CN109070462B - 在3d打印中形成微观结构 - Google Patents

Abstract

在示例性实施方式中，打印三维(3D)对象的方法包括将构建粉末层施加在打印平台上，并将液体试剂的目标微观图案沉积在限定待打印的3D物体的横截面的宏观图案内的粉末上。方法包括通过向粉末施加熔融能而由目标微观图案形成微观结构，所述微观结构包括熔融的区域和熔融的区域之间的烧结的区域。

Description

在3D打印中形成微观结构

背景技术

增材制造工艺可通过提供从数字模型图案化的材料的逐层累积和联合来产生三维(3D)对象。例如，在3D打印中，连续材料层的数字图案化部分可通过包括熔化、烧结、挤出和辐射在内的工艺熔融、粘合或固化而连接在一起。由这种系统产生的对象的质量、强度和功能可根据所使用的增材制造技术的类型而变化。

附图说明

现在将参考附图描述示例，其中：

图1示出了适于在打印3D对象时形成3D微观结构的示例性三维(3D)打印系统的透视图。

图2示出了正在打印3D对象的示例性三维(3D)打印系统的俯视图；

图3示出了适于3D打印系统以在3D对象上创建微观结构的多个示例性微观图案；

图4示出了可通过将熔融能施加到微观图案，例如图3的线性微观图案152a，而产生的微观结构的示例。

图5、6和7是示出打印三维(3D)对象的示例性方法的流程图。

在整个附图中，相同的附图标记表示相似但不一定相同的要素。

具体实施方式

在三维(3D)打印的一些示例中，3D对象可在3D打印系统(即3D打印机)中通过沉积和处理构建材料的层，例如粉末状尼龙的层或聚酰胺的层，而生成。每个构建材料(即粉末)的层可在系统工作空间内的打印平台上沉积和处理。随着增加的粉末层被沉积和处理，打印平台可垂直向下移动以增加工作空间的高度。加工可包括在将粉末熔融在一起的区域中选择性地将助熔剂施加在粉末的层上。例如，根据3D数字模型，可施加助熔剂来覆盖正在被打印的3D对象的横截面区域。助熔剂可涂布粉末的外表面并渗透到粉末的层中。处理还可包括将粉末暴露于熔融能，例如可见光辐射和/或红外(IR)辐射。沉积在粉末上的助熔剂可吸收辐射并将其转化为热能。热能可使已经施加助熔剂的粉末的这些区域熔融(即熔化和聚结)。可重复该过程，使得粉末的每个层沉积到工作空间中，直到每个横截面区域熔化在一起而形成3D对象。

在一些实施例中，可通过这种增材3D打印过程产生有色的物体。在3D对象上产生的颜色的质量，例如颜色亮度和生动，可部分地取决于物体的白度。物体制作得越白，对于观察者，好像施加至物体的颜色越明亮和越生动。因此，在产生有色物体的一些实施例中，可包括在打印期间添加增亮剂，确保完工的物体能够更有效地散射光。这可通过例如将诸如TiO₂的光散射材料混合到粉末中，或通过将光散射材料与助熔剂或墨水混合并将其喷射到粉末上来实现。虽然光散射剂可有助于产生更白的物体，但是当它们分散在物体内的整个材料(例如，塑料材料)中时，它们有时会对物体的机械性能产生不利影响。另外，将光散射剂分散在助熔剂或油墨中可导致水负荷增加，抑制了物体的熔融。

在一些实施例中，产生更白的3D对象可涉及将对象烧结而不是完全将对象熔融。如本文所用，烧结指通过施加热和/或压力将颗粒，例如粉末状构建材料的颗粒，结合在一起而不使颗粒完全熔融的方法。相反，如本文所用，熔融指这样的粉末状颗粒完全熔化然后固化的过程。在一些实施例中，可通过在施加降低的熔融能之前将较少量的助熔剂或稀释的助熔剂沉积到粉末上来实现烧结。烧结的区域可为围绕物体的熔融芯的薄壳，或烧结的区域可更深地渗透到物体中，延伸穿过物体内的多个层。

因为烧结的(即，未完全的)颗粒具有改善的光散射效果，所以烧结物体可有助于在物体上产生均匀和发白的外观。虽然烧结可有助于产生更白的物体，但是，烧结过程中的变化，例如施加熔融能和/或助熔剂的变化，有时会导致不一致的结果，这降低了3D物体的质量。例如，在一些情况下，烧结过程中，不经意增加的熔融能的量可使颗粒完全熔化(即熔融)，导致所得物体由于光散射效应的降低而颜色变暗。相反，熔融能的量的减少可导致颗粒连接不良，这可导致物体的机械结构变得太弱而不能经受物体的预期处理或使用。

因此，在本文描述的一些实施例中，打印3D对象可包括在对象的表面上形成目标3D微观结构，以提供均匀和提高的表面颜色，而不会牺牲用于颗粒熔化的色域或显著影响机械强度。在目标微观图案中将助熔剂沉积在粉末状构建材料(例如，粉末状聚合物)上并提供随后的熔融过程可产生一致的、强烈熔融的目标微观结构，同时在微观结构的间隙内产生目标的烧结颗粒区域。熔融的微观结构的间隙内的烧结的颗粒区域增加了散射回至观察者的光，这使得物体看起来更白和更亮。熔融的微观结构有助于捕获并保持微观结构间隙内的烧结粉末和着色剂，这使得物体颜色在烧结颗粒的白色背景下看起来更明亮和更生动。

在一些实施例中，当正在打印对象时，这样的3D微观结构也可在3D对象内形成和分布，使得微观结构存在于对象的多个内部层上。除了改善物体的颜色性能之外，在物体内形成的微观结构为物体提供了坚固的机械强度和性能。例如，在物体的多个内层中形成微观结构可在物体内和物体的外表面上提供显著的颜色改善，以及在物体中产生高度的机械强度。在物体的多个外层上形成微观结构以及形成完全熔融/熔化的物体芯，可产生具有完全熔融的物体的机械强度以及提高的颜色性能的物体。

如本文所使用的，术语“微观图案”旨在表示在较大的宏观图案内产生的小图案。术语“宏观图案”旨在表示定义或限定正在被打印的3D对象的横截面薄片的较大图案。可通过将液体助熔剂沉积在宏观图案周边内的粉末状构建材料上来产生微观图案。宏观图案或正在打印的3D对象的横截面薄片源自表示待打印的3D对象的3D对象模型数据。

在特定实施例中，打印三维(3D)对象的方法包括接收表示3D对象的模型的对象数据，以及修改对象数据以生成图案化的对象数据。图案化的对象数据表示包括微观图案的3D对象模型。使用图案化的对象数据，生成打印数据以控制3D打印机，以将液体助熔剂沉积到包括正在被打印的3D对象的横截面的宏观图案内的构建材料的层上。沉积液体助熔剂形成具有液体助熔剂的试剂区域，以及缺少液体助熔剂的间隙区域的微观图案。方法包括通过施加红外辐射，以在使间隙区域烧结时同时使试剂区域熔融而形成3D微观结构。

在另一个示例中，一种存储指令的非暂时性机器可读的存储介质，所述指令在由三维(3D)打印机的处理器执行时使得3D打印机将粉末层沉积在打印平台上，并且在粉末层上形成包括可熔融区域的微观图案，在该可熔融区域上沉积有助熔剂，所述助熔剂被可烧结区域隔开，所述可烧结区域之间没有沉积助熔剂。3D打印机将粉末层暴露于红外辐射以同时将可熔融区域熔融并将可烧结区域烧结成微观结构。

在另一个实施例中，打印3D物体的方法包括将构建粉末的层施加在打印平台上，并将液体试剂的微观图案沉积在限定待打印的3D物体的横截面的宏观图案内的粉末上。方法包括通过向粉末施加熔融能由微观图案形成微观结构。微观结构包括熔融的区域和熔融的区域之间的烧结的区域。

图1示出了根据本文描述的实施例的适于在打印3D对象时形成3D微观结构的示例性三维(3D)打印系统100的透视图。示例性打印系统100包括可移动打印平台102或构建平台102，其可用作其中可打印3D对象(图1中未示出)的工作空间104的底部。工作空间104可包括围绕打印平台102的固定壁105(图示为前壁105a、侧壁105b、后壁105c、侧壁105d)。固定壁105和平台102可包含一定体积的粉末状构建材料，其在打印3D对象期间逐层沉积到工作空间104中。出于本说明书的目的并且为了帮助说明3D打印系统100的不同要素和功能，工作空间104的前壁105a被示出为透明的。在打印期间，工作空间104内的构建体积可包括由助熔剂处理并且施加熔融能(例如，辐射)的粉末形成的3D物体的全部或一部分。构建体积还可包括围绕并支撑工作空间104内的3D对象的未处理粉末。

打印平台102可在工作空间104内沿向上和向下方向移动，分别如向上箭头106和向下箭头108所示。当3D对象的打印开始时，随着粉末构建材料的第一层被沉积在平台102上并被处理，打印平台102可位于朝向工作空间104的顶部的向上位置。在处理完粉末的第一层之后，随着粉末构建材料的其他层沉积在平台102上并进行处理，平台102可在向下方向108移动。

示例性3D打印系统100包括粉末状构建材料110的供应。构建材料，在本文中可选地称为“粉末”，可包括由适于产生3D物体的各种材料制备的粉末状材料。这种粉末状材料可包括例如聚合物、玻璃、陶瓷(例如氧化铝，Al₂O₃)、羟基磷灰石、金属等。打印系统100可使用分散器112将粉末从供应110进料到工作空间104，以可控制地将粉末在打印平台102上，和/或其他先前沉积的粉末层上分散为层。分散器112可包括例如辊、刮刀或其他类型的材料分散装置。

所述示例性3D打印系统100进一步包括液体试剂分配器114。虽然也可使用其他类型的液体分配器，但是本文示出和描述的示例性分配器114包括打印头114，例如热喷墨或压电喷墨打印头。示例性打印头114包括按需滴加打印头，其具有一系列液体喷射喷嘴，适于将助熔剂或其他液体选择性地输送到已经分散到打印平台102上的粉末的层上。在一些实施例中，打印头114具有使其能够横跨工作空间104的深度116的长度尺寸。因此，随着打印头114在工作空间104内的粉末层上施加了助熔剂、着色剂或其他液体的液滴，打印头114可以以页宽阵列配置扫描工作空间104的宽度118。

图1示出了打印头114的示例性扫描运动(由方向箭头120示出)。扫描打印头由虚线打印头表示形式122示出，其示出扫描工作空间104的同时将液滴124喷射到工作空间104中的粉末的层(未示出)上。尽管未在图1的实施例中示出，但是在打印期间，随着打印头114扫描工作空间并喷射助熔剂或其他液体的液滴124，3D物体的一部分将存在于工作空间104内。

适于从打印头114喷射的助熔剂的例子包括含有辐射吸收剂的基于水的分散体。辐射吸收剂可为红外(IR)辐射吸收剂、近红外辐射吸收剂或可见光吸收剂。在一些实施例中，助熔剂可为包含炭黑作为辐射吸收剂的油墨型制剂。在一些实施例中，助熔剂可为墨水或其他液体，其吸收IR光谱中的能量但反射可见光谱中的能量。基于染料的着色油墨和基于颜料的着色油墨为包含可见光吸收剂的油墨的例子。

如图1所示，示例性3D打印系统100进一步包括诸如辐射源126的熔融能源。辐射源126可以以多种方式实现，包括例如作为固化灯或作为发光二极管(LED)来发射红外、近红外、紫外或可见光，或作为特定波长的激光。辐射源126可部分地取决于在打印过程中使用的助熔剂和/或粉末的类型。辐射源126可连接到滑架(未示出)，并且可固定或扫描工作空间104。辐射源126可将辐射R施加到工作空间104中的粉末的层，以利于加热和熔融粉末。在一些实施例中，可通过打印头114选择性地将助熔剂124施加到粉末的层上，以增强辐射R的吸收并有助于将吸收的辐射转化成热能。在助熔剂已经施加到粉末的区域中，吸收的辐射可充分加热粉末以使得粉末熔融。如下面更详细讨论的，在助熔剂未施加到粉末的区域中，来自熔融的区域的热分散可使得粉末烧结。

示例性3D打印系统100另外包括示例性控制器128。控制器128可控制打印系统100的各种操作，以利于如上大体上描述的3D对象的打印，例如将粉末分散到工作空间104中，将助熔剂124选择性地施加到粉末的部分，以及将粉末暴露于辐射R。此外，如下面更详细描述，控制器128可控制3D打印系统100在3D物体的表面上和3D对象的内部形成微观结构，以提供对对象的颜色和功能性能的改进控制。

如图1中所示，示例性控制器128可包括中央处理器(CPU)130和存储器132。控制器128可另外包括用于与3D打印系统100通信并控制3D打印系统100的各种组件的其他电子设备(未示出)。这种其他电子设备可包括例如，分立电子元件和/或ASIC(专用集成电路)。存储器132可包括易失性(即RAM)和非易失性存储器组件(例如，ROM、硬盘、光盘、CD-ROM、磁带、闪存等)。存储器132的组件包括非暂时性、机器可读的(例如，计算机/处理器可读的)介质，其可提供机器可读的编码程序指令、数据结构、程序指令模块、JDF(作业定义格式)以及可由3D打印系统100的处理器130执行的其他数据和/或指令的存储。

存储在存储器132中的可执行指令的例子包括与构建模块134和微观图案沉积模块136相关联的指令，而存储的数据的例子可包括对象数据138和图案化的对象数据140。通常，模块134和136包括可由处理器130执行的编程指令，以使3D打印系统100执行与在工作空间104内打印3D对象有关的操作，包括打印在对象的表面层和内部层上包括各种图案化3D微观结构的3D对象，以有助于提高颜色和机械性能。这种操作可包括，例如，分别在图5、6和7中描述的方法500、600和700的操作。

在一些实施例中，控制器128可从诸如计算机的主机系统接收对象数据138。对象数据138可表示例如定义要在3D打印系统100上产生的3D对象模型的对象文件。如下所述，对象数据138可包括关于3D对象的强度和颜色特性的信息，其可用于确定何时以及如何将微观结构合并到物体中。执行来自构建模块134的指令，处理器130可从对象数据138生成用于3D对象模型的每个横截面薄片的打印数据。打印数据可定义例如3D对象模型的每个横截面薄片，用于覆盖每个横截面薄片内的构造粉末的液体试剂，以及如何施加熔融能，以熔融粉末的每个层。处理器130可使用打印数据来控制打印系统100的组件以处理粉末的每个层。因此，对象数据可用于生成命令和/或命令参数，用于控制通过分散器112将构建粉末从供应110分配在打印平台102上，通过打印头114将助熔剂施加在粉末层上，通过辐射源126向粉末的层施加辐射等等。

微观图案沉积模块136包括进一步的可执行指令，以使3D打印系统100的处理器130能够修改对象数据138。指令可使处理器基于例如，对象数据中定义的颜色和强度特征，来决定是否以及如何用微观图案修改对象数据138。例如，被定义为具有更大强度的对象可在其外表面上用微观图案修改，但不在内部层上修改，以便提供适度的颜色性能，但确保对象的核心在整个过程中完全熔融。可修改被定义为具有更高颜色性能的对象，以便用微观图案修改对象的外层和内层。类似地，在对象数据138内定义的颜色和强度特性可使得决定用于修改对象数据138的微观图案类型。例如，如下所述，微观图案的密度和微观图案特征的厚度可用来更好地控制3D对象的颜色和强度。要求具有更大强度的对象的对象数据138可使得包括具有较厚特征的致密微观图案的修改，所述较厚特征紧密地堆积在一起以提供更大的强度性能。类似地，要求具有更大色彩性能的对象的对象数据138可使得包括密度更小的微观图案的修改，该微观图案具有间隔更远的薄特征。因此，可执行来自模块136的指令以控制从对象数据138修改3D对象模型以创建图案化的对象数据140。如上所述，图案化的对象数据140可进一步定义3D对象模型以包括要在更大的宏观图案内打印的微观图案，宏观图案限定3D对象模型的横截面薄片。处理器130可使用从图案化的对象数据140生成的打印数据来控制打印系统100，以在3D对象的表面层和内层上打印微观图案并形成微观结构。

图2示出了其中正在打印3D对象的示例性三维(3D)打印系统100的俯视图。如图2所示，构造粉末的层142已经沉积在系统100的工作空间104内的打印平台102上。该粉末的层142可为用以形成3D对象的外表面层或3D对象的内部层的层。形成在粉末的层142上的宏观图案144限定了正在被打印的3D对象的横截面薄片。在图2的实施例中，宏观图案144看起来为链轮的形状，在其中心具有圆孔146。在宏观图案144内并描绘宏观图案144，为通过将液体试剂沉积在粉末的层142上而形成的两个示例性微观图案(图示为第一微观图案148和第二微观图案150)。在一些实施例中，可在宏观图案144内形成单个微观图案，而在其他示例中，可在宏观图案144内形成多个微观图案。在熔融时，不同的微观图案可产生在3D对象内提供变化的颜色和机械强度特性的微观结构。因此，在整个3D对象的层上使用宏观图案144内的不同微观图案(即，横截面薄片)可产生具有不同颜色和机械特性的3D对象。参考图2，例如，在宏观图案144内形成的第一微观图案148可产生具有强颜色性能和中等强度的微观结构，而第二微观图案150产生具有适中颜色性能和高强度的微观结构。

图3示出了多个示例性微观图案152(示为微观图案152a、152b、152c和152d)，其可适于3D打印系统100以在3D对象上产生微观结构。图3中所示的微观图案152旨在作为示例，并且不旨在表示对于可适用于3D打印系统100的其他微观图案的任何限制。合适的微观图案可包括各种几何图案，其包括基于线、点、正方形、三角形和其他几何形状的不同格子型图案。在这种格子图案中，诸如线或点的几何特征在整个图案中规则地间隔开。如图4所示，在一些实施例中，微观图案可在对象的层之间交织，以产生在对象的层之间交织的微观结构。

可通过可控地将液体助熔剂沉积在构建粉末的层上来形成微观图案。结合图3中示出的微观图案152、图2中示出的微观图案148和150，液体助熔剂表示为深色的几何特征，例如线或宏点(即，液体试剂的多个像素)。因此，微观图案152包括液体助熔剂沉积在其上的试剂区域154(示为试剂区域154a、154b、154c、154d)，以及没有液体助熔剂的间隙区域156(示为间隙区域156a、156b、56c、156d)。将熔融能施加在微观图案上可形成包括熔融的试剂区域和烧结的间隙区域的微观结构。图4示出了微观结构158的示例性横截面，该微观结构158可通过将熔融能施加到微观图案而产生，所述微观图案例如图3的线微观图案152a。微观结构158已形成在图示为层n、层n+1和层n+2的若干层上。在该实施例中，层n+2可表示对象的表面层，而层n和层n+1可表示表面层下面的层。如上所述，微观结构158包括在对象的层之间交织的结构。微观结构158的熔融的区域160在试剂区域产生足够的热量以产生牢固熔融的表面的地方形成，而烧结的区域162在间隙区域中由间接热量形成，所述间接热量从试剂区域分散到间隙区域中。微观结构的熔融的区域160有助于捕获并保持在间隙区域162内的烧结的粉末和着色剂164。

通常，形成目标微观图案使得能够控制微观结构的产生，所述微观结构包括3D对象的表面和/或内层上的熔融的区域和烧结的区域。控制3D对象的表面和其他层上的熔融的区域和烧结的区域的尺寸和分布，使得能够具有更宽的处理窗口以控制对象的颜色和强度。例如，产生具有较厚特征的致密微观图案(例如较粗的线或点紧密堆积在一起)可提供更大的强度性能和更少的颜色性能，这是由于将产生更大的熔融的区域面积。相反，具有较小间隔的薄特征的较不致密的微观图案可提供更好的颜色性能以及较小的强度性能，这是由于将导致熔融的区域的面积减小。参考图3，示例性微观图案152a包括线图案，其中助熔剂沉积在由没有液体试剂的间隙分隔开的线中。线的厚度、施加在线上的助熔剂的密度以及线之间的间隙的尺寸可影响在熔融过程中是否将产生足够的热量以在间隙中产生牢固熔融的区域和烧结的区域。在一些实施例中，线可具有在1/1200”(0.0211667mm)和3/1200”(0.0635mm)之间的厚度，并且由厚度在5/1200”(0.105833mm)和12/1200”(0.254mm)之间的间隙分开，其中形成烧结粉末。类似地，在例如图3中的微观图案152b的点微观图案中，宏点的尺寸可在5/1200”(0.105833mm)和8/1200”(0.169333mm)之间，并且可在8/1200”(0.169333mm)到16/1200”(0.338667mm)的间隙内等边距离。虽然已经提供了微观图案特征尺寸(即，线和点的尺寸)和特征之间的间隙的一些示例性尺寸，但是也可能是其他尺寸和范围，并且在本文中可考虑应用。

图5、6和7是示出打印三维(3D)对象的示例性方法500、600和700的流程图。方法500、600和700与上面参考图1-4讨论的实施例相关联，并且在这些实施例的相关讨论中可找到方法500、600和700所示的操作的细节。方法500、600和700的操作可具体化为存储在非暂时性、机器可读的(例如，计算机/处理器可读的)介质(例如图1中所示的存储器132)上的编程指令。在一些实施例中，方法500、600和700的操作的实施可由处理器(例如图1的处理器130)读取并执行存储在存储器132中的编程指令来实现。在一些实施例中，可单独地使用ASIC和/或其他硬件组件或者与可由处理器130执行的编程指令结合的方式来实现方法500,600和700的操作的实施。

方法500、600和700可包括一种以上的实施方式，并且方法500、600和700的不同实施方式可不采用在图5、6和7的相应流程图中呈现的每个操作。因此，虽然方法500、600和700的操作在它们各自的流程图中以特定顺序呈现，但是它们的呈现顺序并不旨在限制实际上操作可实施的顺序，或者是否可实施所有操作。例如，方法500的一种实施方式可通过执行多个初始操作来实现，而不执行一个或多个后续操作，而方法500的另一种实施方式可通过执行所有操作来实现。

现在参考图5的流程图，打印三维(3D)对象的示例性方法500开始于接收表示3D对象的模型的对象数据，如框502所示。如框504所示，方法包括修改对象数据以生成图案化的对象数据。修改对象数据可包括将目标微观图案与对象数据整合。如框506所示，从图案化的对象数据生成打印数据，以控制3D打印机将液体助熔剂的目标微观图案沉积到包括待打印的3D对象的横截面的宏观图案内的构建材料的层上。目标微观图案包括具有液体助熔剂的试剂区域和没有液体助熔剂的间隙区域。如框508所示，在一些实施例中，沉积目标微观图案包括沉积吸收红外(IR)辐射的助熔剂。沉积目标微观图案也可包括将多个不同的微观图案沉积在宏观图案内的不同区域的构建材料的层上，如框510所示。施加熔融能包括施加IR辐射，以使助熔剂根据目标微观图案来加热构建材料而不加热液体着色剂，如框512所示。

如框514所示，方法500包括通过施加熔融能形成与目标微观图案对应的目标微观结构，以便使试剂区域熔融的同时烧结间隙区域。在不同的实施例中，在3D对象的层上形成目标微观结构可包括在3D对象的表面层、3D对象的内层和/或其组合上形成微观结构。如框516所示，该方法进一步包括将液体着色剂沉积在宏观图案内的构建材料的层上。如框518所示，当形成微观结构时，液体着色剂可被捕获在间隙区域内。

现在参考图6，打印三维(3D)对象的另一示例性方法600开始于框602，其将粉末层沉积在打印平台上。如框604所示，该方法包括在粉末层上形成目标微观图案，该微观图案包括其上沉积助熔剂的可熔融区域，在可熔融区域之间由其上没有沉积助熔剂的可烧结区域分开。如框606所示，然后可将粉末层暴露于红外辐射以同时使可熔融的区域熔融并将可烧结区域烧结成与目标微观图案对应的目标微观结构。如框608和610所示，该方法进一步包括在沉积助熔剂的同时沉积着色剂，并且分别捕获可烧结区域内的着色剂。

参考图7，打印三维(3D)对象的另一示例性方法700开始于框702，其将构建粉末的层施加在打印平台上。如框704所示，该方法包括将液体助熔剂的目标微观图案沉积在限定待打印的3D物体的横截面的宏观图案内的粉末上。沉积液体助熔剂包括形成其上沉积液体助熔剂的液体助熔剂区域，和在液体助熔剂区域之间形成没有液体助熔剂的间隙区域，分别如框706和708所示。沉积液体助熔剂还可包括沉积吸收红外(IR)辐射的试剂，如框710所示。

方法700可如框712所示继续，通过向粉末施加熔融能而由目标微观图案形成目标微观结构。微观结构包括熔融的区域和熔融的区域之间的烧结的区域。形成微观结构可包括形成格子结构，在格子结构中熔融的区域和烧结的区域以规则图案彼此均匀地间隔开，如框714所示。如框716所示，施加熔融能可包括施加IR辐射。

方法700可如框718所示继续，其将液体着色剂沉积在横截面内的粉末上，并且在烧结的区域内捕获着色剂，如框720所示。如框722所示，沉积液体助熔剂和液体着色剂可包括在打印平台上扫描液体试剂分配器，并以相同的扫描运动从液体试剂分配器中沉积液体助熔剂和液体着色剂。

Claims (15)

1.一种打印三维(3D)对象的方法，其包括：

接收表示3D对象模型的对象数据；

修改所述对象数据以生成图案化的对象数据；

从所述图案化的对象数据生成打印数据，以控制3D打印机，以将液体助熔剂的目标微观图案沉积在包括正在打印的3D对象的横截面的宏观图案内的构建材料的层上，所述目标微观图案包括具有液体助熔剂的试剂区域和没有液体助熔剂的间隙区域；和，

通过施加熔融能以使所述试剂区域熔融的同时烧结所述间隙区域，形成与所述目标微观图案相对应的目标微观结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其中修改所述对象数据包括将所述目标微观图案与所述对象数据整合。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

将液体着色剂沉积在所述宏观图案内的所述构建材料的层上；和，

当形成所述微观结构时，捕获所述间隙区域内的所述液体着色剂。

4.根据权利要求3所述的方法，其中：

沉积液体助熔剂的目标微观图案包括沉积吸收红外(IR)辐射的助熔剂；并且，

施加熔融能包括根据所述目标微观图案施加IR辐射以加热构建材料，而不加热所述液体着色剂。

5.根据权利要求1所述的方法，其中沉积目标微观图案包括在所述宏观图案内的不同区域处，将多个不同的微观图案沉积在所述构建材料的层上。

6.根据权利要求1所述的方法，其中形成微观结构包括在所述3D对象的层上形成微观结构，所述3D对象的层选自由所述3D对象的表面层、所述3D对象的内层和其组合组成的组中。

7.一种存储指令的非暂时性机器可读的存储介质，所述指令当由三维(3D)打印机的处理器执行时使得所述3D打印机：

将粉末层沉积在打印平台上；

在所述粉末层上形成目标微观图案，所述目标微观图案包括其上沉积助熔剂的可熔融区域，所述可熔融区域被所述可熔融区域之间、其上没有沉积助熔剂的可烧结区域隔开；和，

将所述粉末层暴露于红外辐射，以同时将所述可熔融区域熔融，并将所述可烧结区域烧结成微观结构。

8.根据权利要求7所述的存储介质，其中形成目标微观图案包括沉积助熔剂，所述指令进一步使得所述3D打印机在沉积所述助熔剂的同时沉积着色剂。

9.根据权利要求8所述的存储介质，其中将所述粉末层暴露于红外辐射包括捕获所述可烧结区域内的所述着色剂。

10.一种打印三维(3D)对象的方法，其包括：

将构建粉末的层施加在打印平台上；

将液体助熔剂的目标微观图案沉积在限定待打印的3D物体的横截面的宏观图案内的所述粉末上；和，

通过向所述粉末施加熔融能而从所述目标微观图案形成微观结构，所述微观结构包括熔融的区域和所述熔融的区域之间的烧结的区域。

11.根据权利要求10所述的方法，其中沉积液体助熔剂的目标微观图案包括：

形成其上沉积液体助熔剂的试剂区域；和，

在所述试剂区域之间形成没有液体助熔剂的间隙区域。

12.根据权利要求11所述的方法，其中：

沉积液体助熔剂包括沉积吸收红外(IR)辐射的试剂；并且，

施加熔融能包括施加IR辐射。

13.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

将液体着色剂沉积在所述横截面内的所述粉末上；和，

捕获所述烧结的区域内的所述着色剂。

14.根据权利要求13所述的方法，其中沉积液体助熔剂和液体着色剂包括在所述打印平台上扫描液体试剂分配器，并以相同的扫描运动从所述液体试剂分配器沉积所述液体助熔剂和液体着色剂。

15.根据权利要求10所述的方法，其中形成微观结构包括形成格子结构，在所述格子结构中，所述熔融的区域和所述烧结的区域以规则图案彼此均匀间隔开。

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