CN110032343A - 用于最佳定位对象以用于自动加工的方法和装置 - Google Patents

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CN110032343A CN201811479043.7A CN201811479043A CN110032343A CN 110032343 A CN110032343 A CN 110032343A CN 201811479043 A CN201811479043 A CN 201811479043A CN 110032343 A CN110032343 A CN 110032343A
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Abstract

本文描述了用于最佳地定位对象以用于自动加工的方法和装置。本文所描述的示例构建文件生成器包括对象文件管理器，该对象文件管理器用于标识与要经由增材制造(AM)工艺形成的第一对象相关联的第一工具路径体积。所述第一工具路径体积基于对所述第一对象使用第一后制造工艺的第一工具路径。所述对象文件管理器还用于标识与要经由AM工艺形成的第二对象相关联的第二工具路径体积。所述第二工具路径体积基于对所述第二对象使用第二后制造工艺的第二工具路径。该示例构建文件生成器还包括布局确定器，该布局确定器用于基于所述第一工具路径体积和第二工具路径体积确定要通过AM工艺在基板上形成的第一对象和第二对象的布局。

Description

用于最佳定位对象以用于自动加工的方法和装置
技术领域
本公开内容总体上涉及自动加工，并且更具体而言，涉及用于最佳地定位对象以用于自动加工的方法和装置。
背景技术
增材制造(AM)(有时称为3D打印)通常是指可用于通过添加一层又一层的材料(layer-upon-layer of material)来构建三维结构的方式来创建该结构的各种工艺。虽然有时由AM机器产生的结构的分辨率对于给定的应用是足够的，但是通常在AM工艺之后对该结构执行一个或多个减材制造工艺(例如，钻孔、切割等)以实现该结构的更高的精度。
发明内容
本文所公开的示例构建文件生成器包括对象文件管理器，该对象文件管理器用于标识与要经由增材制造(AM)工艺形成的第一对象相关联的第一工具路径体积。第一工具路径体积基于要对所述第一对象使用的第一后制造工艺的第一工具路径。所述对象文件管理器还用于标识与要经由AM工艺形成的第二对象相关联的第二工具路径体积。第二工具路径体积基于要对所述第二对象使用的第二后制造工艺的第二工具路径。示例性构建文件生成器还包括布局确定器，该布局确定器用于基于第一工具路径体积和第二工具路径体积确定要通过AM工艺在基板上形成的第一对象和第二对象的布局。根据所述布局，所述第一对象被至少部分地设置在所述第二工具路径体积内。
本文所公开的产生对象的示例方法包括经由增材制造(AM)机器来根据构建文件在基板上构建第一对象和第二对象。所述构建文件定义第一对象和第二对象在基板上的布局。根据所述布局，所述第二对象被至少部分地设置在与所述第一对象相关联的第一工具路径体积内。所述第一工具路径体积基于要对所述第一对象执行的第一后制造工艺的第一工具路径。示例性方法还包括从所述基板移除所述第二对象，并且在从所述基板移除所述第二对象之后，在所述第一对象被固定在所述基板上的同时，经由第一后制造机器对所述第一对象执行所述第一后制造工艺。
本文中公开的一种非瞬态机器可读存储介质包括指令，所述指令在被执行时使得至少一个机器至少：标识与要经由增材制造(AM)工艺形成的第一对象相关联的第一工具路径体积，其中，所述第一工具路径体积基于要对所述第一对象执行的第一后制造工艺的第一工具路径；以及，标识与要经由AM工艺形成的第二对象相关联的第二工具路径体积，其中，所述第二工具路径体积基于要对所述第二对象执行的第二后制造工艺的第二工具路径。所述指令在被执行时进一步使得至少一个机器至少基于所述第一工具路径体积和所述第二工具路径体积生成AM机器的构建文件。所述构建文件包括要由所述AM机器在基板上形成的第一对象和第二对象的布局。
附图说明
图1示出了根据本公开内容的教导的结合示例自动加工系统实现的用于生成示例性构建文件的示例构建文件生成器。
图2示出了可在图1的示例自动加工系统中实现的用于根据示例构建文件所定义的示例布局来构建一个或多个对象的示例性增材制造机器。
图3是由图2的示例增材制造机器构建的示例对象的侧视图。
图4示出了可在图1的示例自动加工系统中实现并且用于对图3的示例对象执行一个或多个后制造工艺的示例计算机数控(CNC)机器。
图5示出了可定义在图3的示例对象周围并由图1的示例构建文件生成器使用的示例工具路径体积。
图6示出了示例对象以及其上可构建该示例对象的示例基板。
图7示出了图6的示例性对象在示例基板上的示例布局，该示例布局如由可由图1的示例构建文件生成器生成的示例构建文件定义。
图8A-8J示出了图6和图7的示例性对象的后制造工艺和移除的示例顺序，该顺序可由图1的示例构建文件生成器确定。
图9A和图9B示出了可在图1的示例自动加工系统中实现并用于在一个或多个对象上喷射保护泡沫的示例机器。
图10是表示可以被执行以实现图1的示例构建文件生成器的示例机器可读指令的流程图。
图11是表示可由图1的示例自动加工系统的一个或多个示例机器执行以根据示例构建文件生成器所确定的后制造工艺和移除的顺序来构建一个或多个对象的示例方法的流程图。
图12是被结构化为执行图10的示例指令以实现图1的示例构建文件生成器的处理器平台。
附图不一定按照按比例绘制。相反，为了阐明多个层和区域，可以在附图中扩大层的厚度。只要可能，贯穿附图和随附的书面描述将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。如在本专利中所使用的，声明任何部分(例如，层、膜、区域或板)以任何方式定位在另一个部分上(例如，定位在其上、位于其上、设置在其上或形成在其上等)指示所引用的部分与另一个部分接触，或者所引用的部分在另一部分上方且有一个或多个中间部分位于其间。声明任何部分与另一个部分接触意味着这两个部分之间没有中间部分。
具体实施方式
增材制造(AM)(有时称为三维(3D)打印)通常是指可用于通过添加一层又一层的材料来构建三维结构的方式来创建该结构的各种制造工艺(process)。如本文所使用的，术语对象、组件和部件被定义为表示可经由一个或多个加工工艺(诸如经由AM工艺)来构建的任何3D制品。AM工艺现在用于为几乎任何类型的产品创建对象，诸如过程控制装备(例如，阀、调节器、传感器等)、车辆部件、蜂窝电话部件等。在一些类型的AM工艺(诸如粉体熔化成型)中，对象被构建在基板上。如本文所使用的，基板被定义为表示可以在其上构建一个或多个对象的任何材料件(例如，金属件、塑料件等)。例如，利用粉体熔化成型机器，对象在它/它们的基部处被焊接和/或以其它方式耦接到基板。在对象被构建在基板上之后，该对象可以与基板分离。
在一些示例中，为了实现必要的规范或改善对象的属性(诸如，举例而言表面质量、几何精度、机械属性等)，可能期望或必须对对象执行一个或多个后制造工艺。术语“后处理”、“后制造工艺”和/或其变体在本文中用于表示在(例如，通过AM工艺)形成了对象的总体形状之后可以在对该对象执行的任何工艺。例如，可以使用一个或多个减材制造工艺(例如，钻孔、切割等)来移除在AM工艺期间为了改善对象的表面分辨率而构建的临时支撑结构，以创建附加的边缘或开口等。此外，其它后制造工艺(诸如，举例而言去粉末、清洁、3D扫描、喷涂、热处理、喷丸处理(shotpeening)、电化学处理等)可以用于改善增材制造的部件的表面的机械和/或触觉属性。
在一些情况下，将对象保持在基板上同时执行一个或多个后制造工艺是有益的。例如，一些对象可能没有合适的固定点(例如，由于它们复杂的几何形状)来将该对象固定到机器上以便于进行后制造处理。因此，如果该对象被移除，则在AM工艺期间在对象上必须添加适当的固定点或者必须创建附加结构(其充当固定点)。而且，将该对象固定到机器需要大量的时间，并且因此降低了成本效率。
为了增加AM工艺的效率，通常期望同时在基板上构建多个对象。这些对象可以以相对密集的布局进行布置以将尽可能多的对象装配在基板上，这增加(例如，最大化)可以在单个批次中生产的对象的数量。此外，如上所述，通常期望或需要一个或多个后制造工艺来完成对象。然而，这些后制造工艺需要在相应对象周围有余地(room)或空间(space)来容纳相应后制造工艺的工具路径。这样，对象将需要彼此间隔开以容纳后制造机器的工具路径。然而，增加对象之间的间隔导致在公共基板上构建的对象更少，并且因此降低了构建工艺的效率。例如，尽管高密度布局可以使构建效率最大化，但是这种高密度布局通常防止后制造工艺工具(诸如计算机数控(CNC)机器的钻头)接入(access)每一个对象。换句话说，构建基板上的其它对象可能阻碍后制造机器的工具路径。尽管有可能从基板移除这些对象并分别对这些对象进行后处理，但是如上面所解释的，将各对象分别固定到后制造机器上是极其耗时的，这降低了效率和生产率。通过对高密度布局的使用而获得的任何增加的效率和生产率可能比不上分别对批次中的每一个对象进行后处理而引入的低效率。
本文公开了用于生成构建文件或模型的示例性方法、装置、系统和制品，该构建文件或模型能够实现对象的高密度布局同时允许在对象仍然固定到基板的同时加工对象。本文所公开的示例选择多个对象，并且基于与相应的对象相关联的工具路径体积来确定将在公共基板上构建或形成的对象的最佳布局。如本文所使用的，“工具路径体积”表示后制造机器的工具在对该对象执行的后制造工艺期间占据的该对象周围的体积，并且该体积将保持清空(clear)以避免与另一个对象碰撞。因此，工具路径体积可以由定义对象周围的一个或多个边界的例如相对于对象(例如，相对于对象的中心点、相对于对象的边缘或表面等)的坐标或距离集合来表示。
本文所公开的示例构建文件生成器分析多个对象文件(表示要经由AM工艺构建的对象)和与这些对象文件相关联的、定义这些对象中的每一个对象周围的工具路径体积的加工文件。示例构建文件生成器可以(例如，从更大的可能对象集合中)选择两个或更多个对象，并且基于与这些对象相关联的工具路径体积来定义要使用AM机器在公共基板上构建的对象的布局。示例构建文件可以被AM机器使用来根据所定义的布局在基板上构建对象。
在一些示例中，构建文件生成器还确定要对基板上的对象执行的后制造工艺和移除的顺序。顺序(其可以被存储为单独的文件(例如，用于构建的加工文件)或被包括为构建文件的一部分)定义将对这些对象中的每一个对象执行一个或多个后制造工艺的次序和/或这些对象的移除顺序。例如，顺序可以指定：(1)将对第一对象执行第一后制造工艺，并且然后将第一对象移除，(2)将对第二对象执行第二后制造工艺(其可以与第一后制造工艺相同或不同)，并且然后将第二对象移除，并以此类推。通过使用该示例顺序，这些对象中的一个或多个对象可以被定位在另一个对象的工具路径体积内(或部分地被定位在其中)，因为该示例顺序确保这些对象中的每一个对象周围的工具路径体积在下一个对象的后制造和/或移除被启动之前是清空的。例如，布局可以指定第一对象和第二对象将被构建在基板上，其中第一对象被设置在第二对象的工具路径体积内(或部分地被设置在其中)。该顺序可以指定首先执行将对第一对象执行的一个或多个后制造工艺，然后将第一对象移除。然后，可以执行将对第二对象执行的一个或多个后制造工艺，因为第二对象周围的区域(先前被第一对象占据)现在是清空的，并以此类推。结果，对象可以被布置在增加(例如，最大化)基板上的对象密度的布局中，从而减少对象的总构建时间并提高加工工艺的效率。
因此，本文所公开的示例方法、装置、系统和制品实现基板上的高密度对象布局，同时准许在对象被附接到基板上的同时对这些对象进行加工。高密度对象布局减少了生产对象集合(例如，两个或更多个对象)所需的总生产时间，从而提高了效率和生产率。此外，这些示例方法、装置、系统和制品通过使用每一个对象的工具路径体积并且基于工具路径体积定义布局和移除顺序解决了与对高密度对象布局执行后制造工艺相关联的问题。因此，这些示例方法、装置、系统和制品使得对象能够在后制造处理期间保持固定到基板。通过消除对从基板中移除每一个对象的需要，将每一个对象分别固定到后制造机器，并分别加工每一个部件，本文所公开的示例进一步提高了制造和后制造工艺的效率和生产率。
现在转向附图，图1示出了可以用于制造一个或多个对象的示例自动加工系统100。自动加工系统100可以是加工或制造设施(例如，3D打印设施)的一部分，例如，其接收工单(work order)并根据工单的规范生产对象。在所示的示例中，自动加工系统100包括经由AM工艺构建一个或多个对象的增材制造(AM)机器102以及在这些对象由AM机器102构建之后对这些对象执行一个或多个后制造工艺的一个或多个后制造机器104。在所示的示例中，AM机器102根据定义要构建或形成的一个或多个对象的形状、边界、定向等的构建文件108(有时称为构建模型)在基板106上构建这些对象，如本文进一步详细公开的。示例基板106(具有多个示例对象)在图1中被示为正被从AM机器102传送到后制造机器104。在由AM机器102在基板106上创建了此对象之后，可以对对象执行一个或多个后制造工艺，包括从基板106移除此对象。
简要地参考图2，图2示出了示例粉体熔化成型机器200，其是可被实现为图1的AM机器102的一种类型的AM机器。粉体熔化成型机器200可以用于根据构建文件(诸如构建文件108(图1))在基板(诸如基板106)上构建一个或多个对象。基板106可以是例如金属板。在所示的示例中，粉体熔化成型机器200包括能够经由平台马达204上下移动的构建平台202。为了创建一个或多个对象，将基板106放置在构建平台202上。然后，滚筒(roller)206将来自储蓄器(reservoir)210(例如，料仓)的粉体材料的薄层(例如，40微米)铺展在基板106和构建平台202的顶部上方。粉体材料208可以是任何基于金属和/或聚合物的材料。然后，激光器212向粉体材料208的层(根据构建文件采用3D对象的横截面的形状)施加能量，其烧结、熔化和/或以其它方式使粉体材料208硬化，以形成对象的层。在该示例中，对象的第一层被焊接到基板106。接下来，构建平台202经由平台马达204向下移动很小的量(例如，0.1毫米(mm))，并且滚筒206将粉体材料208的另一层铺展在构建平台202上方和第一硬化层上方。然后，激光器212向粉体材料208施加能量以将该材料硬化到先前的层上。重复该过程以逐层构建对象。图2中示出了示例对象214，其被焊接到基板106上。
构建平台202上在对象周围的松散的、未熔合的粉体材料208在整个过程中保持就位，并且在最后(例如，经由去粉化单元)被移除。其它类型的粉体熔化成型AM工艺可以通过各种技术(诸如，举例而言直接金属激光烧结、电子束熔化、选择性热烧结、选择性激光熔化、选择性激光烧结等)来完成。粉体熔化成型方法使用激光或电子束来将材料粉体熔融和熔化在一起。尽管本文所公开的示例中的一些是结合粉体熔化成型AM机器进行描述的，但本文所公开的示例同样可以用任何其它类型的AM工艺或机器实施，诸如VAT光聚合、材料喷射、粘合剂喷射、材料挤压、薄片层叠和/或定向能量沉积。
使用AM机器(诸如粉体熔化成型机器200)构建对象需要大量时间，因为对象是通过创建上千的材料薄层(或甚至更多的材料薄层)来进行构建的。例如，具有10,000个层的对象可能需要若干小时或者甚至几天来生产。对AM工艺时间有贡献的主要效率因素之一是重新铺展工艺/时间。因此，如果多个对象可在同时被彼此相邻地构建，则原本将需要的重新铺展的总数(与在分开的时间构建多个对象相比)被大大减少，因为多个对象的横截面可使用相同的铺展来创建。因此，通常期望选择对象集合并将所选择的对象以高密度布局定位在基板106上。增加布局的密度是使可在单个批次中生产的对象的数量最大化的一种方式，从而减少了生产对象集合所需的批次的数量。
然而，在经由AM工艺构建对象之后，通常需要或期望一个或多个后制造工艺以根据所期望的规范完成相应的对象。例如，对象可被构建为在该对象的开口或拱形件内具有一个或多个临时支撑结构。在构建对象后，将移除该临时支撑结构。此外，可能期望一个或多个工艺来平滑对象的表面(因为经由AM工艺创建的表面纹理)可能是粗糙的(非光滑的))。因此，可能需要或期望对对象执行一个或多个后制造工艺。
例如，图3示出了使用图2的粉体熔化成型机器200构建的示例性对象214的放大侧视图。如图所示，对象214包括延伸穿过对象214的开口300。在AM工艺期间，一个或多个临时支撑结构302被构建在开口300的内部以支撑拱形件(开口的顶侧)。因此，可能期望使用减材制造机器(例如，钻削)来移除支撑结构302。附加地或替代地，在一些示例中，可能期望平滑对象214的一个或多个表面或边缘。
图4示出了可以被实现为图1的后制造机器104之一并且可用于对一个或多个对象(诸如图2和3的对象214)执行一个或多个减材制造工艺的示例性CNC机器400。CNC机器400包括具有用于从对象214移除材料的钻头404的机械臂402(robotic arm)。机械臂402可以被控制以将钻头404移动到对象214周围或穿过对象214的各个位置以移除材料。因此，为了对对象214上执行一个或多个后制造工艺，在对象214周围的工具路径(例如，机械臂402和/或钻头404的路径)中不能存在其它对象，否则可能发生潜在的碰撞。然而，如上所述，在执行后制造工艺时，通常期望保持对象尽可能靠近在一起并且保持对象被固定到基板上。
具体地，在执行一个或多个后制造工艺时，将对象保持在基板106上通常是有益的。例如，一些对象(由于它们的几何形状)可能没有合适的固定点来将该对象固定到后制造机器。因此，如果该对象被移除，则在AM工艺期间在该对象上必须添加适当的固定点或者必须创建附加的结构。否则，必须构建专用的固定件以与该对象对接，这是昂贵且耗时的。同样，将每一个对象都固定到机器需要大量时间，并且因此降低了成本效率。此外，在一些情况下，可能期望对多个对象执行相同的后制造工艺(例如，清洁、热处理、喷涂、喷砂等)。因此，不是分开地对每一个对象执行该工艺，同时对一批对象执行该工艺可能更经济。因此，在许多情况下，在后制造工艺期间保持对象固定到基板106上是更经济和有效的。然而，如上所述，后制造工艺通常包括需要围绕对象移动以执行相应的工艺的工具(例如，钻头、激光喷嘴等)。由此，对象周围的空间或体积需要被保持清空以适应相应的后制造工艺的工具路径，使得工具不接触基板上的另一个对象。
回过头参考图1，示例自动加工系统100包括构建文件生成器110，其可以生成定义对象的高密度布局以提高自动加工系统100的效率和生产率的构建文件。在该示例中，构建文件生成器110可以在计算机112上实现。示例构建文件生成器110可以被实现为由计算机112的处理器执行的应用或软件程序。例如，示例构建文件生成器110可以被实现为计算机辅助设计(CAD)和/或计算机辅助制造(CAM)应用或软件程序或其一部分。尽管在所示示例中构建文件生成器110在计算机112上实现，但是在其它示例中，构建文件生成器110可以在另一种类型的计算设备(诸如膝上型计算机、平板计算机、电话(例如，智能电话)、服务器和/或任何其它电子设备)上实现。
在所示的示例中，计算机112接收多个对象文件114a-114n，其定义将经由AM工艺(例如，经由图2的粉体熔化成型机器200)在示例自动加工系统100中构建的相应对象116a-116n。对象文件114a-114n定义了相应对象116-116n的尺寸和/或对象116-116n的任何其它参数或特性(例如，用于构建对象的材料的类型、期望的光洁度特性、公差等)。在一些示例中，对象文件114a-114n可以包括或定义要与相应的对象116a-116n一起构建的一个或多个支撑结构(例如，图3的支撑结构302)的位置。
在一些示例中，对象文件114a-114n中的一个或多个包括相关联的加工文件117a-117n，其包括对相应的对象116a-116n执行一个或多个后制造工艺的指令。在一些示例中，加工文件117a-117n包括针对相应对象116a-116n的工具路径体积。每一工具路径体积表示3D空间中要保持清空以供后制造机器104的工具对相应的对象116a-116n执行后制造工艺的边界。在一些示例中，加工文件117a-117n中的一个或多个包括针对相应对象的多个工具路径。例如，可以存在供某个后制造机器完成相同的加工工艺的多个工具路径路线和/或可以存在可使用不同的工具路径路线来完成该相同的加工工艺的不同类型的后制造机器。对象的工具路径体积可以例如由机械师手动地确定和/或经由软件程序确定。例如，可以经由AM工艺(根据其对象文件)构建对象，然后机械师可以基于用于完成对象的一个或多个后制造工艺来开发对象的加工文件。机械师可以基于一个或多个后制造工艺期间所需的空间或间隙来定义对象的工具路径体积。工具路径体积可以被包括为加工文件117a-117n和/或对象116a-116n的相应对象文件114a-114n的一部分。尽管示例加工文件117a-117n在图1中被描绘为分开的文件，但是在其它示例中，加工文件117a-117n可以是对象116a-116n的相应对象文件114a-114n的一部分。
在一些示例中，可以将对象文件114a-114n作为工单来接收。工单可以包括其它信息，诸如请求日期、预期递送日期、递送的特殊指令等。在一些示例中，对象文件114a-114n和/或加工文件117a-117n中的一个或多个是对象库的一部分。在这种示例中，可以接收一个或多个工单以根据库构建对象116a-116n中的一个或多个。例如，对象文件114a-114n和/或相关联的加工文件117a-117n可以存储在存储器120中。这样，对象116a-116n中的每一个的对象文件114a-114n和相应的工具路体积可以存储在存储器120中。附加地或替代地，计算机112可以经由有线或无线连接接收对象文件114a-114n和/或相关联的加工文件117a-117n中的一个或多个。例如，对象文件114-114n和/或相关联的加工文件117a-117n中的一个或多个可以通过因特网传送到计算机112，经由拇指驱动器或其它存储介质上传等等。在一些示例中，在计算机112上(例如，经由CAD软件程序)生成对象文件114-114n和/或相关联的加工文件117a-117n中的一个或多个。
在所示示例中，构建文件生成器110包括对象文件管理器118，其接收并管理对象文件114-114n和/或相关联的加工文件117a-117n。在一些示例中，对象文件管理器118从对象文件114-114n和/或相关联的加工文件117a-117n中提取信息，并基于例如要构建的对象的数量、要构建的相应对象的大小、相关联的工具路径体积的大小、请求日期、预期递送日期等来组织或分类对象文件114-114n和/或相关联的加工文件117a-117n。在一些示例中，要构建的对象文件114-114n(和相关的加工文件117a-117n)被保存在存储器120中。
在一些示例中，如上面所公开的，对象116a-116n的工具路径体积可被预定义(例如，被包括在相关联的加工文件117a-117n中)。在其它示例中，诸如与新的对象或对象文件一起，构建文件生成器110可以包括体积定义器122。体积定义器122可以基于要对相应的对象执行的期望后制造工艺定义对象周围的一个或多个工具路径体积。在一些示例中，工具路径体积(例如，由距对象表面的距离定义)与相关联的对象文件一起被保存在存储器120中。
如上所述，在许多情况下，在对象116a-116n由AM机器102构建在基板106上之后，将由后制造机器104对对象116a-116n执行一个或多个后制造工艺。示例后制造机器104和/或工艺可以包括减材型制造工艺，诸如举例而言CNC加工(例如，由图4的CNC机器400执行)、激光蚀刻(例如，以将顺序号蚀刻到对象中)、放电加工(EDM)、电化学腐蚀、激光切割、水切割、抛光、车削、钻凿、钻孔、扩孔、铣削、成形、刨削、拉削、锯切、切削、磨料流加工等。附加地或替代地，示例性后制造机器104和/或工艺可以包括其它类型的机器和/或工艺，诸如去粉末单元、清洗单元、喷涂、介质喷砂、装填、热处理、3D扫描、坐标测量机器(CMM)、喷丸强化等。
例如，简要参考图5，图5示出了对象214(其可以对应于对象116a-116n中的一个)周围的示例工具路径体积(以虚线示出)。工具路径体积表示后制造机器104的一个或多个工具在对对象214执行操作(例如，钻孔、清洁、测量、喷涂等)时可以行进的对象214周围的空间。
在一些示例中，要对对象执行的特定后制造工艺由相关联的加工文件进行定义。例如，可以基于对象的某些规范(例如，基于要实现的特定公差或表面平滑度)来预选择一个或多个后制造工艺。在这种示例中，在对象由AM机器102构建并在相关联的加工文件中进行定义之后，可以选择一个或多个后制造工艺以平滑该对象的表面。附加地或替代地，用户(例如，客户)可以在由AM机器构建对象之后，请求对该对象执行一个或多个后制造工艺(例如，喷砂、切割、喷涂等)。在其它示例中，可以以其它方式和/或基于其它考虑来选择一个或多个后制造工艺。工具路径体积可以取决于一个或多个因素，诸如相应对象的大小和形状、要执行的后制造工艺的类型、用于执行工艺的后制造机器的类型(例如，CNC机器模型)等。后制造机器104和/或工艺中的不同后制造机器104和/或工艺可以导致在对象周围的不同工具路径体积以执行相应的后制造工艺。
为了确定对象的布局和/或对象的后制造工艺以及移除的顺序，示例性构建文件生成器110包括布局和顺序确定器124(有时称为布局确定器)。布局和顺序确定器124分析对象116a-116n的大小(和/或对象116a-116n的可能定向)、与对象116a-116n相关联的工具路径体积的大小、和/或基板106的大小，并且确定多个对象116a-116n在基板106上的布局，该布局导致密集布置(例如，消耗基板106的最小面积的布置)。附加地或替代地，布局和顺序确定器124在选择要构建在同一基板上的对象116a-116n时可以考虑一个或多个其它因素或参数，诸如与对象相关联的其它可能的工具路径路线或体积、对象的请求日期(例如，工单签发的日期)、工单的承诺日期、完成对象的预期时间等等。在一些示例中，用户可能能够基于重要性对这些因素进行加权。
示例布局和顺序确定器124确定使要构建的对象的密度最大化的布局。在一些示例中，布局和顺序确定器124从多个对象116a-116n中选择对象的子集(例如，两个或更多对象)。此外，布局和顺序确定器124确定要对对象116a-116n执行的后制造工艺以及对象116a-116n的移除的顺序。结合图8A-8J更详细地公开了该工艺的示例。在一些示例中，构建在同一基板106上的一个或多个对象116a-116n是相同类型的对象。在其它示例中，多个不同类型的对象将被构建在同一基板106上。
在一些示例中，示例构建文件生成器110包括AM格式化器126，其基于由布局和顺序确定器124确定的布局和顺序来格式化、渲染和/或以其它方式生成构建文件108以供在AM机器102中进行构建。例如，AM格式化器126可以为要构建和/或作用于对象的特定类型的机器格式化构建文件108。例如，AM格式化器126可以将布局转换为立体光刻文件(STL文件)或其它类型的AM文件以供AM机器102使用。在一些示例中，AM格式化器126包括创建或定义要由AM机器102构建的层中的每一个的切片器，并且因此提供用于根据布局构建对象116a-116n的指令。在其它示例中，AM格式化器126可以执行一个或多个其它工艺(例如，数控(NC)沉积控制)以格式化要由AM机器102构建的布局。在其它示例中，构建文件108可以包括布局的未经格式化的版本和对象的形状，并且AM机器102可以执行任何格式化以创建用于创建对象116a-116n的指令(例如，用于激光的指令)。
一旦生成了构建文件108，AM机器102可以根据由构建文件108定义的布局在基板106上构建对象116a-116n。在一些示例中，构建文件108被经由有线或无线连接(例如，加工或制造设施的内联网系统)传送到AM机器102。在一些示例中，构建文件108被经由存储介质(例如，拇指驱动器、CD等)转移到AM机器102。在其它示例中，计算机112可以是与AM机器102相关联的计算机或工作站以便于操作AM机器102，并且因此，构建文件108不被转移到计算机112外部。
在对象116-116n被构建或形成在基板106上之后，经由后制造机器104对对象116-116n执行一个或多个后制造工艺以及从基板106移除对象。根据布局和顺序确定器124定义的顺序执行后制造工艺和移除。在一些示例中，一个或多个后制造工艺可以同时对基板106上的多个对象116a-116n执行。例如，对象116a-116n被构建在基板106上之后，基板106(连同相关联的对象116a-116n)可被送到去粉末化单元以对基板106进行去粉末、可被送到清洗器进行清洗、可被送到加热器进行热处理、可被送到3D扫描器或CMM来标识/确认对象116-116n的测量结果和形状等。因此，在一些示例中，在按顺序移除对象116-116n(和/或对对象116-116n执行附加的后制造工艺)之前，可以对这些对象116-116n中的多个对象执行一个或多个后制造工艺。
在一些示例中，布局和顺序确定器124可以基于将对对象116a-116n中的多个对象执行的共同后制造工艺来确定布局和顺序。例如，该顺序可以包括在进一步处理对象116a-116n和/或移除对象116a-116n之前，在同时或者按即时顺序(例如，使用特定切割器)对对象116a-116n中要求同一后制造工艺的多个对象执行该后制造工艺，而不是一直为对象116a-116n中每一个对象执行每一个加工顺序。在一些示例中，对象文件114a-114n和/或对象116a-116n的加工文件117a-117n可以为要对相应对象执行的后制造工艺中的每一个定义单独或离散的工具路径体积，而不是为对某个对象使用的所有工具路径定义一总工具路径体积。在一些这种示例中，布局和顺序确定器124在确定布局和顺序时可以考虑针对要对对象116a-116n中的每一个对象执行的后制造工艺中的每一个后制造工艺的各个体工具路径体积，以确保在使用相同的后制造工艺来同时或按照顺序对对象116a-116n中的多个对象进行加工时不会发生碰撞。这样，不是实现其中基板106在不同的时间被送回同一后制造机器的顺序，而是该顺序可包括在同时或按照即时顺序(取决于空间限制)对相应的对象执行后制造工艺，这提高了效率和生产力。
在一些示例中，构建文件生成器110包括加工文件生成器128，其生成用于该构建(例如，基板106上的该批对象)的加工文件130，该加工文件130包括所确定的顺序。加工文件130可以(例如与构建文件108相关联地)存储在存储器120中。加工文件130可以(经由有线或无线连接)传送到后制造机器104，后制造机器104可以根据顺序对对象116a-116n执行后制造工艺。在一些示例中，加工文件130包括基板106上的对象116a-116n的各个体加工文件117a-117n，使得后加工机器104可以根据相应的加工文件117a-117n执行指定的后制造工艺。在一些示例中，加工文件生成器128生成与该构建相关联的一个或多个检查文件和/或将该一个或多个检查文件与加工文件130一起传送。检查文件可以包括用于3D扫描或CMM程序的指令，例如，这些指令可以在从基板106移除一个或多个对象116a-116n之前或之后发生。检查文件可以用于确保在开始一个或多个其它后制造工艺(例如，加工)之前对象116a-116n是(例如，由AM机器102)按照适当的规范来构建的(例如，在阈值内)，和/或在从基板106中移除之前对象116a-116n满足其最终尺寸规范(例如，符合阈值)。
图6是示出要在基板106上构建的示例性对象的平面视图。具体地，图6示出了九个对象116a-116i。出于说明的目的，以虚线示出对象116a-116i中的每一个对象周围的工具路径体积。例如，工具路径体积可以从与对象116a-116i相关联的加工文件117a-117i中获得和/或由体积定义器122(图1)进行定义。如本文所公开的，工具路径体积表示要对对象116a-116i执行的一个或多个后制造工艺所需的相应对象116a-116i周围的空间。在所示的示例中，第一对象116a和第二对象116b是相同类型的对象，第三对象116c、第四对象116d、第七对象116g和第八对象116h是相同类型的对象。通过观察图6可以理解的是，对象116a-116i周围的工具路径体积创建相对较大的区域，而基板106具有相对小的区域。如果对象116a-116i要在基板106上间隔开，使得没有任何工具路径体积重叠，则只能构建少许部件，或者将需要大的多的基板和AM机器。布局和顺序确定器124确定布局和移除顺序，该移除顺序使得对象116a-116i能够被后处理并移除而不会彼此干扰，同时仍然以相对密集的空间布置来布置这些对象以在同一基板106上适配最多的对象。
图7示出了由布局和顺序确定器124确定的示例性布局700。对构建文件生成器110的使用使得对象116a-116i能够以原本不可实现的布局密集地布置在基板106上。如图所示，对象116a-116i中的许多被设置在其它对象116a-116i的工具路径体积内(或部分地在其中)。例如，根据布局700，第一对象116a被设置在与第二对象116b相关联的工具路径体积内。然而，因为根据顺序移除了对象116a-116i，所以打开每一个后续对象的工具路径体积。用于对象116a-116i的后处理和移除的示例顺序可以是，例如，(1)第一对象116a、(2)第二对象116b、(3)第三对象116c、(4)第四对象116d、(5)第五对象116e、(6)第六对象116f、(7)第七对象116g、(8)第八对象116h以及(9)第九对象116i。在一些示例中，如本文所公开的，对象可以具有多个工具路径体积(其可能具有关联的对象)，并且布局和顺序确定器124可以在工具路径体积中的不同工具路径体积之间进行选择以创建具有其它对象的最密集的布局。例如，如图7所示，第七对象116g和第八对象116h的工具路径体积与第三对象116c和第四对象116d的工具路径体积相比是相反的。因此，在一些示例中，多个工具路径体积(或同一工具路径体积的不同定向)由布局和顺序确定器124分析以确定对象的最佳布置。
例如，图8A-8J示出了根据顺序(经由一个或多个后制造工艺)处理和/或从基板106移除对象116a-116i的示例性顺序。出于说明的目的，在示例图8A-8J中还以虚线示出了工具路径体积。如上所述，假设例如第一对象116a是该顺序中要进行后处理(如果需要后制造工艺的话)并从基板106移除的第一个对象。如图8A所示，在第一对象116a的工具路径体积中没有设置其它对象。因此，可以对第一对象116a执行针对第一对象116a的后制造工艺，而没有工具碰撞的风险。在对第一对象116a执行后制造工艺之后，将第一对象116a从基板106移除，如图8B所示。第一对象116a可以经由执行后制造工艺的同一后制造机器(例如，图4的CNC机器400)或其它后制造机器上的工具(例如，切槽工具、碾磨机等)来移除。
一旦从基板106中移除第一对象116a，就清空与第二对象116b相关联的工具路径体积。然后，可以对第二对象116b执行要对第二对象116b执行的后制造工艺(例如，其可以与对第一对象116a执行的后制造工艺相同)。然后，类似于第一对象116a，(例如，经由切槽工具、碾磨机等)将第二对象116b从基板106移除，并且示例性顺序继续。如图8A-8J所示，每当对象116a-116i之一被处理并被从基板106移除时，就清空该顺序中的下一个对象的工具路径体积。尽管在该示例中，九个对象被构建在基板106上，但是在其它示例中，可以在基板106上构建更多或更少的对象。在一些示例中，仅将两个对象构建在同一基板上。
在一些示例中，当从基板106移除对象116-116i中的一个或多个时，可以翻转或倾斜基板106以允许相应的对象116a-116i落入收集设备中，诸如接投装置或改进的排屑装置。在一些示例中，为了防止在移除和/或收集对象116a-116i时对对象116a-116i的损坏，可以保护对象116a-116i。例如，在一些情况下，在从基板106移除相应的对象116a-116i之前，可以(例如，经由操作员或自动机器)在对象116a-116i中的一个或多个上放置一个或多个保护罩(例如，波纹状聚合物套(sock))。然后，当从基板106移除对象116a-116i时，对象116a-116i在从基板106中上掉落时受到保护免受潜在的损坏。
在另一个示例中，可以将保护泡沫喷射到对象116a-116i上。例如，图9A和9B示出了可用于将保护泡沫902喷射到基板106上的一个或多个对象116-116i上的示例机器900。在图9A和图9B中描绘的对象116a-116i并不与图8A-8J中所示的完全相同或位于相同的位置，而是仅出于说明的目的来描绘的。例如，机器900可以对应于后制造机器104(图1)中的一个。在所示的示例中，机器900包括喷射保护泡沫902的可移动喷嘴904(如图所示，在图9A和9B之间移动)，保护泡沫902可以硬化或半硬化以在对象116a-116i的表面上提供缓冲层。保护泡沫902可以是例如膨胀聚氨酯泡沫、双重泡沫和/或其它类型的泡沫。在一些示例中，选择在被移除(例如，溶解)之后不在对象116a-116i上留下残余物的泡沫。一个或多个后制造工艺可以对甚至具有保护泡沫902的对象116a-116i执行。这样，保护泡沫902保持被附着在对象116-116i上未经加工的区域上。保护泡沫902在对象116a-116i被从基板106移除并被收集(例如，落入收集设备)时，保护对象116a-116i。此外，保护泡沫902还可以减少相对较大(较高)的部件中的颤动和/或抑制后制造工艺期间的加工颤动或振动。然后，一旦移除了对象116a-116i，就可以移除保护泡沫902。例如，保护泡沫902可以是在液体溶液(例如，无毒溶剂)中溶解的可溶性材料(例如，水溶性的)。在其它示例中，可以经由介质喷射去除保护泡沫902。
在一些示例中，代替使用布局和顺序确定器124来确定布局和顺序，布局和/或顺序可以由用户手动确定。例如，构建文件生成器110可以在计算机112的显示屏上显示基板106和多个对象116a-116n的图像，以使用户能够以期望的布局在基板106上(例如，通过点击和拖动)定位对象116a-116n。对象116a-116n可以被显示为2D或3D表示，并且在相应的对象116a-116n周围具有工具路径体积，使得用户可以看到对象116a-116n如何相对于彼此以及其它对象116a-116n的工具路径体积进行定位。如根据本公开内容的教导所公开的，用户可以选择对象116a-116n中的一个或多个并将对象116-116n中的一个或多个按照布局定位在基板106上，在该布局中，对象116a-116n中的一个或多个被设置在一个或多个对象116a-116n的工具路径体积。用户还可以基于该布局选择移除的顺序。然后，当实现期望的布局时，构建文件生成器110可以移除工具路径体积，构建文件格式化器126可以基于最终布局创建用于AM机器102的构建文件108，并且加工文件生成器128可以基于确定的顺序创建加工文件130。
尽管在图1所示的示例中，构建文件生成器110被示为自动加工系统100的一部分(例如，加工或制造设施的一部分)，但是在其它示例中，构建文件生成器110可以由远离自动加工系统100的计算设备实现。例如，构建文件生成器110可以由基于云的计算设备(例如，服务器、虚拟机等)实现，该计算设备远离包含AM机器102和后制造机器104的加工设备。在这种示例中，构建文件生成器110可以将生成的构建文件和/或确定的顺序传送到要经由AM机器102和/或后制造机器104制造的设施。在一些示例中，计算机112可以是控制AM机器102和/或后制造机器104的操作的相同计算设备。在其它示例中，一个或多个分开的计算设备可以用于控制AM机器102和/或后制造机器104的操作。
此外，尽管在所示示例中，后制造机器104被示为与AM机器102分开，但是应当理解，后制造工艺中的一个或多个可以由AM机器直接执行。例如，AM机器102可以包括用于对基板106进行去除粉末、清洁对象116a-116n、切割材料、钻孔材料等的一个或多个工具。因此，在一些示例中，在使用AM机器102构建对象116-116n之后，对象116-116n(连同基板106)保留在AM机器102中达一个或多个后制造工艺。
此外，尽管在本文所公开的一些示例中，工具路径体积被定义为相应对象周围的体积或3D空间，但是在其它示例中，可以实现仅具有两个维度的工具路径区域或区。例如，由X、Y坐标定义的工具路径区域或区可以用于定义相对于相应对象的区域或区，而无需考虑Z方向。
在一些示例中，顺序或顺序的一个或多个部分(例如，作为加工文件130的一部分)被发送到后制造机器104，以根据该顺序执行后制造工艺和移除。在其它示例中，后制造工艺和对基板的对象的移除的顺序被包括在构建文件108中。在这种示例中，构建文件108(以及顺序)可以被发送到后制造机器104(和/或用于移除对象的机器)。
如本文所公开的，在一些示例中，构建文件生成器110选择要在基板106上构建的对象116a-116n的子集(例如，第一批次)。示例构建文件生成器110可以继续生成与对象116a-116n中的剩余对象有关的构建文件，直到满足所有工单。此外，在一些示例中，可以在自动加工系统100中实现多个AM机器。因此，在一些示例中，多个AM工艺可被同时用于构建对象。
尽管图1中示出了实现示例构建文件生成器110的示例方式，但是图1中示出的元件、过程和/或设备中的一个或多个可以以任何其它方式组合、分割、重新布置、省略、消除和/或实现。此外，图1的示例对象文件管理器118、示例体积定义器122、示例布局和顺序确定器124、示例AM格式化器126、示例加工文件生成器，和/或更一般地示例构建文件生成器110可以由硬件、软件、固件、和/或硬件、软件和/或固件的任何组合实现。因此，例如，示例对象文件管理器118、示例体积定义器122、示例布局和顺序确定器124、示例AM格式化器126、示例加工文件生成器128，和/或更一般地示例构建文件生成器110中的任何一个都可以由一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、可编程处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)和/或现场可编程逻辑器件(FPLD)实现。当阅读本专利的装置或系统权利要求中的任一项以覆盖纯粹的软件和/或固件实施方式时，示例对象文件管理器118、示例体积定义器122、示例布局和顺序确定器124、示例AM格式化器126和/或示例加工文件生成器128中的至少一个在此明确定义为包括包含软件和/或固件的非瞬态计算机可读存储设备或存储盘，诸如存储器、数字通用盘(DVD)、光盘(CD)、蓝光盘等。此外，图1的示例构建文件生成器110可以包括作为图1中所示的那些元件、过程和/或设备补充或替换的一个或多个元件、过程和/或设备，和/或可以包括所示元件、过程和设备中的任何一个或全部中的多于一个。
在图10中示出了表示用于实现图1的构建文件生成器110的示例性机器可读指令的流程图。在该示例中，机器可读指令包括用于由处理器(诸如下面结合图12讨论的示例性处理器平台1200中示出的处理器1212)执行的程序。该程序可以体现在存储在非暂时性计算机可读存储介质(诸如CD-ROM、软盘、硬盘驱动、数字通用盘(DVD)、蓝光盘或与处理器1212相关联的存储器)上的软件中，但是整个程序和/或其部分可以替代地由除处理器1212之外的设备执行和/或体现在固件或专用硬件中。此外，虽然参考图10中所示的流程图描述了示例性程序，但是可以替代地使用实现示例性构建文件生成器110的许多其它方法。例如，可以改变块的执行顺序，和/或可以改变、消除或组合所描述的块中的一些。附加地或替代地，块中的任一块或所有块可以由被构造成在不执行软件或固件的情况下执行相应的操作的一个或多个硬件电路(例如，分立和/或集成的模拟和/或数字电路、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、比较器、运算放大器(op-amp)、逻辑电路等)实现。
如上所述，图10的示例性过程可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质(诸如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、光盘、数字通用磁盘、高速缓存、随机存取存储器和/或任何其中信息被存储任何持续时间(例如，延长的时间段、永久地、短暂的实例、用于临时缓冲、和/或用于缓存信息)的其它存储设备或存储磁盘)上的编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现图10的示例性过程。如本文所使用的，术语非暂时性计算机可读介质明确地被定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。“包含”和“包括”(及其所有形式和时态)在本文中用作开放式术语。因此，每当权利要求列出任何形式的“包含”或“包括”(例如，包括(comprises)、包含(includes)、包括(comprising)、包含(including)等)之后的任何内容时，将理解的是，可以存在附加元素、术语等而无需超出相应权利要求的范围。如本文所使用的，当短语“至少”被用作权利要求的前序中的过渡术语时，它是以与术语“包括”和“包含”是开放式的相同方式是开放式的。
图10是表示示例机器可读指令的流程图1000，该示例机器可读指令可以由处理器(例如，计算机112的处理器)执行以实现图1的构建文件生成器110。图10的示例工艺是结合图1的示例性自动加工系统100来进行描述的，图1的示例性自动加工系统100具有AM机器102和后制造机器104。然而，在其它示例中，图10的示例性工艺可以结合具有更多或更少AM机器和/或后制造机器的其它类型的系统或制造设施来实现。
在框1002处，对象文件管理器118接收对应于要经由AM工艺制造的对象的多个对象文件(例如，工单)，诸如对象文件114a-114n。在框1004处，对象文件管理器118标识或确定与这些对象中的每一个对象相关联的一个或多个工具路径体积。工具路径体积与针对要对相应的对象执行的一个或多个后制造工艺的一个或多个工具路径相关联。工具路径体积表示定义要为后制造机器104的工具清空以对相应的对象执行后制造工艺的空间的边界或坐标。在一些示例中，对象文件管理器118从与一个或多个对象文件114a-114n相关联的加工文件117a-117n中标识工具路径体积。例如，对象文件114a-114n和相关联的工具路径体积可以存储在库中。在一些示例中，对象中的一个或多个可以具有表示多个可能的工具路径的多个工具路径体积。附加地或替代地，示例体积定义器122可以为对象116a-116n中的一个或多个定义一个或多个工具路径体积。例如，体积定义器122可以定义与第一对象相关联的第一工具路径体积、与第二对象相关联的第二工具路径体积等等。在这种示例中，在框1004处标识工具路径体积包括定义与一个或多个对象相关联的体积。在一些示例中，不将对对象执行的后制造工艺。在这种示例中，不标识和/或定义工具路径体积。
在框1006处，布局和顺序确定器124基于工具路径体积(和/或一个或多个其它参数)执行分析，并选择对象116a-116n中要构建在同一基板上的两个或更多个对象(例如，对象集合)，并且确定针对对象的布局以及后制造和移除的顺序。例如，布局和顺序确定器124可以执行分析对象116a-116n的大小(和/或对象116a-116n的可能定向)、与对象116a-116n中的每一个相关联的一个或多个工具路径体积的大小和/或基板106的大小的数学计算。附加地或替代地，当选择要构建在同一基板上的对象时可以考虑一个或多个其它因素，诸如对象的请求日期(例如，签发工单的日期)、工单的承诺日期、完成对象的预期时间等。在一些示例中，示例布局和顺序确定器124确定使要构建的对象的群体密度最大化(即，使在给定基板上的对象的数量最大化)的布局。
在一些示例中，在确定的布局中，选择的对象116a-116n中的一个或多个被布置在对象116a-116n中的一个或多个其它对象的工具路径体积内(或部分在其内)。例如，如在图7的示例布局700中，第一对象116a被设置在与第二对象116b相关联的工具路径体积内。然而，如上面结合图8A-8J所公开的，对象116a-116i的后制造和移除的顺序使得相应的工具路径体积能够在针对相应对象的后制造工艺被执行之前被清空。
在框1008处，AM格式化器126基于确定的布局为选择的对象生成构建文件108。在一些示例中，AM格式化器126为特定类型的AM机器格式化构建文件108(例如，生成用于创建对象的每一个层的指令)。一旦生成了构建文件108，构建文件108就可以被AM机器102用来根据布局在基板106上创建对象。在框1010处，加工文件生成器128生成包含对象的后制造和移除的顺序的加工文件130。在一些这种示例中，加工文件130被后制造机器104用来执行对象的后制造工艺和移除。在其它示例中，确定的顺序可以被包括为构建文件108的一部分，其可以替代地由后制造机器104使用。在一些示例中，加工文件生成器128在加工和/或移除之前生成一个或多个检查文件，该一个或多个检查文件可以被后制造机器104中的一个或多个(例如3D扫描仪或CMM)用来确保对象116a-116n是按照其适当的规范来构建的。
图11是表示可以由AM机器和一个或多个后制造机器执行以根据由构建文件生成器110确定的顺序构建一个或多个对象的示例方法的流程图1100。图11的示例过程是结合图1的具有AM机器102和后制造机器104示例自动加工系统100来描述的。然而，在其它示例中，图11的示例过程可以结合具有更多或更少AM机器和/或后制造机器的其它类型的系统或制造设施来实现。
在框1102处，AM机器102根据构建文件108在基板106上构建对象116a-116n，该构建文件108定义对象116a-116n中被选择的对象的布局。在框1104处，后制造机器104之一(例如，图4的CNC机器400)对对象116a-116n中在顺序中的第一对象执行第一后制造工艺。该顺序可以是加工文件130和/或构建文件108的一部分并且被提供给后制造机器104。例如，后制造工艺可以包括(例如，经由图4的CNC机器400)加工对象。在一些示例中，对顺序中的第一对象执行仅一个后制造工艺。在其它示例中，经由同一后制造机器或不同的后制造机器对顺序中的第一对象执行多个后制造工艺。
在对顺序中的第一对象执行后制造工艺之后，在框1106处，根据顺序从基板106移除第一对象。例如，可以使用切槽工具从基板106移除第一对象。可以使用同一后制造机器从基板106移除第一对象。例如，对第一对象执行第一后制造工艺的CNC机器400也可以使用切槽工具或碾磨工具从基板106移除第一对象。因此，在一些示例中，基板106与先前在框1104处执行后制造工艺的同一机器保持在一起。在其它示例中，移除操作由不同的后制造机器执行。因此，在一些示例中，基板106可以(例如，经由自动设备)被转移到另一个机器以便于移除第一对象。
在框1108处，后制造机器104之一(例如，图4的CNC机器400)对对象116a-116n中的第二对象(其是顺序中的下一个对象)执行第二后制造工艺。类似于第一对象，可以通过相同或不同的机器对第二对象执行一个或多个后制造工艺。在框1110处，从基板106移除第二对象。类似于第一对象，可以使用切槽工具移除第二对象。在其它示例中，可以使用另一种类型的机器来移除第二对象。
在框1112处，该示例方法包括确定基板上是否存在更多的对象要被处理和/或移除。如果存在更多对象，则该示例方法返回到框1108和1110，并且根据顺序对下一个对象执行一个或多个后制造工艺和/或根据该顺序移除对象。框1108-1112的示例工艺可以继续，直到处理了所有的对象和/或从基板106移除了所有对象。尽管在所示示例中对象是在对对象执行了相关联的后制造工艺之后被移除的，但是在其它示例中，该顺序可以包括在移除对象之前对对象中的多个对象执行一个或多个后制造工艺。
在一些示例中，在框1106处移除第一对象之前可能发生的初始后制造工艺包括用保护泡沫喷射对象116a-116n中的一个或多个。保护泡沫可以手动喷射或用机器(诸如图9的机器900)喷射。保护泡沫可以为对象116a-116n提供缓冲层，以防止在从基板106移除对象116a-116n并收集这些对象时损坏这些对象。
尽管图10和11的示例性过程结合在基板上创建对象的AM型工艺进行描述，但是示例性过程可以类似地利用可以在紧邻的基板上产生对象的其它类型的加工过程来执行。例如，替代地可以使用大容量CNC机器或铸造工艺将对象构建在基板上。本文所公开的示例性布局和顺序确定以及后制造工艺/移除工艺同样可以用于使部件能够以更紧凑的方式产生在基板上并且在后制造工艺期间保留在基板上，类似于本文所公开的示例。因此，本文所公开的示例可以应用于除AM之外的其它类型的制造工艺。
图12是被构造为执行图10的指令以实现图1的构建文件生成器10的示例性处理器平台1200的框图。处理器平台1200可以是例如服务器、个人计算机(例如，图1的计算机112)、移动设备(例如，手机、智能电话、诸如iPadTM之类的平板计算机、个人数字助理(PDA)或任何其它类型的计算设备)。
所示示例的处理器平台1200包括处理器1212。所示示例的处理器1212是硬件。例如，处理器1212可以由来自任何期望的系列或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器或控制器实现。硬件处理器可以是基于半导体的(例如，基于硅的)设备。在该示例中，处理器1212可以实现图1的示例对象文件管理器118、示例体积定义器122、示例布局和顺序确定器124、示例AM格式化器126、示例加工文件生成器128和/或更一般地，示例构建文件生成器110。
所示示例的处理器1212包括本地存储器1213(例如，高速缓存)。所示示例的处理器1212经由总线1218与包括易失性存储器1214和非易失性存储器1216的主存储器通信。易失性存储器1214可以由同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取存储器(RDRAM)和/或任何其它类型的随机存取存储器设备实现。非易失性存储器1216可以由闪存和/或任何其它期望类型的存储器设备实现。对主存储器1214、1216的访问由存储器控制器控制。
所示示例的处理器平台1200还包括接口电路1220。接口电路1220可以由任何类型的接口标准实现，诸如以太网接口、通用串行总线(USB)和/或PCI Express接口。
在所示示例中，一个或多个输入设备1222被连接到接口电路1220。输入设备1222允许用户将数据和/或命令输入到处理器1212中。输入设备可以由例如音频传感器、麦克风、照相机(静态或视频)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、跟踪板、轨迹球、等电点(isopoint)和/或语音识别系统来实现。
一个或多个输出设备1224还被连接到所示示例的接口电路1220。输出设备1224可以例如由显示设备(例如，发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、触摸屏、触觉输出设备、打印机和/或扬声器)来实现。因此，所示示例的接口电路1220通常包括图形驱动器卡、图形驱动器芯片和/或图形驱动器处理器。
所示示例的接口电路1220还包括通信设备(诸如发射器、接收器、收发器、调制解调器和/或网络接口卡)，以经由网络1226(例如，以太网连接、数字用户线(DSL)、电话线、同轴电缆、蜂窝电话系统等)促进与外部机器(例如，任何类型的计算设备)的数据交换。
所示示例的处理器平台1200还包括用于存储软件和/或数据的一个或多个大容量存储设备1228。这种大容量存储设备1228的示例包括软盘驱动、硬盘驱动、光盘驱动、蓝光盘驱动、RAID系统和数字通用盘(DVD)驱动。在该示例中，大容量存储设备1228可以实现存储器120。
图10的编码指令1232可以被存储在大容量存储设备1228中、易失性存储器1214中、非易失性存储器1216中和/或可移动的有形计算机可读存储介质(诸如CD或DVD)上。
根据前述内容，可以理解的是，已经公开了用于生成定义对象的高密度布局的构建文件的示例性方法、装置、系统和制品。因此，可以在更短的时间内使用AM机器构建或形成更多的对象。此外，本文所公开的示例方法、装置、系统和制品使得对象能够在一个或多个后制造工艺期间保持固定到基板，这可能是有利的，例如，对具有不容易固定到后制造机器的复杂几何形状的对象是有利的。
虽然本文已经描述了某些示例性方法、装置、系统和制品，但是本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利覆盖了在字面上或在等同原则下完全落入所附权利要求的范围内的所有方法、装置、系统和制品。

Claims (20)

1.一种构建文件生成器，包括：
对象文件管理器，所述对象文件管理器用于：
标识与要经由增材制造(AM)工艺形成的第一对象相关联的第一工具路径体积，所述第一工具路径体积基于要对所述第一对象使用的第一后制造工艺的第一工具路径；
标识与要经由所述AM工艺形成的第二对象相关联的第二工具路体积，所述第二工具路径体积基于要对所述第二对象使用的第二后制造工艺的第二工具路径；以及
布局确定器，所述布局确定器用于基于所述第一工具路径体积和所述第二工具路径体积确定要通过所述AM工艺在基板上形成的所述第一对象和所述第二对象的布局，根据所述布局，所述第一对象至少部分地被设置在所述第二工具路径体积内。
2.根据权利要求1所述的构建文件生成器，其特征在于，所述布局确定器用于确定定义将对所述第一对象和所述第二对象执行的一个或多个后制造工艺以及所述第一对象和所述第二对象从所述基板的移除的顺序。
3.根据权利要求2所述的构建文件生成器，其特征在于，所述顺序指示在将对所述第二对象执行所述第二后制造工艺之前，将对所述第一对象执行所述第一后制造工艺，并将所述第一对象从所述基板移除。
4.根据权利要求1所述的构建文件生成器，其特征在于，所述第一后制造工艺或所述第二后制造工艺中的至少一个后制造工艺是减材制造工艺。
5.根据权利要求1所述的构建文件生成器，其特征在于，进一步包括用于基于所述布局生成构建文件的AM格式化器，所述构建文件将由AM机器用来构建所述第一对象和所述第二对象。
6.一种产生对象的方法，所述方法包括：
经由增材制造(AM)机器来根据构建文件在基板上构建第一对象和第二对象，所述构建文件定义所述第一对象和所述第二对象在所述基板上的布局，根据所述布局，所述第二对象至少部分地被设置在与所述第一对象相关联的第一工具路径体积内，所述第一工具路径体积基于要对所述第一对象执行的第一后制造工艺的第一工具路径；
从所述基板移除所述第二对象；以及
在从所述基板移除所述第二对象之后，在所述第一对象被固定在所述基板上的同时，经由第一后制造机器对所述第一对象执行所述第一后制造工艺。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述布局，所述第一对象未被设置在与所述第二对象相关联的第二工具路径体积中，所述第二工具路径体积基于要对所述第二对象执行的第二后制造工艺的第二工具路径。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：在从所述基板移除所述第二对象之前，在所述第一对象和所述第二对象两者都被固定在所述基板上的同时，经由第二后制造机器对所述第二对象执行所述第二后制造工艺。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一后制造工艺是减材制造工艺。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一后制造机器是计算机数控(CNC)机器。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述AM机器是粉体熔化成型机器。
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括：在从所述基板移除所述第二对象之前，用保护泡沫喷射所述第一对象或所述第二对象中的至少一个对象。
13.一种非瞬态机器可读存储介质，包括指令，所述指令在被执行时使得至少一个机器至少执行以下操作：
标识与要经由增材制造(AM)工艺形成的第一对象相关联的第一工具路径体积，所述第一工具路径体积基于要对所述第一对象执行的第一后制造工艺的第一工具路径；
标识与要经由所述AM工艺形成的第二对象相关联的第二工具路径体积，所述第二工具路径体积基于要对所述第二对象执行的第二后制造工艺的第二工具路径；以及
基于所述第一工具路径体积和第二工具路径体积生成AM机器的构建文件，所述构建文件包括要通过所述AM机器在基板上形成的所述第一对象和所述第二对象的布局。
14.根据权利要求13所述的非瞬态机器可读存储介质，其特征在于，所述指令在被执行时还使得所述至少一个机器确定所述第一对象和所述第二对象的后制造工艺以及移除的顺序。
15.根据权利要求14所述的非瞬态机器可读存储介质，其特征在于，所述顺序指示在将对所述第二对象执行所述第二后制造工艺之前，将对所述第一对象执行所述第一后制造工艺，并将所述第一对象从所述基板移除。
16.根据权利要求15所述的非瞬态机器可读存储介质，其特征在于，根据所述布局，所述第一对象至少部分地被设置在与所述第二对象相关联的所述第二工具路径体积内。
17.根据权利要求13所述的非瞬态机器可读存储介质，其特征在于，所述第一后制造工艺和所述第二后制造工艺是相同类型的后制造工艺。
18.根据权利要求13所述的非瞬态机器可读存储介质，其特征在于，所述第一后制造工艺或所述第二后制造工艺中的至少一个后制造工艺是减材制造工艺。
19.根据权利要求13所述的非瞬态机器可读存储介质，其特征在于，所述第一对象和所述第二对象是相同类型的对象。
20.根据权利要求13所述的非瞬态机器可读存储介质，其特征在于，所述指令在被执行时还使得所述至少一个机器在生成所述构建文件之前，从多个对象中选择所述第一对象和所述第二对象，以基于以下中的至少一者形成在所述基板上：所述第一工具路径体积、所述第二工具路径体积、所述第一对象或所述第二对象中的至少一个对象的承诺日期、或者所述第一对象或所述第二对象中的至少一个对象的请求日期。
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