CN110869192A - 三维物体成型中的温度控制 - Google Patents

Abstract

一种装置，包括：滑架，所述滑架能够相对于构建垫沿着双向行进路径移动、并且至少支撑辐射源和施加器，所述施加器用于选择性地施加多种流体试剂，所述多种流体试剂包括用于影响第一材料特性的第一流体试剂。通过所述滑架来对所述辐射源和施加器的操作进行定时和定序，以便将正在成型的3D物体的第一部分和第二部分维持在至少一个可选择的温度范围内，尽管用于施加到所述3D物体的第一部分上的所述第一流体试剂的第一总体积显著地大于用于施加到所述3D物体的第二部分上的第二流体试剂的第二总体积。

Description

三维物体成型中的温度控制

背景技术

增材制造可以对生产三维(3D)物体方面的设计和制造进行改革。增材制造的某些形式有时可被称为3D打印。一些增材制造的3D物体可具有功能特性和/或美学特性。

附图说明

图1是俯视平面图，示意性地表示了用于制造3D物体的示例性装置。

图2是框图，示意性地表示了示例性流体供应装置(fluid supply)。

图3A是俯视平面图，示意性地表示了包括流体施加器以及第一辐射源和第二辐射源的示例性打印组件。

图3B是侧视平面图，示意性地表示了相对于构建垫的示例性一般辐射源。

图4是一系列俯视平面图，示意性地表示了在一系列示例性向前行程和向后行程中描绘的示例性打印组件。

图5是一系列侧视平面图，示意性地表示了在3D物体的制造期间各不同的示例性动作。

图6和图7各自是框图，分别示意性地表示了示例性控制部分和示例性用户界面。

图8是框图，示意性地表示了示例性制造工具。

图9是流程图，示意性地表示了制造3D物体的示例性方法。

具体实施方式

在以下具体实施方式中，对附图进行了参考，所述附图形成具体实施方式的一部分，并且在附图中通过图示的方式示出了可以实践本公开内容的具体示例。应当理解的是，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以利用其他示例并且可以作出结构或逻辑改变。因此，以下具体实施方式不应当以限制性的意义来理解。应当理解的是，除非另外特别指出，否则本文所描述的各个示例的特征可以部分地或全部地彼此组合。

本公开的至少一些示例可以增强维持正在成型的3D物体的大致均匀的热剖面，尽管为了对每个相应的不同部分实现不同的材料特性而对3D物体的多个不同部分施加可明显变化体积的流体。3D物体的多个不同部分各自包括至少一个体素、并且典型地包括体素集。通过维持基本上均匀的热剖面，至少一些示例性布置可以将在3D物体成型期间在此类可显著变化的流体负载下否则可能出现的不期望的情况(例如，零件翘曲、熔融均匀性不良、尺寸不准确、机械性能不合格、表面光洁度品质不良等)最少化。

在一些示例中，一种用于制造3D物体的装置(例如3D打印机)包括滑架，所述滑架能够相对于构建垫沿着双向行进路径移动、并且支撑辐射源和流体施加器。在一些示例中，至少滑架、辐射源以及流体施加器的组合有时可被称为打印组件。

流体施加器用于选择性地施加多种流体试剂，所述多种流体试剂包括用于影响第一材料特性的、一种或多种第一流体试剂。在一些示例中，所述一种或多种第一流体试剂包括材料特性改性剂并且还可包括熔剂。

控制部分可以与滑架相协调地对辐射源和施加器的操作进行定时和定序，以将正在成型的3D物体的第一部分和第二部分维持在至少一个可选择的温度范围内，尽管(用于施加到3D物体的第一部分上的)第一流体试剂的第一总体积显著地大于用于施加到3D物体的第二部分上的第二流体试剂的第二总体积。

在一些示例中，所述温度范围包括与构建材料的熔化温度相对应的最小温度和与构建材料的过熔化温度相对应的最大温度。所述“过熔化温度”是以下温度：高于该温度的情况下，周围的非目标的构建材料可能不期望地粘附至正在成型的3D物体。

在一些示例中，所述第一材料特性包括与构建材料的(一种或多种)固有材料特性不同的材料特性。然而，在一些示例中，所述第一材料特性包括与构建材料的固有材料特性相同的材料特性，所述材料特性被选择为是明显增强的。

在一些示例中，所述第一材料特性包括多种材料特性中的至少一种材料特性，所述多种材料特性中的至少一些材料特性是机械特性。在一些示例中，所述多种材料特性可包括材料机械特性、材料电气特性、材料化学特性等。相应地，所述第一材料特性可包括广泛的不同材料特性中的任一种(或多种)材料特性。在一些示例中，所述第一材料特性可包括至少两种不同的材料特性。在这些情形中的每一种情形下，使用显著较大体积的流体试剂来施加特定的材料特性改性剂，所述材料特性改性剂在被施加至构建材料时展现出相应的材料特性。

在一些示例中，所述3D物体的第二部分至少展现出第二材料特性。在一些示例中，所述第二材料特性包括(如粉末构建材料或其他构建材料等的)构建材料的固有特性。在至少此背景下，术语“固有”是指在3D物体的示例性制造中，构建材料在通过经由流体施加器施加的流体试剂来改性之前的那些材料特性。在一些示例中，第二材料特性可以通过将第二流体试剂施加至构建材料而产生。

在一些示例中，3D物体的若干个单独的“第一”部分可以展现出通过选择性地施加一种或多种第一流体试剂获得的相同第一材料特性。在一些示例中，至少两种不同的材料特性(每种材料特性与构建材料的固有材料特性显著不同)可以通过在每个相应的不同位置处施加相应不同的“第一”流体试剂以展现出不同的材料特性来实现。例如，通过此类示例性布置，3D物体的一个“第一”部分可以展现出与构建材料的固有延展性显著不同的延展性，而另一个“第一”部分可以展现出与构建材料的固有磁性显著不同的磁性。

此外，在一些示例中，3D物体的单一“第一”部分可以展现出至少两种不同的材料特性，所述不同的材料特性与构建材料的相应的不同固有材料特性显著不同。

这些示例和附加的示例将结合图1至图9进行描述。

图1是示意性表示了用于增材制造示例性3D物体70的示例性装置20的图。在一些示例中，装置20包括构建材料分布器50、流体施加器56、以及辐射源58。在一些示例中，滑架30支撑流体施加器56和辐射源58、并且能够相对于构建垫42移动。滑架30用虚线描绘，以表示流体施加器56和辐射源58可以不同于图1所示进行布置。例如，在一些示例中，如稍后在图3A中所示，流体施加器56介于两个辐射源158A、158B之间。

在一些示例中，滑架30、流体施加器56、以及辐射源58的组合有时可被称为能够相对于构建垫42移动的打印组件40。

在一些示例中，装置20包括控制部分60，所述控制部分用于指导装置20的部件(例如，30、56、58、40)的操作，如贯穿本公开的示例所描述的那样。在一些示例中，控制部分60可以通过控制部分460和/或制造工具500的至少一些特征来实现，如稍后分别结合图6和图8所描述的那样。

进一步参见图1，构建材料分布器50被布置为将构建材料逐层地分配到构建垫42上以至少部分地增材成形3D物体70。稍后至少结合图5来描述和图示此类逐层构造的至少一些方面。

一旦成型，3D物体70就可与构建垫42分离。应理解的是，可以制造任何形状和任何尺寸的3D物体，并且图1中所描绘的物体70提供了3D物体的仅一种示例性形状和尺寸。在一些情形下，装置20有时可被称为3D打印机。相应地，构建垫42有时可被称为打印床或接收表面。

应了解的是，构建材料分布器50可以通过各种各样的机电机构或机械机构(如，刮墨刀、狭缝式片、挤出机构、和/或适合于相对于构建垫42或相对于之前沉积的构建材料层以大致均匀的层铺展、沉积和/或以其他方式成形构建材料的涂层的其他结构)来实施。

在一些示例中，构建材料分布器50具有与构建垫42的整个长度(L1)至少大致匹配的长度(L1)，使得构建材料分布器50能够在单一行程中随着构建材料分布器50行进构建垫42的宽度(W1)而对整个构建垫42涂覆构建材料层。在一些示例中，构建材料分布器50可以以小于构建材料分布器50的整个长度的长度和图案来选择性地沉积材料层。在一些示例中，构建材料分布器50可以使用多个行程而不是单一行程来对构建垫42涂覆一个或多个构建材料层。

应进一步理解的是，通过装置20来增材成型的3D物体可以具有小于构建垫42的宽度(W1)和/或长度(L1)的宽度和/或长度。

在一些示例中，构建材料分布器50以第一取向(用方向箭头F表示)移动，而流体施加器56以大致垂直于第一取向的第二取向(用方向箭头S表示)移动。在一些示例中，构建材料分布器50可以在来回行进路径的每个行程中沿着第一取向沉积材料，而流体施加器56可以在来回行进路径的每个行程或仅一些行程中沿着第二取向沉积流体试剂。在至少一些示例中，构建材料分布器50完成一个行程，接着流体施加器56进行一个行程(或多个行程)，然后构建材料分布器50开始第二个行程，以此类推。

在一些示例中，构建材料分布器50和流体施加器56可以被布置成沿相同的取向、即沿第一取向(F)或第二取向(S)移动。在一些这样的示例中，构建材料分布器50和流体施加器56可以通过单一滑架(例如，图1中的30；图3A中的130)来被支撑和移动，而在一些这样的示例中，构建材料分布器50和流体施加器56可以通过各单独的独立滑架来被支撑和移动。

在一些示例中，用于总体上成形3D物体的构建材料包括聚合物材料。在一些示例中，所述聚合物材料包括聚酰胺材料，比如但不限于PA12材料。然而，可以采用广泛的聚合物材料作为构建材料。在一些示例中，构建材料可包括陶瓷材料。在一些示例中，构建材料包括粉末材料。在一些示例中，构建材料可以采取非粉末形式，比如但不限于液体或细丝。在至少一些示例中，当构建材料包括聚合物材料时，聚合物材料的熔化温度可以在约75℃与400℃之间。然而，多种其他类型的构建材料可以各自具有不同的熔化温度范围。

不管具体形式如何，构建材料的至少一些示例适合于以某种形式进行铺展、沉积、挤出、流动等，以相对于构建垫42和/或相对于之前成形的初步构建材料层来(通过构建材料分布器50)增材生产各层。

在一些示例中，在通过施加器56施加流体试剂之前，构建材料没有明显地展现出要通过流体试剂添加的机械特性、电气特性、化学特性等中的至少一些特性。然而，如贯穿本公开的示例所描述的，如果期望的话，各种不同的材料特性可以在至少一定程度上通过如材料特性改性剂(例如，图2中的98)等流体试剂(通过施加器56)融入构建材料中。此外，在一些示例中，可以选择已经结合了这些不同材料特性中的至少一些材料特性的构建材料，然后在成形3D物体时采用所述构建材料。

在一些示例中，图1所示的流体施加器56包括如打印头阵列等打印机构，每个打印机构包括用于选择性地将流体试剂喷射到构建材料层上的多个可单独寻址喷嘴。相应地，在一些示例中，流体施加器56有时可被称为可寻址流体喷射阵列。在一些示例中，流体施加器56可以喷射独立液滴，其体积为几皮升的数量级或几纳升的数量级。

在一些示例中，流体施加器56包括热喷墨(TIJ)阵列。在一些示例中，流体施加器56可包括压电喷墨(PIJ)阵列、或如气溶胶喷射等其他技术，其中任何一种都可以精确地、选择性地沉积少量流体。在一些示例中，流体施加器56可包括连续喷墨技术。

在一些示例中，流体施加器56逐个体素地选择性分配液滴。相应地，流体施加器56能够对流体试剂(包括但不限于材料特性改性剂98)的选择性施加进行体素级控制。在某种意义上，体素可以理解为三维空间中的体积单位。在一些示例中，通过流体施加器56实现在x-y平面上每英寸1200个体素的分辨率。在一些示例中，体素可以具有约100微米的高度(或厚度)，然而体素的高度可以落在约80微米与约100微米之间。然而，在一些示例中，体素的高度可以落在约80微米至约100微米的范围之外。

在一些示例中，流体施加器56具有与构建垫42的整个宽度(W1)至少大致匹配的宽度(W1)，并且因此有时可被称为提供页宽制造(例如，页宽打印)。在此类示例中，通过这种布置，流体施加器56可以在单一行程中随着流体施加器56行进构建垫42的长度(L1)而将流体试剂沉积到整个接收表面上。在一些示例中，流体施加器56可以使用多个行程而不是单一行程来将流体试剂沉积到给定的材料层上。

在一些示例中，流体施加器56可包括用于容纳各不同的流体试剂的储器阵列、或与之处于流体连通。在一些示例中，所述储器阵列可包括墨料供应装置90，如图2所示。在一些示例中，流体试剂94中的至少一些可包括熔剂95、细化剂96等以增强每个构建材料层的成型。特别地，通过流体施加器56在可选择位置处施加到构建材料上之后，相应的熔剂和/或细化剂可以在所述可选择位置处扩散、饱和、和/或混入到相应的构建材料层中。

然而，除了此类熔剂、细化剂之外，在一些示例中并且如稍后贯穿本公开的至少一些示例进一步所描述的那样，流体施加器56可以选择性地沉积作为流体试剂的材料特性改性剂98(图2)，以影响要成型的3D物体的材料特性。可以实现各种各样的材料特性作为对构建材料的固有材料特性的改性，稍后至少结合图8中的材料特性工具560来描述这些材料特性的至少一些。例如，在许多潜在的改性中，一种这样的改性可以是增加3D物体的一部分的延展性，使得一部分具有与构建材料的固有延展性不同的延展性。在此类示例中，材料特性改性剂98可包括增塑剂。

材料特性将被改性的可选择位置可以是可选择位置(例如，体素位置)组，或者可以选择任何位置、任何尺寸、任何形状、和/或形状组合的多个不同的可选择位置组74。

在一些示例中，所述至少一些可选择位置可包括与多部件3D物体的整个部件相对应的可选择位置。在一些示例中，所述至少一些可选择位置与3D物体的整个区域相对应，比如但不限于端部、中部等，比如图1中的第一部分72。

在一些示例中，在单一成型期间，一次成形多个3D物体，其包括具有通过材料特性改性剂98(图2)获得的第一材料特性的“第一”3D物体、和具有第二材料特性的“第二”3D物体。在一方面，一个或多个“第一”3D物体完全独立于“第二”3D物体。在一些示例中，一个或多个“第一”3D物体包括与一个或多个“第二”3D物体相同的形状和/或尺寸。然而，在一些示例中，所述一个或多个“第一”3D物体可以具有与一个或多个“第二”3D物体不同的尺寸和/或形状。

在一些示例中，施加材料特性改性剂98可以涉及施加的流体总体积显著地大于对3D物体的未经受材料特性改性的区域施加的流体总体积。在一些这样的示例中，控制部分60管理(通过流体施加器56)施加流体和/或(通过辐射源58)施加辐射的操作的定时和顺序，以便以在3D物体的不同部分之中维持基本上均匀的热分布/剖面的方式进行熔融和/或蒸发，尽管对这些不同部分施加显著不同体积的流体。下文以及稍后将至少结合图4至图5和/或至少结合图8中的制造工具500进一步描述关于多个不同元件(例如，滑架、辐射源、流体施加器)的操作的定时和顺序的至少一些示例。在一些示例中，基本上均匀的热分布有时可以通过将3D物体的多个部分维持在可选择的温度范围内来实施，尽管对相应的不同部分施加显著不同体积的流体(例如，流体试剂)。

在一些示例中，所述至少一个可选择的温度范围可以指多个可选择的温度范围，下文至少结合图4和图5更详细地描述其中至少一些温度范围。

在一些示例中，至少在这个背景下，术语“显著大于”包括第一总体积与第二总体积之间的至少一个数量级(或甚至至少两个数量级)的差异。在一些示例中，术语“显著大于”包括第一总体积和第二总体积的至少50％的差异(至少2倍、3倍等的差异)。

图2是用于向流体施加器56供应流体试剂的示例性流体供应装置的框图，所述流体施加器用于相对于构建垫42上的构建材料层进行施加。如图2所示，流体供应装置90包括用于容装各不同的流体的储器，所述流体比如为载体(carrier)92(例如，墨料稀释剂)，各不同的试剂可以通过所述载体以流体形式被施加。当结合到载体92中时，所述各不同的试剂可被称为流体试剂。流体供应装置90包括试剂部分94，所述试剂部分用于容装将结合载体92作为流体试剂被施加的试剂。在一些示例中，试剂部分94可以容装一种或多种熔剂95、一种或多种细化剂96、一种或多种着色剂97、以及材料特性改性剂98。应理解的是，当特定试剂(例如，熔剂95)被描述为通过流体施加器56被施加时，即使未明确提及载体92，熔剂仍通过载体92以流体形式被施加。在一些示例中，一种或多种活性剂(包括材料特性改性剂98)可以占第一流体试剂的总流体体积的0.5重量百分比至约60重量百分比之间。在一些示例中，活性剂(包括材料特性改性剂98)可以占第一流体试剂的总流体体积的约10重量百分比至50重量百分比之间。在一些示例中，活性剂(包括材料特性改性剂98)可以占第一流体试剂的总流体体积的约20重量百分比至30重量百分比之间。

在一些示例中，第一流体试剂(包括材料特性改性剂98)可以在连续色调级1至连续色调级2040之间分配在3D物体或3D物体的一部分中。在一些示例中，连续色调级可以在50与1500之间。在一些示例中，连续色调级(Contone Level)可以在100与1000之间。在一些示例中，连续色调级可以在150与500之间。

在选择性地施加到构建材料层上之后，熔剂95可以致使构建材料响应于(比如通过辐射源58的)辐射能量而熔融。如稍后至少结合图4至图5进一步描述的，熔剂95使得构建材料的经处理部分能够达到超过构建材料的熔点的某一升高的温度。通过将熔剂95选择性地施加至旨在熔融的区域，构建材料的其他未处理部分可以保持低于构建材料的熔化温度并且因此不成形3D物体的部分。

应理解的是，熔剂95的至少一些组分(例如，吸收剂)可包括波长谱，所述波长谱对辐射源58发射的特定波长谱做出响应，使得所发射的辐射可以选择性地或优选地对正在成型的3D物体的这些部分进行辐射和加热。在一些示例中，波长谱包括红外(IR)和/或近红外(NIR)波长。在一些示例中，辐射源(例如，58、158A、158B)可包括任何合适的熔融灯，比如红外线(IR)灯、紫外线(UV)灯、闪光灯、卤素灯、微波辐射、氙脉冲灯、IR激光器等。

可以进行辐射照射，以将构建材料预加热、将与熔剂95相接触的构建材料熔融、在流体试剂沉积到构建材料上之后蒸发多余流体等。至少部分地取决于沉积到构建材料上的熔剂95、细化剂96、材料特性改性剂98的量、辐射吸收剂的吸收率、预加热温度、辐射源功率、以及构建材料的熔点或软化点，可以从辐射源58提供适当的辐照量。另外，滑架30的速度和辐射源(例如，58、158A、158B)的尺寸也可以影响辐照时间。在一些示例中，辐射源(例如，58、158A、158B)可以在每个加热事件中辐照每个构建材料层约0.025秒(25毫秒)到约1秒。例如在滑架的行程速度在从约4英寸每秒至约40英寸每秒的范围内并且辐射源58的长度在约1英寸至约4英寸的范围内时，这个时间范围可以是适合的。在一些示例中，滑架速度可以是20-25英寸/秒。

在一些示例中，在一些情形下，可以施加细化剂96(detailing agent)来影响成形3D物体的构建材料的特定照射层的表面的表面外观或表面光洁度。在一些示例中，在一些情形下，可以使用细化剂96来进行热管理，比如用以帮助控制构建材料可以达到的最大温度。相应地，细化剂96的具体成分可以取决于细化剂96的使用目的(如果有的话)而广泛地变化。

在一些情形下，可以使用着色剂97来影响3D物体的特定部分的颜色。着色剂97的一些示例可以用作熔剂和/或与之协作地使用，以影响辐射吸收率，由此影响构建材料的熔融。如稍后在表1中所示，在一些示例中，可以用图2的着色剂97来表示多于一种颜色，流体施加器56可包括若干个不同的颜色通道(例如，青色、品红色、黄色、化妆品黑色(例如，表1中的“Cosm”)。在一些情形下，熔剂95可以具有其自己的通道(例如，表1中的AFA)，并且具有如黑色(例如，炭黑)等特定颜色，所述特定颜色被选择来促进辐射的吸收并由此促进熔融。

在一些示例中，材料特性改性剂98对其被施加到的构建材料部分的至少一种材料特性进行改性。稍后一般性地至少结合图8、尤其结合图8的材料特性工具560来描述可以通过施加流体试剂(例如，改性剂98)而改性的各不同材料特性的至少一些示例。

在一些示例中，施加材料特性改性剂98可以涉及比用于施加如熔剂95等其他流体试剂明显更大体积的载体流体92。在一些示例中，为了通过试剂98来实现期望的材料特性改性，施加至第一部分(例如，图1中的72)的第一流体试剂(包括载体92和试剂95、98等)的第一总体积可以显著地大于施加在3D物体70的未被材料特性改性剂98改性的区域(例如，第二部分74)中的第二流体试剂的第二总体积。在此类情况下，这些未改性区域(或略微改性区域)可以总体上展现出构建材料的固有材料特性。

材料特性改性剂98的一个示例包括将增塑剂用作流体试剂来将3D物体的一部分的延展性改性。在一些这样的示例中，施加增塑剂可能需要相对大体积的流体载体92和改性剂98以实现期望的延展性，并且因此可以实施热管理以确保正在成型的3D物体的不同部分的温度范围的相对均匀性。

图3A是俯视平面图，示意性地表示了示例性打印组件120，所述打印组件可以成形用于制造3D物体的装置的一部分。打印组件120可包括图1中的打印组件40的一个示例性实现方式。如图3A所示，打印组件120包括滑架130，所述滑架至少支撑第一辐射源158A和第二辐射源158B，所述第二辐射源在滑架130上与第一辐射源158B间隔开。这种间隔总体上平行于滑架130的双向行进路径(例如，图1中的方向箭头S)延伸。此外，如图3A进一步所示，在一些示例中，流体施加器56介于相应的第一辐射源158A与第二辐射源158B之间并且与它们间隔开。在一些示例中，滑架130具有长度L2，第一辐射源158A与流体施加器56间隔开距离L3，并且第二辐射源158B与流体施加器56间隔开距离L4。距离L2、L3、L4可选择成有助于对流体施加器56和辐射源158A、158B的操作进行定时，以使得能够在正在成型的3D物体的多个不同部分之中维持至少一个一个或多个可选择的温度范围，如本文进一步描述的那样。

图3B是侧视平面图，示意性表示了包括一般辐射源的示例性装置的至少一部分。如图3B所示，在一些示例中，装置160可包括类似于装置20(图1)中的辐射源58、或辐射源158A、158B的特征和属性，并且还可以附加的地包括一般辐射源162，所述一般辐射源在构建垫42上方延伸并且保持在固定位置(即，不可与图3A的滑架130一起移动)。一般辐射源162可以被启用以促进在流体试剂被施加到构建材料层上之后将其多余流体蒸发。在一些情形下，一般辐射源162可以与辐射源158A、158B(图3A)中的一者或两者同时被启用，或者在一些情形下，一般辐射源162可以在其他辐射源(例如，58、158A、158B)停用时被启用。

考虑这些布置并且参考图4至图5以及表1和表2，将描述关于对构建材料层施加流体试剂和/或辐射的若干个示例。一般而言，在多个行程中，施加熔剂95和材料特性改性剂98，其中贯穿这些行程执行若干个加热事件，并且其中，对所述行程和事件的顺序进行控制以管理正在成型的3D物体的不同部分之中的热剖面。特别地，鉴于相对于对构建材料的没有接收材料特性改性剂98的这些部分施加少量其他流体试剂而言，施加足够量的改性剂98所涉及的大体积流体载体(例如，墨料稀释剂)，贯穿所述打印行程来分散流体试剂和/或加热事件的施加以避免过度加热并且管理热分布。

应理解的是，一些示例性实现方式可以利用除了表1至表2以及图4至图5所描述的以外的滑架130、流体施加器56、以及辐射源56、158A、158B的操作的定时和/或顺序，同时仍将正在成型的3D物体的不同部分(例如，图1中的72、74)维持在基本上均匀的热剖面范围内，尽管在正在成型的3D物体的相应不同部分(例如，72、74)中施加显著不同体积的流体试剂(包括载体92)。

图4是一系列俯视平面图，示意性地表示了在制造3D物体的一系列示例性向前行程和向后行程中描绘的示例性打印组件。图5是包括一系列侧视平面图的图200，示意性地表示了在3D物体的制造期间的各不同的示例性动作(例如，阶段)。除了其他特征之外，图4还包括与图5中的指示符(例如，B、C等)相对应的字母参考指示符(例如，(B)、(C)等)，所述指示符指示制造3D物体的不同动作(例如，阶段)。相应地，图4和图5将一起讨论。

此外，表1和表2提供了与图4和图5中所描绘的动作相对应的流体施加、加热等的特定定时和顺序的一个示例。相应地，在对图4和图5的描述期间，周期性地参考表1和表2。应理解的是，可以使用单独的表(如表1)来表示3D物体的各个单独部分(例如，72、74)的流体施加。

在每个表中，术语“是”和“否”指示在所标识的相应打印行程(例如，第一向前打印行程、第一向后打印行程等)期间是否通过特定通道(例如，1、2、3、4、5、6、7)发生打印。在至少一些示例中，术语“连续色调级”是指平均置于每个体素上的液滴数量除以256。在一方面，“连续色调级”可以在0与255之间，其中，255表示针对特定通道(例如，在这个示例中为通道4和5)要施加的最大连续色调级(CL)。最大负载可以取决于打印分辨率、施加器56的液滴重量、试剂的浓度、行程数、施加器56的有效打印狭缝、构建材料层(例如图5中的230)的厚度而变化。与此同时，表1中的连续色调级“0”表示没有通过流体施加器56施加流体试剂(例如，通道1中为黄色)。

表1-打印行程

^a连续色调级是用于控制图像区域处的墨料/流体密度的参数

表2-加热事件

	第一辐射源	第二辐射源
第一向前打印行程的加热事件	是	是
			第一向后打印行程的加热事件	是	否
第二向前打印行程的加热事件	是	是
			第二向后打印行程的加热事件	是	否

如在表1中标记为第一向前打印行程(FFPP)，并且如图4的框I所示，打印组件120(图3A)的第一向前行程(FFPP)是在构建垫42上沿着行进路径进行的。

在开始这个第一向前打印行程(FFPP)之前，材料分布器50(图1)将构建材料层210涂覆到正在成型的3D物体的前一层202上，如图5的框A所示。在一些示例中，前一层202可包括未熔融部分206和熔融部分204，所述熔融部分进而包括第一部分1(例如，图1中的72)和第二部分2(例如，图1中的74)。虚线207表示相应的第一部分1与第二部分2之间的边界。在一些示例中，如图4所示，沉积在构建垫上的构建材料层可以成形“足迹”区域80，所述区域(例如在尺寸和/或形状方面)大于待成型的3D物体70所限定的区域。在一些示例中，在流体施加器和/或辐射源没有动作的情况下，通过材料分布器50沉积一个或多个初始构建材料层有时可被称为预行程活动，在这个意义上，滑架、流体施加器和辐射源的初始行程被称为第一行程。

如图5的阶段B(例如，图4中的框I)进一步所示，在施加流体试剂之前的第一向前打印行程(FFPP)的第一部分期间，辐射源(例如，图3A中的第一辐射源158A)施加辐射220，以(在任何流体施加之前)将所沉积的构建材料214加热至第一温度范围，所述第一温度范围具有最低温度并且具有最高温度，所述最高温度在比构建材料的熔化温度低50℃与低至少5℃之间。在一些示例中，例如当构建材料的熔化温度为约175℃时，这个第一温度范围包括约130℃至约170℃之间的温度。这个动作在图4的框I中用第一辐射源158A的阴影和指示符B表示。

在阶段B的至少一些示例中，所沉积的构建材料214的温度被维持成低于175℃以防止构建材料熔化，从而防止不希望的构建材料结块到正在成型的3D物体上。在一些示例中，第一温度范围的最小温度足以至少部分地“润湿”构建材料、和/或在构建材料的表面上引起一定粘性。在一些示例中，润湿阈值包括使固体材料(可以是粉末颗粒)开始展现出至少一定粘性而没有变成液体或完全熔化的温度。

在一方面，这种“润湿”或粘的构建材料可以有助于流体试剂在通过施加器56施加后着陆和/或吸收，如以下进一步描述的那样。在一些示例中，这种布置可以最小化或防止流体试剂在其施加期间的飞溅，这进而得到更干净的外观以及流体试剂到正在成型的3D物体的目标部分(例如，体素、体素组等)的更精确、准确的分布。另外，在一些示例中，构建材料的足够粘性可以确保，构建材料的颗粒在接收通过流体施加器56施加的流体试剂的液滴的冲击后不会移位。

如图5中的阶段C(例如，图4中的框I)进一步所示，在将构建材料加热到第一温度范围(阶段B)之后，第一向前打印行程(FFPP)进一步包括：流体施加器56将第一流体试剂226(例如，被涂涂黑的液滴)的第一总体积的一部分225A施加到正在成型的3D物体的第一部分1(例如，图1中72)上、并且将第二流体试剂227(例如，白色液滴)的第二总体积施加到正在成型的3D物体的第二部分2(例如，图1中的74)上。在一些情形下，第一流体试剂226和第二流体试剂227两者均包括熔剂95，而仅第一流体试剂226包括材料特性改性剂98。相应地，在一些此类示例中，施加至正在成型的3D物体的第二部分74上的第二流体试剂227不包括材料特性改性剂98。

通过使第一流体试剂226和第二流体试剂227两者中均包含熔剂95，在暴露至辐射能量后，第一部分和第二部分(例如，图1中的72、74)两者均可以超过构建材料的熔化温度，使得在这些相应的第一部分和第二部分处可以发生至少一定熔融。例如，熔剂95可以被施加在第一流体试剂226的部分225A中，并且在表1中表示为通道7中的AFA。如表1中进一步所示，对于第一部分72，熔剂95以连续色调级130被施加。

然而，应理解的是，熔剂95没有施加至构建材料层214的非目标部分230，因此所述部分可以保持在低于构建材料的熔点的不同温度范围内。这种布置有助于确保，非目标构建材料不会粘附至正在成型的3D物体上、和/或可以在3D物体成型结束时毫不费力地除去。

例如，熔剂95可以通过流体施加器56(图1、图3A、图4)被施加在第一流体试剂226的部分225A中，并且在表1中表示为通道7中的AFA。

第一流体试剂226还可包括材料特性改性剂98，其在表1中被表示为通道4和通道5中的“改性剂”。如表1中进一步所示，材料特性改性剂98可以以连续色调级255被施加(至第一部分72)，这在打印行程期间是通道的最大施加速率。此外，为了增大在给定的打印行程集中对第一部分(例如，72)施加材料特性改性剂98的总体积，流体施加器56的多个通道可以施加试剂98。相应地，在表1所示的一些示例中，两个通道(4和5)被设定成在给定的打印行程集中施加材料特性改性剂98。

在一些示例中，可以使用更多或更少数量的通道来对正在成型的3D物体的第一部分72施加材料特性改性剂98。在这个示例中，第一流体试剂226的总体积可以对应于连续色调级255的两个通道的材料特性改性剂98，一个通道为连续色调级130的熔剂95(并且青色通道2的最小体积为15CL)。

虽然表1中未示出，但是对于3D物体的第二部分74，熔剂95(通道7中的AFA)以连续色调级(CL)40被施加。这个体积对应于在第二部分74处施加的第二流体试剂227的第二总体积，如图5中的阶段C所示。

相应地，在至少一些示例中可见，第一流体试剂226可以以一定体积(例如，连续色调级640-655)施加至第一部分72(图1)，所述体积显著大于施加至第二部分74(图1)的第二流体试剂227的体积(例如，连续色调级40-55)。

在一方面，可以使用所述多个打印行程来增大施加至单一构建材料层214上的材料特性改性剂98的量、和/或在较长的时间段上分布较大体积的流体试剂，以减小其每单位时间的热冲击。在一些示例中，通过遍布多个打印行程使用多个加热事件(代替单一加热事件)，装置20可以反作用于可能由所施加的大量第一流体试剂226(包括材料特性改性剂98和熔剂95)引起的冷却效应。除了其他效应之外，所述多个加热事件可以有助于将由于所施加的大量材料特性改性剂98而积聚在构建材料层上的液体蒸发。

如图5中的阶段D(图4中的D)进一步所示，在第一向前打印行程(FFPP)期间，第二辐射源158B对第一部分72和第二部分74施加辐射220，以在部分72、74中实现升高的温度范围，从而在这些部分处开始熔融并且使挥发物蒸发。在一方面，这个可选择的温度范围还可以防止最上构建材料层的重结晶，这进而可以最小化或防止翘曲。这个至少部分熔融动作用第一部分72的被涂黑的元件232A和第二部分74的加阴影的元件234表示。在一些示例中，第一部分72和第二部分74的温度范围的下限超过构建材料的熔化温度，而所述温度范围的上限避免过熔融(其中，构建材料的周围非目标部分否则可以粘附至正在成型的3D物体)。与此同时，在施加流体试剂226、227之后，来自第二辐射源158B的辐射立即照射至第一部分72和第二部分74，并且这样的辐射至少持续到打印组件120完成第一向前打印行程(FFPP)为止。

如图5的阶段E进一步所示，在第一向前打印行程(FFPP)之后但在第一向后打印行程(FRPP)之前(例如，图5中的阶段F)，打印组件120的移动(以及施加器56和辐射源158A、158B的操作)可以暂停。在一些情形下，这个暂停时间段有时可被称为延迟或等待时间段，如图5的阶段E表示为“等待”。在一方面，在这个延迟期间，使用该附加的时间来使构建材料的非目标部分230冷却以保持低于其熔化温度、和/或允许将熔融部分(例如234、232A)中的热量沿竖直(例如，z轴)方向传导到下方的层202(比如通过图5中的阶段E的熔融部分204表示)中。这个延迟还使得能够将由于至少施加第一流体试剂226而产生的挥发物蒸发。在一些示例中，延迟时间段或暂停时间段有时可被称为被动冷却时间段。

将等待时间(例如，暂停时间段)选择成允许在第一向前打印行程(FFPP)之后实现一定冷却和/或有助于流体的蒸发，但是避免正在成型的3D物体的第一部分72和第二部分74中的至少部分熔融的构建材料重结晶。如前所述，通过避免这样的重结晶，可以最小化或防止翘曲。在一些示例中，暂停时间段可以是一秒至四秒。

然而，应理解的是，可选择的暂停时间段的上限对应于：第一部分和第二部分的温度不下降到低于构建材料的重结晶温度。

另外，在图5的阶段E中所描绘的移动暂停的一方面包括中止施加流体试剂和/或不存在打印组件120(图3和图4)的滑架130的运动的突然反向。这种布置可以最小化或消除在实施从第一向前行程到第一向后行程的连续运动时可能出现的间隙。相应地，可以实现较高的图像品质。

在描述通过图4中的框II和图5中的阶段F表示的第一向后行程部分(FRPP)的细节之前，应注意的是，在一些示例中，3D物体的制造涉及仅在向前行程中施加流体试剂。换言之，在此类示例中，在打印组件120的向后行程期间，不对正在成型的3D物体施加流体试剂(或任何流体)。相应地，在一方面，打印组件120的移动暂停可以便于省去在第一向后打印行程(FRPP)中施加流体试剂。

然而，一些示例性实现方式可包括在第一向后打印行程(FRPP)中施加流体，同时仍然实现3D物体的第一部分72和第二部分74的基本上均匀的热剖面(尽管对相应的第一部分72和第二部分74施加显著不同的流体体积)，只要对施加的流体体积、滑架130的速度、辐射的量和定时等进行适当的调整即可。

如图5中的阶段F(参见图4中的框II)所示，进行第一向后打印行程(FRPP)，在所述行程中，不(通过施加器56)施加流体试剂打印组件120行进，而并且通过滑架组件的第一辐射源158A施加辐射。在一些示例中，这个阶段F可以在不通过第二辐射源(例如，158B)施加辐射的情况下执行。在这个第一向后打印行程(FRPP)中，正在成型的3D物体70的第一部分72和第二部分74被维持为高于构建材料的熔化温度、但是低于过熔化温度，其方式为之前在第一向前打印行程(FFPP)中指出的那样。在特定构建材料的熔化温度为175℃的一些示例中，这个温度范围可以在180℃至220℃之间。通过仅启用第一辐射源158A，有目的地限制辐射热量，以帮助将(正在成型的)3D物体的第一部分72和第二部分74维持在上面指出的可选择的温度范围内。另外，使用第一辐射源158A可以为正在成型的3D物体的一些部分提供更多的时间，使其在接收进一步的辐射之前(在来自第一向前打印行程的辐射之后)得以冷却。然而，在一些示例中，阶段F中的第一向后打印行程(FRPP)还可以涉及使用第二辐射源158B。

如图5的阶段G、H和I(图4中的框III)所示，在一些示例中，可以执行第二向前打印行程(SFPP)。在这个行程期间，如阶段G所示，通过辐射源(例如，第一辐射源158A)施加辐射，然后对3D物体的第一部分72(通过施加器56)施加第一流体试剂226的第一总体积的第二部分225B，如图5中的阶段H所表示。另外，在第二向前打印行程(SFPP)期间，可以在施加第一流体试剂226的部分225B之后立即通过辐射源(例如，图3A中的第二辐射源158B)施加辐射，如依照阶段I所表示的那样。在一方面，这个第二向前打印行程(SFPP)用于施加第一流体试剂226的总体积的剩余量(例如，225B)，由此避免在涉及施加材料改性剂98和相关联的熔剂95时尝试单一行程施加相对大体积的流体(第一流体试剂226)。通过这样做，可以更容易地将3D物体70的第一部分72和第二部分74在其成型期间维持在基本上均匀的温度范围内，并且从而避免至少一些先前指出的不期望影响(例如，层或部件的翘曲、缺乏熔融均匀性、尺寸不准确、不期望的机械性能、光洁度品质差等)。

在一些示例中，可以分别实施如依照阶段G和I所表示的第一辐射源158A和第二辐射源158B的施加，以诱使构建材料熔融，同时结合和/或以其他方式活化材料特性改性剂98。另外，这样的辐射和伴随的加热可以帮助将流体从正在成型的3D物体的表面蒸发。

在一些示例中，在第二向前打印行程(SFPP)期间，控制部分60控制滑架130的速度、所施加的流体的相对体积、辐射的量等，以将第一部分72和第二部分74的温度维持在构建材料的熔化温度与过熔化温度之间的相同的上述一般范围内。在一方面，通过将第一部分72和第二部分74维持在这个温度范围内，可以实现第一部分72和第二部分74的进一步熔融和成型，而避免翘曲。

在一些示例中，可以在不对3D物体的第二部分2(例如，74)施加任何第二流体试剂227的情况下执行第二向前打印行程(SFPP)，至少是因为第二流体试剂227的所有适当的熔剂和/或其他试剂都在第一向前打印行程(FFPP)中已施加。在一些示例中，在第二向前打印行程(SFPP)之前不分布任何新构建材料的情况下执行这个第二向前打印行程。

在一些示例中，在之前依照图5中的阶段F和图4的框II所描述的第一向后打印行程(FRPP)期间，可以施加第一流体试剂226的第二部分225B中的至少一部分和伴随的通过辐射源158A施加的辐射，只要控制参数(例如，滑架速度、辐射照射、所施加的相对流体体积等)以将第一部分72和第二部分74维持在构建材料的熔化温度与过熔化温度之间的上述温度范围内。

如通过图5的阶段J和图4中的框IV所示，在一些示例中，可以执行第二向后打印行程(SRPP)。在这个行程中，可以通过辐射源(例如，第一辐射源158A)来施加辐射，以引起第一部分72和第二部分74的最终熔融而不需要进一步施加任何第一流体试剂226。如之前所指出的，在这个行程中没有施加第二流体试剂227。

在一些示例中，可以在不通过第二辐射源158B施加辐射的情况下执行这个第二向后打印行程(SRPP)。换句话说，在这个行程中，可以仅通过第一辐射源158A来施加辐射。如同在之前的打印行程中那样，在第二向后打印行程(SRPP)期间，将第一部分72和第二部分74维持在构建材料的熔化温度与过熔化温度之间的上述温度范围内。通过这样做，可以实现第一部分72和第二部分74的进一步熔融和成型，同时实现至少一定的熔融均匀性、期望的表面光洁度品质、并且同时最小化或防止翘曲。

如图5的阶段K所示，在第二向后打印行程(SRPP)之后，3D物体260已经至少部分地成型，并且在所述物体中，不同部分1和2(对应于图1中的部分72和74)分别展现出不同的材料特性，因为对第一部分72(但是没有对第二部分74)施加材料特性改性剂。

如图5的阶段L所示，在一些示例中，以类似于阶段A的方式通过构建材料分布器50来将附加的构建材料层作为层210来分布。在一些示例中，这种在阶段L中添加构建材料可以对下方的熔化部件层进行淬火、形成中间层完整性、和/或减少热渗漏。在一些示例中，在阶段L中添加构建材料对应于正在成型的3D物体的若干个层中的后一层的开始。在一些示例中，如阶段L所示的添加的构建材料可以是完全成型的3D物体的最终层。

图6是框图，示意性地表示了示例性控制部分460。在一些示例中，控制部分460提供了控制部分60(图1)的、和/或形成以下任一者的一部分、将其实施和/或对其进行管理的控制部分的一个示例性实现方式：如贯穿本公开结合图1至图5以及图7至图9的示例所描述的装置、部件、材料分布器、打印组件、流体供应装置、流体施加器、辐射源、指令、工具、功能、参数、和/或方法。

在一些示例中，控制部分460包括控制器462和存储器470。一般而言，控制部分460的控制器462包括至少一个处理器464和相关联的存储器。控制器462可电联接至存储器470并且与之通信，以生成用于指导以下中的至少一些的操作的控制信号：如贯穿本公开的示例所描述的装置、部件、材料分布器、打印组件、流体供应装置、流体施加器、辐射源、指令、工具、功能、参数、和/或方法。在一些示例中，所生成的这些控制信号包括但不限于：采用存储在存储器470中的指令471以本公开的至少一些示例中所描述的方式来指导和管理3D物体的增材制造。在一些示例中，至少一些指令471通过图8中的制造工具500来实施。

响应于或基于通过用户界面(例如，图7中的用户界面480)和/或通过机器可读指令接收到的命令，控制器462生成用于根据本公开的至少一些示例来实施3D物体的增材制造的控制信号。在一些示例中，控制器462被实施在通用计算装置中，而在一些示例中，控制器462结合在以下至少一些中或与之相关联：如贯穿本公开的示例所描述的装置、部件、材料分布器、打印组件、流体供应装置、流体施加器、辐射源、指令、工具、功能、参数、和/或方法。

出于本申请的目的，关于控制器462，术语“处理器”应意指执行包含在存储器中的机器可读指令序列的当前开发的或未来开发的处理器(或处理资源)。在一些示例中，执行机器可读指令序列(比如通过控制部分460的存储器470提供的那些)使得处理器执行以下动作：比如操作控制器462以实施如本公开的至少一些示例中概括性描述(或与之一致)的3D物体的增材制造。机器可读指令可以从其在只读存储器(ROM)、大容量存储设备、或如由存储器470表示的某些其他永久性存储装置(例如，非暂态有形介质或非易失性有形介质)中的存储位置加载到随机存取存储器(RAM)中以便由处理器执行。在一些示例中，存储器470包括计算机可读有形介质，所述计算机可读有形介质提供对可由控制器462的过程执行的机器可读指令的非易失性存储。在其他示例中，硬连线电路可以用于替代机器可读指令或与机器可读指令相结合来实施所描述的功能。例如，控制器462可以被实施为至少一个专用集成电路(ASIC)的一部分。在至少一些示例中，控制器462不限于硬件电路和机器可读指令的任何特定组合，也不限于由控制器462执行的机器可读指令的任何特定源。

在一些示例中，控制部分460可以完全实施在独立装置内或由其实施，所述独立装置具有至少一些与之前至少结合图1至图5以及至少图7至图9所描述的装置20基本上相同的特征和属性。在一些示例中，控制部分460可以部分地实施在装置20中、并且部分地实施在与装置20分离并独立于其、但是与装置20通信的计算资源中。

在一些示例中，控制部分460包括用户界面480(如图7所示)和/或与之通信。在一些示例中，用户界面480包括提供对如结合图1至图5以及图8至图9所描述的装置、部件、材料分布器、打印组件、流体供应装置、流体施加器、辐射源、指令、工具、功能、参数、和/或方法等中的至少一些的同时显示、启用、和/或操作的用户界面或其他显示器。在一些示例中，用户界面480的至少一些部分或方面通过图形用户界面(GUI)提供、并且可包括显示器484和输入端482。

图8是框图，示意性地表示了示例性制造工具500。在一些示例中，制造工具500指导并管理3D物体的增材制造，包括对构建材料分层、施加流体试剂、和/或相对于接收表面施加辐射，以增材成形三维(3D)物体。在一些示例中，制造工具500提供存储器470中与控制部分460(图6)相关联的指令471的至少一些示例性实现方式。

在一些示例中，制造工具500提供以下一个示例，通过这个示例，可以实施至少结合图1至图7以及图9所描述的至少一些示例。

如图8所示，在一些示例中，制造工具(engine)500包括材料分布器工具510、滑架工具516、流体施加器工具520、辐射源工具530、操作工具540、温度控制工具550、材料特性工具560、以及成分工具580。

如图8所示，在一些示例中，材料分布器工具510控制构建材料相对于构建垫(例如，图1中的42)和/或相对于之前沉积的构建材料层的分布。

在一些示例中，材料分布器工具510包括材料参数512，以指定哪种(哪些)材料、以及此类材料的多少量可以用于增材成形3D物体的本体。在一些示例中，这些材料通过装置20(图1)的构建材料分布器50来沉积。

在一些示例中，通过材料分布器工具510的材料参数512来控制的材料可包括具有足够的强度、可成型性、韧性等以便用于3D物体的预期用途的聚合物、陶瓷等，其中至少一些示例性材料是之前至少结合图1所描述的那样。

在一些示例中，制造工具500包括滑架工具516，所述滑架工具用于至少结合操作工具540来控制滑架(例如，图1中的30、图3A中的130)的操作，如下文进一步描述的和/或如至少结合图1至图7以及图9所描述的那样。

如图8所示，在一些示例中，流体施加器工具520可以指定将在构建材料层上选择性地沉积哪些流体试剂。在一些示例中，此类试剂通过流体施加器56(图1)沉积。在一些示例中，流体施加器工具520可包括载体功能522和试剂功能524，所述载体功能和试剂功能用于施加流体试剂，比如载体92、熔剂95、细化剂96、着色剂97、以及材料特性改性剂98，如之前至少结合图2所描述的那样。

在一些示例中，流体施加器工具520通过至少依照表1(和图4和图5)展现的特征和属性来操作，比如指定流体施加通道的数量、要施加的流体的体积、在哪个行程期间启用特定流体通道等。

在一些示例中，制造工具500包括辐射源工具530，所述辐射源工具(与操作工具540相协调地)控制至少一个辐射源(例如，图1中的58)的操作。

在一些示例中，辐射源工具530包括用于控制第一辐射源(例如，图3A中的158A)的第一辐射源功能532、用于控制第二辐射源(例如，图3A中的158B)的第二辐射源功能534、和/或用于控制一般辐射源(例如，图3B中的162)的一般辐射功能536。在一些示例中，辐射源工具530可以控制来自辐射源(例如，图1中的58、图2中的158A、158B)的能量朝向构建材料层上的材料、试剂等发射(即，辐照)的时间量。在一些示例中，辐射源可以以单次闪光或多次闪光的形式来辐照(正在成型的3D物体的)目标层。在一些示例中，辐射源可以保持静止(即，静态)或可以是移动的。在任一情况下，在此类辐照期间，辐射源工具590控制辐照的强度、体积、和/或速率。

在一些示例中，制造工具500可包括操作工具540，所述操作工具用于控制打印组件40、120、流体施加器56、和相应的辐射源158A、158B、以及材料分布器50的操作的定时(参数542)和顺序(参数544)。在一些示例中，这种控制可包括控制打印组件40、120的行进方向。

在一些示例中，制造工具500包括温度控制工具550，所述温度控制工具用于帮助将正在成型的3D物体的第一部分72和第二部分74维持在可选择的温度范围(例如，热剖面)内，尽管施加到相应的第一部分和第二部分的流体体积显著不同。在一些示例中，温度控制工具550包括最小(MIN)参数552和最大(MAX)参数554，所述最小参数和最大参数用于分别设定可选择范围(556)的最小温度和最大温度。在一方面，制造工具500可以自动调整其他工具、功能、参数等中的至少一些的操作，以符合选定的温度范围556。

一般而言，制造工具500的成分工具580使得能够选择属性，流体施加器工具520通过这些属性来沉积所选择的流体试剂。例如，在一些示例中，成分工具580包括位置参数581、尺寸参数582、形状参数583、数量参数585、以及间隔参数586。位置参数581可以指定各不同试剂和/或3D物体的结构特征所在的位置。例如，位置参数581可以指定要展现出特定材料特性所在的、因此可以施加适当的材料特性改性剂98的位置。同时，尺寸参数582可以指定可以在其上沉积特定试剂的区域的尺寸。这个尺寸可以被指定为绝对量或相对量，即相对于未接受特定试剂的周围材料的尺寸或体积而言的尺寸。

在一些示例中，形状参数583使得能够指定在其上沉积的特定试剂的形状，所述形状可以是绝对的或者是相对于3D物体的总体形状而言的。在一些示例中，数量参数585使得能够指定在材料层上沉积的特定试剂的位置的数量。在一些示例中，间隔参数586使得能够指定沉积特定试剂的多个位置之间的间隔。

如图8所示，在一些示例中，制造工具500可包括材料特性工具560，所述材料特性工具用于指定要通过施加如材料特性改性剂98等流体试剂以及每个辐射源58的辐照来对特定部分(例如，图1中的72、74)的哪些材料特性进行改性。

在一些示例中，在没有通过流体施加器56和材料特性工具560进行任何操作或动作的情况下或在它们进行任何操作或动作之前，至少一些构建材料层的至少一些部分可能已经至少部分地展现出针对所选择的/目标的位置所指定的(例如，机械、电气、化学)材料特性。因此，在一些示例中，材料特性工具560的各不同的参数可以跟踪和/或反映3D物体的此类已经存在的材料特性。

在一些示例中，材料特性工具560包括机械参数561、电气参数570、化学参数577、多特性参数578、以及程度参数579。

在一些示例中，机械参数561可包括结构参数562、强度参数563、硬度参数564、和/或延展性参数568。

在一些示例中，结构参数562可以指定所成形的至少一些层的至少一些部分展现出结构构架，比如限定了网格、泡沫结构等。

这些结构特性中的至少一些可以选择性地致使(至少被材料特性改性剂98影响的)构建材料展现出以下机械特性、电气特性和/或化学特性，所述特性可能通常不被认为是成形3D物体70的特定构建材料的固有材料特性。在一些示例中，这样的结构特性可以影响和/或限定可由材料特性工具560指定的其他特性(例如，电气特性、化学特性、其他机械特性)。

在一些示例中，机械特性参数561可包括磁参数565、光学参数566、热参数567、和/或其他参数569。通过此类参数，流体试剂工具520可以选择和/或控制第一流体试剂(在一些示例中包括第二材料)展现出各不同的磁特性、光学特性、热特性、和/或特性的程度。

应理解的是，还可以通过机械特性参数561来选择和/或控制其他的不同机械特性。相应地，参数562、563、564、565、566、567、568、569没有限定可以通过机械特性参数561来选择和/或控制的机械特性的整个范围。

在一些示例中，可以通过电气特性参数570来至少部分地指定和/或至少部分地确定3D物体的至少一部分的材料特性。例如，通过参数570，材料特性可包括导电特性(571)、电绝缘特性(572)、半导电特性(574)、和/或其他电气特性。这样的材料特性可以用于在3D物体之内和/或之上形成各不同的电路元件、和/或可以用于形成其他非电路特征。

在一些示例中，可以通过化学特性参数577来至少部分地指定和/或至少部分地确定3D物体的至少一部分的材料特性。例如，通过参数577，第二流体试剂可以控制和/或包括化学特征，比如但不限于腐蚀、反应性等。

在一些示例中，一些可指定的机械特性、电气特性、和/或化学特性可以影响和/或至少部分地限定所成形的层的其他相应的机械特性、电气特性、和/或化学特性中的至少一些。

在一些示例中，可以通过多特性参数578来指定3D物体的至少一部分的材料特性，以针对可选择的体素位置来选择或实施多种不同特性。在一些示例中，可以针对一个体素位置组(例如，图1的第一部分72)来实施仅一种可选择的特性，而在其他体素位置组(例如，图1的第二部分74)处实施其他可选择的特性。

程度参数579可以指定通过工具560指定的任何特定材料特性在3D物体中所展现的程度，从而应理解的是，在至少一些示例中，没有以严格的二态方式来表达是否存在任何给定的材料特性。

应理解的是，还可以通过材料特性工具560来选择和/或控制其他不同的机械特性、电气特性、和/或化学特性。相应地，指定标识的机械参数561、电气参数570、化学参数577不必须限定可以通过材料特性工具560选择和/或控制材料特性的整个范围。

应理解的是，在一些示例中，材料分布器工具510和流体施加工具520不限于指定与图8所示的参数和工具(例如，512、522、524、560等)相关联的材料、试剂等的类型，而是可以代替地指定有助于增材制造3D物体的材料、试剂等的类型，其中此类材料、试剂等的类型取决于3D物体的尺寸、类型、形状、用途等并且取决于用于执行增材制造3D物体的方法的特定类型。

至少关于通过图8中的至少框510、516、520、530、540、550、560、580、590表示的各不同的工具和功能(及其相应的参数)，应理解的是，在至少一些示例中，这些各不同的工具、功能、参数可以不同于图8的制造工具500所示进行布置(例如，以不同的分组、组合、分离等)，同时仍实施如之前至少结合图8所描述的、和/或如贯穿本公开的至少一些示例所描述的动作、布置、特征、属性等。

应理解的是，在至少一些示例中，制造工具500的各不同的功能和参数可以相互依赖和/或彼此协调地操作。

图9是流程图，示意性地表示了制造3D物体的示例性方法700。在一些示例中，方法700可以通过如之前至少结合图1至图8所描述的装置、部件、材料分布器、打印组件、流体供应装置、流体施加器、辐射源、指令、工具、功能、参数、和/或方法等中的至少一些来执行。在一些示例中，方法700可以通过除了之前至少结合图1至图8所描述的那些以外的装置、部件、材料分布器、打印组件、流体供应装置、流体施加器、辐射源、指令、工具、功能、参数、和/或方法等中的至少一些来执行。

在一些示例中，在712处，方法700包括相对于构建垫沿着行进路径、在相反的方向上执行行程系列。执行所述行程系列包括向前行程，在所述向前行程中，通过施加器来对所述构建垫上的正在成型的3D物体的第一部分和第二部分选择性地施加多种流体试剂，所述施加包括仅对所述第一部分施加用于影响第一材料特性的第一流体试剂。执行所述行程系列包括不施加流体试剂的向后行程。

如图9中的714进一步所示，在一些示例中，方法700包括：在所述向前行程和所述向后行程两者中通过辐射源选择性地施加辐射，以将所述第一部分和所述第二部分两者维持在高于所述构建材料的熔化温度的至少一个可选择的温度范围内，尽管沉积到所述第一部分上的流体试剂的第一总体积显著地大于沉积在所述3D物体的第二部分上的流体试剂的第二总体积。

尽管本文已经图示和描述了特定示例，但是在不脱离本公开的范围的情况下，各种各样的替代和/或等效实现方式可代替所示出和描述的特定示例。本申请旨在覆盖本文所讨论的特定示例的任何修改或变化。

Claims (15)

1.一种装置，所述装置包括：

滑架，所述滑架能够相对于构建垫、沿着双向行进路径移动，并且所述滑架至少支撑：

辐射源；以及

施加器，所述施加器用于选择性地施加多种流体试剂，所述多种流体试剂包括用于影响第一材料特性的第一流体试剂；以及

控制器，所述控制器用于借助所述滑架来对所述辐射源和所述施加器的操作进行定时和定序，以将正在成型的三维物体的第一部分和第二部分维持在可选择的至少一个温度范围内，尽管用于施加到所述三维物体的第一部分上的所述第一流体试剂的第一总体积显著地大于用于施加到所述三维物体的第二部分上的第二流体试剂的第二总体积。

2.如权利要求1所述的装置，其中，显著地大于包括至少一个数量级的差异。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个温度范围包括超过所述构建材料的熔化温度的下限温度、以及低于所述构建材料的过熔化温度的上限温度，在所述过熔化温度处，非目标构建材料能够粘附至所述正在成型的三维物体。

4.如权利要求1所述的装置，所述装置包括构建材料分布器，并且所述控制部分用于在操作所述滑架、所述施加器以及所述至少一个辐射源之前指示在所述构建垫上分布构建材料层。

5.如权利要求4所述的装置，其中，所述辐射源包括第一辐射源和第二辐射源，所述第二辐射源在所述滑架上并且沿着所述滑架的双向行进路径与所述第一辐射源间隔开，并且

所述控制部分用于指示所述滑架进行第一向前打印行程，在所述第一向前打印行程中，在操作所述流体施加器之前，第一辐射源用于施加辐射，以将所述构建材料加热到第一温度范围内，所述第一温度范围具有使所述构建材料发生至少一部分润湿的最小值和比所述构建材料的熔化温度低至少5℃的最大值。

6.如权利要求5所述的装置，所述指示用于：

在所述第一向前打印行程期间，在将所述构建材料加热到所述第一温度范围内之后：

通过所述施加器：

将所述第一流体试剂的第一总体积的第一部分施加到正在成型的三维物体的第一部分上；以及

将所述第二流体试剂的第二总体积施加到所述正在成型的三维物体的第二部分上；以及

通过第二辐射源施加辐射以将相应的第一部分和第二部分两者维持在第二温度范围内，所述第二温度范围具有超过所述构建材料的熔化温度的最小温度以及与所述构建材料的过熔化温度相对应的最大温度。

7.如权利要求6所述的装置，所述指令用于：在所述第一向前打印行程(FFPP)完成之后，将所述打印组件的操作暂停一可选择的时间段，在所述可选择的时间段内，所述第一部分和所述第二部分的温度不下降到低于所述构建材料的重结晶温度。

8.如权利要求7所述的装置，所述控制部分用于在不通过所述施加器施加流体试剂的情况下使所述滑架进行第一向后行程，而通过所述第一辐射源施加辐射。

9.如权利要求8所述的装置，所述控制部分用于引起第二向前行程，在所述第二向前行程期间：

在将所述第一部分和所述第二部分维持在所述第二温度范围内的同时，

通过所述施加器来对所述三维物体的第一部分施加所述第一流体试剂的第一总体积的第二部分；以及

通过所述第一辐射源和所述第二辐射源来对所述第一部分和所述第二部分两者施加辐射。

10.如权利要求9所述的装置，所述控制部分用于引起第二向后行程，在所述第二向后行程中：

在将所述第一部分和所述第二部分维持在所述第二温度范围内的同时，通过所述第一辐射源来施加辐射，以在不施加相应的所述第一流体试剂和所述第二流体试剂的情况下使所述第一部分和第二部分进一步熔融。

11.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一材料特性包括多种材料特性中的至少一种材料特性，所述多种材料特性中的至少一些材料特性是机械特性。

12.一种方法，所述方法包括：

相对于构建垫、沿着行进路径在相反的方向上执行行程系列，所述行程系列包括：

向前行程，在所述向前行程中，通过施加器来对所述构建垫上的正在成型的三维物体的第一部分和第二部分选择性地施加多种流体试剂，所述施加包括仅对所述第一部分施加用于影响第一材料特性的第一流体试剂；以及

向后行程；以及

在所述向前行程和所述向后行程两者中，通过辐射源选择性地施加辐射，以将所述第一部分和所述第二部分两者维持在可选择的至少一个温度范围内，所述可选择的至少一个温度范围具有高于所述构建材料的熔化温度的最小值和低于所述构建材料的过熔化温度的最大值，尽管沉积到所述第一部分上的流体试剂的第一总体积显著地大于沉积在所述三维物体的第二部分上的流体试剂的第二总体积。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述第一材料特性包括与所述构建材料的固有材料特性显著不同的材料特性，并且其中，所述第一材料特性包括多种不同材料机械特性中的至少一种材料机械特性。

14.一种三维打印机，所述三维打印机包括：

构建垫；

分布器，所述分布器用于在构建垫上分布粉末构建材料层；

滑架，所述滑架能够相对于所述构建垫、沿着双向行进路径移动，并且所述滑架至少支撑：

第一辐射源；

第二辐射源；

施加器，所述施加器用于选择性地施加多种流体试剂，所述多种流体试剂包括第二流体试剂和用于影响第一材料特性的第一流体试剂，其中，所述第一流体试剂和所述第二流体试剂两者均包括熔剂；以及

控制器，所述控制器用于通过对相应的所述第一辐射源和所述第二辐射源以及所述施加器的操作进行定时和定序、结合所述滑架沿着所述行进路径在第一方向上和在相反的第二方向上的移动来逐层构建三维物体，以将正在成型的三维物体的第一部分和第二部分维持在基本上均匀的温度范围内，尽管用于施加到所述三维物体的第一部分上的所述第一流体试剂的第一总体积显著地大于用于施加到所述三维物体的第二部分上的第二流体试剂的第二总体积，

其中，所述基本上均匀的温度范围在所述构建材料的熔化温度与所述构建材料的过熔化温度之间，并且

其中，所述第二部分展现出第二材料特性。

15.如权利要求14所述的三维打印机，其中，所述第二材料特性包括以下中的至少一种：

所述粉末构建材料的固有特性；以及

通过对所述正在成型的三维物体的第二部分施加所述第二流体试剂而产生的特性。

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