CN107073823A - 对准试剂分配器 - Google Patents

Abstract

一种在用于生成三维物体的装置中对准试剂分配器的方法，包括：在构建材料的层上选择性地沉积试剂以形成预定对准图案(211，212，311，312)，根据构建材料的表面中的高度轮廓检测对准图案(211，212，311，312)，以及使用所检测的对准图案(211，212，311，312)执行对准操作。对准图案(211，212，311，312)可以包括：例如被扫描以用于确定未对准的一系列三角形。

Description

对准试剂分配器

背景技术

已经提出了基于逐层生成三维物体的加成式制造系统(additive manufacturingsystem)作为生产三维物体的潜在方便的方式。

附图说明

为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实施，现在仅通过非限定性示例的方式参考以下附图，其中：

图1示出对准试剂分配器的方法的示例；

图2a示出对准图案的示例的俯视图；

图2b示出图2a的示例的侧视图；

图2c示出图2a的示例的透视图；

图2d示出图2a的示例的进一步细节；

图3a示出对准图案的示例的平视图；

图3b示出图3a的示例的侧视图；

图3c示出图3a的示例的透视图；

图3d示出图3a的示例的进一步细节；

图4示出对准图案的示例；

图5示出用于生成三维物体的装置的示例；以及

图6示出用于生成三维物体的装置的另一示例。

具体实施方式

生成有形三维物体的过程可以包括一系列步骤，这些步骤包括：形成构建材料的层，选择性地输送试剂(例如聚结剂和/或聚结改性剂)至构建材料的层的表面的一个部分或多个部分，以及将预定水平的能量临时施加至构建材料的层。能量的临时施加可使得在其上已经输送聚结剂或者聚结剂已经穿透的构建材料的部分加热至构建材料的熔点之上并且聚结。一旦冷却，已经聚结的部分成为固体并且形成正生成的三维物体的一部分。然后，可以重复这些步骤以形成三维物体。其他步骤和工序也可以与这一系列步骤一起使用。

可以使用将试剂沉积在构建材料上的试剂分配器来沉积试剂，例如聚结剂或聚结改性剂。在本文所述的示例中，聚结剂和聚结改性剂可以包括可使用试剂分配器输送的流体。在一个示例中，试剂以微滴形式输送。

聚结改性剂可以用于多种目的。在一个示例中，聚结改性剂可以邻近聚结剂所输送的位置而输送，例如以帮助减小横向聚结剂渗出的影响。这可以用于例如改进物体边缘或表面的清晰度或精确度，和/或减小表面粗糙度。在另一示例中，聚结改性剂可以掺入聚结剂输送，这可以用于使物体的属性能够被修改。

在本文所述的示例中，涉及的构建材料可以包括例如基于粉末的构建材料的构建材料。如本文所使用的，术语基于粉末的材料意在包括干的基于粉末的材料和湿的基于粉末的材料两者、颗粒材料和粒状材料。

根据本文所述示例的试剂分配器可以包括一打印头或多打印头，诸如热打印头或压电打印头。在一个示例中，可以使用诸如用于商业上可获得的喷墨打印机中的合适的打印头之类的打印头。

本文所述的示例涉及用于对准试剂分配器(例如，对准打印头或多个打印头)的方法和装置。

图1示出在用于生成三维物体的装置中对准试剂分配器的方法的示例。该方法包括：在构建材料的层上选择性地沉积试剂以形成预定对准图案，101。根据构建材料的表面中的高度轮廓检测对准图案，103。使用所检测的对准图案执行对准操作，105。构建材料的表面中的高度轮廓可以包括例如由试剂与构建材料的相互作用引起的高度的改变。

本文所述的示例利用了当试剂与构建材料相互作用时(例如作为在打印操作期间沉积在构建材料的一部分上的结果)而发生的收缩或膨胀。例如，当构建材料的层具有在打印操作(以及例如被加热)期间选择性地分布在其上的聚结剂时，打印区域经历凹陷。例如在构建材料的表面中凹陷或改变的量可以取决于试剂、构建材料、或者构建工序的一些其他特性，并且在一个示例中，可以在约50微米的区域中。该收缩或改变引起在构建材料上试剂已经沉积在其上的部分与构建材料的没有试剂沉积在其上的部分之间的高度差。该高度轮廓可以由本文所述的示例使用，以检测对准图案，然后，对准图案可用于在装置中执行对准操作，例如对准试剂分配器，试剂分配器例如打印头(诸如热打印头)。

在一个示例中，检测对准图案包括：在沿着扫描轴线的多个参考点处检测在构建材料的表面中高度的改变，其中多个参考点用于比较所检测的对准图案与预定对准图案。

在一个示例中，预定对准图案包括：横跨试剂分配器的扫描轴线(X)的至少第一参考线和第二参考线，第一参考线和第二参考线具有相对于彼此的已知角度关系。在一个示例中，第一参考线和第二参考线对于扫描轴线是斜的。

图2a示出对准图案的示例的俯视图。在图2a的示例中，对准图案包括在构建材料20上的至少一个三角形对准图案21。在该特定示例中，提供了第一三角形对准图案21₁和第二三角形对准图案21₂。然而，应该注意的是，可以使用任何数量的三角形图案。此外，应该注意的是，可以使用任何形状的对准图案。

在图2a的示例中，预定对准图案包括：横跨试剂分配器的扫描轴线X的至少第一参考线和第二参考线(例如第一三角形对准图案21₁的第一参考线22₁和第二参考线22₂，以及第二三角形对准图案21₂的第一参考线22₃和第二参考线22₄)。第一参考线22₁/22₃和第二参考线22₂/22₄涉及三角形图案横跨扫描轴线X的边。预定对准图案21₁的第一参考线22₁和第二参考线22₂具有相对于彼此的已知角度关系。以类似方式，预定对准图案21₂的第一参考线22₃和第二参考线22₄具有相对于彼此的已知角度关系。因此，在一个示例中，预定对准图案包括：至少一个三角形对准图案，其中第一参考线和第二参考线形成三角形对准图案的第一条边和第二条边，并且其中三角形对准图案的第三条边基本上平行于扫描轴线X。如上所述，示例可以使用用于对准的任何图案，包括具有任何朝向的图案。因为预定对准图案具有已知的图案和朝向，因此在示例中，这使通过图案的改变或朝向的改变能够检测未对准，例如当例如使用高度轮廓信息比较所检测的对准图案与预定对准图案时。

在图2a的示例中，对准图案包括：至少一个等腰直角三角形对准图案。在图2a的示例中，对准图案包括其他内角各自是45°的等腰直角三角形。

图2b是示出在加热操作之后三角形对准图案21₁和对准图案21₂如何收缩的侧视图。这进一步在图2c的透视图中图示。构建材料20在其中由聚结剂形成了预定对准图案的区域中的收缩(在采用聚结剂聚结之后)可以用作检测对准图案的基础，例如使用高度传感器27₁和27₂来确定高度轮廓，如以下将进一步解释的。

参照图2d，在一个示例中，试剂分配器包括：在扫描轴线X之外的轴线上彼此间隔开的至少第一高度传感器27₁和第二高度传感器27₂。在图2d的示例中，第一高度传感器27₁和第二高度传感器27₂沿着基本上与扫描轴线X正交的轴线Y而设置。

应注意的是，第一高度传感器27₁和第二高度传感器27₂无需正交对准扫描轴线X，并且可以例如对准在横跨扫描轴线X的任何轴线上。例如第一高度传感器27₁和第二高度传感器27₂可以沿着在Y轴线的大致方向上的任何路径彼此间隔开。在示例中，在X方向和Y方向上的第一高度传感器27₁和第二高度传感器27₂的相对位置已知，以便于执行对准操作。例如，第一高度传感器27₁和第二高度传感器27₂在X方向和Y方向上的相对位置可以提前确定，例如在当组装试剂分配器与高度传感器27₁和27₂(或者支架和高度传感器)时的制造期间。

根据示例，方法包括：沿着扫描轴线X扫描试剂分配器，并且使用高度信息来检测在第一参考线和第二参考线中的每一条参考线上的第一参考点和第二参考点沿着扫描轴线的位置，以及比较参考点与预定对准图案上的对应参考点的位置关系，以确定第一参考线和第二参考线之间的角度关系的任何改变。以此方式，高度信息可以用于检查第一线和第二线之间的角位移是否已经从原始对准图案偏离。

在图2d的示例中，第一高度传感器27₁和第二高度传感器27₂沿着扫描轴线X的方向扫描高度轮廓。在一个示例中，高度传感器针对沿着扫描轴线X的多个点中的每一个点收集高度Z的数值(即从高度传感器至正被扫描的构建材料的表面的距离)以及沿着扫描轴线X的位置。因此，在该示例中，针对沿着扫描轴线X的多个点中的每一个点，确定或收集高度信息Z和沿着扫描轴线X的位置信息，以用于比较位置关系。应注意的是，在示例中，每个传感器的Y位置通过其校准(例如在生产线中)而是精确的。

以此方式，可以确定在预定对准图案上的多个参考点。例如，传感器27₁可以用于根据高度轮廓确定参考点23₁、23₂、23₃和23₄。同样地，传感器27₂可以用于根据高度轮廓确定参考点25₁、25₂、25₃和25₄。因此，针对横跨扫描轴线的第一参考线和第二参考线中的每一条参考线确定至少两个参考点(参考点是在参考线上的交叉点)。在此示例中，针对横跨扫描轴线X的每个三角形的每条边确定两个参考点，例如针对第一参考线22₁的参考点23₁和25₁，以及针对第二参考线22₂的参考点23₂和25₂(以及以类似的方式针对第二三角形对准图案)。

在一个示例中，方法包括：使用多个参考点以将所检测的对准图案的第一参考线和第二参考线的角位移与预定对准图案的第一参考线和第二参考线的角位移进行比较。同样，所检测的参考点可以用于检测三角形对准图案的朝向是否已经根据预期改变，并且如果需要则调整试剂分配器的对准。在示例中，第一参考线和第二参考线之间的角度关系的改变用于检测对准。

在一个示例中，例如基于泰勒斯(Tales)定理的处理操作可以用于确定任何未对准。

在一个示例中，所检测的对准图案用于沿基本上与扫描轴线X正交的方向Y调整对准。在该示例中，沿Y方向进行对准以例如在用于生成三维物体的装置不提供容纳构建材料的平台(支座)(例如平台，平台诸如粉末床，在构建材料包括粉末的示例中)的往复运动时进行补偿。

应注意的是，试剂分配器或打印头可以包括多于两个传感器，以提供更多扫描线并且因此更多参考点以用于确定对准图案，例如第一参考线和第二参考线之间的相对角度关系。在示例中，更多传感器可以用于提高精确度。

在一个示例中，针对沿着扫描轴线的点检索多个高度信息Z和位置信息X，并且然后可以分析此信息以确定多个参考点的位置，例如通过确定高度改变的位置。在另一示例中，当高度传感器跨扫描轴线X进行扫描时可以动态地监控高度信息，并且当检测到高度的改变时记录位置信息。

不同试剂可以与构建材料不同地相互作用。例如，在图2a至图2d的示例中，聚结剂使得构建材料在分布了聚结剂的区域中收缩，因此使高度轮廓能够在构建材料的上表面中检测下降或凹进，从而检测对准图案。因此，根据一个示例，试剂包括聚结剂，以及其中检测高度轮廓包括检测构建材料的层中的凹进。

采用不同的试剂，例如聚结改性剂，试剂分配器的对准可以包括相反的检测。例如，在提供聚结改性剂以避免热传导时，可以例如使用与图2a相同的图案和几何结构沉积预定对准图案，如图3a所示。在图3a的示例中，聚结改性剂可以沉积在三角形区域内，并且聚结剂沉积在三角形周围的区域中。

在加热操作期间，具有聚结改性剂的区域(即在三角形内的区域，对应于预定对准图案的示例)与具有聚结剂沉积在其上的其他区域相比将保持在更高的高度。这是因为具有聚结剂的区域将聚结，并且导致围绕三角形区域的那些区域中的构建材料30的收缩，导致如图3b和图3c中所示的相反高度轮廓。在该示例中，用于对准的工序将类似于图2a至图2d中所示的工序，但是反过来检查高度上升而不是高度下降，并且反之亦然。

因此，在一个示例中，试剂包括聚结改性剂，并且其中检测高度轮廓包括检测构建材料的层中的突起。

图3a示出用于包括聚结改性剂的试剂的对准图案的示例的俯视图。在图3a的示例中，对准图案包括在构建材料20上的至少一个三角形对准图案31。在此特定示例中，提供第一三角形对准图案31₁和第二三角形对准图案31₂。如上所示，可以使用任何合适的对准图案。

因此，在图3a的示例中，预定对准图案包括横跨试剂分配器的扫描轴线X的至少第一参考线和第二参考线(例如第一三角形对准图案31₁的第一参考线32₁和第二参考线32₂，以及第二三角形对准图案31₂的第一参考线32₃和第二参考线32₄)。第一参考线32₁/32₃和第二参考线32₂/32₄涉及三角形对准图案横跨扫描方向X的边。预定对准图案31₁的第一参考线32₁和第二参考线32₂具有相对于彼此的已知角度关系。以类似方式，预定对准图案31₂的第一参考线32₃和第二参考线32₄具有相对于彼此的已知角度关系。因此，在一个示例中，预定对准图案包括至少一个三角形对准图案，其中第一参考线和第二参考线形成三角形对准图案的第一条边和第二条边，并且其中三角形对准图案的第三条边基本上平行于扫描轴线X。

在图3a的示例中，对准图案包括至少一个等腰直角三角形对准图案。在图3a的示例中，对准图案包括其他内角各自是45°的等腰直角三角形。

图3b是示出构建材料30在加热操作之后如何收缩使得对应于对准图案31₁和对准图案31₂的区域突起在已收缩的构建材料30之上的侧视图。突起区域对应于其中已经沉积了聚结改性剂的区域。这进一步在图3c的透视图中图示。在聚结改性剂已经沉积的区域中的预定对准图案31₁和预定对准图案31₂的突起用作检测对准图案的基础，例如以与上面针对图2a至图2d所述类似的方式，使用高度传感器37₁和高度传感器37₂来确定高度轮廓，并且如以下将进一步解释的。

参照图3d，在一个示例中，试剂分配器包括：在扫描轴线X之外的轴线上彼此间隔开的至少第一高度传感器37₁和第二高度传感器37₂。在图3d的示例中，第一高度传感器37₁和第二高度传感器37₂沿着基本上与扫描轴线X正交的轴线Y而设置。应注意的是，第一高度传感器37₁和第二高度传感器37₂无需正交对准扫描轴线X，而是可以沿着横跨扫描轴线X的路径而间隔开。

根据示例，方法包括：沿着扫描轴线X扫描试剂分配器，并且使用高度信息来检测在第一参考线和第二参考线中的每一条参考线上的第一参考点和第二参考点的沿着扫描轴线的位置，以及比较参考点与预定对准图案上对应参考点的位置关系，以确定第一参考线和第二参考线之间的角度关系的任何改变。以此方式，高度信息可以用于检查第一线和第二线之间的角位移是否已经从原始对准图案偏离。

在图3d的示例中，第一高度传感器37₁和第二高度传感器37₂沿着扫描轴线X的方向扫描高度轮廓。在一个示例中，高度传感器针对沿着扫描轴线X的多个点中的每一个点收集高度Z的数值(即从高度传感器至正被扫描的构建材料的表面的距离)以及沿着扫描轴线X的位置。因此，在该示例中，针对沿着扫描轴线X的多个点中的每一个点，收集高度信息Z和沿着扫描轴线X的位置信息X，以用于比较位置关系。应注意的是，每个传感器的Y位置通过其校准(例如在生产线中)而是精确的。

以此方式，可以确定在预定对准图案上的多个参考点。例如，传感器37₁可以用于从高度轮廓确定参考点33₁、33₂、33₃和33₄。同样，传感器37₂可以用于从高度轮廓确定参考点35₁、35₂、35₃和35₄。在图3d的示例中，针对横跨扫描轴线X的第一参考线和第二参考线中的每一条参考线确定至少两个参考点。因此，在此示例中，针对横跨扫描轴线X的每个三角形的每条边确定两个参考(或交叉)点。

在一个示例中，例如使用泰勒斯定理的处理操作可以用于确定任何未对准。

在本文所述的示例中，用于检测高度轮廓的高度传感器可以包括用于检测高度的光学传感器，例如使用激光源或其他光学机构。然而，应注意的是，用于确定高度的高度传感器可以包括其他形式的检测设备，诸如超声检测设备或其他形式的距离检测器。

图4示出另一预定对准图案的示例。在此示例中，与使用三角形作为对准图案不同，使用相对于彼此具有已知角度关系的第一参考线22₁和第二参考线22₂。在该示例中，对准例如包括至少第一高度传感器27₁和第二高度传感器27₂的试剂分配器的方法可以包括：沿着扫描轴线X扫描试剂分配器，以及使用高度信息来分别检测第一参考线22₁和第二参考线22₂中的每一条参考线上的第一参考点23₁/25₁和第二参考点23₂/25₂的沿着扫描轴线的位置。然后，可以比较参考点与预定对准图案上的对应参考点的位置关系，以确定在第一参考线22₁和第二参考线22₂之间的角度关系θ₁的任何改变。

在用于生成三维物体的装置中，可以使用本文所述的各示例中的任何一个示例来对准用于沉积诸如聚结剂或聚结改性剂之类的试剂的试剂分配器，并且因此提供更精确的打印过程。在示例中，对准方法不依赖于支撑床(support bed)的往复运动，并且因此该示例可以在不需要支撑床往复运动的情况下执行在Y轴线中的对准。

如以上示例中所述，对准工序可以包括创建以与构建层类似方式形成的合适的对准轮廓，由此试剂沉积在构建材料的层上并熔化。然后，由于当构建材料(例如粉末)和试剂聚结或熔化时收缩，可以分析出现在构建材料中(例如在粉末床上)的高度轮廓并且用于对准试剂分配器或打印头。

在一个示例中，试剂分配器可以沿扫描轴线X扫描高度轮廓，并且在整个扫描期间保存距离Z(高度)和位置X的数值。每个传感器的Y位置通过其校准(例如在生产线中)而是精确的。在一个示例中，试剂分配器(例如打印头)根据由试剂分配器所分配的试剂类型而单独对准。

在一个示例中，预定对准图案包括一系列三角形，例如具有90°角和两个45°角的三角形。在一个示例中，通过在三角形的相同边缘的沿着Y轴线间隔开的两个不同位置中沿扫描方向X扫描(即在这两个位置处的第一传感器和第二传感器的扫描)，可以例如使用泰勒斯定理计算边缘角相对于原始角度(45°)的偏离。然后，可以使用该偏离数值沿试剂分配器的Y方向进行对准。

在一个示例中，用于生成三维物体的装置在生成三维物体之前，可以执行如在以上任何示例中所述的对准工序。

图5示出用于生成三维物体的装置500的示例。该装置包括试剂分配器501，用于在构建材料上分配预定对准图案。该预定对准图案可以包括如上所述的一个或多个三角形，或者任何其他图案。装置500包括至少一个高度传感器503，用于检测对准图案。装置500包括对准控制器505，用于基于被检测对准图案控制试剂分配器的对准。

在本文所述的示例中，执行对准控制操作可以包括任何形式的对准操作或工序，包括例如改变试剂分配器的位置或朝向(例如物理对准或调整的形式)，或者改变如何沉积试剂或构建材料，例如改变烧结数据和/或时序，或者调整液滴大小或重量(例如逻辑或软件对准或调整的形式)。

在一个示例中，至少一个高度传感器503沿着扫描轴线在多个参考点处检测构建材料的表面中的高度的改变。在一个示例中，对准控制器505使用多个参考点以比较所检测的对准图案与预定对准图案。

应注意的是，在示例中，试剂分配器或打印头可以包括比打印区域宽度短的长度，使得试剂分配器或打印头并未跨越打印区域的整个宽度。在这些示例中，试剂分配器或打印头可以安装在可移动支架上，使它们能够跨越页面宽度轴线双向移动，即沿扫描方向X扫描。这使得能够在单程或多程中跨越打印区域的整个宽度而选择性输送试剂(例如聚结剂和聚结改性剂)。在其他示例中，试剂分配器可以固定，并且支架构件可以相对于试剂分配器移动。

应注意的是，根据另一示例，在所谓页宽阵列配置中，试剂分配器或打印头可以包括使它们能够跨越打印区域的整个宽度的长度。在一个示例中，这可以通过多个试剂分配器或打印头的合适设置而实现。

图6示出所谓页宽阵列配置的示例(示出交错的试剂分配器，例如交错的打印头ph1、ph2、ph3)。在该示例中，可以提供第一传感器(传感器1)以沿着第一轴线61扫描高度轮廓，同时提供第二传感器(传感器2)以沿着第二轴线62扫描高度轮廓。在具有交错的试剂分配器或交错的打印头的该示例中，可以沿着穿过第一试剂分配器和第二试剂分配器重叠的区域的轴线而确定第一高度轮廓和第二高度轮廓。沿着第一轴线61和第二轴线62的高度轮廓可以用于检测预定对准图案，例如在以上示例中所公开的三角形对准图案，或一些其他形式的对准图案。在另一示例中，一个或多个附加传感器可以用于沿着其他轴线检测高度轮廓，例如图6中标注为63、65、66和67的轴线。因为图6中的试剂分配器不沿方向X(有时称作页宽方向)移动，因此图6的试剂分配器通过沿方向Y移动而打印对准图案，例如三角形。在一个示例中，第一传感器沿着轴线61的某处与打印头(未示出)定位在相同的结构上，同时第二传感器沿着轴线62的某处与打印头定位在相同的结构上。当沿方向Y执行扫描以检测预定对准图案时，传感器1将根据沿着路径61的高度信息检测对准图案，同时传感器2沿着路径62检测高度信息(并且类似地针对任何附加传感器，例如沿着路径63、64、65、66和67)。在该示例中，可以设置对准图案的第一参考线和第二参考线以跨越各自的第一传感器和第二传感器的路径61和62(以及其中使用更多传感器的路径63、64、65、66和67)，由此第一参考线和第二参考线具有已知角度关系。在该示例中，可以与如上所述示例类似方式确定对准信息。

因此，在图6的页宽阵列配置的示例中，第一高度传感器和第二高度传感器沿着轴线X(对应于沿如X所示方向跨越页宽的轴线)设置。

在另一示例中，可以使用具有喷嘴阵列的单个试剂分配器或打印头，喷嘴具有使它们能够跨越打印区域宽度的长度。在关于页宽阵列配置的示例中，可以提供支架用于使高度传感器能够扫描对准图案。在其中提供支架用于使高度传感器能够扫描对准图案的示例中，第一传感器和第二传感器相对于彼此沿方向Y定位。在页宽阵列配置的另一示例中，多个高度传感器可以沿着装置的宽度分布，或者沿着有效扫描轴线分布。

从以上描述可以看出，在一个示例中，方法包括：通过在被加热并且被熔化的构建材料的层中沉积试剂而创建合适的对准图案。然后，由于当被熔化时构建材料的收缩，分析出现在粉末床上的高度轮廓并且用于对准打印头。

尽管在示例中对准图案示出为实心三角形形状，但应注意的是，对准图案可以采用其他形状或图案，例如包括三角形边界、或者具有已知角度关系的一系列线条、或者被构建物体的一部分的图案。

从以上描述可以看出，根据示例，试剂分配器或打印头的对准以及层的校准使用用于生成三维物体的装置的实际输出而执行(例如使用沉积构建材料的层并且选择性地将试剂沉积至构建材料上的装置的输出)。根据示例，在对准操作期间无需操作者干预，诸如由操作者目测检查。

尽管已经使用用于检测高度的激光传感器描述了示例，但应注意的是，可以使用其他传感器或机构，包括允许用于3D打印机的实时高度测量的测量设备。

在一个示例中，对准不依赖于如在2D打印机中可能的沿支撑床的X和Y方向的往复运动，并且这在3D打印机的示例中可以是不可能的。此外，在示例中，对准操作不依赖于具有稳定的基底。相反，在示例中，对准操作可能使用沿扫描方向X的移动。

在其中第一传感器和第二传感器定位在相同试剂分配器上并且沿Y方向的示例中，这使第一扫描和第二扫描能够同时并且平行地进行。因为扫描是平行的，因此这允许使用泰勒斯定理来检测未对准。

根据一个示例，提供一种在用于生成三维物体的装置中对准试剂分配器的方法，其中由构建材料与用于形成对准图案的试剂之间的相互作用引起的构建材料的层中高度的改变用于检测对准图案。

在一个示例中，为每个待对准的试剂分配器提供至少第一参考线和第二参考线。在另一示例中，为一组试剂分配器提供至少第一参考线和第二参考线，由此该组试剂分配器处于相对于彼此的已知位置关系中。

根据一个示例，提供一种在用于生成三维物体的装置中对准试剂分配器的方法，其中该方法包括：使用从构建材料的表面检测到的高度信息来检测对准图案，其中高度轮廓由试剂与构建材料的相互作用引起。

根据一个示例，提供一种在用于生成三维物体的装置中对准试剂分配器的方法，其中该方法包括：使用从构建材料的表面检测的颜色或对比度信息来检测对准图案，其中颜色或对比度信息由试剂与构建材料的相互作用引起。

在示例中，试剂分配器将具有预定形状的已知对准图案沉积或打印至构建材料上，并且然后在试剂和构建材料已经聚结之后，沿着扫描轴线扫描，并且从高度轮廓确定来自被扫描对准图案的多个参考点。比较多个参考点的位置与来自已知对准图案应该预期的位置，以确定是否需要针对对准图案进行任何调整，并且如果需要，则采取任何校正动作。

在示例中，由于构建材料与例如聚结剂或聚结改性剂等的试剂相互作用导致的高度的改变用于检测预定对准图案，或检测多个已知参考点。

在一个示例中，提供一种用于生成三维物体的装置，该装置包括：至少一个高度传感器，用于检测在构建材料的表面中的对准图案，其中对准图案通过在构建材料与试剂相互作用之后构建材料的收缩而形成。

在一个示例中，提供一种用于执行对准校准的装置。该装置包括：用于在构建材料的层上沉积对准图案的试剂分配器，用于检测构建材料的表面中的对准图案的至少第一高度传感器和第二高度传感器，以及用于基于所检测的对准图案确定未对准并且校正任何未对准的对准控制器。

应注意的是，上述描述阐述并且不限制本文所述的示例，并且本领域技术人员将能够设计许多可替代示例而不脱离所附权利要求的范围。词语“包括”不排除权利要求中所列那些元件或步骤之外的其他元件或步骤的存在，“一”不排除多个，并且单个处理器或其他单元可以实现权利要求中记载的数个单元的功能。权利要求中任何附图标记不应解释为限制它们的范围。

Claims (15)

1.一种在用于生成三维物体的装置中对准试剂分配器的方法，所述方法包括：

在构建材料的层上选择性地沉积试剂以形成预定对准图案；

根据所述构建材料的表面中的高度轮廓检测所述对准图案；以及

使用所检测的对准图案执行对准操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述对准图案包括：在沿着扫描轴线的多个参考点处检测所述构建材料的所述表面中的高度的改变，其中所述多个参考点用于比较所检测的对准图案与所述预定对准图案。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述预定对准图案包括横跨试剂分配器的扫描轴线(X)的至少第一参考线和第二参考线，所述第一参考线和所述第二参考线具有相对于彼此的已知角度关系(θ₁)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中试剂分配器包括在所述扫描轴线(X)之外的轴线上的彼此间隔开的至少第一高度传感器和第二高度传感器，所述方法包括：

沿着所述扫描轴线(X)扫描所述试剂分配器；

使用高度信息来检测所述第一参考线和所述第二参考线中的每一条参考线上的第一参考点和第二参考点的沿着所述扫描轴线的位置；以及

比较所述参考点与所述预定对准图案上对应参考点的位置关系，以确定在所述第一参考线和所述第二参考线之间的角度关系的任何改变。

5.根据权利要求4所述的方法，其中比较位置关系包括：使用所述多个参考点以将所述第一参考线和所述第二参考线的角位移与所述预定对准图案的角位移进行比较。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中针对沿着所述扫描轴线(X)的多个点中的每一个点，确定沿着所述扫描轴线(X)的高度信息(Z)和位置信息以用于比较位置关系。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其中所述预定对准图案包括至少一个三角形对准图案，并且其中所述第一参考线和所述第二参考线形成所述三角形对准图案的第一条边和第二条边。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述对准图案包括：

至少一个等腰直角三角形对准图案；或

其中所述三角形对准图案的剩余内角各自是45°的至少一个等腰直角三角形对准图案。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所检测的对准图案用于调整至少一个试剂分配器的对准。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所检测的对准图案用于沿基本上与扫描轴线(X)正交的方向(Y)调整对准。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

所述试剂包括聚结剂，并且其中检测高度轮廓包括：检测所述构建材料的层中的凹进；或

所述试剂包括聚结改性剂，并且其中检测高度轮廓包括：检测所述构建材料的层中的突起。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中检测高度轮廓包括光学地感测高度。

13.一种用于生成三维物体的装置，所述装置包括：

试剂分配器，所述试剂分配器用于在构建材料上分配预定对准图案；

至少一个高度传感器，所述至少一个高度传感器用于检测所述对准图案；以及

对准控制器，所述对准控制器用于基于所检测的对准图案控制所述试剂分配器的对准。

14.根据权利要求13所述的装置，其中：

所述至少一个高度传感器在沿着扫描轴线的多个参考点处检测所述构建材料的表面中的高度的改变；并且

所述对准控制器使用所述多个参考点来比较所检测的对准图案与所述预定对准图案。

15.一种用于执行对准校准的装置，所述装置包括：

试剂分配器，所述试剂分配器用于在构建材料的层上沉积对准图案；

至少第一高度传感器和第二高度传感器，所述至少第一高度传感器和第二高度传感器用于检测所述构建材料的表面中的所述对准图案；以及

对准控制器，所述对准控制器用于基于所检测的对准图案确定未对准，并且针对任何未对准进行校正。