CN111278627A - 用于由颗粒形成的3d特征的热支撑物 - Google Patents

Abstract

根据示例，三维(3D)制造系统可以包括控制器，所述控制器用于识别要制造的物体的特征，并且基于所识别的特征具有的大小小于预定大小，确定用于所识别的特征的热支撑物。控制器还可以控制制造部件通过施加能量由第一组颗粒形成所确定的热支撑物、由第二组颗粒形成与所形成的热支撑物邻近的中间区段，并且通过施加能量由第三组颗粒形成与中间区段邻近的特征，其中来自热支撑物的热量用于减小第三组颗粒的热流失速率。

Description

用于由颗粒形成的3D特征的热支撑物

背景技术

在三维(3D)打印中，通常使用加法打印工艺根据数字模型来制作三维固体零件。一些3D打印技术被视为加法工艺，因为它们涉及将连续的层或体积的构建材料(例如粉末或粉末状的构建材料)施加到现有表面(或先前的层)。3D打印常常包括构建材料的固化，对于一些材料，可以通过使用热量和/或化学粘合物来完成固化。

附图说明

本公开的特征通过示例的方式示出，并且在以下(一个或多个)附图中不被限制，在附图中，相似的附图标记指示相似的元件，其中：

图1A示出了示例性3D制造系统的图解，所述示例性3D制造系统可以形成热支撑物，以减小形成3D物体的特征的颗粒热流失的速率；

图1B示出了构建包封130的截面侧视图，在构建包封130中可以形成示例性3D物体和示例性热支撑物；

图2示出了另一个示例性3D制造系统的图解，所述示例性3D制造系统可以在3D物体的特征附近形成热支撑物，以减小形成该特征的颗粒热流失的速率；

图3示出了可以在形成3D物体的特征之前形成热支撑物的示例性装置的框图；以及

图4示出了示例性方法的流程图，所述示例性方法用于形成用于3D物体的特征的热支撑物，以提高形成该特征的颗粒的温度。

具体实施方式

如本文中所述，当3D物体的特征(例如，3D物体的精细细节)相对小时，形成特征的颗粒可能无法达到适当熔化和熔融的足够温度，并且产生的特征可能是多孔的，并且因此可能具有低的机械强度、不正确的颜色、低的表面质量、不适当的表面粗糙度等。这可能发生是因为随着颗粒被加热，由于被加热的颗粒与未被加热的邻近的颗粒之间的温度差，热量可以从颗粒中热流失，这可能导致被加热的颗粒在足够长的一段时间内无法达到他们的熔点温度。

本文公开了可以被实施为形成用于3D物体的特征的热支撑物的3D制造系统、装置和方法，所述热支撑物可以增强要形成特征的颗粒的熔融。可以通过加热与要形成特征的颗粒相邻或邻近的区域来形成用于特征的热支撑物，以提高形成特征的颗粒的温度。根据示例，本文公开的3D制造系统或装置的控制器可以基于特征的大小、形成特征的颗粒的所计算的温度及其组合等来确定在何时以及何处形成热支撑物，以将形成特征的颗粒的温度升高到用于预期熔融的足够的水平。控制器还可以确定热支撑物的大小和形状，以足够地升高形成特征的颗粒的温度。在一些示例中，控制器可以确定可以在不使用热支撑物的情况下适当地熔融特征，并且因此，控制器可以选择性地确定何时实施热支撑物。

根据示例，本文公开的热支撑物可以由熔融在一起的被加热的颗粒来形成。在其他示例中，本文公开的热支撑物可以由未熔融在一起的被加热的颗粒来形成。例如，可以以足够低的连续色调水平来沉积熔融辅助剂(agent)的液滴，以在没有熔融的情况下能够将热支撑物中的颗粒的温度升高到所需的水平。在一些示例中，熔融辅助剂可以是可降解的辅助剂，其可以在接收能量以后的预定的一段时间之后或在另一辅助剂存在的情况下降解。在这些示例中，其上已经沉积了能量吸收辅助剂的颗粒是可回收的。

因为相比于特征外部的颗粒，形成特征的颗粒可以处于更高的温度，所以可以发生从熔融区域中的颗粒到特征外部的颗粒的热流失。当特征处于或超过预定的大小时，形成特征的颗粒可以被加热，并且保持在足够高的温度下被加热，使得发生的热流失可以不足够防止那些颗粒按照预期熔化并且熔融在一起，例如以具有预期的强度、刚度、硬度、颜色、半透明性、表面粗糙度及其组合等。然而，当特征的大小低于一定大小时，发生热流失的速率可以导致形成特征的颗粒无法达到和/或保持在或超过熔点温度，来发生使得颗粒按照预期熔融在一起的足够的熔化。一定大小可以涉及可以延伸跨多层颗粒的熔融区域的厚度、宽度、长度、面积、体积或其组合。

根据示例，通过在特征附近形成热支撑物，可以减小来自形成特征的颗粒的热流失速率。在这方面，热支撑物可以促进形成特征的颗粒的熔化和熔融在一起。换句话说，因为热支撑物中的颗粒处于比热支撑物外部的颗粒更高的温度，所以可以提高热支撑物外部的颗粒的温度。这样，可以减小热量从形成特征的颗粒传递到颗粒的速率。

通过实施本文公开的3D制造系统、装置和方法，可以制造具有相对小的大小(例如，精细特征)的3D物体和/或3D物体的特征，以具有充分提高的机械强度、更精确的颜色、改进的表面质量等。

在继续之前，应当注意，如本文所使用的，术语“包括”是指但不限于“包括”和“至少包括”。术语“基于”是指“基于”和“至少部分地基于”。

首先参考图1A，示出了示例性3D制造系统100的图解，示例性3D制造系统100可以形成热支撑物，以减小形成3D物体的特征的颗粒热流失的速率。应当理解，图1A中描绘的3D制造系统100可以包括额外的部件，并且在不脱离本文公开的3D制造系统100的范围的情况下，可以去除和/或修改本文所述的部件中的一些部件。

3D制造系统100也可以称为3D打印机、3D制造者等。一般而言，3D制造系统100可以被实施为从构建材料的颗粒102制造3D物体，构建材料的颗粒102也可以称为构建材料颗粒102。构建材料的颗粒102可以包括任何合适的材料，包括但不限于，聚合物、塑料、陶瓷、尼龙、金属及其组合等，并且可以是粉末或粉末状材料的形式。此外，颗粒102可以被形成为具有一般在约5μm与约100μm之间的尺寸，例如宽度、直径等。在其他示例中，颗粒102可以具有一般在约30μm与约60μm之间的尺寸。例如，由于较大的颗粒被研磨成较小的颗粒，所以颗粒102可以具有多种形状中的任何一种。在一些示例中，粉末可以由短纤维形成或可以包括短纤维，所述短纤维可能(例如)已经被从材料的长股或线状物切成短的长度。

如图1A所示，3D制造系统100可以包括控制器110和制造部件120。如本文所讨论的，在一些示例中，制造部件120可以包括辅助剂递送系统和能量供应系统。在其他示例中，制造部件120可以包括激光束设备。在这些示例中的任何示例中，制造部件120可以被实施为将能量施加到颗粒102的层上，以选择性地熔融颗粒102。例如，制造部件120可以被实施为形成要制造的3D物体的特征104。制造部件120还可以包括可以施加颗粒102的连续的层的重涂器(未示出)，由颗粒102的连续的层可以逐层地形成3D物体的部分。颗粒102的层已经被示出为部分透明的，以使得特征104和热支撑物106是可见的。因此应当理解，颗粒102可以不是透明的，而是可以是不透明的。

由于相比于不接收能量的颗粒102，形成特征104的颗粒102可以处于更高的温度，因此从形成特征104的颗粒102到特征104外部的颗粒102可以发生热流失。换言之，来自形成特征104的颗粒102的热量可以被传递到特征104周围的区域中的颗粒102。当特征104处于或超过一定大小时，形成特征104的颗粒102可以被加热，并且可以保持在足够高的温度下被加热，使得发生的热流失可以不足够防止颗粒102熔化并且熔融在一起，例如以具有预期的强度、刚度、硬度、颜色、半透明性、表面粗糙度及其组合等。然而，当特征104的大小低于一定大小时，发生热流失的速率可以导致形成特征104的颗粒102无法达到和/或保持在或超过熔点温度，来发生使得颗粒102按照预期熔融在一起的足够的熔化，例如，在一些颗粒102之间可能存在间隙。一定大小可以涉及可以延伸跨多层颗粒102的特征104的厚度、宽度、长度、面积、体积或其组合。在本文中一定大小也可以称为预定大小。

一定大小可以取决于(例如)颗粒102的类型、熔融辅助剂的类型、由制造部件120的能量供应系统发射的能量的类型和/或强度及其组合等。在一些示例中，可以通过测试颗粒102的类型、熔融辅助剂的类型、能量的类型和/或强度等的不同组合来确定一定大小。另外或在其他示例中，对于颗粒102的类型、熔融辅助剂的类型、能量的类型和/或强度等的不同组合，一定大小可以是相同的。在这些示例中的任何示例中，控制器110可以确定3D物体的特征104(其可以包含整个3D物体)具有的大小何时小于一定大小。基于特征104具有的大小小于一定大小的确定，控制器110可以确定或设计用于特征104的热支撑物106。换言之，例如，控制器110可以确定当特征104具有的大小小于一定大小时，可以形成用于特征104的热支撑物106，并且可以确定当特征104具有的大小大于一定大小时，不形成热支撑物106。

如图1A所示，热支撑物106可以由第一组颗粒102形成，所述第一组颗粒102在形成特征104的那组颗粒102下方并且相对紧密接近形成特征104的那组颗粒102，其中热支撑物106不形成3D物体的一部分，并且不与特征104接触。特征104可以通过中间区段108与热支撑物106间隔开，中间区段108可以是未熔融的颗粒102的至少一个层。中间区段108可以包括足够的距离，以阻止形成特征104的颗粒102与形成热支撑物106的颗粒102熔融。通过特定的示例，中间区段108可以包括约10个与约20个之间的未熔融的颗粒102的层。

热支撑物106可以被形成为具有比特征104相对较大的大小。在一方面，为形成热支撑物106所供应的能量的量可以比为形成特征104所供应的能量的量相对较高。由于颗粒102可以通过接收能量而被加热，因此在形成热支撑物106和特征104期间，形成热支撑物106的颗粒102可以处于比形成特征104的颗粒102相对较高的温度。因此，热支撑物106可以提高热支撑物106附近的颗粒102的温度。例如，热支撑物106可以提高热支撑物106的约10个或约20个层以内的颗粒的温度。温度的提高可以减小形成特征104的颗粒102与特征104外部的颗粒102之间的热梯度，这可以使形成特征104的颗粒102能够以更大的机械强度熔融在一起。

根据本文公开的示例，热支撑物106可以减小从形成特征104的颗粒102发生热流失的速率。在这方面，热支撑物106可以促进形成特征104的颗粒102的熔化和熔融在一起。换句话说，因为热支撑物106中的颗粒102相比于热支撑物106外部的颗粒102处于更高的温度，因此，特征104中的颗粒102与热支撑物106中的颗粒102之间的热梯度可以小于特征104中的颗粒102与热支撑物106外部的颗粒102之间的热梯度。这可以导致形成特征104的颗粒102达到更高的温度，这可以减小热流失的影响，并且那些颗粒102可以达到和/或保持在足够高的温度，以使那些颗粒102按照预期(例如，以足够的机械强度)熔化并且熔融在一起。

在一些示例中，热支撑物106可以具有与特征104类似的截面形状和大小，在这种情况下，热支撑物106可以与特征104共形。在其他示例中，热支撑物106可以是非共形的支撑物，其中热支撑物106相比于特征104可以具有较大的截面形状。在这些示例中的任何示例中，在不引起那些颗粒102熔融在一起或与形成热支撑物106的颗粒102熔融的情况下，制造部件120可以起到提高热支撑物106周围的颗粒102的温度的作用。

根据其中制造部件120包括激光束设备的示例，控制器110可以控制激光束设备，以选择性地激励和熔化形成热支撑物106和特征104的颗粒102的组。在这些示例中，制造部件120还可以包括重涂器102，以施加颗粒102的连续的层。在其他示例中，并且如本文所述，制造部件可以包括熔融辅助剂递送设备和能量供应系统。

现在参考图1B，示出了构建包封130的部分的截面侧视图，在构建包封130的部分中可以形成示例性3D物体140和示例性热支撑物106。构建包封130可以是在其中制造部件120可以制造3D物体的构建区域。如所示，3D物体140可以包括相对大于第三特征146的第一特征142和第二特征144。在图1B中所示出的示例中，控制器110可以确定第一特征142和第二特征144大于以上讨论的预定大小，而第三特征146小于预定大小。在该示例中，控制器110可以确定热支撑物106要形成在第三特征146下方，并且热支撑物106可以不形成在第一特征142或第二特征144下方。因此，控制器110可以相对于3D物体140或相对于3D物体140的特征142-146来确定在何时以及何处形成热支撑物106。另外，在各种示例中，控制器110可以形成热支撑物106，以提高热支撑物106周围的局部温度，例如以使颗粒床(bed)上的温度分布更均匀。

现在转到图2，示出了另一示例性3D制造系统200的图解，所述3D制造系统200可以在3D物体的特征104附近形成热支撑物106，以减小形成特征104的颗粒102热流失的速率。3D制造系统200可以类似于图1A中描绘的3D制造系统100，并且可以包括许多相同的部件。然而，在3D制造系统200中，制造部件120可以包括第一辅助剂递送设备202、第二辅助剂递送设备204和能量供应系统206。

根据示例，控制器110可以控制第一辅助剂递送设备202将熔融辅助剂选择性地沉积在颗粒102的组上(由箭头210表示)，以形成热支撑物106和特征104。在将熔融辅助剂210选择性沉积到颗粒102上以后，控制器110还可以控制能量供应系统206将能量供应到颗粒102上(由箭头208表示)。相同的熔融辅助剂210可以用于形成热支撑物106和特征104两者。然而，在一些示例中，第一辅助剂递送设备202可以被操作来以不同的浓度水平(例如，连续色调水平)沉积熔融辅助剂210的液滴，以形成热支撑物106和特征104。换言之，例如，相比于形成热支撑物106，控制器110可以控制第一辅助剂递送设备202以更高的连续色调水平沉积熔融辅助剂210的液滴以形成特征104。

通过特定的示例，控制器110可以控制第一辅助剂递送设备202，以将熔融辅助剂210的液滴以一连续色调水平沉积到形成热支撑物106的颗粒102上，该连续色调水平使得当能量208施加到那些颗粒102时，能够在不引起那些颗粒102熔化的情况下使那些颗粒102变热。在这方面，在熔融辅助剂210的沉积和能量208的施加以后，形成热支撑物106的颗粒102可以保持未熔融。在这些示例中，熔融辅助剂210的液滴也可以沉积在形成中间区段108的颗粒102上，在这种情况下，中间区段108可以形成热支撑物106的一部分。这可以进一步提高形成特征104的颗粒102的温度。然而，在其他示例中，熔融辅助剂210可以一连续色调水平来沉积，该连续色调水平使得在熔融辅助剂210没有沉积在形成中间区段108的那些颗粒102上的情况下，能够使形成热支撑物106的那些颗粒102在接收能量208期间熔化并且因此熔融在一起。除控制沉积熔融辅助剂210的连续色调水平以外或作为其替代，可以将一定量的冷却辅助剂和/或解熔融(defusing)辅助剂与熔融辅助剂210混合或一起供应，以实现类似的结果。

熔融辅助剂210可以是诸如墨水、颜料、染料等的液体，所述液体可以增强对从能量供应系统206发射的能量208的吸收。第一辅助剂递送设备202可以将熔融辅助剂210以液滴的形式递送到颗粒102的层上，使得熔融辅助剂210的液滴可以分散在颗粒102上以及在形成特征104的颗粒102之间的间隙空间内，并且在一些示例中在形成热支撑物106的颗粒102之间的间隙空间内。在特征104的形成中，可以以足够的密度(例如，连续色调水平)供应熔融辅助剂210的液滴，以增强足够的能量208的吸收，以使得其上已经沉积有熔融辅助剂210的颗粒102的温度提高到超过颗粒102的熔点温度的水平。另外，能量供应系统206可以以不足够使得其上未供应有熔融辅助剂210的颗粒102保持低于颗粒102的熔点温度的水平来供应能量。

根据示例，控制器110可以控制第一辅助剂递送设备202，以将熔融辅助剂210选择性地沉积到要形成特征104的颗粒102的组上，并且可以控制第二辅助剂递送设备204，以将能量吸收辅助剂选择性地沉积到要形成热支撑物106的颗粒102的其他组上(由箭头212表示)。能量吸收辅助剂212也可以是诸如墨水、颜料、染料等的液体，所述液体可以增强对从能量供应系统206发射的能量208的吸收。第二辅助剂递送设备204可以将能量吸收辅助剂212以液滴的形式递送到颗粒102上，使得能量吸收辅助剂212的液滴可以分散在颗粒102上和形成热支撑物106的颗粒102之间的间隙空间内。

在热支撑物106的形成中，可以以足够低的密度(例如，连续色调水平)来供应能量吸收辅助剂212的液滴，以吸收足够的能量208，来使得其上已经沉积有能量吸收辅助剂212的颗粒102的温度提高，但是提高到低于颗粒102的熔点温度的水平。换句话说，在不使得那些颗粒102熔融在一起的情况下，可以以足够低的密度供应能量吸收辅助剂212的液滴，以提高形成热支撑物106的颗粒102的温度。

根据示例，能量吸收辅助剂212可以是可降解的辅助剂，所述可降解的辅助剂在接收所供应的能量208以后的预先确定的一段时间内或在另一辅助剂存在的情况下降解。例如，可降解的辅助剂可以是液体，所述液体在接收能量208之后的例如几分钟、几小时等之后降解，例如蒸发、分解等。在一些示例中，可降解的辅助剂可以通过接收化学辅助剂来降解，例如在不降解或不损害颗粒102的情况下降解可降解的辅助剂。可降解的辅助剂可以在物体制造的期间或物体制造以后降解。在这些示例中的任何示例中，在能量吸收辅助剂212的降解以后，其上沉积有能量吸收辅助剂212的颗粒102可以被再利用，例如，再循环。在这些示例中的任何示例中，用以沉积能量吸收辅助剂212的液滴以形成热支撑物106的的密度水平(例如，连续色调水平)可以基本上低于用以沉积熔融辅助剂210的液滴以形成特征104的密度水平。

尽管未示出，但是能量供应系统206可以包括单个能量供应设备或多个能量供应设备。在任何方面，能量供应系统206可以供应各种能量类型的中的任何能量类型。例如，能量供应系统206可以以光(可见光、红外光或两者)的形式、以热的形式、以电磁能量的形式及其组合等来供应能量。根据示例，熔融辅助剂210的类型和/或量以及在一些示例中，沉积在颗粒102上的能量吸收辅助剂212的类型和/或量可以被调节为能量供应系统206发射的能量208的类型和强度，使得例如可以按照预期对颗粒102进行加热。通过示例，该调节可以被实施为对颗粒102的加热最大化，同时使由能量供应系统206施加的能量208的量最小化。

3D制造系统200还可以包括构建平台220，构建平台220可以在构建室(可以定义构建包封)中，在所述构建室内可以由提供在构建平台220上的相应的层中的颗粒102来制造3D物体。特别地，构建平台220可以被提供在构建室中，并且可以随着在颗粒102的连续的层中形成的3D物体的特征而向下移动。尽管未示出，但是可以在重涂器222与构建平台220之间供应颗粒102，并且重涂器222可以沿箭头224表示的方向跨构建平台220移动，以使颗粒102散布成层。另外，第一辅助剂递送设备202、第二辅助剂递送设备204和能量供应系统206可以如箭头226所示跨构建平台220移动，以使颗粒102的层的所选择的区域中的颗粒102熔融在一起。例如，第一辅助剂递送设备202、第二辅助剂递送设备204和能量供应系统206可以被支撑在在方向226上移动的托架上。在一些示例中，重涂器222可以被提供在相同的托架上。在其他示例中，第一辅助剂递送设备202、第二辅助剂递送设备204和能量供应系统206可以被支撑在多个托架上，使得第一辅助剂递送设备202和第二辅助剂递送设备204以及能量供应系统206可以相对于彼此分别移动。在任何方面，在形成颗粒102的层和该层上的3D物体的部分以后，重涂器222可以被实施为形成另一层，并且可以重复该工艺以制造3D物体。

尽管未示出，但是3D制造系统200可以包括加热器，以将构建包封或构建室的环境温度维持在相对较高的温度。另外或在其他示例中，可以对构建平台220进行加热，以将颗粒102加热到相对高的温度。相对高的温度可以是接近颗粒102的熔化温度的温度，使得可以施加相对低的水平的能量208，以选择性地熔融颗粒102。

现在参考图3，示出了可以在形成3D物体的特征之前形成热支撑物的示例性装置300的框图。应当理解，图3中描绘的示例性装置300可以包括另外的特征，并且在不脱离装置300的范围的情况下，可以去除和/或修改本文所述的特征中的一些特征。另外，相对于以上关于图1A和图2所讨论的3D制造系统100、200的部件描述了装置300的特征。

一般而言，装置300可以是计算设备、3D制造系统100、200的控制设备等。如图3所示，装置300可以包括可以控制装置300的操作的控制器302。控制器302可以等同于以上讨论的控制器110。控制器302可以是基于半导体的微处理器、中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和/或其他合适的硬件设备。

装置300也可以包括存储器310，存储器310上可以已经储存有控制器302可以执行的机器可读指令312-318(也可以称为计算机可读指令)。存储器310可以是包含或储存可执行指令的电子的、磁性的、光学的或其他物理储存设备。存储器310可以是例如随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、储存设备、光盘等。也可以称为计算机可读储存介质的存储器310可以是非暂时性机器可读储存介质，其中术语“非暂时性”不包含暂时性传播信号。

控制器302可以获取、解码并且执行指令312，以确定3D物体的特征104具有的大小小于预定大小。预定大小可以指示特征104将不能达到用于形成特征104的颗粒的预期熔融水平的足够温度的可能性。

基于特征104具有的大小小于预定大小的确定，控制器302可以获取、解码并且执行指令314，以设计用于特征104的热支撑物106。控制器302可以通过确定用于特征104的热支撑物106的构建包封内的大小和位置来设计(或等同地，确定)用于特征104的热支撑物106。在一些示例中，控制器302可以根据特征104的大小和位置来设计热支撑物106。或在其他示例中，控制器302还可以根据在形成包含特征104的3D物体期间预测的颗粒102的层要达到的温度，来设计热支撑物106。换言之，例如，控制器302可以确定当形成特征104时要形成特征104的区域中的温度可以预测为超过预定温度，就像当熔融的颗粒的较大部分要形成在该区域附近时可以发生的那样。在该示例中，控制器110可以确定热支撑物106可以不形成在该区域附近。

控制器302可以获取、解码并且执行指令316，以控制制造部件120由第一组颗粒102形成用于特征104的所设计的热支撑物106、由第二组颗粒102形成中间区段108，并且由第三组颗粒102形成特征104。第一组颗粒102可以在第一组颗粒102的层中，第二组颗粒102可以在第一组上方的第二组颗粒102的层中，并且第三组颗粒102可以在第二组上方的第三组颗粒102的层中。热支撑物106可以通过将能量施加到第一组颗粒102上来形成。中间区段108可以通过将第二组颗粒102中的一个或多个层散布在热支撑物106上来形成，其中第二组颗粒102可以未熔融到其他颗粒102。可以通过将足够熔化第三组颗粒102的能量施加到第三组颗粒102上来形成特征104。

基于第二特征具有的大小大于预定大小的确定，控制器302可以获取、解码并且执行指令318，以确定将不形成用于第二特征的热支撑物。

在其他示例中，代替存储器310，装置300可以包括可以执行类似于指令312-318的功能的硬件逻辑块。在又一示例中，装置300可以包括指令和硬件逻辑块的组合，以实施或执行对应于指令312-318的功能。在这些示例中的任何一个中，控制器302可以实施硬件逻辑块和/或执行指令312-318。

关于图4中描绘的方法400更详细地讨论了控制器110、302可以操作的各种方式。特别地，图4描绘了示例性方法400的流程图，示例性方法400用于形成用于3D物体的特征104的热支撑物106，以提高形成特征104的颗粒102的温度。应当理解，图4中描绘的方法400可以包括另外的操作，并且在不脱离方法400的范围的情况下，可以去除和/或修改本文描述的一些操作。出于说明的目的，参考图1A-图3中描绘的特征来描述方法400。

在块402处，控制器110、302可以确定形成3D物体的特征104的颗粒102被计算为在形成特征104期间达到第一温度、或在一段时间内保持低于一定温度、或两者，第一温度低于一定温度。一定温度可以是颗粒102的熔点温度或接近颗粒102的熔点温度的温度。控制器110、302可以基于若干因素来确定形成特征104的颗粒102的所计算的温度。例如，可以基于特征104的大小，并且因此基于例如要被那些颗粒102吸收的能量的量来进行确定。另外或在其他示例中，可以基于该3D物体的其他特征或靠近那些颗粒102的其他3D物体的期望温度来进行确定。换言之，控制器110、302可以确定在其中制造3D物体的构建包封的期望热分布，以确定形成特征104的颗粒102的所计算要达到的温度。控制器110、302可以通过建模、模拟、历史数据等来确定期望热分布。

在块404处，控制器110、302可以设计热支撑物106，以将形成特征104的颗粒102的温度提高到超过第一温度、或以提高形成特征的颗粒保持超过第一温度的时间长度、或两者。控制器110、302可以通过建模或以其他方式确定要形成的热支撑物106的位置和大小来设计热支撑物106，以提高形成特征104的颗粒102的温度。控制器110、302还可以确定形成热支撑物106的颗粒102是否熔融在一起。根据示例，控制器110、302可以将热支撑物106设计成具有比特征104的体积大小更大的体积大小。

在块406处，控制器110、302可以控制制造部件120，以在构建包封的位置处形成所设计的热支撑物106，从而使热量能够从热支撑物106传递到形成特征104的颗粒。换言之，控制器110、302可以控制制造部件120，以由一组颗粒102形成热支撑物106，所述一组颗粒102位于形成特征104的颗粒102的层下方的颗粒102的多个层中，例如在预定数量的中间层内。另外，控制器110、302可以用以上讨论的任何方式控制制造部件120，以形成热支撑物106。换言之，例如，热支撑物106可以由熔融的颗粒102和/或未熔融的颗粒102形成。

在块408处，控制器110、302可以控制制造部件120，以形成与热支撑物106邻近的中间区段108。控制器110、302可以控制制造部件120，以将未熔融的颗粒102的至少一个层散布在热支撑物106上。另外，在不使得那些颗粒102以本文讨论的任何方式熔融在一起的情况下，控制器110、302可以控制制造部件，以对形成中间区段108的颗粒102进行加热。

在块410处，控制器110、302可以控制制造部件120，以形成特征104。控制器110、302可以控制制造部件120，以熔融一组颗粒102来形成特征104。

方法400中阐述的一些或全部操作可以作为实用程序、程序或子程序被包括在任何所需的计算机可访问介质中。另外，方法400可以由计算机程序来体现，所述计算机程序可以以活动和不活动的各种形式存在。例如，计算机程序可以作为机器可读指令而存在，所述机器可读指令包括源代码、目标代码、可执行代码或其他格式。以上任何内容都可以体现在非暂时性计算机可读储存介质上。

非暂时性计算机可读储存介质的示例包括计算机系统RAM、ROM、EPROM、EEPROM和磁盘或光盘或磁带。因此，应当理解，能够执行以上所述的功能的任何电子设备都可以执行以上列举的那些功能。

尽管贯穿整个本公开进行了具体描述，但是本公开的代表性示例在广泛范围的应用中具有实用性，并且以上讨论并不旨在造成限制且不应当被解释为限制性的，而是作为本公开的方面的说明性讨论而提供的。

本文中已经描述并且示出的是本公开的示例连同一些其变型。本文所使用的术语、说明书和附图仅以说明的方式阐述，并不意味着限制。在本公开的精神和范围内，可以有许多变型，本公开的精神和范围旨在由以下权利要求及其等同物来限定，其中，除非另外指出，否则所有术语均表示他们最广泛的合理含义。

Claims (15)

1.一种三维(3D)制造系统，包括：

控制器，所述控制器用于：

识别要制造的物体的特征；

基于所识别的特征具有的大小小于预定大小，确定用于所识别的特征的热支撑物；并且

控制制造部件，以：

通过施加能量由第一组颗粒形成所确定的热支撑物；

由第二组颗粒形成与所形成的热支撑物邻近的中间区段；并且

通过施加能量由第三组颗粒形成与所述中间区段邻近的所述特征，其中，来自所述热支撑物的热量用于减小所述第三组颗粒的热流失速率。

2.根据权利要求1所述的3D制造系统，其中，所述控制器还用于控制所述制造部件，以：

通过将能量施加到所述第三组颗粒上以熔化所述第三组颗粒，来形成所识别的特征。

3.根据权利要求1所述的3D制造系统，其中，所述控制器还用于控制所述制造部件，以：

通过施加与所述热支撑物邻近的颗粒的至少一个层来形成所述中间区段，其中，所述第二组颗粒未彼此熔融。

4.根据权利要求1所述的3D制造系统，其中，所述控制器还用于：

识别所述物体的第二特征；

基于所识别的第二特征具有的大小大于所述预定大小，控制所述制造部件，以在不形成用于所识别的第二特征的热支撑物的情况下，由第四组颗粒形成所识别的第二特征。

5.根据权利要求1所述的3D制造系统，还包括：

所述制造部件，其中，所述制造部件包括：

重涂器，所述重涂器用于散布颗粒的层；以及

熔融系统，所述熔融系统用于将能量施加到所述散布的颗粒的层上，以选择性地加热并且熔融所述散布的颗粒的层中的所述颗粒。

6.根据权利要求1所述的3D制造系统，其中，所述第一组颗粒被包含在比所述第二组颗粒低的颗粒的层中，并且所述第三组颗粒被包含在比所述第二组颗粒高的颗粒的层中。

7.根据权利要求1所述的3D制造系统，其中，所述制造部件包括辅助剂递送系统和能量供应系统，并且其中，所述控制器还用于：

控制所述辅助剂递送系统将能量吸收辅助剂沉积到所述第一组颗粒上；

控制所述能量供应系统供应能量，其中，所述能量的供应使得所述第一组颗粒被加热到低于所述颗粒的熔点温度的温度，以使得能够对所述第一组颗粒进行加热而无熔化。

8.根据权利要求7所述的3D制造系统，其中，所述控制器还用于控制所述辅助剂递送系统以足够低的连续色调水平来沉积所述能量吸收辅助剂的液滴，以使得所述第一组颗粒响应于所述能量的接收保持未熔融。

9.一种装置，包括：

控制器；以及

存储器，所述存储器上储存有机器可读指令，当所述机器可读指令由所述控制器执行时，所述机器可读指令使得所述控制器：

确定3D物体的特征具有的大小小于预定大小，所述预定大小指示所述特征将不能达到用于形成所述特征的颗粒的预期熔融水平的足够温度的可能性；

基于所述确定，设计用于所述特征的热支撑物；

控制制造部件，以：

由第一组颗粒形成所设计的热支撑物；

由第二组颗粒形成中间区段；并且

由第三组颗粒形成所述特征，其中，来自所述热支撑物的热量用于减小所述第三组颗粒的热流失速率。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述控制器还用于：

确定所述3D物体的第二特征具有的大小大于所述预定大小；并且

基于所识别的第二特征具有的大小大于所述预定大小，控制所述制造部件在不形成用于所述第二特征的热支撑物的情况下，由第四组颗粒形成所识别的第二特征。

11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述控制器还用于：

将所设计的热支撑物形成为一组未熔融的颗粒。

12.一种方法，包括：

由控制器确定形成三维(3D)物体的特征的颗粒被计算为在形成所述特征期间达到第一温度、在一段时间内保持低于一定温度、或两者，所述第一温度低于所述一定温度；

由所述控制器设计热支撑物，以将形成所述特征的所述颗粒的温度提高到超过所述第一温度、以增大形成特征的所述颗粒保持超过所述第一温度的时间长度、或两者；以及

由所述控制器控制制造部件，以在构建包封的位置处形成所设计的热支撑物，从而使得热量能够从所述热支撑物传递到形成所述特征的所述颗粒。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

控制所述制造部件形成与所述热支撑物邻近的中间区段；以及

控制所述制造部件形成与所述中间区段邻近的所述特征，其中，热量通过所述中间区段从所述热支撑物传递到所述特征。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，控制所述制造部件形成所述中间区段还包括控制所述制造部件形成未熔融的颗粒的至少一个层的所述中间区段。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，设计所述热支撑物还包括将所述热支撑物设计为具有比所述特征的体积大小更大的体积大小。

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