CN108698324A - 构造层覆盖分析 - Google Patents

Abstract

示例包括用于生成三维对象的装置、过程和方法。示例装置包括构造材料分配器和控制器。示例在装置的构造区域中在前一构造层上方分配特定构造层。示例确定与特定构造层相对应的构造层温度。示例至少部分地基于前一构造层的构造层温度和特定构造层的构造层温度来分析特定构造层的构造层覆盖。示例至少部分地基于特定构造层的构造层覆盖来利用附加的构造材料选择性地重涂该特定构造层。

Description

构造层覆盖分析

背景技术

逐层地生成三维对象的增材制造系统是用于生产三维对象的便利方式。增材制造系统的示例包括三维打印系统。由增材制造系统生产的对象的质量可以基于所使用的增材制造技术的类型而广泛地改变。

附图说明

图1提供用于生成三维对象的示例装置的某些组件的框图。

图2提供用于生成三维对象的示例装置的某些组件的框图。

图3提供用于生成三维对象的示例装置的某些组件的框图。

图4提供图示出可以由示例装置执行的操作序列的流程图。

图5提供图示出可以由示例装置执行的操作序列的流程图。

图6提供图示出可以由示例装置执行的操作序列的流程图。

图7提供图示出可以由示例装置执行的操作序列的流程图。

图8提供图示出可以由示例装置执行的操作序列的流程图。

图9提供图示出可以由示例装置执行的操作序列的流程图。

在整个附图中，相同的附图标记指定类似的、但是不一定相同的要素。图不一定按比例，并且一些部分的尺寸可以被夸大以更清楚地图示出所示出的示例。而且，附图提供与描述一致的示例和/或实施方式；然而，描述不局限于在附图中提供的示例和/或实施方式。

具体实施方式

在本文提供的示例包括用于生成三维对象的装置、过程和方法。用于生成三维对象的装置可以被称为增材制造装置。将理解，在本文描述的示例装置可以对应于也可以被称为三维打印机的三维打印系统。在示例增材制造过程中，可以在构造材料支承件的构造区域中分配构造材料层，可以在构造材料层上选择性地分配试剂，并且可以暂时地向构造材料层施加能量。如在本文所使用的，构造层可以指的是在构造区域中分配的构造材料层，在该构造材料层上可以分配试剂和/或可以施加能量。

能量的施加可以使已经被施加试剂的构造材料层的部分开始聚结或者熔化。相比之下，没有被分配试剂的构造材料可以不因能量的施加而聚结或者熔化。在一些示例中，可以利用示例装置的至少一个能量源向构造层施加能量。能量源的示例可以包括加热元件、电磁辐射发射器(例如，光发射器、红外发射器、紫外线发射器、激光发射器，等等)和/或灯(例如，卤素灯)。

构造材料层的部分可以开始聚结或者熔化的温度可以被称为熔化温度。在冷却时，已经聚结的构造材料层的多部分变为固体并且形成被生成的三维对象的一部分。因此，构造材料层的选择性地分配试剂的部分(并且其变为固体)可以被称为构造层的“部件区域(part area)”。

可以分配附加的层并且可以对于每个层执行在以上描述的操作由此生成三维对象。将理解，每个层的部件区域可以对应于将形成的三维对象的截面。在先前的层的顶部上顺序地使构造材料层的部分成层并且熔化可以促进三维对象的生成。三维对象的逐层形成可以被称为逐层(layer-wise)增材制造过程。在一些示例中，构造层的高度(其也可以被称为厚度)可以是微米量级的。例如，一些示例构造层高度可以在大致60至大致150微米的范围内。此外，取决于所实施的装置和过程，累积的构造材料层的总体构造高度可以是厘米或者米量级的。

在本文描述的示例中，构造材料可以包括粉末基构造材料，其中粉末基构造材料可以包括湿和/或干粉末基材料、颗粒材料，和/或粒状材料。在一些示例中，构造材料可以是弱吸光聚合物。在一些示例中，构造材料可以是热塑性的。此外，如在本文所描述的，试剂可以包括当能量被施加时可以促进构造材料的熔化的流体。在一些示例中，试剂可以被称为聚结剂或者熔剂。在一些示例中，试剂可以是吸光流体、红外或者近红外吸收流体，诸如颜料着色剂。

将理解，各种类型的构造材料可以具有不同材料性质。如在本文所描述的逐层增材制造过程的各种操作的执行可以至少部分地基于在这样的过程中使用的构造材料的材料性质。示例材料性质可以包括临界温度(例如，与作为相平衡的端点的临界点相对应的温度)、辐射率、吸收性、导热性、热扩散率、热膨胀、感光性、反射率、熔点、热膨胀系数、可塑性、弹性、渗透率、反应率、表面能、电导率、电容率，和/或其他此类材料性质。

在一些示例中，装置可以包括构造材料支承件，其中构造材料支承件的表面可以对应于构造区域。因此，构造材料的起始层可以被分配在构造区域中的构造材料支承件的表面上。可以在构造区域中在先前分配和处理的层上分配构造材料的随后的层。此外，装置可以包括用于向构造材料层暂时地施加能量以对构造材料层进行加热由此将构造材料层预熔和/或熔化的能量源。例如，装置可以包括至少一个能量源，其可以对构造材料层进行加热，使得构造材料层的已经分配有试剂的部分可以熔化。在一些示例中，装置可以进一步包括用于对构造材料层进行预热的附加的能量源。

此外，示例装置可以包括试剂分配器。在一些示例中，试剂分配器可以包括打印头或者多个打印头(例如，基于热喷射的打印头、基于压电喷射的打印头，等等)。在一些示例中，试剂分配器可以耦接到扫描托架。在一个示例中，适于在商业上可得到的喷墨打印设备中的实施方式的打印头可以被实施为试剂分配器。在其他示例中，试剂分配器可以包括选择性地喷射小量流体的其他类型的流体喷射设备。在一些示例中，试剂分配器可以包括至少一个打印头，该打印头包括通常沿着试剂分配器的宽度端到端地布置的多个流体喷射模具(die)。在一些示例中，至少一个打印头可以包括通常沿着试剂分配器的宽度端到端地布置的多个打印头。在此类示例中，试剂分配器的宽度可以与构造区域的尺度相对应。例如，试剂分配器的宽度可以与构造区域的宽度相对应。

在一些示例中，装置可以包括构造材料分配器，用于在构造区域中分配构造材料。构造材料分配器例如可以包括刮片、辊，和/或喷洒机构。在一些示例中，构造材料分配器可以耦接到扫描托架。在这些示例中，构造材料分配器可以在扫描托架沿着扫描轴在构造区域上方移动时在构造区域中分配构造材料，由此在构造区域中分配构造材料层。

在用于生成三维对象的装置的一些示例中，构造层覆盖与对于特定构造层在构造区域的位置处所分配的构造材料的量相对应。具体地，如果对于构造层没有均匀分配构造材料，则构造层覆盖可能不足以执行逐层增材制造过程的操作。将理解，构造层覆盖可以与总体三维对象生成准确度和质量有关。例如，如果在构造层的一些位置没有分配构造材料(其可以被称为不充足的构造层覆盖)，则在此类位置处与构造层相对应的对象的截面的形成可能不精确。作为另一个示例，如果在构造层的一些位置分配的构造材料的量小于预期(其可以被称为不充足的构造层覆盖)，则在此类位置处与构造层相对应的对象的截面的形成可能不精确。如在本文所使用的，分析构造层覆盖包括确定在构造层的位置是否已经分配了充足量还是不充足量的构造材料。

在本文描述的示例装置、过程和方法分析分配的构造层的构造层覆盖。具体地，示例可以至少部分地基于构造层温度来分析构造层覆盖，其中构造层温度包括在构造层的位置处的测量的温度。因此，构造层温度通常与构造层的温度分布(profile)相对应，该温度分布包括在构造层的各个点(位置)处的温度。在一些示例中，如果在构造区域中在前一构造层上方分配特定构造层，则一些示例可以至少部分地基于前一构造层的构造层温度和特定构造层的构造层温度来分析特定构造层的构造层覆盖。

示例装置包括用于确定在装置的构造区域中分配的构造材料层的构造层温度的至少一个构造层温度传感器。可以关于二维坐标系来描述构造区域，使得可以根据二维坐标系来定义构造区域的位置。因此，也可以利用对应的位置来描述所分配的构造层的位置。本文的示例可以进一步确定每个构造层的每个位置的温度。构造层温度传感器的示例可以包括红外温度传感器、热视觉传感器、红外照相机，和/或可以用于确定构造材料的构造层的位置的温度的其他类型的传感器。

如以上讨论的，构造层包括在构造区域中分配的构造材料。对于给定装置，针对执行增材制造过程的操作时高效且精确的操作来预期特定构造层高度。例如，一些装置在大致60微米至大致150微米的范围中的构造层高度的情况下来进行操作。在其他的示例中，构造层高度可以处于不同的范围中。构造层覆盖与构造层的位置处的构造层高度的均匀性以及构造层的位置处的构造材料的量的充分性(例如，充足性)相对应。将理解，为了示例装置的高效且精确的操作可能需要构造材料大致均匀以及在预期范围内。因此，示例可以分析构造层的构造层覆盖来确定构造层均匀性是充足的还是不充足的。

充足的构造层均匀性与在构造层高度的预期范围内具有构造材料的大致均匀的分配的构造层相对应。不充足的构造层均匀性与不具有构造材料的大致均匀的分布的构造层或不在预期范围内的构造层高度相对应。将理解，构造层高度与在相应的位置处分配的构造材料的量相对应。如在本文所使用的，关于数值的“大致”可以指示±10％的范围。如关于构造层均匀性所使用的，大致均匀指示在构造层的位置处的构造材料高度处于±10％的范围内。在本文提供的示例可以至少部分地基于构造层的位置的温度以及前一层的对应的位置的温度来分析该构造层的构造层覆盖。

此外，在本文描述的一些示例中，可以描述构造材料的第一构造层和构造材料的第二构造层。将理解的是，仅仅为了说明目的来使用“第一”以及“第二”。为了一致性，在本文提供的一些示例将构造材料的最顶部构造层描述为第二构造层，并且示例将之上分配有构造材料的最顶部构造层的构造层描述为第一构造层。因此，将理解的是，在一些示例中，在逐层增材制造过程中，第一构造层和第二构造层可以是顺序层。然而，将注意到，第一和第二不一定描述此类构造层的总体次序。

现在转向附图，并且具体地转向图1，该图提供用于生成三维对象的示例装置10的某些组件的框图。在该示例中，装置10可以包括具有与构造区域14相对应的表面的构造材料支承件12。在该示例中，利用短划线图示出构造材料支承件12以反映出构造材料支承件可能不被包括在一些示例中。将理解，可以在构造材料支承件12的表面上的构造区域14中分配构造材料层。此外，在该示例中，装置10包括构造材料分配器16以在构造区域14中分配构造材料的相应的构造层。装置10进一步包括连接到至少一个构造材料分配器16的控制器28。在此类示例中，控制器28控制构造材料分配器16在构造区域14中在前一构造层上方分配特定构造层。控制器28确定与特定构造层相对应的构造层温度，并且控制器至少部分地基于前一构造层的构造层温度和特定构造层的构造层温度来分析该特定构造层的构造层覆盖。将理解，控制器可以针对逐层增材制造过程的每个层执行操作以生成三维对象。此外，将理解的是，在一些示例中，在一些示例中，控制器28至少部分地基于从一个或多个温度传感器接收到的传感器数据来确定构造层温度。

诸如示例装置10的控制器28之类的控制器可以包括处理资源和/或存储器资源。处理资源可以包括一个或多个通用数据处理器和/或一个或多个专用数据处理器。例如，处理资源可以包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、专用集成电路(ASIC)、控制器，和/或用于数据处理的逻辑组件的其他此类配置。

存储器资源可以包括随机存取存储器(RAM)设备以及其他类型的存储器(例如，高速缓存存储器、非易失性存储器设备、只读存储器、大容量存储资源，等等)。将理解，存储器资源可以是计算机可读的和/或机器可读的存储介质(例如，RAM、ROM、可擦除可编程序只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器、闪速存储器或其他固态存储器技术、便携式紧凑型光盘存储器，或其他光存储器，或可以用于存储可执行指令和信息的任何其他介质)。

因此，如在本文所描述的，控制器可以是用于实施关于控制器和/或方法所描述的功能的硬件和编程的任何组合。在本文描述的一些示例中，可以以许多不同的方式实施硬件和编程的组合。例如，用于控制器的编程可以是存储在非暂时型机器可读存储介质上的处理器可执行指令，并且用于控制器的硬件可以包括执行那些指令的处理资源。在这些示例中，实施此类控制器的装置可以包括存储指令的机器可读存储介质和用于执行指令的处理资源，或者机器可读存储介质可以被单独地存储并且可由装置和控制器来访问。在一些示例中，可以以电路来实施控制器。

在图1的装置10的示例中，控制器28可以控制构造材料分配器16。此外，控制器28可以连接到构造层温度传感器(没有在图1中示出)并且控制器可以从构造层温度传感器接收传感器数据。可以通过控制器28来处理传感器数据以确定在构造区域14中分配的构造层的构造层温度。在一些示例中，控制器28可以至少部分地基于根据从构造层温度传感器接收到的传感器数据所确定的构造层温度来控制构造材料分配器16的操作。

例如，控制器28可以分析构造区域14中的构造层的构造层覆盖，并且控制器可以响应于确定构造层覆盖是不充足的而控制构造材料分配器16利用附加的构造材料来重涂构造层。在一些示例中，如果控制器28确定构造层的特定位置具有不充足量的构造材料，则控制器可以控制构造材料分配器16使得在此类位置处分配附加的构造材料。如在本文所使用的，重涂构造层包括分配用于构造层的附加量的构造材料。构造材料的附加量可以小于用于分配构造层的量。而且，在一些示例中，重涂构造层包括在被确定为具有不充足的构造层覆盖的构造层的位置处分配附加量的构造材料。在其他的示例中，可以在用于构造层的整个构造区域上方分配附加量的构造材料。

图2提供图示出示例装置50的某些组件的框图。在该示例中，装置50包括具有与构造区域54相对应的表面的构造材料支承件52，在构造区域54中可以在逐层增材制造过程中沉积和熔化构造材料层以形成三维对象。在该示例中，装置50包括可以沿着扫描轴58双向地移动的扫描托架56。在该示例中，装置50包括耦接到扫描托架56的构造材料分配器60、至少一个能量源62，以及试剂分配器64。因此，构造材料分配器60、至少一个能量源62和试剂分配器64可以在扫描托架56的移动的同时沿着扫描轴58在构造区域上方移动。

如图所示，构造材料分配器60、至少一个能量源62和试剂分配器的宽度通常可以与构造区域54的宽度相对应。此外，构造材料分配器60、至少一个能量源62和试剂分配器的宽度可以大致与扫描轴58垂直。因此，在扫描托架56在构造区域54上方沿着扫描轴58移动时，构造材料分配器60、至少一个能量源62和/或试剂分配器64可以沿着大致与扫描轴58垂直的扫描线执行与逐层增材制造过程相关联的操作。

另外，装置50包括至少一个构造层温度传感器66。在此类示例中，可以至少部分地基于由构造层温度传感器66生成的传感器数据来确定构造区域54中的构造层的构造层温度。因此在该示例中，装置50可以至少部分地基于由构造层温度传感器66生成的传感器数据来协调将由构造材料分配器60、至少一个能量源62，和/或试剂分配器64执行的操作。

此外，装置50包括可以在分配之前存储构造材料的递送前容器68。在该示例中，可以将构造材料存储在递送前容器68中，并且构造材料分配器60可以从递送前容器68中移除构造材料并且在构造区域54中分配此类构造材料。至少一个加热元件70(其也可以被称为构造材料加热元件)可以被定位为靠近递送前容器68，其中至少一个加热元件70可以用于在由构造材料分配器60分配构造材料之前对存储在递送前容器68中的构造材料进行加热。在一些示例中，至少一个加热元件70可以包括设置在递送前容器68中的加热元件的阵列。例如，加热元件的阵列可以包括电阻加热元件的阵列。另外，装置50包括可以用于确定存储在递送前容器68中的构造材料的温度的至少一个递送前容器温度传感器72。

在该示例中，装置50包括可以电连接到扫描托架56、构造材料分配器60、能量源62、试剂分配器64、构造层温度传感器66、加热元件70，和/或递送前容器温度传感器72的控制器74。如在本文将更加详细地描述的，控制器74可以控制扫描托架56、构造材料分配器60、能量源62、试剂分配器64、构造层温度传感器66、加热元件70，和/或递送前容器温度传感器72的各种操作的执行。

图3提供图示出用于生成三维对象的示例装置100的某些组件的框图。在该示例中，装置100可以包括构造材料支承件102。在一些示例中，构造材料支承件102可以不被包括在装置100中；因此，以短划线图示出构造材料支承件102。如先前讨论的，构造材料支承件102可以具有与构造区域104相对应的构造表面，在构造区域104中可以顺序地分配和熔化构造材料层。

示例装置100包括第一扫描托架106和第二扫描托架108。另外，装置100包括构造层温度传感器110。在该示例中，第一扫描托架106可以沿着第一扫描轴114在构造区域104上方双向地移动，并且第二扫描托架108可以沿着第二扫描轴116在构造区域104上方双向地移动。将理解，第一扫描轴14大致与第二扫描轴116垂直。此外，第一扫描轴114和第二扫描轴116大致与构造材料支承件102的表面的平面平行。

装置100包括耦接到第一扫描托架106的能量源118和构造材料分配器120。因此，在第一扫描托架106沿着第一扫描轴114移动时，装置100可以利用构造材料分配器120在构造区域104中分配构造材料层。类似地，在第一扫描托架106沿着第一扫描轴114双向地移动时，装置100可以经由能量源118发出能量以便向构造区域104中的构造层施加能量。

装置100包括耦接到第二扫描托架108的试剂分配器122。因此，在第二扫描托架沿着第二扫描轴116移动时，装置可以利用试剂分配器122在构造区域104中的构造层上选择性地分配试剂。将理解，在其他的示例中，试剂分配器122、能量源118，和/或构造材料分配器120的示例布置可以是不同的。在另一个示例中，构造材料分配器和试剂分配器可以耦接到公同的扫描托架。其他示例可以包括其他布置。

如图所示，装置100进一步包括控制器130，其中控制器连接到第一扫描托架106、第二扫描托架108、构造层温度传感器110、能量源118、构造材料分配器120，和试剂分配器122。因此，控制器130可以从构造层温度传感器110接收传感器数据，并且控制器130可以控制第一扫描托架106、第二扫描托架108、构造层温度传感器110、能量源118、构造材料分配器120，和试剂分配器122的操作。

如图所示，控制器130包括至少一个处理资源132和存储器资源134。如先前讨论的，处理资源132可以包括数据处理器、CPU、ASIC，或用于处理数据的逻辑组件的其他此类布置。此外，存储器资源134可以包括机器可读存储介质。存储器资源136包括指令136，其中指令136可由处理资源132执行。指令136的执行可以使得处理资源132和/或装置100执行在本文描述的功能、过程，和/或操作的序列。

例如，由处理资源132执行指令136可以控制扫描托架106、108的移动。作为另一个示例，指令136的执行可以使得构造层温度传感器110生成与构造层相关联的传感器数据。在一些示例中，指令136的执行可以使得控制器130利用构造层温度传感器110确定在构造区域中分配的第一构造层的第一构造层温度。在一些示例中，指令136的执行可以使得控制器130控制构造材料分配器120在构造材料的第一层的顶部上分配构造材料的第二构造层。此外，指令的执行可以使得控制器130利用构造层温度传感器110确定第二构造层的第二构造层温度。此外，指令的执行可以使得控制器130至少部分地基于第二构造层温度和第一构造层温度来分析第二构造层的构造层覆盖。

图4-图9提供流程图，该流程图提供可以由示例装置和/或其控制器执行以便执行在本文所描述的示例过程和方法的示例操作序列。在一些示例中，可以在存储器(诸如图3的存储器资源134)中以可以由处理资源执行的指令的形式来体现流程图中所包括的一些操作，以使得装置和/或控制器执行与指令相对应的操作。另外地，在图4-图9中提供的示例可以以计算设备、机器可读存储介质、过程，和/或方法来体现。在一些示例中，可以通过在装置中实施的控制器来执行在图4-图9的流程图中所公开的示例过程和/或方法。

图4是图示出可以由示例装置执行以便生成三维对象的示例操作序列的流程图150。在该示例中，控制器可以控制装置的构造材料分配器在装置的构造区域中在前一构造层上方分配特定构造层(框152)。控制器可以利用装置的构造层温度传感器确定特定构造层的构造层温度(框154)。控制器可以至少部分地基于特定构造层的构造层温度和前一构造层的构造层温度来分析特定构造层的构造层覆盖(框156)。至少部分地基于特定构造层的所确定的构造层覆盖，控制器可以控制构造材料分配器来利用附加的构造材料选择性地重涂特定构造材料(框158)。

将理解，控制构造材料分配器来选择性地重涂特定构造层可以包括：如果特定构造层的构造层覆盖是不充足的则控制构造材料分配器来利用附加的构造材料重涂该特定构造层；以及如果特定构造层的构造层覆盖是充足的则不控制构造材料分配器来利用附加的构造材料重涂该特定构造层。将理解，如果特定构造层的构造层覆盖是充足的，则控制器可以继续以执行与逐层增材制造过程相关联的其他操作(例如，控制试剂分配器在特定层上分配试剂、控制能量源向特定构造层施加能量，等等)。

图5是图示出可以由示例装置执行以便生成三维对象的示例操作序列的流程图200。在该示例中，装置的控制器可以利用装置的构造层温度传感器确定第一构造层的构造层温度(框202)。此外，在该示例中，控制器可以利用递送前容器温度传感器确定存储在递送前容器中的构造材料的递送前构造材料温度(框204)。

可以由控制器至少部分地基于递送前构造材料温度和第一构造层的构造层温度来控制装置的被定位为靠近递送前容器的加热元件，以在分配之前对构造材料进行预热(框206)。在一些示例中，控制器可以在分配构造材料之前对构造材料进行预热，其中构造材料的预热可以促进提高的对象形成精确度以及熔化操作中的减少的能量使用。在这些示例中，可以将构造材料预热到最优工作温度，其中最优工作温度可以至少部分地基于构造材料的材料性质。另外，最优工作温度可以至少部分地基于将分配构造材料的构造层的构造层温度。例如，可以把将被分配的构造材料预热到处于构造层温度的预定义的范围内的温度，在该预热之后将分配构造材料。在一些示例中，可以把构造材料预热到大致150°摄氏度至大致185°摄氏度的范围。将理解，构造材料的预热可以至少部分地基于构造材料的材料性质。例如，可以把包含聚酰胺11(PA-11)(也被称为尼龙11)的构造材料预热到大致155°摄氏度至大致165°摄氏度的范围。作为另一个示例，可以把包含聚酰胺12(PA-12)(也被称为尼龙12)的构造材料预热到大致165°摄氏度至大致175°摄氏度的范围。

控制器可以控制装置的构造材料分配器以在构造区域中在第一构造层的顶部上分配预热的构造材料作为第二构造层(框208)。在分配用于第二构造层的构造材料之后，控制器可以确定第二构造层的构造层温度(框210)。控制器可以至少部分地基于第一构造层的构造层温度和第二构造层的构造层温度来分析第二构造层的构造层覆盖(框212)。

如先前讨论的，构造层温度包括构造层的每个位置的温度。将理解，在构造层的位置处的温度可以改变。在一些示例中，分析构造层覆盖可以包括识别构造层的位置，在该位置处的温度大于构造层的邻近位置的温度。在此类示例中，温度大于邻近位置的位置可以与没有分配充足量的构造材料的区域相对应。

图6提供图示出可以由示例装置执行的示例操作序列的流程图250。在该示例中，示例装置的控制器可以利用构造层温度传感器确定第一构造层的构造层温度(框252)。控制器控制装置的构造材料分配器来在构造区域中并且在第一构造层的顶部上分配构造材料的第二构造层(框254)。控制器可以利用构造层温度传感器确定第二构造层的构造层温度(框254)。控制器至少部分地基于第一构造层的构造层温度和第二构造层的构造层温度来分析第二构造层的构造层覆盖，以确定该构造层覆盖是充足的还是不充足的(框258-框260)。

响应于确定第二构造层的构造层覆盖不充足(即，不是充足的)(框260的“否”分支)，控制器可以控制构造材料分配器来利用附加的构造材料重涂第二构造层(框262)。例如，如果确定第二构造层的邻近位置(例如，区域)的群组具有不足量的构造材料，则示例装置可以确定该构造层覆盖是不充足的。在该示例中，控制器可以控制构造材料分配器来在第二构造层的邻近位置的群组处分配附加的构造材料。在重涂第二构造层之后，控制器可以重复确定第二构造层的构造层温度以及分析构造层覆盖(框256-框260)。

响应于确定第二构造层的构造层覆盖是充足的(框260的“是”分支)，控制器可以控制装置的试剂分配器来在构造区域中在第二构造区域上选择性地分配试剂(框264)。在选择性地分配试剂之后，控制器可以控制装置的至少一个能量源来向第二构造层暂时地施加能量(框266)。因此，在本文描述的示例可以至少部分地基于构造层的构造层覆盖来控制示例装置的各个组件的操作。进而，可以至少部分地基于最顶部构造层(例如，第二构造层)的构造层温度和在之上分配有最顶部构造层的构造层(例如，第一构造层)的构造层温度来分析构造层覆盖。

图7提供图示出可以在三维对象的生成期间由装置执行以分析构造层的构造层覆盖的示例操作序列的流程图300。在该示例中，对于第一构造层的第一构造层温度和第二构造层的第二构造层温度(框302)，装置(及其控制器)可以将第一构造层的对应的位置的温度和第二构造层的对应的位置的温度相比较(框304)。将理解，第二构造层与将执行逐层增材制造过程的各种操作的最顶部构造层相对应，并且第一构造层与分配有第二构造层的构造层相对应。因此，已经对第一构造层执行了逐层增材制造过程的操作。将理解的是，在一些示例中，在分配第二构造层之前已经对于第一构造层执行了熔化。因此，在一些示例中，在分配第二构造层之后，第一构造层的构造层温度可以大于第二构造层的构造层温度。

而且，如先前讨论的，可以相对于构造区域上的位置来描述构造层的位置，其中不同的构造层的对应的位置沿构造方向(即，竖直地)改变。因此，与图7的示例类似的示例可以分析第一构造层的位置的温度和第二构造层的对应的位置的温度。

示例检测第二构造区域的位置的温度边缘(框306)。温度边缘可以与温度与相邻位置的温度至少相差5°摄氏度的邻近位置(即，区域)的群组相对应。此外，温度边缘可以与第二构造层的邻近位置的某一群组相对应，该群组的温度处于第一构造层的对应的位置的温度的预定义的范围内。对于构造层的位置的温度边缘的检测可以与为该构造层分配了不足量的构造材料的位置相对应。

例如，如果没有在第二构造层的位置为第二构造层分配构造材料(其可以被称为洞)，则该位置的温度可以大致等于第一构造层的对应的位置的温度。作为另一个示例，如果在第二构造层的位置处分配了不足/不充足量的构造材料(其可以被称为轻覆盖区域)，则第二构造层的该位置的温度可以处于第一构造层的对应的位置的温度的预定义的范围(例如，5°摄氏度、10°摄氏度，等等)内。

因此，基于对于第二构造层的位置的温度的温度边缘的检测，装置可以确定对于第二构造层是否存在任何洞或轻覆盖区域(框308)。响应于确定洞或轻覆盖区域不存在(框308的“否”分支)，装置可以确定构造层覆盖对于第二构造层是充足的(框310)。响应于确定对于第二构造层存在洞或轻覆盖区域(框308的“是”分支)，装置可以确定在第二构造层中存在的洞或轻覆盖区域是否与将被生成的三维对象相对应(框312)。将理解，在一些示例中，如果洞或轻覆盖存在于构造层中、但是此类洞或轻覆盖出现的位置不对应于将被生成的部件区域或对象(框312的“否”分支)，则一些示例可以确定构造层覆盖是充足的(框310)。然而，响应于确定洞或轻覆盖区域对应于将被生成的部件区域或对象(框312的“是”分支)，则一些示例可以确定构造层覆盖是不充足的(框314)。

现在转向图8，该图提供图示出可以由示例装置执行以生成三维对象的示例操作序列的流程图350。如图所示，装置可以利用能量源向构造区域中的构造材料的第一构造层施加能量(框352)。将理解，能量的施加可以造成第一构造层的与将被生成的三维对象相对应的部分的熔化。装置可以利用构造材料分配器来在构造区域中在构造材料的第一层上方分配构造材料的第二构造层(框354)。装置可以利用构造层温度传感器确定第二构造层的构造层温度(框356)。装置可以至少部分地基于第二构造层的构造层温度和第一构造层的构造层温度来分析第二构造层的构造层覆盖(框358)。至少部分地基于第二构造层的位置的构造层覆盖，示例可以利用附加的构造材料选择性地重涂第二构造层(框360)。在一些示例中，选择性地重涂第二构造层可以包括如果构造层覆盖是不充足的则重涂第二构造层，并且选择性地重涂第二构造层可以包括如果构造层覆盖是充足的则不重涂第二构造层。

图9提供图示出可以由示例装置执行以生成三维对象的示例操作序列的流程图400。如图所示，装置可以利用能量源向装置的构造区域中的构造材料的第一构造层施加能量(框402)。装置可以利用构造层温度传感器确定第一构造层的第一构造层温度(框404)。装置可以利用递送前容器温度传感器确定将在构造区域中被分配的构造材料的递送前构造材料温度(框406)。

基于递送前构造材料温度和第一构造层温度，装置可以利用至少一个加热元件对将在构造区域中被分配的构造材料进行预热(框408)。将理解，可以把构造材料预热到预定义的最优温度以便对其执行逐层增材制造操作。在对构造材料进行预热之后，装置可以利用构造材料分配器在构造区域中在第一构造层的顶部上分配预热的构造材料作为构造材料的第二构造层(框410)。

装置可以利用构造层温度传感器来确定第二构造层的第二构造层温度(框412)。至少部分地基于第一构造层温度和第二构造层温度，装置可以分析第二构造层的构造层覆盖以确定第二构造层的构造层覆盖是否是充足的(框414-框416)。响应于确定构造层覆盖是不充足的(框416的“否”分支)，装置可以通过构造材料分配器利用附加的构造材料重涂第二构造层(框418)。响应于确定第二构造层的构造层覆盖是充足的(框416的“是”分支)，装置可以利用试剂分配器在构造区域中在第二构造层上选择性地分配试剂(框420)。

因此，在本文描述的示例装置和过程促进至少部分地基于构造层温度进行构造层覆盖分析。此外，示例可以至少部分地基于将分配构造材料的构造层的构造层温度来在构造材料的分配之前对构造材料进行预热。将理解，一些示例可以通过在构造材料覆盖是不充足的位置中利用附加的构造材料重涂构造层来补偿不充足的构造层覆盖。在本文描述的示例可以在用于生成三维对象的装置和方法中促进改善的选择性。此外，示例可以提高利用在本文描述的装置、方法，和过程生成的对象的机械强度。

已经给出在前的描述以仅仅用于说明和描述所描述的原理的示例。本说明书并不意图是穷尽性的或者将这些原理限制到所公开的任何精确形式。根据以上教导，许多修改和变化是可能的。

Claims (15)

1.一种用于生成三维对象的装置，所述装置包括：

构造材料分配器，用于在所述装置的构造区域中分配构造材料的相应的构造层；以及

控制器，用于：

控制所述构造材料分配器以在所述构造区域中在前一构造层上方分配特定构造层；

确定与所述特定构造层相对应的构造层温度；

至少部分地基于所述前一构造层的构造层温度和所述特定构造层的所述构造层温度来分析所述特定构造层的构造层覆盖；以及

至少部分地基于所述特定构造层的所述构造层覆盖来控制所述构造材料分配器以利用附加的构造材料来选择性地重涂所述特定构造层。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

至少一个构造层温度传感器，其中，所述控制器利用至少一个温度传感器来确定所述特定构造层的所述构造层温度。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器控制所述构造材料分配器以利用附加的构造材料来选择性地重涂所述特定构造层包括：所述控制器响应于确定所述特定构造层的所述构造层覆盖是不充足的而控制所述构造材料分配器以利用附加的构造材料来重涂所述特定构造层。

4.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

试剂分配器，用于在所述构造区域中选择性地分配试剂；以及

至少一个能量源，

其中，所述控制器进一步用于：

响应于确定所述特定层的构造层覆盖是充足的，控制所述试剂分配器以在所述特定构造层上选择性地分配试剂；以及

在所述特定构造层上选择性地分配所述试剂之后，控制所述至少一个能量源以向所述特定构造层施加能量。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器分析所述特定构造层的构造层覆盖包括所述控制器用于：

至少部分地基于所述前一构造层的所述构造层温度来检测所述特定构造层的位置的温度边缘。

6.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

至少一个构造材料加热元件，用于在由所述构造材料分配器在所述构造区域中进行分配之前对构造材料进行加热，

其中，所述控制器进一步用于：

在控制所述构造材料分配器以分配所述特定构造层之前，控制所述至少一个构造材料加热元件以由此至少部分地基于所述前一构造层的构造层温度对将作为所述特定构造层被分配的构造材料进行加热。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述构造材料分配器包括至少一个递送前容器以在分配之前存储构造材料，所述至少一个构造材料加热元件被安置在所述递送前容器内以对存储在所述递送前容器中的构造材料进行加热，

其中，所述装置进一步包括至少一个递送前容器温度传感器，

其中，所述控制器进一步用于：

利用所述至少一个递送前容器温度传感器确定递送前构造材料温度，其中，所述控制器至少部分地基于所述递送前构造材料温度控制所述至少一个构造材料加热元件以由此对将被分配的所述构造材料进行加热。

8.一种用于生成三维对象的装置的方法，所述方法包括：

利用所述装置的至少一个能量源向在所述装置的构造区域中分配的构造材料的第一构造层施加能量；

利用所述装置的构造材料分配器在所述构造区域中在所述第一构造层上方分配构造材料的第二构造层；

利用至少一个构造层温度传感器确定与所述第二构造层相对应的构造层温度；

至少部分地基于将所述第一构造层的构造层温度与所述第二构造层的所述构造层温度相比较来分析所述第二构造层的位置的构造层覆盖；以及

至少部分地基于所述第二构造层的所述位置的所述构造层覆盖通过所述构造材料分配器利用附加的构造材料来选择性地重涂所述第二构造层。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

在分配构造材料的所述第二构造层之前，至少部分地基于所述第一构造层的所述构造层温度利用至少一个构造材料加热元件对将被分配用于所述第二构造层的构造材料进行预热。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，分析所述第二构造层的所述位置的构造层覆盖包括：至少部分地基于所述第一构造层的所述构造层温度和所述第二构造层的所述构造层温度来确定所述第二构造层的构造层覆盖是充足的还是不充足的，

其中，利用附加的构造材料选择性地重涂所述第二构造层包括：

响应于确定所述第二构造层的所述构造层覆盖是不充足的，通过所述构造材料分配器利用附加的构造材料重涂所述第二构造层；以及

响应于确定所述第二层的所述构造层覆盖是充足的，不利用附加的构造材料重涂所述第二构造层，而利用所述装置的试剂分配器在所述第二构造层上选择性地分配试剂。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，分析所述第二构造层的构造层覆盖包括：至少部分地基于所述第一构造层的所述构造层温度来检测所述第二构造层的所述位置的温度边缘。

12.一种用于生成三维对象的装置，所述装置包括：

构造材料分配器，用于在所述装置的构造区域中分配构造材料的相应的构造层；

至少一个构造层温度传感器；

至少一个构造材料加热元件，用于对将由所述构造材料分配器分配的构造材料进行加热；以及

控制器，用于：

确定与在所述构造区域中分配的构造材料的第一构造层相对应的第一构造层温度；

至少部分地基于所述第一构造层温度控制所述至少一个构造材料加热元件以对将分配在所述第一构造层上的构造材料进行预热；以及

在对将分配在所述第一构造层上的所述构造材料进行预热之后，控制所述构造材料分配器以在构造材料的所述第一层上分配预热的构造材料作为第二构造层。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述控制器进一步用于：

确定与所述第二构造层相对应的第二构造层温度；以及

至少部分地基于所述第一构造层温度和所述第二构造层温度来确定所述第二构造层的构造层覆盖。

14.根据权利要求13所述的装置，进一步包括：

至少一个能量源；以及

试剂分配器，用于在所述构造区域中选择性地分配试剂，

其中，所述控制器进一步用于：

响应于确定所述第二构造层的构造层覆盖是充足的，控制所述试剂分配器在所述第二构造层上选择性地分配试剂，并且控制所述至少一个能量源向所述第二构造层施加能量，以及

响应于确定所述第二构造层的构造层覆盖是不充足的，控制所述构造材料分配器以利用附加的构造材料重涂所述第二构造层，控制所述试剂分配器在所述第二构造层上选择性地分配试剂，并且控制所述至少一个能量源向所述第二构造层施加能量。

15.根据权利要求13所述的装置，其中，所述构造材料分配器包括递送前容器以在分配之前存储构造材料，所述至少一个构造材料加热元件靠近所述递送前容器安置，

其中，所述装置进一步包括至少一个递送前容器温度传感器，

其中，所述控制器进一步用于：

利用所述至少一个递送前容器温度传感器确定递送前构造材料温度，其中，所述控制器至少部分地基于所述递送前构造材料温度控制所述至少一个构造材料加热元件由此对将分配在所述第一构造层上的构造材料进行加热。