CN109070461B - 使用多次通过液体递送的三维部件控制 - Google Patents

使用多次通过液体递送的三维部件控制 Download PDF

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Abstract

根据示例,3D打印机可以包括递送设备和控制器。控制器可以访问要由层中的多个构造材料形成的部件的形态,基于访问的形态确定用于在第一次通过层期间选择性地将液滴递送到层中的构造材料上的递送设备的第一递送模式和用于在第二次通过层期间选择性地将液滴递送到层中的构造材料上的递送设备的第二递送模式,以控制由层中的构造材料中的一些形成的部件的性质。控制器还可以控制递送设备在第一次通过和第二次通过期间分别根据确定的第一递送模式和第二递送模式选择性地将液滴递送到层中的构造材料上。

Description

使用多次通过液体递送的三维部件控制
背景技术
在三维(3D)打印中,可以使用增材打印过程根据数字模型制造三维实心部件。3D打印可用于快速产品原型设计、模具生成、原模生成和短期制造。一些3D打印技术被认为是增材过程,因为它们包括连续材料层的施加。这与传统的加工工艺不同,传统的加工工艺通常依赖于材料的去除来创建最终部件。在3D打印中,构造材料可以固化或熔合,对于一些材料可以使用热辅助挤出、熔合或烧结来进行这种固化或熔合,而对于其它材料,可以利用数字光投影技术来进行这种固化或熔合。
附图说明
通过示例的方式示出了本公开的特征,并且不限于以下附图,附图中相同的数字表示相同的元件,附图中:
图1示出了用于生成、构造或打印三维部件的示例三维(3D)打印机的简化立体图;
图2示出了可以在图1中描绘的3D打印机中实现的示例计算装置的简化框图;和
图3和图4分别描绘了用于在多次通过期间控制液滴的递送以控制将要形成为3D物体的一部分的构造材料层中的构造材料的特性的示例方法。
具体实施方式
为了简化和说明的目的,通过主要参考其示例来描述本公开。在以下描述中,阐述了许多具体细节以提供对本公开的透彻理解。然而,显而易见的是,可以在不限于这些具体细节的情况下实践本公开。在其它情况下,没有详细描述一些方法和结构,以免不必要地模糊本公开。如本文所使用地,术语“一”旨在表示特定元件中的至少一个,术语“包括”意味着包括但不限于,并且术语“基于”意味着至少部分地基于。
本文公开了一种3D打印机、用于实现3D打印机的方法和一种存储有与所述方法相对应的指令的计算机可读介质。在这些方法中,当第一递送设备在多次通过中在构造材料层上移动时,控制器可以确定在控制第一递送设备以递送液滴时实施的多个递送模式。也就是说,控制器可以确定将在第一次通过期间被实施以控制第一递送设备的第一递送模式和将在第二次通过期间被实施以控制第一递送设备的第二递送模式。控制器还可确定将在多次通过期间实施以控制第二递送设备(和另外的递送设备)的多个递送模式。在一个方面,通过分开从第一递送设备和第二递送设备中的任一个或两者的液滴的递送,可以由构造材料形成具有预定特性的部件。
如下文中更详细讨论地,控制器可基于关于部件的形成的信息确定第一递送设备和/或第二递送设备的递送模式。该信息可包括部件的形态、用于形成部件的构造材料的检测温度等。在任何方面,液滴(诸如熔合剂)的递送可以在多次通过之间分开以控制部件的性质,其中性质可以包括热性能、机械强度、颜色、粗糙度/精加工、其组合等。
首先参考图1,示出了用于生成、构造或打印三维部件的示例三维(3D)打印机100的简化立体图。应当理解,图1中描绘的3D打印机100可以包括另外的组件,并且可以在不脱离本文公开的3D打印机100的范围的情况下,移除和/或修改本文描述的组件中的一些。
3D打印机100被描绘为包括构造区域平台102、包含构造材料106的构造材料供应104和重涂覆器108。构造材料供应104可以是用于将构造材料106定位在重涂覆器108和构造区域平台102之间的容器或表面。构造材料供应104可以是料斗或表面,可以例如从位于构造材料供应104上方的构造材料源(未示出)在该料斗或表面上供应构造材料106。附加地或可替代地,构造材料供应104可以包括用于将构造材料106从存储位置提供(例如,移动)到将要铺展到构造区域平台102或先前形成的构造材料106的层上的位置的机构。例如,构造材料供应104可包括料斗、螺旋输送器等。一般而言,3D物体或部件将由构造材料106生成,并且构造材料106可由包括但不限于聚合物、金属和陶瓷的任何合适的材料形成。另外,构造材料106可以为粉末的形式。
重涂覆器108可以在箭头110所示的方向上(例如,沿着y轴)、在构造材料供应104上方并且跨越构造区域平台102而移动,以将构造材料106铺展到构造区域平台102的表面的上方的层114中。层114可以形成为跨越构造区域平台102基本上均匀的厚度。在示例中,层114的厚度可以在约90μm至约110μm的范围内,但是也可以使用更薄或更厚的层。例如,层114的厚度可以在约20μm至约200μm,或约50μm至约200μm的范围内。在铺展构造材料106之后,重涂覆器108也可以返回到与构造材料供应104邻近的位置。另外地或可替代地,第二构造材料供应(未示出)可以设置在构造区域平台102的相对侧上,并且重涂覆器108可以在形成构造材料106的层之后,定位在第二构造材料供应上方。重涂覆器108可以是刮刀、辊子、反向旋转辊或适于将构造材料106铺展在构造区域平台102上的任何其它设备。
3D打印机100还被描绘为包括在构造区域平台102上方布置成阵列的多个加温设备120。每个加温设备120可以是用于将热量施加到构造材料106的铺展的层上(例如,以将构造材料106保持在预定温度范围内)的灯或其它热源。加温设备120可以将构造材料106的温度保持在有利于构造材料106的选择性熔合的相对高的温度。也就是说,加温设备120可以将构造材料106保持在足够高的温度,该温度使得其上提供了熔合剂液滴的构造材料106能够在接收到熔合辐射时熔合在一起,而不会使构造材料106以其它方式熔合在一起。加温设备120可以以非连续方式被激活,使得当在构造材料106上进行包括施加熔合辐射的各种过程时,构造材料106可以保持在预定温度范围内。
3D打印机100进一步被描绘为包括第一递送设备122和第二递送设备124,其都可以在箭头126指示的两个方向上(例如,沿着x轴),跨越构造区域平台102上的层114而扫过。例如,当第一递送设备122沿x轴在第一方向126上扫过时,第一递送设备122可以沉积第一液滴,而当第二递送设备124沿x轴在相反的第二方向126上扫过时,第二递送设备124可以沉积第二液滴。第一递送设备122和第二递送设备124可以是热喷墨打印头、压电打印头等,并且可以延伸构造区域平台102的宽度。第一递送设备122和第二递送设备124均可包括可从加利福尼亚州帕洛阿尔托的惠普公司获得的一个或多个打印头。尽管第一递送设备122和第二递送设备124在图1中均被描绘为由单独的设备形成,但应理解的是,第一递送设备122和第二递送设备124中的每个都可被包括在同一打印头上。例如,第一递送设备122可以包括打印头中的第一组致动器和喷嘴,而第二递送设备124可以包括打印头中的第二组致动器和喷嘴。
在第一递送设备122和第二递送设备124不延伸构造区域平台102的宽度的其它示例中,第一递送设备122和第二递送设备124也可以沿y轴扫过,从而使第一递送设备122和第二递送设备124能够被定位在构造区域平台102上方的大部分区域上。因此,第一递送设备122和第二递送设备124可以附接到移动XY平台或平移托架(均未示出),该移动XY平台或平移托架用于将第一递送设备122和第二递送设备124移动到与构造区域平台102邻近的位置,以将相应的液体沉积在构造材料106的层114的预定区域中。
尽管未示出,但是第一递送设备122和第二递送设备124可各自包括多个喷嘴,各个液滴将通过该多个喷嘴被喷射到层114上。第一递送设备122可以沉积第一液体,而第二递送设备124可以沉积第二液体。第一液体和第二液体可以都是熔合剂,可以都是细化剂(detailing agent),或者一种可以是熔合剂而另一种可以是细化剂。熔合剂可以是用于吸收熔合辐射(例如,以光和/或热的形式)的液体,以在施加熔合辐射时,使其上已沉积有熔合剂的构造材料106熔合在一起。与熔合剂相比,细化剂可以是可以吸收显著更少的熔合辐射的液体。在一个实例中,细化剂可以防止或显著减少其上沉积有细化剂的构造材料106熔合在一起。在其它实例中,可以实施细化剂以为已经熔合在一起的构造材料106的外部部分提供着色。
第一液体和第二液体还可以包括增强或减少辐射吸收的各种添加剂和/或催化剂。例如,第一液体可包括辐射吸收剂,即活性材料、金属纳米颗粒等。第一液体和第二液体还可以包括助溶剂、表面活性剂、杀生物剂、抗结垢剂、分散剂和/或其组合中的任何一种。
虽然未示出,但是3D打印机100可以包括可以沉积相对于彼此具有不同辐射吸收特性的多种液体的另外的递送设备,例如打印头。举例来说,多种液体可以相对于彼此具有不同的颜色,可以相对于彼此具有不同的化学组成(例如,不同的反应物和/或催化剂)等。在3D打印机100可以沉积多种液体的示例中,3D打印机100可以包括多个打印头,其中多个打印头中的每个可以沉积相对于其它液体具有不同辐射吸收特性的液体。
根据示例,可以控制第一递送设备122以在第一次通过层114期间,选择性地将第一液滴递送到构造材料106的层114中的构造材料106上,并在第二次通过层114期间,将另外的第一液滴递送到构造材料106的层114中的构造材料106上。可以进一步控制第一递送设备122,以在第三次通过构造材料106的层期间,将另外的第一液滴递送到层114中的构造材料106上,等等(在同一层上)。例如,在第一递送设备122用于将预定量的第一液滴沉积到层114中的构造材料106的选择的区域上的示例中,可以控制第一递送设备122以在第一次通过期间将预定量的一部分沉积到构造材料106的选择的区域上,并且在第二次通过期间将预定量的剩余部分沉积到构造材料106的选择的区域上。
如下文更详细讨论地,将第一流体液滴施加到同一层114中的构造材料106上可以被分开在多次通过上,以控制由该层114中的构造材料106形成的3D物体的性质。3D物体的性质可以包括,例如,3D物体的机械性质、3D物体的颜色性质、3D物体的精加工性质、各种性质的组合等。第一次通过可以包括沿着x轴在第一方向126上跨越构造材料106的层114而移动第一递送设备122,而第二次通过可以包括沿着x轴在相反的第二方向126上跨越同一层114而移动第一递送设备122。可替代地,第二次通过可以包括在与第一方向126相同的方向126上(例如,都沿着x轴在同一方向上)跨越同一层114而移动第一递送设备122。还可以以类似的方式控制第二递送设备124以在多次通过期间沉积第二液体。
在将第一液滴和/或第二液滴沉积到构造材料106的层114的选择的区域上之后,可以实施第一熔合辐射发生器130和/或第二熔合辐射发生器132以将熔合辐射施加到层114中的构造材料106上。特别地,熔合辐射发生器130、132可以被激活并且例如沿着箭头126所示的方向跨越层114而被移动,以将光和/或热形式的熔合辐射施加到构造材料106上。熔合辐射发生器130、132的示例可包括UV、IR或近红外固化灯、红外(IR)或近红外发光二极管(LED)、在可见光和近红外范围内发光的卤素灯或具有所需电磁波长的激光器。熔合辐射发生器130、132的类型可以至少部分地取决于液体中使用的活性材料的类型。根据示例,第一递送设备122、第二递送设备124、第一熔合辐射发生器130和第二熔合辐射发生器132可以被支撑在可以在箭头126所示的方向上在构造区域平台102上方扫过的托架(未示出)上。
可以控制熔合辐射发生器130、132中的任一个或两者以在第一次通过和第二次通过之间以及在另外的通过之间施加熔合辐射。另外或可替代地,可以在已经进行第一次通过和第二次通过以及额外的通过之后,控制熔合辐射发生器130、132中的任一个或两者以施加熔合辐射。
在多次通过期间施加液滴之后并且在施加辐射之后以将构造材料106的选择的部分熔合在一起之后,构造区域平台102可以如箭头112所示(例如沿着z轴)被降低。另外,重涂覆器108可以跨越构造区域平台102而被移动,以在先前形成的层114的顶部上形成新的构造材料106的层。此外,如上所述,在单次和/或多次通过中,第一递送设备122可以将第一液滴,第二递送设备124可以将第二液滴,沉积到构造材料106的新的层的相应的选择的区域上。可以重复上述过程,直到已经以预定数量的层形成3D物体的部件以制造3D物体。
另外,在跨越构造材料层的液体沉积操作之后或者在跨越多个构造材料层的多次液体沉积操作之后,第一递送设备122和第二递送设备124可以被定位为邻近于擦拭机构134。擦拭机构134可以擦拭第一递送设备122和第二递送设备124的喷嘴,以及如果被包括在3D打印机100中则是另外的递送设备的喷嘴。擦拭机构134可以被移动到擦拭机构134的表面(诸如清洁网(未示出))与喷嘴的外表面接触的位置。擦拭机构134可以如箭头136所示在z方向上被移动,以去除可能与第一递送设备122和第二递送设备124的外表面接触的碎屑(诸如,构造材料106、液体、灰尘等),以将递送设备122、124保持在期望的性能水平或高于期望的性能水平。
如图1中进一步所示,3D打印机100可以包括控制器140,其可以控制构造区域平台102、构造材料供应104、重涂覆器108、加温设备120、第一递送设备122、第二递送设备124、熔合辐射发生器130、132和擦拭机构134的操作。具体地,例如,控制器140可以控制致动器(未示出)以控制3D打印机100组件的各种操作。控制器140可以是计算设备、基于半导体的微处理器、中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)和/或其它硬件设备。虽然未示出,但是控制器140可以经由通信线路连接到3D打印机100组件。
控制器140还被描绘为与数据存储器142通信。数据存储器142可以包括与3D打印机100将打印的3D物体有关的数据。例如,数据可以包括第一递送设备122将沉积第一液体并且第二递送设备124将沉积第二液体以形成3D物体的每个构造材料层中的位置。在一个示例中,控制器140可以使用该数据来控制第一递送设备122和第二递送设备124分别沉积第一液体和第二液体的液滴的构造材料层中的每个上的位置。
现在转到图2,示出了示例计算装置200的简化框图。根据示例,计算装置200可以被实现为3D打印机100的一部分。例如,计算装置200可以是3D打印机100的命令模块或其它控制系统。在另一示例中,计算装置200可以与3D打印机100分离,并且可以是例如个人计算机、膝上型计算机、服务器计算机等。应当理解,图2中描绘的计算装置200可以包括另外的组件,并且可以在不脱离本文公开的计算装置200的范围的情况下,移除和/或修改本文描述的组件中的一些。
计算装置200被示出为包括控制器140和数据存储器142,其可以与上面参考图1描绘和描述的控制器140和数据存储器142相同。这样,没有详细描述图2中描绘的控制器140和数据存储器142,相反,上面关于3D打印机100提供的控制器140和数据存储器142的描述也旨在描述关于计算装置200的这些组件。
计算装置200还可以包括计算机可读存储介质210,在其上存储控制器140可以执行的机器可读指令212-224。更具体地,控制器140可以获取、解码并且执行指令212-224以访问与要打印的3D物体有关的数据212,访问要由层214中的构造材料106形成的3D的部件的形态,确定多次通过的多个递送模式216,控制一个或多个递送设备218,控制一个或多个熔合辐射发生器220,控制构造区域平台222,并且控制重涂覆器224。可替代地,或除了检索和执行指令,控制器140可以包括一个或多个电子电路,其包括用于进行指令212-224的功能的组件。在任何方面,并且如上所述,控制器140可以经由通信线路将指令信号传送到3D打印机100的各个组件,使得组件可以以本文描述的方式运行。
计算机可读存储介质210可以是包含或存储可执行指令的任何电子、磁、光或其它物理存储设备。因此,计算机可读存储介质210可以是例如随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、存储设备、光盘等。计算机可读存储介质210可以是非暂时性机器可读存储介质,其中术语“非暂时性”不包含暂时性传播信号。
可以关于图3和图4中分别描绘的方法300和400更详细地讨论可以实现计算装置200的各种方式。特别地,图3和图4分别描绘了用于在多次通过期间控制液滴递送,以控制将形成为3D物体的一部分的构造材料106的层114中的构造材料106的性质的示例方法300和400。对于本领域普通技术人员来说应该是显而易见的是,方法300和400可以表示一般化的实例,并且可以在不脱离方法300和400的范围的情况下,添加其它操作或者移除、修改或重新布置现有操作。
出于说明的目的,参考图1中示出的3D打印机100和图2中示出的计算装置200进行方法300和400的描述。然而,应该清楚地理解,在不脱离方法300和400的范围的情况下,可以实现具有其它配置的3D打印机和计算装置以进行方法300和400中的任一个或两者。
在执行方法300和400中的任一个之前,或者作为方法300和400的一部分,控制器140可以执行存储在计算机可读介质210上的指令212,以访问与要打印的3D物体有关的数据。举例来说,控制器140可以访问存储在数据存储器142中的、与要打印的3D物体有关的数据。控制器140可以确定要形成的构造材料106的层114的数量和第一液滴和/或第二液滴将在相应的构造材料106的层中的每个上沉积的位置,以打印3D物体。控制器140可以进一步确定在每个层处理操作期间,重涂覆器108、第一递送设备122、第二递送设备124、第一熔合辐射发生器130和第二熔合辐射发生器132中的每个何时将跨越构造区域平台102而被移动。然而,在其它示例中,3D打印机100外部的处理设备(未示出)可以执行访问3D物体数据并进行这些确定的指令。在这些示例中,处理设备可以将该信息传送到控制器140,并且控制器140可以在执行方法300和400中的任一个或两者时实现该信息。
首先参考图3,在块302处,可以访问将由构造材料的层114中的多个构造材料106形成的部件的形态。例如,控制器140可以执行指令214以访问可以形成3D物体的一部分的部件的形态。控制器140可以从存储在数据存储器142中的数据和/或经由网络连接(未示出)从外部源访问部件的形态。例如,如上所述,在访问3D物体数据期间,可能已经确定要在层114中形成的部件的形态。另外或可替代地,控制器140可以从由用户输入的数据访问该形态。在任何方面,要由层114中的构造材料106形成的部件的形态可以包括与部件的边界与将由层114中的其它构造材料106形成的其它部件之间的距离有关的信息、在部件形成期间跨越层114中的构造材料106的预期温度、沿x轴和y轴到部件表面的距离、沿z轴到部件表面的距离、到部件表面的最大距离、其组合等。根据示例,形态信息可以被用于识别部件是相对较大的部件还是相对较小的特征或细节,并且可以根据识别的部件的特性来不同地对待该部件。例如,不同打印通过中的液滴的量可以根据部件的识别的特征而不同。
在块304处,可以基于访问的形态确定:在第一次通过层114期间,选择性地将液滴递送到层114中的构造材料106上的递送设备122的第一递送模式;和在第二次通过层114期间,选择性地将液滴递送到层114中的构造材料106上的递送设备122的第二递送模式。具体地,例如,控制器140可以执行指令216以确定第一递送模式和第二递送模式,其中在多次通过中递送液滴是为了控制形成的部件的性质。也就是说,控制器140可以确定第一递送模式和第二递送模式,以使得形成的部件具有与如果在单次通过期间沉积液滴时可能产生的性质不同的性质。根据示例,控制器140可以将第一递送模式和第二递送模式确定为将导致部件比通过在单次通过期间沉积液滴而形成的部件具有改善的性质的递送模式。
可以通过测试和/或内插测试数据来确定第一递送模式和第二递送模式。也就是说,可以测试用于形成具有各种形态(以及其它因素,诸如构造材料温度)的各种部件的多次通过上的各种递送模式,以确定在不同递送模式和形态下的各种部件的性质。测试的结果可以(例如,以查找表的形式)存储在数据存储器142中,并且控制器140可以访问查找表以基于访问的部件的形态(和其它信息)以及要控制的期望属性来确定要为该部件实现的第一递送模式和第二递送模式。可以通过在第一次通过期间实施第一递送模式和在第二次通过期间实施第二递送模式来控制的性质的示例可以包括例如热性能、机械强度、颜色、表面粗糙度、精加工等。
第一递送模式可以限定层114上的布置,在该布置处,第一递送设备122将在第一递送设备122在层114上面第一次通过期间,递送液滴。同样地,第二递送模式可以限定层114上的布置,在该布置处,第一递送设备122在第一递送设备122在层114上面第二次通过期间,递送液滴。将根据第二递送图案递送液滴的层114上的布置可以与将根据第一递送图案递送液滴的层114上的布置中的至少一些布置重合。在任何方面,第一递送模式和第二递送模式可以是定义当第一递送设备122在层114上扫过时从第一递送设备122中选择的喷嘴射出液滴的定时的打印数据。
在块306处,可以控制递送设备122以在第一次通过期间,根据确定的第一递送模式,将液滴选择性地递送到层114中的构造材料106上。例如,当第一递送设备122在第一次通过期间在层114上被移动时,控制器140可以执行指令218以控制第一递送设备122根据第一递送模式选择性地递送液滴。第一次通过可以是对应于:在构造材料106已经被形成为层114之后,第一递送设备122在层114上被移动的第一次通过。在块306之后,层114中的构造材料106可以根据第一递送模式接收液滴。
在块308处,可以控制递送设备122以在第二次通过期间,根据确定的第二递送模式选择性地将液滴递送到层114中的构造材料106上。例如,当第一递送设备122在第二次通过期间在层114上被移动时,控制器140可以执行指令218以控制第一递送设备122根据第二递送模式选择性地递送液滴。第二次通过可以是对应于:在构造材料106已经被形成为层114之后并且在已经进行第一次通过之后,第一递送设备122在层114上被移动的通过。在块308之后,层114中的构造材料106可以已根据第一递送图案和第二递送图案接收液滴。另外,构造材料106中的一些可以在第一次通过和第二次通过中的每一次通过期间或仅在第一次通过和第二次通过中的一次通过期间接收液滴。
现在参考图4,在块402处,控制器140可以访问关于由构造材料106的层114中的构造材料106形成部件的信息。如上面关于图3中的块302所讨论地,控制器140可以执行指令214以访问要由构造材料106形成的部件的形态。另外,控制器140可以访问层114中的构造材料106的温度信息。例如,温度传感器或热传感器(未示出)可以检测层114中的构造材料106的温度,并且控制器140可以访问检测到的温度。在一个示例中,跨越层114的各个位置可能(基于例如施加到先前层的热量的热渗出的原因)相对于彼此具有不同的温度。
在块404处,控制器140可以确定是否要在将液滴递送到层114中的构造材料106上时,实施多次通过。控制器140可以基于是否要控制要由构造材料106形成的部件的性质来作出该确定。例如,响应于确定通过在多次通过中递送液滴可以实现要控制的性质,控制器140可以确定液滴将在递送设备122的多次通过中被递送。举例来说,要控制的属性可以是用户定义的属性,其中控制器140被指示或编程为控制部件的属性。
响应于确定在将液滴递送到层114中的构造材料106上时,要实施多次通过,可以如块406所示,确定第一递送设备122的第一递送模式。另外,还可以在块406处确定第二递送设备124的第一递送模式。控制器140可以执行指令216以确定第一递送设备122和第二递送设备124中的任一个或两者的第一递送模式。
在块408处,控制器140还可以确定第一递送设备122和/或第二递送设备124是否将在另外的通过期间递送液滴。响应于确定第一递送设备122和/或第二递送设备124将在另外的通过期间递送液滴,控制器140可以重复块406和408。在这方面,在块406处,控制器140可以执行指令216以确定第一递送设备122的第二递送模式和/或第二递送设备124的第二递送模式。另外,控制器140可以重复块406和408以确定第一递送设备122和/或第二递送设备124的另外的递送模式,直到控制器140确定不实施另外的通过。控制器140可以基于要控制的部件的性质与关于部件的形成的信息(这可以包括部件的形态和层114中的构造材料106的检测到的温度)之间的相关性,来确定通过的次数和要在层114上选择性地沉积液滴以控制部件的预定性质时实施的递送模式。如上所述,可以通过使用关于部件的形成的信息的不同组合和在多次打印通过中的递送模式的测试和/或由测试产生的数据的插值,来确定相关性。
在块410处,在块404或块408的“否”条件之后,控制器140可以执行指令218以控制第一递送设备122和/或第二递送设备124在层114上的单次通过或多次通过期间,选择性地将液滴递送到层114中的构造材料106上。例如,响应于在块404处确定不实施多次通过,控制器140可以控制第一递送设备122以在第一递送设备122在层114上单次通过期间,选择性地将液滴递送到层114中的构造材料106上。然而,响应于在块404处确定要实施多次通过,控制器140可以控制第一递送设备122在多次通过期间,选择性地将第一液滴递送到层114中的构造材料106上。另外,控制器140可以控制第一递送设备122,以根据多次通过中的每一次的确定的递送模式选择性地递送第一液滴。
控制器140还可以控制第二递送设备124,以在单次通过或多次通过期间选择性地将第二液滴递送到层114中的构造材料106上。另外,控制器140可以控制第二递送设备124,以根据多次通过中的每一次的确定的递送模式选择性地递送第二液滴。
根据示例,第一递送设备122的第一递送模式可以使第一液滴在第一次通过期间在第一位置处被选择性地递送,并且第二递送设备124的第一递送模式可以使第二液滴在第一次通过期间在第二位置处被选择性地递送。另外,第一递送设备122的第二递送模式可以使第一液滴在第二次通过期间在第三位置处被选择性地递送,并且第二递送设备124的第二递送模式可以使第二液滴在第二次通过期间在第四位置处被选择性地递送。在一个方面,第一液滴和第二液滴被递送的定时可以针对层114上的不同位置而变化,这可以导致使用第一液滴和第二液滴形成的部件具有一定的性质。
在块412处,控制器140可以执行指令220以控制熔合辐射发生器130、132中的任一个或两者,以将熔合辐射提供到层114中的构造材料106上。熔合辐射可以使其上已经沉积了第一液滴和第二液滴中的任一个或两者的构造材料106熔合在一起。尽管熔合辐射已被描述为是在多次通过期间沉积第一液滴和/或第二液滴之后被施加的,但是在其它示例中,可以在通过之间施加熔合辐射,即,在两次通过之间在同一层114上多次施加熔合辐射。在通过之间施加熔合辐射的示例中,可以施加熔合辐射以在构造材料106的熔合中施加另外的控制,这可以帮助形成具有期望性质的部件。
在块414处,控制器140可确定是否要形成构造材料106的另外的层。例如,控制器140可以基于访问的关于要打印的3D部件的信息来作出该确定。响应于确定要形成另外的层,如块416所示,可以在层114的顶部上铺展构造材料106的下一层。例如,控制器140可以执行指令222以控制构造区域平台102被向下移动并且可以执行指令224以控制重涂覆器108以跨越层114而铺展另外的构造材料106。另外,可以重复块402-416,直到不要形成另外的层,在此点,如块418所示,方法400可以结束。
虽然这里特别参考第一递送设备122和第二递送设备124的第一递送模式和第二递送模式,但是应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,可以在递送设备122、124中的任一个或两个上确定和实施另外的递送模式以实现期望的形成的部件的性质。另外,尽管特别参考第一递送设备122和第二递送设备124,但是应当理解,本文公开的各种特征可以在另外的递送设备中实施。
方法300和400中阐述的一些或所有操作可以作为实用程序、程序或子程序包含在任何期望的计算机可访问介质中。另外,方法300和400可以由计算机程序实现,计算机程序可以以活动和非活动的各种形式存在。例如,它们可以作为机器可读指令存在,包括源代码、目标代码、可执行代码或其它格式。以上任何内容都可以体现在非暂时性计算机可读存储介质上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括计算机系统RAM、ROM、EPROM、EEPROM和磁盘、光盘或磁带。因此,应该理解,能够执行上述功能的任何电子设备可以进行上面列举的那些功能。
尽管在整个本公开中被具体地描述,但本公开的代表性示例可用于广泛的应用,并且上述讨论并非旨在且不应被解释为限制性的,而是作为对本公开的多个方面的说明性讨论而提供。本文描述和说明的是本公开的示例及其变型中的一些。本文使用的术语、描述和附图仅以说明的方式提出,并不意味着限制。在本公开的精神和范围内,许多变化是可能的,本公开旨在由所附权利要求及其等同物限定,在权利要求中,除非另有说明,否则所有术语均表示其最广泛的合理含义。

Claims (15)

1.一种三维(3D)打印机,包括:
递送设备,用于当所述递送设备跨越构造材料的层而扫过时,选择性地将液滴递送到所述层上;和
第二递送设备,用于当所述第二递送设备跨越所述层而扫过时,选择性地将第二液滴递送到所述层中的构造材料上;
控制器,用于:
访问要由所述层中的多个所述构造材料形成的部件的形态;
基于所访问的形态,确定用于在第一次通过所述层期间选择性地将液滴递送到所述层中的构造材料上的所述递送设备的第一递送模式以及用于在第二次通过所述层期间选择性地将液滴递送到所述层中的构造材料上的所述递送设备的第二递送模式,以控制由所述层中的所述构造材料中的一些形成的所述部件的性质;
基于是否要控制由所述构造材料形成的所述部件的所述性质来确定要将所述液滴递送到所述层中的所述构造材料上时,是否实施多次通过,并且
根据所确定的所述第一次通过期间的所述第一递送模式并且根据所确定的所述第二次通过期间的所述第二递送模式,控制所述递送设备和所述第二递送设备选择性地将所述液滴和所述第二液滴递送到所述层中的构造材料上。
2.根据权利要求1所述的3D打印机,进一步包括:
熔合辐射发生器,用于将熔合辐射施加到所述构造材料的层上作为层处理操作的一部分,并且其中所述递送设备的所述第二次通过发生在:在所述第一次通过之后的所述层处理操作期间,在所述熔合辐射发生器将熔合辐射施加到所述层上之前和之后中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的3D打印机,其中所述部件的所述形态包括所述部件的边界与要由所述层中的其它构造材料形成的其它部件之间的距离中的至少一个以及在所述部件的形成期间跨越所述层中的所述构造材料的预期温度。
4.根据权利要求1所述的3D打印机,其中所述控制器进一步用于:
基于所要形成的部件的所述形态,确定用于在所述第一次通过期间选择性地将第二液滴递送到所述层中的构造材料上的所述第二递送设备的第一递送模式;并且
控制所述第二递送设备在所述第一次通过期间,根据所确定的第一递送模式选择性地将第二液滴递送到所述层中的构造材料上。
5.根据权利要求4所述的3D打印机,其中所述控制器进一步用于基于所要形成的部件的所述形态,确定用于在所述第二次通过期间选择性地将所述第二液滴递送到所述层中的构造材料上的所述第二递送设备的第二递送模式,并且用于控制所述第二递送设备在所述第二次通过期间,根据所确定的第二递送模式选择性地将所述第二液滴递送到所述层中的构造材料上。
6.根据权利要求4所述的3D打印机,其中所述液滴和所述第二液滴相对于彼此具有不同的辐射吸收性质。
7.根据权利要求1所述的3D打印机,其中所述控制器进一步用于访问所述层中的所述构造材料的感测温度信息,并且还用于实施所访问的温度信息以确定所述第一递送模式和所述第二递送模式。
8.根据权利要求1所述的3D打印机,其中所要形成的部件的所述性质包括所述部件的机械性质、所述部件的颜色性质、所述部件的精加工性质或所述机械性质、所述颜色性质和所述精加工性质的组合。
9.一种方法,包括:
控制器访问要由构造材料的层中的多个所述构造材料形成的部件的形态;
所述控制器基于所访问的形态,确定用于在第一次通过所述层期间选择性地将液滴递送到所述层中的构造材料上的递送设备的第一递送模式以及用于在第二次通过所述层期间选择性地将液滴递送到所述层中的构造材料上的所述递送设备的第二递送模式,以控制所形成的部件的性质;
所述控制器基于是否要控制由所述构造材料形成的所述部件的所述性质来确定要将所述液滴递送到所述层中的所述构造材料上时,是否实施多次通过,
在所述第一次通过期间,所述控制器控制所述递送设备根据所确定的所述第一递送模式选择性地将液滴递送到所述层中的构造材料上;以及
在所述第二次通过期间,所述控制器控制所述递送设备根据所确定的第二递送模式选择性地将液滴递送到所述层中的构造材料上;
基于所要形成的部件的所述形态,确定用于在所述第一次通过和所述第二次通过中的至少一个期间选择性地递送第二液滴的第二递送设备的第一递送模式;以及
在所述第一次通过和所述第二次通过中的所述至少一个期间,根据所确定的所述第二递送设备的所述第一递送模式,控制所述第二递送设备选择性地递送第二液滴。
10.根据权利要求9所述的方法,其中控制所述递送设备进一步包括:在没有在所述第一次通过和所述第二次通过之间将熔合辐射施加到所述层上的情况下,控制所述递送设备在所述第一次通过和所述第二次通过期间选择性地将液滴递送到所述层中的构造材料上。
11.根据权利要求9所述的方法,其中控制所述递送设备进一步包括:控制所述递送设备在所述第一次通过期间选择性地递送液滴之后并且在将熔合辐射施加到所述层上之后,在所述第二次通过期间选择性地递送液滴。
12.根据权利要求9所述的方法,其中:
所述第二液滴相对于所述液滴具有不同的辐射吸收性质。
13.根据权利要求9所述的方法,进一步包括:
访问所述层中的所述构造材料的温度信息;并且
其中确定所述第一递送模式和所述第二递送模式进一步包括还基于所访问的温度信息确定所述第一递送模式和所述第二递送模式。
14.一种非暂时性计算机可读介质,在所述非暂时性计算机可读介质上存储有机器可读指令,所述机器可读指令在被处理器执行时使得处理器:
访问将由要用于形成为3D物体的部分的构造材料的层中的多个所述构造材料形成的部件的形态;
基于所访问的形态,确定用于由所述层中的多个所述构造材料形成所述部件的液滴是否要在递送设备在所述层上多次通过期间被递送;
响应于确定要在所述递送设备在所述层上多次通过期间递送所述液滴,确定用于在第一次通过所述构造材料的所述层期间递送液滴的所述递送设备的第一递送模式以及用于在第二次通过所述构造材料的所述层期间递送液滴的所述递送设备的第二递送模式,以控制要形成为所述部件的多个所述构造材料的性质;
基于是否要控制由所述构造材料形成的所述部件的所述性质来确定要将所述液滴递送到所述层中的所述构造材料上时,是否实施多次通过,并且
控制所述递送设备在所述第一次通过期间根据所确定的第一递送模式递送所述液滴,并且在所述第二次通过期间根据所确定的第二递送模式递送所述液滴;
基于所要形成的部件的所述形态,确定用于在所述第一次通过和所述第二次通过中的至少一个期间选择性地递送第二液滴的第二递送设备的第一递送模式;以及
在所述第一次通过和所述第二次通过中的所述至少一个期间,根据所确定的所述第二递送设备的所述第一递送模式,控制所述第二递送设备选择性地递送第二液滴。
15.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质,其中所述机器可读指令进一步使所述处理器:
其中,要形成为所述3D物体的所述部分的多个所述构造材料的特征包括所述部件的边界与其它部件之间的距离、在所述部件的形成期间跨越多个所述构造材料的预期温度或所述距离和所述预期温度的组合。
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