CN108136672A - 用于制造三维物品的方法和装置 - Google Patents

Abstract

用于使用能够通过用能量束照射其来使其固化的粉末材料逐层制造三维物体的装置（100），所述装置（100）包括：粉末材料层将被置放到其上的工作区域（190）；粉末存储单元（110），其中基底表面（130）支撑所述粉末存储单元（110）中的粉末供应；粉末分配构件（185），枢转粉末推动设备（125），其用于将一部分粉末从所述基底表面（130）带到所述分配构件（185）和所述工作区域（190）之间的位置，所述分配构件（185）还布置成能够朝向和跨越工作区域（190）运动，以便将该部分粉末分配到工作区域（190）上，其中，所述枢转粉末推动设备（125）的第一部分（170）能够在所述分配构件（185）下方运动。也提供相关联的方法和计算机程序产品。

Description

用于制造三维物品的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于使用粉末材料逐层制造三维物体的方法和装置，其中能够通过用能量束照射粉末材料来使其固化。具体地，本发明涉及粉末的逐层应用。

背景技术

用于使用粉末材料（其中能够通过用电磁辐射或电子束照射粉末材料来使其固化）逐层制造三维物体的装备已知于例如US4863538、US5647931和SE524467。此类装备包括比如粉末的供应、用于在工作区域上应用一层粉末的器件，以及用于在工作区域上引导束的器件。当束在工作区域上运动时，粉末烧结或熔化并固化。出于产品品质的原因，重要的是粉末均匀地分布在工作区域上，以及层厚度是良好地限定的，且对应于预定值。此外，有利的是迅速应用层，以便保持制造速率尽可能地高。

传统的粉末应用器件大体包括馈送构件和分配构件，其中前者将某一量的粉末从粉末供应传递至分配构件，分配构件相应地将粉末分配在工作区域上。

粉末应用器件工作所处的条件是艰苦的；温度高，粉末微粒伺机进入开口和狭缝、蒸发的粉末材料凝结且形成覆层等。

JP 2003245981公开了一种粉末应用系统，其中粉末供应被存储于工作区域的侧部处呈高度可调整的板的形式的馈送构件上。通过如下步骤将粉末馈送至分配耙：a）使耙斜着（sideways）远离工作区域和在粉末供应上运动，b）使粉末供应板上升，使得一部分粉末变得定位在耙的下侧上方，以及c）使耙朝向并且跨越粉末供应运动，以便朝向工作区域传递所述一部分粉末。US 2004/0084814中公开了类似的系统。此类系统的缺点在于其相对耗用空间。

WO 2006/121374公开了另一粉末应用系统，其中，粉末供应以打开方式布置，诸如以在粉末供应的面向工作区域的一侧上形成休止角。分配耙布置成可朝向粉末供应运动并进入粉末供应某一距离，以便带来在耙上从分配耙的远侧流动至面向工作区域的一侧的一部分粉末的传递。在第二步骤中，使分配耙朝向工作区域和跨越工作区域运动，以便将所述一部分粉末分配到工作区域上。该系统的优点在于不要求机械操作的馈送构件来将粉末馈送至分配耙。

当使用某些类型的流动不非常良好的粉末时，WO 2006/121374中公开的设备可能出现问题。比如，当使耙运动到粉末供应内时，粉末可以停留在耙的顶部上，且在耙上传递的部分中的粉末的量可能变化。

在WO 2010/095987中，公开了又一粉末应用系统，其中，用于支撑来自粉末存储单元的粉末供应的基底表面是弹性的。该设计的缺点在于，耙必须运动到粉末供应内，这在粉末分配器上形成不必要的力。另一问题在于，粉末可能粘在粉末分配器的背侧上，其可能落在新分配的粉末层上且由此恶化其表面光洁度。

因此，在该领域中仍然需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供用于逐层生产三维物体的装备，相比于传统装备，其表现出改善的粉末应用性质。由在独立权利要求中包含的技术特征所限定的装置和方法实现该目的。从属权利要求包含本发明的有利实施例、进一步的改进和变型。

在本发明的第一方面中，提供用于使用能够通过用诸如电磁辐射或电子束的能量束照射其来使其固化的粉末材料逐层制造三维物体的装置（100），所述装置包括：粉末材料层将置放于其上的工作区域；粉末存储单元，其包括与基底表面间隔开的开口，其中基底表面支撑粉末存储单元中的粉末供应；以及粉末分配构件；其中，基底表面沿工作区域的一侧延伸，其中，分配构件沿沿着基底表面和工作区域的一侧的方向延伸，且被布置成可在工作区域上方且大致平行于工作区域的平面中运动，枢转粉末推动设备，其用于将一部分粉末从基底表面带到分配构件和工作区域之间的位置，分配构件，其还被布置成能够朝向和跨越工作区域运动，以便将所述一部分粉末分配到工作区域上，其中，枢转粉末推动设备的第一部分能够在分配构件下方运动。

相比于现有技术设计中的设备，本创造性设计提供被传递的粉末部分的大小的更好的控制，尤其当使用具有不良的可流动性的粉末时。该改善的控制的一个原因在于，用枢转粉末推动设备迫动分配构件下方的粉末的传递，且由此断开粉末部分和粉末分配器的物理接触，直到粉末部分实际上将被形成为层为止。另一原因在于，本创造性装置对于将在粉末分配器前方提供的粉末的类型更不敏感，因为其几乎独立于粉末的可流动性条件。这意味着，被传递的粉末部分的大小能够以更精确的方式被控制。本发明的另一优点在于，可以不需要使用粉末传感器以便测量将分配在工作区域上的粉末的量。本发明的又一优点在于，几乎可以使用任何耙设计。

在本发明的各种示例实施例中，由分配构件机械地致动枢转粉末推动设备。至少该实施例的示例性优点在于，其是简单且鲁棒的。

在本发明的各种示例实施例中，枢转粉末推动设备由控制单元控制和被电气地致动。至少该实施例的示例性优点在于，该设计可以非常紧凑。

在本发明的各种示例实施例中，在基底表面上方提供用于枢转粉末推动设备的枢转轴。至少该实施例的示例性优点在于，其提供简单的技术方案以便允许耙能够在枢转粉末推动设备的第一部分上方运动。

在本发明的各种示例实施例中，在其枢转冲程的一部分期间，枢转粉末推动设备中断从粉末存储单元到基底表面上的粉末流动。至少该实施例的示例性优点在于，可以由枢转粉末推动设备调节来自粉末存储单元的粉末流动。

在本发明的各种示例实施例中，装置包括第一粉末存储单元和第二粉末存储单元，其分别包括第一基底表面和第二基底表面，以便支撑来自第一粉末存储单元和第二粉末存储单元的粉末供应，第一粉末存储单元和第二粉末存储单元被布置在工作区域的相对端部上，其中，在基底表面的一部分的上方提供网，且所述网与基底表面的所述一部分间隔开，所述网具有与工作区域基本上平行的表面，所述网被用于在最终粉末分配之后过滤过剩的粉末。至少该实施例的示例性优点在于，在最终粉末分配之后的过剩粉末可以在稍后的粉末分配中重新使用。这意味着，在增材制造过程期间，没有或者有极少的粉末材料的洒出。

在本发明的各种示例实施例中，粉末供应基底表面具有弯曲形状。至少该实施例的示例性优点在于，该弯曲表面可以具有与枢转粉末推动设备的第一部分的枢转冲程类似的曲率半径。这意味着，在其冲程期间，第一部分可以布置在距弯曲表面预定距离处，这相应地可以改善将被输送至粉末台（即，至分配构件和工作区域之间的位置）上的粉末的量的精确性。

在各种示例实施例中，工作区域定位在可竖直调整的平台上。至少该实施例的示例性优点在于，本发明可以适用于任何类型的基于粉末的逐层增材制造设备。能量束源可以是一个或多个电子束源和/或一个或多个激光束源。

在本发明的另一方面中，提供用于使用能够通过用诸如电磁辐射或电子束的能量束照射其来使其固化的粉末材料逐层制造三维物品的方法，所述方法包括：提供粉末存储单元，其包括与基底表面间隔开的开口，其中基底表面支撑在粉末存储单元中的粉末供应；用枢转粉末推动设备将预定量的粉末从基底表面带到分配构件和工作区域之间的位置，使所述分配构件朝向和跨越工作区域运动，以便将一部分粉末分配到所述工作区域上以便形成粉末材料层，其中，枢转粉末推动设备的一部分能够在分配构件下方运动。

在本发明的又一方面中，一种计算机程序产品包括具有在其中实现的计算机可读程序代码部分的至少一个非瞬态计算机可读存储介质。计算机可读程序代码部分包括至少一个可执行部分，其配置成用于：提供粉末存储单元，其包括与基底表面间隔开的开口，其中，基底表面支撑粉末存储单元中的粉末供应；用枢转粉末推动设备将预定量的粉末从基底表面带到分配构件和工作区域之间的位置；以及使所述分配构件朝向和跨越工作区域运动，以便将一部分粉末分配到所述工作区域上以便形成粉末材料层，其中，枢转粉末推动设备的一部分能够在分配构件下方运动。

在本发明的又一方面中，提供一种枢转粉末推动设备（125），其用于从装置（100）的基底表面（130）带动一部分粉末，以便使用能够通过用能量束照射粉末材料而使其固化的粉末材料逐层制造三维物体，并且带到分配构件（185）和装置的工作区域（190）之间的位置。枢转粉末推动设备（125）包括：第一部分（170），和接触构件（154），其中：接触构件（154）配置成当分配构件（185）被至少部分地定位在基底表面（130）上方时操作性地接合分配构件（185）的夹持臂（150），且使第一部分（170）经由夹持臂（150）和接触构件（154）的接合沿与分配构件（185）的行进方向相对的第一方向运动，使得枢转粉末推动设备（125）的第一部分（170）在分配构件（185）下方经过。

在本发明的又一方面中，提供用于使用能够通过用诸如电磁辐射或电子束的能量束照射其来使其固化的粉末材料逐层制造三维物体的装置（100）。装置（100）包括：枢转粉末推动设备（125），其用于将一部分粉末从装置的基底表面（130）带到装置的分配构件（185）和装置的工作区域（190）之间的位置处，其中：枢转粉末推动设备（125）包括第一部分（170）和接触构件（154），接触构件（154）配置成当分配构件（185）被至少部分地定位在基底表面（130）上方时操作性地接合分配构件（185）的夹持臂（150），且使第一部分（170）经由夹持臂（150）和接触构件（154）的接合沿与分配构件（185）的行进方向相对的第一方向运动，使得枢转粉末推动设备（125）的第一部分（170）在分配构件（185）下方经过。

在本发明的又一方面中，提供一种计算机实施的方法以便使用能够通过用诸如电磁辐射或电子束的能量束照射其来使其固化的粉末材料逐层制造三维物品。所述方法包括如下步骤：提供一种粉末存储单元，其包括与基底表面间隔开的开口，其中，基底表面支撑粉末存储单元中的粉末供应；用枢转粉末推动设备将预定量的粉末从基底表面带到分配构件和工作区域之间的位置；以及使分配构件朝向工作区域和跨越工作区域运动，以便将一部分粉末分配到工作区域上，以便形成粉末材料层，其中：枢转粉末推动设备（125）包括第一部分（170）和接触构件（154），接触构件（154）配置成当分配构件（185）被至少部分地定位在基底表面（130）上方时操作性地接合分配构件（185）的夹持臂（150），且使第一部分（170）经由夹持臂（150）和接触构件（154）的接合沿与分配构件（185）的行进方向相对的第一方向运动，使得枢转粉末推动设备（125）的第一部分（170）在分配构件（185）下方经过。

在本发明的又一方面中，提供一种计算机程序产品，其包括具有在其中实现的计算机可读程序代码部分的至少一个非瞬态计算机可读存储介质。包括至少一个可执行部分的计算机可读程序代码部分被配置成用于：提供粉末存储单元，其包括与基底表面间隔开的开口，其中，基底表面支撑粉末存储单元中的粉末供应；用枢转粉末推动设备将预定量的粉末从基底表面带到分配构件和工作区域之间的位置；以及使分配构件朝向工作区域和跨越工作区域运动，以便将一部分粉末分配到工作区域上，以便形成粉末材料层，其中：枢转粉末推动设备（125）包括第一部分（170）和接触构件（154），接触构件（154）配置成当分配构件（185）被至少部分地定位在基底表面（130）上方时操作性地接合分配构件（185）的夹持臂（150），且使第一部分（170）经由夹持臂（150）和接触构件（154）的接合沿与分配构件（185）的行进方向相对的第一方向运动，使得枢转粉末推动设备（125）的第一部分（170）在分配构件（185）下方经过。

至少该实施例和本创造性方法的各种其他示例实施例的示例性优点与对应装置实施例相同。

附图说明

将在下文参考附图以非限制方式进一步描述本发明。采用相同的附图标记以贯穿若干附图指示对应的类似部分：

图1A在示意性前视左视透视图中描绘了本发明的示例实施例，其中枢转粉末推动元件处于第一端部位置。

图1B在示意性前视左视横截面视图中描绘了本发明的示例实施例，其中枢转粉末推动元件处于第一端部位置。

图2A在示意性前视左视透视图中描绘了本发明的示例实施例，其中枢转粉末推动元件处于第二端部位置。

图2B在示意性前视左视横截面视图中描绘了本发明的示例实施例，其中枢转粉末推动元件处于第二端部位置。

图3描绘了根据本发明的方法的示例实施例的示意性流程图。

图4是根据本发明的各种实施例的示例性系统的框图。

图5A是根据本发明的各种实施例的服务器的示意性框图。

图5B是根据本发明的各种实施例的示例性移动设备的示意性框图。

具体实施方式

为了促进本发明的理解，在下文限定许多术语。本文限定的术语具有本发明所涉及的领域的普通技术人员通常理解的意义。

诸如“一个”、“一种”和“所述”的术语不旨在仅指代单数实体，而是包括可被用于说明的特定示例所属的一般类别。本文中的术语被用于描述本发明的特定实施例，但是除非在权利要求中概述，否则其用途不界定本发明。

如在本文中所使用的术语“三维结构”等大体指代预期或者实际制成的三维配置（例如，一种或多种结构材料制成的），其旨在被用于具体目的。可以例如在三维CAD系统的辅助下设计此类结构。

如本文中在各种实施例中所使用的术语“电子束”指代任何带电粒子束。带电粒子束的源能够包括电子枪、线性加速器等等。

图1A-B和图2A-B示出本发明的第一示例实施例的部件和功能。如在这些附图中所示，本创造性装置100包括布置在大致平坦工作台195上的粉末应用系统，所述系统包括布置在定位在可竖直调整平台的顶部上的工作区域190的一侧上的粉末存储单元110，所述可竖直调整平台配合于工作台195中的切口内。

粉末存储单元110适于装纳粉末供应。在此呈耙的形式的分配构件185沿工作区域190延伸，且可以借助于导引件（未示出）布置成能够沿垂直于其延伸方向的方向跨越工作区域190且在工作区域190略微上方的平面中运动。

辐射源（未示出）以常规方式布置在工作区域190上方一距离处，所述工作区域190充当被用于固化粉末的电磁辐射或电子束的目标区域。如果使用电子束，则增材制造过程被彻底封闭、密封和抽空，以避免气体分子干扰电子束。

粉末存储单元110连同其对应粉末供应一起沿工作区域190的一侧沿大致平行于耙或粉末分配器185的方向延伸。粉末存储单元110连同支撑基底表面130一起限定粉末存储单元110的限制部分，且保持粉末供应处于恰当位置。支撑基底表面130可以具有带有预定曲率半径的弯曲表面。通过使粉末存储单元160的开口160处于基底表面130上方一距离处，以打开方式布置粉末存储单元110。这具有如下效果：粉末供应的下部分能够自由地将由弯曲基底表面130限定的体积至少部分地填充到多达与工作台195平行的水平。可以从上方填充或再填充粉末存储单元110。

现在将描述装置100的粉末应用系统的功能。图1A-B和2A-B指代关于三维物体的制造的初始状态，即，工作区域190被调整到略微低于工作台195的水平的位置，以便促进第一粉末层到工作区域190上的应用。

图1A在示意性前视左视透视图中描绘，且图lb在示意性前视左视横截面视图描绘本发明的示例实施例，其中，枢转粉末推动元件处于第一端部位置。在图1a中，耙185处于第一位置，其中其处于向右朝向粉末存储单元110的运动中。

枢转粉末推动设备125在示例实施例中包括第一部分170、臂120和接触构件154。枢转粉末推动设备125被布置在枢转轴140上。枢转轴140可以布置在朝向工作区域190的前部上端部中。在该第一端部位置中，枢转粉末推动设备125的第一部分170被布置在粉末存储单元110的开口160后方。此外，在第一部分170的第一端部位置中，接触构件154不受到布置在耙185上的夹持臂150的影响。夹持臂可以设有狭槽152，其布置成用于配合到接触构件154内。在示例实施例中，接触构件154可以呈用杆的基底表面附接至推动设备的杆的形式。

在图2A-B中，耙185已经达到弯曲基底表面130上方某处的第二位置。耙185用其夹持臂150机械地接触粉末推动设备125的接触构件154，且已使第一部分170沿朝向工作区域190的向前方向运动至第二端部位置。当耙185沿朝向粉末存储单元110的方向运动时，第一部分170沿从粉末存储单元110的开口160后方的位置朝向工作区域190的相对方向运动。第一部分170以弯曲轨迹运动，所述弯曲轨迹可以基本上类似弯曲基底表面130。相比于弯曲基底表面130，第一部分170的弯曲轨迹可以具有略微更小的曲率半径。基底表面130的弯曲相对于粉末存储单元110向下弯。

第一部分170可以在距弯曲基底表面130预定距离处运动。当第一部分170朝向工作区域190运动时，在第一部分170的前方推动预定量的粉末以在工作台195上输送粉末。

枢转粉末推动设备125可以被电气地致动且由控制单元控制，代替如上文所公开的由耙185机械地致动。可以由耙的第一位置触发电气致动，使得当耙经过预定位置时，第一部分170的枢转运动开始。可以由耙的第二位置或在耙经过第一位置时某一时间段之后触发第一部分的回行冲程。

当耙185沿朝向工作区域190的向前方向迫动第一部分170时，耙185朝向粉末存储单元110运动。第一部分170将在耙185下方经过。

在其枢转冲程的一部分期间，枢转粉末推动设备125可以中断从粉末存储单元110到弯曲基底表面130上的粉末流动。在图lb中，第一部分170定位在粉末存储单元110的开口160后方。当第一部分170开始沿朝向工作区域190的方向运动时，第一部分170将在粉末存储单元110的开口160下方经过。当第一部分被布置在开口160下方时，来自粉末存储单元110的粉末流动可以布置成被中断。通过第一部分170的大小和部分170的冲程的长度的合适设计，粉末流动的中断可以是总冲程的小部分或者大部分。

可以在弯曲基底表面130上方提供网180。当使耙185在弯曲基底表面130上方运动时，网180将禁止任何粉末块和/或金属碎片与粉末材料混合。允许过剩的粉末材料落下通过网180，而粉末块和/或金属碎片将停留在网180上。根据在图1A-B和2A-B中描绘的实施例的粉末分配机构具有很少或没有粉末洒出。来自其中粉末层被应用到工作台上的粉末分配周期的过剩粉末将落下通过网180，且在稍后的粉末分配周期中使用。

通过本创造性方法，在开始在工作台190的顶部上输送材料之前，耙185无需接触粉末材料。将被传递到工作区域190上的粉末的量大体取决于第一部分170的形状和第一部分的冲程的长度。第一部分的前部区域178越大，越多的材料将被传递至工作区域190。冲程越长，越多的材料将被传递至工作区域190。相对于正交于凹入基底表面130的线的前部区域角度也将影响被传递至工作区域的粉末的量。对于第一部分170的完整冲程而言接近90°的前部区域角度的平均值将最有效地将粉末从凹入基底表面130传递至工作台195。

第一部分170的形状可以像楔形件一样，使得当使第一部分沿朝向工作区域190的方向运动时，前部区域178在第一部分前方推动粉末。在回行冲程期间，即，当第一部分170朝向粉末存储单元110运动时，第一部分170的楔形形状将确保沿与枢转回行冲程平行的方向尽可能少的粉末运输。这意味着，仅当第一部分朝向工作区域190运动时且不当第一部分170沿相对方向（即，朝向粉末存储单元110）运动时，在第一部分170前方推动粉末。

在图3中描绘了根据本发明的各种示例实施例的用于使用粉末材料逐层制造三维物品的方法的示意性流程图，其中能够通过用能量束（诸如电磁辐射或电子束）照射粉末材料来使其固化。

在第一步骤310中，提供包括与基底表面间隔开的开口的粉末存储单元，其中，基底表面支撑粉末存储单元中的粉末供应。朝向基底表面的开口可以呈沿工作区域190的一侧延伸的单个细长狭缝的形式。

在第二步骤320中，用枢转粉末推动设备将预定量的粉末从基底表面运输至分配构件和工作区域之间的位置，其中，枢转粉末推动设备的一部分可在分配构件下方运动。在粉末从基底表面到工作台195上的运动期间，粉末推动设备的第一部分170在耙/粉末分配构件185下方运动。耙185在与工作台195平行且在距工作台195预定距离处的平面中运动。然而，第一部分具有弯曲轨迹。这意味着，当第一部分170处于距其弯曲冲程的其端部位置预定距离处时，耙185可以在第一部分170上方经过。

在第三步骤330中，分配构件朝向和跨越工作区域190运动，以便将一部分粉末分配到工作区域190上以便形成粉末材料层。由第一部分170在工作台195上提供的粉末材料可以足够用于将带有预定厚度的完整粉末层提供到工作区域上。

可以通过耙185机械地致动第一部分170。在另一示例实施例中，第一部分是电气致动的。可以通过耙185的位置和/或定时触发致动。因此，用本发明可以以更精确的方式控制粉末的体积。

在本发明的示例实施例中，来自所述基底表面的所述预定量的粉末可以根据在先粉末材料层的熔融面积而改变。可以针对具有零熔融面积的在先层设定预定基础粉末量。针对每平方毫米的在先层的熔融面积，预定的额外粉末量可以被添加至所述预定基础粉末量。通过改变在耙/粉末分配构件185下方运动的粉末推动设备的第一部分170的位置，可以设定额外粉末量。当拿取粉末时，所述粉末推动设备被设定得距所述工作区域190越远，越多的粉末将被应用到所述工作台195上。

在本发明的另一方面中，提供一种程序元件，其配置和布置成当在计算机上执行时，实施用于通过粉末床的部分的连续融合形成至少一个三维物品的方法，所述部分对应于三维物品的连续部分。程序元件可以具体地配置成执行如在本文中提供的权利要求组中概述的步骤。

程序元件可以安装在一个或多个非瞬态计算机可读存储介质中。非瞬态计算机可读存储介质和/或程序元件可以是控制单元150或另一控制单元。计算机可读存储介质和程序元件（其可以包括在其中实现的非瞬态计算机可读程序代码部分）还可被包含在一个或多个非瞬态计算机程序产品内。根据各种实施例，在本文中其他位置描述的方法可以是计算机实施的，例如结合一个或多个处理器和/或存储器存储区域实施。相应地在下文中提供关于这些特征和配置的其他细节。

如上所述，可以以各种方式实施本发明的各种实施例，包括作为非瞬态计算机程序产品。计算机程序产品可以包括非瞬态计算机可读存储介质，其存储应用程序、程序、程序模块、脚本、源代码、程序代码、目标代码、字节代码、编译代码、解释代码、机器代码、可执行指令等（在本文中也被称为可执行指令、用于执行的指令、程序代码和/或类似的术语，其在本文中可交换地使用）。此类非瞬态计算机可读存储介质包括所有计算机可读介质（包括易失性和非易失性介质）。

在一个实施例中，非易失性计算机可读存储介质可以包括软盘、软磁盘、硬盘、固态存储器（SSS）（例如，固态驱动（SSD）、固态卡（SSC）、固态模块（SSM））、企业级闪存驱动、磁带或任何其他非瞬态磁性介质等。非易失性计算机可读存储介质也可以包括穿孔卡、纸带、光标表单（optical mark sheet，或带有孔的图案或其他可光学识别标记的任何其他物理介质）、光盘只读存储器（CD-ROM）、光盘光盘-可重写（CD-RW）、数字通用光盘（DVD）、蓝光盘（BD）、任何其他非瞬态光学介质等。这种非易失性计算机可读存储介质也可以包括只读存储器（ROM）、可编程只读存储器（PROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪存存储器（例如，串行、NAND、NOR等）、多媒体存储卡（MMC）、安全数字（SD）存储卡、SmartMedia卡、CompactFlash（CF）卡、存储棒（Memory Stick）等。此外，非易失性计算机可读存储介质也可包括导电桥接随机存取存储器（CBRAM）、相变式随机存取存储器（PRAM）、铁电式随机存取存储器（FeRAM）、非易失性随机存取存储器（NVRAM）、磁阻式随机存取存储器（MRAM）、电阻式随机存取存储器（RRAM）、硅-氧-氮-氧-硅存储器（SONOS）、浮结栅型随机存取存储器（FJG RAM）、千足虫存储器、赛道存储器等。

在一个实施例中，易失性计算机可读存储介质可包括随机存取存储器（RAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、静态随机存取存储器（SRAM）、快速页模式动态随机存取存储器（FPM DRAM）、扩展数据输出动态随机存取存储器（EDO DRAM）、同步动态随机存取存储器（SDRAM）、双倍数据速率同步动态随机存取存储器（DDR SDRAM）、双倍数据速率类型二同步动态随机存取存储器（DDR2 SDRAM）、双倍数据速率类型三同步动态随机存取存储器（DDR3SDRAM）、Rambus动态随机存取存储器（RDRAM）、双晶体管RAM（TTRAM）、Thyristor（晶闸管）RAM（T-RAM）、零电容器（Z-RAM）、Rambus in-line（直插式）存储器模块（RIMM）、双列直插式存储器模块（DIMM）、单列直插式存储器模块（SIMM）、视频随机存取存储器VRAM、缓存存储器（包括各种水平）、闪存、寄存存储器等。将理解的是，在实施例被描述为使用计算机可读存储介质的情况下，其他类型的计算机可读存储介质可以代替或者被用于补充上文所描述的计算机可读存储介质。

如应当理解的那样，本发明的各种实施例也可以被实施为方法、装置、系统、计算设备、计算实体等，如在本文中其他位置已经描述的那样。因而，本发明的实施例可以采取执行存储在计算机可读存储介质上的指令以执行某些步骤或操作的装置、系统、计算设备、计算实体等的形式。然而，本发明的实施例也可以采取执行某些步骤或操作的完全硬件实施例的形式。

在下文参考装置、方法、系统和计算机程序产品的框图和流程图描述各种实施例。应当理解的是，任何框图和流程图的每一个框分别可以通过计算机程序指令部分地实施，例如，作为计算系统中的处理器上执行的逻辑步骤或操作。这些计算机程序指令可以被加载到计算机上，诸如专用计算机或其他可编程数据处理装置以产生专门配置的机器，使得在计算机或其他可编程数据处理装置上执行的指令实施在一个或多个流程框中规定的功能。

这些计算机程序指令也可以被存储在计算机可读存储器中，其能够引导计算机或其他可编程数据处理装置以具体方式起作用，使得存储在计算机可读存储器中的指令制造制造的物品，包括用于实施在一个或多个流程框中规定的功能的计算机可读指令。计算机程序指令也可以被加载到计算机或其他可编程数据处理装置上以引起一系列操作步骤在计算机或其他可编程装置上执行，以产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供操作以便实施在一个或多个流程框中规定的功能。

因此，框图和流程图的框支持用于执行规定功能的各种组合、用于执行规定功能的操作的组合，以及用于执行规定功能的程序指令。还应当理解的是，框图和流程图的每一个框，以及框图和流程图中的框的组合能够由专用的基于硬件的计算机系统实施，所述计算机系统执行规定的功能或操作，或者专用硬件和计算机指令的组合。

图4是示例性系统1020的框图，其能够结合本发明的各种实施例使用。至少在所示实施例中，系统1020可包括一个或多个中央计算设备1110、一个或多个分布式计算设备1120，和一个或多个分布式手持或移动设备1300，所有均配置成经由一个或多个网络1130与中央服务器1200（或控制单元）通信。虽然图4将各种系统实体示出为分离的、独立的实体，但是各种实施例不限于该具体架构。

根据本发明的各种实施例，一个或多个网络1130可以能够支持根据许多第二代（2G）、2.5G、第三代（3G）、和/或第四代（4G）移动通信协议等中的任何一个或多个的通信。更具体地，一个或多个网络1130可以能够支持根据2G无线通信协议IS-136（TDMA）、GSM和IS-95（CDMA）的通信。而且，例如，一个或多个网络1130可以能够支持根据2.5G无线通信协议GPRS、增强型数据GSM环境（EDGE）等的通信。此外，例如，一个或多个网络1130可以能够支持根据3G无线通信协议（诸如采用宽带码分多址（WCDMA）无线接入技术的通用移动电话系统（UMTS）网络）的通信。一些窄带AMPS（NAMPS）、以及TACS、（多个）网络也可以受益于本发明的实施例，如双模或更高模移动站（例如，数字/模拟或者TDMA/CDMA/模拟电话）的情况应当实现的那样。作为又一示例，系统1020的每一个部件均可配置成根据诸如例如射频（RF）、蓝牙™、红外（IrDA）、或许多各种有线或无线网络技术（包括有线或无线个域网（“PAN”）、局域网（“LAN”）、城域网（“MAN”）、广域网（“WAN”）等）中的任何技术的技术与彼此通信。

尽管（多个）设备1110-1300在图4中被示出为通过同一网络1130彼此通信，但是这些设备可以同样地通过多个、分离的网络通信。

根据一个实施例，除了从服务器1200接收数据之外，分布式设备1110、1120和/或1300可以进一步配置成自己收集和传输数据。在各种实施例中，设备1110、1120和/或1300可以能够经由一个或多个输入单元或设备（诸如小键盘、触摸屏、条码扫描器、射频识别（RFID）阅读器、接口卡（例如，调制解调器等）或接收器）来接收数据。设备1110、1120和/或1300还可以能够将数据存储至一个或多个易失性或非易失性存储器模块，和经由一个或多个输出单元或设备输出数据，例如，通过向操作设备的用户显示数据，或者通过传输数据，例如通过一个或多个网络1130传输。

在各种实施例中，根据本发明的各种实施例，服务器1200包括用于执行一个或多个功能的各种系统，包括本文中更具体地示出和描述的那些。然而，应当理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，该服务器1200可以包括多种替代性设备以便执行一个或多个类似功能。例如，在某些实施例中，服务器1200的至少一部分可以定位在（多个）分布式设备1110、1120和/或（多个）手持或移动设备1300上，如对于具体应用而言能够期望的那样。如将在下文更详细地描述的那样，在至少一个实施例中，（多个）手持或移动设备1300可以包含一个或多个移动应用程序1330，其可以配置成以便提供用于与服务器1200通信的用户接口，所有这些如将同样地在下文中更详细地描述的那样。

图5A是根据各种实施例的服务器1200的示意性图。服务器1200包括处理器1230，其经由系统接口或总线1235与服务器内的其他元件通信。服务器1200中也包括用于接收和显示数据的显示/输入设备1250。该显示/输入设备1250可以例如是结合显示屏（monitor）使用的键盘或点击设备。服务器1200还包括存储器1220，其通常包括只读存储器（ROM）1226和随机存取存储器（RAM）1222两者。服务器的ROM 1226被用于存储基本输入/输出系统1224（BIOS），其包含帮助在服务器1200内的元件之间传递信息的基本例程。在本文中先前已经描述了各种ROM和RAM配置。

此外，服务器1200包括至少一个存储设备或程序存储件210，诸如硬盘驱动、软盘驱动、CD Rom驱动或光盘驱动，以便在诸如硬盘、可移除磁盘或CD-ROM盘的各种计算机可读介质上存储信息。如本领域技术人员将理解的那样，这些存储设备1210中的每一个均由适当的接口连接到系统总线1235。存储设备1210及其相关联的计算机可读介质提供用于个人计算机的非易失性存储件。如本领域普通技术人员将理解的那样，上文所描述的计算机可读介质能够由本领域中已知的任何其他类型的计算机可读介质替换。此类介质包括例如，磁带盒、闪存存储卡、数字视频磁盘和伯努利卡盘（Bernoulli cartridge）。

尽管未示出，但是根据实施例，服务器1200的存储设备1210和/或存储器还可提供数据存储设备的功能，其可以存储可由服务器1200访问的存储历史和/或当前输送数据和输送条件。就此而言，存储设备1210可以包括一个或多个数据库。术语“数据库”指代诸如经由关联数据库、层次数据库或网络数据库存储在计算机系统中的记录或数据的结构化集合，且因而，不应当以限制方式被解释。

包括例如可由处理器1230执行的一个或多个计算机可读程序代码部分的许多程序模块（例如，示例性模块1400-1700）可以由各种存储设备1210存储，且存储在RAM 1222内。此类程序模块也可以包括操作系统1280。在这些和其他实施例中，在处理器1230和操作系统1280的辅助下，各种模块1400、1500、1600、1700控制服务器1200的操作的某些方面。在其他实施例中，应当理解的是，在不脱离本发明的范围和性质的情况下，也可以提供一个或多个额外的和/或替代性模块。

在各种实施例中，程序模块1400、1500、1600、1700由服务器1200执行，且配置成生成一个或多个图形用户界面、报告、指令和/或通知/提醒，所有这些均能够由系统1020的各种用户访问和/或可传输至系统1020的各种用户。在某些实施例中，用户接口、报告、指令和/或通知/提醒可以能够经由一个或多个网络1130访问，如先前所讨论的那样，所述一个或多个网络1130可包括因特网或其他可行的通信网络。

在各种实施例中，还应当理解的是，模块1400、1500、1600、1700中的一个或多个可以被替代性地和/或另外地（例如，完全一样的）局部地存储在设备1110、1120和/或1300中的一个或多个上，且可以由其一个或多个处理器执行。根据各种实施例，模块1400、1500、1600、1700可以向一个或多个数据库发送数据、从一个或多个数据库接收数据，以及利用包含在一个或多个数据库中的数据，所述一个或多个数据库可以由一个或多个分离的、联结和/或网络连接的数据库构成。

也定位在服务器1200内的是网络接口1260，其用于与一个或多个网络1130中的其他元件相互连接和通信。本领域普通技术人员将理解的是，服务器1200部件中的一个或多个可以定位成在地理上远离其他服务器部件。此外，服务器1200部件中的一个或多个可以被组合，和/或服务器中也可以包括执行本文中所描述的功能的额外部件。

虽然前文描述了单个处理器1230，但是如本领域普通技术人员将认识到的，服务器1200可以包括彼此结合操作以执行本文中所描述的功能的多个处理器。除了存储器1220之外，处理器1230也能够连接到至少一个接口或其他器件，以便显示、传输和/或接收数据、内容等。就此而言，（多个）接口能够包括用于传输和/或接收数据、内容等的至少一个通信接口或其他器件，以及能够包括显示器和/或用户输入接口的至少一个用户接口，如将在下文中更详细地描述的那样。用户输入接口相应地能够包括允许实体从用户接收数据的许多设备中的任何设备，诸如小键盘、触摸显示器、控制杆或其他输入设备。

更进一步地，当引用“服务器”1200时，如本领域普通技术人员将认识到的那样，本发明的实施例不限于传统上限定的服务器架构。更进一步地，本发明的实施例的系统不限于单个服务器，或者类似的网络实体或大型机计算机系统。在不脱离本发明的实施例的精神和范围的情况下，可以同样地使用包括彼此结合操作以提供本文中所描述的功能的一个或多个网络实体的其他类似架构。例如，在不脱离本发明的实施例的精神和范围的情况下，可以同样地使用两个或更多个个人计算机（PC）、类似的电子设备或手持便携设备（其彼此合作以提供本文中关于服务器1200所描述的功能）构成的多跳网络。

根据各种实施例，由于可以期望和/或有益于一个或多个具体应用，许多单个过程步骤可以或可以不利用本文中所描述的计算机系统和/或服务器来执行，且计算机实施的程度可以变化。

图5B提供能够结合本发明的各种实施例使用的移动设备1300的说明性示意表示。能够由各方操作移动设备1300。如图5B中所示，移动设备1300可包括天线1312、发射器1304（例如，无线电）、接收器1306（例如，无线电）和处理元件1308，其分别向发射器1304提供信号和从接收器1306接收信号。

分别向发射器1304提供和从接收器1306接收的信号可以包括根据适用的无线系统的空中接口标准的信令数据，以与各种实体（诸如服务器1200、分布式设备1110、1120等）通信。就此而言，移动设备1300可以能够用一个或多个空中接口标准、通信协议、调制类型和访问类型操作。更具体地，移动设备1300可以根据许多无线通信标准和协议中的任何无线通信标准和协议操作。在具体实施例中，移动设备1300可以根据多种无线通信标准和协议，诸如GPRS、UMTS、CDMA2000、lxRTT、WCDMA、TD-SCDMA、LTE、E-UTRAN、EVDO、HSPA、HSDPA、Wi-Fi、WiMAX、UWB、IR协议、蓝牙协议、USB协议和/或任何其他无线协议操作。

经由这些通信标准和协议，移动设备1300可以根据各种实施例使用诸如非结构化补充数据业务（USSD）、短信服务（SMS）、多媒体信息服务（MMS）、双音多频（DTMF）和/或用户识别模块拨号器（SIM拨号器）的构思与各种其他实体通信。移动设备1300也能够比如为其固件、软件（例如，包括可执行指令、应用程序、程序模块）和操作系统下载改变、附加物和更新。

根据一个实施例，移动设备1300可以包括位置确定设备和/或功能。例如，移动设备1300可以包括GPS模块，其适于采集，例如纬度、经度、海拔、地理编码、路线和/或速度数据。在一个实施例中，通过识别视野中的卫星的数量以及那些卫星的相对位置，GPS模块采集数据，有时被称为星历数据。

移动设备1300也可以包括用户接口（其能够包括联接到处理元件1308的显示器1316）和/或用户输入接口（联接到处理元件308）。用户输入接口能够包括允许移动设备1300接收数据的许多设备中的任何设备，诸如小键盘1318（硬件或者软件）、触摸显示器、语音或运动接口或其他输入设备。在包括小键盘1318的一些实施例中，小键盘能够包括（或者引起显示）传统数字（0-9）和相关键（#、*），以及被用于操作移动设备1300的其他键，且可包括整组字母键或可以被激活以提供整组字母数字键的键组。除了提供输入之外，能够使用用户输入接口，例如以激活或停用某些功能，诸如屏幕保护程序和/或休眠模式。

移动设备1300也能够包括易失性存储件或存储器1322和/或非易失性存储件或存储器1324，其能够是嵌入式的和/或可以是可移除的。例如，非易失性存储器可以是ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存、MMC、SD存储卡、存储棒、CBRAM、PRAM、FeRAM、RRAM、SONOS、赛道存储器等。易失性存储器可以是RAM、DRAM、SRAM、FPM DRAM、EDO DRAM、SDRAM、DDR SDRAM、DDR2SDRAM、DDR3 SDRAM、RDRAM、RIMM、DIMM、SIMM、VRAM、缓存存储器、寄存存储器等。易失性和非易失性存储件或存储器能够存储数据库、数据库实例、数据库映射系统、数据、应用程序、程序、程序模块、脚本、源代码、目标代码、字节代码、编译代码、解释代码、机器代码、可执行指令等，以实施移动设备1300的功能。

移动设备1300也可包括摄像机1326和移动应用程序1330中的一者或多者。摄像机1326可以根据各种实施例配置成额外和/或替代性数据收集特征，由此可以通过移动设备1300经由摄像机读取、存储和/或传输一个或多个物项。移动应用程序1330还可提供一种特征，经由所述特征，可以用移动设备1300执行各种任务。可以提供各种配置，如对于移动设备1300和系统1020的一个或多个用户作为整体所期望的。

将理解的是，上述系统和方法的许多变型是可能的，且偏离上述实施例但是仍在权利要求的范围内是可能的。具有在前述描述和关联的附图中呈现的教导的益处的这些发明所属的领域的技术人员将想到在本文中陈述的发明的许多改型和其他实施例。比如，装置可以包括第一粉末存储单元和第二粉末存储单元，其分别包括第一基底表面和第二基底表面，以便支撑来自第一粉末存储单元和第二粉末存储单元的粉末供应，第一粉末存储单元和第二粉末存储单元布置在工作区域的相对端部上。因此，应当理解的是，这些发明不限于所公开的具体实施例，且改型和其他实施例旨在被包括在所附权利要求的范围内。尽管在本文中采用特定术语，但是其仅以普通和描述性意义使用，且不用于限制的目的。

Claims (30)

1.用于使用能够通过用诸如电磁辐射或电子束的能量束照射其来使其固化的粉末材料逐层制造三维物体的装置（100），

所述装置（100）包括：

粉末材料层将被置放于其上的工作区域（190）；

包括与基底表面（130）间隔开的开口（160）的粉末存储单元（110），其中，所述基底表面（130）支撑所述粉末存储单元（110）中的粉末供应；以及

粉末分配构件（185）；

其中，所述基底表面（130）沿所述工作区域（190）的一侧延伸，

其中，所述分配构件（185）沿沿着所述基底表面（130）和所述工作区域（190）的所述一侧的方向延伸，且被布置成能够在高于且大致平行于所述工作区域（190）的平面中运动，

枢转粉末推动设备（125），其用于将一部分粉末从所述基底表面（130）带到所述分配构件（185）和所述工作区域（190）之间的位置，所述分配构件（185）还被布置成能够朝向和跨越所述工作区域（190）运动，以便将所述一部分粉末分配到所述工作区域（190）上，其中，

所述枢转粉末推动设备（125）的第一部分（170）能够在所述分配构件（185）下方运动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，由所述分配构件（185）机械地致动所述枢转粉末推动设备（125）。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述枢转粉末推动设备（125）由控制单元控制和被电气地致动。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述基底表面（130）上方设置用于所述枢转粉末推动设备（125）的枢转轴（140）。

5.根据权利要求1所述的装置（1），其特征在于，所述枢转粉末推动设备（125）在其枢转冲程的一部分期间中断从所述粉末存储单元（110）到所述基底表面（130）上的粉末流动。

6.根据权利要求1所述的装置（1），其特征在于，所述装置（100）包括第一粉末存储单元和第二粉末存储单元，其分别包括第一基底表面和第二基底表面，以便支撑来自所述第一粉末存储单元和所述第二粉末存储单元的粉末供应，所述第一粉末存储单元和所述第二粉末存储单元被布置在所述工作区域的相对端部上，其中，以在所述基底表面的一部分上方且与其间隔开的方式提供网（180），所述网（180）具有与所述工作区域（190）基本上平行的表面，所述网（180）被用于在最终粉末分配之后过滤过剩的粉末。

7.根据权利要求1所述的装置（1），其特征在于，所述粉末供应基底表面（130）具有弯曲形状。

8.根据权利要求1所述的装置（1），其特征在于，所述工作区域（190）定位在能够竖直调整的平台上。

9.根据权利要求1所述的装置（1），其特征在于，所述能量束是电磁束或电子束。

10.根据权利要求1所述的装置（1），其特征在于：

所述分配构件（185）能够朝向所述基底表面（130）且在其上方沿第一方向运动，以及

所述枢转粉末推动设备（125）的第一部分（170）能够朝向所述工作区域（190）沿第二方向运动，所述第一方向和所述第二方向彼此相对，使得在一点处，所述第一部分（170）在所述分配构件（185）下方运动。

11.根据权利要求10所述的装置（1），其特征在于：

所述分配构件（185）能够以平移方式沿所述第一方向运动，以及

所述枢转粉末推动设备（125）的第一部分（170）能够以弯曲轨迹沿所述第二方向运动。

12.根据权利要求10所述的装置（1），其特征在于：

所述分配构件（185）还包括夹持臂（150），

所述枢转推动设备（125）还包括接触构件（154），以及

所述接触构件（154）和所述夹持臂（150）之间的接触施加所述枢转粉末推动设备（125）的第一部分（170）的运动。

13.根据权利要求12所述的装置（1），其特征在于，仅当所述分配构件（185）定位在所述基底表面（130）上时发生所述接触构件（154）和所述夹持臂（150）之间的接触。

14.根据权利要求1所述的装置（1），其特征在于：

所述分配构件（185）还包括夹持臂（150），

所述枢转推动设备（125）还包括接触构件（154），以及

所述接触构件（154）和所述夹持臂（150）之间的接触施加所述枢转粉末推动设备（125）的第一部分（170）的运动。

15.根据权利要求14所述的装置（1），其特征在于，仅当所述分配构件（185）被定位在所述基底表面（130）上时发生所述接触构件（154）和所述夹持臂（150）之间的接触。

16.根据权利要求1所述的装置（1），其特征在于：

所述装置还包括网（180），其定位在所述基底表面（130）上方且当所述分配构件（185）也定位在所述基底表面（130）上时，处于所述分配构件（185）和所述基底表面（130）中间，

所述网（180）配置成允许过剩的粉末材料从其经过和到达所述基底表面（130）上，以及

所述网（180）配置成防止粉末块和/或金属碎片从其经过。

17.根据权利要求10所述的装置（1），其特征在于，当所述分配构件（185）定位在所述基底表面（130）上方时，所述网（180）还定位在所述分配构件（185）和所述基底表面（130）中间。

18.一种用于使用能够通过用诸如电磁辐射或电子束的能量束照射其来使其固化的粉末材料逐层制造三维物品的计算机实施的方法，所述方法包括如下步骤：

提供粉末存储单元，其包括与基底表面间隔开的开口，其中，所述基底表面支撑所述粉末存储单元中的粉末供应；

用枢转粉末推动设备将预定量的粉末从所述基底表面带到所述分配构件和所述工作区域之间的位置，以及

使所述分配构件朝向和跨越所述工作区域运动，以便将该部分粉末分配到所述工作区域上以便形成粉末材料层，

其中，所述枢转粉末推动设备的一部分能够在所述分配构件下方运动。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括由所述分配构件机械地致动所述枢转粉末推动设备的步骤。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括电气地致动所述枢转粉末推动设备和由控制单元控制所述致动的步骤。

21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将用于所述枢转粉末推动设备的枢转轴布置在所述基底表面上方的步骤。

22.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括在所述枢转粉末推动设备的枢转冲程的一部分期间，用所述枢转粉末推动设备中断从所述粉末存储单元到所述基底表面上的粉末流动的步骤。

23.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述粉末供应基底表面具有弯曲形状。

24.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括在能够竖直调整的平台上提供所述工作区域的步骤。

25.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述能量束是电磁束或电子束。

26.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，用枢转粉末推动设备将预定量的粉末从所述基底表面带到所述分配构件和所述工作区域之间的位置的步骤同时包括如下子步骤：

使所述分配构件（185）朝向所述基底表面（130）和在其上沿第一方向运动，以及

使所述枢转粉末推动设备（125）的第一部分（170）朝向所述工作区域（190）沿第二方向运动，所述第一方向和所述第二方向彼此相对，使得在一点处，所述第一部分（170）在所述分配构件（185）下方运动。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于：

所述分配构件（185）还包括夹持臂（150），

所述枢转推动设备（125）还包括接触构件（154），以及

所述接触构件（154）和所述夹持臂（150）之间的接触施加所述枢转粉末推动设备（125）的第一部分（170）沿所述第二方向的运动。

28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，仅当所述分配构件（185）被定位在所述基底表面（130）上时发生所述接触构件（154）和所述夹持臂（150）之间的接触。

29.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括根据在先粉末材料层的熔融面积改变来自所述基底表面的所述预定量的粉末的步骤。

30.一种包括至少一个非瞬态计算机可读存储介质的计算机程序产品，所述至少一个非瞬态计算机可读存储介质具有在其中实现的计算机可读程序代码部分，所述计算机可读程序代码部分包括至少一个可执行部分，其配置成用于：

提供粉末存储单元，其包括与基底表面间隔开的开口，其中，所述基底表面支撑所述粉末存储单元中的粉末供应；

用枢转粉末推动设备将预定量的粉末从所述基底表面带到所述分配构件和所述工作区域之间的位置；以及

使所述分配构件朝向和跨越所述工作区域运动，以便将该部分粉末分配到所述工作区域上以便形成粉末材料层，

其中，所述枢转粉末推动设备的一部分能够在所述分配构件下方运动。