CN107206688A - 试剂校准 - Google Patents

Abstract

在一种示例实施方式中，试剂校准可以包括基于由用不同的多个量的试剂处理的构造材料吸收的能量的量生成校准，并且基于校准将三维物体模型的一部分转换为试剂的量。

Description

试剂校准

背景技术

增材制造系统可以通过利用一种连续地沉积材料以建立三维(3D)物体的机制来制造三维(3D)物体。增材制造机制可以包括将打印试剂沉积到构造材料上以实现3D物体的建立。3D打印机可以利用这种机制来增材制造3D物体。3D打印的物体可以基于三维物体模型被增材制造。

附图说明

图1示出了根据本公开的试剂校准的示例的示图。

图2示出了根据本公开的计算装置的示例的示图。

图3示出了根据本公开的适合于试剂校准的环境的示例。

图4示出了根据本公开的试剂校准的方法的示例的流程图。

具体实施方式

包括三维(3D)打印的增材制造技术已经获得了从计算机辅助设计(CAD)规范、3D物体的扫描、计算机生成物体等快速产生高质量部件的能力的认可。改进的增材制造技术使得能够生产日益复杂的物体。

增材制造装置(例如，3D打印机)可以利用各种机制来操作。例如，增材制造装置可以通过在构造面积(例如，3D打印机的底座(bed)的一部分，3D物体在该部分上被增材制造)上铺展材料层来操作。该材料可以是构造材料(例如，热塑性粉末)。

增材制造装置可以将打印试剂施加到构造材料上。如本文所使用的，打印试剂可以是可打印的和/或由增材制造装置打印的试剂(例如，在增材制造过程中产生影响的固体、液体、气体、凝胶、胶体等形式的物质的组合物)。可打印的试剂可以包括可以通过增材制造装置的试剂递送机制来递送的试剂。例如，打印试剂可以从3D打印装置的喷嘴阵列内的打印试剂分配喷嘴喷射。

打印试剂可以是调节第二材料的能量吸收和/或转变第二材料的性质的试剂。第二材料可以是构造材料。构造材料可以是可以转变为3D物体的材料。

构造材料可以是例如可以熔化然后固化的热塑性粉末。例如，打印试剂可以包括作为能量吸收剂的融合剂，以相对于未处理的构造材料将增加量的施加能量转移到第二材料。在示例中，融合剂可以是吸收由增材制造装置的能量源施加的辐射(例如，吸收从灯施加的可以在可见光谱内和/或可见光谱外的特定波长的辐射)的液体材料。在示例中，融合剂可以是深色(例如黑色)热吸收剂和/或无色热吸收剂(例如，紫外线(UV)吸收剂))。打印试剂还可以包括修改构造材料的聚结程度的能量吸收阻滞打印试剂和/或缓和型打印试剂。

打印试剂可以被选择性地施加于构造面积内的构造材料的部分。打印试剂可以使这些部分选择性地固化或保持在其原始状态。

可以经由打印试剂喷嘴分配打印试剂。打印试剂喷嘴可以是在增材制造装置中使用的多个喷嘴中的一个。例如，喷嘴可以是位于打印头内的喷嘴阵列中的喷嘴。喷嘴阵列可以具有各种尺寸，诸如构造面积宽的喷嘴阵列，其中特定的喷嘴组被使用以在构造面积的特定部分中沉积打印试剂。

增材制造装置可以通过将能量施加到构造材料来固化该材料的部分。例如，装置可以将能量施加到构造材料粉末上，以使粉末固化(例如，加热、聚结和冷却成固体材料)。可以从热源施加能量。例如，可以由灯(例如，顶灯、近红外灯阵列、位于构造面积上方的近红外灯阵列)来施加能量。

由灯施加的能量可以被构造材料的部分选择性地吸收。例如，用打印试剂处理的构造材料的部分(例如，试剂已经被沉积的打印试剂的部分)可以借助试剂的能量吸收性质和/或其它试剂性质比其它材料吸收相对更多的施加的能量。用打印试剂处理的构造材料的面积可以达到使材料熔化的温度(例如，熔点)，以便最终聚结和/或固化。增材制造装置可以索引(例如，沿z轴移动，其中x轴对应于第一维度，y轴对应于第二维度，并且z轴对应于第三维度)，并铺展新的构造材料层并且重复该过程，一次构造3D物体的一层。

通过用打印试剂处理的构造材料吸收的能量的量可以与施加的打印试剂的量具有明显的非线性吸收行为。这种非线性行为可能致使在3D物体的制造期间由构造材料吸收的能量的控制和调节变得困难。

增材制造过程可能受到多个变量的影响。这些变量可以是不均匀的并且依赖于装置。通过变量间的不均匀性，所制造的3D物体的质量和一致性可能会降低。例如，变量可以包括喷射打印试剂的喷嘴的液滴重量、打印试剂粘度、能量吸收打印试剂中的吸收材料浓度、所使用的能量源的空间变化(例如，用于将能量施加到构造材料的灯的不均匀的物理性质、阵列中的灯的不均匀的间隔和/或布置、温度控制系统的不均匀的影响等)、能量吸收效率的空间变化等。

无法实现这些变量间的均匀性和/或由构造材料的部分递送和/或吸收的能量的均匀性可能导致3D物体不能按预期被增材制造。缺陷可以包括太多的聚结和固化的构造材料、没有足够聚结和固化的构造材料、不合适的聚结和固化的构造材料密度、不正确的聚结和/或凝固程度等。能量递送的不均匀性可能导致部件翘曲、不良的物体质量、不良的物体表面性质、不良的精度、不良的物体强度、不良的层间粘合等。这些缺陷可能致使增材制造装置不适合于创建特定的3D物体，这可能限制装置的分辨率，并且这可能给增材制造过程增加了时间和材料。

选择性激光烧结(SLS)系统已经尝试通过利用烘箱跨增材制造装置的构造表面使温度均一化。烤箱给增材制造装置增加了显著的成本，并且使得不能承受高热的机电装配件(例如，电机等)的设计变得困难。SLS系统在构造物体之前也采用相对长的稳定时间，以使系统达到近平衡状态。

不同于昂贵并且笨重的均一性SLS系统，本公开描述了打印试剂校准的系统、方法和计算机可读介质。例如，打印试剂校准可以包括对增材制造系统进行校准，用于喷射打印试剂的喷嘴的液滴重量、打印试剂粘度、能量吸收打印试剂中的吸收材料浓度、所使用的能量源的空间变化、能量吸收效率的空间变化等之间的可变性。在这样做时，打印试剂校准可以使增材制造系统更加可预测地运转并消除增材3D物体制造过程的可变性，从而导致更精确和一致的增材制造的3D物体。例如，试剂校准可以包括：确定在构造面积的位置处由用不同的多个量的打印试剂处理的构造材料吸收的能量的量；基于所确定的能量的量生成校准；以及将与位置对应的3D物体模型的一部分转化成打印试剂的校准量(用该打印试剂的校准量处理位置)，以基于校准增材制造三维3D物体模型的部分。

增材制造系统的能量递送可以基于由装置施加的能量的直接和/或间接测量以及/或者由用不同量的打印试剂处理的构造面积的位置处的材料(例如，热塑性构造粉末)吸收的能量的直接和/或间接测量来校准。不同量的打印试剂可以是不同量的融合剂。融合剂可以是促进构造材料的聚结和固化的热吸收剂能量吸收材料。

例如，融合剂可以是包含至少两种主要成分(能量吸收材料和水)的打印试剂。能量吸收材料可以是可见光和/或红外(IR)波长的炭黑和/或任何宽带吸收剂。水可以具有相对大的汽化焓和相对高的比热容。蒸发融合剂中的水可以向用来熔化诸如尼龙的构造材料组分的总能量预算贡献20％或更多。打印试剂可以被限制为吸收与(例如，从灯)施加到系统中的能量一样多的能量。因此，由构造材料吸收的能量可以在特定的打印试剂到构造材料面积值处渐近。在构造材料的聚结和固化期间从打印试剂蒸发的水可以与所施加的打印试剂的量线性地成比例，而与能量吸收的量无关。

将能量吸收函数和能量损失函数组合在一起，可以产生具有峰值的函数曲线。峰值可以表示某一位置的一定量的打印试剂量的峰值能量吸收。到这种峰值左侧的曲线的面积可以指示不足以吸收系统中所有的可用能量的打印试剂的量。到峰值右侧的曲线的面积可以指示通过构造材料进行的能量吸收的饱和，其中用附加的打印试剂的处理将用于增加蒸发的水量，从而减少赋予构造材料中的净能量。将附加打印试剂添加到位置的效果可以取决于添加物落入曲线的哪一部分内而不同。在不知道曲线上的部位的情况下，效果可能与预期的效果相反。例如，在可用能量吸收已经饱和的位置中施加附加的打印试剂以试图增加该位置处的能量吸收实际上可能导致能量吸收在该位置处降低，而不会一致地增加净能量吸收，这是由于蒸发所添加的打印试剂的附加水的能量损失而造成的。试剂校准可以包括校准用来处理构造面积的部分的打印试剂的量，以跨构造面积产生通过构造材料进行的均匀量的能量吸收。

图1示出了根据本公开的用于试剂校准的系统100的示例的示图。系统100可以包括数据库104、校准管理器102和/或多个引擎(例如，确定引擎106、生成引擎108、转换引擎110)。校准管理器102可以经由通信链路与数据库104通信，并且可以包括该多个引擎(例如，确定引擎106、生成引擎108、转换引擎110)。校准管理器102可以包括除了所示出的引擎之外的附加引擎或者比所示出的引擎更少的引擎以执行如将要进一步详细描述的各种功能。

多个引擎(例如，确定引擎106、生成引擎108、转换引擎110)可以包括用于执行本文中描述的功能(例如，确定在构造面积的位置处通过用不同的多个量的打印试剂处理的构造材料吸收的能量的量；基于所确定的能量的量来生成校准；将与位置对应的三维(3D)物体模型的一部分转换成用于处理位置的打印试剂的校准量，以基于校准来增材制造三维(3D)物体模型的部分等)的硬件和编程的组合，但是至少包括硬件。编程可以包括存储在存储器资源(例如，计算机可读介质、机器可读介质等)中的程序指令(例如，软件、固件等)以及硬连线的程序(例如，逻辑)。

确定引擎106可以包括用来确定在构造面积的位置处由用不同的多个量的打印试剂处理的构造材料吸收的能量的量的硬件和/或硬件和编程的组合，但是至少包括硬件。确定由用一定量的打印试剂处理的构造材料吸收的能量可以通过针对施加的每一量的打印试剂在每个位置处执行能量吸收的直接和/或间接测量来实现。可以由能量吸收测量机制来收集测量值。能量吸收测量机制可以包括诸如下列的传感器：红外(IR)摄像机、扫描IR温度传感器、辐射传感器、反射计、密度计、色度计、数码摄像机、光泽计、雾度计、光电晶体管、光电二极管、光-电压转换器集成电路、接触式图像传感器、充电耦合装置等。能量吸收测量机制可以集成到增材制造装置，附属于增材制造装置并/或与增材制造装置分离。能量吸收测量机制可以测量增材制造装置的性质、增材制造装置的构造面积的部分的性质、在增材制造装置的构造面积的部分上的构造材料的性质、所施加的打印试剂的性质、打印试剂施加的性质、在增材制造装置的构造面积的部分处增材制造的3D物体的性质等。由用一定量的打印试剂处理的构造材料所吸收的能量可以是所测量的性质的函数。

生成引擎108可以包括用于基于所确定的能量的量来生成校准的硬件和/或硬件和编程的组合，但至少包括硬件。校准可以是所施加的打印试剂的量与由构造材料吸收的能量进行相关的表格和/或数学函数。校准能够可应用于整个构造面积和/或正被分析的构造面积的一部分。

生成校准可以包括确定与由构造材料的面积吸收的能量的目标量对应的构造材料的每面积的打印试剂的特定量(例如，可以是由构造材料的面积进行的能量吸收的目标量值或相对量(例如，最高量、最低量等)的虚拟量)。增材制造系统可以将特定量的能量施加到用打印试剂处理的构造材料。系统的可递送能量的特定量可以由能量源(例如，灯、温度控制系统等)的最大输出来限制。如上所述，用打印试剂(例如，融合剂)处理构造材料的面积可以影响由构造材料的面积进行的可用能量的吸收。对能量吸收的影响可以随着施加到构造材料的面积的打印试剂的量而变化。确定产生由该构造材料的面积吸收的能量的目标量的构造材料的每面积的打印试剂的特定量可以包括确定当在构造面积的该部分处被施加到该构造材料的面积时产生该面积的峰值能量吸收的打印试剂的量。峰值能量吸收可以是在用不同的多个量的打印试剂处理的面积处的能量吸收的最大量。峰值能量吸收可以被用作校准曲线的构建中的峰值能量吸收值。校准曲线中的峰值能量吸收值可以是用于位置的打印试剂量，超过该打印试剂量进一步施加打印试剂导致该位置的相同和/或减少的能量吸收，并且在该打印试剂量之前进一步施加打印试剂导致该位置的增加的能量吸收。

校准曲线可以是根据所确定的由用不同的多个量的打印试剂(诸如融合剂)处理的构造材料吸收的能量的量构建的曲线。所确定的量可以包括峰值能量吸收值。校准可以通过将曲线拟合内插到由用一定量的打印试剂处理的构造材料的面积的能量吸收的近似等距测量值来构建。等距测量可以是在所施加的打印试剂的零量和与峰值能量吸收值对应的所施加的打印试剂的特定量之间的测量。也就是说，校准曲线可以通过从近似等距测量值内插曲线来构建，该近似等距测量值从在零打印试剂和与该位置的能量吸收的最大量对应的打印试剂的量之间的所施加的打印试剂量的范围内的所施加的打印试剂的每个量下的能量吸收的测量中选择。这种校准曲线可以描述与构造材料的面积的能量吸收的每个量对应的打印试剂的量。

校准还可以包括校准表。校准表可以表征构造材料的每面积的打印试剂的校准量(例如，针对特定增材制造装置被校准以产生目标结果(诸如在装置的构造面积的位置处的一定量的能量吸收)的融合剂的量)，以在该位置处产生一定量的能量吸收。校准表可以基于根据由用在零打印试剂和特定量的打印试剂之间的多个量中的各种量的打印试剂来处理的构造材料所吸收的能量的确定量内插的曲线来构建。校准表可以是描述当被施加于构造面积上的构造材料时与该特定面积的能量吸收的每个量对应的打印试剂(例如，融合剂)的量的查找表。也就是说，校准表可以包括对于构造材料的面积将产生特定量的能量吸收的构造材料的每面积的打印试剂的校准量。用于构造面积的多个位置中的每个位置的打印试剂的校准量可以是打印试剂的归一化量和/或可以被调整以实现跨构造面积的能量的均匀吸收。例如，(例如，通过3D物体模型)被指定为吸收相同量的施加能量的构造面积上的两个构造材料位置可以经历打印试剂液滴重量的空间变化和/或施加于面积的能量的空间变化。可以通过施加调整来校正这种不均匀性，以对位置之间的变化进行校正。因此，校准表可以包括用于打印试剂的多个量中的每个的打印试剂的调整量和/或校准量，当在构造面积的位置处被施加于构造材料的面积时，该打印试剂的调整量和/或校准量将导致该位置处的一定量的能量吸收。可以通过针对位置而查找输入的(例如，由3D物体模型)指定的能量吸收值并且识别打印试剂的对应的调整量和/或校准量来使用校准表，当被施加于该面积时，该打印试剂的调整量和/或校准量将影响指定量的能量吸收。

系统100还可以包括用于将建模的能量的量分配到3D物体模型的一部分的分配引擎。3D物体模型可以由元素组成。元素可以是3D物体模型的可寻址位置(例如，像素、体素等)。元素可以与增材制造装置的构造面积的位置对应。元素可以包括在3D物体模型的每个可寻址位置处被建模的3D物体的立体几何结构的指示。为了增材制造在3D物体模型的每个可寻址位置处指定的3D物体的立体几何结构，在构造面积的对应位置处的构造材料可以被聚结和/或固化。为了聚结和/或固化，构造材料可以吸收一定量的施加能量。可以基于3D物体模型来建模用于聚结和/或固化材料并制造几何结构的能量吸收的量。也就是说，可以将3D物体模型的每个元素转换为建模的能量的量。建模的能量的量可以是当由构造面积的位置中的构造材料吸收时可以在3D物体模型的对应元素中指定的3D物体的立体几何结构的能量的确定量。因此，可以将3D物体模型转换为3D物体模型能量图，该3D物体模型能量图在3D物体模型的每个可寻址位置处指定将由该位置处的构造材料吸收从而制造3D物体的立体几何结构的能量的目标量。也就是说，3D物体模型可以指定3D物体的物理尺寸(例如，高度、宽度、长度、重量、密度、表面性质等)，并且分配引擎可以分配将在构造面积的每个位置处将由构造材料吸收以增材制造具有这些尺寸的3D物体的能量的量。校准管理器102可以包括分配引擎，或者分配引擎可以部分地或完全地不同于校准引擎102。

转换引擎110可以包括用于基于校准将与位置对应的3D物体模型的一部分转换成用来处理该位置以增材制造3D物体模型的该部分的打印试剂的校准量的硬件和/或硬件和编程的组合，但是至少包括硬件。3D物体模型的部分可以是从3D物体模型的元素转换而来的建模的能量的量。例如，3D物体模型的可寻址位置可以被转换成描述由该位置处的构造材料递送和/或吸收的能量的目标量的建模的能量的量，该建模的能量的量可以被转换为打印试剂的校准量。通过将校准应用于建模的能量值，可以将由在位置处的构造材料递送和/或吸收的建模的能量的量转换为打印试剂的校准量。

例如，从校准曲线推导出的反函数可以拟合到诸如多项式的代数函数中以生成校准函数。多项式校准函数可以被应用于与3D物体模型能量图的部分相关联的建模的能量的量。

在一个示例中，系统可以包括3D打印装置。例如，3D打印机可以导致被执行和/或执行多个引擎(例如，确定引擎106、生成引擎108、转换引擎110)。3D打印装置可以执行系统100，系统100可以执行利用整合的、辅助的和/或独立的软件、硬件、固件和/或逻辑来执行本文所述的功能的系统。

图2示出了根据本公开的计算装置220的示例的示图。计算装置220可以利用软件、硬件、固件和/或逻辑来执行本文所述的功能。

计算装置220可以是用于共享信息的硬件和程序指令的任何组合。例如，硬件可以包括处理资源222和/或存储器资源224(例如，非暂时性计算机可读介质(CRM)、机器可读介质(MRM)、数据库等))。如本文所使用的处理资源222可以包括能够执行由存储器资源224存储的指令的任何量的处理器。处理资源222可以在单个装置中实现或分布在多个装置上。程序指令(例如，计算机可读指令(CRI))可以包括存储在存储器资源224上并由处理资源222执行的指令，以实现期望的功能(例如，针对三维打印机的构造面积确定由构造材料的面积吸收的能量的量与处理构造材料的面积的打印试剂(例如，融合剂等)的量之间的关系；基于该关系生成用于将建模的能量的量转换成打印试剂的校准量的校准；基于校准将在三维物体模型中表示的多个建模的能量的量转换成将被施加于构造面积的打印试剂的对应量等)。

存储器资源224可以经由通信链路(例如，路径)226与处理资源222通信。通信链路226对于与处理资源222相关联的机器(例如，计算装置)可以是本地或远程的。本地通信链路226的示例可以包括机器(例如，计算装置)内部的电子总线，其中存储器资源224是经由电子总线与处理资源222通信的易失性、非易失性、固定和/或可移动的存储介质中的一种。

多个模块(例如，确定模块228、生成模块230、转换模块232等)可以包括当由处理资源222执行时可以执行功能的CRI。多个模块(例如，确定模块228、生成模块230、转换模块232等)可以是其它模块的子模块。例如，确定模块228和生成模块230可以是子模块和/或被包含在相同的装置内。在另一示例中，多个模块(例如，确定模块228、生成模块230、转换模块232等)可以包括在独立的和不同的位置处的各个模块(例如，CRM等)。

多个模块(例如，确定模块228、生成模块230、转换模块232等)中的每个可以包括当由处理资源222执行时可以用作如本文所述的对应引擎的指令。例如，确定模块228、生成模块230、转换模块232可以包括当由处理资源222执行时可以分别用作确定引擎106、生成引擎108和换换引擎110的指令。

确定模块228可以包括当由处理资源222执行时可以针对三维打印机的构造面积确定由构造材料的面积吸收的能量的量与处理该构造材料的面积的打印试剂(例如，融合剂等)的量之间的关系的CRI。确定由构造材料的面积吸收的能量的量与处理该构造材料的面积的打印试剂的量之间的关系可以包括针对处理构造材料的面积的各种量的打印试剂确定所吸收的能量的量。施加于面积的打印试剂的量与在该面积所吸收的能量的量之间的关系可以被用来构建校准曲线。

生成模块230可以包括当由处理资源222执行时可以基于关系生成用于将建模的能量的量转换成打印试剂的校准量的CRI。生成校准可以包括基于确定的关系构建校准曲线。校准可以是可应用于建模的能量的量以生成将被施加于构造面积的一部分的打印试剂的校准量的调整。校准还可以调整将被施加于构造面积的一部分的打印试剂的建模量，以针对由构造面积的该部分中的构造材料的面积吸收的能量的量的空间变化和/或在构造面积的该部分中所递送的打印试剂的量的空间变化进行校正。空间能量变化可以包括：递送到构造材料的能量的量的变化、由构造材料吸收的能量的量的变化和/或跨构造面积的可寻址部分递送的打印试剂的量的变化。

可以基于跨构造面积的部分的温度变化的测量来识别由构造材料的面积吸收的能量的量的空间变化。还可以基于跨构造面积的部分的测试物体之间的物理性质变化的测量来识别由构造材料的面积吸收的能量的量的空间变化。由构造材料的面积吸收的能量的量的空间变化还可以是跨构造面积的部分所递送的打印试剂的量的空间变化。可以通过测量跨构造面积的部分的液滴重量变化来确定构造面积的该部分中所递送的打印试剂的量的空间变化。

转换模块232可以包括当由处理资源222执行时可以基于校准将在三维物体模型中表示的多个建模的能量的量转换成将被施加于构造面积的打印试剂的对应量的CRI。将在3D物体模型(例如，3D物体模型能量图)中表示的多个建模的能量的量转换成将被施加于构造面积的打印试剂的对应量可以通过将生成的校准和/或附加校正施加于建模的能量的量来实现，从而确定将要施加于构造面积以实现导致制造3D物体的对应部分的能量吸收的目标量的打印试剂的量。

图3示出了根据本公开的适用于打印试剂校准的示例环境350。环境350被示出为包括输入352、试剂校准管理器354和输出356。

环境350可以包括输入352。输入352可以包括表示要以适当的数据格式构造的3D物体的数据。输入352可以包括3D物体模型。3D物体模型可以是用于增材制造的3D目标结构的模型。也就是说，3D模型可以是要经由增材制造来创建的3D物体的图形和/或数学表示。3D物体模型可以表示3D物体的立体几何结构的图。输入352可以是将被增材制造的整个3D物体或整个3D物体的一部分。3D物体图可以由表示构造面积的可寻址位置的一系列元素构建。可寻址位置可以是构造面积的与3D物体模型层中的体素对应的位置。例如，可寻址位置可以是将创建3D物体模型的体素的构造面积的位置。3D物体图层可以包括与增材制造过程的单次迭代对应的3D物体图的一部分。这是在索引和铺放更多的构造材料之前能够与将被制造的3D物体的所有元素对应的3D物体图层。

如本文所使用的，体素可以指代由增材制造装置可寻址的3D物体的最小可寻址位置。在一些示例中，体素可以是两百分之一平方毫米或更小。体素可以与3D物体计算机辅助设计模型或者其到兼容格式的转换上的点对应。如本文所述的，体素可以包括最高分辨率点，其中增材制造装置可以放置材料。

可寻址位置可以是构造面积的与3D物体图层中的体素的区域对应的位置。也就是说，可寻址位置可以是与构造面积的一部分对应的3D物体图的多个体素。

试剂校准管理器354可以将3D物体模型转换为在3D物体模型能量图中表示的多个建模的能量的量。试剂校准管理器354可以将3D物体图的每个可寻址位置的立体几何结构转换为在该位置处由构造材料传递和/或吸收的能量的目标量，以在构造面积中制造3D物体的立体几何形状。试剂校准管理器354可以通过获取输入的像素值(例如，与根据3D物体模型将被施加于构造面积的物理位置中的能量吸收材料的量对应的值)来转换3-D物体模型，并且基于用于抵触这种转换的预定公式将这些值转换为建模的能量的量。

试剂校准管理器354可以确定由用不同的多个量的打印试剂(例如，能量吸收融合剂、能量吸收阻滞剂、修改构造材料的聚结程度的缓和型打印试剂等)处理的构造材料吸收的能量的量。试剂校准管理器354可以通过收集在构造面积的部分处由不同量的打印试剂吸收的能量的直接或者间接测量值来进行这种确定。

例如，试剂校准管理器354可以使用诸如红外(IR)摄像机和/或扫描IR温度传感器的直接反馈装置来确定构造面积的一部分接收的能量的量。这些装置可以装载在增材制造装置上，并且可以测量在用各种量的打印试剂处理的特定区域中发射和/或吸收的辐射的温度和/或量。可以基于这些测量来确定构造面积的一部分接收的能量的量。

此外，试剂校准管理器354可以利用测试物体的测量来确定构造面积的一部分接收的能量的量，该测试物体在用各种量的打印试剂处理的构造面积那部分内被增材制造。小的测试物体可以在整个构造面积上方按阵列来增材制造，并且该物体此后可以被评估(例如，由传感器进行分析等)。评估可以在增材制造装置上执行，或者使用单独的或辅助的装置来执行。评估可以包括：用物体的聚结和/或固化程度的对应传感器收集测量值、物体的内部特征件(例如，孔)尺寸、物体的光密度、物体的表面光洁度、物体在被构造时达到的温度、已知体积(例如，密度)的完整物体的重量、物体的深色/颜色(例如，由于不完全熔化造成的散射的测量)、物体的反射率(例如，散射的附加测量)、物体的光泽度或表面粗糙度(例如，物体表面中的流动平整度的测量，其是随温度强烈变化的粘度的函数)、以及用不同量的打印试剂构造的物体的各种其它测量。

试剂校准管理器354还可以收集感兴趣的物体性质的测量值，诸如物体的屈服强度、模量、伸长率等。测试物体的测量值可以针对于确定在构造面积的一部分处制造的测试物体是否完全聚结/固化并/或接收超过某一能量阈值的能量，在完全熔化或固化物体层中涉及到该能量阈值。可以利用测量测试物体来确定这些性质的各种方法和机制。例如，这种方法和机制可以作为在2014年3月31日提交的题为“生成三维物体(GENERATING A THREE-DIMENSIONAL OBJECT)”的PCT申请号PCT/US2014/032341中公开的方法和机制来使用，该PCT申请的全部内容通过引用并入本文。测试物体的测量可以测量作为在制造物体的构造面积的那部分处接收的能量的函数的性质。试剂校准管理器354可以基于测量值来确定在构造面积的位置处接收/吸收的能量的量。

试剂校准管理器354可以确定由构造材料的面积吸收的能量的量与处理构造材料的面积的打印试剂的量之间的关系。确定关系可以包括生成用于构造面积的每个可寻址位置的图形，该图形描述在用特定量的打印试剂处理后在该位置处吸收的能量的量。另外，确定关系可以包括确定用于构造面积的多个位置中的每个位置的峰值净吸收点。确定峰值净吸收点可以包括基于以上所列的测量值来确定用相对最少量的打印试剂提供相对最高的(例如，最大的)能量吸收测量值的打印试剂的量。能量吸收的最大量可以是用于位置的峰值净吸收打印试剂量，超过该量进一步施加打印试剂(例如，融合剂等)导致该位置的相同和/或降低的能量吸收，并且在该量之前进一步施加打印试剂导致该位置的增加的能量吸收。

试剂校准管理器354可以基于测量生成校准。例如，试剂校准管理器可以构建校准曲线。如上所述，可以通过选择等距离测量值来构建校准曲线。测量值可以表示与用在无打印试剂和对应于该位置的峰值净吸收点的打印试剂的量之间的一系列打印试剂处理的位置的测量对应的一系列测量值。试剂校准管理器354可以将曲线拟合内插到用不同量的打印试剂构造的测试物体的测量值，以确定与位置的测量的能量吸收值中的每个对应的打印试剂的量。

试剂校准管理器354可以将内插曲线和/或在每个位置处的对应的打印试剂/能量吸收值存储在校准表中。校准表可以包括查找表，该查找表提供与由构造材料吸收的能量的量对应的打印试剂的量的每位置定义。

试剂校准管理器354可以确定与内插曲线对应的反函数。反函数可以被转换为诸如多项式函数的代数函数。多项式函数可以被用作校准函数。校准函数可以是可应用于来自3D物体模型的建模能量值的用于彼此对应地调整打印试剂的量的数学运算的表达式。

试剂校准管理器354可以应用校准。应用校准可以包括将3D物体模型的一部分转换为将被施加到构造面积的打印试剂的校准量。3D物体模型可以包括与3D物体的结构和/或可以创建3D物体的增材制造装置的构造面积上的位置对应的多个元素。如上所述，这些元素可以被转换为建模的能量的量。在转换后，3D物体模型可以表示与对应于3D物体的结构和/或构造面积上的位置的每个元素相关联的建模的能量的量(例如，每元素能量值)。应用校准可以包括根据校准来替换、调整和/或变换这些每元素能量值。

例如，每元素能量值可以基于校准被转换成将被施加到构造面积的打印试剂的量。在示例中，可以通过查找基于校准生成的校准表中的每元素能量值来替换每元素能量值。校准表可以基于在位置处收集的测量值来描述与在该位置处接收和/或吸收的能量的量对应的、被施加到该位置的打印试剂的量。校准表可以基于向用不同量的打印试剂构造的测试物体的测量值的曲线拟合来构建。替换每元素能量值可以包括用要在对应的位置处打印的打印试剂的量来替换每元素能量值，其中打印试剂的量是与存储在校准表中的每元素能量值对应的打印试剂的量。

在示例中，每元素能量值可以通过将校准函数应用于每元素能量值而被数学地调整和/或变换。校准函数可以包括基于反函数的多项式函数，该反函数从向用不同量的打印试剂构造的测试物体的测量值的曲线拟合中推导。校准函数可以将每元素能量值转换成将被施加到位置的打印试剂的对应量。

转换的结果可以包括输出356。输出356可以包括基于转换来生成的校准3D物体模型。校准3D物体模型可以是用于增材制造的3D物体的目标物理结构的模型。也就是说，校准3D物体模型可以是适于增材制造3D物体的物理副本(例如，经由3D打印机)的图形和/或数学表示。校准3D物体模型可以是与输入352不同的立体，其元素表示将被施加于构造面积的对应位置处的构造材料以增材制造被建模的3D物体的打印试剂的量。

附加调整可以被应用于每元素能量值和/或将被施加到构造面积的对应位置以增材制造3D物体的打印试剂的量。附加调整可以是针对递送和/或吸收的能量的跨构造面积的空间变化而进行校正的调整。递送和/或吸收的能量的空间变化可以包括构造面积的两个部分之间的由增材制造装置的构造面积的这些部分上的构造材料接收和/或吸收的能量的量的差异。这些差异可以归因于增材制造装置的性质的不均匀性。

可以基于增材制造装置的性质的测量、增材制造装置的构造面积、在增材制造装置中创建的3D测试物体、被制造的3D物体等来确定递送和/或吸收的能量的跨构造面积的空间变化。例如，从灯和/或温度控制系统发射的辐射的均匀性的变化可能导致构造面积的不同部分之间的温度的变化。在另一示例中，从灯和/或温度控制系统发射的辐射的均匀性的变化可能导致聚结和/或固化程度的变化，该聚结和/或固化程度的变化以在构造面积的不同部分中制造的测试物体的性质的变化的测量值来反映。

可以确定跨构造面积的多个位置(例如，整个构造面积的每个可寻址位置、构造面积的一部分的每个可寻址位置等)递送和/或吸收的能量的平均值。跨多个位置递送和/或吸收的能量的平均值与多个位置中的特定位置的每元素能量值的比率可以用作在应用校准表和/或校准函数之前用来乘以每元素能量值的标量值。附加校正的结果可以是输出356。输出356可以包括基于调整和转换而生成的调整后的校准3D物体模型。调整后的校准3D物体模型可以是与输入352不同的立体，其元素表示针对空间能量变化被调整的、将被施加到构造面积的对应位置以增材制造被建模的3D物体的打印试剂的量。

附加调整还可以是针对递送的打印试剂量的跨构造面积的空间变化而进行校正的调整。递送的打印试剂量的空间变化可以包括构造面积的两个部分之间的、被施加到增材制造装置的构造面积的那些部分上的构造材料的打印试剂的量和/或施加模式的差异。这些差异可以归因于包括打印头和/或分配打印试剂的打印头喷嘴的增材制造装置的性质的不均匀性。例如，在相对较大的和/或页宽的(page wide)喷嘴阵列中，特定的喷嘴和/或喷嘴组可以用于在构造面积的特定区域(例如，图像行)上打印，并且特定喷嘴和/或喷嘴组与增材制造装置中的其它喷嘴和/或喷嘴组·相比可以具有不同的液滴重量。

可以基于打印头喷嘴的测量、从喷嘴喷射的打印试剂的液滴的测量和/或从喷嘴喷射的打印试剂的测量来确定递送的打印试剂量的空间变化。例如，可以基于从多个喷嘴喷射的打印试剂的液滴重量、液滴尺寸、光密度等的测量来确定递送的打印试剂量的空间变化。通过确定哪些喷嘴将打印试剂喷射在增材制造装置的构造面积的哪些部分上，可以将测量与增材制造装置的构造面积的部分在空间上相关。可以确定跨构造面积的多个位置(例如，整个构造面积的每个可寻址位置、构造面积的一部分的每个可寻址位置等)施加的打印试剂的量和/或施加模式的平均值。

跨多个位置施加的打印试剂的量和/或施加模式的平均值与被施加到构造面积的特定位置以根据所施加的校准来增材制造被建模的3D物体的打印试剂的量的比率可以被用作用来乘以将被施加到该位置的打印试剂的量的标量值，以校正液滴重量变化。例如，在已经基于校准表将位置的每元素能量值变换为要施加到该位置的打印试剂的量之后，所得到的打印试剂的量可以乘以标量值。在另一示例中，在位置的每元素能量值已经经由将其应用到校准函数而被变换成将被施加到该位置的打印试剂的量之后，可以将所得到的打印试剂的量乘以标量值。附加校正的结果可以是输出356。输出356可以包括基于调整和转换而生成的调整后的校准3D物体模型。调整后的校准3D物体模型可以是与输入352不同的立体，其元素表示针对递送的打印试剂的空间变化而被调整的、将被施加到构造面积的对应位置以增材制造被建模的3D物体的打印试剂的量。

打印试剂的校准和/或调整可以通过软件而不是通过添加更昂贵的硬件来补偿空间能量变化和/或物理打印头/喷嘴递送的体积变化而导致跨构造面积的表面的更一致的能量的量的递送。所述的打印试剂的校准和调整可以简化物体几何结构到打印试剂的装置适用的和位置/适用的量的转换，从而提供灵活的转换方法。此外，打印试剂的校准和/或调整可以产生更一致和更精确的3D物体几何结构和物体部件属性。

打印试剂的校准和/或调整可以用于生成和/或执行用于3D打印操作(例如，沉积构造材料、施加打印试剂、对构造面积施加能量、选择性地熔化和固化构造面积中的构造试剂、通过重复过程来索引和创建连续的3D物体层等)的3D打印(例如，增材制造)指令。打印试剂的校准和/或调整可以在执行3D打印操作时发生。也就是说，打印试剂的校准和/或调整可以在3D打印操作期间基本实时地发生，并且测量可以是在操作期间基本上实时地捕获的测量。可替换地，打印试剂的校准和/或调整可以发生在执行3D打印操作之前。

图4示出了用于三维(3D)打印的打印试剂校准的方法480的示例的流程图。方法480可以从由用不同量的打印试剂处理的构造材料吸收的能量的一系列确定量中生成表示被递送的打印试剂的量和由构造材料的面积吸收的能量的量之间的关系的打印机专用校准；基于校准将来自3D物体模型的建模的能量的量转换为打印试剂的校准量；生成对打印试剂的校准量的调整，以考虑由构造材料吸收的能量的量和跨3D打印机的构造面积递送的打印试剂的量中的至少一个的空间变化；并且基于所生成的调整来生成打印试剂的调整后的校准量。在一些示例中，方法480可以利用系统(例如，如图1所参考的系统100)和/或计算装置(例如，如图2所参考的计算装置220)来执行。

如482处所示，方法480可以包括从由用不同量的打印试剂处理的构造材料吸收的能量的一系列确定量中生成打印机专用校准。打印机专用校准可以是所递送的打印试剂的量与由构造材料的面积吸收的能量的量之间的关系的数学表示。由用不同量的打印试剂处理的构造材料吸收的能量的确定量可以根据获取的3D打印机的构造面积的测量和/或在构造面积中创建的测试物体的测量来确定。

如484处所示，方法480可以包括基于校准将来自3D物体模型的建模的能量的量转换为打印试剂的校准量。3D物体模型可以转换为在3D物体模型能量图中表示的多个建模的能量的量。3D物体图的每个可寻址位置的立体几何结构可以被转换成将由位置处的构造材料递送和/或吸收以在构造面积中制造3D物体的立体几何结构的能量的目标量(例如，建模的能量的量)。可以通过将校准(例如，从校准表中选择替换值、应用校准函数等)应用于建模的能量的量来将建模的能量的量转换为打印试剂的校准量。将校准应用于建模的能量的量的结果可以是被施加到对应的位置以制造3D物体的打印试剂的量(例如，打印试剂的校准量)。

如486处所示，方法480可以包括生成对打印试剂的校准量的调整，以考虑由构造材料吸收的能量的量和跨3D打印机的构造面积递送的打印试剂的量中的至少一个的空间变化。生成对打印试剂的校准量的调整以考虑由构造材料吸收的能量的量的空间变化可以包括：基于构造面积的不同部分之间的温度测量的空间变化和/或聚结和/或固化构造材料的程度的变化来生成对打印试剂的校准量的调整，这些变化以在构造面积的不同部分中制造的测试物体的性质的变化的测量来反映。在示例中，生成对打印试剂的校准量的调整以考虑由构造材料吸收的能量的空间变化可以包括：将来自3D物体模型的建模的能量的量调整从跨构造面积的温度变化推导出的标量值。

产生对打印试剂的校准量的调整以考虑跨构造面积材料递送的打印试剂的量的空间变化可以包括：基于液滴重量(例如，液滴尺寸、光密度等)的测量的空间变化来生成对打印试剂的校准量的调整。在示例中，生成对打印试剂的校准量的调整以考虑跨构造面积递送的打印试剂的量的空间变化可以包括：将调整打印试剂的校准量调整从多个打印试剂分配喷嘴之间的液滴重量变化推导出的标量值。

如488处所示，方法480可以包括基于所生成的调整来生成打印试剂的调整后的校准量。基于所生成的调整来生成打印试剂的调整后的校准量可以包括：在应用校准之前将从跨构造面积的温度变化推导出的标量值应用到对应的建模的能量的量。生成打印试剂的调整后的校准量还可以包括：将从多个打印试剂分配喷嘴之间的液滴重量变化推导出的标量值应用到打印试剂的校准量，将校准应用于对应的建模的能量的量而得到打印试剂的该校准量。

如本文所使用的，“逻辑”是用于执行本文所述的特定动作和/或功能等的替代性或附加的处理资源，其包括与存储在存储器中并且由处理器可执行的计算机可执行指令(例如，软件固件等)相对的硬件，例如各种形式的晶体管逻辑、专用集成电路(ASIC)等。此外，如本文所使用的，“一个”或“多个”某物可以指代一个或多个这样的事物。例如，“一些小部件”可以指代一个或多个小部件。

本文中的附图遵循编号约定，其中第一个数字对应于附图编号，并且剩余数字识别图中的元件或组件。如将理解的，在本文的各种实施例中所示的元件可以被添加、交换和/或消除，以便提供本公开的多个附加示例。此外，如将理解的，在附图中提供的元件的比例和相对尺度旨在示出本公开的某些示例，并且不应当被认为是限制性的含义。

上述说明书、示例和数据提供了本公开的方法和应用的描述以及系统和方法的使用。由于可以在不脱离本公开的系统和方法的精神和范围的情况下做出许多示例，因此本说明书仅阐述许多可能的示例配置和实施方式中的一些。

Claims (15)

1.一种用于进行试剂校准的系统，包括：

确定引擎，用于确定在构造面积的位置处由用不同的多个量的打印试剂处理的构造材料吸收的能量的量；

生成引擎，用于基于所确定的能量的量生成校准；以及

转换引擎，用于基于所述校准将与所述位置对应的三维(3D)物体模型的一部分转换为用来处理所述位置的打印试剂的校准量，从而增材制造所述三维(3D)物体模型的所述部分。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，生成所述校准包括确定所述构造材料的每面积的打印试剂的特定量，所述特定量与由构造材料的面积吸收的能量的目标量对应。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述校准包括根据所确定的由用在零打印试剂和所述特定量的打印试剂之间的所述多个量中的各种量的打印试剂来处理的所述构造材料所吸收的能量的量来内插的曲线。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述校准包括校准表，所述校准表表征构造材料的每面积的打印试剂的校准量，以在所述位置处产生一定量的能量吸收。

5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括建模引擎，所述建模引擎用于将所述3D物体模型的立体几何结构建模成建模的能量的量。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述校准包括多项式校准函数，所述多项式校准函数可应用于与三维(3D)物体模型的所述部分相关联的分配的建模的能量的量。

7.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质存储由处理资源可执行的指令以使计算机：

针对三维打印机的构造面积，确定由构造材料的面积吸收的能量的量与处理所述构造材料的面积的打印试剂的量之间的关系；

基于所述关系生成用于将建模的能量的量转换为打印试剂的校准量的校准；以及

基于所述校准将在三维物体模型中表示的多个建模的能量的量转换成要施加到所述构造面积的打印试剂的对应量。

8.根据权利要求7所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述校准能调整要施加到所述构造面积的一部分的打印试剂的量，以针对由所述构造面积的所述部分中的构造材料的所述面积吸收的所述能量的量的空间变化进行校正。

9.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中，基于跨所述构造面积的多个部分的温度变化的测量来识别由所述构造材料的面积吸收的所述能量的量的空间变化。

10.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中，基于跨所述构造面积的多个部分的测试物体间的物理性质变化的测量来识别由所述构造材料的面积吸收的所述能量的量的空间变化。

11.根据权利要求7所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述校准能调整要施加到所述构造面积的一部分的所述打印试剂的量，以针对在所述构造面积的所述部分中递送的打印试剂的量的空间变化进行校正。

12.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质，其中，通过测量跨所述构造面积的多个部分的液滴重量变化来确定在所述构造面积的所述部分中递送的打印试剂的量的所述空间变化。

13.一种用于三维(3D)打印机的打印试剂校准的方法，包括：

根据由用不同量的打印试剂处理的构造材料吸收的能量的一系列确定量来生成打印试剂专用校准，所述打印试剂专用校准表示递送的打印试剂的量与由构造材料的面积吸收的能量的量之间的关系；

基于所述校准将来自3D物体模型的建模的能量的量转换为打印试剂的校准量；

生成对所述打印试剂的校准量的调整以考虑由所述构造材料吸收的能量的量和跨所述3D打印机的构造面积递送的打印试剂的量中的至少一个的空间变化；以及

基于所生成的调整来生成打印试剂的调整后的校准量。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，生成对所述打印试剂的校准量的所述调整以考虑由所述构造材料吸收的所述能量的量的所述空间变化包括：将来自所述3D物体模型的所述建模的能量的量调整从跨所述构造面积的温度变化推导出的标量值。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，生成对所述打印试剂的校准量的所述调整以考虑递送的所述打印试剂的量的所述空间变化包括：将所述打印试剂的校准量调整从多个打印试剂分配喷嘴间的液滴重量变化推导出的标量值。