CN113727830A - 基于部件形成特性的标签属性选择 - Google Patents
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Abstract
在根据本公开的一个示例中，描述了一种系统。该系统包括属性确定器，用于确定要形成的部件的视觉属性。该系统的形成确定器确定部件和要被布置在其上的标签的形成特性。该系统还包括标签生成器，用于基于部件的视觉属性以及部件和标签的形成特性来选择标签属性。该系统还包括控制器，该控制器控制标签在部件上的形成。
Description
背景技术
产品标签被放置在制品上以传达多种信息。例如，产品标签可以提供有关部件和/或部件生产商的信息。在一些示例中，标签可能旨在向部件的消费者传达信息。产品标签也可以旨在向下游制造站的操作员传达信息。
附图说明
附图图示了本文描述的原理的各种示例并且是说明书的一部分。给出图示的示例仅用于说明，并不限制权利要求的范围。
图1是根据本文描述的原理的示例的用于基于部件形成特性选择标签属性的系统的框图。
图2是根据本文描述的原理的示例的用于基于部件形成特性选择标签属性的方法的流程图。
图3是根据本文描述的原理的示例的在其期间选择标签属性的建模阶段的图。
图4是根据本文描述的原理的另一个示例的用于基于部件形成特性选择标签属性的方法的流程图。
图5是根据本文描述的原理的另一个示例的用于基于部件形成特性选择标签属性的增材制造系统的框图。
图6是根据本文描述的原理的示例的在其期间选择标签属性的包装阶段的示意图。
在整个附图中，相同的附图标记表示相似但不一定相同的元素。附图不一定按比例绘制，并且某些部件的尺寸可能被夸大以更清楚地图示所示示例。此外，附图提供了与说明书一致的示例和/或实施方式；然而，描述不限于附图中提供的示例和/或实施方式。
具体实施方式
产品标签附着到制品上以传达与部件相关联的多种信息。例如，以编码或人类可读格式印刷在标签上的信息可以向消费者提供关于部件来源的信息以及部件本身的信息。例如，标签可以表明部件的批号，或者可以表明产品符合某些质量标准。在其他示例中，标签信息可以在产品的制造期间被使用。例如，标签可以包括制造说明。在其他示例中，部件可以具有要被包含在标签上的序列号。在另外的示例中，部件可以具有建议的后处理操作的描述或关于用于制造该部件的作业、打印机、材料批次和工艺设置的细节。总之，虽然具体提及了特定的标签信息，但产品标签可以包括多种信息。
在一些示例中，标签可以附接到产品，在其他示例中，标签可以一体地形成在产品上。例如，通过多种机制，增材制造系统可以形成三维打印部件，作为该过程的一部分，标签可以打印在产品本身上。
作为一个具体示例，增材制造系统可以通过系统内的床(bed)上的构建材料层的固化来制造三维(3D)对象。在此示例中，增材制造系统可以基于3D模型中的数据制作物理打印对象。模型数据被处理成切片，每个切片限定要固化的构建材料层的各部分。
为了形成3D对象，可以是粉末的构建材料以层状方式沉积在床上。然后将熔融试剂分配到要熔融以形成3D对象的层的构建材料层的部分上。执行这种类型的增材制造的系统可以称为基于粉末和熔融试剂的系统。以所需图案布置的熔融试剂增加了其上布置有该试剂的构建材料的最顶层的能量吸收。然后将构建材料暴露于诸如电磁辐射之类的能量中。电磁辐射可以包括红外光、激光或其他形式的合适的电磁辐射。由于由熔融试剂赋予的增加的能量吸收属性，其上布置有熔融试剂的构建材料的那些部分加热至高于构建材料的熔融温度的温度。
因此，当能量被施加到构建材料的表面时，已经接收熔融试剂并因此具有增强的能量吸收特性的构建材料熔融，而未接收熔融试剂的构建材料的那部分保持在粉末状。接收试剂并因此具有增加的能量吸收属性的构建材料的那些部分可称为熔融部分。相比之下，所施加的能量没有大到增加构建材料的不含熔融试剂的部分的能量吸收属性的程度。未接收试剂并因此不具有增加的能量吸收属性的构建材料的那些部分可称为未熔融部分。
因此，将预设量的能量施加到整个构建材料床，构建材料的接收熔融试剂的部分由于由熔融试剂赋予的增加的能量吸收属性而熔融并形成对象，而在这种施加能量的情况下，构建材料的未熔融部分不受影响，即未熔融。以分层方式重复此过程以生成3D对象。即，可以形成附加层并且可以对每一层执行上述操作，从而生成三维对象。在先前层的顶部依次层叠和熔融构建材料层的部分可以促进三维对象的生成。然后重复此过程，直到形成了完整的物理对象。三维对象的逐层形成可称为逐层增材制造工艺。
然后可以将材料的未熔融部分与熔融部分分离，并且未熔融部分可以被回收用于后续的3D打印操作。虽然具体提及了一种类型的增材制造工艺，但本文描述的原理可以适用于其他类型的制造工艺。此外，虽然具体提及了在3D打印对象上打印标签，但本说明书的主题可以应用于附接到不同类型对象的其他形式的标签。
尽管这种产品标签的使用在它们传达的信息方面无疑是有效的，但对其使用的增强可以允许更有效地传输标签信息。也就是说，任何数量的因素都可能影响标签的可读性。例如，在增材制造工艺中，部件的表面光洁度可能会基于朝向和工艺选择而改变。表面光洁度可能会影响雕刻或浮雕标签的可读性。作为一个具体示例，由于3D打印过程的操作，与3D打印部件的垂直表面相比，3D打印部件的水平表面可能具有更高的分辨率。这种差异可能会改变布置在其上的标签的可读性。
在另一个示例中，标签的可读性可以基于其被读取的时间而改变。例如，如果在将最终染料施加到部件之前要读取标签，则与施加最终染料时相比，标签的可读性可能或更高或更低。存在以下将描述的其他示例，其中标签可读性受其上形成的部件的特性的影响。
为了解决这个问题，一种选择可以是选择保守的标签，即非常大的标签，该非常大的标签在制造过程的任何阶段、当以任何朝向被打印时以及具有任何表面光洁度时都是可读的。然而，这样的大标签可能不适合较小的部件，并且在功能上或美学上可能是不合需求的。
因此，本说明书描述了用于基于部件的形成特性选择刚好足够大以便可读的标签样式的系统和方法。
作为特定示例，本文描述的系统和方法可以基于部件朝向、表面光洁度和要读取标签的制造阶段来确定合适的标签样式、字体和/或尺寸。当用户尝试在包装阶段重新定向部件时，标签的可读性得以保留。例如，如果在增材制造系统中安置要打印的部件的数字表示时，用户尝试旋转数字表示，则系统可能会更改标签属性以适应不同的表面光洁度或体素精度。
在一些情况下，如果合适的标签不可用，则系统可以通知用户。在其他情况下，如果用户对数字表示的更改会导致不合适的标签，则系统可以防止这种更改。
具体地，本说明书描述了一种系统。该系统包括该系统的形成确定器，该系统的形成确定器确定部件和要布置在其上的标签的形成特性。系统的标签生成器基于部件的视觉属性以及部件和标签的形成特性来选择标签属性。最后，控制器用于控制标签在部件上的形成。
本说明书还描述了一种方法。根据该方法，要形成的三维(3D)打印部件的视觉属性被确定，3D打印部件和要布置在其上的标签的形成特性也被确定。基于3D打印部件的视觉属性以及3D打印部件和标签的形成特性选择标签属性。控制粉末状构建材料和熔融试剂的顺序沉积以形成3D打印部件和标签。
本说明书还描述了增材制造系统。增材制造系统包括构建材料分配器和试剂分配器，所述构建材料分配器用于将粉末状构建材料层沉积到床上，试剂分配器用于选择性地固化粉末状构建材料层的部分以形成三维(3D)打印对象和在其上形成的标签。增材制造系统还包括如上所述的属性确定器、形成确定器、标签生成器和控制器。
本系统和方法1)基于部件和/或标签的形成特性自动改变标签属性，从而提供可读而不过大的标签；2)在标签可能难以读取或解释时提供通知；以及3)在制造过程的各个阶段进行集成，以便部件在包装过程中被重新定向到增材制造床的数字表示中，可以提供不同的标签位置。然而，本文公开的设备预期可以解决多个技术领域中的其他问题和缺陷。
虽然具体提及了某些增材制造工艺，例如多射流熔融或金属射流熔融，但这些系统和方法可以适用于任何增材制造工艺，例如立体光刻、选择性激光烧结和熔融沉积建模等。
如在本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“视觉属性”是指部件的限定特征，包括例如其几何形状、尺寸、表面光洁度和材料属性。
如在本说明书和所附权利要求中使用的，术语“确定器”、“生成器”和“控制器”指的是各种硬件组件，其可以包括处理器和存储器。处理器可以包括用于从存储器检索可执行代码并执行可执行代码的硬件架构。存储器可以包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或结合使用的计算机可用程序代码。存储器可以采用多种类型的存储器，包括易失性和非易失性存储器。例如，存储器可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光存储盘和磁盘等。作为具体示例，本文描述的确定器、生成器和控制器可以包括计算机可读存储介质、计算机可读存储介质和处理器，以及专用集成电路(ASIC)。
现在轮到附图，图1是根据本文描述的原理的示例的用于基于部件形成特性选择标签属性的系统(100)的框图。如上所述，产品标签向不同的受众传达各种信息。例如，标签可以包括特定的部件满足某些质量度量的指示，并且可以提供跟踪信息以使得可以识别与产品相关联的特定的来源和/或批次。此类信息也可用于维护产品。例如，标签可以包括型号或产品特定的ID，以便在以后的时间点对产品进行维护。
在另一个示例中，标签可以包括制造商使用的信息。例如，在制造期间，产品可能会经历各种制造操作。这些操作可以被存储在标签上并由执行特定的制造操作的员工读取。
换言之，附着在或形成在产品上的标签可以对部件的标识信息、形成部件的制造设备的标识信息、批号和制造说明中的至少一者进行编码。虽然特定提及了可以在标签上编码的某些类型的信息，但是可以在标签上编码任何种类的不同类型的信息。
标签可以采用任何多种形式。例如，标签可以包括字母数字字符。这种字母数字字符可以提供人类可读的信息。
在另一个示例中，标签可以是机器可读的，例如作为条形码、二维矩阵码或其他机器可读图案。在另外一个示例中，标签可以被设计为具有人类可读性和机器可读性两者，例如作为光学字符识别(OCR)字体。在另外一个示例中，标签可以被设计为对机器可见，但对人不可见，例如作为隐写标记。虽然提及了一些特定类型的标签格式，但标签也可以是其他类型的。
相应地，本系统(100)提供一种标签，该标签被特别定制以适合在其上放置该标签的特定部件。即，标签的属性是基于与特定部件特别相关的多个标准而被选择的，这些标准包括要何时读取标签以及要读取标签时的表面条件。
相应地，系统包括形成确定器(104)，所述形成确定器(104)用于确定部件和要布置在其上的标签的形成特性。即，部件的形成与标签的可读性有关。例如，标签的可读性可能会基于其放置的表面在增材制造床中是水平还是垂直而改变。
例如，假设立方体形状的产品，当放置在增材制造床的数字表示中时，立方体的第一表面可以面向下方并且第二表面可以是面向侧面。在该示例中，由于在水平和垂直方向上具有不同分辨率的制造工艺，与面向侧面的表面上的浮雕或雕刻相比，可以更容易地读取面向下方的表面上的浮雕或雕刻。因此，部件在增材制造床中的位置以及标签要在其上形成的表面的朝向可能影响选择的标签属性，其中该部件要在该增材制造床被形成。作为具体示例，如果标签要形成在面向下方的表面上，则与要形成在面向侧面的表面上的标签相比，可以使用较小的标签和/或较小的字体来形成标签。
在选择标签属性时依赖的形成特性的另一个例子包括标签在部件上的位置。例如，与在部件外表面上的标签相比，要通过开口观察的在部件内表面上的标签具有更大的字体和/或数据矩阵会是合理的。
在选择标签属性时依赖的形成特性的另一个例子包括标签要被读取的制造阶段。例如，在制造期间，3D部件可能会被打印出来并传送到加工站。在加工之前，该部件可能是熔融的构建材料的灰色，带有一些剩余的白色未熔融的构建材料。因此，如果要在此阶段读取标签，则例如由于标签可能包含关于产品加工的说明这一事实，则标签可具有更大的字体，以解决在灰色/白色部件上打印可读文本的所增加的难度。相比之下，如果要在加工后读取标签，则当打印操作中未熔融的粉末已被去除时，字体可更小或数据矩阵可更小。
在另外一个示例中，可以依赖的形成特性是要放置标签的部件位置的表面光洁度。例如，在一些情况下，部件或部件的一部分可以被平滑和/或染色。平滑和染色可能会影响标签的可读性。例如，如果意图将标签放置在要被染成黑色的部件的一部分上，那么标签可以做得更小，部分原因是在染色的表面上更容易阅读。相比之下，如果意图将标签放置在不被染黑的部件的一部分上，则标签可以做得更大以提高其可读性。
作为另外一个示例，可以确定部件制造约束并将其用于选择标签属性。例如，如上所述，增材制造系统可以打印一个维度上与另一个维度上具有不同分辨率的部件。因此，在部件的生成期间，用户可以在打印期间将部件的放置限制为处于特定朝向。例如，如果要形成半球部件并且希望底座尽可能圆，则用户可以将半球的包装限制在增材制造床的数字表示中，使得圆形底座受益于更高的分辨率。在该示例中，该制造约束可用于选择诸如标签位置、标签字体、尺寸、颜色等的标签属性。换言之，形成确定器(104)确定这些形成特性然后标签生成器(106)依赖此信息来选择标签属性。
在一些示例中，形成确定器(104)基于与要形成的部件相关联的元数据来确定该信息。即，如上所述，部件的视觉属性可以由数字文件定义，并且该数字文件可以包括元数据，所述元数据描述诸如标签位置、要读取标签的制造阶段、以及要放置标签的部件位置的表面光洁度之类的信息。此外，在包装期间，可以接收关于部件在增材制造床等的数字表示内的朝向的信息。形成确定器(104)获取该信息并将其传递给标签生成器(106)。
标签生成器(106)然后基于部件的视觉属性以及部件和标签的形成特性来选择标签属性。即，通过仿真或实验，系统(100)可以基于标签样式、标签将被形成的表面的朝向、打印过程和标签要被读取的时间来确定合适的标签尺寸。
即，如上文在一些示例中所述，部件和/或标签的形成特性影响标签的可读性并因此影响特定标签属性的选择。例如，下面的表(1)提供了在部件的不同表面上雕刻字母数字文本的最小字体大小示例。
表(1)
在表(1)所示的示例中，A表示大于字体大小B和字体大小C的字体大小，并且字体大小B表示大于字体大小C但小于字体大小A的字体大小。相应地，在表(1)所示的示例中，与放置在顶部表面上的标签相比，当标签放置在侧部表面或底部表面上时可以使用更小的字体。
下面的表(2)提供了在部件的不同表面上雕刻数据矩阵的最小单元尺寸示例。
| 顶部 | 侧部 | 底部 |
| X mm x X mm | Y x Y mm | Y x Y mm |
表(2)
在表(2)所示的示例中，X表示大于Y的长度。因此，在表(2)所示的示例中，与放置在顶部表面上的标签相比，当标签放置在侧部表面或底部表面上时可以使用更小的数据矩阵。
可以基于表面光洁度和读取标签的时间生成类似的表格。例如，在用某种聚合物打印的3D打印部件的朝下表面上形成标签，该标签要被染成黑色并在染色后被读取，则该标签可具有最小字体大小D和最小数据矩阵尺寸E。相比之下，在用相同聚合物打印的3D打印部件的朝上表面上形成标签，在加工后在染色前立即被读取，则该标签可具有大于D的最小字体尺寸F和大于E的最小数据矩阵尺寸G。
因此，如上所述，标签生成器(106)基于所确定的形成特性以及部件的视觉属性来选择标签属性。虽然特定参考了选择的特定标签属性，但也可以选择其他属性。即，标签生成器(106)可以选择标签属性，例如标签的尺寸、字体、形式、类型和颜色等。
除了主动选择某些标签属性之外，标签生成器(106)可以基于部件和标签的至少一个形成特性来限制至少一种标签属性。例如，可以基于要放置标签的位置排除标签的特定尺寸或类型。
在一些示例中，除了选择标签属性之外，标签生成器(106)可以生成标签的视觉表示。即，如上所述，计算应用程序可以生成要打印的3D部件的可视化。在该示例中，用户界面可以包括允许用户选择和放置标签的控件。在该阶段期间，标签以及标签生成器(106)所选择的属性可以一起显示在部件上，使得用户可以可视化所选择的标签一旦形成后的外观。
然后系统(100)的控制器(108)控制标签在部件上的形成。即，在选择了标签属性并且在增材制造床内以包装朝向对部件建模之后，控制器(108)控制部件和标签的实际形成。在增材制造系统的情况下，这可以包括控制粉末状构建材料和熔融试剂的各层的顺序沉积，以分层方式生成其上布置有标签的3D打印部件。
因此，本系统(100)允许标签定制，所述标签定制确保可读性的同时不会过度影响标签所附接的部件的美感。这种系统(100)允许标签以有效且美观的方式有效地传达布置在其上的有价值的信息。
图2是根据本文描述的原理的示例的用于基于部件形成特性选择标签属性的方法(200)的流程图。如上所述，确定部件(例如3D打印部件)以及形成在部件上的标签的视觉属性(框201)。还确定3D打印部件和标签的形成特性(框202)。在一些示例中，这可以基于接收到的文件。例如，文件可能包含描述部件几何形状、材料属性和任意数量的制造操作的元数据。
在一些示例中，该信息或其一部分可以基于用户反馈而被确定。即，系统(图1，100)可以提示用户提供某些信息。作为一个具体的例子，系统(图1，100)可能会提供诸如“该部件要由什么材料制成？”、“标签从打印机中取出后是否会被立即读取？”以及“该部件是被染色、被抛光还是置于自然状态？”等问题。对这些问题的响应允许其他系统(图1，100)组件确定标签属性。虽然特定提及了确定(框201、202)3D打印部件和标签的形成特性和视觉属性的几种方式，但其他方式也是可能的。
作为确定(框202)形成特性的一个特定示例，用户可以经由建模应用程序的用户界面为部件上的标签选择位置。在确定视觉属性(框201)、确定这个和其他形成特性(框202)后，系统(图1，100)可以基于表面朝向和先前获取的信息改变标签的可能的最小尺寸。例如，最小标签尺寸对于朝下的表面可以是X mm x Y mm，对于朝上的表面可以是A mm x Bmm，其中A大于X并且B大于Y。相应地，本方法(200)允许用户选择至少为X mm x Y mm的朝下表面上的位置，同时允许用户选择尺寸至少为A mm x B mm的朝上表面上的位置。即，如上所述，标签生成器(图1，106)基于3D打印部件的视觉属性以及3D打印部件和标签的形成特性来选择(框203)标签属性。
然后控制器(图1，108)控制3D打印部件和标签的形成。具体地，在使用粉末状构建材料和熔融试剂的增材制造系统的情况下，控制器(图1，108)可以控制(框204)形成3D打印部件和标签的粉末状构建材料和熔融试剂的顺序沉积。即，要在其上形成标签的表面可以被移除(在雕刻的情况下)、被添加(在浮雕的情况下)、改变颜色或以其他方式改变以形成部件以及要在其上形成的标签。
图3是根据本文描述的原理的示例的在其期间选择标签(312)属性的建模阶段的图。在图3所示的示例中，要形成的部件(310)是3D半球。图3还示出了各种候选标签(312)位置。
如上所述，在一些示例中，可以对视觉属性进行建模。也就是说，可以运行计算机应用程序以生成要打印的部件的3D模型。标签(312)属性的选择可以发生在这样的建模阶段中。如下文将描述的，在图6中所示的包装阶段中可以选择附加属性或者可以调整属性。除了显示产品(310)之外，系统(图1，100)还可以显示具有所选特性的标签(312)。
在一些示例中，标签生成器(图1，106)可以生成具有不同标签属性的多个候选标签(312-1、312-2)。例如，系统(图1，100)可以在特定位置放置第一标签(312-1)并且可以在不同位置放置第二标签(312-2)。这些标签(312)中的每一个都可以具有不同的属性。例如，第一标签(312-1)可以基于其在部件(310)一侧的位置而具有某些属性，这些属性不同于第二标签(312-2)基于其在部件(310)顶部表面上的位置的属性。
在一些示例中，标签(312)的放置可以基于用户输入。即，在生成部件(310)的视觉表示的计算应用程序内，工具可以允许用户将标签(312)定位在特定位置。基于由形成确定器(图1，104)确定的信息，系统(图1，100)可以响应于这样的放置来执行多个操作。例如，如果该位置是被允许的，即，它将产生具有不被阻止且可读的属性的标签(312)，则可以向用户提供这样的标签将是可以接受的通知。
相比之下，系统(图1，100)可以基于预设标准指示所选择的标签位置是不被允许的。例如，与部件相关联的元数据可以指示不应在半球的圆形表面上提供标签。因此，如果用户试图将第一标签(312-1)放置在部件(310)上，则可基于部件(310)数据通知用户所选择的这个位置是不被允许的。相比之下，如果用户尝试将第二标签(312-2)放置在部件(310)上，则可以允许用户这样做。在由于冲突的预设条件而没有合适的位置存在的情况下，系统(图1，100)可以将这种情况通知给用户。
总之，系统(图1，100)可以通过向用户展示针对不同表面朝向的建议标签尺寸来帮助用户选择标签位置。相应地，系统(图1，100)可以为不同的部件(310)朝向存储不同的标签样式和尺寸。然后，就在打印之前，将标签(312)雕刻到部件上时可以应用适当的标签样式和尺寸。
从多个候选标签(312)中，系统(图1，100)可以执行多种动作。首先，系统可以向用户推荐候选标签之一(312)。在该示例中，最终标签(312)的选择是通过用户输入完成的。在另一个示例中，系统(图1，100)可以自动选择候选标签(312)中的一个以形成在3D打印部件(310)上。即，如果存在多个可能的标签(312)位置，则系统(图1，100)可以推荐或选择将提供最佳可读性和/或最小标签尺寸的标签样式。
请注意，在一些示例中，标签(312)属性的选择可以发生在与选择要在标签(312)上编码的信息不同的阶段。例如，如果标签要包含部件识别号，出于安全原因并为确保唯一的部件识别号，可以就在打印之前和建模阶段之后选择实际编号，其中在建模阶段期间选择标签(312)的位置和属性。即，在建模阶段期间，文本标签(312)的位置和字体可以被确定，但是实际文本即唯一标识符可能直到就在打印之前才被放置。这样做为标识符的使用提供了安全性，因为它不太可能之后在制造过程中被复制。
图4是根据本文描述的原理的另一示例的用于基于部件(图3，310)形成特性来选择标签(图3，312)属性的方法(400)的流程图。根据方法(400)，确定3D打印部件(图3，310)的视觉属性以及3D打印部件(图3，310)的形成特性(框401、402)。可以如结合图2所描述的那样来执行这些操作。
在一些示例中，向用户提供(框403)关于标签的允许性(图3，312)并且更具体地有关在特定位置的标签的允许性(图3，312)的通知。例如，如上所述，基于部件(图3，310)几何形状，可以通知(框403)用户标签(图3，312)位置是可接受的、不可接受的，或者不存在可接受的位置。即，部件(图3，310)可能太小，以至于不满足特定标签(图3，312)的最小字体大小或其他大小阈值。在这种情况下，用户可以更改3D打印部件(图3，310)，以便可以正确放置标签(图3，312)。
同样如上所述，系统(图1，100)可以生成(框404)多个候选标签(图3，312)，每个候选标签(图3，312)具有独特的标签(图3，312)属性。这些候选标签(图3，312)可以被自动生成或基于用户输入而被生成。
然后系统可以依赖于用户输入或自动地执行任意数量的操作，例如向用户推荐候选标签之一(图3，312)或自动选择候选标签之一(图3，312)以用于在3D打印部件上形成(图3，310)。即，系统(图1，100)可以选择(框405)标签属性，并且在一些示例中，例如在计算机辅助建模应用中，显示(框406)具有所选属性的标签(图3，312)。然后，如上所述与图2结合，控制器(图1，108)可以控制(框407)粉末状构建材料和熔融试剂的顺序沉积以形成3D打印部件(图3，310)和标签(图3，312)。
图5是根据本文所描述的原理的另一示例的用于基于部件(图3、310)形成特性来选择标签(图3、312)属性的增材制造系统(514)的框图。一般而言，用于生成三维部件的设备(图3，310)可被称为增材制造系统(514)。在此描述的增材制造系统(514)可以对应于三维打印系统，其也可以被称为三维打印机。
增材制造系统(514)包括构建材料分配器(516)，用于连续地将构建材料层沉积到床上。在一些示例中，构建材料分配器(516)可以耦接到扫描托架。在操作中，构建材料分配器(516)随着扫描托架在床上方移动而将构建材料放置在床上。构建材料分配器(516)可以包括擦拭器刀片、辊子和/或喷射机构。
增材制造系统(514)包括试剂分配器(518)，用于将熔融试剂选择性地分配到粉末状构建材料的层上以选择性地固化建筑材料层的部分以形成3D打印部件(图3，310)和形成在其上的标签。在一些示例中，试剂分配器(518)耦接到沿着扫描轴在床上方移动的扫描托架。
试剂分配器(518)可以是液体喷射设备。液体喷射设备可以包括至少一个打印头(例如，基于热喷射的打印头、基于压电喷射的打印头等)。在一个示例中，在喷墨打印设备中使用的打印头可以用作试剂分配器(518)。在该示例中，熔融试剂可以是印刷液。在其他示例中，试剂分配器(518)可以包括选择性喷射小体积液体的其他类型的液体喷射设备。
增材制造系统(514)可以包括诸如加热器的其他部件，用于通过向构建材料施加能量来选择性地熔融构建材料的部分以形成对象(图3，310)。加热器可以是施加能量的部件，例如红外灯、可见卤素灯、电阻加热器、发光二极管LED和激光器。加热器可以施加一定量的能量，使得那些具有增加的吸收率(由于熔融试剂的存在)的部分达到高于熔融温度的温度，而那些没有增加吸收率的部分不达到高于熔融温度的温度。
增材制造系统(514)还包括属性确定器(502)，用于确定要形成的部件的视觉属性。即，属性确定器(502)获取关于产品外观的各个方面的信息，包括其尺寸、材料属性和其他特征。虽然具体提及了一些特定属性，但可以获取要形成的部件的任何种类的视觉属性。
在一些示例中，视觉属性可以被显示在用户界面上。例如，可以在计算设备上的计算机辅助绘图应用程序内生成和显示3D打印部件的数字模型。通过该用户界面，可以操作和创建部件的数字表示。
增材制造系统(514)还包括如上所述的形成确定器(104)、标签生成器(106)和控制器(108)。
图6是根据本文描述的原理的示例的在其期间选择标签(312)属性的包装阶段的图。如上所述，一旦部件(310)进入包装阶段，就可以确定或调整标签(312)属性。在包装阶段期间，多个部件(310)的数字表示被布局在增材制造床(620)的数字表示中。该布局定义了物理打印期间部件(310)的朝向。在图6中，增材制造床(620)的前表面已被移除以示出内部的部件(310)。为简单起见，仅用附图标记示出了部件(310)的两个实例和标签(312-1、312-2)的两个实例。
如上所述，在选择标签(312)属性时依赖的一些形成特性包括部件(310)在增材制造床(620)内的位置和朝向。例如，基于增材制造系统(图5，514)的操作，与成角度的表面相比，向下的表面可能会以不同的表面光洁度被打印。例如，在第一部件(310-1)上，与顶部平坦部分相比，圆形部分可具有不同的表面光洁度。因此，在该示例中，可以选择标签(312)属性以使得标签(312)将被形成在将导致标签(312)的最佳可读性的表面上。
为了更有效地将部件(310)装入床(620)中，不同的部件(310)可以不同地定向。例如，第一部件(310-1)可以具有朝下的圆形表面，而第二部件(310-2)可以具有朝下的平坦表面。基于将部件(310)装入增材制造床(620)中，可以执行任意数量的操作。
作为第一示例，每个部件(310)上的标签(312)位置可以不同。例如，第一标签(312-1)可以被形成在第一部件(310-1)上并且第二部件(310-2)上的标签可以被定位在平坦表面上，使得每个部件(310)的标签(312)被形成在不同的表面上。如上所述，因为这些标签(312)被形成在不同的表面上，所以它们可以具有不同的属性。即，基于增材制造床(620)内的不同朝向，不同的标签可以具有不同的尺寸。
如建模阶段那样，在一些示例中，可以做出关于标签(312)的放置的通知。例如，如果与部件(310)相关的元数据指示没有标签(312)可以放置在圆形部分上，则可以向用户提供第一标签(312-1)不是可接受的选项的通知。即，在这些示例中，如果用户在打包构建时重新定向部件(310)，则系统(图1，100)可以从可能的标签(310)位置中进行选择，或者可以警告用户不存在合适的位置。
如上所述，在确定标签(312)属性时所依赖的部件(310)的一个形成特性是部件(310)约束。例如，可能是与部件(310)相关的元数据阻止了增材制造床(620)内的某些朝向。相应地，在该示例中，标签(312)选择可以至少部分地基于这些限制。作为特定的示例，由于精度问题，部件(310)重新定向可能被限制为围绕垂直轴旋转90度并将部件(310)倒置。因此，只要标签(312)侧部朝下，标签(312)放置也可以被限制为围绕垂直轴旋转。换言之，可以基于对部件(310)的旋转以及标签(312)位置的约束来选择标签(312)放置。
如上所述，在一些示例中，标签(312)放置或其他标签(312)属性可以受到预设标准的约束。例如，如果用户试图将标签(312)以特定的朝向放置，这将使标签(312)不可读，则系统(图1，100)可以警告用户和/或阻止重新定向。因此，在打印期间，系统(图1，100)可以从可能的最佳标签(312)位置和样式中进行选择，并选择具有最小标签尺寸或最佳可读性的组合。
在一些示例中，控制器(图1，108)可以基于标签(312)可读性在包装阶段期间限制某些部件(310)的重新定向。例如，基于标签(312)尺寸和表面方向，系统(图1，100)可以将包装期间允许的部件朝向限制为标签(312)仍然可读的那些方向。
本系统和方法1)基于部件和/或标签的形成特性自动改变标签属性，从而提供可读而不过大的标签；2)在标签可能难以读取或解释时提供通知；以及3)在制造过程的各个阶段进行集成，以便部件在包装过程中重新定向到增材制造床的数字表示中，可以提供不同的标签位置。然而，本文公开的设备预期可以解决多个技术领域中的其他问题和缺陷。
Claims (15)
1.一种系统，包括：
形成确定器，用于确定部件和要被布置在所述部件上的标签的形成特性；
标签生成器，用于基于所述部件的视觉属性以及所述部件和标签的所述形成特性选择标签属性；以及
控制器，用于控制所述标签在所述部件上的形成。
2.如权利要求1所述的系统，还包括属性确定器，所述属性确定器用于确定要形成的部件的视觉属性。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述标签属性包括所述标签的尺寸、字体、形式、类型和颜色中的至少一者。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述部件和所述标签的所述形成特性包括下列各项中的至少一项：
所述标签在所述部件上的位置；
要在其上形成标签的表面的朝向；
要读取所述标签的制造阶段；
要在其上形成所述标签的所述表面的表面光洁度；
所述部件在增材制造床中的位置，其中所述部件要在所述增材制造床中被形成；
所述部件在增材制造床中的朝向，其中所述部件要在所述增材制造床中被形成；以及
部件制造约束。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述标签生成器基于所述部件和所述标签的至少一个形成特性来限制至少一种标签属性。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述标签包括以下各项中的至少一项：
人类可读的标记；
机器可读的标记；
机器可读且人类可读的标记；以及
机器可读但人类不可见的标记。
7.一种方法，包括：
确定要形成的三维(3D)打印部件的视觉属性；
确定所述3D打印部件和要被布置在所述3D打印部件上的标签的形成特性；
基于所述3D打印部件的所述视觉属性以及所述3D打印部件和所述标签的形成特性选择标签属性；以及
控制粉末状构建材料和熔融试剂的顺序沉积，以形成所述3D打印部件和所述标签。
8.如权利要求7所述的方法，其中，标签属性的选择发生在以下各项中的至少一项期间：
建模阶段；以及
包装阶段，其中，所述3D打印部件被布局在增材制造床的数字表示中。
9.如权利要求7所述的方法，还包括通知用户以下各项中的至少一项：
基于预设标准，所述3D打印部件上不存在被允许的标签位置；以及
基于所述预设标准，所选择的标签位置是不被允许的。
10.如权利要求7所述的方法，还包括：
生成具有不同标签属性的多个候选标签；以及
执行以下各项中的至少一项：
向用户推荐所述候选标签之一；以及
选择所述候选标签之一以用于形成在所述3D打印部件上。
11.如权利要求7所述的方法，还包括显示具有所选特性的所述标签。
12.一种增材制造系统，包括：
构建材料分配器，用于将粉末状构建材料层沉积到床上；
试剂分配器，用于选择性地固化粉末状构建材料层的部分以形成三维(3D)打印对象和在所述3D打印对象上形成的标签；
属性确定器，用于确定要形成的部件的视觉属性；
形成确定器，用于确定所述部件和要被布置在所述部件上的标签的形成特性；
标签生成器，用于基于所述部件的所述视觉属性以及所述部件和标签的所述形成特性来选择标签属性；以及
控制器，用于控制所述标签在所述部件上的形成。
13.如权利要求12所述的增材制造系统，其中，所述标签被浮雕或雕刻在所述3D打印部件上。
14.如权利要求12所述的增材制造系统，其中，选择标签属性发生在与选择用于在所述标签中编码的信息不同的阶段。
15.如权利要求12所述的增材制造系统，其中，所述控制器基于标签可读性在包装阶段期间限制部件重新定向。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211130 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |