CN113474147A - 用于三维打印系统和方法的传感器 - Google Patents

Abstract

本公开提供用于打印三维(3D)物体的方法和系统。所述方法可包括提供与构造表面相邻的包含聚合物前体的膜。传感器可用于确定薄膜的曲线。曲线可以指示薄膜的质量。如果曲线满足质量阈值，则可以将膜的至少一部分暴露于光以引发由聚合物前体形成聚合物材料，从而印刷3D物体的至少一部分。

Description

用于三维打印系统和方法的传感器

交叉引用

本申请要求于2018年12月26日提交的美国专利申请号62/785,104的权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

诸如三维(3D)打印的增材制造技术正迅速被用作许多不同应用的有用技术，包括快速原型法和特殊组件的制造。3D打印的示例包括基于粉末的打印、熔融沉积成型(FDM)和立体光刻(SLA)。

基于光聚合物的3D打印技术(例如，立体光刻技术)可以使用光将聚合前体选择性地固化为光敏树脂内的聚合材料，而以逐层的方式产生3D结构。使用自底向上照明的基于光聚合物的3D打印机可以将光向上投影通过装有光敏树脂的桶的光学透明窗口，以固化树脂的至少一部分。这样的打印机可以通过一次形成一层来构建3D结构，其中后一层粘附至前一层。

发明内容

本公开提供了与三维(3D)打印(例如，立体光刻)相关的技术。本公开的3D打印方法可以使用至少一个传感器来确定与构造表面相邻的膜(例如，可聚合液体或树脂的膜)的曲线(profile)和/或质量。如果此类曲线和/或质量满足阈值，则可以引发3D打印。本公开还提供了一个或多个传感器的硬件配置，用于在将膜曝光之前、期间和/或之后确定膜的曲线和/或质量以控制膜内的光聚合过程，从而打印3D结构。

本公开的方法和系统可以提供各种益处和优点。例如，可以通过评估与构造表面相邻的可聚合材料(例如，树脂)膜的质量来改进3D打印过程的质量控制，并在必要时重新打印可聚合材料的膜。在一些情况下，可以在重新打印膜之前修改膜沉积过程的一个或多个参数以提高要沉积在打印窗口上的膜的质量。在某些情况下，可以通过评估残留在打印窗口上的任何过量可聚合材料的图案来实现3D物体打印部分的质量控制。此类图案或此类图案的集合可用作3D物体的打印部分的负像(例如，剪影图像)，以评估3D物体的部分是否是根据3D物体的计算机模型打印的。

本公开的一方面提供了一种用于打印三维(3D)物体的方法，包括：(a)提供与构造表面相邻的包括聚合物前体的膜；(b)使用传感器来确定所述膜的曲线，所述曲线指示所述膜的质量；(c)确定所述曲线是否满足质量阈值；(d)在(c)之后，(1)如果所述曲线满足质量阈值，则使用光源将所述膜的至少一部分暴露于光以引发由所述聚合前体形成聚合材料，从而打印所述3D物体的至少一部分，或(2)如果所述曲线不满足所述质量阈值，则调整或重新沉积所述膜。

在一些实施方式中，该方法还包括，在(b)中，(i)将所述膜暴露于附加光和(ii)使用所述传感器检测透射通过所述膜的所述附加光的至少一部分。在一些实施方式中，所述光具有第一波长并且所述附加光具有第二波长，其中所述第二波长不同于所述第一波长。在一些实施方式中，所述光和所述附加光由光源提供。在一些实施方式中，所述光由光源提供并且所述附加光由附加光源提供。

在一些实施方式中，该方法还包括使用位于与所述构造表面相邻并远离所述膜的光学漫射器来漫射所述附加光。

在一些实施方式中，该方法还包括在(c)之前，使用所述曲线来识别所述膜中相对于参考的变化。在一些实施方式中，所述质量阈值是所述膜相对于所述参考的所述变化的阈值。在一些实施方式中，如果变化低于阈值变化，则曲线满足质量阈值。

在一些实施方式中，曲线是光学曲线。在一些实施方式中，所述光学曲线是透射率曲线。在一些实施方式中，所述曲线是二维(2D)曲线。在一些实施方式中，该方法还包括使用所述曲线来确定所述膜的横截面尺寸。在一些实施方式中，所述曲线是所述膜的厚度曲线。

在一些实施方式中，所述膜还包括多个颗粒，并且其中所述曲线是所述膜中的所述多个颗粒的密度曲线。

在一些实施方式中，所述聚合物前体封装所述多个颗粒。在一些实施方式中，所述聚合物材料封装所述多个颗粒。在一些实施方式中，所述多个颗粒包括至少一种金属颗粒、至少一种陶瓷颗粒或其组合。

在一些实施方式中，(d)(1)是在构造头与所述膜接触的情况下进行的，并且其中，在(d)(1)之后，将所述构造头移离所述构造表面。

在一些实施方式中，该方法还包括在(d)(1)之后，使用所述传感器来测量与所述构造表面相邻的所述膜的附加曲线。在一些实施方式中，所述附加曲线是所述3D物体的所述至少一部分的负曲线(negative profile)。在一些实施方式中，该方法还包括提供与所述构造表面相邻的附加膜并且使用所述传感器来确定所述附加膜的曲线，所述曲线指示所述附加膜的质量。

在一些实施方式中，该方法还包括，在(a)中，提供与所述构造表面相邻的沉积头并且移动所述沉积头跨越所述构造表面以与所述构造表面相邻沉积所述膜。

在一些实施方式中，构造表面包括打印窗口，并且包括聚合物前体的膜被提供为与打印窗口相邻。在一些实施方式中，在(d)(1)中，将所述光通过所述打印窗口引导至所述膜以引发由所述聚合前体形成所述聚合材料。在一些实施方式中，该膜还包括(i)引发由远离所述打印窗口的所述聚合前体形成所述聚合材料的光引发剂，和(ii)抑制由与所述打印窗口相邻的所述聚合物前体形成所述聚合材料的光抑制剂。

在一些实施方式中，该方法还包括在(a)之前接收或生成所述3D物体的计算机模型，其中所述3D物体的所述至少一部分是根据所述3D物体的所述计算机模型。

在一些实施方式中，所述构造表面是保持所述膜的桶的一部分。在一些实施方式中，构造表面是保持膜的开放平台的一部分。

本公开的另一方面提供了一种用于打印三维(3D)物体的系统，该系统包括：构造表面，其被配置为保持包括聚合物前体的膜；与所述构造表面感测通信的传感器；与所述构造表面光通信的光源，其中所述光源被配置为提供光；和控制器，其包括可操作地耦合到所述传感器和所述光源的电路，其中所述控制器被配置为(i)使用所述传感器来确定所述膜的曲线，所述曲线指示所述膜的质量，(ii)确定所述曲线是否满足质量阈值，并且(iii)在(ii)之后，(1)如果所述曲线满足质量阈值，则引导所述光源以将所述膜的至少一部分暴露于所述光以引发由所述聚合前体形成聚合材料，从而打印所述3D物体的至少一部分，或(2)如果所述曲线不满足所述质量阈值，则引导所述膜被调整或重新沉积。

在一些实施方式中，所述控制器还被配置为(i)将所述膜暴露于附加光和(ii)使用所述传感器检测透射通过所述膜的所述附加光的至少一部分。

在一些实施方式中，所述光具有第一波长并且所述附加光具有第二波长，其中所述第二波长不同于所述第一波长。在一些实施方式中，所述光源被配置为提供所述附加光。在一些实施方式中，该系统还包括被配置为提供所述附加光的附加光源。

在一些实施方式中，该系统还包括位于与所述构造表面相邻并远离所述膜的光学漫射器，所述光学漫射器被配置为来漫射所述附加光。

在一些实施方式中，在使用期间，所述膜还包括多个颗粒。在一些实施方式中，在使用期间，所述聚合物前体封装所述多个颗粒。在一些实施方式中，在使用期间，所述聚合物材料封装所述多个颗粒。在一些实施方式中，在使用期间，所述多个颗粒包括至少一种金属颗粒、至少一种陶瓷颗粒、或其组合。

在一些实施方式中，该系统还包括构造头，所述构造头被配置为相对于所述构造表面移动并保持所述3D物体的所述至少一部分。

在一些实施方式中，该系统还包括与所述构造表面相邻的沉积头，并且被配置为移动跨越所述构造表面以与所述构造表面相邻沉积所述膜。在一些实施方式中，所述构造表面包括配置为保持所述膜的打印窗口。

在一些实施方式中，在使用期间，所述膜还包括(i)引发由远离所述打印窗口的所述聚合前体形成所述聚合材料的光引发剂，和(ii)抑制由与所述打印窗口相邻的所述聚合物前体形成所述聚合材料的光抑制剂。

在一些实施方式中，所述构造表面是配置为保持所述膜的桶的一部分。在一些实施方式中，所述构造表面是被配置为保持所述膜的开放平台的一部分。

本公开内容的另一方面提供了包括机器可执行代码的非暂时性计算机可读介质，所述机器可执行代码在由一个或多个计算机处理器执行后，实现以上或本文其他地方的任何方法。

本公开内容的另一方面提供了系统，所述系统包括一个或多个计算机处理器和耦合至其上的计算机存储器。所述计算机存储器包括机器可执行代码，所述机器可执行代码在由一个或多个计算机处理器执行后，实现以上或本文其他地方的任何方法。

通过以下详细描述，本公开内容的附加方面和优点将会对于本领域技术人员变得容易理解，其中仅仅示出和描述了本公开内容的说明性实施方式。如将会意识到的，本公开内容能够具有其他和不同的实施方式，并且在各个容易理解的方面中其若干细节都能够进行修改，所有这些都不偏离本公开内容。因此，附图和说明书将被认为在本质上是说明性的而非限制性的。

援引并入

本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同具体地且单独地指明每个单独的出版物、专利或专利申请均通过引用而并入。如果通过引用而并入的出版物和专利或专利申请与本说明书中包含的公开内容相矛盾，则本说明书旨在替代和/或优先于任何此类矛盾的材料。

附图说明

在所附权利要求书中具体阐述了本发明的新颖特征。通过参考对在其中使用到本发明原理的说明性实施方式加以阐述的以下详细描述和附图(本文中也称为“附图”和“图”)，将会获得对本发明的特征和优点的更好的理解，在附图中：

图1A至图1D示出了三维(3D)打印系统的不同配置。

图2示出了没有粘性液体膜的构造表面的示例图像。

图3A示出了粘性液体膜的示例图像，并且图3B示出了粘性液体膜的相应光学曲线。

图4A示出了粘性液体膜的不同示例图像，并且图4B示出了粘性液体膜的相应光学曲线。

图5A示出了在打印3D物体层之前的粘性液体膜的示例图像，并且图5B示出了在打印3D物体层之后粘性液体膜的剩余部分的示例图像。

图6示出了粘性液体膜的厚度和传感器光穿过粘性液体膜的透射率的示例图。

图7示出了多个粘性液体膜的宽度的闭环控制的示例。

图8示出了被编程或以其他方式配置以实现本文提供的方法的计算机系统。

具体实施方式

虽然本文已经示出和描述了本发明的各个实施方式，但对于本领域技术人员将容易理解的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本领域技术人员现将在不偏离本发明的情况下想到许多更改、改变和替代。应当理解，可以采用对本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。

如本文所用，术语“三维物体”(也称“3D物体”)，通常是指通过3D打印来打印的物体或零件。3D物体可以是较大3D物体的至少一部分或3D物体的全部。可根据3D物体的计算机模型来制造(例如，打印)3D物体。

本文中使用的术语“桶”(vat)通常是指在3D打印期间保持膜(例如，材料层)的结构(例如，容器、支架、储液器等)。该材料可以是液体。膜可以包括可用于3D打印的液体(例如，可聚合树脂或树脂混合物)。液体可以具有足以允许液体保留在桶底表面上或与桶底表面相邻的粘度。桶的底面可以称为构造表面(例如，打印表面)。桶的一侧或多侧(例如，底部或侧表面)可以包括光学透明或半透明窗口(例如，玻璃或聚合物)以将光引导通过窗口并到达膜。光可以从膜的底部或从膜的一侧或多侧被引导到膜。在某些情况下，可能会排除该窗口。在这种情况下，可以从槽上方向膜提供光。

如本文所用，术语“开放平台”通常是指在3D打印期间支撑液体膜(例如，包含可用于3D打印的液体的膜)的结构。开放平台可以是构造表面(例如，打印表面)。液体可具有足以允许液体在3D打印期间保留在开放平台上或附近的粘度。开放平台可以是平坦的。开放平台可包括光学透明或半透明打印窗口(例如，玻璃或聚合物)以将光引导通过窗口并到达液体膜。开放平台可以具有各种形状。例如，开放平台可以是矩形或环形。

开放平台可以包括一个或多个与开放平台相邻的壁，例如至少约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个壁。作为替代，开放平台可包括至多约10、9、8、7、6、5、4、3、2或1个壁，或不包括壁。在某些情况下，壁可能会封闭开放平台。在打印期间，用于打印的液体的特性(例如，粘度)可能足以保持液体膜与开放平台相邻，而液体膜没有足够的流向一个或多个壁。在一些示例中，壁防止液体膜流出开放平台。在一些情况下，在3D物体的至少一部分的形成期间，液体膜的侧面可能不与任何物体(例如，一个或多个壁)接触。

开放平台可能没有侧壁。

开放平台可以包括一个或多个没有边界的侧面(例如，侧壁)。例如，开放平台可以不是桶或容器。开放平台可以不是桶或容器的一部分。开放平台可以是不具有用于保持液体的凹槽(例如，桶或容器)的基底或平板。在这样的情况下，液体可能足够粘以使液体保持在开放平台上。

本文中使用的术语“膜”通常是指可用于打印3D物体的一层材料(例如粘性液体)。膜在整个膜上可具有均匀或不均匀的厚度。膜可具有低于、处于或高于限定阈值(例如，值或范围)的平均厚度或厚度变化。在3D打印期间，膜的平均厚度或厚度的变化可以是可检测的和/或可调节的。膜的平均(平均)厚度可以是膜内的至少约2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、100、200、300、400、500、1000、2000、3000、4000、5000个或更多位置。膜的平均(平均)厚度可以是膜内的至多约5000、4000、3000、2000、1000、500、400、300、200、100、50、40、30、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1个位置的厚度的平均值。膜厚度的变化可以是膜内的至少约2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、100、200、300、400、500、1000、2000、3000、4000、5000个或更多位置的一组厚度内的方差(即，西格玛平方或“σ²”)或标准偏差(即，西格玛或“σ”)。膜厚度的变化可以是膜内的至多约5000、4000、3000、2000、1000、500、400、300、200、100、50、40、30、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1个位置的一组厚度内的方差或标准偏差。

在3D打印期间，一个或多个参数(例如，膜在桶表面或开放平台附近的沉积速度、液体从喷嘴挤出到桶表面或开放平台的速度、挤出到桶表面或开放平台上的液体量、来自一个或多个光源的一种或多种光的强度和/或曝光时间等)可以保持或调整以维持或提高打印质量(例如，在打印3D物体的至少一部分之前的膜质量，或3D物体的打印部分)。

在打印至少一部分3D物体之前，可用于打印3D物体的材料的膜可以或可以不重新沉积(例如，与桶或开放平台相邻的表面)。在一些情况下，可用于打印3D物体的材料膜可以被移除并且可以在打印3D物体的至少一部分之前重新沉积新的材料膜。来自移除膜的材料可以或可以不循环以沉积新膜。在一些示例中，可以重新沉积膜直到获得期望的(例如，预定的)厚度、平均厚度或厚度的变化。

膜的材料可以是粘性液体。在某些情况下，粘性液体可称为树脂。沉积在构造表面上的粘性液体膜中粘性液体的量可以在3D打印期间进行调整。在3D打印期间，膜中粘性液体的量可以是可检测的和/或可调节的。在一个示例中，被沉积以打印3D物体的第一层的第一膜中的粘性液体的量可以与被沉积以打印3D物体的第二层的第二膜中的粘性液体的量相同或不同。

粘性液体可以从喷嘴分配或分配在打印窗口上方。粘性液体可具有足以在没有流动或没有足够流动的情况下在打印窗口上自支撑的粘度。粘性液体的自支撑膜可能不需要一个或多个壁来从膜的一侧或多侧支撑膜。粘性液体的自支撑膜能够在给定的时间量(例如，0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10分钟或更长时间)保持膜的厚度和/或形状，而没有一个或多个壁从膜的一侧或多侧支撑膜。粘性液体的粘度可以在4,000厘泊(cP)至2,000,000cP之间。可将粘性液体(例如，用刀片或构建头)压入打印窗口上或上方的粘性液体的膜中。粘性液体膜的厚度可是可调整的。粘性液体可以包括光敏树脂。光敏树脂可包括可聚合和/或可交联组分(例如，聚合物前体)和光引发剂，其激活可聚合和/或可交联组分的固化，从而使可聚合和/或可交联组分经受聚合和/或交联。光敏树脂可包括抑制可聚合和/或可交联组分固化的光抑制剂。

在一些示例中，粘性液体可包括多个颗粒(例如，金属、非金属或两者皆有)—在这样的情况下，粘性液体可以是浆液或光聚合物浆液。粘性液体可以是糊剂。可将多个颗粒添加到粘性液体中。多个颗粒可以是固体或半固体(例如，凝胶)。非金属材料的示例包括陶瓷、聚合物或复合材料。多个颗粒可以悬浮在整个粘性液体中。粘性液体中的多个颗粒可以具有单分散或多分散的分布。在一些示例中，粘性液体可包含附加的光学吸收体和/或非光敏成分(例如，填充剂、粘合剂、增塑剂等)。可使用至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10种或更多种粘性液体来执行3D打印。包含不同材料(例如，不同的光敏树脂和/或不同的多个颗粒)的多种粘性液体可用于打印多材料3D物体。

当粘性液体的膜被沉积时(例如，与桶的构造表面或开放平台相邻)，多个颗粒可以以单分散分布或多分散分布悬浮在整个膜中。多个颗粒可以以单分散分布(例如，均匀密度)或多分散分布(例如，非均匀密度)悬浮在平行于构造表面的线上。多个颗粒可以以单分散分布或多分散分布沿着膜的厚度或高度悬浮。在跨越表面(例如，在平行于打印表面的xy平面上)的两个或更多个位置处，跨越膜的厚度(例如，沿着垂直于打印表面的z轴)的多个颗粒的密度可以是均匀的或不均匀的。多个颗粒跨越膜的厚度的多分散分布可能是膜沉积过程和/或将膜内的多个颗粒下拉的重力的结果。

如本文所用，术语“颗粒”通常是指可熔化或烧结(例如，不完全熔化)的任何颗粒材料。颗粒物质可以是粉末形式。颗粒可以是无机材料。无机材料可以是金属的(例如，铝或钛)、金属间化合物(例如，钢合金)、陶瓷(例如，金属氧化物)材料，或其任何组合。在一些情况下，术语“金属”或“金属的”均可指金属和金属间材料。金属材料可包括铁磁性金属(例如，铁和/或镍)。颗粒可以有多种形状和大小。例如，颗粒可以是球体、长方体或圆盘的形状，或任何部分形状或其形状的组合。颗粒的横截面可以是圆形、三角形、正方形、矩形、五边形、六边形或任何部分形状或其形状组合。加热后，颗粒可烧结(或聚结)成固体或多孔物体，该固体或多孔物体可为较大3D物体的至少一部分或3D物体的全部。3D打印可以用至少约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10种或更多种类型的颗粒进行。作为替代，3D打印可以用小于或等于约10、9、8、7、6、5、4、3、2或1种颗粒，或没有颗粒来执行。

如本文所用，术语“沉积头”通常是指可在开放平台上移动的零件。沉积头可以在开放平台上移动并在开放平台的打印窗口上方沉积粘性液体的膜。粘性液体的膜在打印窗口上的可以具有均匀的厚度。膜的厚度可以是可调整的。沉积头可以耦合至与开放平台相邻的运动台。沉积头可以具有至少一个喷嘴，以在打印窗口上分配至少一种液体(例如，粘性液体)。沉积头可具有至少一个擦拭器以形成粘性液体层或从打印窗口去除任何过量的粘性液体。沉积头可具有至少一个致动器以调整至少一个擦拭器与打印窗口之间的距离。在一些示例中，沉积头可以具有狭缝模具。当打印3D物体的后续部分时，沉积头可以从打印窗口取回任何过量的粘性液体，将过量的树脂包含在沉积头内，和/或回收经取回的粘性液体。沉积头可以清洁打印窗口。

可使用至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个沉积头来执行3D打印。多个沉积头的每一个可以与单独的粘性液体源进行流体连通。多个沉积头可用于沉积和固化不同的粘性液体(例如，不同的光敏树脂和/或不同的无机颗粒)的交替膜。在单独的源和单独的沉积头中分隔不同的粘性液体可以改善打印速度并防止不同粘性液体的交叉污染。

如本文所用，术语“喷嘴”通常是指沉积头的组件，其将粘性液体引向包括窗口的开放平台。喷嘴可以包括用于粘性液体进入的开口和用于粘性液体离开的附加开口。在一些情况下，喷嘴可以不包括任何收缩或控制机构，以调整粘性液体流向开放平台的流动。在一些情况下，喷嘴可以包括收缩或控制机构，以调整粘性液体流向开放平台的流动。

如本文所用，术语“擦拭器”通常是指可以与开放平台的打印窗口、粘性液体或另一擦拭器接触的零件。在一些示例中，擦拭器可以是沉积头的组件。擦拭器可以与粘性液体接触以将粘性液体压成膜。所述擦拭器可以与打印窗口接触，以去除任何过量的粘性液体。擦拭器和打印窗口之间的距离可以是可调整的。在一些示例中，擦拭器可以是清洁区中的组件。擦拭器可以与另一擦拭器接触，以去除任何过量的粘性液体。擦拭器可以有各种形状、大小和表面纹理。例如，擦拭器可以是刀片(例如，橡皮刀片、刮刀刀片)、辊或杆(例如，绕线杆)。可使用至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个擦拭器来执行3D打印。在一些情况下，刀片是喷嘴的一部分或附在喷嘴上。

在一些情况下，可以使用一种或多种光(例如，来自一种或多种光源)来启动(激活)膜的一部分的固化，从而打印3D物体的至少一部分。在一些情况下，一种或多种光(例如，来自一种或多种光源)可用于抑制(防止)膜的与膜表面相邻的部分(例如，与槽的一个或多个侧面或开放平台的表面相邻的表面)。在一些情况下，一个或多个传感器可以使用一种或多种光(例如，来自一种或多种光源)来确定膜的曲线和/或质量。

可以用一种波长进行3D打印。3D打印可以用至少约2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个不同的波长来执行。3D打印可以用至少约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个光来执行。可以使用至少约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个光源来执行3D打印，并且可能需要防止与膜的表面相邻的膜的一部分固化。

一个或多个光可以包括电磁辐射。如本文所用，术语“电磁辐射”通常是指来自电磁波谱的一个或多个波长，包括但不限于x射线(约0.1纳米(nm)至约10.0nm；或约10¹⁸赫兹(Hz)至约10¹⁶Hz)、紫外线(UV)(约10.0nm至约380nm；或约8×10¹⁶Hz至约10¹⁵Hz)、可见光(约380nm至约750nm；或约8×10¹⁴Hz至约4×10¹⁴Hz)、红外(IR)光(约750nm至约0.1厘米(cm)；或约4×10¹⁴Hz至约5×10¹¹Hz)和微波(约0.1cm至约100cm)；或约10⁸Hz至约5×10¹¹Hz)。

一个或多个光源可以包括电磁辐射源。如本文所用，术语“电磁辐射源”通常是指发射电磁辐射的源。电磁辐射源可以发射来自电磁波谱的一种或多种波长。

如本文所用，术语“光引发”通常是指使液体的膜的一部分(例如，粘性液体)经受光，以固化液体的膜该部分中的光敏树脂的过程。光(光引发光)可具有激活光引发剂的波长，该光引发剂可引发光敏树脂中的可聚合和/或可交联组分的固化。

如本文所用，术语“光抑制”通常是指使液体(例如，粘性液体)的膜的一部分经受光，以抑制液体的膜的该部分中的光敏树脂固化的过程。光(光抑制光)可具有激活光抑制剂的波长，该光抑制剂抑制光敏树脂中可聚合和/或可交联组分的固化。光抑制光的波长与光引发光的另一波长可以不同。在一些示例中，光抑制光和光引发光可以从相同光源投影。在一些示例中，光抑制光和光起始光可以从不同光源投影。

如本文所用，术语“传感器”通常是指提供指示3D打印过程的反馈(例如，光吸收光谱、图像、视频等)的设备或系统，例如指示构造表面上的粘性液体膜的反馈。传感器可以可操作地耦合到控制3D打印的一个或多个操作(例如，将粘性液体的膜沉积到构造表面上)的控制器(例如，计算机)。基于传感器提供的反馈，控制器可以调整3D打印的一个或多个操作。控制器可以在3D打印期间调整操作，因此这种反馈可以是闭环反馈。传感器可以在(i)3D打印系统校准期间，(ii)在沉积用于3D打印的粘性液体膜之前、期间和/或之后，和/或(iii)在固化(固化)粘性液体膜的至少一部分以打印3D物体的至少一部分之前、期间或之后提供反馈。传感器可以提供3D物体的预制或后制反馈。3D打印可使用至少约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个传感器。3D打印最多可使用约10、9、8、7、6、5、4、3、2或1个传感器。

传感器的示例可以包括检测器、视觉系统、计算机视觉、机器视觉、成像器、相机、电磁辐射传感器(例如，IR传感器、颜色传感器等)、接近传感器、密度计(例如，光学密度计)、曲线仪、光谱仪、高温计、力传感器(例如用于压力、加速度、温度、应变、力的压电传感器)、运动传感器、磁场传感器(例如，微机电系统)、电场传感器、化学传感器、结构光传感器等。

传感器可能能够检测和/或分析3D打印系统的各种组件的一个或多个曲线。在3D打印过程期间可以使用(例如，打印窗口)和/或生成(例如，粘性液体膜)各种组件。如本文所用，术语“曲线”通常是指关于此类组件的视图(例如，图像或视频)和/或电磁波谱。该视图可以是侧视图、自底向上视图或自顶向下视图。该视图可以包括组件的轮廓、剪影、周线、形状、形式、图形、结构。电磁光谱可以是至少一部分电磁辐射(例如，IR辐射)的吸收、发射和/或荧光光谱。曲线可以指示组件的一个或多个特征。在示例中，传感器可能能够感测或检测和/或分析组件的零维(例如，单点)、一维(1D)、二维(2D)和/或3D曲线(例如，特征)。

传感器可以捕获构造表面(例如，桶或开放平台的一部分)的曲线、构造头的表面，该表面被配置为在打印期间保持3D物体的至少一部分，或者与构造头相邻的3D物体的先前沉积层的表面。

来自传感器的反馈可以是粘性液体或在打印3D物体的至少一部分之后残留在构造表面上的任何过量粘性液体的膜的一个或多个图像。来自传感器的反馈可以是粘性液体膜或残留在构造表面上的过量粘性液体的一个或多个视频(例如，持续一段时间)。

传感器提供的反馈可以包括沉积在构造表面上或与构造表面相邻的膜的一个或多个内部或外部特征(例如，温度、透明度或不透明度、表面纹理、厚度、形状、尺寸、长度、面积、图案、嵌入在膜中的一种或多个颗粒的密度、缺陷等)。在示例中，传感器在将膜的一部分固化(例如，固化、聚合、交联)成3D物体的至少一部分之前提供膜的这种反馈。在另一示例中，传感器提供在膜的一部分固化(例如，固化、聚合、交联)成3D物体的至少一部分并从构造表面(例如，通过构造头)移除之后残留在打印表面上的任何过量粘性液体的这种反馈。反馈可以包括打印在构造头上的3D物体的至少一部分的一个或多个内部或外部特征，或者在其上要打印3D物体的至少有一部分的构造头上的非打印3D物体的一部分的一个或多个内部或外部特征。

传感器能够测量由介质(例如，构造表面上的粘性液体膜)发射、反射或传输的能量。传感器能够测量能量密度，包括：电磁能量密度、光能量密度、反射密度、透射密度、吸收密度、光谱密度、发光(荧光、磷光)密度和/或电子密度。这种能量密度可以指示粘性液体膜内的一个或多个点、线或区域内的一种或多种组分(例如，一种或多个颗粒)的量、浓度和/或密度。

传感器可以可操作地耦合到用于感测的能量源，其中用于感测的能量的至少一部分由传感器测量作为指示3D打印过程的反馈。这种用于感测的能量可以是电磁辐射(例如，来自环境光或来自电磁辐射源)和/或电子(例如，来自电子束)。在示例中，传感器可以是IR传感器(例如，IR相机)，并且能量源可以是IR光源。在这种情况下，IR传感器可以检测来自IR光源的至少一部分IR光正被(i)与构造表面相邻的粘性液体膜，或(ii)残留在构造表面上的任何多余粘性液体反射或透射。被粘性液体或任何多余粘性液体的膜反射或透射的红外光可以是零维(点)、一维(线)或二维(平面)。

单个传感器可以可操作地耦合到用于感测的单个能量源。单个传感器可操作地耦合到至少2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个相同或不同的用于感测的能量源。单个传感器可操作地耦合至至多10、9、8、7、6、5、4、3或2个相同或不同的用于感测的能量源。用于感测的单个能量源可操作地耦合到相同或不同的至少2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个传感器。用于感测的单个能量源可操作地耦合到至多10、9、8、7、6、5、4、3或2个相同或不同的传感器。

一个或多个传感器和一个或多个用于感测的能源可以是相同系统(例如，单个封闭单元)或不同系统的一部分。一个或多个传感器可以设置在构造表面之下、之内、之上和/或上方。一个或多个传感器和一个或多个用于感测的能量源可以位于3D打印系统的组件的同一侧或相对侧(例如，包括构造表面的窗口、与构造表面相邻的粘性液体的膜等)。在一些情况下，一个或多个传感器和一个或多个能量源可以与包括构造表面的窗口、与构造表面相邻的粘性液体膜和/或打印3D物体层之后残留在构造表面上的任何过量粘性液体接触。在一些情况下，一个或多个传感器和一个或多个能源可能不与包括构造表面的窗口、与构造表面相邻的粘性液体膜和/或打印3D物体层之后残留在构造表面上的任何过量粘性液体接触。

传感器在产生反馈时可能不与粘性液体的膜接触。传感器可以在产生反馈的同时与粘性液体的膜接触。

传感器和/或用于感测的能量源可以相对于构造表面(例如，打印窗口)是静止的。传感器和/或用于感测的能量源可以相对于构造表面移动。这种运动可以是相对运动，因此运动件可以是传感器、用于感测的能量源和/或构造表面。

一个或多个传感器可以可操作地耦合到控制器(例如，计算机)，该控制器能够采用人工智能(例如，一种或多种机器学习算法)来分析包括指示3D打印的各种组件(例如构造表面上的粘性液体膜或打印3D物体的一部分后残留在构造表面上的任何多余粘性液体的膜)的多个反馈的数据库。人工智能的一种或多种机器学习算法可能能够基于数据库区分或区别构造表面上或与构造表面相邻的粘性液体膜的曲线(例如，特征)。此类特征可包括膜质量、膜厚度、膜中一种或多种组分(例如，一种或多个颗粒等)的密度，或一种或多种缺陷(例如，气泡、皱纹、预聚合颗粒等)。

数据库还可以包括多个训练数据集，这些数据集包括指示膜的特征的示例反馈。多个训练数据集可允许机器学习算法学习多个参数以生成可用于区分或区别在3D打印期间从一个或多个传感器接收到的粘性液体新膜的特征的一个或多个模型(例如，数学模型、分类器)。在示例中，来自传感器的反馈可以是粘性液体膜的光学(例如，IR)密度测定曲线。在这种情况下，经过训练的机器学习算法可用于区分(i)由于跨膜的高度缺陷引起的光密度变化，(ii)由于膜中的空隙(例如，气泡、条纹等)导致的光密度变化，以及(iii)由于膜中的一种或多个颗粒(例如，金属或陶瓷颗粒)的密度差异导致的光密度变化。

在某些情况下，可以将一系列机器学习算法连接为人工神经网络，以更好地识别、分类和/或分类粘性液体膜的每个特征或残留在来自一个或多个传感器的反馈的构造表面上的任何多余粘性液体的每个特征。在一些情况下，能够获取、处理和分析来自一个或多个传感器的图像和/或视频反馈的人工智能系统可以被称为计算机视觉。

在某些情况下，一种或多种机器学习算法可能会使用深度学习算法。深度学习算法可能能够基于新的反馈和包括多个先前的反馈和示例反馈的数据库生成粘性液体或粘性液体膜的一个或多个特征的新分类(例如，类别、子类别等)。深度学习算法可以使用新的分类来区分或区别粘性液体或粘性液体膜的特征。

如本文所用，术语“漫射器”通常是指漫射能量(例如，光)的片材(例如，板)或膜(例如，光学透镜或窗口上的层压材料或涂层)。漫射器可以散射或过滤能量。在一些情况下，漫射器可以在漫射器的第一侧接收一个或多个电磁辐射(例如，IR光)，然后从漫射器的与第一侧相对的第二侧发射散射的(例如，分布的、均匀分布的等)电磁辐射。发射的散射电磁辐射可以形成泛滥的电磁辐射。漫射器可以消除对应于一个或多个电磁辐射源的位置的亮点。在一些情况下，来自漫射器的散射电磁辐射的通量可以与相对于漫射器的角度和/或漫射器表面内的位置无关。漫射器可以漫射由一个或多个传感器接收的一个或多个电磁辐射，从而降低一个或多个光传感器相对于一个或多个电磁辐射源的方向性。在一些情况下，漫射器可以使光均匀地散布在表面(例如，漫射器的表面)上，从而在光穿过漫射器时最小化或移除高强度亮点。

漫射器可以设置在一个或多个用于感测的能量源(例如，一个或多个电磁辐射)和相应的传感器之间。在示例中，漫射器可以漫射一种或多种电磁辐射(例如，一种或多种IR光)并将散射的电磁辐射导向构造表面(例如，打印窗口)、粘性液体的膜，以及相应的传感器(例如，一个或多个IR传感器)。在一些情况下，散射的电磁辐射可以被引导到粘性液体的膜而不穿过构造表面。在另一示例中，漫射器可以与一个或多个传感器相邻。

漫射器可以是透明的、半透明的、半透的或不透明的。漫射器可以是陶瓷、聚合物(例如，聚碳酸酯、聚四氟乙烯(PTFE)等)或其组合。漫射器的实例包括全息漫射器、白色漫射玻璃和毛玻璃漫射器。漫射器的其他示例包括纸或织物。

漫射器的一个或多个表面可以包括在其表面上的哑光饰面以进一步帮助散射一种或多种电磁辐射。漫射器可能不是镜子。在3D打印过程期间，可以使用至少约1、2、3、4、5或更多个漫射器。在3D打印过程期间，可以使用最多约5、4、3、2或1个漫射器。

3D打印系统可以被外壳(例如，外壳或织物)包围。外壳可以防止外部能量(例如，环境光)干扰在3D打印期间使用的一种或多种光。

如本文所用，术语“生坯”通常是指具有聚合材料和由该聚合材料包封的多个颗粒(例如，金属、陶瓷或两者皆有)的3D物体。多个颗粒可以在聚合物(或聚合的)基质中。多个颗粒可以能够烧结或熔化。生坯可以自支撑。可在加热器(例如，在熔炉中)中加热生坯以烧尽聚合材料的至少一部分，并将所述多个颗粒聚结成较大3D物体的至少一部分或3D物体的全部。

本公开内容提供了用于形成3D物体的方法和系统。这样的方法可采用在开放平台附近应用液体的膜，并使膜暴露于光下，以使膜的至少一部分经受聚合和/或交联。3D物体可以基于3D物体的计算机模型，诸如存储在非暂时性计算机存储介质(例如，介质)中的计算机辅助设计(CAD)。

用于三维打印的方法和系统

本公开的一方面提供了一种用于打印3D物体的方法。该方法可以包括提供与构造表面相邻的包含聚合物前体的膜。该方法可以包括使用传感器来确定膜的曲线，该曲线指示膜的质量。该方法可以包括确定曲线是否满足质量阈值。该方法可以包括，如果曲线满足质量阈值，则使用光源将膜的至少一部分暴露于光以启动由所述聚合物前体形成聚合物材料，从而打印所述3D物体的至少一部分。或者，该方法可以包括，如果曲线不满足质量阈值，则调整或重新沉积所述膜。

调整膜可以包括重新分布膜。在某些情况下，可以对膜进行加压(例如，通过沉积头的刮刀)以重新分布膜中的粘性液体，从而重新平整膜并调整膜的厚度。在一些情况下，额外的粘性液体可以沉积在膜上(例如，通过沉积头)以填充膜中的缺陷(例如，空隙)。在一些情况下，重新分布膜可包括用外部能量源(例如，声能)处理膜以重新分布膜中的一种或多种组分(例如，一种或多个颗粒)。在实例中，声能可以被引导到膜以在膜内引起声波作用，从而(i)移除膜中的一个或多个空隙，和/或(ii)重新分布一种或多个颗粒以调节膜中的一种或多个颗粒的梯度。

重新沉积膜可以包括从构造表面移除膜的至少一部分并且与所述构造表面相邻沉积附加膜。在一些情况下，来自构造表面的至少一部分膜可用于沉积附加膜。在一些情况下，可将额外的粘性液体添加(例如，通过沉积头)到来自构造表面的膜的至少一部分以沉积附加膜。在一些情况下，可以从构造表面移除(例如，丢弃)膜的至少一部分，并且可以使用新的粘性液体来沉积附加膜。

在一些情况下，膜可以包括包含聚合物前体的液体(例如，粘性液体)。粘性液体可用于打印3D物体的至少一部分。粘性液体可包括光敏树脂以形成聚合材料。光敏树脂可包括聚合材料的聚合物前体。光敏树脂可包括至少一种光引发剂，其被配置为引发由聚合物前体形成聚合物材料(例如，引发由远离打印窗口的聚合物前体形成聚合物材料)。光敏树脂可包括至少一种光抑制剂，其被配置为抑制由聚合物前体形成聚合材料(例如，抑制从与打印窗口相邻的聚合物前体形成聚合材料)。光引发剂和光抑制剂可以被两种不同的波长激活。光引发剂和光抑制剂的两个波长分别可以来自相同的光源或不同的光源。粘性液体可以包括可用于形成3D物体的至少一部分的多个颗粒。

构造表面可以包括打印窗口，并且可以与打印窗口相邻提供包含聚合物前体的膜。构造表面(例如，包含打印窗口的构造表面)可以是保持膜的桶的一部分。构造表面可以是被配置为保持包含聚合物前体的膜的开放平台的一部分。

开放平台的至少一部分可以包括窗口。窗口可以是开放平台或开放平台的一部分。例如，至少约10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或更多的开放平台可包括窗口。作为另一示例，至多约95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或更少的开放平台可包括窗口。在一些情况下，开放平台可以是窗口。包括窗口的开放平台的表面可以是平台的。

窗口可以是透明的或半透明的(semitransparent)(半透明的(translucent))。窗口可由光学窗口材料组成，诸如例如玻璃或聚合材料(例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))。在一些情况下，窗口可以由可透氧的聚二甲基硅氧烷(PDMS)组成。在打印期间，窗口中溶解的氧可以(i)扩散到窗口与光敏树脂的粘性液体之间的接触表面(窗口-粘性液体界面)，并且(ii)抑制光敏树脂在接触表面上的固化。可将窗口置于光源上方，以使用自底向上照明进行基于光聚合物的3D打印。作为备选，窗口可以置于光源的下方。作为另一备选，窗口可以置于第一光源与第二光源之间。

包含聚合物前体的膜的质量可以决定正在打印的3D物体的材料或结构质量。可以分析膜的曲线(例如，通过计算机)以获得指示膜的一个或多个特征的信息。膜的质量可以通过识别和/或表征膜中的一个或多个特征来确定，包括一个或多个维度(例如，高度或厚度、宽度、面积、缺陷等)、体积、形状或图案(例如，弹丸2D图案)、温度和/或粘度。膜的质量可以通过识别和/或表征膜中的一个或多个缺陷(例如，在膜的表面上、在膜中等)来确定。一种或多种缺陷的示例包括空隙、孔洞、变薄、增厚、气泡、线条、皱纹、相、外来伪影(例如，灰尘)、一种或多种成分的不均匀密度(例如，一种或多种金属或非金属颗粒)和/或聚合物前体的预聚合颗粒。

传感器可用于在打印之前和/或打印3D物体的至少一部分期间确定膜的质量。膜的质量可以通过光学方式确定，例如通过使用传感器拍摄膜的图像或视频。传感器或可操作地耦合到传感器的控制器(例如，计算机)可以将这种光学反馈(例如，膜的图像或视频)与参考进行比较以确定膜的质量。该参考可以是膜的计算机模型或膜的一个或多个预定特征。在一些情况下，传感器可以包括或可操作地耦合到人工智能(例如，经过训练的机器学习算法)以识别膜中指示膜质量的一个或多个特征。

3D打印的方法还可包括使用包含聚合物前体的膜的曲线来确定膜的一种或多种曲线的变化。在一些情况下，可以确定(例如，计算)膜的一个或多个特征(例如，厚度、宽度、面积、缺陷等)的平均值和/或变化(例如，标准偏差、标准误差)。这种平均值和/或变化可以与参考(例如，阈值)进行比较以确定膜质量。参考可以是为3D打印过程预先确定的阈值，或为包含聚合物前体的每个膜预先确定的阈值。阈值可以是膜的一个或多个特征的预定值或一个或多个特征的预定范围。在一些情况下，当平均值和/或其变化低于阈值、等于阈值、大于阈值或其任何组合时，可以满足阈值。阈值可以是膜的一个或多个特征的上限值和/或下限值。

如果膜曲线的变化满足阈值，则可以将膜的至少一部分暴露于光以引发由聚合物前体形成聚合物材料，从而打印3D物体的至少一部分。如果膜曲线的变化不满足阈值，则可以从构造表面移除(例如，通过沉积头)包含聚合物前体的膜，并且可以将包含聚合物前体的新膜沉积在构造表面上。

当移除先前沉积的包含聚合物前体的液体膜并随后沉积新的液体膜时，可以重新使用来自移除的膜的包含聚合物前体的液体以在构造表面上沉积新膜。替代地或除此之外，可以使用(例如，添加)包含聚合物前体的附加液体来将新膜沉积在构造表面上。在某些情况下，在将新膜沉积到构造表面之前，3D打印过程的一个或多个操作可能会或可能不会基于包括膜的曲线的传感器的反馈被调整(例如，通过控制器)。这种反馈可以是闭环反馈。可以基于来自传感器的闭环反馈来调整的3D打印过程的操作的示例包括改变包含聚合物前体的液体的量，该液体将被沉积头用于沉积膜，改变包含聚合物前体的液体来源(例如，从多个来源中选择一个)，改变膜的预定厚度(例如，改变沉积头的擦拭器和打印窗口之间的距离)，改变在将膜沉积在打印窗口上期间沉积头的移动速度，以及改变在膜沉积期间沉积头的移动方向(例如，从左到右或从右到左)。

曲线可以是膜的厚度曲线，并且质量阈值可以是膜的平均厚度的平均值或变化(例如，方差或标准偏差)。在包含聚合物前体的膜以预定厚度沉积在构造表面上之后，传感器可以提供光学反馈(例如，基于由膜反射或从膜透射的红外辐射的图像或视频)并确定(例如，由控制器)平均厚度和/或平均厚度的变化。在一些情况下，如果所确定的膜厚度的平均值和/或变化满足质量阈值(例如，等于或低于预定的厚度变化值)，则3D打印过程可以通过将膜的至少一部分暴露于光(例如，光引发光)以引发由聚合物前体形成聚合物材料，从而打印3D物体的至少一部分。在一些情况下，如果所确定的膜厚度的平均值和/或变化不满足质量阈值(例如，高于预定的厚度变化值)，则可以从构造表面移除膜(例如，通过沉积头)，并且可以在构造表面上沉积(例如，通过沉积头)包含聚合物前体的新膜。随后，传感器可用于确定新膜的曲线，该曲线指示新膜的质量。如果新膜的曲线满足质量阈值，则3D打印过程可以通过引发从新膜中的聚合物前体形成聚合物材料来进行。可以对膜的其他特征实施本文所述的此类方法，例如膜的宽度、膜的横截面积或膜中的一种或多个颗粒(例如，金属或非金属颗粒)的密度。

传感器可以被配置为测量包含聚合物前体的膜的单个位置(例如，膜的xy平面上平行于打印窗口的单个点)的厚度。在这种情况下，可以多次操作传感器以测量对应于膜的多个位置的多个厚度。可替代地或除此之外，传感器可以被配置为测量一维光学曲线(例如，一条或多条线)、一个或多个二维图像、或者膜的一个或多个视频并且分析一维光学曲线、图像和/或视频以获得(例如，通过使用计算机系统)膜的一个或多个位置的一个或多个厚度。

在一些情况下，平均膜厚度的标准偏差的阈值可以在约0.001毫米(mm)至约0.1mm之间的范围内。平均膜厚的标准偏差的阈值可以为至少约0.001mm、0.002mm、0.003mm、0.004mm、0.005mm、0.006mm、0.007mm、0.008mm、0.009mm、0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm或更多。平均膜厚的标准偏差的阈值可以为至多约0.1mm、0.09mm、0.08mm、0.07mm、0.06mm、0.05mm、0.04mm、0.03mm、0.02mm、0.01mm、0.009mm、0.008mm、0.007mm、0.006mm、0.005mm、0.004mm、0.003mm、0.002mm、0.001mm或更小。在一些情况下，膜平均厚度的标准偏差的阈值可以在膜平均厚度的约百分之0.1(％)至约20％之间的范围内。膜平均厚度的标准偏差阈值可以为至少约0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、30％或更多。膜平均厚度的标准偏差阈值可以为至多约30％、20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.9％、0.8％、0.7％、0.6％、0.5％、0.4％、0.3％、0.2％、0.1％或更少。

曲线可以是膜的宽度曲线，并且质量阈值可以是膜宽度的平均值或变化。当沉积头跨构造表面移动时，该宽度可以平行或垂直于沉积头的移动。在示例中，沉积头可以沿着构造表面的y轴移动，并且沿着构造表面的x轴的膜的尺寸可以用作膜的宽度。膜的宽度可以指示膜中包含聚合物前体的粘性液体的体积。在包含聚合物前体的膜沉积到预定区域之后，传感器可以提供光学反馈并确定膜的平均宽度。可以实时测量膜的平均宽度作为沉积在膜中的粘性液体的体积的指示，并且粘性液体的估计体积可以用作膜中粘性液体体积的闭环控制。因此，控制器可以被配置为增加和/或减少要沉积的粘性液体的量，以便粘性液体的后续膜粘附到粘性液体的体积的预定设置。

在一些情况下，如果确定的平均膜宽度满足质量阈值(例如，等于或大于预定膜宽度)，则3D打印过程可以通过引发由膜中的聚合物前体形成聚合物材料来进行。在一些情况下，如果确定的平均膜宽度不满足质量阈值(例如，小于预定膜宽度)，则可以移除包含聚合物前体的膜并且可以沉积包含聚合物前体的新膜。来自被移除膜的粘性液体和额外量的粘性液体(例如，来自与粘性液体源流体连通的喷嘴)可以组合以沉积新膜，使得新膜可以满足膜宽度质量阈值。在一些情况下，如果确定的平均膜宽度不满足质量阈值(例如，小于预定的膜宽度)，但确定膜足以打印3D物体的至少一部分，则3D打印过程可以通过引发由膜中的聚合物前体形成聚合物材料来进行。当为要打印的3D物体的后续部分沉积新的膜层时，可以调整(例如，增加)用于新层的粘性液体的量，使得新膜可以满足膜宽度质量阈值。

在一些情况下，所确定的平均膜宽度可能因超出膜宽度的预定范围而无法满足质量阈值。在这种情况下，可以调整3D打印过程以减少在打印3D物体的一个或多个后续部分(例如，层)时要添加的粘性液体的额外量(例如，来自与粘性液体源流体连通的喷嘴)。

替代地或除此之外，可以使用膜的面积(例如，投射区)和/或形状代替膜的宽度来评估膜质量。

(i)膜的宽度或面积与(ii)膜中粘性液体的体积之间的关系可由因子(例如，常数值)定义。该关系可以假设膜的厚度恒定(例如，约50微米(μm))。该因子可用于将(i)膜的宽度或面积转换为(ii)膜中粘性液体的体积。控制器可以使用该因子来确定在打印3D物体的至少一部分(例如，层)之前和/或之后膜中粘性液体的量。当沉积粘性液体的新膜时，控制器可以使用该因子来确定要添加到或移除的粘性液体的量。在一些情况下，控制器可以使用该因子来确定从原本可以分配到构造表面上以打印粘性液体的新膜的量中要添加的或移除的粘性液体的量。该因子可以是预定恒定厚度下的预定值(例如，每1mm膜宽度0.01毫升(mL)粘性液体，或每1mm²膜面积0.01mL粘性液体)。该因子对于多种不同的粘性液体(例如，不同的成分)可以是通用的，或者对于每种类型的粘性液体是特定的。

在一些情况下，该因子的范围可以在约0.0001mL/mm到约1mL/mm。该因子的范围可以在至少约0.0001mL/mm、0.0002mL/mm、0.0003mL/mm、0.0004mL/mm、0.0005mL/mm、0.006mL/mm、0.0007mL/mm、0.0008mL/mm、0.0009mL/mm、0.001mL/mm、0.002mL/mm、0.003mL/mm、0.004mL/mm、0.005mL/mm、0.006mL/mm、0.007mL/mm、0.008mL/mm、0.009mL/mm、0.01/mm、0.02mL/mm、0.03mL/mm、0.04mL/mm、0.05mL/mm、0.06mL/mm、0.07mL/mm、0.08mL/mm、0.09mL/mm、0.1mL/mm、0.2mL/mm、0.3mL/mm、0.4mL/mm、0.5mL/mm、0.6mL/mm、0.7mL/mm、0.8mL/mm、0.9mL/mm、1mL/mm或更多。该因子的范围可以在至多约1mL/mm、0.9mL/mm、0.8mL/mm、0.7mL/mm、0.6mL/mm、0.5mL/mm、0.4mL/mm、0.3mL/mm、0.2mL/mm、0.1mL/mm、0.09mL/mm、0.08mL/mm、0.07mL/mm、0.06mL/mm、0.05mL/mm、0.04mL/mm、0.03mL/mm、0.02mL/mm、0.01mL/mm、0.009mL/mm、0.008mL/mm、0.007mL/mm、0.006mL/mm、0.005mL/mm、0.004mL/mm、0.003mL/mm、0.002mL/mm、0.001mL/mm 0.0009mL/mm、0.0008mL/mm、0.0007mL/mm、0.0006mL/mm、0.0005mL/mm、0.0004mL/mm、0.0003mL/mm、0.0002mL/mm、0.0001mL/mm或更少。

在某些情况下，该系数的范围可以在约0.0001mL/mm²到约1mL/mm²。该因子的范围可以在至少约0.0001mL/mm²、0.0002mL/mm²、0.0003mL/mm²、0.0004mL/mm²、0.0005mL/mm²、0.006mL/mm²、0.0007mL/mm²、0.0008mL/mm²、0.0009mL/mm²、0.001mL/mm²、0.002mL/mm²、0.003mL/mm²、0.004mL/mm²、0.005mL/mm²、0.006mL/mm²、0.007mL/mm²、0.008mL/mm²、0.009mL/mm²、0.01mL/mm²、0.02mL/mm²、0.03mL/mm²、0.04mL/mm²、0.05mL/mm²、0.06mL/mm²、0.07mL/mm²、0.08mL/mm²、0.09mL/mm²、0.1mL/mm²、0.2/mm²、0.3mL/mm²、0.4mL/mm²、0.5mL/mm²、0.6mL/mm²、0.7mL/mm²、0.8mL/mm²、0.9mL/mm²、1mL/mm²或更多。该因子的范围可以在至多约1mL/mm²、0.9mL/mm²、0.8mL/mm²、0.7mL/mm²、0.6mL/mm²、0.5mL/mm²、0.4mL/mm²、0.3mL/mm²、0.2mL/mm²、0.1mL/mm²、0.09mL/mm²、0.08mL/mm²、0.07mL/mm²、0.06mL/mm²、0.05mL/mm²、0.04mL/mm²、0.03mL/mm²、0,02mL/mm²、0.01mL/mm²、0.009mL/mm²、0.008mL/mm²、0.007mL/mm²、0.006mL/mm²、0.005mL/mm²、0.004mL/mm²、0.003mL/mm²、0.002mL/mm²、0.001mL/mm²、0.0009mL/mm²、0.0008mL/mm²、0.0007mL/mm²、0.0006mL/mm²、0.0005mL/mm²、0.0004mL/mm²、0.0003mL/mm²、0.0002mL/mm²、0.0001mL/mm²或更少。

3D打印的方法可以进一步包括(i)将包含聚合物前体的膜暴露于附加光(即，传感器光)和(ii)使用传感器检测附加光的至少一部分，其是通过膜透射的。传感器和传感器光源可以设置在膜的同一侧(例如，在打印窗口的同一表面上)或相反侧(例如，在打印窗口的相反表面上)。在示例中，传感器光可以从打印窗口的第一侧被引导并朝向打印窗口(例如，透明或半透明玻璃或聚合物)，透射通过打印窗口并进入与第一侧相对的打印窗口第二侧上或邻近的膜中，并且透射穿过膜并进入设置在膜附近(例如，上方)并且在打印窗口的第二侧上的传感器中。

替代地或除此之外，3D打印的方法还可以包括(i)将膜暴露于传感器光和(ii)使用传感器来检测被膜反射的传感器光的至少一部分。传感器和传感器光源可以设置在膜的同一侧(例如，同一表面)。在一些情况下，传感器光可以被导向膜的暴露表面，并且膜可以将传感器光的至少一部分反射回穿过膜的暴露表面并且到达传感器。暴露表面可以是远离构造表面的膜的顶面，或者膜的一个或多个不与构造表面接触的垂直侧。在一些情况下，传感器光可以被引导穿过构造表面(例如，打印窗口)并到达膜，并且膜可以将传感器光的至少一部分反射回穿过构造表面并且到达邻近(例如，低于)构造表面布置的传感器并远离膜。

控制器可以被配置成将传感器光的透射率、光密度或吸光度和/或反射率转换成膜的曲线(例如，厚度、体积等)。透射率可以定义为透射过膜的光与入射到其上的光的比率。光密度或吸光度可以定义为透射率倒数的对数。反射率可以定义为从膜反射的光与入射在其上的光的比率。在示例中，可以打印具有不同已知和验证厚度的膜以获得传感器光的膜厚度透射率和/或反射率。随后，厚度与传感器光透射率/反射率的曲线图可用于将传感器光透射率/反射率的任何未来检测转换成相应的膜厚度。

传感器的光学反馈可以是粘性液体或其一部分的膜的光学曲线(例如，2D光学图像和/或视频)。光学曲线可以是传感器光通过粘性液体膜的透射率和/或传感器光通过粘性液体膜的反射率。可操作地与传感器通信的控制器可以被配置为定量测量膜的光学曲线中透射和/或反射的传感器光的光密度，从而生成膜的光密度。因此，传感器、被配置为提供传感器光的传感器光源和控制器可用作密度计以测量膜的0D、1D、2D和/或3D光密度。膜的光密度可以指示膜中一种或多种组分的密度，例如膜中的一种或多个颗粒。虽然曲线仪可能能够提供粘性液体膜的表面曲线(例如，平滑度、粗糙度等)，但曲线仪可能无法提供粘性液体膜的光密度。

引发由聚合物前体形成聚合物材料的光(即，光引发光)可以具有第一波长，并且用于传感器的附加光(即，传感器光)可以具有第二波长。在一些情况下，第二波长可以不同于第一波长。在一些情况下，光引发光可包括范围在约420纳米(nm)至约510nm之间的波长。在示例中，诱导光引发的第一波长是约460nm。在一些情况下，附加光可包括范围在约700nm至约1000nm之间的IR波长。在一些情况下，附加光可包括约850nm的IR波长。在示例中，附加光可以包括(i)范围在约700nm到约1.5微米(μm)之间的近红外波长，(ii)范围在约1.5μm到约4μm之间的中红外波长，(iii)和/或范围在约4μm至约1毫米之间的远红外波长。在一些情况下，附加光可包括范围在约620nm至约700nm之间的可见红色波长。

在一些情况下，用于光引发的光和用于传感器的附加光可以由相同的光源(例如，双波长投影仪，例如双波长激光器)提供。这种光源可以邻近构造表面(例如，打印窗口)并且远离包含聚合物前体的膜。替代地或除此之外，此类光源可与包含聚合物前体的膜设置在构造表面的同一侧。

在一些情况下，用于光引发的光可由光源(即，光引发光源)提供，并且用于传感器的附加光可由附加光源(即，传感器光源)提供。光引发光源和传感器光源可以是不同的。在示例中，光引发光源和传感器光源不同。光引发光源和传感器光源可以位于构造表面的同一侧或相对侧。光引发光源和/或传感器光源可以与构造表面(例如，打印窗口)相邻并且远离包含聚合物前体的膜。替代地或除此之外，光引发光源和/或传感器光源可以与包含聚合物前体的膜设置在构造表面的同一侧。

3D打印的方法还可以包括使用与构造表面(例如，打印窗口)相邻并且远离包含聚合物前体的膜的漫射器(例如，光学漫射器)来漫射附加光(即，传感器光)。在一些情况下，传感器光源(例如，辐射源)可以将传感器光(例如，IR辐射)引导向漫射器，并且漫射器可以散射至少一部分红外辐射并将散射的传感器光引导向包含聚合物前体的膜。替代地或除此之外，漫射器可以位于与包含聚合物前体的膜相邻并且远离构造表面。

漫射器可以相对于构造表面(例如，打印窗口)是静止的。漫射器可以相对于构造表面移动。这种运动可以是相对移动，因此移动件可以是漫射器和/或构造表面。漫射器可以相对于附加光源(即，传感器光源)是静止的。漫射器可以相对于附加光源移动。这种运动可以是相对运动，因此移动件可以是漫射器和/或附加光源。漫射器可以被配置为平行和/或垂直于构造表面移动。在一些情况下，漫射器可以被配置为至少在平行于构造表面的线性或非线性(例如，圆形)方向上移动。在一些情况下，可以将漫射器从构造表面移开，使得漫射器不会干扰来自光源并朝向设置在构造表面上或附近的聚合物前体膜的光路(即，光引发光)。因此，在一些情况下，漫射器可以机械地耦合到各种机械结构(例如，马达)以在朝向或远离光路的方向上移动漫射器。各种机械结构可以被配置为在朝向或远离构造表面的方向上移动漫射器。

至少约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个漫射器可用于漫射附加光。至多约10、9、8、7、6、5、4、3、2或1个漫射器可用于漫射附加光。当使用多个漫射器时，多个漫射器可以或可以不设置在彼此的顶部。多个漫射器可以相对于彼此移动。

包含聚合物前体的膜的曲线可以是光学曲线(即，密度测定法)。光学曲线可以由至少一部分电磁辐射(例如，至少一部分IR辐射)组成。膜的曲线可以是零维(例如，膜中的单个点或xy坐标)、1D(例如，平行或垂直于构造表面的线)、2D(例如，平行或垂直于构造表面的平面)和/或3D(例如，膜中的一个或多个体素)。在某些情况下，曲线可以是二维曲线。在一些情况下，该方法还可以包括使用曲线来确定膜的横截面尺寸。膜的横截面尺寸可以与构造表面平行、垂直或成角度(例如，不平行或垂直)。

包含聚合物前体的膜还可包含多个颗粒，并且该曲线可以是该膜中的多个颗粒的密度曲线。多个颗粒可包括至少一种金属颗粒、至少一种陶瓷颗粒或其组合。在将膜中的聚合物前体的至少一部分固化(例如，固化、交联)成聚合物材料后，聚合物材料可以封装多个颗粒中的一种或多种。

该方法可以包括提供用于保持3D物体的至少一部分的构造头。在将光引导通过打印窗口并到达粘性液体膜之前，该方法还可以包括将构造头移向打印窗口并与粘性液体膜接触。在引导光以固化打印窗口和构造头之间的粘性液体膜中的光敏树脂的至少一部分之后，该方法可以进一步包括在远离打印窗口的方向上移动构造头。在一些情况下，该方法还可以包括在形成3D物体的同时在远离窗口的方向上移动构造头。可以控制构造头的移动速率以调整3D物体中的一个或多个层的厚度。与3D物体的第一层接触的构造头的表面可以是光滑的、滚花的或锯齿状的，以调整表面与3D物体的第一层之间的接触表面积和/或摩擦力。替代地或除此之外，3D物体的第一层可以是3D物体的支撑层，其可以在后处理中移除。

该方法还可以包括使用构造头。构造头可以被配置为保持和/或支撑3D物体的至少一部分(例如，层)。在打印期间，3D物体的至少一部分可以被打印在构造头上。构造头可以被配置为在打印期间相对于打印窗口移动。构造头可以被配置为在打印期间沿着远离打印窗口的方向移动。这种移动可以是相对移动，因此移动件可以是构造头、打印窗口或两者。在一些情况下，构造头可以连接到构造头致动器以用于相对于打印窗口移动构造头。构造头致动器可以是机械、液压、气动或机电致动器。替代地或除此之外，包括打印窗口的开放平台可以连接到开放平台致动器以用于相对于构造头移动开放平台。开放平台致动器可以是机械、液压、气动或机电致动器。控制器可以可操作地耦合到构造头致动器和/或开放平台致动器以控制构造头和打印窗口之间的相对距离。构造头和打印窗口之间的相对距离可以被调整以调整3D物体的至少一部分内的层的厚度。

该方法可以进一步包括将膜的至少一部分暴露于光以引发由聚合物前体形成聚合物材料，其中构造头与膜接触。该方法还可包括将构造头移离构造表面。随后，该方法可以进一步包括使用传感器来测量与构造表面相邻的膜的附加曲线(例如，光学曲线)。膜的附加曲线可以是在打印3D物体的先前沉积部分(例如，层)之后保留在构造表面上的任何过量膜的曲线。附加曲线可以是被打印的3D物体的至少一部分的负曲线或倒转曲线(例如，负或倒转光学曲线)。可以(例如，由控制器)分析负曲线以确定已打印的3D物体的至少一部分的横截面图像(即，断层扫描、曲线或侧影)。3D物体的至少一部分的所确定的横截面图像可以与3D物体的初始3D模型进行比较以评估打印质量。在一些情况下，可以将基于负像的3D物体的层的横截面积和/或形状与基于3D物体的初始3D模型的3D物体的相应层的理论横截面积和/或形状进行比较，从而评估打印质量。

3D物体的多个部分的多个负曲线可以被组合(例如，通过控制器)以重建被打印的3D物体的至少一部分的3D模型。可以组合基于多个负曲线的多个横截面图像以生成3D物体的至少一部分的重建3D模型。组合多个负曲线(或相应的多个横截面图像)可以包括堆叠多个负曲线(或相应的多个横截面图像)。3D物体的多个部分可以是3D物体的连续部分。3D物体的多个部分可以不是3D物体的连续部分。3D物体的至少一部分的虚拟模型可以与3D物体的初始3D模型进行比较，从而评估打印质量。虚拟模型可以像使用微型计算机断层扫描重建打印的3D物体一样提供信息。

可以在将粘性液体膜沉积在构造表面上之前、期间和/或之后使用传感器。可以在将粘性液体膜的至少一部分形成(例如，固化、聚合、交联等)成聚合物之前、期间和/或之后使用传感器。可以在从构造表面移除任何过量粘性液体之前、期间和/或之后使用传感器。

该方法可以包括在足以引起至少一种光引发剂引发由聚合物前体形成聚合物材料的条件下将树脂(例如，粘性液体)暴露于光(即，光引发光)。聚合物材料可以封装多个颗粒。该方法可以包括在足以引起至少一种光抑制剂抑制与构造表面相邻的聚合物材料形成的条件下将树脂暴露于不同的光(即，光抑制光)。在一些情况下，光引发光可以包括第一波长并且光抑制光可以包括第三波长。第一波长和第三波长可以不同。第一波长可波长以足以激活至少一种光引发剂，第三波长可以足以激活至少一种光抑制剂。

该方法还可以包括将光(即，光引发光)引导通过打印窗口并到达膜以引发由聚合物前体形成(例如，固化或交联)聚合物材料。光可以从提供光穿过打印窗口并到达膜的光源引导，以引发由聚合物前体形成聚合物材料。光源可以提供穿过打印窗口(或打印窗口上方)的第一光，用于形成与打印窗口相邻的3D物体的至少一部分。

该方法还可以包括将不同的光(即，光抑制光)引导通过打印窗口并到达膜以抑制打印窗口上或相邻的聚合物前体形成(例如，抑制固化或交联)聚合物材料。不同的光可以从提供不同光的光源通过打印窗口引导到膜上，以抑制在打印窗口上或打印窗口附近的聚合物前体形成聚合物材料。光源可以通过打印窗口(或打印窗口上方)提供不同的光以抑制打印窗口上或打印窗口附近的聚合物前体形成聚合物材料。

在某些情况下，可能会排除打印窗口。在这种情况下，可以从开放平台上方，例如直接在开放平台的上方或侧面，向粘性液体的膜提供光。

在构造表面上或附近提供包含聚合物前体的膜之前，该方法可以包括接收或生成3D物体的计算机模型，其中3D物体的至少一部分是根据3D物体的计算机模型。该方法还可以包括确定包含聚合物前体的液体(例如粘性液体)的量，该液体被分配在构造表面上或构造表面附近以用于打印3D物体的一部分(例如，层)。

在一些情况下，粘性液体可以是光敏树脂。光敏树脂的粘度可在约4,000cP至约2,000,000cP之间。光敏树脂的粘度可为至少约4,000cP、10,000cP、20,000cP、30,000cP、40,000cP、50,000cP、60,000cP、70,000cP、80,000cP、90,000cP、100,000cP、200,000cP、300,000cP、400,000cP、500,000cP、600,000cP、700,000cP、800,000cP、900,000cP、1,000,000cP、2,000,000cP或更高。光敏树脂的粘度可为至多约2,000,000cP、1,000,000cP、900,000cP、800,000cP、700,000cP、600,000cP、500,000cP、400,000cP、300,000cP、200,000cP、100,000cP、90,000cP、80,000cP、70,000cP、60,000cP、50,000cP、40,000cP、30,000cP、20,000cP、10,000cP、4,000cP或更低。

粘性液体可以是非牛顿流体。粘性液体的粘度可基于粘性液体的剪切速率或剪切史而变化。作为备选，粘性液体可以是牛顿流体。

在一些情况下，粘性液体可以包括光敏树脂和多个颗粒。粘性液体的粘度可能在4,000cP至2,000,000cP之间。粘性液体的粘度可为至少约4,000cP、10,000cP、20,000cP、30,000cP、40,000cP、50,000cP、60,000cP、70,000cP、80,000cP、90,000cP、100,000cP、200,000cP、300,000cP、400,000cP、500,000cP、600,000cP、700,000cP、800,000cP、900,000cP、1,000,000cP、2,000,000cP或更高。粘性液体的粘度可为至多约2,000,000cP、1,000,000cP、900,000cP、800,000cP、700,000cP、600,000cP、500,000cP、400,000cP、300,000cP、200,000cP、100,000cP、90,000cP、80,000cP、70,000cP、60,000cP、50,000cP、40,000cP、30,000cP、20,000cP、10,000cP、4,000cP或更低。

在包括光敏树脂和多个颗粒的粘性液体中，光敏树脂可以以约5体积％(vol％)至约80vol％之间的量存在于粘性液体。光敏树脂可以以至少约5vol％、6vol％、7vol％、8vol％、9vol％、10vol％、11vol％、12vol％、13vol％、14vol％、15vol％、16vol％、17vol％、18vol％、19vol％、20vol％、21vol％、22vol％、23vol％、24vol％、25vol％、30vol％、35vol％、40vol％、45vol％、50vol％、55vol％、60vol％、65vol％、70vol％、75vol％、80vol％或更多的量存在于粘性液体中。光敏树脂可以以至多约80vol％、75vol％、70vol％、65vol％、60ol％、55vol％、50vol％、45vol％、40vol％、35vol％、30vol％、25vol％、24vol％、23vol％、22vol％、21vol％、20vol％、19vol％、18vol％、17vol％、16vol％、15vol％、14vol％、13vol％、12vol％、11vol％、10vol％、9vol％、8vol％、7vol％、6vol％、5vol％或更少的量存在于粘性液体中。

光敏树脂中的聚合物前体可包括待聚合成聚合材料的单体、待交联成聚合材料的低聚物或两者皆有。单体可以是相同的或不同的类型。低聚物可以由两个或更多个彼此共价连接的单体组成。低聚物可以是任何长度，如至少2(二聚体)、3(三聚体)、4(四聚体)、5(五聚体)、6(六聚体)、7、8、9、10、20、30、40、50、100、200、300、400、500个或更多个单体。备选地或附加地，聚合物前体可包括树枝状前体(单分散或多分散)。树枝状前体可以是官能团保留该树状前体的表面上的第一代(G1)、第二代(G2)、第三代(G3)、第四代(G4)或更高。所得聚合材料可包括单聚物和/或共聚物。共聚物可以是线性共聚物或支链共聚物。共聚物可以是交替共聚物、周期共聚物、统计共聚物、无规共聚物和/或嵌段共聚物。

单体的示例包括甲基丙烯酸羟乙酯；丙烯酸正月桂酯；甲基丙烯酸四氢糠酯；2,2,2-甲基丙烯酸三氟乙酯；甲基丙烯酸异冰片酯；聚丙二醇单甲基丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(即Rahn Genomer 1122)；丙烯酸羟乙酯；甲基丙烯酸正月桂酯；丙烯酸四氢糠酯；2,2,2-丙烯酸三氟乙酯；丙烯酸异冰片酯；聚丙二醇单丙烯酸酯；三甲基丙烷三丙烯酸酯；三甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；季戊四醇四丙烯酸酯；季戊四醇四丙烯酸酯；三甘醇二丙烯酸酯；三甘醇二甲基丙烯酸酯；四甘醇二丙烯酸酯；四甘醇二甲基丙烯酸酯；二甲基丙烯酸新戊酯；丙烯酸新戊酯；己二醇二甲基丙烯酸酯；己二醇二丙烯酸酯；聚乙二醇400二甲基丙烯酸酯；聚乙二醇400二丙烯酸酯；二甘醇二丙烯酸酯；二甘醇二甲基丙烯酸酯；乙二醇二丙烯酸酯；乙二醇二甲基丙烯酸酯；乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯；乙氧基化双酚A二丙烯酸酯；双酚A甲基丙烯酸缩水甘油酯；双酚A丙烯酸缩水甘油酯；二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯；和二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯中的一种或多种。

聚合物前体可以以约3重量％(wt％)至约90wt％之间的量存在于粘性液体的光敏树脂中。聚合物前体可以以至少约3wt％、4wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％、90wt％或更多的量存在于粘性液体的光敏树脂中。聚合物前体可以以至多约90wt％、85wt％、80wt％、75wt％、70wt％、65wt％、60wt％、55wt％、50wt％、45wt％、40wt％、35wt％、30wt％、25wt％、20wt％、15wt％、10wt％、5wt％、4wt％、3wt％的量存在于粘性液体的光敏树脂中。

聚合前体到聚合材料中的光聚合可由一种或多种光敏物质如至少一种光引发剂和至少一种光抑制剂来控制。至少一种光引发剂可以是吸收光子的化合物，其(i)由包括第一波长的光(即，光引发光)激活并且(ii)引发聚合前体的光聚合。至少一种光抑制剂可以是另一吸收光子的化合物，其(i)由包括第三波长的不同光(即，光抑制光)激活并且(ii)抑制聚合前体的光聚合。第一波长与第三波长可以不同。光和不同光可以由相同光源引导。作为备选，光可以由第一光源(即，光引发光源)引导，并且不同光可以由不同光源(即，光抑制光源)引导。在一些情况下，光可以包括波长在约420纳米(nm)至约510nm之间的波长。在一些情况下，不同光可以包括波长在约350nm至约410nm之间的波长。在一个示例中，诱导光引发的第一波长为约460nm。在一个示例中，诱导光抑制的第三波长为约365nm。

可通过调整光、不同光或两者的强度和/或持续时间来控制至少一种光引发剂的光引发和至少一种光抑制剂的光抑制的相对速率。通过控制光引发和光抑制的相对速率，可以控制聚合前体聚合到聚合材料中的总速率和/或量(程度)。这样的过程可用于(i)防止聚合前体在窗口-粘性液体界面处聚合，(ii)控制在远离窗口的方向上发生聚合的速率，和/或(iii)控制粘性液体膜内聚合材料的厚度。

至少一种光引发剂的类型的示例包括二苯甲酮、噻吨酮、蒽醌、苯甲酰甲酸酯、羟苯乙酮、烷氨基苯乙酮、偶苯酰缩酮、二烷氧基苯乙酮、苯偶姻醚、氧化膦酰基肟基酯、α卤代苯乙酮、三氯甲基-S-三嗪、二茂钛、二亚苄基酮、酮香豆素、染料敏化光引发系统、马来酰亚胺及其混合物中的一种或多种。

光敏树脂中至少一种光引发剂的示例包括1-羟基-环己基-苯基-酮(Irgacure^TM184；BASF,Hawthorne,NJ)；1-羟基-环己基-苯基-酮和二苯甲酮(Irgacure^TM 500；BASF)的1:1混合物；2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Darocur^TM 1173；BASF)；2-羟基-1-[4-(2-羟乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮(Irgacure^TM 2959；BASF)；苯甲酰甲酸酯(Darocur^TM MBF；BASF)；氧-苯基-乙酸2-[2-氧代-2-苯基-乙酰氧基-乙氧基]-乙酯；氧-苯基-乙酸2-[2-羟基-乙氧基]-乙酯；氧-苯基-乙酸2-[2-氧代-2-苯基-乙酰氧基-乙氧基]-乙酯和氧-苯基-乙酸2-[2-羟基-乙氧基]-乙酯的混合物(Irgacure^TM 754；BASF)；α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮(Irgacure^TM 651；BASF)；2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)-苯基]-1-丁酮(Irgacure^TM 369；BASF)2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮(Irgacure^TM907；BASF)；每重量的2-苄基-2-(二甲基氨基)-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮和α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮的3:7混合物(Irgacure^TM 1300；BASF)；二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(Darocur^TM TPO；BASF)；二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的1:1混合物(Darocur^TM 4265；BASF)；苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，其可以纯净形式(Irgacure^TM 819；BASF,Hawthorne,NJ)使用或分散于水中(45％活性，Irgacure^TM 819DW；BASF)；苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的2:8混合物(Irgacure^TM 2022；BASF)；Irgacure^TM 2100，其包括苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-氧化膦)；双-(η5,2,4-环戊二烯-1-基)-双-[2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)苯基]-钛(Irgacure^TM 784；BASF)；(4-甲基苯基)[4-(2-甲基丙基)苯基]-六氟磷酸碘鎓(Irgacure^TM 250；BASF)；2-(4-甲基苄基)-2(二甲基氨基)-1-(4-吗啉苯基)-丁-1-酮(Irgacure^TM 379；BASF)；4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮(Irgacure^TM 2959；BASF)；双-(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦；双-(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦和2羟基-2-甲基-1-苯基-丙酮的混合物(Irgacure^TM 1700；BASF)；4-异丙基-9-噻吨酮；及其混合物中的一种或多种。

至少一种光引发剂可以以约0.1wt％至约10wt％之间的量存在于光敏树脂中。至少一种光引发剂可以以至少约0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％或更多的量存在于光敏树脂中。至少一种光引发剂可以以至多约10wt％、9wt％、8wt％、7wt％、6wt％、5wt％、4wt％、3wt％、2wt％、1wt％、0.9wt％、0.8wt％、0.7wt％、0.6wt％、0.5wt％、0.4wt％、0.3wt％、0.2wt％、0.1wt％或更少的量存在于光敏树脂中。

光敏树脂中的至少一种光抑制剂可包括可优先终止生长的聚合物自由基而不是引发聚合前体的聚合的一个或多个自由基。至少一种光抑制剂的类型的示例包括：硫烷基硫代羰基和在光引发转移终止剂聚合中生成的其他自由基中的一种或多种；在可逆加成-断裂链转移聚合中使用的硫烷基硫代羰基自由基；以及在氮氧化物介导聚合中使用的亚硝酰基自由基。可以生成以终止生长的自由基链的其他非自由基物质可能包括原子转移自由基聚合(ATRP)中用作减活剂的多种金属/配体复合物。因此，至少一种光抑制剂的类型的附加示例包括：硫代氨基甲酸酯、黄原酸酯、二硫代苯甲酸酯、六芳基双咪唑、生成酮基和倾向于终止生长的聚合物链自由基的其他自由基的光引发剂(即，樟脑醌(CQ)和二苯甲酮)、ATRP减活剂及其聚合物形式中的一种或多种。

光敏树脂中至少一种光抑制剂的示例包括二甲基二硫代氨基甲酸锌；二乙基二硫代氨基甲酸锌；二丁基二硫代氨基甲酸锌；二丁基二硫代氨基甲酸镍；二苄基二硫代氨基甲酸锌；二硫化四甲基秋兰姆；二硫化四乙基秋兰姆(TEDS)；一硫化四甲基秋兰姆；二硫化四苄基秋兰姆；二硫化四异丁基秋兰姆；六硫化双五亚甲基秋兰姆；二硫化N,N硫化二甲基N,N′-二(4-吡啶基)秋兰姆；3-丁烯基2-(月桂基硫基硫代羰基硫基)-2-丙酸甲酯；4-氰基-4-[(月桂基硫烷基硫代羰基)硫烷基]戊酸；4-氰基-4-[(月桂基硫烷基硫代羰基)硫烷基]戊醇；氰甲基月桂基三硫代碳酸酯；氰甲基[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]三硫代碳酸酯；2-氰基-2-丙基月桂基三硫代碳酸酯；S,S-二苄基三硫代碳酸酯；2-(月桂基硫基硫代羰基硫基)-2-甲基丙酸；2-(月桂基硫基硫代羰基硫基)-2-甲基丙酸N-羟基琥珀酰亚胺；苄基1H-吡咯-1-二硫代碳酸酯；二苯基氨基二硫代甲酸氰甲酯；甲基(苯基)氨基二硫代甲酸氰甲酯；甲基(4-吡啶基)氨基二硫代甲酸氰甲酯；2-氰基丙烷-2-基N-甲基-N-(吡啶-4-基)氨基二硫代甲酸酯；2-[甲基(4-吡啶基)二硫代碳酸酯]丙酸甲酯；1-琥珀酰亚胺-4-氰基-4-[N-甲基-N-(4-吡啶基)二硫代碳酸酯]戊酸酯；二硫代苯甲酸苄酯；二硫代苯甲酸氰甲酯；4-氰基-4-(苯基硫代羰基硫基)戊酸；4-氰基-4-(苯基硫代羰基硫基)戊酸N-琥珀酰亚胺酯；2-氰基-2-丙基苯二硫酸酯；2-氰基-2-丙基4-氰基苯二硫氰酸酯；2-(4-甲氧基苯基硫代羰基硫基)乙酸乙酯；2-苯基-2-丙基苯二硫酸酯；甲基(4-吡啶基)氨基二硫代甲酸氰甲酯；2-氰基丙烷-2-基N-甲基-N-(吡啶-4-基)氨基二硫代甲酸酯；2,2'-双(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-双咪唑；2-(2-乙氧基苯基)-1-[2-(2-乙氧基苯基)-4,5-二苯基-2H-咪唑-2-基]-4,5-二苯基-1H-咪唑；2,2',4-三-(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-4',5'-二苯基-1,1'-双咪唑；和2-[甲基(4-吡啶基)二硫代碳酸酯]丙酸甲酯中的一种或多种。

在一些情况下，光抑制剂可以包括六芳基联咪唑(HABI)或其功能变体。在一些情况下，六芳基联咪唑可包含具有卤素和/或烷氧基取代基的苯基。在示例中，苯基包含邻氯取代。在另一示例中，苯基包含邻甲氧基取代。在另一个示例中，苯基包含邻乙氧基取代。六芳基联咪唑的功能变体的示例包括：2,2'-双(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑；2-(2-甲氧基苯基)-1-[2-(2-甲氧基苯基)-4,5-二苯基-2H-咪唑-2-基]-4,5-二苯基-1H-咪唑；2-(2-乙氧基苯基)-1-[2-(2-乙氧基苯基)-4,5-二苯基-2H-咪唑-2-基]-4,5-二苯基-1H-咪唑；和2,2',4-三-(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-4',5'-二苯基-1,1'-联咪唑。

至少一种光抑制剂可以以约0.1wt％至约10wt％之间的量存在于光敏树脂中。至少一种光抑制剂可以至少约0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％或更多的量存在于光敏树脂中。至少一种光抑制剂可以以至多约10wt％、9wt％、8wt％、7wt％、6wt％、5wt％、4wt％、3wt％、2wt％、1wt％、0.9wt％、0.8wt％、0.7wt％、0.6wt％、0.5wt％、0.4wt％、0.3wt％、0.2wt％、0.1wt％或更少的量存在于光敏树脂中。

备选地或附加地，光敏树脂可以包括共引发剂。共引发剂可用于提高聚合前体的聚合速率。合适的共引发剂类别可包括：伯胺、仲胺和叔胺；醇；和硫醇。共引发剂的示例可包括：4-(二甲基氨基)苯甲酸异戊酯、4-(二甲基氨基)苯甲酸2-乙基己酯；4-(二甲基氨基)苯甲酸乙酯(EDMAB)；3-(二甲基氨基)丙烯酸丙酯；2-(二甲基氨基)甲基丙烯酸乙酯；4-(二甲基氨基)二苯甲酮；4-(二乙基氨基)二苯甲酮；4,4酮基双(二乙基氨基)二苯甲酮；甲基二乙醇胺；三乙胺；己硫醇；庚烷硫醇；辛烷硫醇；壬烷硫醇；癸烷硫醇；十一烷硫醇；十二烷硫醇；3-巯基丙酸异辛酯；季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)；4,4酸醇硫代双苯硫醇；三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)；CN374(Sartomer)；CN371(Sartomer)、CN373(Sartomer)；Genomer 5142(Rahn)；Genomer 5161(Rahn)；Genomer 5271(Rahn)；Genomer 5275(Rahn)和TEMPIC(BrunoBoc,德国)中的一种或多种。

在一些情况下，至少一种光引发剂和共引发剂可被相同的光激活。至少一种光引发剂和共引发剂可被相同光的相同波长和/或两个不同波长激活。备选地或附加地，至少一种光引发剂和共引发剂可以由包括不同波长的不同光激活。系统可以包括提供被配置为共引发剂光源，其被配置为将包括足以激活该共引发剂的波长的共引发光引导至粘性液体的膜。

共引发剂可以是小分子(例如，单体)。备选地或附加地，共引发剂可以是包含多个小分子的低聚物或聚合物。共引发剂可以以0.1％至约10％之间的量存在于光敏树脂中。共引发剂可以以至少约0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％或更多的量存在于光敏树脂中。共引发剂可以以至多约10wt％、9wt％、8wt％、7wt％、6wt％、5wt％、4wt％、3wt％、2wt％、1wt％、0.9wt％、0.8wt％、0.7wt％、0.6wt％、0.5wt％、0.4wt％、0.3wt％、0.2wt％、0.1wt％或更少的量存在于光敏树脂中。

光敏树脂可包括一种或多种染料。该一种或多种染料可以用来衰减光，以将能量转移至光敏物质，或者两者兼而有之。一种或多种染料可以将能量转移至光敏物质，以提高光敏树脂对光引发过程的光、光抑制过程的不同光或两者的敏感性。在一个示例中，光敏树脂包括至少一种染料，该至少一种染料被配置为吸收具有第三波长的不同光，该第三波长用于激活至少一种光抑制剂。将光敏树脂暴露于不同光可引发至少一种染料吸收不同光，并且(i)减少暴露于至少一种光抑制剂的不同光的量，从而控制不同光渗透到粘性液体的膜中的深度，和/或(ii)将一些吸收的能量从不同光转移到(例如，经由福斯特共振能量转移(FRET))至少一个光抑制剂，从而改善光抑制的效率。一种或多种染料的示例可包括通常用作紫外线(UV)吸收剂的化合物，包括2-羟基苯基-二苯甲酮、2-(2-羟基苯基)-苯并三唑和2-羟基苯基-s-三嗪。备选地或附加地，一种或多种染料可包括用于织物的组织学着色或染色的染料，包括马丁黄、喹啉黄、苏丹红、苏丹I、苏丹IV、曙红、曙红Y、中性红和酸性红。

光敏树脂中一种或多种染料的浓度可取决于一种或多种染料的光吸收性质。一种或多种染料可以以0.1wt％至约10wt％之间的量存在于光敏树脂中。一种或多种染料可以以至少约0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％或更多的量存在于光敏树脂中。一种或多种染料可以以至多约10wt％、9wt％、8wt％、7wt％、6wt％、5wt％、4wt％、3wt％、2wt％、1wt％、0.9wt％、0.8wt％、0.7wt％、0.6wt％、0.5wt％、0.4wt％、0.3wt％、0.2wt％、0.1wt％的量存在于光敏树脂中。

粘性液体可以包括用于形成3D物体的至少一部分的多个颗粒。在一些情况下，粘性液体中颗粒的量可足以使烧结期间生坯的收缩最小。多个颗粒可包括可熔化或烧结(例如，不完全熔化)的任何颗粒材料(颗粒)。颗粒材料可以是粉末形式。特定材料可以是无机材料。无机材料可以是金属、金属间化合物、陶瓷材料或其任何组合。一种或多个颗粒可包括至少一种金属材料、至少一种金属间材料、至少一种陶瓷材料或其任何组合。

尽管仅有粉末金属可能是严重的安全隐患，并且可能爆炸和/或需要广泛的安全基础设施，但使用分散在粘性液体中的粉末金属可以避免或大大降低与使用未分散在液体介质中的粉末金属相关的风险。此外，可以在不使用热的情况下使用包括光敏树脂和粉末金属的粘性液体来进行基于光聚合物的3D打印，从而避免或实质上减少了打印期间3D物体的至少一部分的热变形。

用于颗粒的金属材料可包括铝、钙、镁、钡、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、铌、钼、钌、铑、银、镉、锕和金中的一种或多种。在一些情况下，颗粒可包括稀土元素。稀土元素可以包括钪、钇和原子序数为57-71的镧系元素中的一种或多种。

金属间化合物可以是表现出金属键、限定的化学计量和有序的晶体结构的固态化合物(即，合金)。金属间化合物可以是预合金粉末形式。这样的预合金粉末的示例可包括但不限于黄铜(铜和锌)、青铜(铜和锡)、硬铝(铝、铜、锰和/或镁)、金合金(金和铜)、玫瑰金合金(金、铜和锌)、镍铬合金(镍和铬)和不锈钢(铁、碳，以及其他元素，包括锰、镍、铬、钼、硼、钛、硅、钒、钨、钴和/或铌)。在一些情况下，预合金粉末可包括高温合金。高温合金可以基于包括铁、镍、钴、铬、钨、钼、钽、铌、钛和/或铝的元素。

陶瓷材料可包括主要以离子键和共价键形式存在的金属(例如，铝、钛等)、非金属(例如，氧、氮等)和/或准金属(例如，锗、硅等)原子。陶瓷材料的示例包括但不限于铝化物、硼化物、氧化铍、碳化物、氧化铬、氢氧化物、硫化物、氮化物、莫来石、蓝晶石、铁氧体、二氧化钛氧化锆、氧化钇和氧化镁。

在一些情况下，粘性液体可包括预陶瓷材料。预陶瓷材料可以是可被加热(或热解)以形成陶瓷材料的聚合物。预陶瓷材料可以包括聚有机锆酸酯、聚有机铝酸酯、聚硅氧烷、聚硅烷、聚硅氮烷、聚碳硅烷、聚硼硅烷等。预陶瓷材料的附加示例包括四甲基丙烯酸锆、二甲基丙烯酸氧化锆或2-乙基己酸锆；铝III仲丁醇、乙酰乙酸乙基铝二异丙酯；1,3-双(氯甲基)1,1,3,3-四(三甲基硅氧烷基)二硅氧烷；1,3-双(3-羧基丙基)四甲基二硅氧烷；1,3,5,7-四乙基-2,4,6,8-四甲基环四硅氮烷；(三甲基甲硅烷基)磷酸三酯；三(三甲基硅氧烷基)硼；及其混合物。

多个颗粒的横截面尺寸可在约1纳米(nm)至约500微米(μm)之间。多个颗粒的横截面尺寸可为至少约1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm或更大。多个颗粒的横截面尺寸可为至多约500μm、400μm、300μm、200μm、100μm、90μm、80μm、70μm、60μm、50μm、40μm、30μm、20μm、10μm、9μm、8μm、7μm、6μm、5μm、4μm、3μm、2μm、1μm、900nm、800nm、700nm、600nm、500nm、400nm、300nm、200nm、100nm、90nm、80nm、70nm、60nm、50nm、40nm、30nm、20nm、10nm、9nm、8nm、7nm、6nm、5nm、4nm、3nm、2nm、1nm或更小。

多个颗粒(例如，金属颗粒、金属间化合物颗粒和/或陶瓷颗粒)可以以5vol％至约90vol％之间的量存在于粘性液体中。多个颗粒可以以至少约5vol％、10vol％、15vol％、20vol％、25vol％、30vol％、35vol％、40vol％、45vol％、50vol％、55vol％、60vol％、65vol％、70vol％、75vol％、80vol％、85vol％、90vol％或更多的量存在于粘性液体中。多个颗粒可以以至多约90vol％、85vol％、80vol％、75vol％、70vol％、65vol％、60vol％、55vol％、50vol％、45vol％、40vol％、35vol％、30vol％、25vol％、20vol％、15vol％、10vol％、5vol％或更少的量存在于粘性液体中。

粘性液体可包括防沉降组分，以防止多个颗粒沉降并使其悬浮在粘性液体中。防沉降组分可在空间上限制多个颗粒彼此靠近。防沉降组分可以不散射光(例如，光引发光和/或光抑制光)，以避免对光进入粘性液体的穿透深度产生负面影响。防沉降组分的含量可以以约5vol％至约90vol％之间的量存在于粘性液体中。防沉降组分可以以至少约5vol％、10vol％、15vol％、20vol％、25vol％、30vol％、35vol％、40vol％、45vol％、50vol％、55vol％、60vol％、65vol％、70vol％、75vol％、80vol％、85vol％、90vol％或更多的量存在于粘性液体中。防沉降组分可以以至多约90vol％、85vol％、80vol％、75vol％、70vol％、65vol％、60vol％、55vol％、50vol％、45vol％、40vol％、35vol％、30vol％、25vol％、20vol％或更少的量存在于粘性液体中。在一些情况下，多个颗粒以低于临界体积分数(V_C)的量存在于粘性液体中，并且可以添加防沉降组分以大约达到近似临界体积分数(V_C)。

防沉降组分的示例包括但不限于一种或多种附加颗粒和触变添加剂。一种或多种附加颗粒可被配置为防止粘性液体中的多个颗粒沉降。一种或多种附加颗粒在粘性液体内可减小自由空间并增加整体堆积密度，从而防止打印期间多个颗粒沉降到窗口。一种或多种附加颗粒的示例包括微粉化和/或分散的蜡，如石蜡、棕榈蜡(carnuba)、褐煤蜡(montan)、费托石蜡、亚乙基双硬脂酰胺和木质素；微粉化聚合物如纤维素、高密度聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氧化聚乙烯(PE)、多聚甲醛、聚乙二醇、酚醛塑料和三聚氰胺-甲醛基材料；以及由交联聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和/或其他共聚物制成的微球。一种或多种附加颗粒的示例是BYK Ceraflore 929(微粉化改性聚乙烯蜡)。

触变添加剂可以是在受到物理干扰时变成流体状的凝胶状或静态材料。这样的性质可以是可逆的。在粘性液体中，触变添加剂可被配置成形成网络以防止多个颗粒的沉降。可以通过剪切(例如，通过喷嘴分配)粘性液体以允许其流动而轻易地破坏触变添加剂的网络。通过喷嘴分配后，触变添加剂可在粘性液体内形成另一网络，以防止打印期间多个颗粒的沉降。触变添加剂的示例包括蓖麻蜡、氧化聚乙烯蜡、酰胺蜡、改性脲、蓖麻油衍生物、热解法二氧化硅和氧化铝、膨润土及其混合物。

在一些情况下，粘性液体的防沉降组分可以是一种或多种附加颗粒、触变添加剂或两者皆有。

粘性液体可以包括至少一种附加添加剂，其被配置为防止粘性液体发泡(或诱导粘性液体脱气)。防止粘性液体的发泡可以改善所得3D物体的质量。至少一种附加添加剂可以是两亲性材料。至少一种附加添加剂可以是低表面能材料，以允许在粘性液体中彼此结合。至少一种附加添加剂的这样的结合可捕获存在于粘性液体中的气泡，向粘性液体-空气界面迁移并释放气泡。在一些情况下，在光敏树脂的固化期间，至少一种附加添加剂可与聚合前体聚合和/或交联。一种附加添加剂的示例包括聚硅氧烷、改性聚硅氧烷、丙烯酸月桂酯、疏水性二氧化硅和改性脲。附加添加剂的示例可以是Evonik Tegorad 2500(丙烯酸硅)。

粘性液体可包括可萃取材料。因此，该方法可以包括在使生坯经受加热(例如，烧结)之前处理生坯的附加操作。

可萃取材料可溶解于聚合前体和/或分散于粘性液体。在打印期间，粘性液体的至少一部分的光敏树脂的聚合前体的固化可在3D物体是至少一部分内产生包含聚合材料的第一固相和包含可萃取材料的第二固相。这样的过程可以是聚合诱导的相分离(PIPS)操作。多个颗粒的至少一部分可由包括聚合材料的第一固相包封。在一些情况下，3D物体的至少一部分可以是生坯，其可以被加热以烧结多个颗粒的至少一部分并烧尽其他组分(即，有机组分)的至少一部分。

在烧结多个颗粒之前，可以用溶剂(液体或蒸汽)处理生坯(例如，浸没、喷射等)。溶剂可以是萃取溶剂。可萃取材料可在溶剂中可溶。可萃取材料在溶剂中的第一溶解度可高于聚合材料在溶剂中的第二溶解度。溶剂可以是聚合材料的不良溶剂。因此，用溶剂处理生坯可将可萃取材料的至少一部分从生坯中溶解并萃取到溶剂中，并在3D物体的至少一部分中产生一个或多个孔隙。在一些情况下，一个或多个孔隙可以是多个孔隙。在一些情况下，可以同时用溶剂和热处理生坯。一个或多个孔隙可在3D物体的至少一部分中产生至少一个连续的多孔网络。这样的过程可以是溶剂脱脂操作。

用于溶剂脱脂过程的溶剂可能不会显着溶胀生坯中的聚合物材料。在一些情况下，粘性液体可包含基于丙烯酸酯的聚合物前体。由于基于丙烯酸酯的聚合物具有中等极性，因此可以使用质子极性溶剂(例如，水和许多醇，例如异丙醇)和非极性溶剂(例如，庚烷)。用于溶剂脱脂过程的溶剂的实例包括水、异丙醇、庚烷、苎烯、甲苯和棕榈油。另一方面，可以避免使用中等极性的溶剂(例如，丙酮)。

在一些情况下，溶剂脱脂过程可包括将生坯浸入包含液体溶剂的容器中。溶剂的体积可以是生坯体积的至少约2倍。溶剂的体积可以是生坯体积的至少约2、3、4、5、6、7、8、9、10倍或更多。包含液体溶剂和生坯的容器可被加热到约25摄氏度至约50摄氏度之间的范围内的温度。包含液体溶剂和生坯的容器可被加热(例如，水浴、烘箱或来自生坯的一侧或多侧的加热单元)至至少约25摄氏度、26摄氏度、27摄氏度、28摄氏度、29摄氏度、30摄氏度、35摄氏度、40摄氏度、45摄氏度、50摄氏度或更高的温度。包含液体溶剂和生坯的容器可被加热至至多约50摄氏度、45摄氏度、40摄氏度、35摄氏度、30摄氏度、29摄氏度、28摄氏度、27摄氏度、26摄氏度、25摄氏度或更低的温度。溶剂脱脂过程可持续约0.1小时(h)至约48h。溶剂脱脂过程可持续至少约0.1h、0.2h、0.3h、0.4h、0.5h、1h、2h、3h、4h、5h、6h、12h、18h、24h、30h、36h、42h、48h或更多。溶剂脱脂可以持续至多约48h、42h、36h、30h、24h、18h、12h、6h、5h、4h、3h、2h、1h、0.5h、0.4h、0.3h、0.2h、0.1h或更少。在溶剂脱脂过程之后，可以移除溶剂并且可以让生坯干燥。可以在溶剂脱脂之前和之后测量生坯的重量以确定从生坯提取的材料的量。

在溶剂脱脂过程之后，可以如上所述加热(例如，烧结)和/或冷却生坯。在加热(例如，烧结)期间，至少一部分有机组分(例如，聚合物材料、添加剂等)可以分解并部分通过至少一个连续多孔网络而离开生坯。来自溶剂脱脂操作的至少一种连续多孔网络的存在可以提高烧结过程的速度。

在加热生坯之后，可以进一步处理作为新生3D物体一部分的加热(例如，烧结)颗粒以产生3D物体。例如，这可以包括对新生的3D物体进行表面处理，例如抛光。

该方法还可以包括提供与包括打印窗口的开放平台相邻的沉积头。沉积头可以跨越开放平台移动。沉积头可包括与包含光敏树脂的粘性液体源流体连通的喷嘴。沉积头可以包括擦拭器。该方法可以包括移动沉积头穿过开放平台并且通过喷嘴分配粘性液体以在打印窗口上沉积粘性液体膜。该方法可以包括将光通过打印窗口引导至膜以固化膜的至少一部分中的光敏树脂，从而打印3D物体的至少一部分。

该方法还可以包括提供与构造表面相邻的至少一个沉积头(例如，至少约1、2、3、4、5个或更多个沉积头，或至多约5、4、3、2或1个沉积头)，并跨构造表面移动沉积头以与构造表面相邻沉积膜。沉积头可包括与粘性液体源流体联通的至少一个喷嘴(例如，至少约1、2、3、4、5或更多个喷嘴，或至多约5、4、3、2或1个喷嘴)。

沉积头可以被配置为在开放平台上移动，并在打印窗口上方沉积粘性液体的膜。粘性液体的膜的厚度可以在约1μm至约1000μm之间。粘性液体的膜的厚度可以为至少约1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm或更大。粘性液体的膜的厚度可以至多为约1000μm、900μm、800μm、700μm、600μm、500μm、400μm、300μm、200μm、100μm、90μm、80μm、70μm、60μm、50μm、40μm、30μm、20μm、10μm、9μm、8μm、7μm、6μm、5μm、4μm、3μm、2μm、1μm或更小。粘性液体的膜的厚度的公差可以在约1μm至约10μm之间。粘性液体的膜的厚度的公差可以为至少约1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm或更大。粘性液体的膜的厚度的公差可以为至多约10μm、9μm、8μm、7μm、6μm、5μm、4μm、3μm、2μm、1μm或更小。

粘性液体可被存储在粘性液体的源中。粘性液体源可以是杯子、容器、注射器或任何其他可以容纳粘性液体的存储库。粘性液体源可以与沉积头中的喷嘴流体连通(例如，经由通道)。粘性液体源可以连接到流动单元。流动单元可以提供和控制粘性液体从粘性液体源朝向喷嘴的流东，从而分配粘性液体。备选地或附加地，流动单元可以提供并控制粘性液体在远离喷嘴和朝向粘性液体源的方向上的流动，从而取回粘性液体。在一些情况下，流动单元可以使用压力机制来控制粘性液体流动的速度和方向。流动单元可以是注射泵、真空泵、致动器(例如，线性、气动、液压等)、压缩机或向粘性液体源中的粘性液体施加压力(正或负)的任何其他适当的装置。控制器可以可操作地与流动单元耦合，以控制粘性液体流动的速度、持续时间和/或方向。

粘性液体的源可以包括传感器(例如，光学传感器)，以检测粘性液体的体积。控制器可以可操作地耦合至传感器，以确定何时可用新的粘性液体补充粘性液体源。备选地或附加地，粘性液体源可以是可移除的。控制器可确定何时用包括粘性液体的新的粘性液体源替换粘性液体源。

沉积头可以包括喷嘴。喷嘴可与粘性液体源流体连通。沉积头可通过喷嘴在打印窗口上方分配粘性液体，作为在打印窗口上方沉积粘性液体的膜的过程。在一些情况下，沉积头可以通过喷嘴将任何过量的粘性液体从打印窗口取回粘性液体源。在一些情况下，粘性液体源可以连接到流动单元以提供和控制粘性液体朝向或远离沉积头的喷嘴的流动。备选地或附加地，喷嘴可以包括喷嘴流动单元，其提供和控制粘稠液体朝向或远离打印窗口的流动。喷嘴流动单元的示例包括压电致动器和连接到致动器的螺旋螺钉。

在一些情况下，该方法还可以包括将擦拭器配置为与打印窗口接触，并且使用擦拭器来减少或抑制粘性液体流出沉积头，同时移动沉积头以沉积膜。

在一些情况下，该方法还可以包括在远离打印窗口一定距离处配置擦拭器，并且在移动沉积头的同时使用擦拭器将粘性液体的膜展平成期望的厚度。粘性液体膜的所需厚度可以与擦拭器和打印窗口之间的距离基本相同。擦拭器和打印窗口之间的距离可以调整。因此，粘性液体的膜厚度可以调整。可以调整膜的厚度以控制3D物体的至少一部分的厚度。在一些情况下，在打印3D物体的至少一部分之后，该方法还可以包括沿第一方向移动沉积头穿过开放平台，并使用与打印窗口接触的沉积头的擦拭器从打印窗口中移除任何多余的粘性液体。此外，在一些情况下，沉积头还可包括附加的擦拭器。在沿第一方向移动沉积头并使用擦拭器从打印窗口移除多余的粘性液体之后，该方法还可以包括沿与第一方向相反的第二方向移动沉积头并使用附加的擦拭器以在附加的擦拭器和沉积头内的擦拭器之间收集多余的粘性液体。

沉积头可以包括擦拭器。擦拭器可以沿朝向和/或远离打印窗口的方向移动。擦拭器相对于打印窗口可以具有可变的高度。沉积头可以包括连接至擦拭器的致动器，以控制擦拭器在朝向和远离打印窗口的方向上的移动。致动器可以是机械的、液压的、气动的或机电的致动器。控制器可以可操作地耦合至致动器，以控制擦拭器在朝向和远离打印窗口的方向上的移动。备选地或附加地，擦拭器与打印窗口之间的垂直距离(例如，垂直于打印窗口的距离)可以是静态的。在一些情况下，沉积头可以包括具有不同配置的多个擦拭器。在一些情况下，沉积头可以包括喷嘴和三个擦拭器。

沉积头的擦拭器可被配置用于(i)减少或抑制粘性液体流出沉积头，(ii)将粘性液体的膜平铺，和/或(iii)去除任何过量的粘性液体。在一个示例中，擦拭器可被配置为与打印窗口接触，并减少或抑制粘性液体流出沉积头。在另一示例中，擦拭器可以沿远离打印窗口的方向移动，并被配置成将粘性液体的膜平铺。擦拭器可将粘性液体膜平铺至限定的高度(或厚度)。在不同示例中，擦拭器可以沿远离打印窗口的方向移动，并被配置为去除过量的粘性液体。

擦拭器可包括聚合物(例如，橡胶、聚硅氧烷)、金属或陶瓷。在一些情况下，擦拭器可包括(例如，全部或作为涂层)防止粘性液体粘附到擦拭器上的一种或多种氟聚合物。一种或多种氟聚合物的示例包括聚偏氟乙烯(PVDF)、乙基三氟氯乙烯(ECTFE)、乙基四氟乙烯(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)和改性氟烷氧基(四氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚的共聚物，也称为MFA)。

在一些情况下，沉积头的擦拭器可以是刀片(例如，橡皮刀片、刮刀刀片)。刀片可具有多种形状。在一些情况下，刀片可以是直的和/或弯曲的。在一些情况下，擦拭器可以是具有平坦表面的较直刀片。在一些情况下，擦拭器可以是具有弯曲表面的较直刀片。在一些情况下，擦拭器可以是具有平坦表面的弯曲刀片(沿擦拭器的长轴弯曲)。在一些情况下，擦拭器可以是具有弯曲表面的弯曲刀片(沿擦拭器的长轴弯曲)。在一些情况下，擦拭器可包括沿其长度的至少一个较直部分和至少一个弯曲部分。在一个示例中，擦拭器可以是包括两个弯曲部分之间的较直中心部分的刀片。

在一些情况下，沉积头的擦拭器可以是辊。辊可具有平坦的或有纹理的表面。辊可被配置为在沉积头在打印窗口上移动时顺时针和/或逆时针旋转。备选地或附加地，辊可被配置为在沉积头在打印窗口上移动时是静态的。在一些情况下，沉积头的擦拭器可能是杆。杆可具有平坦的或有纹理的表面。杆可被配置为在沉积头在打印窗口上移动时顺时针和/或逆时针旋转。备选地或附加地，杆可被配置为当沉积头在打印窗口上移动时是静态的。在一个示例中，杆可以是线绕杆，也被称为迈耶杆。

沉积头可以包括狭缝模具。狭缝模具可被配置为沿着远离打印窗口的方向移动。狭缝模具可以相对于打印窗口高度可调。狭缝模具可以包括与粘性液体源流体连通的通道。通道可包括第一开口，以从粘性液体源接收粘性液体。通道可以包括与第一开口相对的第二开口，以将粘性液体分配到打印窗口。第二开口可以是注入点。在一些情况下，该通道可在第一开口与第二开口之间具有储器以容纳一定体积的粘性液体。狭缝模具的注入点可以包括平坦表面以将粘性液体的膜平铺到限定的高度(或厚度)。

包括狭缝模具的沉积头可以包含单独的喷嘴，以在打印期间从粘性液体膜中抽吸和取回任何过量的粘性液体。包括狭缝模具的沉积头的单独喷嘴可以与存储库流体连通以收集过量的粘性液体。存储库可以是回收箱。存储库还可以与狭缝模具流体连通，以将存储库中收集的过量粘性液体送回狭缝模具的储器中。备选地或附加地，可以移除收集的过量粘性液体以供再处理。收集的过量粘性液体的再处理可包括(i)过滤任何聚合的固体颗粒，(ii)过滤出可能大于目标粒径的多个颗粒中的任何一个，(iii)重新混合粘性液体以确保均匀性，和/或(iv)去除滞留在粘性液体中的空气的至少一部分。在一些情况下，可通过离心粘性液体来去除滞留在粘性液体中的空气的至少一部分。

多余的粘性液体可以被收集并使用(再循环)以在打印窗口上沉积粘性液体的附加膜。在一些情况下，如果沉积头收集的过量粘性液体的体积不足以沉积附加膜，则沉积头的喷嘴可以将更多粘性液体分配到收集的过量粘性液体中。在示例中，控制器可以使用3D物体的计算机模型，例如存储在非暂时性计算机存储介质中的计算机辅助设计(CAD)来确定(i)第一打印操作中使用的粘性液体的理论量和(ii)残留在打印窗口上的多余粘性液体。控制器还可使用3D物体的计算机模型来确定为第二打印操作沉积粘性液体膜所需的粘性液体的理论量。如果收集的过量粘性液体的体积不足以进行第二打印操作，则控制器可以引导喷嘴分配更多粘性液体。在一些情况下，系统可以包括与开放平台相邻的储存库(例如，桶或容器)。在每次打印操作之后，沉积头可以移动到储存库并将多余的粘性液体收集到储存库中。收集到的多余粘性液体可以再加工并用于打印。

沉积头可以联接到与开放平台相邻的运动台。因此，该方法可以包括移动运动台以移动沉积头穿过开放平台以至少将粘性液体的膜沉积在打印窗口上。开放平台可以有不同的形状(例如，矩形或环形)，并且运动台的运动可以有不同的路径。在一些情况下，运动台可以线性移动，从而在第一方向和/或与第一方向相反的第二方向上引导沉积头。在一些情况下，运动台可以循环移动，从而顺时针和/或逆时针方向沉积。

该方法可以包括使用多种粘性液体来打印3D物体。在一些情况下，该方法可以包括提供包括附加喷嘴的附加沉积头。附加喷嘴可以与附加粘性液体的附加源流体连通。该方法可以进一步包括移动附加沉积头穿过开放平台并且在打印窗口上方沉积附加粘性液体的膜。在一些情况下，该方法可以包括提供与沉积头的喷嘴流体连通的附加粘性液体的附加源。该方法还可以包括在打印期间通过喷嘴将附加的粘性液体分配到打印窗口。替代地或除此之外，该方法可以包括提供与沉积头中的附加喷嘴流体连通的附加粘性液体的附加源。该方法还可包括在打印期间通过附加喷嘴将附加粘性液体分配到打印窗口。

附加沉积头的附加喷嘴可以与附加粘性液体的附加源流体连通。在一些情况下，沉积头的喷嘴可以与粘性液体源和附加粘性液体的附加源流体连通。备选地或附加地，沉积头可包括与粘性液体源流体连通的第一喷嘴，以及(b)与附加粘性液体源流体连通的第二喷嘴。附加粘性液体的附加源的存在可允许在不同层和/或在相同层内的不同部分中打印包括多种材料(多材料)的3D物体的至少一部分。

粘性液体与附加粘性液体可以相同。作为备选，粘性液体与附加粘性液体可以不同。粘性液体和附加粘性液体可包括不同类型的光敏树脂、多个颗粒或两者皆有。备选地或附加地，粘性液体和附加粘性液体可包括不同量(按重量或体积计算的浓度)的光敏树脂、多个颗粒或两者皆有。在一个示例中，粘性液体可以包括金属颗粒，并且附加粘性液体可以包括陶瓷颗粒。粘性液体中金属颗粒的第一浓度与附加粘性液体中陶瓷颗粒的第二浓度可以相同或不同。粘性液体中的第一光敏树脂与附加粘性液体中的第二光敏树脂可以相同或不同。在另一示例中，粘性液体可包括第一类型的金属颗粒，而附加粘性液体可包括第二类型的金属颗粒。在不同示例中，粘性液体可以包括第一浓度的陶瓷颗粒，并且附加粘性液体可以包括不同于第一浓度的第二浓度的相同陶瓷颗粒。

该方法可以包括提供清洁区。清洁区可以被配置为与开放平台相邻。该方法还可以包括将沉积头移动到清洁区并激活清洁区以清洁沉积头。在沉积新的粘性液体膜之前可以清洁沉积头。可以在打印3D物体的至少一部分之后清洁沉积头。清洁区可被配置在沉积头在开放平台上移动的路径中。清洁区可被配置为清洁沉积头。清洁沉积头可以(i)改善打印3D物体的至少一部分的可靠性和再现性，并且(ii)减少沉积头的磨损。当清洁区清洁沉积头时，沉积头可以是静态的或相对于清洁区移动。清洁区可包括擦拭器、配置为提供至少一种清洁溶剂的喷嘴或两者皆有。清洁区的擦拭器可以是刀片(例如，刮刀刀片)、辊或杆。在一些情况下，清洁区的一个或多个擦拭器可接触沉积头的一个或多个擦拭器，并去除沉积头的一个或多个擦拭器上残留的任何过量的树脂。在一些情况下，清洁区的一个或多个喷嘴可将至少一种清洁溶剂分配或喷射到沉积头的一个或多个擦拭器以供清洁。清洁区的一个或多个喷嘴可以与至少一种清洁溶剂的至少一个源流体连通。粘性液体的至少一部分可溶解于至少一种清洁溶剂中。清洁区可包括可以容纳从沉积头和/或至少一种清洁溶剂中去除的过量粘性液体的存储库。

该方法可以包括提供与开放平台相邻的存储库(例如，桶或容器)。存储库可以被配置为从沉积头的膜收集粘性液体。存储库可被配置为容纳由沉积头从打印窗口移除的任何过量的粘性液体。从打印窗口去除任何过量的粘性液体后，沉积头可以移动并使用至少一个擦拭器将过量的粘性液体收集到存储库中。存储库可以是回收箱。存储库可以与粘性液体源流体连通，以回收收集的过量粘性液体以供打印。备选地或附加地，可以移除收集的过量粘性液体以进行再处理。收集的过量粘性液体的再处理可包括(i)过滤任何聚合的固体颗粒，(ii)过滤出可能大于目标粒径的多个颗粒中的任何一个，(iii)重新混合粘性液体以确保均匀性，和/或(iv)去除滞留在粘性液体中的空气的至少一部分。在一些情况下，可通过离心粘性液体来去除滞留在粘性液体中的空气的至少一部分。在一些情况下，存储库可以包括传感器(例如，光学传感器或计重秤)，用于检测储存库何时已满和/或何时收集的过量粘性液体的量超过预定阈值。

该方法可以包括提供与开放平台相邻的透明膜，并且被配置成保持粘性液体的膜。透明膜可以覆盖打印窗口。透明膜可包含一种或多种氟聚合物，以减少粘性液体的固化部分对透明膜的粘附。一种或多种氟聚合物的示例包括聚偏氟乙烯(PVDF)、乙基三氟氯乙烯(ECTFE)、乙基四氟乙烯(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)和改性氟烷氧基(四氟乙烯和全氟甲基乙烯醚的共聚物，也称为MFA)。透明膜可以减少或消除任何不需要的力(如滑动或旋转机构)，否则可能需要将粘性液体的固化部分与打印窗口分开。这样可以降低故障率，提高打印速度。

该方法可以包括提供与开放平台相邻的运动台。运动台可耦合至沉积头，并且被配置为引导沉积头在开放平台上的移动。此外，运动台可以耦合至在平台上移动的系统的一个或多个其他组件(例如，附加沉积头、传感器等)。运动台可连接至被配置为引导运动台移动的致动器。致动器可以是机械的、液压的、气动的、机电的或磁性的致动器。控制器可以可操作地耦合至致动器以控制运动台的移动。备选地或附加地，系统可以包括耦合至开放平台的附加运动台以引导开放平台相对于系统其他组件的移动。

该方法可以包括提供光源，其提供通过打印窗口的光，用于固化粘性液体膜的至少一部分。在一些情况下，光源的光可以包括用于固化粘性液体膜的第一部分中的光敏树脂的第一波长。第一波长可以激活光敏树脂的至少一种光引发剂，从而引发聚合前体固化为聚合材料。光可以是光引发光，并且膜的第一部分可以是光引发层。光源可以提供具有第三波长的不同光，用于粘性液体膜的第二部分中的光敏树脂的固化。第一波长与第三波长可以不同。第三波长可以激活光敏树脂的至少一种光抑制剂，从而抑制聚合前体固化为聚合材料。不同光可以是光抑制光，并且粘性液体膜的第二部分可以是光抑制层。在一些情况下，双波长投影仪(例如，双波长激光器)可以用作提供光引发光和光抑制光两者的光源。

在一些情况下，光源的光可以包括用于固化粘性液体膜的第一部分中的光敏树脂的第一波长。第一波长可以激活光敏树脂的至少一种光引发剂，从而引发聚合前体固化为聚合材料。光可以是光引发光，并且膜的第一部分可以是光引发层。光可以是图案光。方法还可以包括提供不同光源，其包括具有第三波长的不同光，该第三波长用于抑制粘性液体膜的第二部分中的光敏树脂的固化。第一波长与第三波长可以不同。第三波长可以激活光敏树脂的至少一种光抑制剂，从而抑制聚合前体固化为聚合材料。不同光可以是光抑制光，并且粘性液体膜的第二部分可以是光抑制层。不同光可以是泛光。光抑制层可以防止固化的聚合物材料粘附到打印窗口(或粘附到打印窗口上或与打印窗口相邻的透明膜)。

引导光引发光的光源可以是基于掩模的显示器，如液晶显示器(LCD)装置，或者可以是发光的，如分立的发光二极管(LED)阵列装置。或者，引导光引发光的光源可以是数字光处理(DLP)装置，包括用于产生可选择性照明和固化3D打印结构的图案光的数字微镜装置(DMD)。从DLP装置引导的引发光可以在通过打印窗口照射并到达粘性液体膜之前穿过一个或多个投影光学器件(例如，光投影透镜)。一个或多个投影光学器件可以集成在DLP装置内。备选地或附加地，一个或多个投影光学器件或者可被配置在DLP装置与打印窗口之间。一个或多个投影光学器件相对于DLP装置和打印窗口的相对位置可以是可调整的，以调整粘性液体膜中的光引发层区域。光引发层区域可以定义为构建区域。在一些情况下，一个或多个投影光学器件可以在投影光学平台上。投影光学平台可以耦合至引导投影光学平台移动的致动器。控制器可以可操作地耦合至致动器以控制投影光学平台的移动。在打印3D物体期间，控制器可以引导致动器(例如，基于螺钉的机制)调整一个或多个投影光学器件对于DLP装置和打印窗口的相对位置。

引导光抑制光的不同光源可以包括多种光装置(例如，多种发光二极管(LED))。光装置可以在光平台上。光平台可被配置为(i)相对于打印窗口移动，并且(ii)在与打印窗口相邻的粘性液体膜的光抑制层内产生光抑制光的均匀投影。在一些情况下，光平台的位置可以相对于引导光引发光的光源的位置独立可调。可以相对于打印窗口布置包括多个光装置的光平台，使得多个光装置中每一个的峰值强度均指向构建区域的各自不同的位置(例如，角落或其他位置)。在一个示例中，构建区域可以具有四个角落并且可将单独光束(例如，单独LED)引导至构建区域的每个角落。来自多个光装置的光抑制的光束可以重叠，以在光抑制层内提供光抑制光的均匀投影。光平台可以耦合至引导光平台移动的致动器。控制器可以可操作地耦合至致动器以控制光平台的移动。控制器可以引导致动器(例如，基于螺钉的机制)，以在打印3D物体期间调整多个光装置对于打印窗口的相对位置。在一些情况下，DLP装置(用于光引发光)的一个或多个投影光学器件可以在光平台上。

无论使用一个光源、两个光源还是更多个光源，光抑制光可被配置为在与打印窗口相邻的粘性液体膜中产生光抑制层。在一些情况下，光抑制光可被配置在与覆盖打印窗口的透明膜相邻的粘性液体的膜中形成光抑制层。此外，光引发光可被配置为固化存在于光抑制层与构建头之间的光引发层中的光敏树脂。光引发层中的光敏树脂可被固化为3D结构的至少一部分。在一些情况下，光引发光可被配置为固化光引发层中的光敏树脂，该光引发层存在于光抑制层与相邻于构建头的3D结构的至少一部分之间。

可以通过调整光引发光、光抑制光或两者的强度和持续时间来调整光引发层、光抑制层或两者的厚度。可以调整光引发层、光抑制层或两者的厚度，以调整3D物体的至少一部分的打印层的厚度。备选地或附加地，可以通过调节构建头在远离打印窗口方向上移动的速度调整光引发层、光抑制层或两者的厚度。

引导附加光(即，传感器光)的附加光源(即，传感器光源)可以包括多个光设备(例如，多个发光二极管(LED))。光设备可以在光平台上。在一些情况下，光平台可以被配置为(i)相对于打印窗口移动和(ii)在与打印窗口相邻的粘性液体膜内产生传感器光的均匀投射。在一些情况下，光平台的位置可以相对于引导光引发光的光源的位置独立地调节。包括用于引导传感器光的多个光设备的光平台可以相对于打印窗口布置，使得多个光设备中的每一个的峰值强度被引导在构造区域的不同的相应位置(例如，角落或其他位置)处。在示例中，构造区域可以具有四个角并且单独的光束(例如，单独的LED)可以被引导到构造区域的每个角。来自多个光设备的传感器光束可以重叠以提供传感器光在光抑制层内的均匀投射。光平台可以耦合到引导光平台移动的致动器。控制器可以可操作地耦合到致动器以控制光平台的移动。在打印3D物体期间，控制器可以引导致动器(例如，基于螺钉的机构)调整多个光设备与打印窗口的相对位置。在一些情况下，DLP设备的一个或多个投影光学器件(用于光引发光)可以在光平台上。在一些情况下，用于引导光抑制光的附加光源和传感器光源可以在同一光平台上。在一些情况下，用于引导光抑制光的附加光源和传感器光源可以在不同的光平台上。

一旦打印了3D物体的至少一部分(本文称作生坯)，则方法还可以包括从构建头移除生坯。可以通过在生坯与构建头之间插入较薄材料(例如，钢片)将生坯与构建头分离。在一些情况下，与构建头接触的生坯的第一层可以不包括多个颗粒，以便通过薄材料从构建头轻易地去除。方法可以包括清洗生坯。在一些情况下，可以通过喷射溶剂(例如，异丙醇)来清洗生坯以去除任何过量的聚合前体。

方法还可以包括使至少包含聚合材料的生坯经受加热(例如，在熔炉中)，从而加热包封在至少聚合材料中的至少多个颗粒。加热可以在足以烧结多个颗粒以形成最终产物的条件下进行，该最终产物是3D物体的至少一部分或整个3D物体。在加热期间(例如，烧结)，有机组分(例如，聚合材料、添加剂等)可以分解并离开生坯。分解的有机组分的至少一部分可以以气相离开生坯。

可以在处理室中加热生坯。可以用至少一个加热器调节处理温度的温度。处理室可以是烘箱或熔炉。可以用诸如电阻加热、对流加热和/或辐射加热的多种加热方法来加热烘箱或熔炉。熔炉的示例包括感应炉、电弧炉、燃气炉、等离子弧炉、微波炉和电阻炉。可以以从初始温度到目标温度或温度范围的固定或变化的加热速率来采用这样的加热。

可将包含金属和/或金属间颗粒的生坯从室温加热至处理温度。可将处理温度在给定时间段保持恒定或基本恒定，或者将其调整至一个或多个其他温度。可以基于生坯中颗粒的材料选择处理温度(例如，对熔点比其他材料更高的材料，其处理温度可以更高)。处理温度可足以烧结但不完全熔化生坯中的颗粒。作为备选，处理温度可足以熔化生坯中的颗粒。

用于加热(例如，烧结)生坯(包括金属和/或金属间颗粒)的处理温度可以在约300摄氏度至约2200摄氏度之间。用于烧结生坯的处理温度可以为至少约300摄氏度、350摄氏度、400摄氏度、450摄氏度、500摄氏度、550摄氏度、600摄氏度、650摄氏度、700摄氏度、750摄氏度、800摄氏度、850摄氏度、900摄氏度、950摄氏度、1000摄氏度、1050摄氏度、1100摄氏度、1150摄氏度、1200摄氏度、1250摄氏度、1300摄氏度、1350摄氏度、1400摄氏度、1450摄氏度、1500摄氏度、1550摄氏度、1600摄氏度、1700摄氏度、1800摄氏度、1900摄氏度、2000摄氏度、2100摄氏度、2200摄氏度或更高。用于烧结生坯(包括颗粒)的处理温度可以为至多约2200摄氏度、2100摄氏度、2000摄氏度、1900摄氏度、1800摄氏度、1700摄氏度、1600摄氏度、1550摄氏度、1500摄氏度、1450摄氏度、1400摄氏度、1350摄氏度、1300摄氏度、1250摄氏度、1200摄氏度、1150摄氏度、1100摄氏度、1050摄氏度、1000摄氏度、950摄氏度、900摄氏度、850摄氏度、800摄氏度、750摄氏度、700摄氏度、650摄氏度、600摄氏度、550摄氏度、500摄氏度、450摄氏度、400摄氏度、350摄氏度、300摄氏度或更低。

在一个示例中，可以将包含铝颗粒的生坯从室温加热至约350摄氏度至约700摄氏度之间的处理温度。在一个示例中，可以将包含铜颗粒的生坯从室温加热至约1000摄氏度的处理温度。在另一示例中，可以将包含不锈钢颗粒的生坯从室温加热至约1200摄氏度至约1500摄氏度之间的处理温度。在另一示例中，可以将包含其他工具钢颗粒的生坯从室温加热至约1250摄氏度的处理温度。在另一示例中，可以将包含钨重合金颗粒的生坯从室温加热至约1500摄氏度的处理温度。

在烧结包含金属和/或金属间颗粒的生坯期间，处理室的温度可以以约每分钟0.1摄氏度(摄氏度/min)至约200摄氏度/min之间的速率变化。处理室的温度可以以至少约0.1摄氏度/min、0.2摄氏度/min、0.3摄氏度/min、0.4摄氏度/min、0.5摄氏度/min、1摄氏度/min、2摄氏度/min、3摄氏度/min、4摄氏度/min、5摄氏度/min、6摄氏度/min、7摄氏度/min、8摄氏度/min、9摄氏度/min、10摄氏度/min、20摄氏度/min、50摄氏度/min、100摄氏度/min、150摄氏度/min、200摄氏度/min或更高的速率变化。处理室的温度可以以至多约200摄氏度/min、150摄氏度/min、100摄氏度/min、50摄氏度/min、20摄氏度/min、10摄氏度/min、9摄氏度/min、8摄氏度/min、7摄氏度/min、6摄氏度/min、5摄氏度/min、4摄氏度/min、3摄氏度/min、2摄氏度/min、1摄氏度/min、0.5摄氏度/min、0.4摄氏度/min、0.3摄氏度/min、0.2摄氏度/min、0.1摄氏度/min或更低的速率变化。

在一些情况下，在烧结包含金属和/或金属间颗粒的生坯期间，过程可以包括在室温与处理温度之间的固定温度下保持约1min至约240min之间的时间。烧结过程可以包括在固定温度下保持至少约10min、20min、30min、40min、50min、60min、90min、120min、150min、180min、210min、240min或更长。烧结过程可以包括在固定温度下保持至多约240min、210min、180min、150min、120min、90min、60min、50min、40min、30min、20min、10min、1min或更短。在一些情况下，在烧结过程期间，温度可能不会长时间保持在处理温度下(例如，一旦达到目标温度，则温度可能降低)。在一个示例中，烧结过程可将温度升高至第一温度并立即(例如，不在处理温度下保持一段时间)将温度降低至低于第一温度的第二温度。

可以将包含陶瓷颗粒的生坯从室温加热至约900摄氏度至约2000摄氏度之的间处理温度。可以将处理温度在给定时间段保持恒定或基本恒定，或者将其调整至一个或多个其他温度。烧结生坯(包括颗粒)的处理温度可以为至少约900摄氏度、950摄氏度、1000摄氏度、1050摄氏度、1100摄氏度、1150摄氏度、1200摄氏度、1300摄氏度、1400摄氏度、1500摄氏度、1600摄氏度、1700摄氏度、1800摄氏度、1900摄氏度、2000摄氏度或更高。烧结生坯的处理温度可以为至多约2000摄氏度、1900摄氏度、1800摄氏度、1700摄氏度、1600摄氏度、1500摄氏度、1400摄氏度、1300摄氏度、1200摄氏度、1150摄氏度、1100摄氏度、1050摄氏度、1000摄氏度、950摄氏度、900摄氏度或更低。

在一个示例中，可以将包含氧化铝颗粒的生坯从室温加热至约1500摄氏度到约1950摄氏度之间的处理温度。在一个示例中，可以将包含硬质合金颗粒的生坯从室温加热至约1700摄氏度的处理温度。在一个示例中，可以将包含氧化锆颗粒的生坯从室温加热至约1100摄氏度的处理温度。

在烧结包含陶瓷颗粒的生坯期间，处理室的温度可以以约每分钟0.1摄氏度(摄氏度/min)到约200摄氏度/min之间的速率变化。处理室的温度可以以至少约0.1摄氏度/min、0.2摄氏度/min、0.3摄氏度/min、0.4摄氏度/min、0.5摄氏度/min、1摄氏度/min、2摄氏度/min、3摄氏度/min、4摄氏度/min、5摄氏度/min、6摄氏度/min、7摄氏度/min、8摄氏度/min、9摄氏度/min、10摄氏度/min、20摄氏度/min、50摄氏度/min、100摄氏度/min、150摄氏度/min、200摄氏度/min或更高的速率变化。处理室的温度可以以至多约200摄氏度/min、150摄氏度/min、100摄氏度/min、50摄氏度/min、20摄氏度/min、10摄氏度/min、9摄氏度/min、8摄氏度/min、7摄氏度/min、6摄氏度/min、5摄氏度/min、4摄氏度/min、3摄氏度/min、2摄氏度/min、1摄氏度/min、0.5摄氏度/min、0.4摄氏度/min、0.3摄氏度/min、0.2摄氏度/min、0.1摄氏度/min或更低的速率变化。

在一些情况下，在烧结包含陶瓷颗粒的生坯期间，过程可以包括在室温与处理温度之间的固定温度下保持约1min到约240min之间的时间。烧结过程可以在固定温度下保持至少约1min、10min、20min、30min、40min、50min、60min、90min、120min、150min、180min、210min、240min或更长。烧结过程可以包括在固定温度下保持至多约240min、210min、180min、150min、120min、90min、60min、50min、40min、30min、20min、10min、1min或更短。在一些情况下，在烧结过程期间，温度可能不会长时间保持在处理温度下(例如，一旦达到目标温度，则温度可能降低)。在一个示例中，烧结过程可将温度升高至第一温度并立即(例如，不在处理温度下保持一段时间)将温度降低至低于第一温度的第二温度。

在烧结包含多个颗粒(例如，金属颗粒、金属间颗粒和/或陶瓷颗粒)的生坯期间，可以通过流体(例如，液体或气体)使生坯经受冷却。可以将流体应用于生坯和/或处理室，来降低生坯的温度。应用正压或负压后，流体可能会流动。应用冷却生坯的流体的示例包括水、油、氢、氮、氩等。在烧结过程期间冷却生坯可以控制烧结体内的晶粒大小。

控制器可以被配置为控制3D打印系统的不同组件的各个部分(例如，致动器、传感器等)，如上面详细描述的。

在另一方面，本公开提供一种用于打印3D物体的系统。该系统可包括构造成保持包含聚合物前体的膜的构造表面。该系统可以包括与构造表面感测通信的传感器。该系统可以包括与构造表面光通信的光源，其中该光源被配置为提供光。该系统可以包括控制器，该控制器包括可操作地耦合到传感器和光源的电路，其中控制器被配置为(i)使用传感器来确定膜的曲线，该曲线指示膜的质量，(ii)确定曲线是否满足质量阈值，以及(iii)在(ii)之后，(1)如果所述曲线满足质量阈值，则引导所述光源将所述膜的至少一部分暴露于所述光以引发由所述聚合物前体形成聚合物材料，从而打印所述3D物体的至少一部分，或(2)如果所述曲线不满足所述质量阈值，则引导所述膜进行调整或再沉积。曲线可以是膜的特征。本文公开的系统可以利用在本公开的用于打印3D物体的方法中描述的所有组件和配置。

控制器还可以被配置为(i)将膜暴露于附加光(即，传感器光)和(ii)使用传感器检测透射通过膜的附加光的至少一部分。光(即，光引发光)可以具有第一波长并且附加光可以具有第二波长。传感器光的第二波长可以不同于光引发光的第一波长。在示例中，传感器光的第二波长与光引发光的第一波长不同。光源(即，光引发光源)可以被配置为提供附加光。替代地或除此之外，附加光源(即，传感器光源)可以被配置为提供附加光。

该系统还可以包括位于与构造表面相邻并远离膜的光学漫射器。光学漫射器可以被配置为在光的至少一部分到达传感器之前漫射附加光。光学漫射器可设置在(i)附加光源与包含聚合物前体的膜之间，和/或(ii)包含聚合物前体的膜与传感器之间。

在使用期间，包含聚合物前体的膜还可包含多个颗粒。多个颗粒可以是至少一种金属颗粒、至少一种陶瓷颗粒或其组合。多个颗粒可用于打印3D物体的至少一部分。在使用期间，一旦膜中的聚合物前体的至少一部分形成为聚合物材料，聚合物材料就可以封装多个颗粒。在使用期间，该膜还可包含(i)引发由远离打印窗口的聚合物前体形成聚合物材料的光引发剂，和(ii)抑制由与打印窗口相邻的聚合物前体形成聚合物材料的光抑制剂。由膜中的聚合物前体的至少一部分形成的聚合物材料可以封装膜的其他组分，例如光引发剂、光抑制剂、光吸收剂、粘合剂等。

在使用期间，包含聚合物前体的膜还可包含至少一种金属颗粒、至少一种陶瓷颗粒或其组合。

该系统还可以包括构造头，该构造头被配置为相对于构造表面移动并保持3D物体的至少一部分。该系统还可以包括与构造表面相邻的沉积头，并且被配置为跨构造表面移动以与构造表面相邻沉积膜。构造表面可包括构造成保持膜的打印窗口。构造表面可以是构造成保持膜的桶的一部分。构造表面可以是构造成保持膜的开放平台的一部分。

图1A至图1D示出了3D打印系统100的示例。参考图1A，系统100包括开放平台101，该开放平台101包括打印窗口102以保持粘性液体104的膜，该粘性液体104包括光敏树脂。光敏树脂包括构造成形成聚合材料的聚合物前体。开放平台101可以是用于沉积包含聚合物前体的膜104以及用于打印3D物体的至少一部分的构造表面。膜104的粘性液体还可包括多个颗粒(例如，金属、金属间化合物、陶瓷和/或聚合物颗粒)。系统100包括沉积头105，沉积头105包括与粘性液体源109流体连通的喷嘴107。粘性液体源109可以是注射器。注射器可以可操作地耦合至注射泵。注射泵可以在正方向(从粘性液体源109朝向喷嘴107)上引导注射器以分配粘性液体。注射泵可以在负方向(远离喷嘴107朝向粘性液体源109)上引导注射器以将喷嘴中和/或打印窗口上任何过量粘性液体收回注射器。沉积头105被配置为在包括打印窗口102的开放平台101上移动以沉积粘性液体104的膜。在一些情况下，系统100可以包括与喷嘴107或沉积头105的附加喷嘴流体连通的附加粘性液体的附加源。在一些情况下，系统100可以包括附加沉积头，附加沉积头包括与附加粘性液体的附加源流体连通的附加喷嘴。在一些情况下，系统100可以包括三个或更多个沉积头和相同或不同粘性液体的三个或更多个源。

参考图1A所示，系统100包括与包括打印窗口102的开放平台101感测通信的一个或多个传感器150。传感器150可以可操作地耦合到包括电路的控制器。传感器150被配置为确定膜104的曲线，该曲线指示膜104的质量。膜104的曲线的示例包括厚度、宽度、面积、体积、形状、密度测定(例如，一种或多个颗粒的密度)和缺陷。系统100还包括与包括打印窗口102的开放平台101光通信的一个或多个传感器光源152。传感器光源152被配置为提供将被传感器150用于至少确定膜104的曲线的一个或多个传感器光160。传感器光源152可以布置在光平台138上。光平台138安装在可调轴轨道140上。可调轴轨道140允许光平台138沿着轴朝向或远离打印窗口102移动。可以调整包括传感器光源152的光平台138的相对位置以将传感器光160以各自的峰值强度和/或以均匀的投影方式投射进膜104。在一些情况下，光平台138用作至少布置在光平台138上的传感器光源152的散热器。在一些情况下，传感器光160可以被非均匀地引导到开放平台101(例如，提供与传感器光源152的位置相对应的亮点。因此，系统包括一个或多个可相对于传感器光源152和开放平台101的打印窗口102移动的漫射器155。漫射器155可以位于与构造表面相邻并远离膜104。漫射器155被配置为使传感器光160均匀地散布在漫射器155的表面上，从而在传感器光160穿过漫射器155时最小化或移除高强度亮点。因此，非漫射传感器光160穿过漫射器155并作为漫射传感器光162被引导到打印窗口102。传感器150与与包括打印窗102的开放平台101相邻的感测区164感测通信。在打印膜104之后，漫射的传感器光162被引导到打印窗102，并且传感器150被配置为检测(例如，测量、捕获其一个或多个图像等)传感器光162的至少一部分，其通过(i)打印窗口102和/或(ii)打印窗口102和膜104透射。传感器光源152可以提供一种或多种IR或可见光。传感器可以检测膜104的光密度测定曲线以提供关于膜104的曲线的反馈。

参考图1B，如果由传感器150检测到的膜104的曲线满足质量阈值(例如，由可操作地耦合到传感器150的控制器确定)，则漫射器155可以移离打印窗口102，传感器光源可以关闭，构造头110可以移向打印窗口102上或与打印窗口102相邻的膜104，并且不同的照明可以透射通过打印窗口102以固化粘性液体104的膜的至少一部分以打印3D结构的至少一部分。漫射器155可以从打印窗口102移开以防止干扰用于固化的照明(和用于抑制固化的照明)。这种不同的照明可以固化粘性液体104的膜的至少一部分以在耦合到构造头110的先前打印的物体108上打印3D结构的至少一部分。先前打印的物体108被示为块。然而，在实践中，可以打印各种各样的复杂形状。在一些情况下，3D结构108的至少一部分包括完全实心的结构、中空芯头、晶格芯头和创成式设计几何形状。将3D结构108的至少一部分打印在构建头110上，构建头110通过杆112与一个或多个3D打印机构114连接。3D打印机构114可以包括用于在朝向和/或远离开放平台101的方向移动构建头110的多种机械结构。该移动是相对移动，并且因此在多种实施方式中，移动组件可以是构建头110、开放平台101或两者皆有。在一些情况下，3D打印机构114包括笛卡尔(xyz)型3D打印机运动系统或三角型3D打印机移动系统。在一些情况下，3D打印机构114包括一个或多个控制器以引导构建头110、开放平台101或两者的移动。

参考图1B，发射多种波长和/或强度的光的多个装置包括光投影装置126和光源128，可被定位在打印窗口102下方并与一个或多个控制器通信。在一些情况下，光源128可以包括至少2、3、4、5、6个或更多个光源。作为光源128的替代，可以使用单个光源。光投影装置126引导具有第一波长的光通过打印窗口102并进入与打印窗口102相邻的粘性液体104的膜中。选择由光投影装置126发射的第一波长以产生光引发并通过固化光引发层130内的粘性液体104的膜中的光敏树脂，将其用于与构建头110相邻的3D结构108的至少一部分上产生3D结构的至少一部分。在一些情况下，将光投影装置126与一种或多种投影光学器件132(例如，数字光处理(DLP)装置的投影透镜)结合使用，使得从光投影装置126输出的光照到与打印窗口102相邻的粘性液体104的膜之前，穿过一种或多种投影光学器件132。

参考图1B，在一些情况下，光投影装置126是的DLP装置，其包括用于产生图案光的数字微镜装置，该图案光可以选择性照射并固化光引发层130中的光敏树脂。与一个或多个控制器连通的光投影装置126可以接收指令，该指令定义待从光投影装置126投影到光引发层130中的光照图案，以将一层光敏树脂层固化到3D结构108的至少一部分。

参考图1B，光源128将具有第三波长的不同光引导到与包括打印窗口102的开放平台101相邻的粘性液体104的膜中。不同光可以作为来自光源128的多个光束同时通过打印窗口102被提供。作为备选，不同光可以从光源128生成，并作为单个光束提供通过打印窗口102。选择由光源128发出的第三波长以在粘性液体104的膜中的光敏树脂中产生光抑制，并用于在与打印窗口102直接相邻的粘性液体104的膜中产生光抑制层134。光源128可以产生泛光来产生光抑制层134，泛光是非图案的高强度光。在一些情况下，光源128是发光二极管(LED)136。可以把光源128布置在光平台138上。光平台138安装在可调整轴轨140上。可调整轴轨140允许光平台138沿着轴朝向或远离打印窗口102移动。光平台138和一个或多个投影光学器件132可以独立移动。可以调整包括光源的光平台138的相对位置，以将第二光以相应的峰值强度和/或以均匀的投影方式投影到光抑制层134。在一些情况下，光平台138至少用作布置在照明平台138上的光源128的散热器。用于光引发的光的第一波长、用于光抑制的不同光的第三波长和传感器光160的第二波长(如图1A所示)可以不同。用于光引发的光、用于光抑制的不同光和传感器光160可以由相同的光源(例如，多波长激光器)或两个或更多个不同的光源提供。用于光抑制的不同光和传感器光160可以由相同的光源(例如，多波长激光器)或不同的光源提供。用于光抑制的不同光和传感器光160可以设置在相同的光平台138或不同的光平台上。

参考图1B，可以通过一个或多个控制器调节光引发层130和光抑制层134的各自的厚度。在一些情况下，取决于3D打印层的期望厚度和/或粘性液体104的膜中的粘性液体的类型，针对每个新的3D打印层执行该层厚度的改变。例如，光引发层130和光抑制层134的厚度可以变化，可以通过改变各个发光装置(126和/或128)的强度、各个发光装置的暴露时间或两者。在一些情况下，通过控制光敏物质(例如，至少一种光引发剂和至少一种光抑制剂)之间的相对反应速率，可以控制光引发层130和/或光抑制层134中光敏树脂的总固化速率。该过程可以因此用于防止在粘性液体打印窗口的交界面发生固化，并控制光敏树脂在垂直于光敏树脂打印窗口的交界面的膜的方向上发生固化的速率。

参考图1C，一旦3D物体170的至少一部分被打印并且耦合到构造头110上的先前打印的物体108，构造头110被移动远离在打印窗口102上或与打印窗口102相邻的膜104的剩余部分172。膜104的剩余部分172包括来自膜104的过量粘性液体。漫射器朝打印窗口102移回。传感器光源152提供传感器光160，该传感器光160透射通过漫射器155并作为漫射光162导向打印窗口102。与传感区164感测通信的传感器150检测(例如，测量，捕获其一个或多个图像等)至少一部分漫射传感器光162透射通过(i)打印窗口102和/或(ii)打印窗口102和膜104的剩余部分172，从而获得3D物体的最近打印部分170的负像(例如，剪影图像)。负像可用于评估3D物体的部分170是否是根据3D物体的计算机模型(例如，由控制器)打印的。在一些情况下，控制器可以至少部分地基于负像确定3D物体的部分170是根据3D物体的计算机模型打印的。在这种情况下，控制器可以引导沉积头105从打印窗口102移除膜104的剩余部分172，并沉积粘性液体的新膜以打印3D物体的后续部分(例如，层)。在一些情况下，控制器可以至少部分地基于负像确定3D物体的部分170没有根据3D物体的计算机模型被打印。在这种情况下，控制器可以引导沉积头105从打印窗口102移除膜104的剩余部分172，并沉积粘性液体的新膜以重新打印前一层或打印未作为3D物体的部分170的一部分打印的前一层的子部分。

参考图1D，一旦膜104或膜104的剩余部分172从打印窗口移除(例如，通过沉积头105)，来自传感器光源152的漫射传感器光162可被引导到打印窗口102。与感测区164感测通信的传感器150可以检测(例如，测量、捕获其一个或多个图像等)漫射传感器光162的至少一部分在沉积新的粘性液体膜之前，透射通过打印窗口102来确定打印窗口102的质量。

计算机系统

本公开提供了被编程以实现本公开的方法的计算机系统。本公开的计算机系统可用于调节3D打印的各种操作，例如提供与开放平台相邻的粘性液体膜并引导传感器确定膜的曲线，该曲线指示质量的膜。

图8示出了计算机系统801，其被编程或以其他方式配置为与本公开的3D打印机的各个方面进行通信并对其进行调节。计算机系统801可以与光传感器、光源(例如，传感器光源)、漫射器、构造头、一个或多个沉积头、或本公开的一种或多种粘性液体的一个或多个源通信。计算机系统801还可与本公开的3D打印机构或一个或多个控制器通信。计算机系统801可以是用户的电子设备或相对于电子设备位于远程的计算机系统。电子设备可以是移动电子设备。

计算机系统801包括中央处理单元(CPU，本文中亦称“处理器”和“计算机处理器”)805，该中央处理单元可以是单核或多核处理器或者是用于并行处理的多个处理器。计算机系统801还包括存储器或存储器位置810(例如，随机存取存储器、只读存储器、闪速存储器)、电子存储单元815(例如，硬盘)、用于和一个或多个其他系统通信的通信接口820(例如，网络适配器)以及外围设备1025，诸如高速缓存器、其他存储器、数据存储和/或电子显示适配器。存储器810、存储单元815、接口820和外围设备825通过诸如母板等通信总线(实线)与CPU 805相通信。存储单元815可以是用于存储数据(即数据库)的数据存储单元(或数据储存库)。计算机系统801可以借助于通信接口820可操作地耦合至计算机网络(“网络”)830。网络830可以是因特网、互联网和/或外联网，或者与因特网通信的内联网和/或外联网。网络830在一些情况下是电信和/或数据网络。网络830可以包括一个或多个计算机服务器，该计算机服务器可以支持诸如云计算的分布式计算。在一些情况下，网络830借助于计算机系统801可以实现对等网络，该对等网络可以使得耦合至计算机系统1001的设备充当客户端或服务器。

CPU805可以执行一系列的机器可读的指令，指令可以实施于程序或软件中。指令可以存储在诸如存储器810的存储器位置。指令可以被引导到CPU805，CPU 805可以随后编程或以其他方式配置CPU 805以实现本公开内容的方法。CPU 805执行的操作示例包括提取、解码、执行和写回。

CPU 805可以是诸如集成电路的电路的一部分。系统801的一个或多个组件可包括在电路中。在一些情况下，电路是专用集成电路(ASIC)。

存储单元815可以存储文件，诸如驱动程序、库和保存的程序。存储单元815可以存储用户数据，例如，用户偏好和用户程序。计算机系统801在一些情况下可以包括位于计算机系统801外部的一个或多个附加数据存储单元，诸如位于通过内联网或因特网与计算机系统801相通信的远程服务器上。

计算机系统801可以通过网络830与一个或多个远程计算机系统相通信。例如，计算机系统801可以与用户的远程计算机系统相通信。远程计算机系统的示例包括个人计算机(例如，便携式PC)、触屏或平板PC(例如，

iPad、

Galaxy Tab)、电话、智能电话(例如，

iPhone、支持Android的设备、

)或个人数字助理。用户可以通过网络830访问计算机系统801。

如本文所描述的方法可以通过存储在计算机系统801的电子存储位置，诸如，举例而言，存储器810或电子存储单元815上的机器(例如，计算机处理器)可执行代码的方式来实施。可以用软件的形式提供机器可执行代码。在使用期间，所述代码可由处理器805执行。在一些情况下，所述代码可以从存储单元815中取回并储存在存储器810上以供处理器805存取。在一些情况下，可以排除电子存储单元815，而将机器可执行指令储存在存储器810上。

所述代码可以被预编译并且被配置成与具有适于执行所述代码的处理器一起使用，或者可以在运行期间被编译。可以用编程语言提供所述代码，可以选择所述编程语言以使得所述代码按预编译或即时编译的方式来执行。

本文所提供的系统和方法方面，诸如计算机系统801，可以在编程中得到体现。所述技术的各个方面可以被认作“产品”或“制造品”，其通常形式为机器(或处理器)可执行代码以及/或者在一类机器可读介质上实施或体现的关联数据。机器可执行代码可以储存在电子存储单元上，诸如存储器(例如，只读存储器、随机存取存储器、闪速存储器)或硬盘上。“存储”类型介质可以包括计算机、处理器等的任何或所有有形存储器或者其关联模块，诸如各个半导体存储器、磁带驱动器、硬盘驱动器等，所述存储器可以在任何时间为软件编程提供非暂时性存储。所述软件的全部或部分有时可能通过因特网或各个其他电信网络进行通信。这样的通信例如可以使得软件从一台计算机或处理器向另一台计算机或处理器中加载，例如，从管理服务器或主计算机向应用服务器的计算机平台中加载。因此，可能承载软件元素的另一类介质包括光波、电波和电磁波，诸如跨本地设备之间的物理接口、通过有线光学陆线网络以及经由各个空中链路而使用。运载这样的波的物理元件，诸如有线或无线链路、光学链路等，也可以被认为是承载所述软件的介质。如本文中所使用的，除非被限制成非暂时性的有形“存储”介质，否则诸如计算机或机器“可读介质”等术语指代参与向处理器提供指令以供执行的任何介质。

因此，机器可读介质，诸如计算机可执行代码可能采取多种形式，所述多种形式包括但不限于有形存储介质、载波介质或物理传输介质。非易失性存储介质例如包括光盘或磁盘，诸如是在任何计算机中的任何存储设备等，诸如是如附图所示可能用于实现数据库等。易失性存储介质包括动态存储器，诸如此类计算机平台的主存储器。有形传输介质包括同轴线缆；铜线和光纤，其包括在计算机系统内包括总线的导线。载波传输介质可能采取电信号或电磁信号的形式，或者采取声波或光波的形式，诸如在射频(RF)和红外IF数据通信期间产生的声波或光波。计算机可读介质的常见形式因此例如包括：软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其他光学介质、穿孔卡片纸带、任何具有孔洞图案的物理存储介质、RAM、ROM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储芯片或盒、传输数据或指令的载波、传输此类载波的线缆或链路或者计算机可以从中读取编程代码和/或数据的任何其他介质。这些计算机可读介质形式中的许多种可能包含在将一条或多条指令中的一个或多个序列运载至处理器用于执行。

计算机系统801可以包括电子显示器835或与之通信，该电子显示器包括用户界面(UI)840以提供，例如，(i)激活或停止打印3D物体的3D打印机，(ii)确定何时清洁沉积头，或者(iii)确定粘性液体膜中的任何缺陷。UI的示例包括但不限于图形用户界面(GUI)和基于网络的用户界面。

本公开的方法和系统可以通过一种或多种算法来实现。算法可以在由中央处理单元805执行时通过软件来实现。该算法可以例如基于来自传感器的反馈区分或区别在构造表面上或与构造表面相邻的粘性液体膜的一个或多个曲线(例如，特征(诸如，例如尺寸、体积、形状或图案))。

示例

下面的示例是说明性的和非限制性的。

示例1

图2示出了由传感器捕获的在粘性液体膜沉积之前打印窗口的2D图像200的示例。IR光可用作传感器光。打印窗口可以在打印窗口的表面上包括或不包括透明膜(例如氟化膜)。当分析沉积在打印窗口上的粘性液体膜的一个或多个图像时，图像200可以用作打印窗口的背景图像。可以通过将膜的图像除以背景图像200，再乘以那些图像的曝光时间的比率来生成膜的2D透射率曲线。在一些情况下，可以在每次沉积粘性液体的新膜之前捕获图像200。在一些情况下，可以为粘性液体膜的每两次或更多次沉积捕获一次图像200。

示例2

图3A示出了由传感器捕获的沉积在打印窗口上的粘性液体膜的2D图像300的示例。IR光可用作传感器光。图3B示出了沉积在打印窗口上的粘性液体膜的2D厚度图302的示例。控制器可以被配置为使用参考(例如，先前获得的膜厚度对传感器光透射率的图)将2D图像300中的膜的至少一部分310转换成灰度2D厚度图315，如图像302中所示。在转换成灰度2D厚度图315之前，至少2D图像300中的膜的部分310可以除以背景图像200。图像302也可以表现出用于灰度2D厚度图315的灰度值320(例如，灰度对膜的厚度)。平均膜厚度的标准偏差的阈值可以预先确定为0.01mm。2D厚度图315的测量标准偏差可以为0.0055mm。由于2D厚度图315的测量标准偏差可能处于或低于预定阈值，因此2D厚度图315中所示的膜可被认为表现出均匀的膜厚度。

示例3

图4A示出了由传感器捕获的沉积在打印窗口上的粘性液体膜的2D图像400的示例。IR光可用作传感器光。图4B示出了沉积在打印窗口上的粘性液体膜的2D厚度图402的示例。控制器可以被配置为使用参考(例如，先前获得的膜厚度对传感器光透射率的图)来将除以背景图像200的2D图像400中的膜的至少一部分410转换为灰度2D厚度图415，如图像402所示。在转换成灰度2D厚度图415之前，2D图像400中的膜的至少部分410可以除以背景图像200。图像402也可以表现用于灰度2D厚度图415的灰度值420(例如，灰度相对膜的厚度)。平均膜厚度的标准偏差的阈值可以预先确定为0.01mm。2D厚度图415的测量标准偏差可以是0.0185mm。部分由于一个或多个先前层的一个或多个部分430保留在打印窗口上，3D厚度图415的测量标准偏差(例如，0.0185mm)可能高于预定阈值(例如，0.01mm)。由于2D厚度图415的测量标准偏差可能高于预定阈值，因此2D厚度图415中所示的膜可被认为表现不均匀的膜厚度。因此，3D打印过程可能会停止。替代地或除此之外，可以沉积新的粘性液体膜以获得均匀的膜厚度。

示例4

图5A示出了在打印3D物体的至少一部分之前沉积在打印窗口上的粘性液体膜的由传感器捕获的2D图像500的示例。IR光可用作传感器光。图5B示出了在打印3D物体的至少一部分之后保留在打印窗口上的过量粘性液体膜的由传感器捕获的2D图像502的示例。在2D图像502中，传感器光的低透射率520的区域可以指示打印窗口上存在过量粘性液体。另一方面，传感器光的高透射率区域525可指示打印窗口上不存在或少量的过量粘性液体。3D图像502中的传感器光的高透射率区域525可用作3D物体的先前打印层的负像。

示例5

图6示出了粘性液体膜的厚度(例如，y轴)对传感器光穿过膜的透射率(例如，x轴)的示例图600。可以将具有不同厚度(例如，经验证的厚度)的膜打印在打印窗口上，并且可以测量穿过膜的传感器光的透射率以获得图600的曲线610。随后，可以获得如曲线610所示的膜厚度和传感器光透射率之间的数学关系式620，以用作参考以将传感器光透射率的任何未来检测转换为相应的膜厚。

示例6

图7示出了(i)粘性液体膜的目标宽度710、粘性液体膜的测量宽度720(例如，由IR传感器测量)和在沉积多个粘性液体膜期间将粘性液体添加到打印窗口730或从打印窗口730移除的粘性液体体积相对于(ii)3D物体的打印层数量的示例图700。如目标宽度710所示，3D物体的不同层可能需要不同的膜宽度(例如，因此膜中粘性液体的不同体积)。在示例中，根据目标宽度曲线710，至少3D物体的层30-60可能比至少3D物体的层1-25在膜中需要更多粘性液体(因此更宽的膜)。因此，控制器可以引导沉积头将附加的粘性液体分配到打印窗口上，从而为3D物体的至少层30-60打印更宽的粘性液体膜。控制器可以使用传感器实时测量至少层30-60的膜720的宽度，以调节要添加到打印窗口730或从打印窗口730中移除的粘性液体的体积，从而部分地根据3D物体的计算机模型匹配粘性液体膜的目标宽度710。膜的目标宽度710、膜的测量宽度720(例如，由IR传感器测量)和要添加到打印窗口或从打印窗口移除的粘性液体的体积之间的关系可以在等式1中描述：

粘性液体的体积_{添加或移除}＝k·(目标宽度-测量宽度) (等式1)

常数因子(k)可以是预定恒定厚度下的预定值(例如，每1mm膜宽度0.01毫升(mL)粘性液体)。该因子对于多种不同的粘性液体(例如，不同的成分)可以是通用的，或者对于每种类型的粘性液体是特定的。通常，可以使用误差函数来计算测量宽度与目标宽度的偏差，并且该偏差的控制函数可以提供要添加或移除的粘性液体的体积。控制函数可以与该偏差成比例，如等式1中提供的。控制函数还可以取决于偏差随时间的积分和/或其相对于时间的导数。控制函数还可以使用模糊逻辑或神经网络或人工智能。

虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本领域技术人员容易理解的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本发明不旨在受本说明书中提供的特定示例所限。尽管本发明已参考上述说明书进行了描述，但本文对实施方式的描述和说明并不意图以限制性的意义来解释。本领域技术人员现将在不偏离本发明的情况下想到许多更改、改变和替代。此外，应当理解本发明的所有方面并不限于本文根据各种条件和变量来陈述的特定描述、配置或相对比例。应当理解，在实践本发明的过程中可以采用对本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。因此预期本发明还应当覆盖任何这样的替代、修改、变体或等效项。以下权利要求旨在限定本发明的范围，并因此涵盖这些权利要求及其等效项的范围内的方法和结构。

Claims (44)

1.一种用于打印三维(3D)物体的方法，包括：

(a)提供与构造表面相邻的膜，所述膜包括聚合物前体；

(b)使用传感器来确定所述膜的曲线，所述曲线指示所述膜的质量；

(c)确定所述曲线是否满足质量阈值；和

(d)在(c)之后，(1)如果所述曲线满足质量阈值，则使用光源将所述膜的至少一部分暴露于光以引发由所述聚合前体形成聚合材料，从而打印所述3D物体的至少一部分，或(2)如果所述曲线不满足所述质量阈值，则调整或重新沉积所述膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其中(b)还包括(i)将所述膜暴露于附加光和(ii)使用所述传感器检测透射通过所述膜的所述附加光的至少一部分。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述光具有第一波长并且所述附加光具有第二波长，其中所述第二波长不同于所述第一波长。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述光和所述附加光由光源提供。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述光由光源提供，而所述附加光由附加光源提供。

6.根据权利要求2所述的方法，还包括使用光学漫射器来漫射所述附加光，所述光学漫射器位于与所述构造表面相邻并远离所述膜。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括在(c)之前，使用所述曲线来识别所述膜中相对于参考的变化。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述质量阈值是所述膜相对于所述参考的所述变化的阈值。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述曲线是光学曲线。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述光学曲线是透射率曲线。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述曲线是二维(2D)曲线。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括使用所述曲线来确定所述膜的横截面尺寸。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述曲线是所述膜的厚度曲线。

14.根据权利要求1所述的方法，其中在(a)中，所述膜还包括多个颗粒，并且其中所述曲线是所述膜中的所述多个颗粒的密度曲线。

15.根据权利要求14所述的方法，其中在(a)中，所述聚合物前体封装所述多个颗粒。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个颗粒包括至少一种金属颗粒、至少一种陶瓷颗粒或其组合。

17.根据权利要求1所述的方法，其中(d)(1)是在构造头与所述膜相接触的情况下进行的，并且其中，在(d)(1)之后，将所述构造头移离所述构造表面。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括在(d)(1)之后，使用所述传感器来测量与所述构造表面相邻的所述膜的附加曲线。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述附加曲线是所述3D物体的所述至少一部分的负曲线。

20.根据权利要求18所述的方法，还包括，在(d)(1)之后，提供与所述构造表面相邻的附加膜并且使用所述传感器来确定所述附加膜的曲线，所述曲线指示所述附加膜的质量。

21.根据权利要求1所述的方法，其中(a)还包括提供与所述构造表面相邻的沉积头并且移动所述沉积头跨越所述构造表面以与所述构造表面相邻地沉积所述膜。

22.根据权利要求1所述的方法，其中所述构造表面包括打印窗口，并且其中所述膜与所述打印窗口相邻。

23.根据权利要求22所述的方法，其中在(d)(1)中，将所述光通过所述打印窗口引导至所述膜以引发由所述聚合前体形成所述聚合材料。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述膜还包括(i)光引发剂，所述光引发剂引发由远离所述打印窗口的所述聚合前体形成所述聚合材料，和(ii)光抑制剂，所述光抑制剂抑制由与所述打印窗口相邻的所述聚合物前体形成所述聚合材料。

25.根据权利要求1所述的方法，还包括在(a)之前接收或生成所述3D物体的计算机模型，其中所述3D物体的所述至少一部分是根据所述3D物体的所述计算机模型。

26.根据权利要求1所述的方法，其中所述构造表面是保持所述膜的桶的一部分。

27.根据权利要求1所述的方法，其中所述构造表面是保持所述膜的开放平台的一部分。

28.根据权利要求1所述的方法，其中重新沉积所述膜包括从所述构造表面移除所述膜的至少一部分并且与所述构造表面相邻地沉积附加膜。

29.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述膜包括重新分布所述膜。

30.一种用于打印三维(3D)物体的系统，包括：

构造表面，所述构造表面被配置为保持包括聚合物前体的膜；

与所述构造表面感测通信的传感器；

与所述构造表面光通信的光源，其中所述光源被配置为提供光；和

控制器，所述控制器包括可操作地耦合到所述传感器和所述光源的电路，其中所述控制器被配置为：(i)使用所述传感器来确定所述膜的曲线，所述曲线指示所述膜的质量，(ii)确定所述曲线是否满足质量阈值，以及在(ii)之后，(iii)(1)如果所述曲线满足质量阈值，则引导所述光源以将所述膜的至少一部分暴露于所述光以引发由所述聚合前体形成聚合材料，从而打印所述3D物体的至少一部分，或者(2)如果所述曲线不满足所述质量阈值，则引导调整或重新沉积所述膜。

31.根据权利要求30所述的系统，其中所述控制器还被配置为(i)将所述膜暴露于附加光和(ii)使用所述传感器检测透射通过所述膜的所述附加光的至少一部分。

32.根据权利要求31所述的系统，其中所述光具有第一波长而所述附加光具有第二波长，其中所述第二波长不同于所述第一波长。

33.根据权利要求31所述的系统，其中所述光源被配置为提供所述附加光。

34.根据权利要求31所述的系统，还包括被配置为提供所述附加光的附加光源。

35.根据权利要求31所述的系统，还包括光学漫射器，所述光学漫射器位于与所述构造表面相邻并远离所述膜，所述光学漫射器被配置为来漫射所述附加光。

36.根据权利要求30所述的系统，其中在使用期间，所述膜还包括多个颗粒。

37.根据权利要求36所述的系统，其中在使用期间，所述聚合物前体封装所述多个颗粒。

38.根据权利要求36所述的系统，其中在使用期间，所述多个颗粒包括至少一种金属颗粒、至少一种陶瓷颗粒或其组合。

39.根据权利要求30所述的系统，还包括构造头，所述构造头被配置为相对于所述构造表面移动并保持所述3D物体的所述至少一部分。

40.根据权利要求30所述的系统，其中还包括与所述构造表面相邻的沉积头，并且所述沉积头被配置为移动跨越所述构造表面以与所述构造表面相邻地沉积所述膜。

41.根据权利要求30所述的系统，其中所述构造表面包括被配置为保持所述膜的打印窗口。

42.根据权利要求41所述的系统，其中在使用期间，所述膜还包括(i)光引发剂，所述光引发剂引发由远离所述打印窗口的所述聚合前体形成所述聚合材料，和(ii)光抑制剂，所述光抑制剂抑制由与所述打印窗口相邻的所述聚合物前体形成所述聚合材料。

43.根据权利要求30所述的系统，其中所述构造表面是被配置为保持所述膜的桶的一部分。

44.根据权利要求30所述的系统，其中所述构造表面是被配置为保持所述膜的开放平台的一部分。

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