CN113905874B - 几何补偿 - Google Patents

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Abstract

在示例中,机器可读介质存储如下指令,当指令由处理器执行时,使处理器利用至少一个校正来更新3D打印几何补偿模型,该至少一个校正是使用以下项的组合确定的:根据使用第一几何补偿生成的对象的测量确定的尺寸校正;以及根据使用第一几何补偿的修改版本生成的对象的测量确定的尺寸校正。

Description

几何补偿
背景技术
增材制造技术可以例如逐层地通过构建材料的固化来生成三维对象。在此类技术的示例中,可以以逐层方式供应构建材料并且固化方法可以包括加热构建材料的层以引起所选择的区域中的熔化。在其他技术中,可以使用化学固化方法。
附图说明
现在将参考附图描述非限制性示例,其中:
图1是用于修改几何补偿的示例方法;
图2是用于确定补偿校正的示例方法;
图3是对象生成的方法的示例;
图4和图5示出包括处理电路的示例装置的简化图解图;并且
图6是与处理器相关联的示例机器可读介质的简化示意图。
具体实施方式
增材制造技术可以通过构建材料的固化来生成三维对象。在一些示例中,构建材料是像粉末的颗粒状材料,其可以例如是塑料、陶瓷或金属粉末,并且生成的对象的属性可以取决于构建材料的类型和所使用的固化机理的类型。在一些示例中,可以从短纤维形成粉末,或者粉末可以包括短纤维,该短纤维例如可以是从长绞合线或材料的纤维被切为短长度。例如在制作腔内,构建材料可以被沉积在例如打印底座上并且被逐层处理。根据一个示例,适当的构建材料可以是可从惠普公司得到的商业上被称为V1R10A“HP PA12”的PA12构建材料。
在一些示例中,通过例如使用激光器或电子束的能量的定向施加、使用热来实现选择性固化,这引起在施加方向能量的情况下的构建材料的固化。在其他的示例中,至少一个打印制剂可以被有选择地施加到构建材料,并且当被施加时可以是液体。例如,可以在从(可以例如从结构设计数据生成的)表示将被生成的三维对象的切片的数据导出的图案中将熔融剂(也叫作‘聚结制剂’或‘聚结剂’)有选择地分配到构建材料的层的数个部分上。熔融剂可以具有吸收能量的组分,使得当向层施加能量(例如,热)时,构建材料加热、聚结并且在冷却时固化,以形成根据图案的三维对象的切片。在其他的示例中,可以以一些其他方式实现聚结。
根据一个示例,适当的熔融剂可以是包括炭黑的墨水类型配制剂,诸如像可从惠普公司得到的商业上被称为V1 Q60A“HP熔融剂”的熔融剂配制剂。在示例中,此类熔融剂可以包括红外线吸光剂、接近红外线吸光剂、可见光吸光剂和UV吸光剂的任何或任何组合。包括可见光增强剂的打印制剂的示例是基于染料的彩色墨水和基于颜料的彩色墨水,诸如可从惠普公司得到的商业上被称为CE039A和CE042A的墨水。
除熔融剂之外,在一些示例中,打印制剂可以包括聚结改性剂制剂,其起作用例如通过降低或增加聚结来修改熔融剂的效果或者帮助对对象产生特定抛光或外观,并且这样的制剂可以因此被叫作详细设计制剂。在一些示例中,可以接近被打印的对象的边缘表面来使用详细设计制剂,并且可以例如起作用以将其被施加到的构建材料冷却(或相反防止或减小其聚结)。根据一个示例,适当的详细设计制剂可以是可从惠普公司得到的商业上被称为V1Q61A“HP详细设计制剂”的配制剂。例如包括染料或着色剂的着色制剂可以在一些示例中被用作熔融剂或聚结改性剂制剂,和/或用作打印制剂以提供用于对象的特定色彩。
如上面指出的,增材制造系统可以基于结构设计数据来生成对象。这可以涉及设计者例如使用计算机辅助设计(CAD)应用来生成将被生成的对象的三维模型。模型可以定义对象的固体部分。为了使用增材制造系统从模型生成三维对象,能够处理模型数据以得出模型的平行平面的切片。每个切片可以定义将通过增材制造系统被固化或使得其聚结的构建材料的相应层的一部分。
图1是方法的示例,其可以包括可以用于确定用于增材制造中的修改的或更新的几何补偿的计算机实施的方法。
框102包括:在处理器处接收第一几何补偿和第二几何补偿中的至少一个,其中,第一和/或第二几何补偿将补偿增材制造中的预期变形。具体地,几何补偿可以描述可以用于修改对象模型数据的几何变换,例如应用几何补偿,以便在生成对象时补偿从目标尺寸的预期偏离。例如可以通过网络或通信链路接收几何补偿,或者可以从存储器接收几何补偿,等等。几何补偿可以例如包括一个或多个几何补偿参数,并且可以包括几何补偿模型。
例如,可能有这样的情况:当在包括加热的处理中生成对象时,附加的构建材料可以在生成时粘附到对象。在一个示例中,熔融剂可以与层的目标为熔融的区域相关联。然而,当供应能量时,邻近区域的构建材料可以变得加热并且熔融到对象的外部(在一些示例中,被完全地或部分地熔化,或者作为粉末粘附到熔化的构建材料)。因此,对象的尺寸可以大于被施加熔融剂的区域。为了补偿该结果,即可以预料的对象可能倾向于以这样的方式在制造期间‘增长’,在对象模型数据中所描述的对象体积可以被减小以补偿这样的增长。可以在几何补偿(或几何变换)模型中将体积的减小定义为至少一个几何补偿参数值。
在其他的示例中,与在对象模型数据中指定的相比,在对象生成之后,对象可以更小。例如,用于生成对象的一些构建材料可以在冷却时收缩。因此,几何补偿/变换可以指定至少一个几何补偿参数以进而指定应当如何增加在对象模型数据中的对象体积表示以补偿体积的预期减小。
特定对象可以经受导致增长和/或收缩的机制,并且可以通过考虑对象可以受这样的处理影响的不同的程度来确定要进行施加的实际补偿,或者要进行施加的实际补偿可以受对象可以受这样的处理影响的不同的程度的影响。
在一些示例中,可以使用包括缩放和/或补偿参数(例如缩放因子和/或偏移值)的几何补偿参数来指定修改。缩放因子可以用于将在至少一个轴的方向上的所有指定尺寸乘以值,并且可以大于1以便增加尺寸并且小于1以减小尺寸。偏移值可以例如通过指定的距离或定义的子体积或‘体素’(即,三维像素)的数量来指定添加到或从对象的表面(或层内的周边)去除的量。例如,可以指定在对象表面的法线的方向上测量的距离,并且可以将对象侵蚀或扩张(膨胀或放大)该距离。
在本文阐述的示例中,假定存在已经被选择进行使用的至少一个预先确定的几何补偿(其可以是指定几何补偿参数的几何补偿模型,或者可以从其得出)。这可以例如包括第一几何补偿(第二几何补偿可以基于该第一几何补偿)。
在一些示例中,可以基于对象生成的理论分析—例如预测的温度和/或材料行为特征来确定几何补偿。在其他的示例中,或者另外地,可以例如随着时间的推移经反复试验来确定这样的几何补偿。例如,可以基于测试对象来确定几何补偿,该测试对象可以被生成和测量以表征变形。在一些示例中,可以基于与先前生成的对象中的预期尺寸的偏离,等等、使用数据拟合技术(诸如回归模型)和/或使用机器学习技术来得出几何补偿。
几何补偿的一个示例可以包括与特定对象生成装置相关联的一个或一组缩放和/或补偿参数,或者对象生成装置的类型。可以以相同的方式向所有对象应用参数(例如,不管对象大小和/或布置)。
在一些示例中,几何补偿模型可以允许针对目标对象生成操作和/或对象来定制从其中得出或选择的几何补偿。
例如,可以得出考虑对象在制作腔中的目标位置的几何补偿模型。已经注意到,当确定补偿时,尺寸变形与对象生成的位置有关,并且因此可以对于不同的对象位置应用不同的补偿参数值以提高准确度。这样的几何补偿模型可以因此包括或提供补偿参数,该补偿参数可以被映射到对象的目标位置(其可以例如是单个可识别的点,诸如对象的质心的位置,或者可以包括对象的体积范围的考虑)。
例如,如果对象要在制作腔内的第一位置生成,则位置可以被映射到包括一个或多个偏移和/或缩放参数值的几何补偿。然而,如果将在制作腔内的第二位置生成相同的对象,则该第二位置可以被映射到包括一个或多个不同的偏移和/或缩放参数值的不同的几何补偿。因而,所应用的特定几何补偿可以基于预先确定的映射,等等在不同的位置之间变化。
在一些示例中,可以得出至少一个几何补偿模型,其包括多个定义的几何补偿参数(或参数组),每个均与制作腔内的不同的位置相关联。在一些示例中,定义的位置可以与几何补偿参数相关联,并且可以通过内插,或者通过选择最接近的定义的位置,等等来得出在这样的定义的位置的中间的位置应用的几何补偿参数。
如以上简要地提及的,在一些示例中,几何补偿可以包括至少一个几何修改参数,并且可以在一些示例中使用两个或三个缩放因子被定义(对于可以是正交的两个/三个轴中的每一个一个缩放因子)和/或两个或三个偏移值(对于可以是正交的两个/三个轴中的每一个一个偏移值)。如果没有在给定轴中指示缩放,则可以将关于该轴的缩放因子设置为1,并且如果没有在给定轴中指示偏移,则可以将关于该轴的偏移值设置为0。在一些示例中,可以从几何补偿模型确定、选择或得出几何补偿参数。这可以用于修改对象模型数据,例如提供在至少一维放大或减小的对象模型。例如,可以将几何补偿参数指定为X和Y轴中的缩放和/或偏移分量(例如将被应用在对象的单个切片中),或者将其指定为X、Y和Z轴中的缩放和/或偏移分量。
举其中在三个正交轴中的每一个中指定缩放因子的例子,在一些示例中,这可以被指定为具有在x、y和z方向上的分量的矢量,并且可以例如被指定为[SFx、SFy、SFz]。这例如可以在对象的目标生成定向上获得对象,意味着对象的‘宽度’将被缩放SFx、对象的‘深度’将被缩放SFy,并且对象的‘高度’将被缩放SFz(请注意,实际上,可以在任何定向上生成对象,并且因此在生成期间对象的高度可以不对应于在生成之后所定向的用于其使用的对象的高度)。
在一些示例中,对象的特性(诸如对象体积和/或表面面积的考虑)可以用作几何补偿模型中的输入参数。例如,较庞大的对象与较小的对象相比可以累积更大的热能,并且可以因此与较小的对象相比倾向于累积更多的热。与冷却较为不庞大的对象相比,冷却这样的对象可以因此花费更多的时间。这可以导致不同的变形。因此,在一个示例中,第一补偿模型可以包括与对象体积相关联的补偿因子,而在其他的示例中,可以不存在这样的补偿因子,或者可以使用不同的补偿因子。表面面积(和体积和表面面积的组合)可以用于确定对象如何‘坚固’。对象中的固体物料的量可以用于预测对象可以如何变形。例如,在热熔融增材制造操作中,与较不坚固的对象相比,更坚固的对象可以倾向于累积更多热。这样的对象生成参数可以因此被映射至几何补偿模型内的不同的几何补偿参数值。
一些几何补偿模型可以例如包括考虑将在制作腔中生成多少对象和/或对象的接近(例如在‘堆砌密度’方面)。
在一些示例中,可以考虑其他对象生成参数值(其可以是通过用户或操作员可配置或可选择的对象生成参数值)。对象生成参数可以是可以对尺寸不准确性有影响的任何对象生成参数。例如,参数可以包括环境条件、对象生成装置、对象生成材料构成(其可以包括类型的选择或构建材料和/或打印制剂的构成)、对象冷却简档或打印模式,等等。可以例如通过对至少一个处理器的输入来指定这些。因此不同的几何补偿可以提供用于不同的装置、不同的打印模式、不同的冷却简档等等。
指定补偿参数的几何补偿和/或几何补偿模型可以例如被存储在存储器中,例如被体现为诸如查找表等等的映射资源,或者可以被体现为至少一个算法,例如,将对象参数,和/或生成参数(例如,对象生成位置、体积、表面面积、堆砌密度、环境条件、对象生成装置、对象生成材料构成、对象冷却简档或打印模式,如以上略述的)关联到将被应用于对象模型数据的至少一个补偿参数。
可以使用对象模型数据来描述将由增材制造装置生成的对象。对象模型数据可以包括表示将由增材制造装置通过熔融构建材料生成的对象的至少一部分(在一些示例中,切片)的数据。对象模型数据可以例如包括计算机辅助设计(CAD)模型,和/或可以例如是立体光刻(STL)数据文件。在一些示例中,对象模型数据可以将对象或对象部分表示为多个子体积,其中,每个子体积表示在对象生成中可独立地寻址的对象的区域。在一些示例中,在本文,子体积可以被称为体素,即,三维像素。在一些示例中,对象模型数据可以表示将由增材制造装置通过在制作腔内熔融构建材料所生成的多个对象的可打印的布置。
框104包括基于用于第一构建操作的第一补偿校正以及用于第二构建操作的第二补偿校正的组合来确定第三几何补偿,该第一构建操作利用第一几何补偿来修改用于生成第一组对象的对象数据,该第二构建操作利用第二几何补偿来修改用于生成第二组对象的对象数据。如下文将更详细地阐述的,第一补偿校正是被得出用于校正第一组对象的尺寸与它们的目标尺寸之间的偏离的校正,并且第二补偿校正是被得出用于校正第二组对象的尺寸和它们的目标尺寸之间的偏离的校正。换句话说,第一补偿校正在第一补偿的执行中校正缺陷,并且第二补偿校正在第二补偿的执行中校正缺陷。这样的缺陷可以例如起因于可以随着时间的推移发生的增材制造装置或环境中的参数‘漂移’,或者可以通过几何补偿的一系列迭代改进被看到。也如以下阐述的,组合可以是差别。然而,差别可能不是严格的数值的差别(例如,从另一个值减去一个值),而是可以是效果的整体差别,并且可以包括差别的效果。例如,这可以包括缩放(其可以用乘法而不是加法运算)中和/或偏移中的差别的效果。因此,差别表示对所施加的校正的进展或递增,并且可以通过组合第一补偿校正和第二补偿校正被确定。
在该示例中,使第一几何补偿和第二几何补偿相关,其中第二几何补偿是第一几何补偿的修改版本。第二几何补偿可以是第一几何补偿的第一代修改,或者稍后代的修改版本,如以下更详细地阐述的。
在一些示例中,值可以是‘按照对象’值,而在其他的示例中,值可以是多个对象上的平均。
在本文的示例中,第一几何补偿和第二几何补偿用于修改对象模型数据,该对象模型数据进而用于分别生成第一和第二组对象。从第一和第二组对象的测量获取补偿校正。
图2是用于从测量得出补偿校正的、可以是计算机实施的方法的方法的示例。
框202包括获取一组对象的多个测量(例如,第一组对象或第二组对象)。
获取测量可以包括:由处理器从存储器和/或通过通信链路接收测量。在一些示例中,获取测量可以包括测量对象。例如,可以使用3D扫描、其他光学测量技术和手动测量中的至少一个来执行这样的测量。在一些示例中,可以自动地获得测量。在一些示例中,从对象中的至少一个,并且在一些示例中从一组对象中的每个对象获得多个测量。
框204包括将测量与预期测量相比较以得出测量偏离的一组指示。
例如,可以存在在如下方向上获得的一组测量,该方向在其中生成对象的取向上与X轴平行。以下测量涉及三个不同的示例对象,每个与三个不同的测量相关联:
尽管在该示例中,偏离为正,但在其他的示例中,偏离可以是负。
框206包括基于偏离来得出补偿校正。例如,可以例如基于线性回归来确定标度因子和偏移,该线性回归对于下述关系确定‘最佳配合’缩放和偏移值:
测量的尺寸=预期尺寸*缩放+偏移
这可以实际上包括确定‘最佳配合’直线的斜率和偏移。
在该示例中,这可以例如以“按照对象”基础来提供:
对象 缩放变形校正(无单位) 偏移变形校正(mm)
A 1.02115 0.07796
B 1.0211 0.1521
C 1.021 -0.222
在其他的示例中,可以以一些其他方式(例如作为偏离的平均)来确定校正。
在一些示例中,补偿校正可以被应用于补偿模型的行为的移位。例如,可以将缩放设置为1/(校正缩放)并且偏移可以是表格中确定的校正偏移的负数。在本文的示例中,组合补偿校正以确定第三补偿,如以下进一步阐述的。
在不存在充分的测量来可靠地确定线性回归的情况下,可以假定变形是由于缩放差别,其中将偏移忽略。
在一些示例中,可以作为整体对于构建操作确定平均校正值,而在一些示例中,可以使用‘按照对象’平均(例如,可以对于‘按照对象’校正独立地使用用于以上确定的缩放和偏移的图,或者图可以被平均以确定单个缩放和偏移值)。
实际上,可以存在更多的这样的测量,例如数百或者甚至数千的编号。
为了考虑图1和图2的方法,几何补偿可以提供T的补偿变换。例如使用在图2中阐述的方法所得出的变换校正可以被称为TC。
如果参考几何补偿是指定T0,这可以是用于生成参考对象组,从该参考对象组得出参考补偿校正,其可以是指定TC0。在以下对象生成操作中,能够监视对补偿校正的改变以调整另外的重复的几何补偿。如果使用参考几何补偿T1=T0(从其得出补偿校正TC1)来获取第一组对象,这可以用于基于TC1和TC0的组合来提供几何补偿的修改版本,其将是指定T2,其描述其间的差别(即,效果的差别,或者递增)。
然后,该T2可以用于修改对象数据以便生成第二组对象,从其得出第二补偿校正:TC2。然后,根据图1的方法,可以基于TC0和TC2之间的递增等等来确定第三补偿T3。因此T3可以被视为T2的第一代修改,或者T1的第二代修改。
使用组合运算(O)和增量运算(D)来对运算进行建模,这可以被表示为:
Tn+1=T0O(TCnΔC0) (等式A)
其中增量操作对Tn和T0之间的校正的递增或差别进行建模。为了分开地考虑偏移和缩放因子的性质,这些可以被建模为:
偏移:Tn+1=To+(TCn-TC0) (等式B)
缩放:Tn+1=To*(TCn/TC0) (等式C)
其中TCn是校正包括在第n构建操作中的校准部分的变换(例如,使用以上阐述的平均值所确定的变换)。可以注意到,如果几何补偿如预期起作用,则TCn将对于该迭代具有用于偏移的值0或用于缩放的值1。
该变换的效果是应用补偿的递增,其将已经被应用到初始校准打印到随后的打印操作。
为了完整性可以注意到,等式B等同于Tn+1=Tn+(TCn-TCn-l)
为了示范,如(在先前的迭代中)Tn=T0+(TCn-1-TC0)然后重新安排各项,给出:
T0=Tn-(TCn-1-TC0) (等式C)。
利用等式C代替等式B中的T0,给出:
Tn+1=Tn-(TCn-1-TC0)+(TCn-TC0)=Tn+(TCn-TCn-1),并且因此:
Tn+1=Tn+(TCn-TCn-1)并且
Tn+1=T0+(TCn-TC0)
等同分析可以被应用于等式C:
Tn=T0*(TCn-1/TC0)
T0=Tn/(TCn-1/TC0)
Tn+1=Tn/(TCn-1/TC0)*(TCn/TC0)=Tn*(TCn/TCn-1)
因此,可以通过利用相关联的校正TCn与对于在该最后使用的几何补偿之前的迭代应用的校正TCn-1的组合来修改最后使用的几何补偿Tn,或基于与最后使用的补偿TCn相关联的校正和与旧的补偿TC0相关联的校正的组合来修改旧的补偿T0来执行该方法。因此,如果第二补偿是第一补偿的修改版本,则其可以是被修改以确定第三补偿Tn+1第二补偿Tn(其中在此类示例中Tn-1是第一补偿),或者其可以是被修改以确定第三补偿Tn+1的第一补偿To(其中在此类示例中Tn是第二补偿)。
可以注意到,T可以对于例如不同的对象生成位置,或者不同的对象体积等等采用不同的值。
该方法可以被迭代,其中使用通过Tn+1描述的更新的变换来生成新的对象。
以这种方式,可以对最初可以被很好地执行、但是随着时间的推移不被很好地执行的几何补偿进行适应修改。例如,特定装置可以与移位相关联,或者可能发展移位:特定轴可以与在类属模型中被相当不断地欠补偿或过于补偿的变形相关联。通过得出对几何补偿参数和模型的校正,可以将这样的移位考虑在内。在其他的示例中,可以针对给定装置/对象,等等堆最初不好地执行模型进行反复改善或校准。
在一些示例中,对几何补偿进行定制或校准的校正可以作为整体被应用于模型(其可以很好地补偿已经在增材制造装置之间注意到的偏移和缩放的‘移位’)。例如,至少一个乘法因数或偏移可以(例如对于每个参数类型和/或每个轴)与初始几何补偿相关联,并且因此有效地得出新的几何补偿。换句话说,可以通过相同的修改来修改补偿模型(例如,位置特定补偿模型)的不同的值。在其他的示例中,修改可以基于与建模的对象具有相同的参数的对象(例如,修改可以是基于在特定位置或至少在制作腔的特定区生成的对象的位置特定修改)。
虽然使用不同的参数被修改,但第一和第二组对象(以及,如果适用的话,第三组对象和任何其它组对象)可以基于相同的底层对象模型数据。在一些示例中,第一和第二组对象可以是制作腔中所包括的校准对象,该制作腔也用于生成其他对象(例如,‘生产对象’,其用于校准/校正将被应用的补偿之外的目的)。在一些示例中,用于制作腔中的所有对象的底层对象模型数据可以对于多个构建操作保持一致,以便生成多个批次的生产对象和校准对象。在相对地包含变量时,可以使用如在本文所描述的这样重复的批次和迭代校正来实现高级别的准确度。
在一些示例中,使用相同的添加制造材料(在一些示例中,相同的构建材料)和/或对象生成参数、装置或装置的类来生成第一和第二组对象(以及,如果适用的话,第三组对象和任何其它组对象)的对象。对其的几何补偿和/或校正可以特定于添加制造材料的任何或任何组合和/或所使用的对象生成参数、装置或装置的类。
组对象可以遍及制作腔分布,例如用于对制作腔的不同的区域进行采样,使得确定的校正表示全部制作腔。
通过使用校正的补偿参数来修改对象模型数据,对象一旦形成就可以完结为接近于目标大小。
在一些示例中,在本文阐述的方法可以与对象模型修改的其它方法相结合。例如,可以在小特征的附近或者位置采用修改功能。对这样的小特征的侵蚀可能导致它们的大小的不可接受的减小,或者是清除特征或者是使其太小而不能熔融或太精密而不能经受得住清洁操作。例如,如果特征具有大约0.5mm的尺寸,这可以对应于在600dpi的12体素。如果从这样的小特征一侧侵蚀三个或四个体素,其将丢失其横截面的大致50至60%,将其大小减小到小于0.3mm。这样的特征可能太小而不能经受得住清洁操作。因此,在一些示例中,其他功能可以用于确保小特征被保留。
图3是方法的示例,在该示例中,该方法可以基于第三几何补偿用于生成对象,尽管所描述的方法还可以用于方法的先前的或随后的迭代。
框302包括基于第三几何补偿(即,使用图1的方法得出的第三几何补偿)来修改对象模型数据。这可以包括使用第三几何补偿的几何变换对至少一个对象的网格、矢量和/或体素模型进行操作,其目标在于补偿对象生成操作中的变形。在一些示例中,可以基于对象(例如基于对象位置),或者一些其他对象参数和/或对象生成参数来选择几何补偿。在一些示例中,可以基于诸如将被使用的对象生成装置或构建材料之类的至少一个对象生成参数来选择所应用的几何补偿。
框304包括确定用于生成对象的对象生成指令(或‘打印指令’)。在一些示例中,对象生成指令可以指定将被施加到构建材料的层上的多个位置中的每一个上的打印制剂的量。例如,确定对象生成指令可以包括:确定包括(修改可能已经被应用到其的)虚拟对象的虚拟构建体积的‘切片’,并且将这些切片栅格化为像素(或体素,即,三维像素)。打印制剂的量(或没有打印制剂)可以与像素/体素中的每一个相关联。例如,如果像素涉及目标固化的构建体积的区域,则可以确定对象生成指令以指定熔融剂应当在对象生成中被施加到构建材料的对应的区域。然而,如果像素涉及目标在于保持未固化的构建体积的区域,然后可以确定对象生成指令以指定没有制剂,或者诸如详细设计制剂等等的聚结改性剂可以被施加到其,例如用于冷却构建材料。另外,可以在确定的指令中指定这样的制剂的量,并且可以基于例如热考虑等等来确定这些量。
框306包括基于对象生成指令来生成至少一个对象。例如,可以逐层生成对象。例如,这可以包括:形成构建材料的层,使用至少一个打印制剂涂敷器、例如通过使用在用于与该层相对应的对象模型切片的对象生成指令中指定的位置的‘喷墨’液体分配技术来施加打印制剂,并且向层施加能量,例如热。例如通过使用根据二维打印的喷墨原理操作以施加打印制剂的打印头,一些技术允许在构建材料上准确放置打印制剂,在一些示例中,该打印头可以被控制为利用大约600dpi,或者1200dpi的分辨率施加打印制剂。例如利用用于接下来的切片的对象生成指令,然后可以形成构建材料的另外的层并且重复处理。在其他的示例中,可以使用定向能量,或者通过使用化学粘合或固化,或者以一些其他方式来生成对象。
图4示出包括处理电路402的装置400,该处理电路402包括补偿校正模块404。
在使用装置400时,补偿校正模块404利用校正参数来更新(或校准)几何补偿参数。可以使用以下项的组合来确定校正参数:根据使用第一几何补偿生成的对象的测量确定的尺寸校正,以及根据使用第一几何补偿的修改版本生成的对象的测量确定的尺寸校正。组合可以指示这些补偿的效果之间的差别。
图5示出包括处理电路502的增材制造装置500,该处理电路502包括如上所述的补偿校正模块404并且另外包括模型修改模块504和打印指令模块506。
在使用装置500时,模型修改模块504使用由补偿校正模块404得出的更新的几何补偿来修改表示将使用增材制造被生成的第一对象的虚拟对象。在一些示例中,装置400、500可以基于诸如第一或第二补偿之类的几何补偿(或由补偿校正模块404修改的第一和/或第二补偿)、使用增材制造来应用用于将被生成的对象的几何变换,并且可以使用在其中描述的几何变换来修改对象模型数据。
在使用增材制造装置500时,打印指令模块506从表示修改的虚拟对象的数据来确定用于生成对象的打印指令。打印指令(或对象生成指令)可以在其使用时控制增材制造装置500生成对象的多个层中的每一个。这可以例如包括指定用于打印制剂的区域覆盖,诸如熔融剂、着色剂、详细设计制剂等等。在一些示例中,对象生成参数与对象模型子体积(体素或像素)相关联。在一些示例中,打印指令包括与子体积相关联的打印制剂量。在一些示例中,可以指定其他参数,诸如加热温度、构建材料选择、打印模式的意图,等等中的任何,或者任何组合。在一些示例中,可以应用半色调处理以确定将熔融剂放置到哪里,等等。
增材制造装置500在其使用时根据打印指令来生成多个层中的对象(其可以对应于对象模型的相应的切片)。增材制造装置500可以例如通过有选择地固化构建材料的层的数个部分来以逐层方式生成对象。在一些示例中,可以通过有选择地施加打印制剂、例如通过使用‘喷墨’液体分配技术,以及向层施加能量(例如热)来实现选择性固化。增材制造装置500可以包括在本文未示出的附加的组件,例如制作腔、打印底座、用于分配打印制剂的打印头、用于提供构建材料的层的构建材料分配系统、诸如加热灯等等的能量源中的任何或任何组合。
在一些示例中,对象生成可以包括熔融处理,例如其中施加热的热熔融处理。
处理电路402、502或其模块可以执行图1或图2的框中的任何,或者图3的框302或304。
图6示出与处理器602相关联的有形机器可读介质600。机器可读介质600包括指令604,当指令604由处理器602执行时,使处理器602执行任务。在该示例中,指令604包括指令606以使处理器502利用校正来更新3D打印几何补偿模型,该校正是使用以下项的组合确定的:使用根据使用第一几何补偿生成的对象的测量确定的尺寸校正;以及根据使用第一几何补偿的修改版本生成的对象的测量确定的尺寸校正。
几何补偿模型可以包括至少一个缩放因子和至少一个偏移值,其中在缩放因子中的每一个和偏移值中的每一个中,可以与三个正交轴中的一个相关联。第一几何补偿的修改版本可以是第一代修改,或者稍后代的修改版本。组合可以是效果的差别,并且可以包括缩放和/或偏移的考虑。
在一些示例中,指令604包括如下指令,当所述指令被执行时,使处理器602从预期测量确定打印对象测量的偏离的指示;并且基于线性回归来得出补偿值,其中,补偿值校正测量以匹配对应的预期测量。
在一些示例中,当指令被执行时,使处理器602执行图1或图2的任何框,或者图3的框302或304。在一些示例中,指令可以使处理器602充当图4或图5的处理电路402、502的任何部分。
本公开中的示例能够被提供为方法、系统或者机器可读指令,诸如软件、硬件、固件的任何组合,等等。此类机器可读指令可以被包括在在其中或在其上具有计算机可读的程序代码的计算机可读存储介质(包括但是不局限于磁盘存储器、CD-ROM、光存储器,等等)上。
参考根据本公开的示例的方法、设备和系统的流程图和/或框图来描述本公开。尽管在以上描述的流程图示出执行的特定次序,但执行的次序可以不同于所描绘的次序。关于一个流程图所描述的框可以与另一个流程图的那些框组合。应当理解,能够通过机器可读指令来实现流程图和/或框图中的每个框,以及流程图和/或框图中的框的组合。
例如可以通过通用计算机、专用计算机、嵌入式处理器或其他可编程数据处理设备的处理器来执行机器可读指令以实现说明书和图中所描述的功能。具体地,处理器或处理装置可以执行机器可读指令。因此,可以通过处理器执行存储在存储器(例如,机器可读介质600)中的机器可读指令,或者通过处理器根据嵌入在逻辑电路中的指令进行操作来实施装置的功能模块(诸如校正模块404、模型修改模块504和/或打印指令模块506)。术语‘处理器’将被宽泛地解释为包括CPU、处理单元、ASIC、逻辑单元,或者可编程门阵列等等。方法和功能模块可以全部被单个处理器执行或者在若干处理器之间被划分。
此类机器可读指令也可以被存储在能够引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定模式进行操作的计算机可读存储器中。
机器可读指令也可以被加载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得计算机或其他可编程数据处理设备执行一连串操作以产生计算机实施的处理,因此在计算机或其他可编程设备上执行的指令实现通过流程图中和/或框图中的框所指定的功能。
此外,可以以计算机软件产品的形式来实施在本文的教导,该计算机软件产品被存储在存储介质中并且包括使计算机设备实施本公开的示例中所叙述的方法的多个指令。
尽管已经参考某些示例描述了方法、装置和有关方面,但能够在不背离本公开的精神的情况下做出各种修改、改变、省略,以及置换。因此,意图是,方法、装置和有关方面受限于所附权利要求和它们的等同物的范围。应当注意到,以上提及的示例说明而不是限制在本文描述的内容,以及那些本领域技术人员将能够在不背离所附权利要求的范围的情况下设计许多替换实施方式。关于一个示例描述的特征可以与另一个示例的特征组合。
术语“包括”不排除存在除了权利要求中列出的那些之外的要素,“一”不排除复数,并且单个处理器或其他处理资源可以实现在权利要求中叙述的若干单元的功能。基于意指至少部分地基于。
任何从属权利要求的特征可以与任何独立权利要求或者其他从属权利要求的特征组合。

Claims (15)

1.一种用于确定在增材制造中使用的几何补偿的方法,包括:
在处理器处接收第一几何补偿和第二几何补偿中的至少一个,以补偿增材制造中的预期变形;以及
基于以下项的组合来确定第三几何补偿:
(i)用于第一构建操作的第一补偿校正,所述第一构建操作利用所述第一几何补偿生成第一组对象,以及
(ii)用于第二构建操作的第二补偿校正,所述第二构建操作利用所述第二几何补偿生成第二组对象,
其中:
所述第一补偿校正被得出用于校正所述第一组对象的尺寸和所述第一组对象的目标尺寸之间的偏离;
所述第二补偿校正被得出用于校正所述第二组对象的尺寸和所述第二组对象的目标尺寸之间的偏离;并且
所述第二几何补偿是所述第一几何补偿的修改版本。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第三几何补偿是基于所述第一几何补偿以及所述第一几何补偿校正和所述第二补偿校正的组合确定的。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第三几何补偿是基于所述第二几何补偿以及所述第一几何补偿校正和所述第二补偿校正的组合确定的。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一组对象和所述第二组对象基于相同的底层对象模型数据确定,并且其中,在制作腔内的散布位置生成所述第一组对象和所述第二组对象中的每一组对象中的对象。
5.根据权利要求1所述的方法,其中补偿值涉及三个正交轴中的一个,并且对于两个另外的正交轴进一步执行所述方法。
6.根据权利要求1所述的方法,包括:通过以下步骤来确定所述第一补偿校正和所述第二补偿校正中的至少一个:
获取对应的对象组的多个测量;
将所述测量与预期测量相比较以得出测量偏离的一组指示;以及
从所述偏离得出至少一个补偿校正。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一几何补偿、所述第二几何补偿和所述第三几何补偿是提供与增材制造制作腔内的对象的位置相关联的几何补偿的几何补偿模型。
8.根据权利要求1所述的方法,进一步包括使用所述第三补偿来修改对象模型数据以用于第三构建操作。
9.根据权利要求8所述的方法,进一步包括:
基于修改的对象模型数据来确定对象生成指令;以及
基于所述对象生成指令来生成至少一个对象。
10.一种用于确定在增材制造中使用的几何补偿的装置,所述装置包括处理电路,所述处理电路包括:
补偿校正模块,所述补偿校正模块利用校正参数来更新几何补偿参数,所述校正参数是使用以下项的组合确定的:
根据使用第一几何补偿生成的对象的测量确定的尺寸校正;以及
根据使用所述第一几何补偿的修改版本生成的对象的测量确定的尺寸校正。
11.根据权利要求10所述的装置,进一步包括模型修改模块,所述模型修改模块使用更新的几何补偿来修改表示第一对象的虚拟对象,所述第一对象要使用增材制造来生成。
12.根据权利要求11所述的装置,进一步包括:用于确定打印指令的打印指令模块,所述打印指令用于根据表示所修改的虚拟对象的数据来生成所述第一对象。
13.根据权利要求12所述的装置,进一步包括增材制造装置以根据所述打印指令生成对象。
14.一种用于确定在增材制造中使用的几何补偿的机器可读介质,所述机器可读介质存储指令,所述指令在由处理器执行时使所述处理器:
利用至少一个校正来更新3D打印几何补偿模型,所述至少一个校正是使用以下项的组合确定的:
根据使用第一几何补偿生成的对象的测量确定的尺寸校正;以及
根据使用所述第一几何补偿的修改版本生成的对象的测量确定的尺寸校正。
15.根据权利要求14所述的机器可读介质,进一步包括这样的指令:在由处理器执行时使所述处理器:
确定打印对象测量从预期测量的偏离的指示;以及
基于线性回归来得出补偿值,其中,所述补偿值校正所述测量以匹配对应的预期测量。
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