CN107206683B - 打印死区识别 - Google Patents

Abstract

传感器可用于检测指示打印死区的属性，打印死区由要被用于生成三维物体的构造材料的缺陷，或者滑动架、用于加热构造材料的加热器、或用于提供材料的构造材料分配器的故障引起。处理器可用于从传感器接收与打印死区相关的死区数据，并防止加热器的故障、构造材料分配器的故障或滑动架的故障，或者修改表示三维物体的数据以使三维物体移位使得三维物体被打印在打印死区的外部。

Description

打印死区识别

背景技术

在逐层基础上生成三维物体的增材制造系统已被提出为生产三维物体的潜在便利的方法。通过这种系统生产的物体的质量可能会取决于所使用的增材制造技术的类型而有很大的差异。

附图说明

关于以下附图描述一些示例：

图1a示出根据一些示例的系统；

图1b是示出根据一些示例的方法的流程图；

图1c是示出根据一些示例的非暂时性计算机可读存储介质的框图；

图2a是根据一些示例的增材制造系统的简化等距图示；

图2b-c是根据一些示例的安装在可移动的滑动架(carriage)上的试剂分配器和成像设备的简化示意性俯视图；

图2d是根据一些示例的用于增材制造系统的加热器的简化等距图示；

图3是示出根据一些示例的用于生成三维物体的方法的流程图；

图4示出表示基于死区数据修改的三维物体的数据；以及

图5a-d示出了根据一些示例的构造材料的层的一系列剖面侧视图。

具体实施方式

下面的术语被理解为当由本说明书或权利要求书陈述时意指下面的含义。单数形式“一”和“该”意指“一个或多个”。用语“包括”和“具有”旨在具有与用语“包含”相同的包含在内的含义。

一些增材制造系统通过固化诸如粉末状、液体或流体构造材料之类的构造材料的连续层的部分来生成三维物体。所生成的物体的属性可取决于构造材料的类型和所使用的固化机制的类型。在一些示例中，固化可使用液体黏合剂化学地固化构造材料来实现。在其它示例中，固化可通过将能量临时施加到构造材料来实现。例如，这可涉及聚结剂的使用，聚结剂是一种当适当量的能量被施加到构造材料和聚结剂的组合时可使构造材料聚结并固化的材料。在一些示例中，复合剂增材制造系统可被使用，例如2014年1月16日递交的、名为“生成三维物体(GENERATING A THREE-DIMENSIONAL OBJECT)”的PCT申请第PCT/EP2014/050841号中所描述的，在此其整个内容通过引用并入与此。例如，除了将聚结剂选择性地递送到构造材料的层之外，聚结改性剂还可被选择性地递送到构造材料的层。聚结改性剂可用来改变聚结改性剂已被递送或已渗透在其上的构造材料的部分的聚结度。在另一些示例中，其它固化方法可被使用，例如选择性激光烧结(SLS)、光聚合等等。在此描述的示例可用于上面的增材制造系统及其合适改编中的任一个。

在一些示例中，增材制造系统的方面，例如滑动架、用于加热构造材料的加热器或用于提供构造材料的构造材料分配器可发生故障，或者构造材料可具有缺陷，例如异常累积，变形，孔，打印床中的障碍，破损或错误放置的部件，或可使构造材料的特定区域处于生产有缺陷的部件的风险的任何其它缺陷。这会导致与加热器、滑动架或构造材料分配器的故障或者构造材料的缺陷对应的构造材料的死区。死区中的构造材料可变得固化得比预期的多或少，或者更普遍地所生成的物体可能不是用于生成物体的三维物体模型的忠实再现。因此，本公开在一些示例中提供响应于由传感器检测到打印死区而防止在打印死区中生成物体。

图1a是示出根据一些示例的系统100的框图。系统100可包括用于检测指示打印死区的属性的传感器102，该打印死区由要被用于生成三维物体的构造材料的缺陷，或者滑动架、用于加热构造材料的加热器、或用于提供构造材料的构造材料分配器的故障而引起。该系统可包括处理器102，该处理器102用于从传感器接收与打印死区相关的死区数据，并防止加热器、构造材料分配器、或滑动架的故障，或修改表示三维物体的数据以使三维物体移位使得三维物体被打印在打印死区的外部。

图1b是示出根据一些示例的方法110的流程图。在112处，可由传感器测量属性。属性可以是要被用于生成三维物体的构造材料的属性、要被用于加热构造材料的加热器的属性、要被用于提供构造材料的构造材料分配器的属性或滑动架的属性。在114处，基于所测量的属性，可识别打印死区，该打印死区由构造材料的缺陷，或者加热器、构造材料分配器、或滑动架的故障引起。在116处，基于该识别，可防止加热器、构造材料分配器或滑动架的故障，或者可改变表示三维物体的数据以使三维物体移位使得三维物体被打印在构造材料的在打印死区外部的区域中。在118处，可使用正确运行的加热器、构造材料分配器或滑动架，或者根据所修改的数据，生成三维物体。

图1c是示出根据一些示例的非暂时性计算机可读存储介质120的框图。非暂时性计算机可读介质120可包括可执行指令，该可执行指令当由处理器执行时，可使处理器从传感器接收表示要被用于生成三维物体的构造材料的所测量的属性的数据、或者要被用于加热构造材料的加热器的所测量的属性的数据。非暂时性计算机可读介质120可包括可执行指令，该可执行指令当由处理器执行时，可使处理器接收或确定由构造材料的缺陷或加热器的故障导致的打印死区的识别，该识别基于所测量的属性。非暂时性计算机可读介质120可包括可执行指令，该可执行指令当由处理器执行时，可使处理器防止加热器的故障、或修改表示三维物体的数据以使三维物体的打印位置移位到打印死区的外部。

图2a是根据一些示例的增材制造系统200的简化等距图示。系统200可被操作，如下文进一步参考图3的流程图所描述的，以生成三维物体。

在一些示例中，构造材料可以是基于粉末的构造材料。如本文所使用的，用语基于粉末的材料旨在包含干燥和潮湿两种基于粉末的材料、微粒状材料、颗粒状材料和流体材料。在一些示例中，构造材料可包括空气和固体聚合物粒子的混合物，例如，以约40％的空气和约60％的固体聚合物粒子的比例的混合物。一种合适的材料可以是尼龙12，其可购自例如Sigma-Aldrich(西格玛奥德里奇)有限责任公司。另一种合适的尼龙12材料可以是PA2200，其可购自电子光学系统EOS GmbH(EOS股份有限公司)。合适的构造材料的其它示例可包括，例如，粉末状金属材料、粉末状复合材料、粉末状陶瓷材料、粉末状玻璃材料、粉末状树脂材料、粉末状聚合物材料等以及它们的组合。然而，应该理解，本文中描述的示例并不限于基于粉末的材料或以上所列举的任何材料。在其它示例中，构造材料可以是糊状、液体或胶状的形式。根据一个示例，合适的构造材料可以是粉末状半结晶热塑性材料(powered semi-crystalline thermoplastic material)。

增材制造系统200可包括系统控制器210。本文中所公开的任何操作和方法可在增材制造系统200和/或控制器210中被实施和控制。

控制器210可包括处理器212，该处理器212用于执行可实现本文中所描述的方法的指令。例如，处理器212可以是微处理器、微控制器、可编程门阵列、专用集成电路(ASIC)、计算机处理器等。例如，处理器212可包括芯片上的多个芯、跨多个芯片的多个芯、跨多个设备的多个芯或它们的组合。在一些示例中，处理器212可包括至少一个集成电路(IC)、其它控制逻辑、其它电子电路或它们的组合。

控制器210可支持直接用户交互。例如，增材制造系统200可包括连接到处理器212的用户输入设备220，诸如，键盘、触摸板、按钮、按键、转盘、鼠标、轨迹球、读卡器或其它输入设备。此外，增材制造系统200可包括连接到处理器212的输出设备222，诸如，液晶显示器(LCD)、视频监视器、触摸屏显示器、发光二极管(LED)或其它输出设备。输出设备222可响应于指令来显示文本信息或图形数据。

处理器212可经由通信总线214与计算机可读存储介质216通信。计算机可读存储介质216可包括单一介质或多重介质。例如，计算机可读存储介质216可包括控制器210中的ASIC存储器和单独的存储器中的一个或两个。计算机可读存储介质216可以是任何电子存储设备、磁性存储设备、光存储设备或其它物理存储设备。例如，计算机可读存储介质216可以是，例如，随机存取存储器(RAM)、静态存储器、只读存储器、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、硬盘驱动器、光盘驱动器、存储驱动器、CD、DVD等。计算机可读存储介质216可以是非暂时性的。计算机可读存储介质216可存储、编码或携带计算机可执行指令218，当计算机可执行指令218由处理器212执行时，可使处理器212执行根据各示例的本文中所公开的任何方法或操作。

系统200可包括聚结剂分配器202，以选择性地将聚结剂递送到在支撑构件204上提供的构造材料的连续层。根据一个非限制性的示例，合适的聚结剂可以是包括炭黑的墨水型制剂，诸如，例如，可购自Hewlett-Packard(惠普)公司的商业上叫做CM997A的墨水制剂。在一个示例中，这种墨水可另外包括红外光吸收剂。在一个示例中，这种墨水可另外包括近红外光吸收剂。在一个示例中，这种墨水可另外包括可见光吸收剂。在一个示例中，这种墨水可另外包括UV光吸收剂。包含可见光吸收剂的墨水的示例为基于染料的彩色墨水和基于颜料的彩色墨水，例如，可购自Hewlett-Packard(惠普)公司的商业上叫做CM993A和CE042A的墨水。

控制器210根据指令218的试剂递送控制数据208来控制聚结剂到所提供的构造材料的层的选择性递送。

试剂分配器202可以是打印头，例如，热喷墨打印头或压电喷墨打印头。打印头可具有喷嘴阵列。在一个示例中，诸如通常在市场上可买到的喷墨打印机中使用的这些打印头可被使用。在其它示例中，试剂可通过喷雾嘴而不是通过打印头来被递送。还可使用其它递送机制。当以合适的流体(诸如，液体)的形式时，试剂分配器202可被用来选择性地递送(例如，沉积)聚结剂。

聚结剂分配器202可包括聚结剂的供给，或者可连接到聚结剂的单独的供给。

系统200可包括传感器230，例如数码相机。成像设备230可以是连接到可移动的滑动架的扫描条的形式，其示例将在图2b和图2c中描述。传感器230可通过在构造材料的整个区域的上方扫掠或扫描来捕获构造材料的图像。在一些示例中，图像可在可见光范围内捕获。例如，图像可以以合适的位图格式被存储，例如具有每英寸600点的分辨率。在一些示例中，该分辨率可大于可用于沉积试剂的连续调切片数据、半色调切片数据和/或掩膜切片数据的分辨率。成像设备230可向控制器210输出图像。

图2b是根据一些示例的安装在可移动的滑动架203a上的试剂分配器202a-b和成像设备230a的简化示意性俯视图，并且图2c是根据一些示例的安装在可移动的滑动架203b上的试剂分配器202c-d和成像设备230b的简化示意性俯视图。这些配置中的每一种可被用于系统200中。试剂分配器202a-d可各自具有与早些描述的试剂分配器202相似的特征。此外，成像设备230a-b可各自具有与早些描述的成像设备230相似的特征。

在图2b中，试剂分配器202a-b中的每一个具有在所谓的页宽阵列(page-widearray)配置中能够使其跨越支撑构件204的整个宽度的长度。在一些示例中，每个试剂分配器202a-b可以是具有喷嘴阵列的单个打印头，该喷嘴阵列如图2b所示具有能够使其沿图示的x轴跨越支撑构件204的宽度的长度。在其它示例中，多个打印头的合适排列可以排成直线以实现页宽阵列构造。因此，使用滑动架203a，试剂分配器202a-b和成像系统230a可沿图示的y轴横跨支撑体204的长度双向可移动。这使聚结剂的选择性递送能够以单程的方式横跨支撑体204的整个宽度和长度。

在图2c中，试剂分配器202c-d中的每一个可具有无法使其跨越支撑构件204的整个宽度的较短的长度。在该示例中，试剂分配器202c-d中的每一个可沿图示的x轴、沿支撑构件204的整个宽度横向可移动。因此，使用滑动架203b，试剂分配器202c-d和成像系统230b可沿图示的y轴跨越支撑体204的长度双向可移动。这使聚结剂的选择性递送能够以多程的方式跨越支撑体204的整个宽度和长度。

在其它示例中，试剂分配器可被固定，并且支撑构件204可相对于试剂分配器移动。

应当注意的是，本文中使用的用语“宽度”一般用来表示在平行于图2a-c所示的x轴和y轴的平面中的最短尺寸，而本文中使用的用语“长度”一般用来表示在该平面中的最长尺寸。然而，将理解的是，在其它示例中，用语“宽度”可与用语“长度”互换。

系统200可进一步包括构造材料分配器224，以在支撑构件204上提供(例如，递送和/或沉积)构造材料的连续层。合适的构造材料分配器224可包括，例如，刮片和轧辊(roller)。构造材料可从料斗或构造材料仓被供给到构造材料分配器224。在所示的示例中，构造材料分配器224跨越支撑构件204的长度(y轴)移动以沉积构造材料的层。如先前所述，构造材料的层将被沉积在支撑构件204上，而构造材料的后续层将被沉积在构造材料的先前沉积的层上。构造材料分配器224可以是系统200的固定部件，或者可以不是系统200的固定部件，相反地例如是，可移除模块的部件。在一些示例中，构造材料分配器224可被安装在滑动架203a或203b上。

在一些示例中，每层的厚度可具有从约50微米至约300微米之间、约90微米至约110微米之间、或约250微米的范围中选择的值，尽管在其它示例中，更薄或更厚的构造材料的层可被提供。厚度可由控制器210控制，例如，基于指令218。

在一些示例中，可存在涉及图2a-c所示的分配器的任意数量的附加试剂分配器和构造材料分配器。在一些示例中，如图2b-c所示，系统200的分配器可位于同一滑动架上，彼此相邻或者以短距离被分开。在其它示例中，两个或更多个滑动架可各自包含分配器。例如，每个分配器可位于各自单独的滑动架中。任何附加的分配器可具有与先前参考聚结剂分配器202所讨论的特征相似的特征。然而，例如，在一些示例中，不同的试剂分配器可递送不同的聚结剂和/或聚结改性剂。

在所示的示例中，支撑体204在z轴上是可移动的，使得当构造材料的新的层被沉积时，在构造材料的最近沉积的层的表面与试剂分配器202的下表面之间保持预定的间隙。然而，在其它示例中，支撑体204在z轴上可以是不可移动的，而试剂分配器202在z轴上可以是可移动的。

系统200可另外包括能量源226，该能量源226用于将能量施加到构造材料，以根据聚结剂已被递送或已渗透的地方，使构造材料的部分固化。在一些示例中，能量源226是红外(IR)辐射源、近红外辐射源、卤素辐射源或发光二极管。在一些示例中，能量源226可以是能够均匀地将能量施加到在支撑体204上沉积的构造材料的单一能量源。在一些示例中，能量源226可包括能量源的阵列。

在一些示例中，能量源226被配置为以基本上均匀的方式将能量施加到构造材料的层的整个表面。在这些示例中，能量源226可以说是未聚焦的能量源。在这些示例中，整层可具有同时施加到其上的能量，这可有助于增加三维物体可被生成的速度。

在其它示例中，能量源226被配置为以基本上均匀的方式将能量施加到构造材料的层的整个表面的一部分。例如，能量源226可被配置为将能量施加到构造材料的层的整个表面的条带。在这些示例中，能量源可跨越构造材料的层被移动或被扫描，使得基本上相等量的能量最终被施加盗跨越构造材料的层的整个表面。

在一些示例中，能量源226可被安装在可移动的滑动架203a或203b上。

在其它示例中，由于能量源226跨越构造材料的层移动，能量源226可例如，根据指令218的试剂递送控制数据208施加可变量的能量。例如，控制器210可控制能量源仅将能量施加到在其上已施加有聚结剂的构造材料的部分。

在进一步的示例中，能量源226可以是诸如激光束的聚焦(focused)的能量源。在该示例中，激光束可被控制以跨越构造材料的层的整个或一部分扫描。在这些示例中，激光束可根据试剂递送控制数据被控制以跨越构造材料的层扫描。例如，激光束可被控制将能量施加到在其上聚结剂被递送的层的那些部分。

供给的能量、构造材料和聚结剂的组合可以以下述方式被选择，排除任何聚结渗出的影响使得：i)当被临时施加能量时，构造材料的其上还未递送聚结剂的部分不聚结；ii)当被临时施加能量时，构造材料的其上仅聚结剂已递送或已渗入聚结的部分聚结。

系统200可另外包括加热器231，该加热器231用于发射热量以将沉积在支撑体204上的构造材料保持在预定的温度范围内。加热器231可具有任何合适的构造。图2d示出一个示例，图2d是根据一些示例的用于增材制造系统的加热器231的简化等距图示。如图2d所示，加热器231可具有加热单元232的阵列。加热单元232可以是每个为任何合适的加热单元，例如诸如红外灯的加热灯。加热单元232可具有任意合适的形状或构造，诸如，如图2d所示的矩形。例如，在其它示例中，它们可以是圆形、棒状或灯泡状。构造可被优化以向被构造材料跨越的区域提供均匀的热量分布。每个加热单元232或加热单元232的组可具有可调节的电流或电压供给，以可变地控制施加到构造材料表面的局部能量密度。

每个加热单元232可与其各自的构造材料的区域对应，使得每个加热单元232可基本朝向其自己的区域而不是被其它加热单元232覆盖的区域发射热量。例如，图2d中的十六个加热单元232中的每个可加热构造材料的十六个不同区域中的一个，其中这十六个区域共同覆盖构造材料的整个区域。然而，在一些示例中，每个加热单元232也可在较小程度上发射一些影响相邻区域的热量。

每个加热单元232可连接到可测量加热232的属性的相应的传感器234。该属性可以是诸如加热单元232的电流或电压的电属性。

在一些示例中，除加热器231之外或作为加热器230的替代，加热器可被提供在支撑构件204的压板下方，以导电地加热支撑构件204，从而加热构造材料。导电加热器可跨越支撑构件204上的构造材料区域来均匀地加热构造材料。

系统200可另外包括传感器228，传感器228可用于检测例如辐射或声波。传感器228可大体上居中定位并且通常直接面向构造材料，使得相机的光轴对准支撑构件204的中心线，以允许大体上对称地捕获来自构造材料的辐射或声波。这可最小化构造材料表面的透视变形(perspective distortions)，因此最小化校正的需要。另外，传感器228例如可用于(1)例如使用合适的放大率来捕获覆盖构造材料的整个层的较宽区域上的辐射或声波，(2)捕获随后被平均的整个层的一系列测量值，或(3)捕获每个覆盖层的一部分、一起覆盖整个层的一系列测量值。在一些示例中，传感器228可位于相对于支撑构件204的固定位置，但是在其它示例中，如果其它部件在移动时扰乱相机228和支撑构件204之间的瞄准线，则传感器228可以是可移动的。

在一些示例中，可使用传感器228的阵列。每个传感器228可与其各自的构造材料区域对应，使得每个传感器228可在其自己的区域而不是在与其它传感器228对应的区域上进行测量。传感器228的阵列可共同覆盖构造材料的整个区域。在一些示例中，可使用辐射传感器和声传感器两者。

传感器228例如可以是诸如热电堆(thermopile)的点非接触式温度传感器，或诸如热成像相机。在其它示例中，传感器228可包括固定位置高温计的阵列，其中每个捕获来自构造材料的单个区域的辐射。在其它示例中，传感器228可以是单个高温计，该高温计可以可操作来扫掠或扫描构造材料的整个区域。还可使用其它类型的传感器。传感器228可用于捕获例如在IR范围内的辐射分布，该辐射分布由跨越支撑构件204上的构造材料跨越的区域的构造材料的每个点发射。温度传感器228可将辐射分布输出到控制器210，控制器210可基于已知的针对用作构造材料的材料的温度和辐射强度之间的关系(例如，黑体(blackbody)分布)，确定跨越构造材料的温度分布。例如，辐射分布的辐射频率可在红外(IR)范围内的特定值处具有最高强度。这可用来确定跨越构造材料的包括多个温度的温度分布。

在一些示例中，传感器228可以是距离传感器(ranging sensor)，并且可包括例如声传感器、二极管发射器(diode emitter)、雷达或任何其它距离传感器。距离传感器可用于确定声波或辐射从传感器228发射并且在被构造材料反射后随后由传感器228检测到的飞行时间。

控制器210可获得或生成试剂递送控制数据208，试剂递送控制数据208可针对要被生成的三维物体的每个切片定义构造材料上的、(如果有的话)试剂要被递送的部分或位置。

在一些示例中，可基于表示要被生成的物体的三维模型的物体设计数据和/或从表示物体的属性的物体设计数据，生成试剂递送控制数据208。该模型可定义物体的实体部分，并且可由三维物体处理系统处理以生成模型的平行平面的切片。每个切片可定义要被增材制造系统固化的构造材料的相应层的一部分。物体属性数据可定义物体的属性，例如，密度、表面粗糙度、强度等。

物体设计数据和物体属性数据例如，可作为来自用户的输入通过输入设备220从用户接收、从软件驱动器接收、从诸如计算机辅助设计(CAD)应用的软件应用接收，或者可从存储默认的或用户定义的物体设计数据和物体属性数据的存储器获得。

试剂递送控制数据208可针对要被处理的构造材料的每层描述构造材料上聚结剂要被递送的位置和部分。在一个示例中，构造材料的聚结剂要被递送的位置和部分通过各自的图案被定义。

图3是示出根据一些示例的生成三维物体的方法300的流程图。在一些示例中，可改变示出的顺序，一些要素可同时发生，一些要素可被添加，并且一些要素可被省略。

在描述图3时，将参考图2、图4和图5a-d。图4示出了表示基于死区数据修改的三维物体的数据。图4示出了表示要被生成的三维物体的原始数据400a，以及基于对原始数据400a的修改生成的数据400b。图5a-d示出了根据一些示例的构造材料的层的一系列剖面侧视图。

在302处，可由控制器210生成或获取表示三维物体的数据。在本文中“表示三维物体的数据”被定义为包括定义物体从其作为三维物体模型的初始生成到其成为切片数据的转换以及到成为适合于控制试剂分配器的形式(诸如试剂递送控制数据208)的转换的任何数据。这种数据还被定义以包括试剂分配器使用的数据以定义要使用的试剂分配器的喷嘴。因此，可理解“表示三维物体的数据”包括例如(1)与支撑构件上的位置对应的数据，例如如果支撑构件固定，使得物体可被移位以在平台的不同部分被生成；以及(2)与要被使用的试剂的喷嘴对应的数据，即使当要被生成的物体在平台上的位置不移位，而是支撑构件移位，例如如果支撑构件可移动，使得本文中物体的“移位”可对应于被使用的不同喷嘴。

在304处，可提供构造材料的层502b，如图5a所示。例如，如前面所讨论的，控制器210可通过使构造材料分配器224沿y轴移动，来控制构造材料分配器224以在支撑构件204上的先前已完成的层502a上提供层502b。已完成的层502a可包括固化部分506。尽管出于图示的目的在图5a-d中示出了已完成的层502a，应当理解，304至314可首先被实施以生成第一层502a。

在306处，传感器228、230或234可检测系统200或构造材料的可指示打印死区是否存在的属性。打印死区例如可由构造材料的层的缺陷，或者加热器228、滑动架203a或203b或构造材料分配器224的故障引起。

来自传感器230(例如，扫描条)和/或辐射传感器228的数据可用于确定诸如温度、或者构造材料的构造或形状的属性。来自距离传感器228的数据可用于确定诸如构造材料的构造或形状的属性。来自连接到加热单元232的传感器234的数据可用于确定诸如加热单元232的电压和电流的属性。在一些示例中，滑动架或构造材料分配器上的传感器(例如，成像设备或其它传感器)可用于确定诸如滑动架230a或230b或者构造材料分配器224的对准或损伤的属性。这些确定可由控制器210或者由传感器中的处理器进行。

在308处，确定所确定的属性是否指示打印死区。该确定例如可基于对输入设备220的用户输入由用户手动进行，或由控制器210自动进行，或它们的组合。

如果由用户手动进行确定，则诸如构造材料的温度或构造、或者加热器的电压或电流的属性可使用任何合适的可视化方法通过输出设备222可视化地和/或文本地显示作为动态仪表盘。例如，构造材料的层、物体和/或加热单元234的可视化表示可以和构造材料和加热器的属性的覆盖描述一起被显示。基于可视和/或文本显示，用户可通过向输入设备220提供输入来识别打印死区，其中加热单元、滑动架或构造材料分配器发生故障和/或构造材料的区域处于不正确的温度或具有下述缺陷，诸如异常累积、变形、孔、打印床中的障碍，破损或错误放置的部件，或可使构造材料的特定区域处于生产有缺陷的部件的风险的任何其它缺陷。例如，这种缺陷可由于加热器231发生故障(例如，由于不正确的加热)、滑动架230a或230a发生故障(例如，由于未对准和/或试剂的不正确递送，因此导致构造材料中的缺陷)或构造材料分配器224发生故障(例如，由于未对准和/或导致构造材料不被正确涂覆的损伤)而产生。

如果由控制器210自动进行确定，则诸如构造材料的温度或构造、或者加热器的电压或电流的属性可由控制器210分析以确定加热单元是否发生故障和/或构造材料的区域是否处于不正确温度或具有缺陷。在一些示例中，可分析来自不同的传感器228、230和234的数据。在一些示例中，来自一个传感器的数据可指示打印死区，而在其它示例中，来自多个传感器的数据可被结合并加权(基于对于是否存在打印死区的传感器精度或物理处理的重要性进行加权)以识别打印死区。在一些示例中，可通过比较传感器数据与参考数据来进行确定，该参考数据定义给定类型的打印作业的属性的预期值。参考数据可以是在校准期间或在先前的打印作业期间已获取的，或由用户例如通过向输入设备220输入而已定义的。在一些示例中，可通过比较构造材料的给定区域的传感器数据与构造材料的其它区域来进行确定。在一些示例中，控制器210可应用诸如多目标约束优化算法的各种确定技术，例如遗传算法、蚁群优化和/或粒子群优化。在一些示例中，控制器210可应用机器学习技术以基于打印作业的额外经验来细化(refine)打印死区。

如果基于用户手动输入和控制器210的确定的组合进行确定，则控制器210可识别候选打印死区，使用例如输出设备222上的可视和/或文本显示来向用户呈现候选打印死区，并且用户可向输入设备220提供输入以选择一候选打印死区是打印死区。

如果在308处属性被确定为指示打印死区，则方法可进行至310。如果在308处属性被确定为不指示打印死区，则方法可进行至311。

在310处，可基于打印死区的识别采取校正行为。

在一些示例中，校正行为可包括由控制器210命令与构造材料的具有打印死区的区域对应的发生故障的加热器231或加热单元234，例如通过再校准循环控制来防止发生故障，以向构造材料提供正确量的热。

在一些示例中，校准行为可包括由控制器210指令与构造材料的具有打印死区的区域对应的发生故障的滑动架230a或230b，例如通过在X、Y和/或Z轴方向上重新对准滑动架230a或230b到打印床的移动来防止发生故障。

在一些示例中，校准行为可包括由控制器210指令与构造材料的具有打印死区的区域对应的发生故障的构造材料分配器224，例如通过在X、Y和/或Z轴方向上重新对准构造材料分配器224到打印床的移动来防止发生故障。

在一些示例中，校准行为可包括由控制器210基于所识别的死区404修改表示三维物体402的数据400a来使物体402的坐标移位和/或删除物体402。物体可被移位至其中没有死区的区域中。在图4的示例中，基于对原始数据400a的修改来生成数据400b。物体402被移位出与发生故障的喷嘴404对应的区域406。如果物体的部分已在当前层中被生成，则物体可被删除，并在构造材料的不同区域重新开始以避开打印死区。

在一些示例中，数据可包括多个切片数据，其中每个切片数据(例如试剂递送控制数据)表示物体的二维切片所处的构造区域。因此，每个切片可被移动至切片数据的其相应区域中的不同位置，使得物体的坐标作为整体可被移位。每个切片可被移动相同的量以确保整个物体被移动。

在其它示例中，数据可包括诸如物体设计数据的三维物体数据，其中该数据表示三维物体所处的构造体积。因此，物体可被移动至数据的体积中的不同位置，使得物体的坐标作为整体可被移位。

尽管306至310被示出为在304中提供构造材料的每个层之后发生，但是306至310可相反在提供第一层之前发生，使得数据修改可在开始打印作业之前发生。

在311处，构造材料的层502b可被加热器231加热，以将构造材料加热和/或保持在预定的温度范围内。例如，预定的温度范围可在构造材料在聚结剂504存在的情况下将经历黏合的温度之下。例如，预定的温度范围可在约155摄氏度和约160摄氏度之间，或范围可集中在约160摄氏度。预加热可有助于减少必须通过能量源226施加的能量的量，以使在其上聚结剂已被递送或已渗透的构造材料聚结并随后固化。

在312处，如图5b所示，聚结剂504可选择性地被递送至层502b的部分的表面。正如前面所讨论的，试剂504可通过试剂分配器502例如以流体(诸如，液滴)的形式被递送。

可在层502b的部分上的图案中进行试剂504的选择性递送，表示三维物体的数据可将层502b限定为变为固体以形成正生成的三维物体的部件。表示三维物体的数据可以是未修改的数据(如果死区没有被识别)和修改的数据(如果死区被识别)。“选择性递送”是指试剂可被递送到各种图案中的构造材料的表面层的所选择的部分。

在一些示例中，聚结改性剂可同样被选择性地递送到层602b的各部分。

图5c示出了具有基本上完全渗透到构造材料的层502b的部分中的聚结剂504，但在其它示例中，渗透度可低于100％。例如，渗透度可取决于被递送的试剂的量、构造材料的性质、试剂的性质等。

在314处，预定水平的能量可被临时施加到构造材料的层502b。在各种示例中，被施加的能量可以是红外或近红外能量、微波能量、紫外(UV)光、卤素光、超声能量等。能量的临时施加可使在其上聚结剂504被递送的构造材料的部分升温超过构造材料的熔点并聚结。在一些示例中，能量源可以是聚焦的。在其他示例中，能量源可以是不聚焦的，并且能量的临时施加可使在其上聚结剂504已被递送或已渗透的构造材料的部分升温超过构造材料的熔点并聚结。例如，层502b的一些或全部的温度可达到约220摄氏度。在冷却时，具有聚结剂504的部分可聚结可变成固体并形成正被生成的三维物体的部件，如图5d所示。

如前面所讨论的，一个这样被固化的部分506可能在前一次重复中已经被生成。在能量的施加期间吸收的热量可传导到先前被固化的部分506，使部分506的一部分升温超过其熔点。这种效应有助于在固化的构造材料的相邻层之间创造具有强的层间结合的部分508，如图5d所示。

如以上在304至314中所描述的，在构造材料的层已经被处理之后，构造材料的新层可被提供在构造材料先前被处理的层的顶部上。以这种方式，构造材料的先前被处理的层充当构造材料的后续层的支撑。然后，304至314的处理可被重复以逐层生成三维物体。

在本说明书(包括任何所附的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征，和/或这样公开的任何方法或工序的所有要素，可以以任何组合被组合，除非组合中这些特征和/或要素中的至少一些是互相排斥的。

在以上描述中，阐述大量细节，以提供对本文公开的主题的理解。然而，示例可在没有这些细节中的一些细节或全部细节的条件下实践。其它示例可包括上面介绍的细节的改变和变型。意在所附权利要求覆盖上述改变和变型。

Claims (14)

1.一种系统，包括：

传感器，用于检测指示打印死区的属性，所述打印死区由要被用于生成三维物体的构造材料的缺陷，或者滑动架或用于提供所述构造材料的构造材料分配器的故障引起；

处理器，用于从所述传感器接收与所述打印死区相关的死区数据，并且防止所述构造材料分配器的故障、或所述滑动架的故障，或者修改表示所述三维物体的数据以使所述三维物体移位使得三维物体被打印在所述打印死区的外部。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器用于修改表示所述三维物体的所述数据，以使所述三维物体被移位使得三维物体被打印在所述打印死区的外部。

3.根据权利要求1所述的系统，进一步包括加热器，其中所述打印死区由所述加热器的故障引起。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述属性是所述构造材料的温度。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述传感器是附接到滑动架的扫描条、或布置在所述构造材料上方的热成像相机。

6.根据权利要求4所述的系统，其中所述加热器包括加热单元的阵列，每个加热单元用于加热所述构造材料的多个区域中的相应区域，其中所述温度是所述多个区域中具有所述打印死区的区域的温度。

7.根据权利要求3所述的系统，其中所述属性是所述加热器的电压或电流。

8.根据权利要求7所述的系统，其中加热器包括加热单元的阵列，其中所述电压或所述电流是所述加热单元的阵列中的加热单元的电压或电流。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述打印死区由所述构造材料的所述缺陷引起，其中，所述属性是所述构造材料的属性。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述传感器是附接到滑动架的扫描条、布置在所述构造材料上方的热成像相机、或者声传感器。

11.根据权利要求1所述的系统，其中指示所述打印死区的属性是由所述处理器自动确定的。

12.根据权利要求1所述的系统，其中指示所述打印死区的属性是基于用户输入手动确定的。

13.一种方法，包括：

由传感器测量要被用于生成三维物体的构造材料的属性、要被用于提供所述构造材料的构造材料分配器的属性、或滑动架的属性；

基于所测量的属性，识别打印死区，所述打印死区由所述构造材料的缺陷，或者用于提供所述构造材料的所述构造材料分配器、或所述滑动架的故障引起；

基于所述识别，防止所述构造材料分配器的故障、或所述滑动架的故障，或者改变表示所述三维物体的数据以使所述三维物体移位使得三维物体被打印在所述构造材料的在所述打印死区外部的区域中；并且

使用正确运行的所述构造材料分配器、或所述滑动架，或者根据所修改的数据，生成所述三维物体。

14.一种包括可执行指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在被处理器执行时，使所述处理器：

从传感器接收表示要被用于生成三维物体的构造材料的所测量的属性的数据；

接收或确定由所述构造材料的缺陷导致的打印死区的识别，所述识别基于所测量的属性；并且

修改表示所述三维物体的数据，以使所述三维物体的打印位置移位到所述打印死区的外部。

Images