇性地遞送附加的聚結(jié)劑。在104處，可以在第一層上提供構(gòu)造材料的第二層。在106處，可以將聚結(jié)劑遞送到第二層的一部分。在108處，可以向第二層施加能量以使第二層的具有聚結(jié)劑的那部分聚結(jié)并固化，并且使得能量可以傳播通過第二層到達(dá)第一層，而使第一層的具有附加的聚結(jié)劑的那部分聚結(jié)并固化。
[0022]在一些示例中，圖1B的方法可以實現(xiàn)上面相對于圖1A描述的一個或多個結(jié)果，包括減少聚結(jié)滲出、堅固的層間粘合、高精度以及期望的表面特征和表面清晰度。另外地，在一些示例中，圖1B的方法還可以實現(xiàn)臺階的減少。例如，在一個階段，通過引起第一層的具有附加聚結(jié)劑的那部分以及第二層的具有聚結(jié)劑的那部分兩者的聚結(jié)，沿著第一層和第二層可以實現(xiàn)在z軸方向上的更光滑的表面。
[0023]圖2是根據(jù)一些示例的增材制造系統(tǒng)200的簡化等軸圖示。如在下面參考圖3的流程圖所進(jìn)一步描述的，可以操作系統(tǒng)200以生成三維物體。
[0024]在一些示例中，構(gòu)造材料可以是粉末基構(gòu)造材料。如在本文所使用的，術(shù)語“粉末基材料”旨在包含干燥粉末基材料和濕粉末基材料兩者、顆粒材料和粒狀材料。在一些示例中，構(gòu)造材料可以包括空氣和固態(tài)聚合物顆粒、例如以大約40%空氣和大約60%固態(tài)聚合物顆粒的比率的混合物。一種適當(dāng)?shù)牟牧峡梢允抢缈蓮奈鞲瘳?奧德里奇有限公司得到的尼龍12。另一種適當(dāng)?shù)哪猃?2材料可以是可從電光學(xué)系統(tǒng)EOS股份有限公司得到的PA2200。適當(dāng)?shù)臉?gòu)造材料的其他示例例如可以包括粉狀金屬材料、粉狀復(fù)合材料、粉末陶瓷材料、粉狀玻璃材料、粉狀樹脂材料、粉狀聚合物材料，等等，以及它們的組合。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在本文描述的示例不局限于粉末基材料或不局限于之上列出的任何材料。在其他的示例中，構(gòu)造材料可以是糊劑、液體或凝膠。根據(jù)一個示例，適當(dāng)?shù)臉?gòu)造材料可以是粉狀半晶體熱塑性材料。在一些示例中，適當(dāng)?shù)牟牧峡梢允蔷哂性谑覝叵麓蠹s0.lW/m K和在熔點下大約0.2W/m K的導(dǎo)熱性的尼龍。
[0025]在一些示例中，構(gòu)造材料對于能量源226所提供的能量基本可以是可透過的，將對其進(jìn)行更加詳盡地討論。例如，構(gòu)造材料基本上可以對紅外輻射透明。因而，在缺乏聚結(jié)劑的情況下，當(dāng)能量經(jīng)過時，構(gòu)造材料可經(jīng)受少量的加熱或可以不變熱。
[0026]增材制造系統(tǒng)200可以包括系統(tǒng)控制器210?？梢栽谠霾闹圃煜到y(tǒng)200和/或控制器210中實施和控制在本文公開的任何操作和方法。
[0027]控制器210可以包括用于執(zhí)行可以實施在本文描述的方法的指令的處理器212。處理器212例如可以是微處理器、微控制器、可編程門陣列、專用集成電路(ASIC)、計算機(jī)處理器，等等。處理器212例如可以包括位于芯片上的多個核、多個芯片上的多個核、多個設(shè)備上的多個核，或者其組合。在一些示例中，處理器212可以包括至少一個集成電路(1C)、其他控制邏輯、其他電子電路，或者其組合。
[0028]控制器210可以支持直接用戶交互。例如，增材制造系統(tǒng)200可以包括耦合到處理器212的用戶輸入設(shè)備220，諸如鍵盤、觸摸板、按鈕、小鍵盤、撥號盤、鼠標(biāo)、跟蹤球、卡片閱讀機(jī)中的一個或多個，或包括其他輸入設(shè)備。另外地，增材制造系統(tǒng)200可以包括耦合到處理器212的輸出設(shè)備222，諸如液晶顯示器(IXD)、打印機(jī)、視頻監(jiān)視器、觸摸屏顯示器、發(fā)光二極管(LED)或其他輸出設(shè)備中的一個或多個。輸出設(shè)備222可以響應(yīng)于指令來顯示文本信息或圖形數(shù)據(jù)。
[0029]處理器212可以經(jīng)由通信總線214與計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)216進(jìn)行通信。計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)216可以包括單個介質(zhì)或多個介質(zhì)。例如，計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)216可以包括ASIC的存儲器和位于控制器210中的單獨存儲器中的一個或兩者。計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)216可以是任何電子的、磁性的、光學(xué)的，或其他物理存儲設(shè)備。例如，計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)216例如可以是隨機(jī)存取存儲器(RAM)、靜態(tài)存儲器、只讀存儲器、電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)、硬盤驅(qū)動器、光驅(qū)、存儲器驅(qū)動器、⑶、DVD，等等。計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)216可以是非暫時型的。計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)216可以存儲、編碼或攜帶計算機(jī)可執(zhí)行指令218，當(dāng)計算機(jī)可執(zhí)行指令218由處理器212執(zhí)行時，可以使處理器212執(zhí)行根據(jù)各個示例在本文公開的方法或操作的任何一個或更多。
[0030]系統(tǒng)200可以包括聚結(jié)劑分配器202，來選擇性地向在支撐構(gòu)件204上提供的構(gòu)造材料的連續(xù)層遞送聚結(jié)劑。根據(jù)一個非限制性示例，適當(dāng)?shù)木劢Y(jié)劑可以是包括炭黑的油墨類型配試劑，諸如像可從惠普公司得到的商業(yè)上被稱為CM997A的油墨配試劑。在一個示例中，此類油墨可以另外包括吸收劑，該吸收劑吸收由能量源226所散發(fā)的能量的輻射頻譜。例如，油墨可以另外包括紅外線吸收劑。在一個示例中，此類油墨可以另外包括近紅外線吸收劑。在一個示例中，此類油墨可以另外包括可見光吸收劑。在一個示例中，此類油墨可以另外包括UV光吸收劑。包括可見光增強(qiáng)劑的油墨的示例可以是基于染料的彩色油墨和基于顏料的彩色油墨，諸如可從惠普公司得到的商業(yè)上被稱為CM993A和CE042A的油墨。
[0031 ] 在一個示例中，支撐構(gòu)件204具有在從大約1cm乘1cm到10cm乘10cm范圍內(nèi)的尺度。在其他的示例中，支撐構(gòu)件204可以具有更大或更小的尺度。支撐構(gòu)件204可以是系統(tǒng)200的固定部分，或可以不是系統(tǒng)200的固定部分，反而是例如可移除模塊的一部分。
[0032]控制器210根據(jù)包括試劑遞送控制數(shù)據(jù)208的指令來控制聚結(jié)劑至所提供的構(gòu)造材料的層的選擇性遞送。
[0033]試劑分配器202可以是打印頭，諸如感熱式打印頭或壓電噴墨打印頭。打印頭可以具有噴嘴的陣列。在一個示例中，可以使用在市場上可買到的墨噴式打印機(jī)中常用的那些打印頭。在其他的示例中，可以通過噴嘴而不是通過打印頭遞送試劑。也可以使用其他遞送機(jī)構(gòu)。
[0034]當(dāng)聚結(jié)劑采用諸如液體的適當(dāng)流體的形式時，可利用試劑分配器202來選擇性地遞送(例如，沉積)聚結(jié)劑。在一些示例中，試劑分配器202可以被選擇為以在300至1200每英寸點數(shù)(DPI)之間的分辨率——例如600DPI，選擇性地遞送試劑的滴劑。在其他的示例中，試劑分配器202可以被選擇為以更高的或更低的分辨率遞送試劑的滴劑。在一些示例中，試劑分配器202可以具有試劑分配器202能夠選擇性地噴射流體的滴劑所利用的噴嘴的陣列。在一些示例中，每個滴劑容積可以約為每滴劑大約10皮升(pi)—一盡管在其他的示例中試劑分配器202能夠遞送更高的或更低的滴劑大小。在一些示例中，試劑分配器202能夠遞送可變大小的滴劑。
[0035]在一些示例中，聚結(jié)劑可以包括諸如水或任何其它適當(dāng)?shù)娜軇┑囊簯B(tài)載體或分散劑，以使得其能夠經(jīng)由打印頭被遞送。
[0036]在一些示例中，打印頭可以是按需噴墨打印頭。在其他的示例中，打印頭可以是連續(xù)噴墨打印頭。
[0037]在一些示例中，試劑分配器202可以是系統(tǒng)200的組成部分。在一些示例中，試劑分配器202可以是用戶可更換的，在這種情況下，它們可以被可移除地插入到系統(tǒng)200的適當(dāng)試劑分配器接收器或接口模塊中。
[0038]在圖2中圖示出的示例中，試劑分配器202可以在所謂的頁面寬度陣列配置中具有使得其能夠跨越支撐構(gòu)件204的整體寬度的長度。在一個示例中，可以通過多個打印頭的適當(dāng)布置來實現(xiàn)這一點。在其他的示例中，可以使用具有噴嘴陣列的單個打印頭，該噴嘴陣列具有使得它們能夠跨越支撐構(gòu)件204的寬度的長度。在其他的示例中，試劑分配器202可以具有使得其不能夠跨越支撐構(gòu)件204的整體寬度的較短長度。
[0039]試劑分配器202可以被安裝在可移動的托架上，以使得其能夠沿著所圖示的y軸跨支撐構(gòu)件204的長度雙向地移動。這能夠在單程跨支撐構(gòu)件204的整體寬度和長度實現(xiàn)聚結(jié)劑的選擇性遞送。在其他的示例中，試劑分配器202可以是固定的，并且支撐構(gòu)件204相對于試劑分配器202可移動。
[0040]應(yīng)當(dāng)注意到，在本文使用的術(shù)語“寬度”大體上用于表示在與圖2中圖示出的X軸和y軸平行的平面中的最短尺度，而在本文使用的術(shù)語“長度”大體上用于表示在該平面中的最長尺度。然而，將理解的是，在其他的示例中，術(shù)語“寬度”可以與術(shù)語“長度”可互換。例如，在其他的示例中，試劑分配器202可以具有使得它們能夠在可移動托架可以跨支撐構(gòu)件204的寬度雙向地移動時跨越支撐構(gòu)件204的整體長度的長度。
[0041]在另一個示例中，試劑分配器202不具有使得其能夠跨越支撐構(gòu)件的整體寬度的長度，但是另外跨支撐構(gòu)件204的在所圖示的X軸上的寬度可雙向移動。該配置使能夠使用多程而跨支撐構(gòu)件204的整體寬度和長度實現(xiàn)聚結(jié)劑的選擇性遞送。然而，諸如頁面寬度陣列配置之類的其他配置可以使得三維物體能夠更快地被創(chuàng)建。
[0042]聚結(jié)劑分配器202可以包括聚結(jié)劑的供給源或可以可連接到聚結(jié)劑的單獨供給源。
[0043]系統(tǒng)200可以進(jìn)一步包括構(gòu)造材料分配器224，來在支撐構(gòu)件204上提供——例如，遞送或沉積構(gòu)造材料的連續(xù)層。適當(dāng)?shù)臉?gòu)造材料分配器224例如可以包括刮水片和滾子?？梢詮牧隙坊驑?gòu)造材料儲存器向構(gòu)造材料分配器224供給構(gòu)造材料。在示出的示例中，構(gòu)造材料分配器224跨支撐構(gòu)件204的長度(y軸)移動，以沉積構(gòu)造材料的層。如先前描述的，構(gòu)造材料層將被沉積在支撐構(gòu)件204上，而構(gòu)造材料的后續(xù)層將被沉積在先前沉積的構(gòu)造材料層上。構(gòu)造材料分配器224可以是系統(tǒng)200的固定部分，或可能不是系統(tǒng)200的固定部分，反而是例如可移除模塊的一部分。
[0044]在一些示例中，由構(gòu)造材料分配器224遞送的每個層的厚度可以具有從大約50微米至大約300微米之間、或大約90微米至大約110微米之間或大約250微米的范圍中選擇的值一一不過在其他的示例中可以提供更薄或更厚的構(gòu)造材料層?？梢岳缬煽刂破?10基于試劑遞送控制數(shù)據(jù)208來控制厚度。
[0045]在一些示例中，可能存在附加的聚結(jié)劑分配器，諸如試劑分配器206。在一些示例中，系統(tǒng)200的分配器可以位于相同的托架上，彼此相鄰或短距離分離。在其他的示例中，兩個或更多托架均可以包含一個或多個分配器。例如，每個分配器可以位于其自己的單獨托架中。任何附加的分配器可以具有與較早參考聚結(jié)劑分配器202所討論的那些特征類似的特征。然而，在一些示例中，不同的試劑分配器例如可以遞送不同的聚結(jié)劑。
[0046]在一些示例中，可以提供聚結(jié)改性劑分配器，以向構(gòu)造材料遞送聚結(jié)改性劑，如在通過引用被整體合并在本文中的、并且本申請要求其優(yōu)先權(quán)的PCT國際專利申請第PCT/EP2014/050841號中討論的。聚結(jié)改性劑用來降低構(gòu)造材料中的、聚結(jié)改性劑已經(jīng)被遞送或已經(jīng)滲透在其上的一部分的聚結(jié)程度。因而，為了進(jìn)一步降低或控制聚結(jié)滲出，可以在構(gòu)造材料中的、聚結(jié)劑被遞送到其中的部分周圍遞送聚結(jié)改性劑。因而，可以在本文描述的任何方法中使用聚結(jié)改性劑，以進(jìn)一步增強(qiáng)所生成的物體的物體屬性。
[0047]在示出的示例中，支撐構(gòu)件204在z軸上可移動，使得隨著新的構(gòu)造材料層被沉積，在最近沉積的構(gòu)造材料層的表面與試劑分配器202的下表面之間維持預(yù)定的空隙。然而，在其他的示例中，支撐構(gòu)件204可以在z軸上不可移動，而試劑分配器202可能在z軸上可移動。
[0048]系統(tǒng)200可以另外包括能量源226，來向構(gòu)造材料施加能量，以根據(jù)聚結(jié)劑已經(jīng)被遞送或已經(jīng)滲透的地方引起構(gòu)造材料的部分的固化。在一些示例中，能量源226是紅外線(IR)輻射源、近紅外線輻射源、鹵素輻射源或者發(fā)光二極管。在一些示例中，能量源226可以是能夠向沉積在支撐構(gòu)件204上的構(gòu)造材料均勻地施加能量的單個能量源。在一些示例中，能量源226可以包括能量源的陣列。在其他的示例中，能量源226可以是數(shù)字光投影儀。
[0049]在一些示例中，能量源226被配置為以基本上均勻的方式向構(gòu)造材料層的整體表面施加能量。在這些示例中，可以認(rèn)為能量源226是非聚焦的能量源。在這些示例中，可以同時向整體層施加能量，這可以幫助提高可以生成三維物體的速度。
[0050]在其他的示例中，能量源226被配置為以基本上均勻的方式向構(gòu)造材料層的整體表面的一部分施加能量。例如，能量源226可以被配置為向構(gòu)造材料層的整體表面的一塊施加能量。在這些示例中，可以跨構(gòu)造材料層移動或掃描能量源，使得最終跨構(gòu)造材料層的整體表面施加基本上相等量的能量。
[0051]在一些示例中，可以將能量源226安裝在可移動托架上。
[0052]在其他的示例中，能量源226可以例如根據(jù)試劑遞送控制數(shù)據(jù)208、在其跨構(gòu)造材料層移動時施加可變量的能量。例如，控制器210可以控制能量源，以僅僅向構(gòu)造材料中的、在其上已經(jīng)施加聚結(jié)劑的部分施加能量。
[0053]在一些示例中，例如當(dāng)能量源226是數(shù)字光投影儀時，能量源226可以以選擇性模式選擇性地向構(gòu)造材料施加能量一一例如構(gòu)造材料的某些部分可以接收能量，而其他部分可以不接收能量。
[0054]在另外的示例中，能量源226可以是聚焦能量源，諸如激光束。在該示例中，可以控制激光束，以跨構(gòu)造材料層的整體或者一部分進(jìn)行掃描。在這些示例中，可以控制激光束，以根據(jù)試劑遞送控制數(shù)據(jù)跨構(gòu)造材料層進(jìn)行掃描。例如，可以控制激光束，以向其上遞送有聚結(jié)劑的層的那些部分施加能量。
[0055]可以選擇所提供的能量、構(gòu)造材料和聚結(jié)劑的組合，使得除了任何聚結(jié)滲出的效果之外，還有以下:i)構(gòu)造材料的、其上尚未遞送聚結(jié)劑的部分在暫時被施加能量時，不聚結(jié)；以及ii)構(gòu)造材料的、其上僅僅已經(jīng)遞送或已經(jīng)滲透聚結(jié)劑的部分在暫時被施加能量時聚結(jié)。
[0056]在一些示例中，系統(tǒng)200可以另外包括加熱器或預(yù)熱器，來散發(fā)熱，以將沉積在支撐構(gòu)件204上的構(gòu)造材料維持在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)。加熱器可以具有加熱單元的陣列。加熱單元可以均是任何適當(dāng)?shù)募訜釂卧?，例如諸如紅外線燈的加熱燈。該配置可以被優(yōu)化為朝著構(gòu)造材料所跨越的區(qū)域提供均勻的熱分布。每個加熱單元或加熱單元的組可以具有可調(diào)整的電流或電壓供給，以可變地控制向構(gòu)造材料表面施加的局部能量密度。
[0057]圖3是圖示出根據(jù)一些示例的、生成三維物體的方法300的流程圖。該方法可以是計算機(jī)實施的。在一些示例中，示出的排序可以變化，使得一些步驟可以同時地出現(xiàn)，可以添加一些步驟并且可以省略一些步驟。在描述圖3時，將參考圖2和圖4a_h。圖4a_h示出根據(jù)一些示例的構(gòu)造材料層的一系列橫截面?zhèn)纫晥D。
[0058]在302處，控制器210可以獲取試劑遞送控制數(shù)據(jù)208。試劑遞送控制數(shù)據(jù)208可以針對將被生成的三維物體的每個切片定義構(gòu)造材料上的、聚結(jié)劑將被遞送到的部分或位置(如果有的話)。
[0059]可以例如通過適當(dāng)?shù)娜S物體處理系統(tǒng)而得出試劑遞送控制數(shù)據(jù)208。在一些示例中，三維物體處理系統(tǒng)可以被包含在增材制造系統(tǒng)200內(nèi)。例如，指令218可以另外包括當(dāng)由處理器212執(zhí)行時、使處理器212作為如在本文所描述的三維物體處理系統(tǒng)進(jìn)行操作的指令。在其他的示例中，三維物體處理系統(tǒng)可以在增材制造系統(tǒng)400外部。例如，三維物體處理系統(tǒng)可以是在與系統(tǒng)200分開的計算設(shè)備上可執(zhí)行的軟件應(yīng)用或軟件應(yīng)用的一部分。
[0060]在一些示例中，可以基于表示將被生成的物體的三維模型的物體設(shè)計數(shù)據(jù)和/或根據(jù)表示物體的屬性的物體設(shè)計數(shù)據(jù)，來生成試劑遞送控制數(shù)據(jù)208。模型可以限定物體的實性部分，并且可以由三維物體處理系統(tǒng)來處理，以生成模型的平行平面的切片。每個切片可以限定將被增材制造系統(tǒng)固化的相應(yīng)構(gòu)造材料層的一部分。物體屬性數(shù)據(jù)可以限定物體的屬性，諸如密度、表面粗糙度、強(qiáng)度，等等。
[0061]物體設(shè)計數(shù)據(jù)和物體屬性數(shù)據(jù)可以例如經(jīng)由輸入設(shè)備220從用戶作為來自用戶的輸入、從軟件驅(qū)動器、從諸如計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)應(yīng)用之類的軟件應(yīng)用接收，或可以從用于存儲默認(rèn)的或用戶定義的物體設(shè)計數(shù)據(jù)和物體屬性數(shù)據(jù)的存儲器中獲取。
[0062]在一些示例中，物體處理系統(tǒng)可以獲取關(guān)于增材制造系統(tǒng)200的特性的數(shù)據(jù)。此類特性例如可以包括構(gòu)造材料層厚度、聚結(jié)劑的屬性、構(gòu)造材料的屬性和能量源226的屬性、加熱器230的屬性以及溫度傳感器228的屬性。
[0063]試劑遞送控制數(shù)據(jù)208可以針對將被處理的每個構(gòu)造材料層描述構(gòu)造材料上的聚結(jié)劑將被遞送到的位置或部分。在一個示例中，構(gòu)造材料上的聚結(jié)劑將被遞送到的位置或部分通過相應(yīng)的圖案來限定。
[0064]取決于在以上描述的特性，遞送聚結(jié)劑的密度可以變化。例如，當(dāng)構(gòu)造材料的、其上已經(jīng)遞送或已經(jīng)滲透聚結(jié)劑的部分接收施加的能量時，由那些部分吸收的能量傳播到其他周圍的區(qū)域。在一個示例中，可以選擇聚結(jié)劑的屬性和被遞送的聚結(jié)劑的量，使得能量在層厚度的大約1.5倍的范圍內(nèi)的球體中傳播。這不僅僅可以幫助確保充分的層間粘合，而且也確保構(gòu)造材料的橫向相鄰部分之間的充分的粘合。也可以改變密度，以調(diào)節(jié)構(gòu)造材料的溫度，如關(guān)于框310將討論的。
[0065]以這種方式，物體處理系統(tǒng)例如可以確定在仍然保證充分的物體強(qiáng)度時聚結(jié)劑的相鄰滴劑之間的橫向間距可以增加。這樣做降低了可以向構(gòu)造材料層遞送聚結(jié)劑的平均密度，并且由此減小了聚結(jié)劑的消耗，而未影響物體強(qiáng)度。
[0066]在304處，可以提供構(gòu)造材料層402a。例如，控制器210可以通過使構(gòu)造材料分配器224如較早地討論的沿著y軸移動，來控制構(gòu)造材料分配器224在支撐構(gòu)件204上提供層402ao
[0067]在圖4a中，為了說明性目的，層402a被示出為完成，由此其可以包括已固化部分408。應(yīng)當(dāng)理解，最初可以應(yīng)用步驟306至314的一次迭代，以生成第一層402a的已固化部分408。這可以包括在步驟312中提供第二層402b，如在圖4a中示出的。這也可以包括一旦在314處施加能量，就使構(gòu)造材料的相鄰于完成部分408的部分412部分地聚結(jié)并固化，如圖4a中所示，一旦在314處施加能量，就使其完全地聚結(jié)并固化。該效應(yīng)可以是在z軸方向上期望的聚結(jié)滲出的結(jié)果，如參考如圖4h中所示的在步驟316在層402c中生成類似的部分412將更詳細(xì)地討論的。
[0068]現(xiàn)在將參考完成層402b和后續(xù)層來更詳細(xì)地描述步驟306至314。
[0069]在306處，可以將聚結(jié)劑404選擇性地遞送到構(gòu)造材料層402b的表面的一個或多個部分，如圖4b中所示的。如較早地討論的，可以由試劑分配器202例如以諸如液滴的流體的形式來遞送試劑404。
[0070]可以以層402b的、試劑遞送控制數(shù)據(jù)208可以將其限定變?yōu)楣腆w以形成將被生成的三維物體的一部分的部分上的圖案，來執(zhí)行試劑404的選擇性遞送?！斑x擇性遞送”意指聚結(jié)劑可以以各種圖案被遞送到構(gòu)造材料的表面層的選擇部分?？梢酝ㄟ^試劑遞送控制數(shù)據(jù)208來限定圖案。
[0071]圖4c示出已經(jīng)基本上完全地滲透到構(gòu)造材料層402b中的聚結(jié)劑404，但是在其他的示例中，滲透的程度可以小于100%。滲透的程度可以例如取決于所遞送的試劑量、取決于構(gòu)造材料的性質(zhì)、取決于試劑的性質(zhì)，等等。聚結(jié)劑404也可能已經(jīng)滲入到可能部分地被固化的部分412中。
[0072]在判定框308處，如果迄今提供的最新層將是最終的層，則方法300可以繼續(xù)到316。如果其將不是最終的層，則方法300可以繼續(xù)到310。
[0073I在310處，可以暫時地向構(gòu)造材料層402b施加預(yù)定水平的能量。在各個示例中，所施加的能量可以是紅外或近紅外線能量、微波能量、紫外線(UV)光、鹵素光、超聲能，等等。施加能量的時間長度或能量暴露時間可以例如取決于以下一個或多個:能量源的特性;構(gòu)造材料的特性;聚結(jié)劑的特性;每個構(gòu)造材料層的厚度;和其他構(gòu)造過程參數(shù)。所使用的能量源的類型可以取決于以下中的一個或多個:構(gòu)造材料的特性;和聚結(jié)劑的特性。在一個示例中，能量可以被施加預(yù)定長度的時間。
[0074]能量的暫時施加可以使構(gòu)造材料的、聚結(jié)劑404已經(jīng)被遞送或已經(jīng)滲透在其上的部分加熱至高于構(gòu)造材料的熔點并且聚結(jié)。例如，層402b的一些或所有的溫度可以達(dá)到大約220攝氏度。如圖4d中所示，施加的能量可被具有聚結(jié)劑404的部分吸收。然后，該部分可以向周圍構(gòu)造材料釋放一些能量，如在圖4d中由箭頭所描繪的，使該部分加熱。例如，能量可以橫向傳播通過層402b和/或在層402b下面?zhèn)鞑サ綄?02a中。
[0075]已經(jīng)聚結(jié)的部分406—旦冷卻，可以變?yōu)楣腆w并且形成被生成的三維物體的一部分，如圖4e中所示。然而，在一些示例中，聚結(jié)并固化可以是局部的，如部分406所表示的，與層402a的更完全固化部分408相比，所述一部分406較少被固化。例如，一些非固化構(gòu)造材料可以保留在部分406中。為了實現(xiàn)這一點，可以在持續(xù)時間和/或強(qiáng)度方面限制所施加的能量的量，使得聚結(jié)并固化可以是局部的。通過在該步驟中限制所施加的能量的量，可以減少和/或消除聚結(jié)滲出?？梢栽?14處執(zhí)行固化的完成，如將討論的。在其他的示例中，可以施加充足的能量以使部分406中的所有構(gòu)造材料固化，使得在314處的附加步驟可以導(dǎo)致堅固的層間粘合。
[0076]如較早地討論的，可以在步驟306至314的先前迭代中已經(jīng)生成部分408。在能量施加期間吸收的熱可能傳播到先前已固化部分408，以使部分408的一部分加熱至高于其熔點。該效應(yīng)可以造成圖4e的部分406與408之間的層間粘合。另外地，在一些示例中，圖4d的部分412可以聚結(jié)并且進(jìn)一步固化，以變?yōu)椴糠?14，如圖4e中所示。該部分414可以充當(dāng)改變層402a與402b之間的固化的過渡區(qū)，并且可以幫助引起相鄰的層402a與402b之間的堅固的層間粘合。在314處可以實現(xiàn)最大強(qiáng)度的層間粘合，如將討論的。
[0077]在312處，可以提供構(gòu)造材料層402c。例如，控制器210可以通過使構(gòu)造材料分配器224如較早地討論的沿著y軸移動，來控制構(gòu)造材料分配器224在支撐構(gòu)件204上——特別地在層402b上提供層402c?？梢灶愃朴谠?04處討論的先前沉積的層來遞送層402c。
[0078]在314處，可以暫時地向構(gòu)造材料層402c施加預(yù)定水平的能量，如圖4g中所示。施加的能量和能量源可以類似于較早地(包括在310處)描述的那些。在一個示例中，能量可以被施加預(yù)定長度的時間。
[0079I可以在層402c上尚未遞送聚結(jié)劑時向?qū)?02c施加能量。構(gòu)造材料對于能量來說可以基本上是可透過的。因而，能量可以通過層402c傳播到達(dá)層402b，以使部分406和414加熱至高于構(gòu)造材料的熔點并且聚結(jié)。例如，部分406和414的一些或所有的溫度可以達(dá)到大約220攝氏度。在吸收能量時，部分406和414可以向周圍構(gòu)造材料釋放一些能量，如在圖4g中由箭頭所描繪的，使該部分變熱。因為部分406和414可以在所有側(cè)被構(gòu)造材料圍繞，所以能量可以橫向傳播通過層402b、在層402b下面?zhèn)鞑サ綄?02a中，并且在層402b以上傳播到層402c中。由于增加的構(gòu)造材料體積可用于傳播，因此熱可以從部分406的邊緣以較短的距離傳播通過構(gòu)造材料。因此，可以例如在橫向X軸和y軸方向上并且在向上z方向上減少和/或消除聚結(jié)滲出。
[0080]部分406—旦冷卻，可能已經(jīng)變?yōu)楦耆墓腆w，以形成被生成的三維物體的一部分，如圖4h中所示的。在能量施加期間吸收的熱可能傳播到層402a的先前已固化部分408，以使層402a的部分408的一部分加熱至高于其熔點。該效應(yīng)幫助創(chuàng)建從層402a延伸至402b的完成部分410?？梢詫崿F(xiàn)已固化的構(gòu)造材料的相鄰層402a和402b之間的堅固的層間粘合，如圖4h中所示的。
[0081 ]如較早地討論的，可以在橫向X軸和y軸方向上減少和/或消除聚結(jié)滲出。然而，在一些示例中，如果層402c中的、位于層402a和402b中的部分410正上方的部分意圖稍后被固化以形成物體的一部分，那么可能期望在z軸方向上到層402c中實現(xiàn)一些聚結(jié)?？梢詫崿F(xiàn)這一點，這是因為，與在X軸和/或y軸方向上橫向地面對的表面區(qū)域相比，面向z軸方向并且通過沿著X軸和y軸的平面所限定的部分410的表面可以具有更大的區(qū)域。因而，可以在316期間施加適當(dāng)量的能量，使得構(gòu)造材料的、在z軸方向上相鄰于完成部分410的部分412可以在314處施加能量時至少部分地或完全地聚結(jié)并固化。能量可以適當(dāng)?shù)母?，以抵消由于可用于熱傳播的增加的?gòu)造材料體積所引起的減少的總體聚結(jié)滲出。因而，可以吸收能量的層402b的聚結(jié)劑然后可以將熱釋放到層402c的部分412中，引起部分412的至少局部聚結(jié)并固化。
[0082]與在步驟306至314的后續(xù)迭代中對層402c進(jìn)行的附加處置相結(jié)合地創(chuàng)建部分412可以創(chuàng)建相鄰層402b和402c之間的堅固的層間粘合。部分412的聚結(jié)可能不會最終導(dǎo)致變形，這是因為部分412可以稍后被歸入將在層402c中完成的物體的一部分。
[0083]在已經(jīng)如上所述處理層402b之后，方法300然后可以繼續(xù)返回到306，使得可以使層402c的一部分固化?？梢灾貜?fù)步驟306至314，以處理新的構(gòu)造材料層，以逐層地生成三維物體。
[0084]在316處，可以暫時地向其上可能已經(jīng)在306處被遞送聚結(jié)劑404的最終層施加預(yù)定水平的能量。施加的能量和能量源可以類似于較早地描述的那些。能量可以被施加預(yù)定長度的時間。可以由具有聚結(jié)劑404的部分吸收能量，使得該部分可以聚結(jié)并固化，并且粘合到先前層。最終的層可以經(jīng)受單個能量施加階段而不是兩個，這是因為沒有另外的層可以被提供在最終層的頂部上。
[0085]作為二步能量施加的結(jié)果，方法300可以因而實現(xiàn)減少的聚結(jié)滲出、高能量效率、增強(qiáng)的固化、堅固的層間粘合以及高零件密度，導(dǎo)致期望的物體屬性，類似于如較早地關(guān)于方法10討論的。
[0086]如所討論的，方法300可以在固化過程中提供高能量效率。例如，因為過多的熱傳播以及因此聚結(jié)滲出的風(fēng)險被減少，可以調(diào)整各種流程參數(shù)，使得聚結(jié)劑呈現(xiàn)施加的能量的更高的且更高效的吸收。該可以增強(qiáng)聚結(jié)劑被遞送到的構(gòu)造材料的固化。這樣的流程參數(shù)可以包括選擇聚結(jié)劑和其吸收帶以及例如能量源的輻射譜的能量譜，以便實現(xiàn)高能量吸收。流程參數(shù)也可以包括，為控制能量吸收，在例如由能量源使用的輻射譜的能量譜中增強(qiáng)構(gòu)造材料的反射率。流程參數(shù)也可以包括提供能量，例如，與每個層的厚度相比具有更長的或基本上更長的波長的輻射，以便實現(xiàn)低散射。低散射可以允許能量例如在步驟314通過層，使得其可以達(dá)到其上已經(jīng)沉積有聚結(jié)劑的先前層的一部分。因而，能量可以被吸收，以提高由聚結(jié)劑吸收的能量相對于構(gòu)造材料的比率。
[0087]圖5是圖示出根據(jù)一些示例的、生成三維物體的方法500的流程圖。該方法可以是計算機(jī)實施的。在一些示例中，示出的排序可以變化，使得一些步驟可以同時地出現(xiàn)，可以添加一些步驟并且可以省略一些步驟。在描述圖5時，將參考圖2和圖6a_h。圖6a_h示出根據(jù)一些示例的構(gòu)造材料層的一系列橫截面?zhèn)纫晥D。
[0088]在502處，以類似于關(guān)于圖3的302較早地描述的方式，控制器210可以獲取試劑遞送控制數(shù)據(jù)208。
[0089]在504處，可以提供構(gòu)造材料層602a。例如，控制器210可以通過使構(gòu)造材料分配器224如較早地討論的沿著y軸移動，來控制構(gòu)造材料分配器224在支撐構(gòu)件204上提供層602ao
[0090]在506處，可以將聚結(jié)劑604選擇性地遞送到構(gòu)造材料層602a的表面的一個或多個部分。如較早地討論的，可以由試劑分配器202例如以諸如液滴流體的形式來遞送試劑604。
[0091]可以以層602a中的、試劑遞送控制數(shù)據(jù)208可以將其限定變?yōu)楣腆w以形成將被生成的三維物體的一部分的部分上的圖案，執(zhí)行試劑604的選擇性遞送?？梢酝ㄟ^試劑遞送控制數(shù)據(jù)208來限定圖案。
[0092I聚結(jié)劑604可以基本上完全地滲透到構(gòu)造材料層602a中，但是在其他的示例中，滲透的程度可以小于100%。滲透的程度可以例如取決于所遞送的試劑量、取決于構(gòu)造材料的性質(zhì)、取決于試劑的性質(zhì)，等等。
[0093I在508處，可以暫時地向構(gòu)造材料層602a施加預(yù)定水平的能量。在各個示例中，所施加的能量可以是紅外或近紅外線能量、微波能量、紫外線(UV)光、鹵素光、超聲能，等等。施加能量的時間長度或能量暴露時間可以例如取決于以下一個或多個:能量源的特性;構(gòu)造材料的特性；以及聚結(jié)劑的特性。所使用的能量源的類型可以取決于以下中的一個或多個:構(gòu)造材料的特性;和聚結(jié)劑的特性。在一個示例中，能量可以被施加預(yù)定長度的時間。
[0094]能量的暫時施加可以使構(gòu)造材料的、聚結(jié)劑604已經(jīng)被遞送或已經(jīng)滲透在其上的部分加熱至高于構(gòu)造材料的熔點并且聚結(jié)。例如，層602a的一些或所有的溫度可以達(dá)到大約220攝氏度。施加的能量可能被具有聚結(jié)劑604的部分吸收。已經(jīng)聚結(jié)的部分608—旦冷卻，可以變?yōu)楣腆w并且形成被生成的三維物體的一部分，如圖6a中所示。
[0095]在判定框510處，如果迄今提供的最新層將是最終的層，則方法500可以結(jié)束。如果其將不是最終的層，則方法500可以繼續(xù)返回504。
[0096]在512處，可以將附加的聚結(jié)劑604選擇性地遞送到構(gòu)造材料層602a的表面的一個或多個部分，如圖6b中所示的。如較早地討論的，可以由試劑分配器202例如以諸如液滴流體的形式來遞送試劑604。
[0097]可以以構(gòu)造材料中的、試劑遞送控制數(shù)據(jù)208可以將其限定為變?yōu)楣腆w以形成被生成的三維物體的一部分的部分上的圖案，執(zhí)行附加的試劑604的選擇性遞送?？梢酝ㄟ^試劑遞送控制數(shù)據(jù)208來限定圖案。
[0098]在圖6b中，示出了一圖案，其中，與遠(yuǎn)離中心的區(qū)域相比，在層602a的中心上遞送增加量的聚結(jié)劑604ο例如，與遠(yuǎn)離中心的區(qū)域相比，可以在中心遞送增加密度的液滴。該圖案例如可以允許創(chuàng)建層602a-b之間的平滑層間過渡，如將關(guān)于圖6h討論的。
[0099]在圖6b的示例中，在已固化部分608之上遞送一些附加的聚結(jié)劑604，并且在層602a的非固化部分之上遞送一些附加的聚結(jié)劑604。在已固化部分608上遞送的聚結(jié)劑604的一部分可以不滲透層602a，如圖6c中所示。然而，在層602a的非固化部分上遞送的聚結(jié)劑604的部分可以滲入到層602a中。如圖6c中所示，附加的聚結(jié)劑604可以部分地滲透層602a。在其他的示例中，與圖6c中示出的量相比，滲透的程度可以更小或更大。滲透的程度可以例如取決于所遞送的試劑量和/或密度、取決于構(gòu)造材料的性質(zhì)、取決于試劑的性質(zhì)，等等。
[0100]方法500可以繼續(xù)從512返回到504。
[0101]在504處，可以提供構(gòu)造材料層602b。例如，控制器210可以通過使構(gòu)造材料分配器224如較早地討論的沿著y軸移動，來控制構(gòu)造材料分配器224在支撐構(gòu)件204上——特別地在層602a上提供層602b。
[0102]在已固化部分608上遞送的聚結(jié)劑604的部分可以滲入到新的層602b中。如圖6b中所示，附加的聚結(jié)劑604的該部分可以部分地滲透層602b。在其他的示例中，與圖6c中示出的量相比，滲透的程度可以更小或更大。滲透的程度可以例如取決于所遞送的試劑量和/或密度、取決于構(gòu)造材料的性質(zhì)、取決于試劑的性質(zhì)，等等。
[0103]在506處，可以將聚結(jié)劑604選擇性地遞送到構(gòu)造材料層602b的表面的一個或多個部分，如圖6e中所示的。如較早地討論的，可以由試劑分配器202例如以諸如液滴流體的形式來遞送試劑604。
[0104]可以以層602b中的、試劑遞送控制數(shù)據(jù)208可以將其限定為變成固體以形成被生成的三維物體的一部分的部分上的圖案，執(zhí)行試劑604的選擇性遞送?？梢酝ㄟ^試劑遞送控制數(shù)據(jù)208來限定圖案。
[0105]如圖6f中所示，聚結(jié)劑604可以基本上完全地滲透到構(gòu)造材料層602b中，但是在其他的示例中，滲透的程度可以小于100%。滲透的程度可以例如取決于所遞送的試劑量、取決于構(gòu)造材料的性質(zhì)、取決于試劑的性質(zhì)，等等。
[0106]在圖6f中，新近遞送的聚結(jié)劑604在滲透層602b之后，可以相鄰于先前在512處遞送的附加聚結(jié)劑604，并且相鄰于已固化部分608。如所示，先前在512處遞送的附加聚結(jié)劑604可以圍繞在506處遞送的新聚結(jié)劑604遇到已固化部分608所在的點。在施加能量時，該配置可以使物體在z軸方向上展現(xiàn)平滑層間過渡，如將討論的。
[0107]在508處，可以暫時地向構(gòu)造材料層602b施加預(yù)定水平的能量，如圖6g中所示。施加的能量和能量源可以類似于較早地描述的那些。在一個示例中，能量可以被施加預(yù)定長度的時間。
[0108]構(gòu)造材料對能量來說可以是基本上可透過的。因而，能量可以傳播通過層602b并且傳播到達(dá)層602a，使得具有聚結(jié)劑604的所有部分加熱至高于構(gòu)造材料的熔點并且聚結(jié)。例如，具有聚結(jié)劑604的一些或所有部分的溫度可以達(dá)到大約220攝氏度。一旦吸收能量，具有聚結(jié)劑604的部分就可以向周圍構(gòu)造材料釋放一些能量，如在圖6g中由箭頭所描繪的，使該部分加熱。如圖6g中所示的具有聚結(jié)劑604的部分中的大多數(shù)可以被構(gòu)造材料圍繞，但是在其他的示例中，這些部分的所有可以被構(gòu)造材料圍繞。因而，能量可以橫向、向上或向下傳播通過層602a和602b。因為增加的構(gòu)造材料體積可用于傳播，因此熱可以從部分406的邊緣以較短的距離傳播通過構(gòu)造材料。因此，可以減少和/或消除聚結(jié)滲出。
[0109]具有聚結(jié)劑604的部分一旦冷卻，可能已經(jīng)聚結(jié)和因此變?yōu)楣腆w，以形成被生成的三維物體的一部分，如圖6h中所示的。在能量施加期間吸收的熱可能傳播到層602a的先前已固化部分608，以使層602a的部分608的一部分加熱至高于其熔點。該效應(yīng)幫助創(chuàng)建從層602a延伸至602b的完成部分610?？梢詫崿F(xiàn)已固化的構(gòu)造材料的相鄰層之間的堅固的層間粘合，如圖4h中所示的。而且，通過圍繞在506處遞送的新聚結(jié)劑604與圖6g的已固化部分608之間的接合處包括在512處遞送的聚結(jié)劑604，聚結(jié)并固化可以通過在z軸方向上創(chuàng)建平滑層間過渡的方式發(fā)生。
[0110]可以重復(fù)步驟504至512的迭代，以處理新的構(gòu)造材料層，以逐層地生成三維物體。
[0111]方法500因而可以實現(xiàn)減少的聚結(jié)滲出、高能量效率、增強(qiáng)的固化、堅固的層間粘合以及減少的和/或消除的臺階，類似于如較早地關(guān)于方法100討論的。
[0112]可以以任何組合方式組合在本說明書(包括任何所附權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征和/或公開的任何方法或處理的所有步驟，除了其中這樣的特征和/或步驟中的至少一些是互斥的組合。
[0113]在以上描述中，闡述了許多詳情以提供在本文公開的示例的理解。然而，可以在沒有這些細(xì)節(jié)中的一些或所有的情況下實踐示例。其他示例可以包括從以上討論的細(xì)節(jié)進(jìn)行的修改和變化。所附權(quán)利要求意圖覆蓋此類修改和變化。
【主權(quán)項】
1.一種用于生成三維物體的裝置，所述裝置包括: 能量源，用于向構(gòu)造材料施加能量，來根據(jù)聚結(jié)劑被遞送的位置使所述構(gòu)造材料的一部分聚結(jié)并固化，以形成所述三維物體的切片;和控制器，用于: 控制試劑分配器，以在位于支撐構(gòu)件或先前層上的構(gòu)造材料的第一層的一部分上選擇性地遞送聚結(jié)劑； 控制所述能量源向所述第一層施加能量，以使所述第一層的所述一部分聚結(jié)并固化；控制構(gòu)造材料分配器在所述第一層上提供所述構(gòu)造材料的第二層；以及在所述第二層上未被遞送聚結(jié)劑時，控制所述能量源向所述第二層施加能量，使得能量傳播通過所述第二層到達(dá)所述第一層，以使所述第一層的所述一部分聚結(jié)并且進(jìn)一步固化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述能量源是向所述構(gòu)造材料施加非聚焦能量的非聚焦能量源。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括所述試劑分配器，所述試劑分配器用于向所述構(gòu)造材料的所述一部分選擇性地遞送所述聚結(jié)劑，以使所述一部分在所述能量被施加時聚結(jié)。4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述試劑分配器具有使所述試劑分配器能夠跨越所述支撐構(gòu)件的長度，并且其中所述支撐構(gòu)件和所述分配器中的至少一個相對于另一個是可移動的，以使聚結(jié)劑能夠被選擇性地遞送。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述控制器用于控制所述能量源，以向所述第二層施加能量，使得: 所述能量在傳播到所述第一層之后將被所述聚結(jié)劑吸收;并且響應(yīng)于吸收所述能量，所述聚結(jié)劑將熱釋放到所述第二層中，來使所述第二層至少部分地聚結(jié)并固化，以增強(qiáng)所述第二層與所述第一層的所述一部分之間的粘合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述控制器進(jìn)一步用于: 控制所述試劑分配器在構(gòu)造材料的第二層的一部分上選擇性地遞送聚結(jié)劑； 控制所述能量源向所述第二層施加能量，以使所述第二層的所述一部分聚結(jié)并固化； 控制所述構(gòu)造材料分配器在所述第二層上提供所述構(gòu)造材料的第三層；以及在所述第三層上未被遞送聚結(jié)劑時，控制所述能量源向所述第三層施加能量，使得能量傳播通過所述第三層到達(dá)所述第二層，以使所述第二層的所述一部分聚結(jié)并且進(jìn)一步固化。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述控制器根據(jù)從表示將被生成的所述三維物體的切片的數(shù)據(jù)以及表示將被生成的所述三維物體的至少一部分的至少一個期望的物體屬性的數(shù)據(jù)的組合得出的控制數(shù)據(jù)，來控制所述試劑分配器選擇性地遞送所述聚結(jié)劑。8.一種用于生成三維物體的方法，所述方法包括: 遞送構(gòu)造材料的第一層； 將聚結(jié)劑選擇性地沉積到所述第一層的一部分； 向所述第一層施加能量，以使具有所述聚結(jié)劑的所述一部分聚結(jié)并固化；以及 將構(gòu)造材料的第二層遞送到所述第一層上；以及 在所述第二層不具有聚結(jié)劑時，向所述第二層施加能量，使得能量通過所述第二層轉(zhuǎn)移到所述第一層，以使具有所述聚結(jié)劑的所述一部分聚結(jié)并且進(jìn)一步固化。9.一種用于生成三維物體的裝置，所述裝置包括: 能量源，用于向構(gòu)造材料施加能量，來根據(jù)聚結(jié)劑被遞送的位置使所述構(gòu)造材料的一部分聚結(jié)并固化，以形成所述三維物體的一個或多個切片;和 控制器，用于: 在構(gòu)造材料的第一層被提供在支撐構(gòu)件或先前層上，并且所述第一層的、具有聚結(jié)劑的一部分被聚結(jié)并固化之后，控制試劑分配器在所述第一層的一部分上選擇性地遞送附加聚結(jié)劑； 控制構(gòu)造材料分配器在所述第一層上提供所述構(gòu)造材料的第二層；以及 控制試劑分配器在所述第二層的一部分上選擇性地遞送聚結(jié)劑； 控制所述能量源向所述第二層施加能量，以使所述第二層的、聚結(jié)劑被施加的所述一部分聚結(jié)并固化，并且使得能量傳播通過所述第二層到達(dá)所述第一層，以使所述第一層的、具有所述附加聚結(jié)劑的所述一部分聚結(jié)并固化。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述能量源是向所述構(gòu)造材料施加非聚焦能量的非聚焦能量源。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，進(jìn)一步包括所述構(gòu)造材料分配器，所述構(gòu)造材料分配器用于在支撐構(gòu)件上提供構(gòu)造材料的連續(xù)層。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，進(jìn)一步包括所述試劑分配器，所述試劑分配器用于向所述構(gòu)造材料的所述一部分選擇性地遞送所述聚結(jié)劑，以使該部分在所述能量被施加時聚結(jié)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中在所述第一層的一部分上選擇性地遞送附加聚結(jié)劑包括: 在所述第一層的、先前沒有被遞送聚結(jié)劑的第一部分上選擇性地遞送第一附加聚結(jié)劑；以及 在所述第一層的、所述聚結(jié)劑先前已被遞送、聚結(jié)并且固化的第二部分上選擇性地遞送第二附加聚結(jié)劑。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述控制器進(jìn)一步用于: 控制所述試劑分配器在所述第二層的一部分上選擇性地遞送附加聚結(jié)劑； 控制所述構(gòu)造材料分配器在所述第二層上提供所述構(gòu)造材料的第三層；以及 控制所述試劑分配器在所述第三層的一部分上選擇性地遞送聚結(jié)劑； 控制所述能量源向所述第三層施加能量，以使所述第三層的具有所述聚結(jié)劑的所述一部分聚結(jié)并固化，并且使能量傳播通過所述第三層到達(dá)所述第二層，以使所述第二層的具有所述附加聚結(jié)劑的所述一部分聚結(jié)并固化。15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述控制器根據(jù)從表示將被生成的所述三維物體的切片的數(shù)據(jù)以及表示將被生成的所述三維物體的至少一部分的至少一個期望的物體屬性的數(shù)據(jù)的組合得出的控制數(shù)據(jù)，來控制所述試劑分配器選擇性地遞送所述聚結(jié)劑。
【文檔編號】B29C67/00GK105916662SQ201480073345
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2014年3月31日
【發(fā)明人】亞歷杭德羅·曼紐爾·德·佩尼亞, P·科爾尼洛維奇, 大衛(wèi)·H·多諾萬
【申請人】惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)