CN111542406A - 增材制造的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种通过连续地熔融支撑结构上的粉末床的部分而形成至少一个三维物品的方法，该方法包括以下步骤：提供三维物品的至少一个模型，在施加覆盖被降低并旋转的支撑结构的第一粉末层之前，使支撑结构降低预定距离并使支撑结构在第一方向上旋转预定角度，在将来自至少一个第一能量束源的至少一个第一能量束引导到选定位置处用于熔融第一粉末层之前，使至少一个模型在第一方向上旋转预定角度，至少一个第一能量束源使静止的静止支撑结构上的第一粉末层在根据模型的选定位置中熔融，以形成三维物品的第一部分。

Description

增材制造的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于3D物体的增材制造的方法和装置。
背景技术
自由形态制造或增材制造是通过对施加到工作板的粉末层的选定部分进行连续熔融而形成三维物品的方法。
这样的装置可以包括：要在其上形成三维物品的工作台；粉末分配器，布置成将粉末薄层铺设在工作台上以形成粉末床；激光束源，用于将能量传递到粉末从而发生粉末的熔融；控制粉末床上的激光束源的元件，用于通过熔融粉末床的部分来形成三维物品的横截面；控制计算机，其中存储有关三维物品的连贯的横截面的信息。通过对连贯形成的粉末层的横截面进行连贯的熔融而形成三维物品，该粉末层由粉末分配器连续地铺设。
图1示意性地示出了增材制造装置，该增材制造装置包括由扫描光学器件2引导的激光源1，使得光束3在薄的金属粉末床4中限定二维图案。在激光撞击粉末层的情况下，粉末熔融以形成结合到基板6的固体层5。在完成第一层时，通过升降机构7将构建板向下索引。然后，通过粉末分配器8将粉末床补充到原始水平，该粉末分配器8水平地扫描，以便从供粉料斗9刮下粉末，并在先前扫描的层上沉积均匀的层。然后扫描第二层粉末，以将所需的粉末区域熔融到先前熔融的层5上。通过重复此过程，逐步构建由多个二维层5组成的3维物品。
现有技术的问题是难以在整个构建包络(envelope)上提供具有相等厚度的金属粉末层。粉末层厚度的变化可以通过最终产品的尺寸误差来揭示。
需要具有更高的机器产量、更高最终质量的制造零件以及不太敏感的粉末分发系统的增材制造技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于三维零件的增材制造的增材制造装置和方法，该增材制造装置和方法能够在不牺牲最终产品的材料性能的情况下有效地构建比现有技术的机器更高质量的零件。
在根据本发明的各个实施例的第一方面，提供了一种通过连续地熔融支撑结构上的粉末床的部分而形成至少一个三维物品的方法，所述部分对应于所述三维物品的连续部分，所述方法包括以下步骤：提供所述三维物品的至少一个模型，在施加覆盖被降低并旋转的支撑结构的第一粉末层之前，使所述支撑结构降低预定距离并使所述支撑结构在第一方向上旋转预定角度，在将来自至少一个第一能量束源的至少一个第一能量束引导到选定位置处用于熔融所述第一粉末层之前，使所述支撑结构在与所述第一方向相反的第二方向上旋转所述预定角度，根据所述模型，将来自所述至少一个第一能量束源的所述至少一个第一能量束引导到选定位置，用于使静止的所述支撑结构上的所述第一粉末层熔融，以形成所述三维物品的第一部分，至少重复所述降低和所述旋转的步骤，直到完成所述三维物品为止。
至少这些实施例的示例性优点是可以以更高产量进行增材制造。这是由于以下事实：所制造的部分相对于粉末分配器的角度不是恒定的，而是从一层到另一层变化的。这将有助于消除在使用要制造的部分与粉末分配器之间的静态角度时可能出现的重复误差。通过改变粉末分配机构和在其上制造三维物品的支撑结构的角度，还可以独立于所制造的产品而消除粉末分配过程中的误差，即，与使用粉末分配过程和支撑结构的固定角度时相比，粉末分配误差在制造区域上被更均匀地分布。在前一种情况下，误差可能会从一层到另一层彼此堆叠，最终不仅会导致尺寸误差，还会降低最终物品的机械性能。
在根据本发明的各种示例实施例中，支撑结构旋转的预定角度从一层到另一层相等或不相等。
使用从一层到另一层的不相等的旋转角度的示例性优点是，粉末分配过程中产生的误差散布在较大的区域，在该区域中它们对最终物品没有影响或者影响被消除，这是由于粉末分配器与先前构建的三维层之间的角度不会导致任何粉末层不均匀性的事实。对于预定数目的层使用相等的旋转角的示例性优点在于，该角度是预先已知的，不会对要构建的三维横截面造成任何粉末层不均匀性。如果其他旋转角度比先前使用的旋转角度具有更好的粉末层均匀性，则另一个固定旋转角度可用于预定数量的层。如果改变已经构建的横截面，则可能出现更有利的旋转角度。
在根据本发明的各种示例实施例中，通过单独旋转支撑结构和/或旋转在其中布置支撑结构的构建箱来旋转支撑结构。
单独旋转支撑结构并保持构建箱的位置固定的示例性优点在于，它降低了机器的机械复杂性。旋转构建箱的示例性优点在于，它可以减少在支撑结构和构建箱之间的粉末泄漏。
本发明的各种示例实施例的优点在于，可以使用任何类型的粉末分配过程。支撑结构在粉末施加之前旋转预定角度，然后在发生熔融之前重新定位到原始位置可以减少与粉末分配有关的误差，而与如何进行粉末分配无关。
在根据本发明的各个实施例的第二方面中，提供了一种用于通过连续熔融粉末床的部分而形成三维物品的装置，所述部分对应于所述三维物品的连续横截面，所述装置包括：a.控制单元，其上存储有三维物品的计算机模型；b.控制单元，其配置为在施加覆盖被降低并旋转的支撑结构的第一粉末层之前，使支撑结构沿z方向移动预定距离并使支撑结构沿第一方向旋转预定角度，c.控制单元，其被配置为在将来自至少一个第一能量束源的至少一个第一能量束引导到选定位置处用于融合第一粉末层之前，使支撑结构在与第一方向相反的第二方向上旋转预定角度，d.控制单元，其配置为根据所述模型将来自至少一个第一能量束源的至少一个第一能量束引导至选定位置，用于熔融静止的支撑结构上的第一粉末层，以形成三维物品的第一部分，以及e.控制单元，被配置为重复步骤b-d，直到完成所述三维制品。
至少这些实施例的示例性优点在于，它提供了具有更高产量的增材制造设备。这是由于以下事实：所制造的部分相对于粉末分配器的角度不是恒定的，而是从一层到另一层变化的。这将有助于消除在使用要制造的部分与粉末分配器之间的静态角度时可能出现的重复误差。通过改变粉末分配机构和在其上制造三维物品的支撑结构的角度，还可以独立于所制造的产品而消除粉末分配过程中的误差，即，与使用粉末分配过程和支撑结构的固定角度时相比，粉末分配误差在制造区域上被更均匀地分布。在前一种情况下，误差可能会从一层到另一层彼此堆叠，最终不仅会导致尺寸误差，还会降低最终物品的机械性能。
这些实施例的另一个示例性优点是，其同样适用于任何粉末分配机构，并且它们还独立于用于熔融粉末材料的能量束源。
根据本发明的各个实施例的又一方面，提供了一种通过连续地熔融支撑结构上的粉末床的部分而形成至少一个三维物品的方法，所述部分对应于所述三维物品的连续部分。所述方法包括以下步骤：提供所述三维物品的至少一个模型，在施加覆盖被降低并旋转的支撑结构的第一粉末层之前，使所述支撑结构降低预定距离并使所述支撑结构在第一方向上旋转预定角度，在将来自至少一个第一能量束源的至少一个第一能量束引导到选定位置处用于熔融所述第一粉末层之前，使至少一个模型在第一方向上旋转所述预定角度，根据所述模型，将来自所述至少一个第一能量束源的所述至少一个第一能量束引导到选定位置，用于使静止的所述支撑结构上的所述第一粉末层熔融，以形成所述三维物品的第一部分，以及重复至少所述降低和所述旋转的步骤，直到完成所述三维物品为止。该方法的示例性优点反映了本文先前详细描述的优点，尽管用单个机械旋转而不是两个机械旋转就可以实现相同的优点。
根据本发明的各个实施例的又一个方面，提供了一种计算机程序产品，包括其中体现有计算机可读程序代码部分的至少一个非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可读程序代码部分包括一个或多个可执行部分，被配置用于：在接收到三维物品的至少一个模型后，在施加覆盖被降低并旋转的支撑结构的第一粉末层之前，使所述支撑结构降低预定距离并使所述支撑结构在第一方向上旋转预定角度，在将来自至少一个第一能量束源的至少一个第一能量束引导到选定位置处用于熔融所述第一粉末层之前，使至少一个模型在所述第一方向上旋转所述预定角度，根据所述模型，将来自所述至少一个第一能量束源的所述至少一个第一能量束引导到选定位置，用于使静止的所述支撑结构上的所述第一粉末层熔融，以形成所述三维物品的第一部分，重复所述降低、所述旋转和引导的步骤，直到完成所述三维物品为止。该计算机程序产品的示例性优点与上面刚刚概述的方法的优点相仿。
根据本发明的各个实施例的又一个方面，提供了一种用于通过连续熔融粉末床的部分而形成三维物品的装置，所述部分对应于所述三维物品的连续横截面，所述装置包括：选择性旋转的支撑结构；至少一个第一能量束；至少一个控制单元，其上存储有所述三维物品的计算机模型，所述控制单元被配置为：在施加覆盖被降低并旋转的支撑结构的第一粉末层之前，使所述支撑结构在z方向上降低预定距离并使所述支撑结构在第一方向上旋转预定角度，在将来自至少一个第一能量束源的所述至少一个第一能量束引导到选定位置处用于熔融所述第一粉末层之前，使所述计算机模型在所述第一方向上旋转所述预定角度，根据所述模型，将来自所述至少一个第一能量束源的所述至少一个第一能量束引导到选定位置，用于使静止的所述支撑结构上的所述第一粉末层熔融，以形成所述三维物品的第一部分，重复所述移动、所述旋转和所述引导的步骤，直到完成所述三维物品为止。该设备的示例性优点与上面刚刚概述的方法的优点相仿。
在本文中和全文中，在描述示例性实施方式或其优点的地方，应将其视为示例性和非限制性的性质，从而不会以其他方式限制或约束所公开的发明构思的范围和性质。
附图说明
下面将参考附图以非限制性方式进一步描述本发明。在所有附图中，相同的参考符号用于指示相应的相似部分：
图1示出了根据现有技术的增材制造装置的第一示意性侧视图；
图2示出了根据现有技术的增材制造装置的第二示意性侧视图；
图3A-3D示出了根据本发明某些实施例的处于不同制造阶段的增材制造机器的各个侧视图；
图3E-G示出了根据本发明的某些附加实施例的处于不同制造阶段的增材制造机器的各个侧视图；
图4A-B示出了根据本发明的各个实施例的示例性示意流程图；
图5是根据各种实施例的示例性系统1020的框图；
图6A是根据各种实施例的服务器1200的示意性框图；和
图6B是根据各个实施例的示例性移动设备1300的示意性框图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更充分地描述本发明的各种示例实施例，其中示出了本发明的一些实施例，但不是全部实施例。实际上，本发明的实施例可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开满足适用的法律要求。除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明相关领域的普通技术人员通常已知和理解的相同含义。除非另外指出，否则术语“或”在本文中以替代和结合的意义使用。贯穿全文，相同的数字表示相同的元素。
为了促进对本发明的理解，以下定义了许多术语。本文所定义的术语具有与本发明有关的领域的普通技术人员通常理解的含义。诸如术语“一”，“一种”和“该”并非旨在仅指单数实体，而是包括其通用类别，其特定示例可用于说明。本文中的术语用于描述本发明的特定实施例，但是除了如权利要求书中概述的那样，它们的使用并不限制本发明。
本文所使用的术语“三维结构”等通常是指旨在用于特定目的的(例如，一种或多种结构材料的)预期或实际制造的三维结构。这种结构等可以例如借助于三维CAD系统来设计。
本文所使用的术语“二维结构”等通常是指基本上平面的结构，其可以被认为是相应的“层”，当整体上考虑这些层时，其定义或以其他方式形成以上所定义的“三维结构”。尽管被称为“二维结构”，但是应当理解，每个结构都包括沿第三维的伴随厚度，尽管使得该结构本质上基本上保持二维。作为非限制性示例，多个二维结构将必须彼此堆叠，以实现与以上定义的和本文其他地方所描述的“三维结构”的厚度相当的厚度。
如本文在各种实施例中使用的术语“电子束”是指任何带电粒子束。带电粒子束的源可以包括电子枪、线性加速器等。
本发明的各个实施例涉及一种通过粉末增材制造来产生三维物体的方法，例如电子束熔融(EBM)和/或选择性激光烧结SLS或选择性激光熔化SLM。在各种示例实施例中，物体可以比来自能量束源的射束扫描区域之和更宽。
图2描绘了根据现有技术的自由形态制造或增材制造装置21的实施例。
装置21包括电子束枪6；偏转线圈7；两个粉末料斗4、14；构建平台2；构建室10；粉末分配器28；粉末床5；真空室20和控制单元8。
真空室20能够通过真空系统维持真空环境，该系统可以包括涡轮分子泵，涡旋泵，离子泵和本领域技术人员众所周知的一个或多个阀，因此，在此上下文中无需进一步说明。真空系统由控制单元8控制。
电子束枪6正在生成电子束，该电子束用于将设置在构建平台2上的粉末材料熔化或熔融在一起。控制单元8可以用于控制和管理从电子束枪6发射的电子束。可以将至少一个聚焦线圈(未示出)、至少一个偏转线圈7、用于像散校正的可选线圈(未示出)和电子束电源(未示出)电连接到控制单元8。在本发明的示例实施例中，电子束枪6生成可聚焦电子束，其具有约15-120kV的加速电压并且射束功率在3-10Kw的范围内。当通过用能量束逐层熔融粉末来构建三维物品3时，真空室中的压力可能是1x10-3毫巴或更低。
在另一个实施例中，激光束可以用于熔化或熔融粉末材料。在这种情况下，可在光束路径中使用可倾斜的反射镜，以将激光束偏转到预定位置。
粉末料斗4、14包括将被提供在构建室10中的构建平台2上的粉末材料。粉末材料例如可以是纯金属或金属合金，例如钛，钛合金，铝，铝合金，不锈钢，Co-Cr合金，镍基高温合金等。
粉末分配器28布置成将薄的粉末材料层铺设在构建平台2上。在工作周期中，构建平台2将相对于真空室中的固定点连续降低。为了使这种移动成为可能，在本发明的一个实施例中，构建平台2沿竖直方向，即沿箭头P指示的方向，可移动地布置。这意味着构建平台2在初始位置开始，在该初始位置已经铺设了具有必要厚度的第一粉末材料层。降低构建平台2的装置可以例如是通过配备有齿轮、调节螺钉等的伺服发动机等。
可以将电子束引导到构建平台2上，从而使第一粉末层在选定的位置熔融以形成三维物品3的第一横截面。根据控制单元8给出的指令，将射束引导到构建平台2上。在控制单元8中，存储了关于如何控制用于三维物品的每一层的电子束的指令。
在完成第一层之后，即，在熔融粉末材料用于制造三维物品3的第一层之后，在构建平台2上提供第二粉末层。优选地根据与上一层相同的方式分配第二粉末层。但是，相同的增材制造机器中可能还有其他方法将粉末分配到构建平台2上。
在已经将第二粉末层分配在构建平台上之后，将能量束引导到构建平台2上，从而使第二粉末层在选定的位置熔融以形成三维物品的第二横截面。第二层中的熔融部分可以结合至第一层的熔融部分。通过不仅熔化最上层中的粉末而且还再熔化直接在最上层下面的层的厚度的至少一小部分，可以将第一层和第二层中的熔融部分熔化在一起。
可以在粉末实际熔融在选定区域之前，将粉末层可选的预热至低于粉末熔点的温度。
通过用聚焦射束在与存储在控制单元8中的模型的预定横截面相对应的区域中进行扫描来进行熔化。
在另一个实施例中，构建平台2可以设置在可封闭的室中，该室具有环境空气和大气压力。在又一示例实施例中，工作板可设置在露天中。在这两种情况下，熔融粉末材料的高能射束可以是一个或多个激光束。
图3A-3D示出了根据本发明的处于不同制造阶段的增材制造机器的相应侧视图。
图3A包括具有粉末67的第一粉末料斗4，具有粉末167的第二粉末料斗14，粉末分配器28，粉末台40，构建室10，构建平台2。仅出于清楚的原因，省略了用于熔融粉末层的能量束及其能量束源和射束偏转机构。
来自第一粉末料斗4的预定量的粉末68可以被提供在粉末分配器28与构建室10之间的粉末台40上。可以通过使粉末料斗4中的底板65升高预定距离而在粉末台40上提供该预定量的粉末68。在图3A中，通过将底板65从位置C升高到位置D来产生预定量的粉末。然后，粉末分配器28可以将粉末料斗4中的提供在粉末台40的上表面A上方的预定量的粉末68从粉末料斗4中扫除到粉末台40。预定量的粉末68可以从第一粉末料斗4扫除到粉末料斗4与构建室10之间的区域，即，扫除到粉末台40上，或者，如果构建室10和第一粉末料斗4之间没有空间，则直接扫除到构建室10。
构建平台2布置在由B表示的位置处，该位置低于由A表示的粉末台40的位置。粉末台40与构建平台2的上表面或先前部分熔融的粉末层之间的高度差将代表要根据存储在控制单元中的模型在选定位置中熔融的粉末层的厚度。
在将新的粉末材料层施加到构建平台2的顶部上之前，构建平台2不仅被降低以创建用于新粉末层的空间，而且还被旋转由图3A中的箭头80所表示的预定角度。旋转的角度可以是从其原始位置开始沿顺时针方向的0°-90°之间或沿逆时针方向的0°-90°之间。在示例实施例中，该角度为顺时针或逆时针72度。在另一个示例实施例中，该角度为顺时针或逆时针40度。通过在施加粉末层之前将构建平台2旋转预定角度而不是始终将构建平台2保持在固定的角度位置将减小尺寸不稳定性的可能性，这是由于来自一层的可能的粉末分布误差可能不会加上另一层中的粉末分布误差的事实。粉末分布误差可能是由于先前熔融的区域与非熔融区域相比具有不同的高度而引起的。通过从一层到另一层改变先前构建的区域相对于粉末分配器28的角度，可以减小形成大尺寸误差的可能性。在开始施加粉末之前，构建平台相对于粉末分配机构从其原始位置沿顺时针或逆时针方向旋转预定角度。在示例实施例中，在要施加第一层之前，构建平台2可以以第一预定角度旋转，并且在要施加第二层之前，构建平台2可以以第二预定角度旋转。第一角度和第二角度可以不同。旋转的第一预定角度可以沿顺时针方向，并且旋转的第二预定角度可以沿逆时针方向。
在另一个示例实施例中，对于沿顺时针方向或逆时针方向的预定数目的层，预定角度被随机选择为在0-90度之间的任何角度。
可以通过旋转支撑构建平台2的轴90来旋转构建平台2。在另一个示例实施例中，可以通过使构建箱10与构建平台2一起旋转来旋转构建平台2。
图3B示出了将从粉末料斗4取出的粉末分布在构建平台2上的处理步骤。在将粉末材料分布在构建平台2上的同时，构建平台2处于静止状态，即，既不向下移动也不旋转。
图3C示出了在已施加粉末层之后但在用高能束照射粉末层以熔融选定位置中的粉末之前进行的步骤。在图3C中，通过在与施加粉末层之前构建平台2旋转的方向相反的方向上旋转构建平台2预定角度，使构建平台2旋转回到其原始位置。通过旋转，确保高能束的坐标系和构建平台2的坐标系彼此对准。在示例实施例中，一个或多个对准标记可以用于使构建平台2返回到其原始位置。对准标记可以由照相机系统检测。可以将检测到的对准标记与参考位置进行比较，或者可以在构建平台2上设置第一对准标记，并且可以将第二对准标记布置在固定位置。当构建平台2处于其原始位置时，应该以预定方式布置固定对准标记和在构建平台2上的对准标记。用于确保构建平台2返回到相同位置的其他手段也是可能的，例如由照相机检测到的对准标记或由激光照射的对准标记也是可能的。对准标记可以布置在构建平台2的背面。在替代实施例中，可以通过检测使构建平台2旋转或使构建平台2与构建箱一起旋转的电气设备来验证原始位置。进行旋转的电气设备可以例如是具有齿轮的步进马达，该齿轮适合于构建平台2或构建箱10上的齿轮或与构建平台2或构建箱10上的齿轮啮合。
在图3D中，高能束75在选定位置辐射粉末层，以加热和/或熔化粉末层33。构建平台2静止在其原始位置，同时熔化了选定位置处的粉末层。在图3D中，仅示出了一个射束，但是在加热和/或熔化过程中也可以使用两个或更多个高能束。一个或多个射束可以是相同类型或不同类型。可以使用激光束和/或电子束来熔化和/或加热粉末层33。
图3E-G示出了根据本发明另一实施例的处于不同制造阶段的增材制造机器的各个侧视图。
图3E包括具有粉末67的第一粉末料斗4，具有粉末167的第二粉末料斗14，粉末分配器28，粉末台40，构建室10，构建平台2。仅出于清楚的原因，省略了用于熔融粉末层的能量束及其能量束源和射束偏转机构。
来自第一粉末料斗4的预定量的粉末68可以被提供在粉末分配器28与构建室10之间的粉末台40上。可以通过使粉末料斗4中的底板65升高预定距离而在粉末台40上提供该预定量的粉末68。在图3E中，通过将底板65从位置C升高到位置D来产生预定量的粉末。然后，粉末分配器28可以将提供在粉末料斗4中的粉末台40的上表面A上方的预定量的粉末68从粉末料斗4中扫除到粉末台40。预定量的粉末68可以从第一粉末料斗4扫除到粉末料斗4与构建室10之间的区域，即，扫除到粉末台40上，或者，如果构建室10和第一粉末料斗4之间没有空间，则直接扫除到构建室10。
构建平台2布置在由B表示的位置处，该位置低于由A表示的粉末台40的位置。粉末台40与构建平台2的上表面或先前部分熔融的粉末层之间的高度差将代表要根据存储在控制单元中的模型在选定位置中熔融的粉末层的厚度。
在将新的粉末材料层施加到构建平台2的顶部上之前，构建平台2不仅被降低以创建用于新粉末层的空间，而且还被旋转由图3E中的箭头80所表示的预定角度。旋转的角度可以是从其原始位置开始沿顺时针方向的0°-90°之间或沿逆时针方向的0°-90°之间。在示例实施例中，该角度为顺时针或逆时针72度。在另一个示例实施例中，该角度为顺时针或逆时针20度。通过在施加粉末层之前使构建平台2旋转预定角度而不是始终将构建平台2保持在固定的角度位置，减小了尺寸不稳定性的可能性，这是由于来自一层的可能的粉末分布误差可能不会加上另一层中的粉末分布误差的事实。粉末分布误差可能是由于先前熔融的区域与非熔融区域相比具有不同的高度而引起的。通过从一层到另一层改变先前构建的区域相对于粉末分配器28的角度，可以减小形成大尺寸误差的可能性。在开始施加粉末之前，构建平台相对于粉末分配机构从其原始位置沿顺时针或逆时针方向旋转预定角度。在示例实施例中，在要施加第一层之前，构建平台2可以以第一预定角度旋转，并且在要施加第二层之前，构建平台2可以以第二预定角度旋转。第一角度和第二角度可以不同。旋转的第一预定角度可以沿顺时针方向，并且旋转的第二预定角度可以沿逆时针方向。
在另一个示例实施例中，对于沿顺时针方向或逆时针方向的预定数量的层，随机地将预定角度选择为在0-90度之间的任何角度。可以通过旋转支撑构建平台2的轴90来旋转构建平台2。在另一个示例实施例中，可以通过使构建箱10与构建平台2一起旋转来旋转构建平台2。
图3F示出了将从粉末料斗4取出的粉末分布在构建平台2上的处理步骤。在将粉末材料分布在构建平台2上的同时，构建平台2处于静止状态，即，既不向下移动也不旋转。
在图3G中，高能束75接着在选定位置辐射粉末层，以加热和/或熔化粉末层33。构建平台2在与图3F相同的位置保持静止，同时熔化了选定位置处的粉末层。在图3G中，仅示出了一个射束，但是在加热和/或熔化过程中也可以使用两个或更多个高能束。一个或多个射束可以是相同类型或不同类型。可以使用激光束和/或电子束来熔化和/或加热粉末层33。
值得注意的是，在图3G中，与图3D相比，构建平台2没有事先旋转回其原始位置(如图3C中所示)。相反，在图3G中，构建平台保持在图3F中实现的旋转位置。但是，在图3G中发生熔融或辐射之前，可以将(例如，通过CAD(计算机辅助设计)工具，如本文其他地方所述)提供的三维物品的至少一个模型旋转一角度，该角度对应于预定角度，在图3F中构建平台2(和/或构建箱10)旋转了该预定角度。结果，每层仅需要构建平台2的一个机械旋转，在此描述的其他实施例中提供的第二机械旋转被CAD文件或模型的计算机生成的旋转所代替，从而在粉末层33的加热和/或熔化过程中，提供了高能束所利用的坐标系的选择。换句话说，通过模型的旋转(无需支撑表面或构建平台2的第二旋转)，仍然可以确保高能束的坐标系和构建平台2的坐标系彼此对准。
CAD文件或模型的旋转可以是顺时针方向或逆时针方向。对于不同的层，CAD文件的旋转也可能不同，很像构建平台2的旋转。如果对于任何特定层，CAD文件始终沿与构建平台2相同的方向旋转，那么在三维多层物体的同一构建中，CAD和/或构建平台2也可以沿顺时针和逆时针方向旋转。
本发明的各种实施例涉及在施加新的粉末层之前提供构建平台2从其原始位置的旋转，然后当已经施加了粉末层但在粉末层被高能束辐射以在选定位置进行熔融和/或加热之前，以对应的方式旋转相关的CAD文件(即，模型)。在本发明的示例实施例中，旋转轴可以是竖直的，并且构建平台2可以是环形的。
可以通过相对于粉末分配机构旋转支撑构建平台2的轴90或使构建箱10与构建平台2一起旋转，来旋转构建平台2。构造箱10的旋转可以从其外部施加。
构建箱10和工作板2的位置可以被测量并反馈至控制单元8。
必须理解，本发明潜在地可应用于任何类型的逐层快速原型制作和增材制造机器，以及应用于使用逐层制造技术的其他机器，包括非金属材料。
产生电子束的电子束源可用于将设置在工作板2上的粉末材料33熔化或熔融在一起。控制单元8可用于控制和管理从至少一个电子束源和/或至少一个激光束源发射的电子束和/或激光束。电子束和/或激光束可以在其第一极限位置和其第二极限位置之间偏转。
粉末存储器4、14可以包括要提供在工作板2上的金属粉末材料67、167。金属粉末材料可以例如是纯金属或金属合金，例如钛，钛合金，铝，铝合金，不锈钢，Co-Cr-W合金，镍基合金，铝化钛，铌，氮化硅，二硅化钼等。
在图4A中，描绘了一种方法的示例实施例的流程图，该方法用于通过对支撑结构上的粉末床的部分进行连续熔融来形成至少一个三维物品，这些部分对应于三维物品的连续部分。
在410表示的第一步骤中，提供三维物品的至少一个模型。该模型可以通过CAD(计算机辅助设计)工具来生成。可以将模型切成多个切片，这些切片代表将形成物理三维物品的熔融的粉末层。
在420表示的第二步骤中，在施加覆盖被降低并旋转的支撑结构的第一粉末层之前，支撑结构被降低预定距离并沿第一方向被旋转预定角度。可以相对于粉末分配机构进行旋转。预定角度可以在顺时针方向上的0°-90°之间，或者在逆时针方向上的0°-90°之间。可替代地，预定角度与原始位置成0-180度。与使用顺时针方向的0-90度和使用逆时针方向的0-90度相比，使用0-180度时，到达极限位置180度并从极限位置返回到原始位置会花费更长的时间。假设两种情况下的旋转速度相同，则在顺时针和逆时针旋转的前一种情况下，将减少2倍。旋转和降低可以同时进行或作为单独的步骤进行。在前一种情况下，可以在降低之前进行支撑结构或构建箱连同支撑结构的旋转，反之亦然。
在由430表示的第三步骤中，在将来自至少一个第一能量束源的至少一个第一能量束引导到选定位置以熔融第一粉末层之前，使支撑结构沿与第一方向相反的第二方向旋转预定角度。在此，支撑结构2旋转回到原始位置，该位置与高能束坐标系对准。通过在熔融粉末材料时返回原始位置，无需进行坐标转换，而如果将熔融位置从一层更改为另一层，则需进行坐标转换。
在由440表示的第四步骤中，根据模型，将来自至少一个第一能量束源的至少一个第一能量束引导在选定位置处，用于使静止的支撑结构上的第一粉末层熔融，用于形成三维物品的第一部分。至少一个第一能量束可以是至少一个激光束和/或至少一个电子束。
在由450表示的第五步骤中，重复步骤420至440，直到完成三维物品。
在图4B中，描绘了方法的另一示例实施例的流程图，该方法用于通过连续地熔融支撑结构上的粉末床的部分来形成至少一个三维物品，该部分对应于三维物品的连续部分。
在510表示的第一步骤中，提供三维物品的至少一个模型。该模型可以通过CAD(计算机辅助设计)工具来生成。可以将模型切成多个切片，这些切片代表将形成物理三维物品的熔融的粉末层。
在520表示的第二步骤中，在施加覆盖被降低并旋转的支撑结构的第一粉末层之前，支撑结构被降低预定距离并沿第一方向被旋转预定角度。可以相对于粉末分配机构进行旋转。预定角度可以在顺时针方向上的0°-90°之间，或者在逆时针方向上的0°-90°之间。可替代地，预定角度与原始位置成0-180度。与使用顺时针方向的0-90度和使用逆时针方向的0-90度相比，使用0-180度时，到达极限位置180度并从极限位置返回到原始位置会花费更长的时间。假设两种情况下的旋转速度相同，则在顺时针和逆时针旋转的前一种情况下，将减少2倍。旋转和降低可以同时进行或作为单独的步骤进行。在前一种情况下，可以在降低之前进行支撑结构或构建箱连同支撑结构的旋转，反之亦然。
在由530表示的第三步骤中，支撑结构保持在步骤520期间获得的位置(即，它不再进一步旋转)。相反，与步骤430相比，在步骤530中，电子旋转步骤510中提供的三维物品的至少一个模型。如由CAD(计算机辅助设计)工具生成的模型的旋转，是通过与支撑结构在步骤520中旋转的值和方向相对应的角度来完成的。换句话说，如果对于任何特定层，CAD文件始终以与构建平台2相同的方向旋转，则在三维多层物体的相同构建中，也可以沿顺时针和逆时针方向旋转CAD文件(并由此旋转其中参考的坐标系)。在至少该实施例中，每层仅需要一次构建平台2的机械旋转，而在此描述的其他实施例中提供的第二机械旋转由CAD文件或模型的计算机生成的旋转代替，从而在粉末层33的加热和/或熔化期间，提供由高能束利用的坐标系的旋转(参见步骤540)。
在由540表示的第四步骤中，根据模型，将至少一个第一能量束从至少一个第一能量束源引导在选定位置处，用于使静止的支撑结构上的第一粉末层熔融，用于形成三维物品的第一部分。至少一个第一能量束可以是至少一个激光束和/或至少一个电子束。
在由550表示的第五步骤中，重复步骤520至540，直到完成三维物品为止。
为了将粉末粒子加热至低于其熔化温度的预定温度而进行的粉末预热可以在任何阶段进行，即，在粉末施加期间，在支撑结构的旋转和/或降低期间和/或粉末粒子熔融但在其他区域未发生熔融的期间进行。
在本发明的另一方面，提供了一种程序元素，其被配置和布置成当在计算机上执行时实施一种方法，该方法用于通过连续熔融粉末床的部分来形成至少一个三维物品，该部分对应于三维物品的连续部分。程序元素可以被安装在计算机可读存储介质中。根据需要，计算机可读存储介质可以是控制单元10或另一个独立的控制单元。可以包括体现在其中的计算机可读程序代码部分的计算机可读存储介质和程序元素可以进一步包含在非暂时性计算机程序产品内。依次在下面提供有关这些特征和配置的更多详细信息。
如上所述，本发明的各种实施例可以以各种方式来实现，包括作为非暂时性计算机程序产品。计算机程序产品可以包括存储应用，程序，程序模块，脚本，源代码，程序代码，目标代码，字节代码，编译的代码，解释的代码，机器代码，可执行指令等(这里也称为可执行指令，用于执行的指令，程序代码和/或本文可互换使用的类似术语)的非暂时性计算机可读存储介质。这样的非暂时性计算机可读存储介质包括所有计算机可读介质(包括易失性和非易失性介质)。
在一个实施例中，非易失性计算机可读存储介质可以包括软盘，软磁盘，硬盘，固态存储器(SSS)(例如，固态驱动器(SSD)，固态卡(SSC)，固态模块(SSM)，企业级闪存驱动器，磁带或任何其他非暂时性磁性介质等。非易失性计算机可读存储介质还可以包括打孔卡，纸带，光学标记纸(或具有孔图案或其他光学可识别标记的任何其他物理介质)，光盘只读存储器(CD-ROM)，光盘可擦写光盘(CD-RW)，数字多功能光盘(DVD)，蓝光盘(BD)，任何其他非暂时性光学介质等。这样的非易失性计算机可读存储介质还可以包括只读存储器(ROM)，可编程只读存储器(PROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，闪存(例如，串行，NAND，NOR等)，多媒体存储器卡(MMC)，安全数字(SD)存储卡，智能媒体卡，压缩闪存(CF)卡，记忆棒等。此外，非易失性计算机可读存储介质还可包括导电桥接随机存取存储器(CBRAM)，相变随机存取存储器(PRAM)，铁电随机存取存储器(FeRAM)，非易失性随机存取存储器(NVRAM)，磁阻随机存取存储器(MRAM)，电阻式随机存取存储器(RRAM)，硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅存储器(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon memory,SONOS)，浮接栅随机存取存储器(FJGRAM)，Millipede存储器，赛道存储器等。
在一个实施例中，易失性计算机可读存储介质可以包括随机存取存储器(RAM)，动态随机存取存储器(DRAM)，静态随机存取存储器(SRAM)，快速页面模式动态随机存取存储器(FPM DRAM)，扩展数据输出动态随机存取存储器(EDO DRAM)，同步动态随机存取存储器(SDRAM)，双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDR SDRAM)，双倍数据速率类型两个同步动态随机存取存储器(DDR2 SDRAM)，双倍数据速率类型三个同步动态随机存取存储器(DDR3 SDRAM)，Rambus动态随机存取存储器(RDRAM)，双晶体管RAM(TTRAM)，晶闸管RAM(T-RAM)，零电容器(Z-RAM)，Rambus嵌入式内存模块(RIMM)，双列直插式内存模块(DIMM)，单列直插式内存模块(SIMM)，视频随机存取存储器VRAM，缓存存储器(包括各种级别)，闪存，寄存器存储器等等。将理解的是，在将实施例描述为使用计算机可读存储介质的情况下，除上述计算机可读存储介质之外，其他类型的计算机可读存储介质也可以替代或使用。
应当理解，本发明的各种实施例还可以被实现为方法，装置，系统，计算设备，计算实体等，如本文其他地方所描述的。这样，本发明的实施例可以采取执行存储在计算机可读存储介质上的指令以进行某些步骤或操作的装置，系统，计算设备，计算实体等的形式。然而，本发明的实施例也可以采取进行某些步骤或操作的完全硬件实施例的形式。
下面参考装置，方法，系统和计算机程序产品的框图和流程图说明来描述各种实施例。应当理解，框图和流程图中的任一个的每个框分别可以部分地由计算机程序指令来实现，例如，作为在计算系统中的处理器上执行的逻辑步骤或操作。可以将这些计算机程序指令加载到计算机上，例如专用计算机或其他可编程数据处理装置，以产生专门配置的机器，以使在计算机或其他可编程数据处理装置上执行的指令实现流程框或框中指定的功能。
这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以指导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式运行，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生制造的物品，包括计算机可读指令，用于实现一个或多个流程框中指定的功能。也可以将计算机程序指令加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，以使一系列操作步骤在计算机或其他可编程设备上执行以产生计算机实现的过程，从而使在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现在一个或多个流程框中指定的功能的操作。
因此，框图和流程图的框支持用于执行指定功能的各种组合，用于执行指定功能的操作的组合以及用于执行指定功能的程序指令。还应当理解，框图和流程图的每个框以及框图和流程图的框的组合可以由执行指定功能或操作的基于专用硬件的计算机系统，或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
图5是可以与本发明的各种实施例结合使用的示例性系统1020的框图。在至少所示的实施例中，系统1020可以包括一个或多个中央计算设备1110，一个或多个分布式计算设备1120，以及一个或多个分布式手持或移动设备1300，它们均配置为经由一个或多个网络1130与中央服务器1200(或控制单元)通信。尽管图5将各种系统实体图示为单独的独立实体，但是各种实施例不限于该特定架构。
根据本发明的各种实施例，一个或多个网络1130可能能够支持根据多个第二代(2G)，2.5G，第三代(3G)，和/或第四代(4G)移动通信协议等中的任意一个或多个的通信。更具体地，一个或多个网络1130可能能够支持根据2G无线通信协议IS-136(TDMA)，GSM和IS-95(CDMA)的通信。同样，例如，一个或多个网络1130可能能够支持根据2.5G无线通信协议GPRS，增强型数据GSM环境(EDGE)等的通信。另外，例如，一个或多个网络1130可能能够支持根据3G无线通信协议的通信，例如采用宽带码分多址(WCDMA)无线电接入技术的通用移动电话系统(UMTS)网络。一些窄带AMPS(NAMPS)以及TACS网络也可以从本发明的实施例中受益，双模式或更高模式的移动台(例如，数字/模拟或TDMA/CDMA/模拟电话)也应从本发明的实施例中受益。作为又一个示例，系统1020的每个组件可以被配置为根据诸如射频(RF)，蓝牙TM，红外(IrDA)或多种不同的有线或无线联网技术的技术彼此通信，有线或无线联网技术包括有线或无线个域网(“PAN”)，局域网(“LAN”)，城域网(“MAN”)，广域网(“WAN”)等。
尽管在图5中将设备1110-1300示为在同一网络1130上彼此通信，但是这些设备同样可以在多个单独的网络上通信。
根据一个实施方式中，除了从服务器1200接收数据，分布式设备1110，1120，和/或1300可被进一步配置为自行收集和发送数据。在各种实施例中，设备1110，1120，和/或1300可以能够经由一个或多个输入单元或设备，诸如小键盘，触摸板，条形码扫描仪，射频识别(RFID)读取器，接口卡(例如调制解调器等)或接收器，接收数据。设备1110，1120，和/或1300可能还能够将数据存储到一个或多个易失性或非易失性存储模块，并通过一个或多个输出单元或设备输出数据，例如，通过向操作设备的用户显示数据，或通过传输数据，例如通过一个或多个网络1130。
在各种实施例中，服务器1200包括根据本发明的各种实施例的用于执行一个或多个功能的各种系统，包括本文更具体示出和描述的那些。然而，应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，服务器1200可以包括用于执行一个或多个类似功能的多种替代设备。例如，在某些实施例中，服务器的1200至少一部分可以位于分布式设备1110，1120，和/或手持或移动设备1300上，这对于特定应用可能是理想的。如将在下面进一步详细描述的，在至少一个实施例中，手持或移动设备1300可以包含一个或多个移动应用1330，其可被配置为提供用户界面，用于与服务器1200进行通信，所有这些都将在下面同样详细地描述。
图6A是根据各种实施例的服务器1200的示意图。服务器1200包括处理器1230，其通过系统接口或总线1235与服务器内的其他元件通信。服务器1200中还包括用于接收和显示数据的显示/输入设备1250。该显示/输入设备1250可以是例如与监视器结合使用的键盘或定点设备。服务器1200还包括存储器1220，其通常包括只读存储器(ROM)1226和随机存取存储器(RAM)1222。服务器的ROM 1226用于存储基本输入/输出系统1224(BIOS)，其包含有助于在服务器1200内的元件之间传递信息的基本例程。先前已经在本文中描述了各种ROM和RAM配置。
另外，服务器1200包括至少一个存储设备或程序存储210，例如硬盘驱动器，软盘驱动器，CD Rom驱动器或光盘驱动器，用于在各种计算机可读介质(例如硬盘，可移动磁盘或CD-ROM磁盘)上存储信息。如本领域普通技术人员将理解的，这些存储设备1210中的每一个通过适当的接口连接到系统总线1235。存储设备1210及其关联的计算机可读介质为个人计算机提供非易失性存储。如本领域普通技术人员将理解的，上述计算机可读介质可以被本领域已知的任何其他类型的计算机可读介质代替。这样的介质包括例如磁带盒，闪存卡，数字视频盘和伯努利盒(Bernoulli cartridges)。
尽管未示出，但是根据实施例，服务器1200的存储设备1210和/或存储器可以进一步提供数据存储设备的功能，该数据存储设备可以存储可以由服务器1200访问的历史和/或当前的传送数据以及传送条件。就这一点而言，存储设备1210可以包括一个或多个数据库。术语“数据库”是指诸如经由关系数据库，层次数据库或网络数据库而存储在计算机系统中的记录或数据的结构化集合，因此，不应以限制的方式来解释。
包括例如可由处理器1230执行的一个或多个计算机可读程序代码部分的多个程序模块(例如，示例性模块1400-1700)可以由各种存储设备1210存储并且存储在RAM 1222中。这样的程序模块还可以包括操作系统1280。在这些和其它实施例中，在处理器1230和操作系统1280的协助下，各种模块1400，1500，1600，1700控制服务器1200的操作的某些方面。在其他实施例中，应当理解，在不脱离本发明的范围和本质的情况下，还可以提供一个或多个附加和/或替代模块。
在各种实施例中，程序模块1400，1500，1600，1700是由服务器1200执行的，并且被配置为生成一个或多个图形用户界面，报告，指令，和/或通知/警报，所有可访问到和/或可传输到系统1020的各个用户。在某些实施例中，用户界面，报告，指令和/或通知/警报可以经由一个或多个网络1130访问，该网络1130可以包括因特网或其他可行的通信网络，如先前所讨论的。
在各种实施例中，还应当理解，一个或多个模块1400，1500，1600，1700可以是可替换地和/或附加地(例如，一式两份)本地存储在一个或设备1110，1120和/或1300，并且可以由相同的一个或多个处理器执行。根据各种实施例中，模块1400，1500，1600，1700可以向一个或多个数据库发送数据，从一个或多个数据库中接收数据并利用一个或多个数据库中的数据，该数据库可以由一个或多个单独的、链接的和/或联网的数据库组成。
同样位于服务器1200内的是网络接口1260，用于与一个或多个网络1130的其他元素进行连接并进行通信。本领域普通技术人员将认识到，服务器1200组件中的一个或多个可以在地理位置上远离其他服务器组件。此外，服务器1200组件中的一个或多个可以被组合，和/或执行本文中描述的功能的附加组件也可以被包括在服务器中。
尽管前述内容描述了单个处理器1230，但是本领域普通技术人员将认识到，服务器1200可以包括彼此协同操作以执行本文所述功能的多个处理器。除了存储器1220之外，处理器1230还可以连接到至少一个接口或用于显示、发送和/或接收数据、内容等的其他装置。在这方面，接口可以包括至少一个通信接口或用于发送和/或接收数据，内容等的装置，以及可以包括显示器和/或用户输入界面的至少一个用户界面，如下面将更详细描述的。用户输入界面又可以包括允许实体从用户接收数据的许多设备中的任何设备，例如小键盘，触摸显示器，操纵杆或其他输入设备。
此外，尽管参考“服务器”1200，但是本领域的普通技术人员将认识到，本发明的实施例不限于传统上定义的服务器体系结构。更进一步，本发明的实施例的系统不限于单个服务器或类似的网络实体或大型计算机系统。在不脱离本发明实施例的精神和范围的情况下，可以类似地使用包括彼此协作以提供本文描述的功能的一个或多个网络实体的其他类似架构。例如，在不背离本发明的实施例的精神和范围的情况下，同样可以使用相互协作以提供与服务器1200相关联的本文描述的功能的两个或更多个个人计算机(PC)，类似的电子设备或手持便携式设备的网状网络。
根据各种实施例，可以利用或可以不利用本文描述的计算机系统和/或服务器来执行过程的许多单独步骤，并且计算机实现的程度可以变化，这对于一个或多个特定的应用可能是期望的和/或有益的。
图6B提供了表示可与本发明的各种实施例结合使用的移动设备1300的说明性示意图。移动设备1300可以由各方操作。如图6B所示，移动设备1300可以包括天线1312，发射器1304(例如，无线电)，接收器1306(例如，无线电)以及向发射器1304提供信号并从接收器1306接收信号的处理元件1308。
分别提供给发射器1304以及从接收器1306接收的信号可以包括根据适用的无线系统的空中接口标准的信令数据，以与诸如服务器1200，分布式设备1110，1120等的各种实体进行通信。就这一点而言，移动设备1300可以能够利用一种或多种空中接口标准，通信协议，调制类型和接入类型进行操作。更具体地，移动设备1300可以根据许多无线通信标准和协议中的任何一个来操作。在特定实施例中，移动设备1300可以根据多种无线通信标准和协议(例如GPRS，UMTS，CDMA2000、1xRTT，WCDMA，TD-SCDMA，LTE，E-UTRAN，EVDO，HSPA，HSDPA，Wi-Fi，WiMAX，UWB，IR协议，蓝牙协议，USB协议和/或任何其他无线协议)来操作。
经由这些通信标准和协议，根据各种实施例的移动设备1300可以使用诸如非结构化补充服务数据(USSD)，短消息服务(SMS)，多媒体消息服务(MMS)，双音多频信令(DTMF)和/或用户识别模块拨号器(SIM拨号器)的概念与各种其他实体进行通信。移动设备1300还可以例如将更改，附件和更新下载到其固件，软件(例如，包括可执行指令，应用，程序模块)和操作系统。
根据一个实施例，移动设备1300可以包括位置确定设备和/或功能。例如，移动设备1300可以包括适于获取例如纬度，经度，高度，地理编码，路线和/或速度数据的GPS模块。在一个实施例中，GPS模块通过识别观测卫星的数量和这些卫星的相对位置来获取数据，有时称为星历数据。
移动设备1300还可包括用户界面(其可包括耦合至处理元件1308的显示器1316)和/或用户输入界面(耦合至处理元件308)。用户输入界面可以包括允许移动设备1300接收数据的多个设备中的任何设备，例如小键盘1318(硬或软)，触摸显示器，语音或运动界面或其他输入设备。在包括小键盘1318的实施例中，小键盘可以包括(或使得显示)常规数字键(0-9)和相关键(#，*)以及用于操作移动设备1300的其他键，并且可以包括全套字母数字键或可以被激活以提供全套字母数字键的键集。除了提供输入之外，用户输入界面还可用于例如激活或停用某些功能，例如屏幕保护程序和/或睡眠模式。
移动设备1300还可包括易失性存储或存储器1322和/或非易失性存储或存储器1324，其可以嵌入和/或可移除。例如，非易失性存储器可以是ROM，PROM，EPROM，EEPROM，闪存，MMC，SD存储卡，记忆棒，CBRAM，PRAM，FeRAM，RRAM，SONOS，赛道存储器等。易失性存储器可以是RAM，DRAM，SRAM，FPM DRAM，EDO DRAM，SDRAM，DDR SDRAM，DDR2 SDRAM，DDR3 SDRAM，RDRAM，RIMM，DIMM，SIMM，VRAM，高速缓冲存储器，寄存器存储器等等。易失性和非易失性存储或存储器可以存储数据库，数据库实例，数据库映射系统，数据，应用，程序，程序模块，脚本，源代码，目标代码，字节代码，编译的代码，解释的代码，机器代码，可执行指令等来实现移动设备1300的功能。
移动设备1300还可包括相机1326和移动应用1330中的一个或多个。根据各种实施例，相机1326可以被配置为附加的和/或替代的数据收集特征，由此移动设备1300可以经由相机读取，存储和/或发送一个或多个项目。移动应用1330可以进一步提供特征，通过该特征可以由移动设备1300执行各种任务。如移动设备1300的一个或多个用户以及整个系统1020所期望的，可以提供各种配置。
将意识到，上述系统和方法的许多变型是可能的，并且与上述实施例的偏差是可能的，但是仍在权利要求的范围内。受益于前述描述和相关附图中给出的教导，与本发明相关的本领域技术人员将想到本文阐述的本发明的许多修改和其他实施例。这样的修改例如可以包括使用与示例的两个能量束源不同数量的能量束源。在不同种类的能量束源(例如激光束源和电子束源)之间可能存在混合。在各种示例实施例中，仅使用多个激光束源。可以使用除纯金属粉末以外的其他导电材料，例如导电的聚合物粉末和导电的陶瓷粉末。因此，应当理解，本发明不限于所公开的特定实施例，并且修改和其他实施例旨在被包括在所附权利要求的范围内。尽管本文采用了特定术语，但是它们仅在一般性和描述性意义上使用，而不是出于限制的目的。

Claims (20)

1.一种通过连续地熔融支撑结构上的粉末床的部分而形成至少一个三维物品的方法，其特征在于，所述部分对应于所述三维物品的连续部分，所述方法包括以下步骤：
提供所述三维物品的至少一个模型，
在施加覆盖被降低并旋转的支撑结构的第一粉末层之前，使所述支撑结构降低预定距离并使所述支撑结构在第一方向上旋转预定角度，
在选定位置处引导来自至少一个第一能量束源的至少一个第一能量束用于熔融所述第一粉末层之前，使所述至少一个模型在所述第一方向上旋转所述预定角度，
根据所述模型，在选定位置处引导来自所述至少一个第一能量束源的所述至少一个第一能量束，用于使静止的所述支撑结构上的所述第一粉末层熔融，以形成所述三维物品的第一部分，
至少重复所述降低和所述旋转的步骤，直到完成所述三维物品为止。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，旋转所述支撑结构的所述预定角度从一层到另一层相等或不相等。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过单独旋转所述支撑结构或者通过旋转其中布置有所述支撑结构的构建箱来旋转所述支撑结构。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定角度小于30°。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粉末层由粉末分配器提供，所述粉末分配器将所述粉末分配器前面的要施加的预定量的粉末推动到所述支撑结构上面和上方。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑结构的旋转轴沿着Z轴，并且至少一个射束在X-Y平面中熔融。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑结构是水平板。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个能量束是至少一个激光束和/或至少一个电子束。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，旋转所述支撑结构的所述第一方向对于预定数量的粉末层是顺时针，并且对于预定数量的粉末层是逆时针。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：在熔融所述粉末层之前预热所述粉末层。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过使用同样用于熔融所述粉末层的至少一个能量束源来进行所述预热。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过使用不用于熔融所述粉末层的能量源来进行所述预热。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在施加新的粉末层期间和/或之后进行所述预热。
14.一种计算机程序产品，其特征在于，包括其中体现有计算机可读程序代码部分的至少一个非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可读程序代码部分包括一个或多个可执行部分，用于：
在接收到三维物品的至少一个模型后，在施加覆盖被降低并旋转的支撑结构的第一粉末层之前，使所述支撑结构降低预定距离并使所述支撑结构在第一方向上旋转预定角度，
在选定位置处引导来自至少一个第一能量束源的至少一个第一能量束用于熔融所述第一粉末层之前，使所述至少一个模型在所述第一方向上旋转所述预定角度，
根据所述模型，在选定位置处引导来自所述至少一个第一能量束源的所述至少一个第一能量束，用于使静止的所述支撑结构上的所述第一粉末层熔融，以形成所述三维物品的第一部分，并且
重复所述降低、所述旋转和所述引导的步骤，直到完成所述三维物品为止。
15.一种用于通过连续熔融粉末床的部分而形成三维物品的装置，其特征在于，所述部分对应于所述三维物品的连续横截面，所述装置包括：
选择性旋转的支撑结构；
至少一个第一能量束；
至少一个控制单元，所述至少一个控制单元上存储有所述三维物品的计算机模型，所述控制单元被配置为：
在施加覆盖被降低并旋转的支撑结构的第一粉末层之前，使所述支撑结构在z方向上移动预定距离并使所述支撑结构在第一方向上旋转预定角度，
在选定位置处引导来自至少一个第一能量束源的所述至少一个第一能量束用于熔融所述第一粉末层之前，使所述计算机模型在所述第一方向上旋转所述预定角度，
根据所述模型，在选定位置处引导来自所述至少一个第一能量束源的所述至少一个第一能量束引导到选定位置，用于使静止的所述支撑结构上的所述第一粉末层熔融，以形成所述三维物品的第一部分，并且
重复所述移动、所述旋转和所述引导的步骤，直到完成所述三维物品为止。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述粉末层由粉末分配器提供，所述粉末分配器将所述粉末分配器前面的要施加的预定量的粉末推动到所述支撑结构上面和上方。
17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述支撑结构是水平板。
18.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述至少一个能量束是至少一个激光束和/或至少一个电子束。
19.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括以下步骤：在熔融所述粉末层之前预热所述粉末层。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，通过使用同样用于熔融所述粉末层的至少一个能量束源来进行所述预热。
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