CN107206689A - 生成三维物体 - Google Patents

Abstract

传感器可用于检测用于生成三维物体的构建材料的高度轮廓。所述构建材料的缺陷可基于所述构建材料的所述高度轮廓而被确定存在。所述缺陷可被修正或者所述缺陷可被防止影响所述系统的元件。由构建材料分配器传送的构建材料层的一部分可被选择性地固化。

Description

生成三维物体

背景技术

在逐层基础上生成三维物体的增材制造系统已经作为可能的方便方式被提出，以生产三维物体。通过这种系统生产的物体的质量可根据使用的增材制造技术的类型广泛地变化。

附图说明

一些示例关于以下附图描述：

图1a例示根据一些示例的用于生成三维物体的系统；

图1b为例示根据一些示例的方法的流程图；

图1c为例示根据一些示例的非暂态计算机可读存储介质的方块图；

图2为根据一些示例的增材制造系统的简化等轴测图；

图3为例示根据一些示例的生成三维物体的方法的流程图；

图4a-h示出根据一些示例的构建材料层的一系列截面侧视图；和

图5a-d、6a-e和7a-c示出根据一些示例的构建材料层和构建材料分配器的一系列截面侧视图，其中进行修正动作。

具体实施方式

以下术语在由说明书或权利要求书引用时被理解为表示如下含义。单数形式“一个”、“一”和“该”表示“一个或多个”。术语“包含”和“具有”旨在与术语“包括”具有相同的包含含义。

一些增材制造系统通过连续层的构建材料(诸如粉末、液体、或流体构建材料)的部分的固化而生成三维物体。生成的物体的特性可取决于构建材料的类型和使用的固化机构的类型。在一些示例中，固化可使用将构建材料粘合和固化至粘合基体中的粘合剂而实现，粘合基体为通过粘合剂粘合在一起的大体上分离的微量或大量的构建材料的混合物。在其它示例中，固化可通过能量向构建材料的暂时施加而实现。这可例如包括聚结剂的使用，其为在适当量的能量施加至构建材料和聚结剂的组合物时可导致构建材料聚结和固化的材料。在一些示例中，多试剂增材制造系统可被使用，诸如在2014年1月16日递交的、题目为“生成三维物体”的PCT申请No.PCT/EP2014/050841中描述的，其整体内容因此通过引用合并于此。例如，除了选择性地将聚结剂传送至多层构建材料，聚结调节剂也可选择性地传送至多层构建材料。聚结调节剂可用于调节其上已经传送或已经渗透聚结调节剂的一部分构建材料的聚结程度。在另外的其它示例中，固化的其它方法可被使用，除了其它的以外，例如选择性激光烧结(SLS)、光聚合。这里描述的示例可用于任意以上的增材制造系统及其适当的改进。

在一些示例中，构建材料可经历缺陷，例如在构建过程期间。构建材料经历缺陷意味着构建材料具有无意的配置或形状。例如，传送层中的构建材料可包括堆积物(例如，无意于包括构建材料的一定体积的构建材料的出现)或孔(例如，有意于包括构建材料的一定体积的构建材料的缺失)，或者构建材料分配器可包括构建材料的堆积物。对应地，本公开提供用于修正缺陷或防止系统的元件受到缺陷影响的示例。

图1a为例示根据一些示例的用于生成三维物体的系统100的方块图。传感器102可用于检测用于生成三维物体的构建材料的高度轮廓。控制器104可用于基于从传感器接收并且关于构建材料的高度轮廓的数据确定构建材料的缺陷存在(106)。控制器可用于指示系统修正缺陷或者防止缺陷影响系统的元件(108)。控制器可用于控制系统选择性地固化由构建材料分配器传送的构建材料层的一部分(110)。

图1b为例示根据一些示例的方法120的流程图。在122处，传感器可检测用于生成三维物体的构建材料的形状或配置。在124处，控制器可基于所检测的构建材料的形状或配置确定构建材料的缺陷存在。在126处，构建材料分配器可传送构建材料层。该层构建材料可通过试剂的传送或者通过能量对其的施加而被选择性地固化。在128处，缺陷可被修正或者被防止影响系统的元件。

图1c为例示根据一些示例的非暂态计算机可读存储介质140的方块图。非暂态计算机可读介质140可包括可执行指令142，其在由处理器执行时可导致处理器控制测距传感器检测用于生成三维物体的构建材料的高度轮廓。非暂态计算机可读介质140可包括可执行指令144，其在由处理器执行时可导致处理器从测距传感器接收关于所检测的构建材料的高度轮廓的数据。非暂态计算机可读介质140可包括可执行指令146，其在由处理器执行时可导致处理器基于所接收的数据确定构建材料包括堆积物或孔。非暂态计算机可读介质140可包括可执行指令148，其在由处理器执行时可导致处理器控制用于生成三维物体的系统以修正堆积物或孔，或者控制该系统以防止堆积物影响系统的元件。非暂态计算机可读介质140可包括可执行指令150，其在由处理器执行时可导致处理器控制系统以选择性地固化由构建材料分配器传送的构建材料层的一部分。

图2为根据一些示例的增材制造系统200的简化等轴测图。如以下进一步参考图3的流程图描述的，系统200可被操作以生成三维物体。

在一些示例中，构建材料可为粉基构建材料。如这里使用的，术语“粉基材料”旨在包含干粉基材料和湿粉基材料两者、微粒材料、颗粒材料和流体材料。在一些示例中，构建材料可包括空气和固态聚合物微粒的混合物，例如以约40％的空气和约60％的固态聚合物微粒的比例。一种适当的材料可为尼龙12，其例如从Sigma-Aldrich Co.LLC可获得。另一种适当的尼龙12材料可为PA 2200，其从电光系统EOS股份有限公司(Electro OpticalSystems EOS GmbH)可获得。适当的构建材料的其它示例可包括，例如粉末金属材料、粉末复合材料、粉末陶瓷材料、粉末玻璃材料、粉末树脂材料、粉末聚合物材料等，以及其组合。但是，应当理解的是，这里描述的示例不限于粉基材料或者以上列举的任意材料。在其它示例中，构建材料可为糊状物、液体或胶体的形式。根据一个示例，适当的构建材料可为粉状半结晶热塑性材料。

增材制造系统200可包括系统控制器210。这里(例如，图3中)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中实施和控制。如这里理解的，控制器210包括(1)包括执行这里公开的操作和方法的指令的非暂态计算机可读存储介质，和联接至非暂态计算机可读存储介质以执行所述指令的处理器，或者(2)执行这里公开的操作和方法的电路。

控制器210可包括处理器212，其用于执行可实施这里描述的方法的指令。处理器212可例如为微处理器、微控制器、可编程门阵列、专用集成电路(ASIC)、计算机处理器等。处理器212可例如包括一个芯片上的多核、多芯片上的多核、多器件上的多核、或者其组合。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、或者其组合。

在一些示例中，控制器210可支持直接用户交互。例如，增材制造系统200可包括联接至处理器212的用户输入设备，例如键盘、触摸板、按钮、小型键盘、拨号盘、鼠标、跟踪球、读卡器、或其它输入设备。另外，增材制造系统200可包括联接至处理器212的输出设备，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。输出设备可响应于指令以显示文本信息或图像数据。

处理器212可经由通信总线与计算机可读存储介质216通信。计算机可读存储介质216可包括单介质或多介质。例如，计算机可读存储介质216可包括ASIC的存储器和控制器210中的单独的存储器中的一者或两者。计算机可读存储介质216可为任意电子、磁、光、或其它物理存储设备。例如，计算机可读存储介质216可为，例如随机存取存储器(RAM)、静态存储器、只读存储器、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、硬盘驱动器、光驱、存储驱动器、CD、DVD等。计算机可读存储介质216可为非暂态的。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，其在由处理器212执行时可导致处理器212执行根据各种示例的这里公开的任何方法或操作。在其它示例中，控制器210可不包括计算机可读存储介质216，并且处理器可包括电路，以在不执行计算机可读存储介质中的单独指令的情况下执行这里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传送至提供在支撑构件204上的构建材料的连续层。根据一个非限制性示例，适当的聚结剂可为包括碳黑的油墨型制剂，诸如，例如从惠普公司可获得的商业上已知为CM997A的油墨制剂。在一个示例中，这种油墨可另外包括红外光吸收剂。在一个示例中，这种油墨可另外包括近红外光吸收剂。在一个示例中，这种油墨可另外包括可见光吸收剂。在一个示例中，这种油墨可另外包括UV光吸收剂。包括可见光加强剂的油墨的示例为基于染料的彩色油墨和基于颜料的彩色油墨，诸如从惠普公司可获得的商业上已知为CM993A和CE042A的油墨。

控制器210可根据指令218控制聚结剂向一层提供的构建材料的选择性传送。

试剂分配器202可为打印头，诸如热喷墨打印头或压电式喷墨打印头。打印头可具有喷嘴阵列。在一个示例中，可使用诸如那些在商业上可用的喷墨打印机中常用的打印头。在其它示例中，试剂可通过喷嘴而不是通过打印头被传送。其它传送机构也可被使用。当形式为适当的流体，诸如液体时，试剂分配器202可被用于选择性地传送例如沉积聚结剂。

聚结剂分配器202可包括聚结剂的供给或者可被连接至聚结剂的单独供给。

当形式为适当的流体，诸如液体时，试剂分配器202可被用于选择性地传送例如沉积聚结剂。在一些示例中，试剂分配器202可具有喷嘴阵列，试剂分配器202能够通过喷嘴阵列选择性地喷射液滴。在一些示例中，每个液滴可大约为约10微微升(pl)每滴，尽管在其它示例中，试剂分配器202能够传送更高或更低的液滴尺寸。在一些示例中，试剂分配器202能够传送可变尺寸的液滴。

在一些示例中，聚结剂可包括液体载体，诸如水或任意其它适当的溶剂或分散剂，以使其能够经由打印头被传送。

在一些示例中，打印头可为按需滴落打印头。在其它示例中，打印头可为连续滴落打印头。

在一些示例中，试剂分配器202可为系统200的组成部分。在一些示例中，试剂分配器202可为用户可替换的，在该情况下其可被可移除地插入至适当的试剂分配器接收器或系统200的接口模块。

在图2中例示的示例中，试剂分配器202可具有一长度，使其能够以所谓的页面宽阵列配置跨越支撑构件204的整个宽度。在一个示例中，这可通过多个打印头的适当的布置而实现。在其它示例中，可使用具有其长度使其能够跨越支撑构件204的宽度的喷嘴阵列的单个打印头。在其它示例中，试剂分配器202可具有较短的长度，其不能使其跨越支撑构件204的整个宽度。

试剂分配器202可被安装在可移动载架上以使其能够沿例示的y轴横过支撑204的长度双向移动。这使得聚结剂能在单通道中横过支撑204的整个宽度和长度选择性传送。在其它示例中，试剂分配器202可被固定，并且支撑构件204可相对于试剂分配器202移动。

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，这里使用的术语“宽度”用于一般地表示在平行于图2中例示的x和y轴的平面中的最短尺寸，而这里使用的术语“长度”用于一般地表示此平面中的最长尺寸。但是，将被理解的是，在其它示例中，术语“宽度”与术语“长度”可交换。例如，在其它示例中，试剂分配器202可具有一长度，使其能够跨越支撑构件204的整个长度，而可移动载架可横过支撑构件204的宽度双向移动。

在另一示例中，试剂分配器202不具有使其能够跨越支撑构件的整个宽度的长度，但是另外地在例示的x轴上横过支撑构件204的宽度双方向可移动。此配置使得聚结剂能使用多通道横过支撑204的整个宽度和长度选择性传送。但是，其它配置，诸如页面宽阵列配置可使三维物体能被更快地创建。

系统200可进一步包括构建材料分配器224，以在支撑构件204上提供，例如传送和/或沉积构建材料的连续层。适当的构建材料分配器224可包括例如刮水片和辊子。构建材料可从布料器或构建材料储存器被供应至构建材料分配器224。在所示的示例中，构建材料分配器224横过支撑构件204的宽度(x轴)移动以沉积构建材料层。如之前描述的，构建材料层将被沉积在支撑构件204上，而随后的构建材料层将被沉积在之前沉积的构建材料层上。构建材料分配器224可为系统200的固定部分，或者可不为系统200的固定部分，代替地为例如可移动模块的一部分。在一些示例中，构建材料分配器224可被安装在载架上。

在一些示例中，每层的厚度可具有从约50微米至约300微米之间的范围、或者约90微米至约110微米之间的范围、或者约250微米中选择的值，尽管在其它示例中，更薄的或者更厚的构建材料层可被提供。厚度可通过控制器210被控制，例如基于指令218。

在一些示例中，相对于图2中所示的分配器可具有任意数量的另外的试剂分配器和构建材料分配器。在一些示例中，系统200的一些分配器可被定位在相同的载架上，或者彼此邻近或者以短距离分隔。在其它示例中，可为两个或更多个载架，每个可包含分配器。例如，每个分配器可被定位在其自己的单独的载架中。任何另外的分配器可具有与先前参考聚结剂分配器202讨论的特征类似的特征。但是，在一些示例中，不同的试剂分配器可传送例如不同的聚结剂和/或聚结调节剂。

在所示的示例中，支撑204在z轴上可移动，使得随着新的构建材料层被沉积，预定的间隙保持在最近沉积的构建材料层的表面和试剂分配器202的下表面之间。但是，在其它示例中，支撑204在z轴上不可移动，并且试剂分配器202在z轴上可移动。

在一些示例中，系统200可包括用于构建材料分配器224的清除站236。例如，构件材料分配器224可横过x轴可移动以被安置在清除站236，其可包括用于将堆积的构建材料从构建材料分配器224清除的任何适当的元件。清除站可包括用于自动清除的自动清除元件，或者用于用户手动清除使用的手动清除元件。在一个示例中，清除站236可包括织物，构建材料分配器(例如，辊子)在其上滚动以释放堆积物。在示例中，清除站236可包括刷子、振动工具、或任意其它适当的元件。

在一些示例中，系统200可包括整平工具234，以导致支撑构件204上的构建材料被整平。在一些示例中，整平工具234可用于振动支撑构件204以导致整平。在一些示例中，整平工具234可用于在相反方向的循环中倾斜支撑构件204，直至构建材料被充分地整平(例如，整平工具234可为导致倾斜的阿基米德螺钉)。也可使用其它类型的整平工具。

系统200可另外地包括能量源226，用于向构建材料施加能量，以根据聚结剂已经被传送或者已经渗透的地方引起构建材料的一部分固化。在一些示例中，能量源226为红外(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可为单个能量源，其能够均匀地将能量施加至沉积在支撑204上的构建材料。在一些示例中，能量源226可包括能量源阵列。

在其它示例中，能量源226可用于以大致上均匀的方式将能量施加至构建材料层的整个表面的一部分。例如，能量源226可用于将能量施加至构建材料层的整个表面的一条。在这些示例中，如图2中所示，能量源可被例如沿x轴横过构建材料层移动或扫描，以使大致上等量的能量最终横过构建材料层的整个表面施加。

在一些示例中，能量源226可用于以大致上均匀的方式将能量施加至构建材料层的整个表面。在这些示例中，能量源226可被称为非聚焦能量源。在这些示例中，整个层可具有同时施加至其上的能量，这可有助于提高三维物体可生成的速度。

在一些示例中，能量源226可被安装在可移动载架上，例如构建材料分配器224所安装的相同的载架。

在其它示例中，能量源226在其移动横过构建材料层时，可例如根据指令218施加可变量的能量。例如，控制器210可仅控制能量源将能量施加至构建材料的其上已经应用聚结剂的部分。

在进一步的示例中，能量源226可为聚焦能量源，诸如激光束。在此示例中，激光束可被控制以横过全部或部分构建材料层扫描。在这些示例中，激光束可被控制以根据试剂传送控制数据横过构建材料层扫描。例如，激光束可被控制以将能量施加至其上传送聚结剂的层的那些部分。

供应的能量、构建材料和聚结剂的组合可被选择，使得排除任何聚结渗出效应：i)构建材料的其上没有聚结剂已经传送的部分在能量暂时施加至其上时不聚结；ii)构建材料的其上仅有聚结剂已经被传送或者已经渗透的部分在能量暂时施加至其上时聚结。

系统200可另外地包括加热器230，用于发热以将沉积在支撑204上的构建材料保持在预定的温度范围内。加热器230可具有任意适当的配置。一个示例在图2中示出，其为根据一些示例的用于增材制造系统的加热器230的简化等轴测图。加热器230可具有加热单元232的阵列，如图2中所示。加热单元232可每个为任意适当的加热单元，例如诸如红外灯的加热灯。加热单元232可具有任意适当的形状或配置，诸如如图2中所示的矩形。在其它示例中，其可例如为圆形、杆形或灯泡形。该配置可被优化以提供朝向构建材料跨越的区域的均匀的热量分布。每个加热单元232或多组加热单元232可具有可调节的电流或电压供应，以可变地控制施加至构建材料表面的局部能量密度。

每个加热单元232可对应于其自己的各个构建材料区域，使得每个加热单元232可大致上朝向其自己的区域而不是由其它加热单元232覆盖的区域发射热量。例如，十六个加热单元232中的每一个可加热十六个不同的构建材料区域中的一个，其中十六个区域共同地覆盖构建材料的整个区域。但是，在一些示例中，每个加热单元232也可以较小的程度发射一些影响邻近区域的热量。

在一些示例中，对于加热器230另外地或者替代地，加热器可被提供在支撑构件204的压板下方以传导地加热支撑构件204并因此加热构建材料。传导加热器可用于横过其在支撑构件204上的区域均匀地加热构建材料。

系统200可另外地包括传感器228a-b，其可用于检测例如辐射或声波。传感器228a-b可大体中心地定向并且大体直接面向构建材料，使得摄像机的光轴对准支撑构件204的中心线，以允许来自构建材料的辐射或声波的大体上对称的捕获。这可最小化构建材料表面的透视变形，因此最小化对于修正的需求。另外地，传感器228a-b可例如用于(1)例如通过利用适当的放大在覆盖构建材料的整个层的广泛区域上捕获辐射或声波，(2)捕获整个层的一系列测量值，其后来被平均，或者(3)捕获一系列测量值，其每个覆盖层的一部分、一起覆盖整个层。在一些示例中，传感器228a-b可在相对于支撑构件204的固定位置，但是在其它示例中，如果其它元件在移动时混乱传感器228a-b和支撑构件204之间的视线其可为可移动的。

在一些示例中，每个传感器228a-b可包括传感器阵列。阵列中的每个传感器可对应于其自己的各个构建材料区域，使得阵列中的每个传感器可在其自己的区域上而不是对应于阵列中的其它传感器的区域上进行测量。传感器228a的阵列可共同地覆盖构建材料的整个区域。类似地，传感器228b的阵列可共同地覆盖构建材料的整个区域。在一些示例中，辐射传感器和声学传感器均可被使用。

在一些示例中，传感器228a可例如为点非接触式温度传感器，诸如热电堆、或者诸如热成像摄像机。在其它示例中，传感器228a可包括固定定位高温计阵列，其每个从构建材料的单个区域捕获辐射。在其它示例中，传感器228a可为单个高温计，其可为可操作的以在构建材料的整个区域上搜索或扫描。任意其它类型的可适于构建材料的温度的确定的传感器也可被使用。传感器228a可用于捕获例如在IR范围内的由横过支撑构件204上的构建材料跨越的区域的构建材料的每个点发射的辐射分布。温度传感器228a可将辐射分布输出至控制器210，其可基于温度和用于用作构建材料的材料的辐射强度之间已知的关系确定横过构建材料的温度分布，诸如黑体分布。例如，辐射分布的辐射频率可在红外(IR)范围内的特殊值具有其最高强度。这可用于确定包括横过构建材料的多个温度的温度分布。在一些示例中，不是如图2中所示的传感器228a的头顶配置，而是传感器228a可位于系统200中的任意其它适当的位置，例如其可被联接至支撑构件204。

在一些示例中，传感器228b可为适于检测构建材料的高度轮廓的任意传感器。在一些示例中，传感器228b可为测距传感器，并且可包括例如声学传感器、二极管发射器、雷达、IR或者任意其它测距传感器。测距传感器可用于确定从传感器228b发射、然后在由构建材料反射后由传感器228b检测的声波或辐射的飞行时间。但是，除了测距传感器的传感器可被用于检测构建材料的高度轮廓。在一些示例中，不是如图2中所示的传感器228b的头顶配置，而是传感器228b可位于系统200中的任意外部适当的位置，例如，其可被联接至支撑构件204。

控制器210可获取或生成试剂传送控制数据，其可定义要生成的三维物体的每个切片在构建材料上的部分或位置，如果有的话，试剂将在该部分或位置处传送。试剂传送控制数据可被存储为指令218的一部分。

在一些示例中，试剂传送控制数据可基于表现将被生成的物体的三维模型的物体设计数据和/或从表现物体特性的物体设计数据生成。模型可定义物体的固体部分，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。每个切片可定义将由增材制造系统固化的构建材料的各个层的一部分。物体特性数据可定义物体的特性，诸如密度、表面粗糙度、强度等。

物体设计数据和物体特性数据可例如经由输入设备220从用户接收，作为从用户、从软件驱动器、从诸如计算机辅助设计(CAD)应用的软件应用的输入，或者可从存储器存储默认(storing default)或者用户定义的物体设计数据和物体特性数据获得。

对于要处理的每层构建材料，试剂传送控制数据可描述聚结剂将被传送的构建材料上的位置或部分。在一个示例中，聚结剂将被传送的构建材料的位置或部分通过各自的图案而定义。

图3为例示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，示出的顺序可被改变，一些要素可同时发生，一些要素可被增加，一些要素可被省略。

在图3的描述中，将参考图2、图4a-h、图5a-d、图6a-e和图7a-c。图4a-h示出根据一些示例的构建材料层的一系列截面侧视图。图5a-d、图6a-e和图7a-c示出根据一些示例的构建材料层和构建材料分配器的一系列截面侧视图，其中修正动作被进行。

在302处，表现三维物体的数据可由控制器210生成或获得。“表现三维物体的数据”这里定义为包括从例如其初始生成为三维物体模型至其转换为切片数据、以及至其转换为诸如试剂传送控制数据的适于控制试剂分配器的形式的定义物体的任意数据。这种数据也被定义为包括试剂分配器使用的数据，以定义试剂分配器使用的喷嘴。

在304处，构建材料层402b可被提供，如图4b中所示。例如，如早先讨论的，通过使得构建材料分配器224沿x轴移动，控制器210可控制构建材料分配器224在支撑构件204上的之前完成的层402a(例如，在图4a完成)上提供层402b。完成的层402a可包括固化部分406。尽管为了例示的目的，完成的层402a在图4a-h中示出，但是将理解的是，304至330可初始地被应用以生成第一层402a。

在图4b的示例中，构建材料的示例缺陷410、412和414被示出。在一些示例中，缺陷可由方法300的任意要素中的错误导致，包括构建材料的传送、构建材料的加热、试剂至构建材料的传送和/或能量至构建材料的施加。在一些示例中，缺陷可由早先关于图2描述的系统200的任意元件以及未示出的其它元件的故障导致。缺陷410为层402b上的构建材料的堆积物，缺陷412为层402b中的孔，缺陷414为构建材料分配器224上的构建材料的堆积物。缺陷410、412和414可由例如在304处构建材料分配器224分配构建材料期间的错误产生。在各种示例中，图5a示出具有缺陷410的层402b，图6a示出具有缺陷412的层402b，图7a示出具有缺陷414的构建材料分配器224。

在306处，可做出关于缺陷是否存在于正在生成的物体中的构件材料中(例如层402b中)和/或构建材料分配器224上的确定。

传感器228a可检测用于温度确定的构建材料的特性，例如发射的辐射，并且传感器228b可检测构建材料的高度轮廓，例如构建材料的配置或形状(这种检测可包括检测辐射或声波的飞行时间)。来自传感器228a-b的数据可由控制器210接收。

在一些示例中，如果传感器228b为测距传感器，来自传感器228b的数据可表现用于检测的声波或辐射的与孔缺陷410的位置处所期望的相比更长的飞行时间。在其它示例中，数据可表现与孔缺陷410的高度轮廓关联的其它特性。因此，基于该数据，控制器210或传感器228b中的处理器可确定缺陷410为层402b中的孔。

在一些示例中，如果传感器228b为测距传感器，来自传感器228b的数据可表现用于检测的声波或辐射的与缺陷412和/或缺陷414的各自位置处所期望的相比更短的飞行时间。在其它示例中，数据可表现与堆积物缺陷412和/或414的高度轮廓关联的其它特性。因此，基于该数据，控制器210或传感器228b中的处理器可确定缺陷412为层402a上的构建材料的堆积物，和/或缺陷414为构建材料分配器224上的构建材料的堆积物。

在一些示例中，来自传感器228a的数据可表现与层402b的温度关联的特性。例如，如果传感器228a为辐射传感器，则来自传感器228a的数据可表现发射的辐射分布，其由于缺陷410和/或412与从层402b发射的期望的辐射分布不同，其中期望的辐射分布为在物体生成期间将从期望的构建材料处理(例如，期望的构建材料的传送、期望的构建材料的聚结和固化，等等)产生的分布。因此，基于该数据，控制器210或传感器228a中的处理器可确定缺陷410为层402a中的孔，和/或缺陷412为层402b上的构建材料的堆积物。

在一些示例中，来自传感器228a的数据可被用于确定缺陷是否存在。在一些示例中，来自传感器228b的数据可被用于确定缺陷是否存在。在一些示例中，来自传感器228a和传感器228b的数据的组合可被用于确定缺陷是否存在。

在308处，如果缺陷存在(例如，缺陷410、412和/或414)，则方法300可进行至310，否则方法300可进行至312。

在310处，动作可响应于缺陷存在而被采取。例如，控制器210可指示系统200采取动作以修正缺陷，或者控制器210可指示系统200采取动作以防止系统200由于缺陷而被破坏。

修正孔缺陷410的动作的示例在图5b-d中示出。

如图5b中所示，构建材料分配器224可用于传送另外的构建材料层以填充孔缺陷410。在一些示例中，控制器210可确定足够量的构建材料可被传送以填充孔缺陷410，但是例如使得层402b的总体厚度不会增加或者最小地增加。在一些示例中，尽管未示出，构建材料分配器224可横穿层402b以在不增加任何另外的构建材料的情况下整平层420b。在一些示例中，可执行整平和构建材料传送的组合。

如图5c中所示，整平工具234可如早先描述的用于整平层402b，例如通过振动支撑构件204或者以相反的方向倾斜支撑构件204，直至层402b如图5c中所示的被充分地整平。

如图5d中所示，由能量源226和/或加热器230选择性地或非选择性地施加的能量和/或热量可被用于调节层402b的部分中的温度。在一些示例中，作为构建材料中无意的温度分布和不规则性的结果，正被生成的物体可能经历弯曲、其中构建材料的部分无意地经历聚结的聚结渗出、或者变形。这可造成孔缺陷410。相应地，在一些示例中，能量和/或热量的施加可在310处进行以调节温度分布，使得其实现补偿和修正缺陷410的值。例如，温度分布可被选择以引起在缺陷410的区域中扩展构建材料的热梯度，和/或引起在邻近部分的构建材料中的收缩。在一些示例中，热量和/或能量的施加也可被调节，以当能量源226和/或加热器230被驱动用于构建过程时在312处和/或在324处实现这种效果。

修正堆积物缺陷412的动作的示例在图6b-d中示出。防止系统200由于堆积物缺陷410而被破坏的动作的示例在图6e中示出。

如图6b中所示，构建材料分配器224可横穿层402b以在不添加任何另外的构建材料的情况下整平层402b。在一些示例中，尽管未示出，构建材料分配器224可另外地传送另外的构建材料层以覆盖堆积物缺陷412。在一些示例中，控制器210可确定足够量的构建材料可被传送以覆盖堆积物缺陷410，但是例如使得层402b的总体厚度最小地增加。在一些示例中，可执行整平和构建材料传送的组合。

如图6c中所示，整平工具234可用于如早先描述的整平层402b，例如通过振动支撑构件204或以相反方向倾斜支撑构件204，直至层402b如图6c所示被充分地整平。

如图6d中所示，由能量源226和/或加热器230选择性地或非选择性地施加的能量和/或热量可被用于调节层402b的部分中的温度。在一些示例中，作为构建材料中的无意的温度分布和不规律性的结果，正被生成的物体可经历弯曲、其中构建材料的部分无意地经历聚结的聚结渗出，或者变形。这可造成堆积物缺陷412。相应地，在一些示例中，能量和/或热量的施加可在310处进行以调节温度分布，使得其实现补偿和修正缺陷412的值。例如，温度分布可被选择以引起在缺陷412的区域中收缩构建材料的热梯度，和/或引起邻近部分的构建材料中的扩展。在一些示例中，热量和/或能量的施加也可被调节，以当能量源226和/或加热器230被驱动用于构建过程时在312处和/或在324处实现这种效果。

如图6e中所示，通过防止系统200的元件(例如，图6e中的构建材料分配器224)的驱动或使用，和/或通过停止用于生成物体的构建过程，系统200可被防止由于堆积物缺陷412而被破坏。例如，如果堆积物缺陷412可能影响(例如，撞上)系统200的元件(例如，试剂分配器)，并且如果元件没有被防止驱动或被使用则在构建过程期间被破坏，那么这可完成。

防止系统200由于堆积物缺陷414而被破坏的动作的示例在图7b中示出。修正堆积物缺陷414的动作的示例在图7c中示出。

如图7b中所示，通过防止系统200的元件(例如，图7b中的构建材料分配器224)的驱动或使用，和/或通过停止用于生成物体的构建过程，系统200可被防止由于堆积物缺陷414而被破坏。例如，如果堆积物缺陷414可影响(例如，撞上)系统200的元件(例如，试剂分配器)，并且如果元件没有被防止驱动或被使用则在构建过程期间被破坏，那么这可完成。

如图7c中所示，构建材料分配器224可被移动以被安置在清除站236，其可使用适当的元件以将堆积物414从构建材料分配器224清除。

尽管306至310被示出为在提供每层构建材料以后发生，其仍可在整个构建过程期间周期地和/或连续地在任意时间发生。在图3的示例中，为了例示的目的，示出了类似的要素318至322和326至330。

在312处，构建材料层402b可由加热器230加热，以将构建材料加热和/或保持在预定的温度范围内。预定的温度范围可例如低于构建材料在聚结剂404出现时将经历粘合的温度。例如，预定温度范围可在约155摄氏度和约160摄氏度之间，或者范围可集中在约160摄氏度。预加热可有助于减少必需由能量源226施加以导致聚结剂已经传送或者已经渗透在其上的构建材料的聚结和随后的固化的能量的量。

在一些示例中，如早先讨论的，热量的施加也可被调节以实现除了用于预加热层402b的加热器230的使用之外用于修正缺陷410和412的温度调节效果。

在314处，如图4d中所示，聚结剂404可被选择性地传送至层402b的部分的表面。如早先讨论的，聚结剂404可由试剂分配器202传送，例如以流体的形式，诸如液滴。

聚结剂404的选择性传送可被在层402b的部分上的图案中执行，表现三维物体的数据可定义该部分变成固体，从而形成正在生成的三维物体的一部分。如果死区没有被识别，则表现三维物体的数据可为未修改数据；如果死区被识别，则表现三维物体的数据可为修改数据。“选择性传送”意味着试剂可被以各种图案传送至构建材料的表面层的所选择部分。

在一些示例中，粘合剂而不是聚结剂可被使用。因此，术语“试剂”被理解为包含聚结剂和粘合剂两者。

在一些示例中，聚结调节剂可类似地被选择性地传送至层402b的部分。

图4e示出已经大体上完全地渗透至构建材料的层402b的部分中的聚结剂404，但是在其它示例中，渗透度可小于100％。渗透度可取决于例如传送的试剂的数量、构建材料的性质、试剂的性质等。

在图4e的示例中，为了例示的目的，孔缺陷410与堆积物缺陷412和414的另外的例子示出为类似于图4b中示出的缺陷410、412和414。如早先描述的，这些另外的例子可由方法300的任意要素和/或系统200的任意元件或其它元件的故障导致。尽管图4e的缺陷410和412示出为在具有聚结剂404的层402b的部分中，其也可出现在缺少聚结剂404的层402b的部分中。

在318处，可做出关于缺陷是否存在于正在生成的物体中的构件材料中(例如层402b中)和/或构建材料分配器224上的确定。这可以与早先关于306描述的方式类似的方式完成。

在320处，如果缺陷存在(例如，缺陷410、412和/或414)，则方法300可进行至322，否则方法300可进行至324。

在322处，可响应于缺陷存在而采取动作。例如，控制器210可指示系统200采取动作以修正缺陷，或者控制器210可指示系统200采取动作以防止系统200由于缺陷而被破坏。这可以与早先关于310描述的方式类似的方式完成。

在324处，预定水平的能量可被暂时地施加至构件材料层402b。在各种示例中，施加的能量可为红外或近红外能量、微波能量、紫外(UV)光、卤素光、超声能量等。能量的暂时施加可导致构建材料的其上聚结剂404被传送的部分被加热至构建材料的熔点以上并且聚结。在一些示例中，能量源226可被聚焦。在能量源226被聚焦的一些示例中，能量源226可导致在不使用聚结剂404的情况下构建材料的聚结，但是在其它示例中，聚结剂404可被使用。在其它示例中，能量源226可为非聚焦的，能量的暂时施加可导致构建材料的其上聚结剂404已经传送或已经渗透的部分被加热至构建材料的熔点以上并且聚结。例如，层402b的部分或全部的温度可实现约220摄氏度。通过冷却，具有聚结剂404的部分可聚结，可变成固体并形成正在生成的三维物体的部分，如图4g所示。

如早先讨论的，一个这种固化的部分406可能在之前的循环中已经生成。在能量的施加期间吸收的热量可传播至之前固化的部分406以导致部分406的部分加热至其熔点之上。此效果有助于创造具有在邻近的固化的构建材料层之间的强层间结合的部分408，如图4g中所示。

在一些示例中，如早先讨论的，除了用于层402b的部分的聚结和固化的能量源226的使用之外，能量的施加也可被调节以实现用于修正缺陷410和412的温度调节效果。

在一些示例中，例如如果粘合剂被使用，或者如果聚结剂404用于在不使用能量源226的情况下导致构建材料的聚结和固化，则能量可不被施加。

在图4g的示例中，为了例示的目的，孔缺陷410和堆积物缺陷412和414的另外的例子被示出为类似于图4b和4e中示出的缺陷410、412和414。如先前描述的，这些另外的例子可由方法300的任意要素和/或系统200的任意元件或其它元件的故障导致。尽管图4g的缺陷410和412示出为在层402b的固化部分中，其也可存在于层402b的未固化的部分中。

在326处，可做出关于缺陷是否存在于正在生成的物体中的构建材料中(例如层402b中)，和/或构建材料分配器224上的确定。这可以与先前关于306描述的方式类似的方式完成。

在328处，如果缺陷存在(例如，缺陷410、412和/或414)，则方法300可进行至330，否则方法300可进行至304。

在330处，动作可响应于缺陷存在而采取。例如，控制器210可指示系统200采取动作以修正缺陷，或者控制器210可指示系统200采取动作以防止系统200由于缺陷而被破坏。这可以与先前关于310描述的方式类似的方式完成。

在构建材料层如以上在304至330中描述的已经处理以后，新的构建材料层可提供在之前处理的构建材料层的顶部上。这样，之前处理的构建材料层用作随后的构建材料层的支撑。然后304至330的过程可重复以逐层地生成三维物体。

此说明书(包括任意所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征，和/或因此公开的任意方法或过程的所有要素可以任意的组合方式组合，除了至少一些这种特征和/或要素相互排斥的组合之外。

在以上的说明中，多个细节被阐述以提供对这里公开的主题的理解。但是，示例可在没有这些细节的一些或全部的情况下被实践。其它示例可包括对以上讨论的细节的修改和变化。所附权利要求旨在涵盖这种修改和变化。

Claims (15)

1.一种用于生成三维物体的系统，该系统包括：

传感器，用于检测用于生成所述三维物体的构建材料的高度轮廓；和

控制器，用于：

基于从所述传感器接收并且关于所述构建材料的所述高度轮廓的数据确定所述构件材料的缺陷存在；

指示所述系统修正所述缺陷或防止所述缺陷影响所述系统的元件；以及

控制所述系统选择性地固化由构建材料分配器传送的构建材料层的一部分。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器用于指示所述系统修正所述缺陷。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述缺陷为所述构建材料分配器上或者由所述构建材料分配器传送的所述构建材料层上的所述构建材料的堆积物，其中所述控制器用于指示所述系统防止所述缺陷影响所述系统的元件。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述缺陷为由所述构建材料分配器传送的所述构建材料层上的所述构建材料的堆积物。

5.如权利要求4所述的系统，进一步包括用于在支撑构件上传送所述构建材料层并且整平所述构建材料层的构建材料分配器，其中所述控制器用于通过控制所述构建材料分配器整平所述构建材料层而指示所述系统修正所述缺陷。

6.如权利要求4所述的系统，进一步包括用于振动所述构建材料层以整平所述构建材料的所述堆积物的振动工具，其中所述控制器用于通过控制所述振动工具振动所述构建材料层以整平所述构建材料的所述堆积物而指示所述系统修正所述缺陷。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述缺陷为由构建材料分配器传送的构建材料层中的孔。

8.如权利要求7所述的系统，进一步包括用于在支撑构件上传送所述构建材料层并且填充所述构建材料层中的所述孔的构建材料分配器，其中所述控制器用于通过控制所述构建材料分配器填充所述构建材料层中的所述孔而指示所述系统修正所述缺陷。

9.如权利要求7所述的系统，进一步包括用于振动所述构建材料层以整平所述构建材料层的振动工具，其中所述控制器用于通过控制所述振动工具振动所述构建材料层以整平所述构建材料层而指示所述系统修正所述缺陷。

10.如权利要求1所述的系统，进一步包括用于在支撑构件上传送所述构建材料层的构建材料分配器，其中所述缺陷为所述构建材料分配器上的所述构建材料的堆积物。

11.如权利要求1所述的系统，进一步包括用于将所述构建材料的堆积物从所述构建材料分配器清除的清除站，其中所述控制器用于通过将所述构建材料分配器移动至所述清除站以允许所述堆积物使用所述清除站被手动地清除或者自动地清除而指示所述系统修正所述缺陷。

12.如权利要求1所述的系统，进一步包括用于检测与所述构建材料的温度关联的特性的第二传感器，其中所述缺陷为由所述构建材料分配器传送的所述构建材料层上的所述构建材料的堆积物或者由所述构建材料分配器传送的所述构建材料层中的孔，其中所述缺陷存在的所述确定进一步基于从所述第二传感器接收并且关于所述构建材料的所述特性的第二数据。

13.如权利要求12所述的系统，其中所述控制器用于通过使用加热器加热所述构建材料层或者通过使用能量源向所述构建材料层施加能量而指示所述系统修正所述缺陷。

14.一种方法，包括：

通过传感器检测用于生成三维物体的构建材料的形状或配置；

通过控制器基于所检测的所述构建材料的形状或配置确定所述构建材料的缺陷存在；

通过构建材料分配器传送构建材料层，所传送的构建材料层通过试剂的传送或者通过向其上的能量施加而选择性地可固化；以及

修正所述缺陷或者防止所述缺陷影响所述系统的元件。

15.一种非暂态计算机可读存储介质，包括可执行指令，其在由处理器执行时导致所述处理器：

控制测距传感器检测用于生成三维物体的构建材料的高度轮廓；

从所述测距传感器接收关于所检测的所述构建材料的高度轮廓的数据；

基于所接收的数据确定所述构建材料包括堆积物或孔；

控制用于生成所述三维物体的系统修正所述堆积物或所述孔，或者控制所述系统防止所述堆积物影响所述系统的元件；

控制所述系统选择性地固化由构建材料分配器传送的构建材料层的一部分。