CN114375249A - 用于三维打印机的打印配置数据的生成 - Google Patents

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Abstract

获得定义由三维打印装置待构建的多个对象的对象模型数据。将待构建的多个对象布置在待打印的配置中，在该配置中，具有第一属性的对象布置在构建体积的第一可分离区域中并且具有第二属性的对象布置在构建体积的第二可分离区域中。生成定义待构建的多个对象的配置的打印数据。

Description

用于三维打印机的打印配置数据的生成
背景技术
在完成在打印期间使用升高的温度的三维(3D)打印机中构建操作之后，可以冷却构建的对象。构建的对象可以从打印机中取出以进行冷却，也可以留在打印机中进行冷却。
附图说明
图1是示出用于生成定义待构建的多个对象的配置的打印数据的方法的示例的流程图。
图2是示出用于获得从增材制造工艺输出的构建材料体积并将构建体积分成各自包括构建对象的两个部分的方法的示例的流程图。
图3示出了用于获得从增材制造工艺输出的构建材料体积并将构建体积分成各自包括构建对象的两个部分的方法的另一个示例。
图4示出了编码有指令以生成定义待构建的多个对象的配置的打印数据的非暂时性机器可读存储介质的示例。
具体实施方式
在一些3D打印机中，可以通过在构建单元的构建腔室中选择性地加热、熔化和熔融粉末颗粒来构建对象或者多个分离的对象，构建单元连接到控制构建操作的打印单元。在完成构建操作之后，构建腔室可以包括由通过3D打印机固化的构建材料连同来自构建操作的未固化的构建粉末一起形成的多个3D对象。可以将对象置于构建腔室内自然冷却，或者例如可以通过使用适当的冷却机制加速冷却。或者，可以在完成冷却之前将构建腔室的内容物从构建单元去除，使得构建腔室内的对象被远程冷却。这允许构建单元可用于其它构建操作。冷却时间大大增加了打印对象的总的运送时间。
同一构建操作中的不同打印对象可能具有不同的属性，例如使一些打印对象可用的紧急程度、对象在构建时的质量或者待构建对象的预期客户。此外，这些属性中的一些可以被组合，例如如果特定客户对一些打印对象提出了紧急请求，而不同的客户对其它打印对象提出不太紧急的请求，则能够在同一构建操作中准备两组打印对象可能是有帮助的。
本公开描述了如何可以规划构建操作，使得打印部分可以在打印之后彼此分离，以及如何将打印部分彼此分离。打印部分的分离可有助于将不同的冷却方式应用于来自同一构建操作的不同打印部分，这可有助于比其它打印部分冷却更快的一些打印部分的运送。
图1示出了用于定义待在3D打印装置中构建的多个对象的配置的方法100的示例。该方法包括：获得101定义由3D打印装置待构建的多个对象的对象模型数据；将待构建的多个对象布置102在待打印的配置中，在该配置中，具有第一属性的对象布置在构建体积的第一可分离区域中，并且具有第二属性的对象布置在构建体积的第二可分离区域中；以及生成103定义该配置的打印数据。将待构建的多个对象布置在其中具有第一属性的对象布置在构建体积的第一可分离区域中并且具有第二属性的对象布置在构建体积的第二可分离区域中的待打印的配置中可以被称为嵌套。根据例如用户希望使一些对象可用的紧急程度而将对象布置成可分离区域对于旨在打印多个对象的用户可能是有益的。例如，与打印多个较小的打印作业(其中，第一打印作业旨在产生紧急对象并且第二打印作业旨在产生不太紧急的对象)相比，打印其中打印对象布置成分离的可分离区域的单个打印作业可能耗时较并且使用较少的资源。
在一些示例中，获得101定义由3D打印装置待构建的多个对象的对象模型数据包括接收用于待构建的多个对象中的每一个的用户指定属性。用户可以在对象模型数据被输入到控制器之前指定属性，因为对象模型数据被输入到控制器或者属性可以在对象模型数据已经被输入到控制器之后由用户分配给对象模型数据。用户指定属性可以是可以被分配给打印对象的任何属性，包括上文讨论的那些属性。
在一些示例中，方法100进一步包括：在将待构建的多个对象布置102在待打印的配置中之前，使用对象模型数据来确定待构建的多个对象中的每一个的属性。控制器可以使用对象模型数据，通过分析待构建的对象的诸如文件名或者尺寸等的任何数据来确定属性。所确定的属性可以是可以被分配给打印对象的任何属性，包括上文讨论的那些属性。
在一些示例中，构建体积的第一可分离区域与构建体积的第二可分离区域垂直地分离，使得具有第一属性的对象在z方向(有时被称为xy平面)上与具有第二属性的对象分离。例如，第一可分离区域中的对象可以布置在构建体积的下半部中，并且第二可分离区域中的对象可以布置在构建体积的上半部中。将待构建的多个对象布置102在待打印的配置中可以包括：将多个层的未熔融的构建材料包括在该配置中，其中多个层将构建体积的第一可分离区域与构建体积的第二可分离区域分离。多个层的未熔融的构建材料可以覆盖构建体积的整个xy平面，从而提供将两个可分离区域分成多个层的未熔融的构建材料上方的区域和多个层的未熔融的构建材料下方的区域的水平层。可分离区域的这种垂直分离有助于通过构建体积的垂直移动而从具有第二属性的对象中去除具有第一属性的对象，使得构建体积的一个可分离区域可以从构建单元中被去除。垂直分离还确保在打印作业失败的事件中，构建体积的旨在先打印的可分离区域内的对象更有可能已经完成打印。通过生成定义其中紧急部分被放置在构建体积的旨在先打印的可分离区域内的配置的打印数据，在打印作业失败的事件中，可以从构建体积检索这样的紧急部分。此外，当打印作业继续时，先打印的部分在构建体积内将开始冷却，并且因此在打印完成时，先打印的部分可以比在打印作业接近结束时打印的部件更快地可用。然而，用户可以选择打印构建体积的旨在先打印的可分离区域内的不太紧急的部分。
在一些示例中，构建体积的第一可分离区域与构建体积的第二可分离区域水平地分离，使得具有第一属性的对象在x或y方向(有时被称为yz或xz平面)上与具有第二属性的对象分离。例如，第一可分离区域中的对象可以布置在构建体积的第一侧，并且第二可分离区域中的对象可以布置在构建体积的第二侧。
在一些示例中，在103处生成的打印数据可以包括主流道(sprues)。主流道可用于将构建体积的第一可分离区域中的对象彼此连接，将构建体积的第二可分离区域中的对象彼此连接，或者将第一可分离区域中的对象和第二可分离区域中的对象连接。使用主流道将部分连接在一起有助于在下行工作流中将连接的对象作为单个部分进行处理。连接的对象可以一起被处理，直到该部分可以被分成针对子工作流的区分的更小的子组。在此之后，对象可以单独从主流道分离。以这种方式将对象进行分组可以提高工作流的效率，其中受制于给定后处理操作的对象可以作为单个部分进行处理，而不是单独地被处理。
在一些示例中，在103处生成的打印数据可以包括保持架以完全或者部分地围绕打印对象。保持架可以完全或者部分地围绕构建体积的第一可分离区域中的对象，或者保持架可以完全或者部分地围绕构建体积的第二可分离区域中的对象。两个分离的保持架可以各自完全或者部分地围绕构建体积的分离的可分离区域中的对象。当构建对象处于结构脆弱状态时(即，当尚未完全冷却时)，保持架可以有助于构建单元的移动或者从构建单元去除对象而不会对构建对象造成损坏。因此，保持架可以在冷却过程中起到保护作用。
在一些示例中，方法100可以进一步包括生成数据以控制不同层的未熔融的构建材料在构建区域之上延展的速度、不同层的未熔融的构建材料在构建区域之上延展的深度、未熔融的构建材料层被熔融的速度或者它们的任何组合。因此，在示例中，用于形成具有第一属性的对象的层由以与用于形成具有第二属性的对象的层的速度不同的速度在构建区域之上延展的未熔融的构建材料层打印而成，用于形成具有第一特性的对象的层由比用于形成具有第二特性的对象的层更厚或者更薄的未熔融的构建材料层打印而成，用于形成具有第一特性的对象的层由以与用于形成具有第二特性的对象的层的速度不同的速度熔融的未熔融的构建材料层打印而成，或者它们的组合。一般而言，不同层的未熔融的构建材料在构建区域之上延展的速度越快，和/或不同层的未熔融的构建材料在构建区域之上延展的深度越大，和/或未熔融的构建材料层的延展速度越快，对象就可以打印得越快。此外，不同层的未熔融的构建材料在构建区域之上延展的速度越慢，和/或不同层的未熔融的构建材料在构建区域之上延展的深度越浅，和/或未熔融的构建材料层的延展速度越慢，打印对象的质量就越高。因此，调整这些因素可帮助加快3D打印过程和/或改变打印对象的质量。此外，调整构建体积内的这些因素可有助于构建体积的第一可分离区域或第二可分离区域内的打印对象的较快的运送时间和/或构建体积的第一可分离区域或第二可分离区域内的不同质量的打印对象。然而，还可能希望保持所有的打印参数相同，例如当可分离区域内的打印对象将被构建为相同的质量并且具有相同的紧急程度，但是构建体积的第一可分离区域中的对象旨在用于与构建体积的第二可分离区域中的打印对象不同的客户时。
图2示出了方法200的示例，该方法200包括：用于获得201从增材制造工艺输出的构建材料的体积，构建材料的体积包括未熔融的构建材料和包含在壳体内的多个熔融的对象，其中熔融的对象被分成离散区内的组；以及将构建体积的第一部分与构建体积的第二部分分离202，其中第一部分包括包含第一组熔融的对象的第一离散区，第二部分包括包含第二组熔融的对象的第二离散区。将构建体积的第一部分与构建体积的第二部分分离202对于已经在增材制造工艺中生成多个熔融的对象的用户可能是有益的，因为这有助于将不同的后处理方法应用于构建体积的每个部分中的熔融的对象。
在一些示例中，如图3所示，构建体积303的第一部分301可以由容器304接收，并且去除容器304将构建体积的第一部分301与构建体积的第二部分302分离。为了实现构建体积303的第一部分301与构建体积303的第二部分302分离，在去除容器304之前，刚性板或者闸床(guillotine)(未示出)可以与容器304可滑动地接合，以形成容器304的基座。
构建体积303的第一部分301包括熔融的对象，可以允许这些对象在容器304中冷却。这可以被称为被动冷却或者自然冷却。容器可被去除到远离壳体的位置并被存储，直到熔融的对象冷却至期望的温度。
构建体积303的第二部分302包括熔融的对象，这些对象可以在壳体中被冷却。可以提高构建体积303的第二部分302内的熔融的对象被冷却的速度，使得构建体积303的第二部分302内的熔融的对象的运送时间减少。这可以被称为主动冷却或者强制冷却。在一些示例中，通过将连接器附接到壳体、将连接器附接到压力源以及产生穿过壳体的气流以便从壳体去除未熔融的构建材料，可以提高壳体中的熔融的对象的冷却速度。未熔融的构建材料的去除可以通过壳体的临时振动而被促进，以取出未熔融的构建材料。在一些示例中，通过将连接器附接到壳体、将连接器附接到压力源并产生真空以从壳体去除未熔融的构建材料，可以提高熔融的对象在壳体中冷却的速度。未熔融的构建材料的去除可以通过壳体的振动而被促进以取出未熔融的构建材料。
在一些示例中，第一部分301内的熔融的对象和第二部分302内的熔融的对象都可以经历强制冷却。例如，第一部分301内的熔融的对象可以以第一速率经历强制冷却，第二部分302内的熔融的对象可以以第二速率经历强制冷却。可选地或者附加地，第一部分301内的熔融的对象可以使用第一强制冷却技术经历强制冷却，并且第二部分302内的熔融的对象可以使用第二强制冷却技术经历强制冷却。
图4示出了存储器400，存储器400是存储指令的非暂时性机器可读存储介质的示例，该指令在由处理器420执行时生成用于增材制造系统的打印数据。数据可以通过用于以下动作的指令来生成：分析411对象模型数据，以根据由增材制造系统待构建的多个对象的期望属性来将待构建的多个对象分类为属于第一组或者第二组；将待构建的多个对象布置412在待打印的配置中，在该配置中，第一组对象位于构建材料的体积的第一区段内，并且第二组对象位于构建材料的体积的分离的第二区段内；以及生成413定义多个对象的配置的打印数据。非暂时性机器可读存储介质可以是存储可执行指令的任何电子、磁、光学或者其它合适的装置。因此，非暂时性机器可读存储介质可以是例如随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、存储驱动器和光盘等。处理器420可以用作控制器，或者用作控制构建单元或者增材制造装置的控制器的组合部分。

Claims (15)

1.一种方法，包括：
获得定义由三维打印装置待构建的多个对象的对象模型数据；
将待构建的所述多个对象布置在待打印的配置中，在所述配置中，具有第一属性的对象布置在构建体积的第一可分离区域中，并且具有第二属性的对象布置在所述构建体积的第二可分离区域中；以及
生成定义待构建的所述多个对象的所述配置的打印数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述属性是使所述对象可用的紧急程度、所述对象在构建时的质量、待构建的所述对象的预期客户或者它们的任何组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对象模型数据的获得包括：接收用于待构建的所述多个对象中的每一个的用户指定属性。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括：在所述将待构建的所述多个对象布置在待打印的配置中之前，使用所述对象模型数据来确定待构建的所述多个对象中的每一个的所述属性。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述构建体积的第一可分离区域与所述构建体积的第二可分离区域垂直地分离。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，将待构建的所述多个对象布置在待打印的配置中包括：将多个层的未熔融的构建材料包括在所述配置中，其中，所述多个层将所述构建体积的第一可分离区域与所述构建体积的第二可分离区域分离。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，定义待构建的所述多个对象的所述配置的所述打印数据包括：(i)将所述构建体积的第一可分离区域中的所述对象彼此连接的主流道；(ii)将所述构建体积的第二可分离区域中的所述对象彼此连接的主流道；或者(iii)将所述构建体积的第一可分离区域中的所述对象彼此连接的主流道和将所述构建体积的第二可分离区域中的所述对象彼此连接的主流道两者。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，定义待构建的所述多个对象的所述配置的所述打印数据包括：(i)完全或者部分地围绕所述构建体积的第一可分离区域中的所述对象的保持架；(ii)完全或者部分地围绕所述构建体积的第二可分离区域中的所述对象的保持架；或者(iii)完全或者部分地围绕所述构建体积的第一可分离区域中的所述对象的保持架和完全或者部分地围绕所述构建体积的第二可分离区域中的所述对象的保持架两者。
9.一种方法，包括：
获得从增材制造工艺输出的构建材料的体积，所述构建材料的所述体积包括未熔融的构建材料和包含在壳体内的多个熔融的对象，其中，所述熔融的对象被分成离散区内的组；以及
将所述构建体积的第一部分与所述构建体积的第二部分分离，其中，所述第一部分包括包含第一组熔融的对象的第一离散区，并且所述第二部分包括包含第二组熔融的对象的第二离散区。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述构建体积的所述第一部分由容器接收，并且去除所述容器将所述构建体积的所述第一部分与所述构建体积的所述第二部分分离。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在去除所述容器之前，闸床与所述容器可滑动地接合，以形成所述容器的基座。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述构建体积的所述第一部分被允许在所述容器中冷却。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法进一步包括：在所述壳体中冷却所述构建体积的所述第二部分。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述壳体中冷却所述构建体积的所述第二部分包括：将连接器附接到所述壳体、将连接器附接到压力源以及产生穿过所述壳体的空气流，以便从所述壳体去除未熔融的构建材料。
15.一种编码有能由处理器执行的指令的非暂时性机器可读存储介质，所述机器可读存储介质包括指令用于：
分析对象模型数据，以根据由三维打印装置待构建的多个对象的期望属性来将待构建的所述对象分类为属于第一组或者第二组；
将待构建的所述多个对象布置在待打印的配置中，在所述配置中，第一组对象位于构建材料的体积的第一区段内，并且第二组对象位于所述构建材料的体积的分离的第二区段内；以及
生成定义所述多个对象的所述配置的打印数据。
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