CN110337362B - 增材制造 - Google Patents

Abstract

描述了操作增材制造系统的方法、三维(3D)打印系统和非暂时性机器可读介质的示例。在一个示例中，构建材料被供应到增材制造系统的打印区域。生成该构建材料的至少表面的对应于某一图案的温度分布。使用热传感器来捕捉该图案的图像。表示该图案的图像的图像数据与表示该图案的预期位置的数据进行比较。在该比较的基础上，生成差异数据，该差异数据指示在捕捉该图像期间该热传感器的位置和该热传感器的与该图案的预期位置相关联的预期位置之间的差异。至少根据该差异数据来控制该增材制造系统的操作。

Description

增材制造

背景技术

一些增材制造系统，包括通常称为“3D打印机”的那些增材制造系统，通过如下方式来构建三维（3D）物体，即：通过沉积构建材料层，并且使用热来选择性地熔合构建材料，以形成被打印的物体。热成像摄像机可瞄准其中沉积构建材料的构建区域，以记录或监测定位阵列处的温度信息，该信息可由增材制造系统的各种子系统使用。

附图说明

结合附图，由下面的详细描述，本公开的各特征将是显而易见的，这些附图一起图示了本公开的特征，并且其中：

图1是根据一个示例的增材制造系统的示意性框图；

图2是示出了根据一个示例的控制增材制造系统的操作的方法的流程图；

图3是示出了校准增材制造系统的示例性方法的流程图；

图4是根据一个示例的三维（3D）打印系统的示意性框图；以及

图5是根据一个示例的处理装置的示意图。

具体实施方式

在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了某些示例的许多具体细节。在说明书中对“示例”的引用或类似语言意味着结合该示例描述的特定特征、结构或特性被至少包括在那一个示例中，但不一定包括在其他示例中。

在有时称为三维（3D）打印系统或增材制造设备的示例性增材制造系统中，构建材料按层沉积在工作区域中。本文称为“打印剂”的化学试剂被选择性地沉积到工作区域内的每一层上。该打印剂可包括熔剂和/或精细剂（detailing agent）。该熔剂可在构建材料的颗粒将通过后续施加能量而熔合在一起的区域中被选择性地施加于构建材料层，并且该精细剂可在要减少或控制熔合作用的位置选择性地施加。例如，可施加精细剂来减少物体边界处的熔合，以产生具有尖锐和平滑边缘的部分。在施加打印剂之后，例如热能的能量被施加于所述层。这根据已施加的试剂来熔合构建材料的颗粒。然后，针对另一层重复该过程，使得物体由一系列截面构建而成。在其他情况下，可施加熔剂和精细剂中的一种或另一种。例如，在一些情况下，熔剂可被选择性地施加于待熔合的构建材料层的区域。在另一个示例中，精细剂可被选择性地施加于将不熔合的构建材料层的区域。

增材制造系统可包括不同的单元。增材制造系统的一个示例包括一单元，其包括热传感器，例如热成像摄像机或热图像捕捉装置，有时称为热像仪（thermographiccamera）。这样的热传感器可用于捕捉图像，这是通过检测近红外辐射或红外辐射，以产生图像，其中该图像的颜色或灰度分布指示或代表该图像中捕捉的场景的温度分布。

示例中的增材制造系统的热传感器瞄准工作区域，该工作区域可被称为构建区域。因此，该热传感器可用于捕捉指示构建区域的温度的图像。这些图像可用于确定构建区域的某些坐标、位置或区域的温度，例如构建区域中的定位阵列的温度。计算出的构建区域的温度可用于控制增材制造系统的其他子系统。例如，用于将热能施加于构建材料的加热子系统的功率或者一种或多种打印剂的水平可基于使用热传感器确定的构建区域或构建区域的多个部分的温度来动态地调整。

然而，如果热传感器的实际或当前位置不同于热传感器的预期位置，则使用热传感器计算的构建区域的温度分布可能与实际温度分布不同。例如，如果热传感器偏离预期位置，则计算出的温度分布也可能偏离构建区域的实际温度分布。

本文所描述的示例允许识别热传感器的位置与预期位置的这种偏差并且适当地控制增材制造系统。例如，增材制造系统可至少根据所生成的差异数据来控制，该差异数据指示热传感器在捕捉构建区域的图像期间的位置与热传感器的预期位置之间的差异，例如相对于构建区域的差异。该差异数据可基于表示图案的捕捉图像的图像数据与表示该图案的预期位置的数据之间的比较，该图案例如对应于根据构建材料的图案和熔合将至少一种打印剂施加于构建材料之后的构建材料的至少表面的温度分布。

例如，在确定热传感器的位置未显著偏离热传感器的预期位置的情况下，打印过程可继续。相反，在确定热传感器的位置与热传感器的预期位置相差大于阈值量的量的情况下，可适当地重新校准增材制造系统，以补偿该差异。

本文所描述的示例可作为增材制造系统的启动例程的一部分来执行，例如在初始构建序列期间执行。可相对快速地执行对热传感器的位置的初始检查，这是通过形成相对少量的构建材料层，在相应的构建材料层上打印打印剂的图案，并且将这些图案的图像与表示这些图案的预期位置的数据进行比较。然后，基于该初始检查，可确定是否需要校准增材制造系统，而不是作为默认情况在每次开始新的构建时执行校准过程。这可减少构建材料浪费、打印剂消耗和启动时间。此外，通过提供增材制造系统的精确校准，由于依靠温度信息的子系统的控制，打印的物体的质量可以更高。另外，通过提供增材制造系统的适当校准，示例可改善用户体验，例如，这是通过减少如下需要，即：用户聘请技术支持，以请求帮助来改进增材制造设备的校准。

图1示出了根据一个示例的增材制造设备100的简化示意图。该示例中的增材制造设备100包括耦接到构建单元104的3D打印机102。

根据一个示例，3D打印操作包括将构建材料层沉积到构建单元104的构建平台上。该构建平台可被认为对应于或包括构建区域106或工作区域。存在各种不同种类的构建材料，可由其构建特定的部分或物体。可基于待打印的部分或物体的期望属性来进行构建材料的选择。在某些增材制造系统中，可在构建之间相应地改变构建材料。例如，可使用各种塑料粉末类型作为原始构建材料；例如，热塑性塑料，例如聚酰胺（PA）11、PA12和热塑性聚氨酯（TPU）等。在其他示例中，可使用金属粉末。

根据待打印的图案，至少一种打印剂被选择性地沉积以接触构建材料。如上所述，该至少一种打印剂可以是熔剂和/或精细剂。例如热（有时称为热能）之类的能量被施加于构建区域，以熔合构建材料来形成所述图案。可通过一个或多个加热元件108来提供热，以熔合构建材料的已施加熔剂的部分。例如，该加热元件可利用红外辐射、可见辐射或紫外辐射来照射构建材料层。该加热元件可以是或包括激光束，其可被引导成扫描构建材料的表面（或涂覆构建材料的打印剂的表面），以选择性地将构建材料的粉末颗粒结合在一起。在一些示例中，在打印操作期间，构建材料可被维持在略低于构建材料的熔合温度的温度，使得减少由加热元件供应并被熔剂吸收以熔合构建材料的能量。

例如，构建材料的熔合导致构建材料的至少表面的温度分布。因此，在熔合之后，构建材料可具有温度分布或变化，该温度分布或变化对应于在施加能量之前沉积在构建材料上的至少一种打印剂的图案。例如，在熔合之后，构建材料的被熔剂接触的区域可对应于比其他区域温度更高的区域。相反，在熔合之后，构建材料的其上沉积有精细剂的区域可对应于比其他区域温度更低的区域。

在图1中所示的示例中，构建单元104可与3D打印机102分离。特别地，构建单元104可由操作者移除，以执行构建单元104的再填充操作。然而，在其他示例中，构建单元104和3D打印机102可彼此为一体。

构建单元104储存例如构建粉末的构建材料的供应。在一个示例中，在构建粉末填充操作之前在构建单元上执行清理阶段。例如，在一种情况下，清理阶段包括粉末管理站，其从构建单元移除未使用的构建材料，并将该未使用的构建材料与新的构建材料组合用于进一步的打印操作。例如，未使用的构建材料可由构建粉末管理站回收和再利用，并与原始（或“新”）的构建材料混合。在构建粉末填充操作之后，操作者可将构建单元104返回到3D打印机102以执行进一步的打印操作。

图1的示例性增材制造设备100还包括热传感器110。图1的热传感器110位于3D打印机102中，使得在构建单元104插入3D打印机102中的情况下，热传感器110能够从构建区域106中的构建材料的表面接收辐射，例如近红外辐射或红外辐射等。基于所接收的辐射，热传感器110可生成指示构建区域106中的构建材料的表面的温度的图像数据。热图像的最热部分可用白色表示，并且热图像的最冷部分可用黑色表示，而中间温度以红色和/或黄色表示（但其他色标也是可能的）。

如上面所解释的，构建区域106中的构建材料的表面的温度通常将取决于已施加于构建材料的熔合。由于构建材料的一些区域通常将比构建材料的其他区域吸收更多或更少的能量，因此这些区域将具有与其他区域不同的温度。因此，由热传感器110捕捉的热图像可取决于构建材料的熔合图案。这可用于确定或识别热传感器110的位置是否被正确地校准，如将参照图2进一步解释的。

图2是示出了根据一个示例的控制例如图1的增材制造系统100的增材制造系统的操作的方法200的流程图。可在增材制造系统的制造期间执行增材制造系统的热传感器的校准，例如在将增材制造系统运送或运输给客户或操作者以供使用之前校准。然而，热传感器的位置可能在增材制造系统的运输或安装期间或者在传感器的更换期间移位。图2的方法200允许识别增材制造系统的热传感器的位置从标称或预期位置的移位或改变。

在图2的方法200的框202处，开始增材制造系统的启动序列。在这种情况下该启动序列对应于当增材制造系统接收到指示要打印物体的指令时执行的一组或一系列命令，并且可包括除图2中所示的命令之外的其他命令。例如，当构建单元104被插入到3D打印机102中用于打印新的物体时或者当增材制造系统接收到打印命令时，可开始启动序列，该打印命令例如来自用户或来自客户端装置，例如耦接到增材制造系统的计算机系统等。

在图2的示例中，启动例程的开始触发图2的方法200的后续要素，使得在开始使用增材制造系统打印物体时执行图2的方法200。以这种方式，可在开始打印期望的输出物体之前验证热传感器的位置的校准，从而减少在以不正确校准的热传感器打印物体的情况下可能发生的浪费或打印物体质量的降低。然而，在其他示例中，图2的方法200可在其他时间执行，例如响应于用户输入或在计划的时间执行。在这样的情况下，图2的方法200可以在或者也可以不在开始用增材制造系统100打印新的物体时执行。

在框204处，生成构建材料的至少表面的温度分布。这可涉及将构建材料供应到增材制造系统的构建区域。可根据图案来选择性地沉积至少一种打印剂，例如熔剂或精细剂，以接触构建材料，并且可将能量施加于构建区域以熔合构建材料，以便产生温度分布，该温度分布在示例中对应于该至少一种打印剂的图案。构建材料、该至少一种打印剂的沉积以及根据该至少一种打印剂的图案的构建材料的熔合可被认为对应于该图案的打印。基于沉积的打印剂的定位以及基于对床区域的能量施加的构建材料在熔合后的热对比度（thermal contrast）对应于示例中的图案。

该图案可对应于一层或多层构建材料的任何布置、设计或结构。该图案可以是重复图案或非重复图案。对称、均匀或规则的或者不对称、不均匀或不规则的图案都是可能的。例如，该图案可以是相对简单的图案，例如预定的或预先构造的图案，用于验证热传感器与构建区域的对准的目的。与打印更复杂的图案相比，可用减少量的打印剂，并且因此，可用验证热传感器的位置所需的减少的时间，来打印简单图案，例如将至少一种打印剂的简单图案打印到构建材料的表面上。

在其他示例中，该方法可包括接收对应于待由增材制造系统打印的输出物体的打印作业数据，并且打印对应于该输出物体的至少一层的图案的图案。例如，图2的方法200可包括将该输出物体的最先或最下部的一层或多层打印为该图案。以这种方式，在执行图2的方法200之后，通过在与作为图2的方法200的一部分而打印的层相对应的层之后打印层，可继续该输出物体的打印。换句话说，该输出物体的最先的一层或多层可被用于验证热传感器的位置并且也可用作该输出物体本身的一部分（如果通过图2的方法200确定热传感器的位置是正确的或可容忍的）。

可供应多层构建材料。例如，可供应介于1层和10层之间的构建材料，例如介于5层和10层之间的构建材料。在这样的情况下，至少一种打印剂可被依次施加于构建材料的每个单独层，并且每层构建材料可依次被熔合。因此，在这些示例中，所述温度分布可以是多层构建材料而不是单层构建材料的温度分布。在温度分布是多层构建材料的温度分布并且例如表示该多层构建材料中的每一层的熔合部分的累积热效应的示例中，与其中温度分布不那么复杂或不那么明显的具有较少层的图案相比，可更精确地确定热传感器的位置。然而，通过沉积更多层构建材料，执行热传感器位置的验证所花费的时间将相应地增加，这是因为每一层例如需要固定或恒定量的时间来沉积和熔合。因此，介于1层和10层之间的构建材料的供应和熔合可在精度和所花费的时间之间提供适当的平衡。

在图2的框206处，使用热传感器获得图案的热图像。用于获得热图像的合适的热传感器是来自Heimann Sensor GmbH，Maria-Reiche-Str. 1，D-01109 Dresden，Germany的热电堆传感器，例如HTPA 32x31传感器。例如，捕捉图案的图像包括使用热传感器来检测熔合的构建材料的温度分布，并且基于检测到的熔合的构建材料的温度分布来生成图案的图像。合适的热传感器可具有相对低的分辨率，但是仍然能够足够精确地感测温度分布。例如，HTPA 32x31传感器具有32x31像素的分辨率。在示例中，该至少一种打印剂施加于构建材料所根据的图案可被选择成使得可通过热传感器检测的温度分布的特征的大小（例如，相邻像素之间的温差）等于或大于热传感器的像素大小。这允许通过热传感器检测这样的特征。

摄像机模型208被应用于图案的热图像。例如，摄像机模型208提供由热传感器捕捉的图像的像素与该图像的图像平面中的定位之间的映射。因此，该摄像机模型可用于将由热传感器捕捉的例如亮（例如，热）或暗（例如，冷）的像素或像素区域之类的图案的特征与图像平面中的对应定位、坐标、点或区域相关联。例如，该摄像机模型可用于确定构建区域中的构建材料的表面上的哪些定位对应于由热传感器感测到的热图像的热像素或冷像素。

在图2的框210处，使用参考位置数据212来获得位置误差210。例如，位置误差210表示在捕捉图案的图像期间热传感器的位置与热传感器的预期位置的偏差。例如，可通过如下方式来获得位置误差210，即：将表示图案的捕捉图像的图像数据与表示图案的预期位置的数据进行比较，该表示图案的预期位置的数据可与参考位置数据212相对应。在该比较的基础上，可计算位置误差210，其可由差异数据表示。

例如，在参考位置数据212表示与热传感器的预期位置相关联的图案的预期位置的情况下，结合表示图案的捕捉图像的图像数据来使用摄像机模型208可用于计算摄像机相对于构建区域（其可与图像平面相对应，这是因为该图像是构建区域中的构建材料的表面的热图像）的位置变化。例如，通过将图案的预期位置与图案的实际位置比较，可计算热传感器从预期位置的移位或其他变换。

在例如图2的方法的方法中，可至少根据生成的差异数据来控制增材制造系统的操作。图2示出了控制增材制造系统的操作的一个示例，但是在其他示例中其他控制方法也是可能的。

图2的示例性方法200包括在框214处确定是否满足误差条件。该确定可包括确定差异数据是否满足差异条件。例如，该差异条件在如下情况下被满足，即：确定热传感器的位置足够接近热传感器的预期位置，以使增材制造设备在预期或可容忍的质量参数内操作。例如，如果热传感器的位置被计算为处于预期位置的2毫米（mm）内，或者如果基于捕捉图像的图案位置与图案的预期位置之间的差异被确定为对应于小于或等于0.17 Heimann像素的差异（其中，Heimann热电堆传感器被用作热传感器），则可满足该差异条件。如果确定差异数据满足差异条件，则控制图2的示例中的增材制造系统，以基于所接收的打印作业数据来打印输出物体。换句话说，如图2的框216处所示，打印过程可开始打印输出物体，而不执行热传感器的校准。

然而，如果差异数据不满足差异条件，则在图2的框218处，确定差异数据是否满足警告条件。例如，该警告条件对应于2mm的阈值误差，该阈值误差可对应于热传感器的位置与预期位置的相对大的误差或偏差。例如，该阈值误差可对应于可导致较差的部件质量的误差。如果差异数据指示所计算的热传感器的位置与热传感器的预期位置之间的差异超过该阈值误差，则提供警告指示220。例如，该警告指示是在增材制造系统的显示器上呈现的警告消息，或者例如给增材制造系统的用户的警告噪声或其他警告通信。通过警告增材制造系统的用户，用户例如可使用替代方法来校准热传感器，或者不顾该警告并继续打印，但是与不正确校准的增材制造系统相关联的物体质量可能降低。

如果差异数据不满足警告条件，则在图2的方法中的框218处执行校准过程。在例如图2的示例中的校准过程涉及适当地改变增材制造系统的参数，以补偿热传感器的位置与热传感器的预期位置之间的差异。

在示例中，可使用差异数据来校准增材制造系统。例如，由于该差异数据表示热传感器与预期位置的偏差，因此该偏差可作为对用于控制增材制造系统的控制系统的输入而被接收，并且当将构建区域中的定位的位置与使用热传感器捕捉的图像的相应像素相关联时被考虑在内。例如，如果计算出热传感器的位置相对于构建区域移位，则可确定由热传感器捕捉的图像的像素将对应于构建区域中的移位定位，而不是基于摄像机模型的预期定位。因此，可相应地更新摄像机模型本身来考虑到该移位，以将由热传感器捕捉的图像的图像像素正确地映射到构建区域中的定位。

图3是示出了例如图1的增材制造系统100的增材制造系统的校准的另一示例性方法300的流程图。例如如参照图2所描述的，可响应于确定不满足差异条件而使用图3的方法300。

在图3的示例性方法300中，在框302处增加试验次数计数。这是因为检查热传感器的校准的图2的方法200和重新校准热传感器的图3的方法300可多次执行，其中试验次数计数代表图2和图3的方法200、300的迭代次数。

在框304处，确定试验次数计数是否处于最大试验次数内，例如小于或等于最大试验次数。如果试验次数计数超过最大试验次数，则在框306处提供警告指示，该警告指示可类似于图2的框220的警告指示。例如，如果是这种情况，则这可指示热传感器的位置与热传感器的预期位置非常不同，在这种情况下，可执行不同的校准过程以补偿这一点。

尽管图3的示例性方法300包括检查试验次数，但是在其他示例性方法中可不存在该检查。例如，另一示例性方法可包括图3的框308、310、312和314（下面描述），但不包括框302、304和306。

在图3的框308处，生成另一构建材料的至少表面的另一温度分布，该另一温度分布对应于另一图案。例如，可与上述温度分布的生成类似地生成该另一温度分布。例如，将可与该构建材料相同或不同的另一构建材料供应到增材制造系统的构建区域。该另一温度分布可通过如下方式生成，即：根据该另一图案，沉积至少一种打印剂，以接触该另一构建材料，并且随后，将能量施加于构建区域，以根据该另一图案来熔合该另一构建材料。

该另一图案可与所述图案相同或者可与所述图案不同。例如，该另一图案可比所述图案更复杂。更复杂的另一图案可包括更少的均匀性或构建材料的增加数量的不同或分开的熔合元件。该另一图案可以是另一预定图案，其具有针对精确地确定热传感器的位置与预期位置的偏差而选择或优化的复杂度。

在图3的框310处，计算热传感器的位置误差。热传感器的位置误差的计算可类似于关于图2的框206、208、210和212所描述的位置误差的计算。例如，可使用热传感器来捕捉该另一图案的图像。可将表示该另一图案的捕捉图像的另一图像数据与表示该另一图案的预期位置的另一数据进行比较，以生成另一差异数据，该另一差异数据可表示在图3的框310处获得的位置误差。如技术人员将会理解的，在其他示例中，可使用其他方法来计算该另一差异数据，例如基于差异数据的进一步处理或者基于来自其他源的数据。

在图3的示例中，增材制造系统使用该另一差异数据来校准，以补偿热传感器的位置与热传感器的预期位置之间的差异，但在其他示例中，可使用差异数据和该另一数据二者来校准增材制造系统。

该校准可包括多次迭代。这在图3的框312处示出。例如，可基于另一图案来沉积和熔合多层该另一构建材料，例如，这是通过在至少一种打印剂沉积（根据该另一图案）以接触该另一构建材料之后向构建区域供应能量。可针对每一层或一组层分别地计算位置误差。然后，可通过借助例如平均之类的任何合适的组合方法组合该多个位置误差，来获得用于校准的位置误差。然而，在其他示例中，可存在一次迭代，其中位置误差在打印多层该另一构建材料之后获得。

在图3的框314处，获得新的摄像机模型314，用于将由热传感器捕捉的图像的像素与构建区域中的定位进行映射。然后，可再次执行图2的方法，以验证更新的摄像机模型314充分地补偿热传感器的位置。当再次执行图2的方法时，图2的框208的摄像机模型可用图3的框314的新摄像机模型来替换。

图4示意性地图示了三维（3D）打印系统400。图4的3D打印系统400类似于图1的增材制造系统100，但具有所示的附加部件。图4的3D打印系统400包括3D打印机402和热成像摄像机404，该热成像摄像机404用于获得由3D打印机402打印的打印输出的图像，该热成像摄像机404可类似于图1的热传感器110。

图4的示例性3D打印系统400还包括控制系统406。控制系统406可被布置成根据本文所描述的任何示例来控制3D打印系统400。例如，控制系统406可被布置成从热成像摄像机404接收使用3D打印机402打印的熔合的构建材料的温度分布的图像，该温度分布对应于一定图案，并且生成该图案和预期图案之间的比较。控制系统406还可被布置成基于该比较来确定在获得该图案的图像期间热成像摄像机404的位置和与预期图案相关联的热成像摄像机404的预期位置之间的差异，并且基于所确定的差异来控制3D打印机402。例如，控制系统406可被布置成根据确定差异数据不满足差异条件，来校准3D打印系统400，以补偿热成像摄像机404的位置与热成像摄像机404的预期位置之间的差异。

控制系统406可从存储器408接收数据。存储器408可包括例如随机存取存储器（RAM）之类的易失性存储器和例如只读存储器（ROM）之类的非易失性存储器或者例如闪存之类的固态驱动器（SSD）中的至少一种。示例中的存储器408可包括另外的存储设备，例如磁性、光学或磁带介质、压缩盘（CD）、数字通用盘（DVD）或其他数据存储介质。存储器408可以是从3D打印系统400可移除或不可移除的。3D打印机402可包括存储器408。

在图4的示例中，存储器408包括图像数据410，其表示由热成像摄像机404捕捉的通过3D打印机402的熔合的构建材料的温度分布的图像，该图像例如对应于一定图案。存储器408还包括表示预期图案的数据412，例如表示如利用处于预期位置的热成像摄像机404将获得的与熔合的构建材料的温度分布相对应的预期图案的图像的数据。存储器408还包括校准误差数据414，其代表校准误差，该校准误差表示热成像摄像机404的当前位置与热成像摄像机404的预期位置之间的差异。控制系统406可使用存储器408的数据来控制3D打印系统400的操作。

在图4的示例中，3D打印系统400还包括处理器416，该处理器416通信地耦接到存储器408。图4中的处理器416可以是设计成执行本文所述的功能的微处理器、通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其他可编程逻辑器件、分立栅极或晶体管逻辑、分立硬件部件或者它们的任何合适的组合。处理器还可被实施为计算装置的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、一个或多个微处理器结合DSP核心的组合，或者任何其他这样的构造。图4的示例中的3D打印系统400的部件使用系统总线418来互连。这允许在各部件之间传输数据。

本文所描述的某些系统部件和方法可借助于可存储在非暂时性存储介质上的机器可读指令来实现。图5示出了包括至少一个处理器502的三维打印系统或装置500的示例，该至少一个处理器502布置成从计算机可读存储介质504检索数据。计算机可读存储介质504包括存储在其上的一组计算机可读指令506。该至少一个处理器502被构造成将指令506加载到存储器中用于处理。指令506被布置成使该至少一个处理器502执行一系列动作。

指令508被构造成使处理器502指示使用增材制造设备来沉积构建材料。

指令510被构造成使处理器502指示根据图案并使用增材制造设备来沉积至少一种打印剂以接触构建材料。

指令512被构造成使处理器502指示将热能施加于构建材料来熔合构建材料，以生成构建材料的至少表面的温度分布，该温度分布对应于该图案。

指令514被构造成使处理器502接收表示该图案的图像的图像数据，该图像由增材制造设备的热图像捕捉装置捕捉。

然后，指令516被构造成使处理器502通过比较该图像数据和表示构建材料的预期图案的数据来确定校准误差，该校准误差指示在捕捉该图案的图像期间热图像捕捉装置的位置与热图像捕捉装置的与预期图案相关联的预期位置之间的差异，该预期图案对应于构建材料的至少表面的预期温度分布。

非暂时性存储介质可以是能够包含、存储或维持程序和数据以便供指令执行系统使用或与指令执行系统结合使用的任何介质。机器可读介质可包括许多物理介质中的任何一种，例如电子、磁性、光学、电磁或半导体介质等。合适的机器可读介质的更具体的示例包括但不限于硬盘驱动器、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器或便携式盘。

已经给出前面的描述来说明和描述所述原理的示例。这种描述不意在是穷尽式的或将这些原理限于所公开的任何具体形式。鉴于上述教导，许多修改和变型是可能的。例如，图2和图3包括关于是否满足某些条件的各种检查。然而，在其他示例中，可省略这些检查中的一个或多个。

应当理解的是，关于任何一个示例描述的任何特征可以单独使用，或者与所描述的其他特征结合使用，并且还可以与任何其他示例的任何特征或者任何其他示例的任何组合结合使用。

Claims (15)

1.一种操作三维打印系统的方法，所述方法包括：

将粉末构建材料供应到所述三维打印系统的构建区域；

根据某一图案沉积熔剂和精细剂中的至少一种，以接触所述粉末构建材料；

将能量施加于所述粉末构建材料来生成所述粉末构建材料的至少表面的温度分布，所述温度分布对应于所述图案；

使用所述三维打印系统的热成像摄像机来捕捉所述图案的图像；

将表示所述图案的捕捉图像的图像数据与表示所述图案的预期位置的数据进行比较；

在所述比较的基础上，生成指示以下二者之间的差异的差异数据：

在所述图案的所述图像的捕捉期间所述热成像摄像机的位置；以及

所述热成像摄像机的与所述图案的所述预期位置相关联的预期位置；以及

至少根据所生成的差异数据来控制所述三维打印系统的操作。

2.如权利要求1所述的方法，包括：

确定所述差异数据满足差异条件，

其中，控制所述三维打印系统的所述操作包括，根据确定所述差异数据满足所述差异条件，而基于所接收的打印作业数据来打印输出物体。

3.如权利要求1所述的方法，包括：

确定所述差异数据不满足差异条件，

其中，控制所述三维打印系统的所述操作包括，校准所述三维打印系统，以补偿所述热成像摄像机的所述位置和所述热成像摄像机的所述预期位置之间的差异。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，校准所述三维打印系统包括使用所述差异数据来校准所述三维打印系统。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，校准所述三维打印系统包括：

生成另一差异数据，其进一步指示所述热成像摄像机的所述位置与所述热成像摄像机的所述预期位置之间的差异；以及

使用所述另一差异数据来校准所述三维打印系统。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，生成所述另一差异数据包括：

将另一粉末构建材料供应到所述三维打印系统的所述构建区域；

使用所述三维打印系统来生成所述另一粉末构建材料的至少表面的另一温度分布，所述另一温度分布对应于另一图案；

使用所述热成像摄像机来捕捉所述另一图案的图像；

将表示所述另一图案的捕捉图像的另一图像数据与表示所述另一图案的预期位置的另一数据进行比较；以及

在所述比较的基础上，生成所述另一差异数据。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，生成所述温度分布包括：

根据所述图案来选择性地沉积至少一种打印剂，以接触所述粉末构建材料；以及

将能量施加于所述构建区域来熔合所述粉末构建材料，以生成所述温度分布，

其中，捕捉所述图案的所述图像包括：

使用所述热成像摄像机来检测熔合的粉末构建材料的温度分布；以及

基于检测到的熔合的粉末构建材料的温度分布来生成所述图案的所述图像。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所施加的能量是热能。

9.如权利要求1所述的方法，包括接收对应于输出物体的打印作业数据，

其中，所述图案对应于所述输出物体的至少一层的图案。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，供应所述粉末构建材料包括供应介于1层和10层之间的粉末构建材料。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度分布是所述粉末构建材料的多个层的温度分布。

12.如权利要求1所述的方法，包括确定所述差异数据满足警告条件，

其中，控制所述三维打印系统的所述操作包括，根据确定所述差异数据满足所述警告条件，而提供警告指示。

13.一种三维打印系统，包括：

三维打印机，其被构造成：

将粉末构建材料供应到打印区域；

根据某一图案沉积熔剂和精细剂中的至少一种，以接触所述粉末构建材料；并且

将能量施加于所述粉末构建材料来生成所述粉末构建材料的至少表面的温度分布，所述温度分布对应于所述图案；

热成像摄像机，其用于获得由所述三维打印机打印的熔合的粉末构建材料的温度分布的图像；以及

控制系统，其布置成：

从所述热成像摄像机接收使用所述三维打印机打印的所述熔合的粉末构建材料的所述温度分布的图像，所述温度分布对应于某一图案；

生成所述图案和预期图案之间的比较；

在所述比较的基础上确定以下二者之间的差异：

在获得打印图案的所述图像期间所述热成像摄像机的位置；以及

所述热成像摄像机的与所述预期图案相关联的预期位置；以及

基于所确定的差异来控制所述三维打印机。

14.如权利要求13所述的三维打印系统，其特征在于，所述控制系统被布置成，根据确定所述差异数据不满足差异条件，来校准所述三维打印系统，以补偿所述热成像摄像机的所述位置与所述热成像摄像机的所述预期位置之间的差异。

15.一种非暂时性机器可读介质，包括指令，所述指令当通过三维打印系统的处理器执行时，使所述处理器：

指示使用所述三维打印系统来沉积粉末构建材料；

指示根据某一图案并且使用所述三维打印系统来沉积熔剂和精细剂中的至少一种，以接触所述粉末构建材料；

指示将热能施加于所述粉末构建材料来熔合所述粉末构建材料，以生成所述粉末构建材料的至少表面的温度分布，所述温度分布对应于所述图案；

接收表示所述图案的图像的图像数据，所述图像由所述三维打印系统的热图像捕捉装置捕捉；以及

确定指示以下二者之间的差异的校准误差：

在所述图案的所述图像的捕捉期间所述热图像捕捉装置的位置；以及

所述热图像捕捉装置的与预期图案相关联的预期位置，所述预期图案对应于所述粉末构建材料的至少所述表面的预期温度分布，

所述确定是通过比较所述图像数据和表示所述预期图案的数据。

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