CN104943172B - 三维物体形成装置与方法 - Google Patents

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Abstract

一种三维物体形成装置与方法，该装置包含一位于第一平面上的第一光源单元且包含至少一第一光源；一位于第二平面上的第二光源单元且包含的至少一第二光源，其中该第一平面与该第二平面互不平行；一主控制器操作性连接到该第一光源单元及该第二光源单元，且可控制由该第一光源及该第二光源所发出光线的功率位准。其中由该第一光源所发出的光线与由该第二光源所发出的光线在一处相交以在该处提供一特定的能量使位于该处的原料产生材料特性变化。本发明还公开了上述三维物体形成方法。

Description

三维物体形成装置与方法
技术领域
本发明涉及一种三维物体形成装置，特别是一种三维物体形成装置与方法。
背景技术
现有技术的三维物体的形成装置及方法，例如选择性激光烧结(selective lasersintering)，都是通过单一激光扫描一层一层的材质而进行三维物体制作，因此效率仍有待提升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种三维物体形成装置与方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种形成三维物体的装置，包含一第一光源单元包含至少一第一光源且在第一平面上；一第二光源单元包含至少一第二光源且在第二平面上，其中该第一平面与该第二平面互不平行；一主控制器操作性连接到该第一光源单元及该第二光源单元，且可控制该第一光源及该第二光源所发出光线使其具有预定的功率位准；其中由该第一光源所发出光线与由该第二光源所发出光线在一具有一单位体积的交叉点相交，且在该交叉点的能量可使该三维物体的原料在该单位体积内产生材料特性变化。
为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种形成三维物体的方法，包含提供一第一光源单元，该第一光源单元包含至少一第一光源且在第一平面上；提供一第二光源单元，该第二光源单元包含至少一第二光源且在第二平面上，其中该第一平面与该第二平面互不平行；控制该第一光源及该第二光源所发出的光线使其具有预定的功率位准；其中由该第一光源所发出光线与由该第二光源所发出光线在一具有一单位体积的交叉点相交，且在该交叉点的能量可使该三维物体的原料在该单位体积内产生材料特性变化。
本发明其余实现方式包含对应的系统、装置及计算机程序，该程序可执行方法步骤，及编程在计算机储存媒介。一或多个计算机组成的系统可由软件、固件，硬件或其组合构成。一或多个计算机程序可由指令构成，且由数据处理单元执行对应动作。
本发明的技术效果在于：
通过多数光线的交叉点即可达成精确的三维定位及物体制作；通过调整光束的光点尺寸及功率即可改变多种材料的材料特性；通过多数排成阵列式的光源的多个交叉点，可定位出多个单位体积材料，藉此达成三维物体的平行式制作。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1所示为依据本发明一实施例形成一三维物体装置的示意图；
图2显示图1范例的另一种实施方法；
图3所示为依据本发明另一实施例形成一三维物体装置的示意图；
图4显示图3范例的另一种实施方式；
图5显示为依据本发明另一实施例形成一三维物体装置的示意图；
图6显示为依据本发明另一实施例形成一三维物体装置的示意图；
图7显示可由图1-6装置范例所实现的三维物体形成方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
图1所示为依据本发明一实施例的三维物体形成装置的示意图。此三维物体形成装置主要包含位于第一平面P1上的一第一光源单元10及位于第二平面P2上的一第二光源单元20。此第一平面P1及第二平面P2互相不平行，且例如可彼此垂直以提供一个二维正交坐标系统。第一光源单元10包含至少一个光源12(例如激光)，而第二光源单元20包含至少一个光源22(例如激光)。一光源单位可对应一个或多个光源，以提供一群组式的控制情境。依据本发明的部分实施例，光源12及22可为面射型激光，例如垂直腔面发射激光(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)。若第一光源单元10及第二光源单元20分别具有多个的光源12,22，则该些光源12,22可在第一平面P1及第二平面P2上分别以阵列方式排列。第一光源12由一第一光源驱动器14控制，以调变该第一光源12的发光功率位准及其脉冲长度和其他参数；第二光源22的功率由一第二光源驱动器24控制，以调变第二光源22的发光功率位准及其脉冲长度和其他参数。依据本发明的部分实施方式，待制作的三维物体70可置于一平台50上，且平台50由一平台致动器56控制，以使平台50能作旋转，倾斜或平移移动。依据本发明的部分实施方式，此第一光源12也可由一第一致动器(未图示)移动；而第二光源22也可由一第二致动器(未图示)移动。
如图1所示，第一光源驱动器14、第二光源驱动器24及平台致动器56分别操作性连接(例如有线或是无线连结)到一主控制器60。此主控制器60也操作性连接到一数据库62，此数据库62储存用于待制作三维物体的三维轮廓数据。用于待制作三维物体的原料可置于一原料配送单元52内，且由原料配送单元52所供应出来的原料可置放在一容器内，该容器至少被具有光源单元10,20的第一平面P1及第二平面P2所界定。
在光源12,22交叉点处原料的材料特性(例如材料相，化学键结，分子结构或机械强度)可被在交叉点的光能量所改变。通过调整光源12,22的功率至所需位准，即可使在光源12,22交叉点处原料的材料吸收到所需的能量已够改变其特性。例如，在交叉点处的原料可被多数光源的能量所预热、融化、融合或是退火。光源12,22的光点尺寸，其脉冲长度也可通过计算其光线经过介质的光学特性而加以调整，以在其交会点形成具有一特定体积的能量封包以匹配待制作三维物体的空间解析度。在原料的材料特性改变后，随即可以利用一显影程序(developing process)，以使经过能量处理(接收在交叉点处足够能量)的材料部分和未经能量处理(未在交叉点因此未接受足够能量)的材料部分得以分开，藉此形成所需的三维物体。依据本发明一些实施方式，此三维物体形成装置可由一类似“添加”概念的方式制作所需物体，亦即选择性融合或强化部分区域的材料。例如由光源12,22发出的激光光束会在图1所示的交叉点C1相交以使该处单位体积的原料得以融合或强化，其中的原料可由原料配送单元52而以定重量或是定体积的方式置放在平台50上。此原料可再和一化学原料反应，以去除未经强化的部分的材料。依据本发明另一些实施方式，此三维物体形成装置100亦可由一“去除”的概念制作所需物体，亦即选择性融化原料的部分区域。例如由光源12,22来的激光光束会在图1所示的交叉点C1相交以使该处单位体积的原料吸收到足够能量，升高到其熔点以上，并搭配一冲洗程序以去除被融化的材料。
举例来说，若有一原料的融化温度低于摄氏500度且希望用此原料来形成一三维物体，且光源12,22为垂直腔面发射激光(VCSEL)其光点尺寸匹配待形成物体的空间解析度。例如，若待形成物体的空间解析度为10um，则垂直腔面发射激光12,22的光点尺寸也可为10um。另外，垂直腔面发射激光12,22相交处形成的能量封包的体积也可通过考虑其介质的折射系数，热传导系数及激光的光程，调整为近似其所需的空间解析度。主控制器60可控制垂直腔面发射激光12,22的功率位准，以使这些激光光束在相交处(例如图1所示的交叉点C1)可将一单位体积内的原料温度提高到摄氏500度。在图1所示其余部分(激光未交叉部分)，因为能量位准不够高而无法在一定的时间内累积足够的能量而升高至熔点以上，则该部分的原料不会产生材料变化。
在工艺起始，该原料可置于一原料配送单元52，且此原料配送单元52被多个形成于不同平面上的多个光源单元围绕。主控制器60可取得所需三维物体的蓝图，其中此三维物体的蓝图可将此待制作三维物体分解成多个较小的单位体积。此单位体积的实际尺寸取决于多个准则，包含激光光点尺寸、材料晶格尺寸、材料折射系数、材料热传导系数，及三维物体的标的空间解析度。在该三维物体被分割成多个单位体积，且此分割信息被记录且转换成一三维轮廓数据后，主控制器60可利用此三维轮廓数据(记录各个单位体积的位置信息(x,y,z))以控制各个位置(x,y,z)相对应的光源单元的功率位准。例如，若位置C1(x1,y1,z2)需接收来自多个激光光束的能量，则主控制器60可控制平台致动器56移动平台50，或是移动原料配送单元52，使该原料可位于位置C1(x1,y1,z2)处。随后，在第一平面P1位置(x1,y2,z2)的光源12可被启动，而在第二平面P2位置(x1,y1,z0)的光源22可被启动，且在他们交叉点处的单位体积原料可因接收到足够能量而被融化。通过重复类似上述步骤或同时启动大量的激光光源，即可快速的形成具有所需形状的三维物体。上述融化方式仅为部分的实施方式，其他方式例如通过调整光源12,22的功率位准及选择原料，以使在光束交叉点处的原料可被预热、融合及/或退火，亦基于类似的概念。另外，虽未示于图1，平台致动器56可旋转，移动，或倾斜该平台50，以使平台50不会位于光源12,22的光束行进路径上。另外，平台50也可由对于光源12,22所发出光线透光的材质制作。此外，来自光源12,22的光束功率也可经过适当调整，以使这些光束的能量即使经过平台50或是其他介质而衰减，仍可以在交叉点提供所需的能量以造成材料特性变化。
图2显示图1范例的另一种实施方式，即在每一平面P1,P2的多个光源可以同时启动，以形成多个交叉点C1,C2。更具体而言，在第一平面P1的位置(x1,y2,z2)的光源12及在第二平面P2的位置(x1,y1,z0)的光源22可同时启动以在交叉点C1(x1,y1,z2)的单位体积处相交。同时，在第一平面P1的位置(x2,y2,z2)的光源12及在第二平面P2的位置(x2,y1,z0)的光源22可同时启动以在交叉点C2(x2,y1,z2)的单位体积处相交。换言之，多个在不同平面上的光源同时启动，以在多个交叉点相交并同时改变多个单位体积的原料材料特性，以达成高效率的制作/形成方式。在另一种实施方式中，在第一平面P1的位置(x1,y2,z2)的光源12及在第二平面P2的位置(x1,y1,z0)的光源22可同时以一第一功率(较高功率)启动以在交叉点C1(x1,y1,z2)的单位体积处相交，且可融化在交叉点C1处的单位体积原料。随后，平台50移动在其上的物体半成品，使得原先在C1处融化的原料会移动到位置C2(x2,y1,z2)处，此时在第一平面P1的位置(x2,y2,z2)的光源12及在第二平面P2的位置(x2,y1,z0)的光源22可同时以一第二功率(较低功率)启动以在交叉点C2(x2,y1,z2)的单位体积处相交，且将原本已经融化的原料在位置C2处退火。在此同时，第一平面P1的位置(x1,y2,z2)的光源12及在第二平面P2的位置(x1,y1,z0)的光源22仍可以第一功率(较高功率)启动以在交叉点C1(x1,y1,z2)的单位体积处相交，且继续融化在交叉点C1处的单位体积原料。藉此方式，可以经由调整不同光源的功率位准，以在不同交叉点有不同累积能量以提供更具弹性的工艺。
在图式中为描述方便，在一个特定平面内仅绘示一个光源单位，且在该特定光源单位内，仅绘示一2乘2矩阵式的光源。在实际应用情况中，在一特定平面上，可以具有多个光源单元，且在一特定光源单位内，可以具有多个激光光源。该激光光源在该特定光源单位内的数量及排列方式可有多种方式，例如同心圆式或矩阵式排列方式，且可有数千个以上的矩阵激光以提供精确的空间解析度，激光出光方向性及功率控制，及高速的工艺。
图3所示为依据本发明另一实施例的示意图。此三维物体形成装置主要包含位于第一平面P1上的一第一光源单元10、位于第二平面P2上的一第二光源单元20及位于第三平面P3上的一第三光源单元30。此第一平面P1、第二平面P2及第三平面P3互相不平行，且例如可彼此垂直以形成一个三维正交坐标系统。第一光源单元10包含至少一个光源12，第二光源单元20包含至少一个光源22，而第三光源单元30包含至少一个光源32，且上述光源例如可为激光。依据本发明一些实施方式，光源12,22,32可为面射型激光，例如垂直腔面发射激光(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)。若第一光源单元10、第二光源单元20及第三光源单元30分别具有多数的光源12,22,32，则该些光源12,22,32可在第一平面P1、第二平面P2及第三平面P3上分别以阵列方式排列。第一光源单位10由一第一光源驱动器14控制，第二光源单位20由一第二光源驱动器24控制，且第三光源单位30由一第三光源驱动器34控制，该些光源单位可再将该调变信号传送至实际出光的光源12,22,32。依据本发明一些实施方式，待制作的三维物体70可置于一平台50上，且平台50由一平台致动器56控制，以使平台50能作旋转及或平移移动。依据本发明一些实施方式，此第一光源单元10也可由一第一致动器(未图示)移动；第二光源单元20也可由一第二致动器(未图示)移动，而第三光源单元30也可由一第三致动器(未图示)移动。
和之前的描述类似，该原料可置于一原料配送单元52，且此原料配送单元52被多个形成于不同平面上的多个光源单元围绕。主控制器60可取得所需三维物体的蓝图，其中此三维物体的蓝图可将此待制作三维物体分解成多个较小的单位体积。此单位体积的实际尺寸取决于多个准则，包含激光光点尺寸、材料晶格尺寸、材料折射系数、材料热传导系数，及三维物体的标的空间解析度。在该三维物体被分割成多个单位体积，且此分割信息被记录且转换成一三维轮廓数据后，主控制器60可利用此三维轮廓数据(记录各个单位体积的位置信息(x,y,z))以控制各个位置(x,y,z)相对应的光源单元的功率位准。例如，若位置C1(x1,y1,z2)需接收来自多个激光光束的能量，则主控制器60可控制平台致动器56移动平台50，或是移动原料配送单元52，使该原料可位于位置C1(x1,y1,z2)处。随后，在第一平面P1位置(x1,y2,z2)的光源12可被启动，在第二平面P2位置(x1,y1,z0)的光源22可被启动，在第三平面P3位置(x0,y1,z2)的光源32可被启动，且在他们交叉点处的单位体积原料可因接收到足够能量而被融化。通过重复类似上述步骤或同时启动大量的激光光源，即可快速的形成具有所需形状的三维物体。上述融化方式仅为部分的实施方式，其他方式例如通过调整光源12,22,32的功率位准及选择原料，以使在光束交叉点处的原料可被预热、融合及/或退火，亦基于类似的概念。另外，虽未示于图1，平台致动器56可旋转，移动，或倾斜该平台50，以使平台50不会位于光源12,22,32的光束行进路径上。另外，平台50也可由对于光源12,22,32所发出光线透光的材质制作。此外，来自光源12,22,32的光束功率也可经过适当调整，以使这些光束的能量即使经过平台50或是其他介质而衰减，仍可以在交叉点提供所需的能量以造成材料特性变化。在此范例中，若一单位体积在特定时间内中仅通过一道光束或两道光束，然因为需要至少三道激光交会以达到特定的能量，因此不会产生材料特性变化。
图4显示图3范例的另一种实施方式，在每一平面P1,P2,P3的多个光源可以同时启动，以提供多个交叉点C1,C2。更具体而言，在第一平面P1的位置(x2,y2,z2)的光源12，在第二平面P2的位置(x2,y1,z0)的光源22及在第三平面P3的位置(x0,y1,z2)的光源32可同时启动以在交叉点C1(x2,y1,z2)的单位体积处相交。同时，在第一平面P1的位置(x1,y2,z2)的光源12，在第二平面P2的位置(x1,y1,z0)的光源22及在第三平面P3的位置(x0,y1,z2)的光源32可同时启动以在交叉点C2(x1,y1,z2)的单位体积处相交。换言之，多个光源同时启动，且在多个交叉点相交，以在多个交叉点处改变单位体积的原料材料特性，达成平行式的制作/形成方式。在另一种实施方式中，在第一平面P1的位置(x2,y2,z2)的光源12，在第二平面P2的位置(x2,y1,z0)的光源22及在第三平面P3的位置(x0,y1,z2)的光源32可同时以一第一功率(较低功率)启动，以在交叉点C1(x1,y1,z2)的单位体积处相交，且可预热在交叉点C1处的单位体积原料。随后，平台50移动在其上的物体半成品，使得原先在C1处预热的原料会移动到位置C2(x2,y1,z2)处，此时在第一平面P1的位置(x1,y2,z2)的光源12，在第二平面P2的位置(x1,y1,z0)的光源22及在第三平面P3的位置(x0,y1,z2)的光源32可同时以一第二功率(较高功率)启动以在交叉点C2(x1,y1,z2)的单位体积处相交，且将原本已经预热的原料在位置C2处融化。在此同时，第一平面P1的位置(x2,y2,z2)的光源12，在第二平面P2的位置(x2,y1,z0)的光源22及在第三平面P3的位置(x0,y1,z2)的光源32仍可以第一功率(较低功率)启动以在交叉点C1(x2,y1,z2)的单位体积处相交，且继续预热在叉点C1处的单位体积原料。藉此方式，可以经由调整不同光源的功率位准，以在不同交叉点有不同能量以提供更具弹性的工艺。
在图式中为描述方便，在一个特定平面内仅绘示一个光源单位，且在该特定光源单位内，仅绘示一2乘2矩阵式的光源。在实际应用情况中，在一特定平面上，可以具有多个光源单元，且在一特定光源单位内，可以具有多个激光光源。该激光光源在该特定光源单位内的数量及排列方式可有多种方式，例如同心圆式或矩阵式排列方式，且可有数千个以上的矩阵激光以提供精确的空间解析度，激光出光方向性及功率控制，及高速的工艺。
图5为依据本发明另一实施例的三维物体形成装置的示意图。此三维物体形成装置和图1所示的三维物体形成装置相似，然而第一平面P1及第二平面P2分别具有多个光源12,22且可分别作为容器的一部分，此容器用以装填待制作三维物体的原料。该容器的形成材料可透过由光源发出的光，同时如图1所绘示的平台及原料配送单元，也可视情况添加。举例来说，如果该标的三维物体由同一种原料构成，则用来移动原料的平台则可不需要因为该原料可在进行制造前一次性的加入该容器内。在其他的实施方式中，如果该标的三维物体需要多种材料组成，则一平台及原料配送单位可搭配使用，以移动及添加在不同的区域内所需的原料。在图5阴影所示的原料先装填在容器内，且至少部分被第一平面P1及第二平面P2所直接局限或间接局限(即有另一个介质界于该平面及其原料间)。
依据一些实施方式，在第一平面P1的位置(x1,y2,z2)的光源12及在第二平面P2的位置(x1,y1,z0)的光源22可同时启动以在交叉点C1(x1,y1,z2)的单位体积处相交。同时，在第一平面P1的位置(x2,y2,z2)的光源12及在第二平面P2的位置(x2,y1,z0)的光源22可同时启动以在交叉点C2(x2,y1,z2)的单位体积处相交。换言之，多个光源同时启动，以在多个交叉点相交，以在多个交叉点处改变单位体积的原料材料特性，达成平行式的制作/形成方式。另外，此容器与第一平面P1相对的平面P4可为光反射面，部分透光面，或是光透射面，以使在交叉点的能量更易控制。
图6为依据本发明另一实施例的三维物体形成装置的示意图。此三维物体形成装置和图3所示的三维物体形成装置相似，然而第一平面P1，第二平面P2及第三平面P3分别具有多个光源单位10,20,30且可分别作为容器的一部分，此容器用以装填待制作三维物体的原料。该容器的形成材料可透过由光源发出的光，同时如图3所绘示的平台及原料配送单元，也可视情况添加。举例来说，如果该标的三维物体由同一种原料构成，则用来移动原料的平台则可不需要因为该原料可在进行制造前一次性的加入该容器内。
在其他的实施方式中，如果该标的三维物体需要多种材料组成，则一平台及原料配送单位可搭配使用，以移动及添加在不同的区域内所需的原料。在图6阴影所示的原料先装填在容器内，且至少部分被第一平面P1，第二平面P2及第三平面P3所直接局限或间接局限(即有另一个介质界于该平面及其原料间)。
依据一些实施方式，在第一平面P1的位置(x2,y2,z2)的光源12及在第二平面P2的位置(x2,y1,z0)的光源22及在第三平面P3的位置(x0,y1,z2)的光源32可同时启动以在交叉点C1(x2,y1,z2)的单位体积处相交。同时，在第一平面P1的位置(x1,y2,z2)的光源12及在第二平面P2的位置(x1,y1,z0)的光源22及在第三平面P3的位置(x0,y1,z2)的光源32可同时启动以在交叉点C2(x1,y1,z2)的单位体积处相交。换言之，多个光源同时启动，以在多个交叉点相交，以在多个交叉点处改变单位体积的原料材料特性，达成平行式的制作/形成方式。另外，此容器与第一平面P1相对的平面P4可为光反射面，部分透光面，或是光透射面，以使在交叉点的能量更易控制。同样的，此容器与第一平面P3相对的平面P5亦可为光反射面，部分透光面，或是光透射面，以使在交叉点的能量更易控制。
图7显示一实现三维物体形成方法的范例流程图。首先主控制器60自数据库62读取待制作三维物体的三维轮廓数据(700)。随后，此主控制器60即依据用以制作此三维物体的原料材质，及待改变的材料特性，而决定光源12,22(或者包含32)的发光功率(702)。此主控制器60依据步骤700读取的三维轮廓数据及步骤702所决定的功率驱动光源12,22(或者包含32)，以使多数光源所发出光线在多个交叉点上的能量足以改变在该交叉点处单位体积的原料材料特性(704)以达到高效率的工艺。在步骤704后，可选择性地进行显影步骤或是冲洗步骤，以去除先前被融化的材料(706)。
依据本发明的三维物体形成装置及方法包含下列特点：通过多束光线的交叉点以达成精确的三维定位；通过调整光束的光点尺寸及功率即可改变多种材料的材料特性；通过控制多个阵列式的光源以同时形成多个交叉点，可同时定位出多个单位体积，藉此达成三维物体的平行式制作以大幅提高效率。另外，本发明也可通过除了熔点即化学键结强度之外的材料特性，例如晶体结构，溶解度等，而分离此三维物体所需留下或是移除的部分。另外，虽然为了简化说明而在本发明各个实例使用笛卡耳坐标系统(直角坐标系统)，但是本发明也可由其他坐标系统实现，如圆柱坐标系统(Cylindrical coordinate system)，只要待处理材料的位置可以用相对应的光源单位排列方式精确定位即可。本发明前述范例即图式仅为说明本发明的基本概念，且激光阵列也仅以概念方式呈现而简化说明。任何通过本发明基本概念所衍生出的装置或方法也应通过下述的专利范围描述而被列入此专利的范围中。
在本说明书中所述的实施方式及功能操作可以在数位式电子电路中或计算机软件、固件或硬件中实现。实施方式也可以被一个或多个计算机程序所实现，即计算机程序指令的一个或多个程序码区块上在计算机可读媒体中以编码形式储存以供后续执行，或者通过该程序控制数据处理装置的操作。计算机可读媒体可以是机器可读储存设备、机器可读储存式基板、储存器设备、可影响机器可读传输信号的物质，或其一个或多个的组合。该计算机可读介质可以是一种非临时性计算机可读媒体。其中，数据处理装置包括用以处理数据的所有装置、设备和机器，例如可程序化处理器，计算机或多个处理器或计算机。装置除了硬件还包含用以创造计算机程序询问执行环境的程序码，例如构成处理器固件、协议堆叠、数据库管理系统、数据库管理系统、操作系统，或其等的一或多个组合的程序码。传播信号可为人工生成信号，例如由机器产生用来编码及传递至合适接收装置的电、光、或电磁信号。
计算机程序(也称为程序、软件或程序码)可以用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言，且可以任何形式存在，包括独立程序或者模块或其他适于在计算机环境中使用的其它单元组合。计算机程序不一定对应于文件系统中的文件。程序可以被储存为具有其他程序或信息的文件的一部分(例如储存在标记语言文档中(Markup Language)的命令程序)、在单一文件中专用询问程序，或协同文件(例如存储一或多个模块、子程序或部分程序码的文件)。计算机程序可以在一或多个计算机上展开以及执行，其中多个计算机可以是在相同地点的计算机，或者是分布在不同地点并透过网络互连的计算机。
在本说明书提及的程序及设计逻辑流程可由一或多个可程序化处理器执行一或多个计算机程序以完成输入信息操作并产生输出信息。此外，程序及逻辑流程也可以利用专用逻辑电路，例如现场可程序化闸阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)或专用集成电路(Application-specific integrated circuit,ASIC)来执行。
适合于计算机程序执行的处理器例如通用和专用微处理器，以及任何类型的数位计算机的任何一或多个处理器。一般来说，处理器可接收来自只读存储器或随机存取存储器或其两者的指令和数据。计算机的基本元件包含用于执行指令的处理器及用于储存指令和数据的一或多个存储器。计算机通常还可以选择性地包含用以接收、传送数据或同时接收及传送数据的一或多个大容量存储设备，例如磁盘、磁光盘或光盘。此外，计算机可以嵌入其他设备中，例如平板计算机、行动电话、个人数位助理(PDA)、移动音频播放器、全球定位系统(GPS)接收器。适于储存计算机程序指令和数据的计算机可读媒体包括所有形式的非挥发性存储器，媒体和存储器，例如包括半导体存储器设备(例如为EPROM、EEPROM和快闪存储器)、磁盘(例如硬盘或行动硬盘)、磁光盘、CD-ROM和DVD-ROM光盘。处理器和存储器可以被扩充或专用逻辑电路中。
为了与用户互动，计算机还可以包含显示信息给用户的显示设备和供用户输入信息到计算机的键盘和指示设备，显示设备例如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)，指示设备例如鼠标或轨迹球。当然，计算机也可以透过其他种类的设备，例如提供感官反馈(例如为视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)以与用户互动，同时也接收用户以任意形式(包含声音、语音或触觉)输入的信息。
前述实施方式可在计算机系统中执行，计算机系统包含后端组件(例如数据服务器)、中间组件(例如应用服务器)或前端组件(图形用户界面或网络浏览器)。透过计算机系统，用户可以实行技术所揭示内容。计算机系统的组件可以通过任何形式或数位数据通信，例如网络。网络可包括局部区域网(LAN)和广域网络(WAN)，例如网际网络。
该计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通过网络达到沟通效果。客户端和服务器藉计算机程序及客户端-服务器的架构关系以在不同计算机上协同运行。
以上列举为本发明的部分实施例，而关于本发明的其他进一步实施例，亦可在不偏离本发明基本范畴下设计出来，因此本发明的范畴由以下的申请专利范围决定。本文介绍的各种实施例，或者其中的某些部分，可单独成为一实施例或结合起来创造更进一步的实施例。
同时，虽然本发明的操作在附图中以一个特定的顺序描述，但不应被理解为需要依所描述的特定顺序或者以连续顺序执行这样的操作，亦不应被理解为需要执行所有图示的操作才能达到期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理皆可达成目标。此外，各种系统或程序组件在上述实施例中若以分离的方式描述，其不应被理解为此分离为必须，而应当被理解为所描述的程序组件和系统一样，可以集成，或在单个软件产品，或封装为多个软件产品。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种三维物体形成装置，其特征在于，包含：
一第一光源及一第二光源位于第一平面；
一第三光源及一第四光源位于第二平面，且该第二平面与该第一平面互相垂直；
一控制器用来控制由该第一光源，该第二光源，该第三光源及该第四光源出射的光线；
其中由该第一光源所发出光线与由该第三光源所发出光线在第一交叉处相交使其在该第一交叉处的能量总和可使在该第一交叉处的材料产生材料特性变化；
其中，由该第二光源所发出光线与由该第四光源所发出光线在第二交叉处相交使其在该第二交叉处的能量总和可使在该第二交叉处的材料产生材料特性变化。
2.如权利要求1的三维物体形成装置，其特征在于，在该第一交叉处的能量总和可使该三维物体的原料预热、融化、融合或是退火。
3.如权利要求1的三维物体形成装置，其特征在于，还包含一第五光源位于第三平面，且该第三平面与该第一平面及第二平面互不平行。
4.如权利要求3的三维物体形成装置，其特征在于，由该第五光源所发出光线与由该第二光源所发出光线在第三交叉处相交使其在该第三交叉处的能量总和可使在该第三交叉处的材料产生材料特性变化。
5.如权利要求3的三维物体形成装置，其特征在于，该第一平面，该第二平面和该第三平面互相垂直以形成一三维直角坐标系。
6.如权利要求1的三维物体形成装置，其特征在于，还包含一原料配送单元以提供原料在该第一交叉处。
7.如权利要求1的三维物体形成装置，其特征在于，还包含一原料配送单元以提供第一原料在该第一交叉处及第二原料在该第二交叉处。
8.一种三维物体形成方法，其特征在于，包含：
提供一第一材料放置在由一第一平面及一第二平面所部分局限的空间中；
提供位于第一平面的一第一光源及一第二光源；
提供位于第二平面的一第三光源及一第四光源；
控制由该第一光源，该第二光源，该第三光源及该第四光源出射的光线；
其中由该第一光源所发出光线与由该第三光源所发出光线在第一交叉处相交使其在该第一交叉处的能量总和可使在该第一交叉处的材料产生材料特性变化；
其中还包含提供一与第一平面相对的第四平面﹐该第四平面为光反射面或是部分透光面。
9.如权利要求8的三维物体形成方法，其特征在于，该第一光源被控制以提供具有第一功率位准的光线，且该第二光源被控制以提供具有高于第一功率位准的第二功率位准的光线。
10.如权利要求8的三维物体形成方法，其特征在于，由该第二光源所发出光线与由该第四光源所发出光线在第二交叉处相交使其在该第二交叉处的能量总和可使在该第二交叉处的材料产生材料特性变化。
11.如权利要求8的三维物体形成方法，其特征在于，还包含位于一第三平面的第五光源，且该第三平面与该第一平面及第二平面互不平行。
12.如权利要求11的三维物体形成方法，其特征在于，该第一平面，该第二平面和该第三平面互相垂直以形成一三维直角坐标系。
13.如权利要求10的三维物体形成方法，其特征在于，还包含一原料配送单元以提供第一原料在该第一交叉处及第二原料在该第二交叉处。
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