CN109070466B - 具有横越照射区的增材制造 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种增材制造设备(10)、(22)、(34)，包括：加热器(18)、(36)，用以将辐射热引导到构造平台(12)的照射区(20)上，加热器(18)、(36)的至少一部分可移动以使照射区(20)在构造平台(12)之上横越；涂覆模块(14)，相对于加热器(18)、(36)可移动以横越构造平台(12)来将构造材料施加到构造平台(12)上；以及打印模块(16)，相对于加热器(18)、(36)可移动以横越构造平台(12)来将打印试剂选择性地喷射到构造材料上。

Description

具有横越照射区的增材制造

背景技术

在逐层基础上生成三维物体的增材制造系统被提出为生成三维物体的潜在地方便的方式。

在增材制造的一个示例中，通过使构造材料层的一部分固化来生成物体。在一些示例中，构造材料可以是以粉末的形式。

在一些这样的过程中，可将能量将施加到构造材料。例如，可施加能量以将构造材料预加热到接近于它的熔点的温度。也可施加能量以引起熔化，使得构造材料的区可熔合以形成物体的部分。

附图说明

现在将参考附图以非限制性示例来描述示例，其中：

图1是在平面图中的增材制造设备的示例的简化示意图；

图2是在平面图中的增材制造设备的另一示例的简化示意图；

图3是在侧视图中的图2的增材制造设备的示例的简化示意图；

图4是在侧视图中的另一示例增材制造设备的简化示意图；

图5是定义层循环数据的方法的流程图；

图6是定义层循环数据的方法的流程图；

图7是调节加热器横越速率的方法的流程图；以及

图8是机器可读介质和处理器的简化示意图。

具体实施方式

增材制造技术可通过构造材料的固化(或熔合)来生成三维物体。在一个示例中，构造材料可以是基于粉末的，且所生成的物体的特性可取决于构造材料的类型和所使用的固化机制的类型。在包括烧结和熔合技术的这样的技术的多个示例中，构造材料以逐层方式被供应，且固化方法包括加热构造材料层以在选定区中引起熔合(熔化)。在其它技术中，可使用化学固化方法。

在示例增材制造技术中，可例如使用打印试剂分配器例如压电或热打印头来将熔合剂(也被称为聚结剂)选择性地喷射到构造材料上。熔合剂能够吸收辐射(辐射热能)并将热能传递到与熔合剂接触的构造材料。这可使构造材料熔合。可在与三维物体的切片对应的图案中或基于三维物体的切片来将熔合剂喷射到构造材料的层上，且该层可暴露于辐射以选择性地熔合被施加有熔合剂的构造材料，以形成与相应切片对应的物体的层。

增材制造系统可基于结构设计数据来生成物体。这可涉及设计者例如使用计算机辅助设计(CAD)应用来生成待生成的物体的三维模型。该模型可限定物体的实心部分。为了使用增材制造系统从模型生成三维物体，可处理模型数据以生成模型的平行平面的切片。每个切片可限定将通过增材制造系统固化的或引起聚结的构造材料的相应层的一部分。

用于增材制造的打印装置(即，增材制造设备)可接收与用于形成构造材料层的预先生成的切片有关的模型数据或可接收与三维模型有关的数据，所接收的数据接着在打印装置内被处理以生成切片，切片接着形成构造材料层。

图1示意性示出示例增材制造设备10。设备10包括构造平台12、涂覆模块14、打印模块16和加热器18。

构造平台12接收用于选择性地熔合的构造材料，且通常包括具有水平定向的向上的表面的矩形平台，该表面用于在其上接收构造材料。在这个示例中，构造平台具有沿着第一横(水平)轴A1(图1中的左到右方向)的宽度，该宽度大于构造平台沿着第二横轴A2(图1中的顶到底方向)的深度。

涂覆模块14通常沿着第一横轴A1伸长。涂覆模块14沿着第二横向方向A2来回横越构造平台(即，在构造平台上可移动)，以在涂覆循环中将构造材料的层施加到构造平台上。在增材制造过程期间，涂覆模块14将构造材料的连续层施加到构造平台上，构造材料的连续层接连地选择性地被熔合以生成三维物体。在这个特定的示例中，涂覆模块14在构造平台12上从它可返回的横向相邻于构造平台12的储藏位置可移动，以穿过在构造平台12之上的空间用于随后的打印或加热。

在这个示例中，打印模块16通常沿着第二横轴A2伸长并沿着第一横轴A1在构造平台12之上横越。打印模块16携带打印头，例如热或压电打印头，以将打印试剂选择性地喷射到在构造平台12上接收的构造材料上。在这个示例中，打印模块16沿着第一横轴A1在构造平台12之上来回横越。相应地，打印模块16和涂覆模块14沿着正交方向(或轴)横越构造平台12。如同涂覆模块14一样，打印模块16在构造平台12之上从横向相邻于构造平台12的储藏位置来回可移动。

在这个特定的示例中，涂覆模块14和打印模块16布置在构造平台12之上的基本上同一垂直位置处，使得在使用中，在构造平台12之上的任一模块的运动被安排以避免与另一模块交叉。

加热器18通常沿着第二横轴A2伸长，并将辐射热引导到构造平台12上。如图1所示，存在与来自加热器18的辐射热被接收(即，在构造平台12上被接收或在构造平台12上接收的构造材料上被接收)的区对应的照射区20。加热器18被配置为使得照射区20在使用中在构造平台12之上横越。在这个特定的示例中，照射区20沿着第一横轴A1来回横越。加热器可以预加热构造材料。加热器也可引起构造材料的熔合。

在这个特定的示例中，加热器18沿着第一横轴A1且在打印模块16和涂覆模块14之上的水平(即垂直水平)处在构造平台2之上来回横越。因此，加热器18可独立于打印模块16和涂覆模块14的任何横向运动而横越构造平台12。

在其它示例中，加热器18可具有可枢转的加热器元件或可枢转的导向元件(例如反射器)以在运动的角范围内枢转并从而引导辐射热，使得照射区20在构造平台12之上横越，如下面将关于图4详细描述的。

图2和图3示出另一示例增材制造设备22。图3示出设备的侧视图，使得第二横轴A2越过图纸(即，如所示的从左到右)延伸。设备22具有与上面关于图1的设备10所述的部件共用或类似的几个部件，包括构造平台12以及涂覆模块14、打印模块16和加热器18的一般配置。

在这个特定的示例中，增材制造设备22额外包括横向相邻于构造平台12的前构造材料供应区24和后构造材料供应区26，使得在每个区24、26和构造平台12之间的边界沿着第一横轴A1放置。

构造材料供应区24、26接收待施加到构造平台12上的构造材料。涂覆模块14从在构造材料供应区24、26之上的位置移动并在构造平台12之上横越，以便将构造材料的层施加到构造平台12上。可从例如构造材料输送机给构造材料供应区24、26供应构造材料，构造材料输送机从构造材料的单独的储蓄器或仓库延伸到构造材料供应区24、26。在这个示例中，涂覆模块14具有横向相邻于构造材料供应区24、26的存储位置，使得在相应区中的构造材料可由在上面的加热器18加热，如将在下面详细描述的。在其它示例中，涂覆模块的存储位置可以在区24、26之一之上。如图2所示，涂覆模块14耦合到用于控制涂覆模块在构造平台12之上的横越运动的控制器40。

在这个示例中，打印模块16包括两个分立的打印头28、30。如图2所示，在这个示例中，打印头28、30部分地重叠，使得它们的相互对准可被调节。打印模块16耦合到用于控制打印模块16在构造平台12之上的横越运动的控制器40。

在示例例如图1至图2所示的示例中，构造平台12可具有沿着第一横轴A1的宽度，该宽度大于沿着相对于第一横轴正交的第二横轴A1的深度。在打印模块16沿着第一横轴A1在构造平台12之上横越而涂覆模块14沿着第二横轴在构造平台12之上横越的示例中，当与相同的第一表面积的正方形构造平台或打印模块和涂覆模块的其它布置比较时，这可减小提供第一表面积的构造平台12的复杂性和费用。特别是，由于打印模块的复杂性，制造大长度的打印模块可能很难并且昂贵。相反，申请人发现，用于增加涂覆模块的长度的增量成本是比较廉价的。因此，提供在其中打印模块沿着较短的轴延伸并沿着构造平台的较长轴横越的设备可减小设备的复杂性和成本。此外，提供加热器18以沿着较短轴延伸并使照射区沿着较长轴横越可最小化装备和加热器的操作成本。同时，构造材料供应区的预加热可由加热器18在这样的供应区之上的延伸实现，申请人发现，由提供这样的预加热造成的任何装备成本可以被可通过提供涂覆模块以沿着较长轴延伸并横越较短轴来实现的效率抵消，如上所述。

在这个示例中，加热器18具有大于打印模块16的相应长度的沿着第二横轴A2的长度，使得加热器18在前构造材料供应区24和后构造材料供应区26之上延伸。

如图2所示，在这个示例中，加热器18在构造平台12之上横越，以便使在加热器18下方的照射区20在构造平台12之上横越。

涂覆模块14、打印模块16和加热器18中的每个可被安装在相应的导向件(guide)例如在结构支持架上支撑的轨道上，且可通过沿着相应轨道移动来在构造平台12之上横越。这样的导向件的支撑结构可能是常见的。例如在这个示例中，打印模块16沿着第一横轴A1可移动，且同样加热器18沿着与第一横轴A1平行的方向可移动(垂直地偏移，因为加热器18被布置在打印模块16之上)。公共支撑结构可以为打印模块16和加热器18中的每个设置有独立轨道或导向件，打印模块16和加热器18被布置成使得打印模块16和加热器18在它们经过彼此时不交叉。在其它示例中，当相应的托架被布置成用于与加热器18平行地移动时，加热器18可与不同的托架例如涂覆模块14共用公共支撑结构。

图3示出示例设备22，其中涂覆模块14和打印模块16位于基本上同一垂直水平处，使得它们如果被启动来在同一时刻横越构造平台12则将彼此交叉。在这个示例中，加热器18位于打印模块16和还有涂覆模块14之上，使得它可独立于涂覆模块14和打印模块16的任何横越运动而在构造平台12之上横越。在示例中，在加热器之下横越的任何托架(例如打印模块16和涂覆模块14)可设置有用于反射来自加热器的辐射热的反射器以保护这样的托架。例如，这样的反射器可以以包括反射材料的外壳的形式被提供，或可被提供为安装在这样的托架上的反射元件。

在示例中，加热器18可具有沿着它的长度的多个加热器元件，每个加热器元件是单独可控制的，使得加热器18可发射沿着它的长度改变的辐射热的曲线(profile)。控制器40可控制每个加热器元件的功率供应或热输出，以导致辐射热的变化的曲线。此外，在示例中，当加热器18横越构造平台时，控制器40可改变曲线，使得被发射到构造平台12上的辐射热的曲线沿着第一横轴A1和第二横轴A2两者而改变。使得照射区20横越构造平台的加热器横越速率也可被改变以调节由构造平台的部分接收的辐射热，如将在下面参考图7所述的。

图2和图3的示例打印设备22进一步包括用于监测在构造平台12上的构造材料的温度的传感器32。例如，传感器可以是红外图像传感器，以基于在传感器32处接收的红外光来确定在构造平台之上的温度曲线，该温度曲线沿着第一横轴A1和第二横轴A2都改变。在这个示例中，传感器32耦合到控制器40以向控制器40提供温度反馈，使得控制器40可基于传感器32的输出来确定要使用加热器18输出的辐射热的曲线。

在这个特定的示例中，传感器32以布置在构造平台12之上并且在加热器18(见图3)的水平之上的红外摄像传感器的形式被提供。传感器32定位成使得它接收从构造平台12以及前构造材料供应区24和后构造材料供应区26发射的红外光。在其它示例中，传感器32可定位成使得它从至少构造平台12接收红外光。

在这个示例中，传感器32静态地被安装，使得它在层循环期间不相对于构造平台横向移动。然而在其它示例中，用于监测在构造平台上的构造材料的温度的一个或多个传感器可安装在托架上以在构造平台之上横越。这可以是传感器的独立托架，或传感器可安装到加热器18、打印模块16或涂覆模块14中的任一个。

图4示出了增材制造设备34的另一示例，与上面关于图1所述的设备10和上面关于图2和图3所述的设备22的不同之处在于加热器36绕着枢轴A3枢转。

图4示出打印设备34的侧视图，使得第一横轴A1跨越附图延伸。如图4所示，加热器36布置在打印模块16之上的水平处，打印模块16如上所述沿着第一横轴A1在构造平台12之上可移动。加热器36绕着枢轴A3可枢转，枢轴A3在这个示例中与第二横轴A2平行。在这个示例中，加热器36具有相对于构造平台12的宽度(即，构造平台沿着第一横轴A1的长度)的基本上中心的位置，且沿着第二横轴A2延伸。在示例中，加热器36可具有与构造平台12的深度(即，构造平台沿着第二横轴A2的长度)对应的延伸的长度或可具有与除了例如相邻于构造平台的任何构造材料供应区以外的构造平台对应的延伸的长度。

如图4所示，加热器36发射辐射热的波束以在构造平台的表面上(或在构造平台上接收的任何构造材料上)形成照射区20。当加热器36枢转时，波束和基于此的照射区20被促使在构造平台12之上横越。加热器36或加热器的控制器可控制加热器36的功率输出，以针对在加热器36和照射区之间的路径长度中的任何变化而调节，该功率输出可以是加热器36相对于构造平台12的角度的函数。

在这个特定的示例中，加热器36被提供为例如借助于安装在加热器36和支撑结构之间的可枢转底座可枢转的单一装置。在其它示例中，加热器36的一部分(即，不是全部)可相对于加热器36的静态地安装的部分可枢转。例如，可选地包括导向元件(例如反射器或透镜)的生成辐射热的加热器元件可相对于加热器36的静止部分可枢转。在其它示例中，生成辐射热的加热器元件可静态地安装到支撑结构，且从加热器元件引导辐射热的导向元件可相对于加热器元件可枢转。

申请人发现，如上面例示的加热器相对于另一托架(例如涂覆模块或打印模块)的布置可允许加热器的独立控制以使辐射区横越构造平台。因此，可独立于打印模块或涂覆模块的操作来控制加热器的工作周期。这可使加热器能够在层循环内的涂覆循环和打印循环期间都是活动的(如下面将描述的)。还进一步地，可独立于打印模块或涂覆模块的横越运动来设置辐射区的横越速度(加热器横越速率)。

更进一步地，申请人发现，使照射区横越构造平台的加热器实现起来可能比在构造平台之上发射辐射热的静止加热器更不复杂和更不昂贵，且也比利用静止加热器和安装在打印托架上的横越加热器的布置更不昂贵。

在前面考虑的布置中，用于熔合构造材料的加热器可设置在打印托架上，且因此加热器的工作周期被限制到打印托架的工作周期。可基于打印头的性能来限制打印托架的横越速度，例如最大速度可以是每秒20英寸(大约每秒0.5米)。这样的前面考虑的布置可因此包括静态地安装在该布置内用于预加热构造材料的辅助加热器，在打印托架上的加热器被提供来发射相对少数量的额外的辐射热以引起选择性熔合(即，根据打印试剂在构造材料上被接收的地方而是选择性的，如上所述)。这样的前面考虑的布置因此使用均匀加热(例如来自上方的静止的加热器)和安装在打印托架上的横越加热器的组合。将加热器安装在打印托架上可使在层循环的最终阶段中(即，在将打印试剂喷射到构造材料上之后)由加热器施加到构造材料的辐射热能够在喷射打印试剂之后以一致的时间延迟出现。特别是，打印试剂可导致构造材料的冷却，且因此在打印之后直接熔合可以以可预测或一致的方式减轻这个冷却效应。

现在将描述为增材制造操作的层循环定义层循环数据的示例方法。仅为了例示性目的，将参考上面关于图2和图3所述的增材制造设备22来定义该方法。层循环与在增材制造过程中构造材料的层的选择性固化有关。层循环因此可包括将构造材料的层施加到构造平台上(涂覆循环)，通过使用打印模块将打印试剂选择性地喷射到构造材料上来打印(打印循环)以及加热以对构造材料进行预加热并引起构造材料的熔合(加热循环)。可至少部分地基于与增材制造操作有关的预先确定的参数(例如设置或约束)，例如构造材料的类型、引起选择性熔合的打印试剂的类型、打印质量水平、机械特性设置和打印速度设置，来定义层循环。例如，可调节层循环以实现不同的机械特性(例如强度)或打印质量(例如表面光洁度)，这可表示与其它特性(例如速度或能量效率)的折衷。为了本公开的目的，这样的参数可被称为打印操作参数。打印操作参数可单独地被定义以打印工作数据，其可包括与待生成的物体有关的几何数据，特别是定义在每层中的何处将被喷射打印试剂以用于构造材料的选择性熔合的数据。

图5是定义层循环数据以控制打印操作的层循环的方法50的流程图。例如，这样的层循环数据可被提供到打印设备的控制器以进行打印操作。如下面将描述的，在示例中，层循环数据包括用于控制涂覆循环的涂覆循环数据、用于控制打印循环的打印循环数据和用于控制层循环的加热循环的加热循环数据。

在块52中，基于打印操作参数来定义涂覆循环数据。例如，可定义涂覆循环数据，使得涂覆循环包括涂覆模块以每秒10英寸的横越速度(每秒大约0.25米)在构造平台12之上的单次通过(例如从前打印供应区24到后前打印供应区26)。在这个示例中，定义涂覆循环数据，使得在层循环内的涂覆循环具有大约2s的持续时间。

在块54中，基于打印操作参数和与通过增材制造生成的物体有关的打印工作数据来定义用于控制打印模块14的横越运动的打印循环数据。在示例中，可定义打印循环数据以基于打印操作参数(允许在通过之间和通过期间进行加热)在高达每秒20英寸(大约每秒0.5米)的可变横越速度下在两次连续的通过内喷射打印试剂。在特定的示例中，可定义打印循环数据，使得打印循环在涂覆循环完成之后开始并在层循环内具有大约2s的持续时间。

在块56中，可基于打印操作参数来定义加热循环数据。在示例中，可定义加热循环数据，使得在层循环的第一部分期间，使照射区20以第一加热器横越速率(例如在每秒40和80英寸之间)(在每秒大约1和2米之间))横越构造平台，该第一加热器横越速率被优化以在加热循环的第一周期期间预加热构造材料。例如在这个第一周期期间，在构造平台和还有构造材料供应区24、26上的构造材料可被加热。在示例中，可定义加热循环数据，使得在层循环的第二部分期间，使照射区20以第二加热器横越速率横越构造平台12，该第二加热器横越速率被优化以在打印循环期间和/或之后熔合构造材料。例如，在第二部分期间，可至少部分地基于打印循环数据来定义加热循环数据，使得照射区20跟随打印模块16的横越运动，且因此加热器横越速率可匹配打印模块16的横越速率(当加热器和打印模块沿着平行轴可移动时)。也可基于来自传感器32的输出来调节加热器横越速率，如下面关于图7详细描述的。

在示例中，在构造材料供应区24、26之上的加热器元件的辐射热输出可与在构造平台之上的加热器元件分开地被控制。例如，在打印循环之后的加热通过期间，可控制在构造平台之上的加热器元件以输出用于熔合的相对高的辐射热，而可控制在构造材料供应区之上的加热元件以输出用于预加热的相对较低的辐射热输出。

图6示出定义加热循环数据以控制加热器和设备的单独托架的通过运动的子方法60，单独托架在示例中可以是涂覆模块或打印模块，取决于哪个沿着与照射区20的横越运动的轴平行的轴可移动。为了例示性目的，子方法60的下面的进一步描述参考上面关于图2和图3所述的增材制造设备22，使得在这个示例中被提到的单独托架是沿着平行于照射区20的横越运动的方向在构造平台之上横越的打印模块16。在块62中，接收包括加热循环数据66和托架运动数据64(其在这个示例中是与打印托架16的横越运动有关的打印循环数据)的层循环数据。

在块68中，选择加热循环的第一部分用于分析，例如加热器的第一次通过。在其它示例中，第一部分可以是在加热循环内的一段时间或照射区20的横越运动的距离。在块70中，基于加热循环数据66和托架运动数据64来确定在加热循环的相应部分中是否有照射区和相应托架(在这个示例中，打印模块16)的通过运动。例如，这可出现在打印模块16从加热器移动到辐射热的路径内时，反之亦然。如果确定了通过，则在块72中相应地重新定义加热循环数据66。例如，加热器横越速率可暂时增加(例如从每秒60英寸到每秒80英寸(每秒大约1.5到2米))以最小化通过周期的持续时间。

在块74中，确定加热循环的选定部分是否在相应加热循环的末尾。如果是，则子方法在块78终止，且加热循环数据被输出用于在打印操作的层循环中使用。否则，在块76中，选择加热循环的下一部分用于分析，且分析方法在块70继续，如上所述。

上面所述的子方法可在打印循环前面被进行。上面所述的子方法涉及加热循环的离散分析。在其它示例中，其它分析方法可用于确定通过何时出现并相应地调节加热器运动。

如上所述调节通过周期的加热循环数据可使由穿过辐射热的路径的托架(例如打印模块16或涂覆模块14)引起的、在层循环期间的辐射热的阴影能够被最小化。当加热器横越速率基本上不同于相应托架(例如打印模块)的横越速率时，如上所述调节解热循环数据可能是特别适当的，因为在这样的示例中这样的通过可能将在层循环期间出现。

在其它示例中，可定义加热循环数据，使得照射区的横越运动与相应的单独托架(即，在这个示例中的打印模块)的横越运动至少部分地异相。例如，当加热器横越速率等于或类似于打印模块16的横越速率时，可定义加热循环数据和/或打印循环数据，使得照射区沿着与打印模块16的方向相反的方向横越构造平台。例如，可定义打印循环数据和/或加热循环数据，使得在开始配置处，照射区20朝着构造平台的一侧布置，而打印模块16朝着构造平台的相对侧布置。加热器横越速率可被设置为等于或类似于打印模块的横越速率的速率，但在相反的方向上开始，使得照射区20和打印模块的横越运动将是异相的。除非横越速率是相等的，否则加热器和打印模块的运动将不无限期地保持异相。然而在加热循环的过程中，相差可被维持，使得打印模块的通过照射区的穿过出现在横越速度的相应方向彼此相反时且不是在横越运动的相应方向相同时。因此，任何通过周期的持续时间可被最小化。在加热器和涂覆模块沿着同一轴横越的其它示例中，可以用相同的方式为相对于涂覆模块的异相横越运动定义加热数据(即，在上面的示例中提到的单独托架可以是涂覆模块)。

在示例中，可在打印操作期间基于在打印操作期间例如在控制器40处接收的反馈来调节加热循环数据。特别是，可基于从用于监测构造材料的温度的传感器32接收的反馈来调节加热循环数据。

申请人发现，构造材料的过多的加热可引起未预期的熔合。如上所述，在每个层循环中，打印试剂被喷射到构造材料上的预期出现熔合处。打印试剂可促进从辐射热到构造材料的热传递，从而升高打印试剂被施加的构造材料的温度，以达到熔合温度。然而，未预期的熔合可在某些情况下出现。例如，在一层的相对大的区被预期熔合的场合，过多的热可能在相应的区中生成。这个热可被传导通过在相应区的边界之外的层，引起在边界外部的未预期的熔合。此外，这样的热可被逐层传导。

图7示出调节用于基于监测构造材料的温度来控制加热循环的加热循环数据的示示例方法80，将为了例示性目的关于图2和图3的增材制造设备22来描述方法80。如上所述，设备22包括用于监测构造材料的温度的传感器32。

子方法80可在层循环期间的任一点处被应用，并可在层循环内，例如在加热通过之间，基于在构造平台12之上的构造材料的温度曲线来重复地被应用。在其它示例中，子方法80可例如通过监测待加热的构造平台12的一部分(例如构造平台的四分之一、构造平台的一半等)并相应地调节加热循环数据，被应用于加热通过的分立部分。

子方法80基于在传感器数据和与在加热循环的相应阶段的在构造平台上的构造材料的预测或目标温度有关的基线数据之间的比较分析。在这个示例中，子方法80在加热通过之间被应用，且基线数据包括在每个加热通过开始之前构造材料的目标温度曲线。例如，加热循环可包括三个预加热加热通过和两个熔合加热通过。基线数据可如下在三个加热通过中的每个加热通过处定义目标温度曲线：

加热通过完成	目标温度
		0	90℃(均匀)
1	95℃(均匀)
		2	100℃(均匀)
3	105℃(均匀)
		4	可变曲线
5	可变曲线

表1

通过监测构造数据的温度曲线并与目标或基线温度曲线比较，加热器的热输出可改变以补偿构造材料的任何过热或欠热部分。

如在表1中所示的，在这个示例中，目标温度对于三个预加热通过是均匀的，且由于打印试剂的施加和构造材料的因而生成的选择性熔合，目标温度在两个熔合通过期间是可用的。

在块82中，接收与构造平台12(或在其上接收的构造材料)的一部分的温度曲线有关的传感器数据。在块84中，控制器40参考基线数据来分析传感器数据以确定构造平台12的任何部分是否比基线曲线更热或更冷。基线数据可以是预测温度或目标温度，并可定义在构造平台之上的变化的温度曲线(例如在两个维度中定义)。在块86中，控制器40确定对将在随后的通过中输出辐射热的曲线的调节，以补偿任何过热或欠热。例如，如果构造材料的特定区的温度太高，则当照射区20在相应区之上时控制器40可减小加热器18的相应加热器元件的辐射热输出。因此，控制器40和加热器18可通过应用沿着第一和第二横轴改变的辐射热的变化的曲线来补偿过热或欠热。

控制器40可调节加热器横越速率(块88)。例如，当构造材料的一部分过热时，当照射区在相应区之上时，加热器横越速率可减小。根据加热器元件的类型，由于由加热器输出可被减小或提高的速率引起的任何滞后，改变加热器横越速率可能比改变加热器输出更反应迅速。调节加热器横越速率可能对构造平台的边缘区特别有效，边缘区可能倾向于通过传导而容易失去热，而热可能容易朝着构造平台的中心区聚积，特别是对于大量材料将在其中被熔合的庞大物体。

图8示出用处理器94可执行的指令来编码的非暂时机器可读介质92。在示例中，指令包括如上所述定义涂覆循环数据以控制涂覆循环(图5的块52)、定义打印循环数据以控制打印操作(图5的块54)以及定义加热循环数据以控制加热操作(图5的块56)的指令。可定义加热循环数据，使得当打印模块横越构造平台时，照射区横越构造平台。此外，可定义涂覆循环数据、打印循环数据和加热循环数据，使得涂覆模块和打印模块在层循环期间相对于加热器移动。

在本公开中的示例可被提供为方法、系统或机器可读指令，例如软件、硬件等的任何组合。这样的机器可读指令可被包括在计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上，计算机可读介质具有在其中或其上的计算机可读程序代码。

参考根据本公开的示例的方法、设备和系统的流程图和/或方框图描述了本公开。虽然上面所述的流程图显示特定的执行顺序，该执行顺序可不同于所描绘的执行顺序。关于一个流程图所述的块可与另一流程图的块组合。应理解，在流程图和/或方框图中的每个流程和/或块以及在流程图和/或方框图中的流程和/或图示的组合可由机器可读指令实现。

机器可读指令可例如由通用计算机、专用计算机、嵌入式处理器或其它可编程数据处理装置的处理器来执行以实现在本描述和图示中所述的功能。特别是，处理器或处理设备可执行机器可读指令。因此，设备和装置的功能模块可由执行存储在存储器中的机器可读指令的处理器或根据嵌在逻辑电路中的指令而操作的处理器实现。术语“处理器”应广泛被解释为包括CPU、处理单元、ASIC、逻辑单元或可编程门阵列等。方法和功能模块都可由单个处理器执行或在几个处理器当中被划分。

这样的机器可读指令也可存储在可引导计算机或其它可编程数据处理装置在特定的模式中操作的计算机可读存储器中。

这样的机器可读指令也可被加载到计算机或其它可编程数据处理装置上，使得计算机或其它可编程数据处理装置执行一系列操作来产生计算机实现的处理，因而在计算机或其它可编程装置上执行的指令实现由流程图中的流程和/或方框图中的块指定的功能。

此外，本文的教导可在计算机软件产品的形式中实现，计算机软产品存储在存储介质中并包括用于使计算机装置实现在本公开的示例中详述的方法的多个指令。

虽然参考某些示例描述了方法、设备和有关方面，但可做出各种修改、变化、省略和替换而不偏离本公开的精神。因此，意图是方法、设备和有关方面仅由接下来的权利要求及其等效物限制。应注意，上面提到的示例说明而不是限制在本文所描述的内容，并且本领域技术人员将能够设计许多可选的实现而不偏离所附权利要求的范围。关于一个示例描述的特征可与另一示例的特征组合。

词“包括”并不排除除了在权利要求中列出的那些元件以外的元件的存在，“一”并不排除多个，且单个处理器或其它单元可实现在权利要求中详述的几个单元的功能。

任何从属权利要求的特征可与任何独立的权利要求或其它从属权利要求的特征组合。

Claims (11)

1.一种增材制造设备，包括：

加热器，用以将辐射热引导到构造平台的照射区上，所述加热器的至少一部分可移动以使所述照射区在所述构造平台之上横越；

涂覆模块，相对于所述加热器可移动以横越所述构造平台来将构造材料施加到所述构造平台上；以及

打印模块，相对于所述加热器可移动以横越所述构造平台来将打印试剂选择性地喷射到所述构造材料上；

其中所述加热器用于引导辐射热，使得所述照射区沿着第一横轴横越所述构造平台；

其中包括所述打印模块或所述涂覆模块的托架用于沿着与所述第一横轴平行的方向横越所述构造平台；并且

其中所述增材制造设备进一步包括控制器以控制所述照射区横越所述构造平台的加热器横越速率；并且

其中所述控制器用于在所述托架在所述加热器之下通过的加热循环的通过阶段暂时地增加所述加热器横越速率。

2.如权利要求1所述的增材制造设备，其中所述加热器用于横越所述构造平台。

3.如权利要求1所述的增材制造设备，其中所述加热器的加热器元件或导向元件相对于所述构造平台可枢转以使所述照射区在所述构造平台之上横越。

4.如权利要求1所述的增材制造设备，其中包括所述打印模块或所述涂覆模块的托架在所述加热器之下可移动。

5.如权利要求4所述的增材制造设备，其中所述托架设置有用于反射来自所述加热器的辐射热的反射器。

6.如权利要求1所述的增材制造设备，其中所述加热器用于将辐射热引导到与所述构造平台相邻的构造材料供应区上，以及其中所述涂覆模块用于将来自所述构造材料供应区的构造材料施加到所述构造平台上。

7.如权利要求6所述的增材制造设备，其中所述加热器用于引导辐射热，使得所述照射区沿着第一横轴横越所述构造平台；

其中所述打印模块用于沿着与所述第一横轴平行的方向横越所述构造平台，以及

其中所述加热器具有沿着与所述第一横轴正交的第二横轴的宽度，所述宽度大于所述打印模块的宽度，使得所述加热器在使用中在所述构造材料供应区之上延伸。

8.如权利要求1所述的增材制造设备，其中所述加热器用于引导辐射热，使得所述照射区在加热循环期间沿着第一横轴横越所述构造平台；

其中所述加热器沿着与所述第一横轴正交的第二横轴伸长；并且

其中所述加热器包括沿着所述第二横轴的多个加热器元件，每个加热器元件具有可变功率输出，使得所述加热器用于在沿着所述第二横轴变化的曲线中发射辐射热。

9.如权利要求8所述的增材制造设备，进一步包括：

传感器，用于确定在所述构造平台上的构造材料的温度曲线，所述温度曲线沿着所述第一横轴和所述第二横轴是可变的；

控制器，用于基于所述传感器的输出在加热循环期间控制每个加热器元件的功率输出，使得所述加热器用于在沿着所述第一横轴和所述第二横轴变化的曲线中发射辐射热。

10.一种非暂时机器可读存储介质，被编码有由处理器可执行以定义增材制造过程的层循环的数据的指令，包括用以执行以下操作的指令：

定义涂覆循环数据以控制涂覆循环，在所述涂覆循环中构造材料的层由横越构造平台的涂覆模块施加到所述构造平台上；

定义打印循环数据以控制打印循环，在所述打印循环中打印试剂由横越所述构造平台的打印模块喷射到所述构造材料的层上；并且

定义加热循环数据以控制加热循环，在所述加热循环中辐射热从加热器被引导到所述构造材料上，使得照射区横越所述构造平台；

其中所述加热循环数据被定义为使得当所述打印模块横越所述构造平台时所述照射区横越所述构造平台；以及

其中所述涂覆循环数据、所述打印循环数据和所述加热循环数据被定义为使得所述涂覆模块和所述打印模块在所述层循环期间相对于所述加热器移动；

其中定义加热循环数据的所述指令包括用以执行以下操作的指令：

在所述打印模块在所述加热器之下通过的所述加热循环的通过阶段，暂时地增加所述照射区横越所述构造平台的加热器横越速率。

11.如权利要求10所述的非暂时机器可读存储介质，其中定义加热循环数据的所述指令包括用以执行以下操作的指令：

基于所述打印循环来定义所述加热循环数据，使得对于所述加热循环的至少一部分，所述照射区在与所述打印模块的同时横越运动相反的方向上横越所述构造平台。

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