CN117399640A - 增材制造方法和系统 - Google Patents

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CN117399640A CN202310865967.5A CN202310865967A CN117399640A CN 117399640 A CN117399640 A CN 117399640A CN 202310865967 A CN202310865967 A CN 202310865967A CN 117399640 A CN117399640 A CN 117399640A
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维克托·彼得罗维什·奥斯特罗弗霍夫
克里斯托弗·达比·伊默
托马斯·查尔斯·阿德考克
贾斯汀·约翰·甘伯恩
丹尼尔·杰森·埃诺
布莱恩·斯科特·麦卡锡
约翰·约瑟夫·小马德隆
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Abstract

一种增材制造三维物体的方法包括使用限定射束直径的第一能量束照射第一构建平面区域，第一能量束在第一方向上沿着第一振荡路径行进以固结限定垂直于第一方向的厚度的第一壁，其中邻近第一壁的第一侧的构建材料和邻近第一壁的第二侧的构建材料保持未固结，第一壁的第二侧与第一壁的第一侧相对；并且其中第一壁的厚度大于射束直径。

Description

增材制造方法和系统
技术领域
本公开涉及增材制造方法和系统，例如用于构建薄壁的增材制造方法和系统。
背景技术
三维物体可以使用多种方法和系统来增材制造。例如，增材制造可以涉及粉末床熔合过程，其中将一个或多个能量束引导到粉末床上以熔化、熔合或烧结诸如粉末材料之类的构建材料的连续层。通过固结粉末材料形成的三维物体的性质至少部分地取决于能量束的一个或多个参数。另外，能量束的一个或多个参数影响操作参数，例如增材制造过程的处理速度。
在一些增材制造系统中，可以使用一个或多个能量束来构建一个或多个壁。例如，通过一个或多个能量束的一次或多次通过来固结壁的外边缘来构建壁。通过使用平行于边缘的附加通过或通过使用不同的影线图案以其他方式填充壁的内部，可以进一步固结壁的内部部分。一个或多个增材制造的壁可以包括限定例如三维物体的外表面或内部特征的结构，或者甚至向三维物体的内部提供网格支撑结构。
附图说明
在参考附图的说明书中针对本领域普通技术人员阐述了本公开的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
图1示意性地描绘了根据本公开的一个或多个示例性方面的示例性增材制造系统。
图2示意性地描绘了根据本公开的一个或多个示例性方面的构建平面。
图3示意性地描绘了根据本公开的一个或多个示例性方面的能量束的振荡。
图4示意性地描绘了根据本公开的一个或多个示例性方面的具有形成第一壁的第一振荡路径的能量束。
图5示意性地描绘了根据本公开的一个或多个示例性方面的具有形成另一个第一壁的、具有变型的第一振荡路径的能量束。
图6示意性地描绘了根据本公开的一个或多个示例性方面的具有形成又一个第一壁的多个振荡路径的能量束。
图7示意性地描绘了根据本公开的一个或多个示例性方面的具有形成又一个第一壁和延伸部的多个振荡路径的多个能量束。
图8示意性地描绘了根据本公开的一个或多个示例性方面的具有形成又一个第一壁和延伸部的、具有变型的多个振荡路径的多个能量束。
图9示意性地描绘了根据本公开的一个或多个示例性方面的具有形成又一个第一壁和延伸部的多个锥形振荡路径的多个能量束。
图10示意性地描绘了根据本公开的一个或多个示例性方面的具有形成又一个第一壁和延伸部的多个锥形振荡路径的多个能量束。
图11示意性地描绘了根据本公开的一个或多个示例性方面的具有多个相交壁的三维物体。
图12示意性地描绘了根据本公开的一个或多个示例性方面的增材制造三维物体的示例性方法。
图13示意性地描绘了根据本公开的一个或多个示例性方面的示例性控制系统，该控制系统可以被配置为控制增材制造系统或机器。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母名称来指代附图中的特征。附图和描述中的相同或相似的标号已用于指代本公开的相同或相似的部分。
如本文所述，当前公开的主题涉及增材制造机器或系统的使用。如本文所用，术语“增材制造”通常是指以逐层方式制造部件的制造技术。示例性增材制造机器可以被配置为利用任何合适的增材制造技术。增材制造机器可以利用增材制造技术，包括粉末床熔融(PBF)技术，例如直接金属激光熔化(DMLM)技术、电子束熔化(EBM)技术、选择性激光熔化(SLM)技术、定向金属激光烧结(DMLS)技术或选择性激光烧结(SLS)技术。在示例性PBF技术中，粉末材料的薄层被顺序地施加至构建平面，然后以逐层的方式选择性地彼此熔化或熔合以形成一个或多个三维物体。增材制造的物体本质上通常是整体的，并且可以具有各种集成的子部件。
附加地或替代地，合适的增材制造技术可以包括例如熔融沉积建模(FDM)技术、直接能量沉积(DED)技术、激光工程净成形(LENS)技术、激光净成形制造(LNSM)技术、直接金属沉积(DMD)技术、数字光处理(DLP)技术以及其他利用能量束或其他能源来固化增材制造材料(例如粉末材料)的增材制造技术。事实上，任何合适的增材制造方式都可以与当前公开的主题一起使用。
增材制造技术通常可以被描述为通过通常在竖直方向上逐点、逐线、逐层构建物体来制造物体。其他制造方法是可以想到的并且在本公开的范围内。例如，虽然本文的讨论涉及添加材料以形成连续层，但是当前公开的主题可以用任何增材制造技术或其他制造技术来实践，包括加层过程、减层过程或混合过程。
本文描述的增材制造过程可用于使用任何合适的材料形成部件。例如，该材料可以是金属、陶瓷、聚合物、环氧树脂、光聚合物树脂、塑料或任何其他合适材料，其可以是固体、粉末、片材、线材或任何其他合适形式或其组合。附加地或替代地，示例性材料可以包括金属、陶瓷或粘合剂以及它们的组合。示例性陶瓷可以包括超高温陶瓷或超高温陶瓷的前体，例如聚合物前体。每个连续层可以例如在大约10μm和200μm之间，但是该厚度可以基于任何数量的参数来确定并且可以是任何合适的尺寸。此外，本文描述的增材制造过程可用于形成任何类型的合适部件。例如，使用本文所述的增材制造过程形成的部件可以包括一个或多个涡轮部件，例如涡轮叶片、护罩、喷嘴、隔热罩或轮叶。
如本文所用，术语“构建平面”是指由表面限定的平面，在增材制造过程期间能量束撞击在该表面上以选择性地照射粉末材料，从而固结粉末材料。一般来说，粉末床的表面限定了构建平面。在粉末床的相应层的照射期间，相应层的先前照射的部分可以限定构建平面的一部分。在将粉末材料分布在构建模块上之前，支撑粉末床的构建板通常限定构建平面。
如本文所用，术语“固结”或“正在固结”是指由于照射构建材料(包括通过熔化、熔合、烧结等)而使构建材料(例如，粉末材料)固化，使得多个单独的构建材料片(例如，多个单独的粉末材料片)连接在一起形成单个结构。
如本文所用，术语“未固结的”是指未粘合或以其他方式彼此接合的单独的材料片，例如单独的松散粉末片。
还应当理解，诸如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”等术语是为了方便起见，并且不应被解释为限制性术语。
如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换地使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且并不旨在表示各个部件的位置或重要性。
术语“一”和“一个”并不表示数量限制，而是表示所提及的项目中的至少一个的存在。
如本文在整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言可用于修改可允许变化而不导致与其相关的基本功能发生变化的任何定量表示。因此，由诸如“大约”、“基本上”和“近似”等术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度、或者用于构建或制造部件或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在10％的裕度内。
在此以及整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，这样的范围被识别并且包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可以独立地彼此组合。
本公开大体上涉及为三维物体构建薄壁的增材制造方法和系统。此类系统中的一个或多个能量束可用于构建壁，以限定例如三维物体的外表面、内部特征或内部支撑网格。然而，可得到的最小壁厚度可能因需要能量束的多次通过而受到限制。此外，当利用能量束的多次通过或多个能量束时，壁内的固结构建材料的均匀性可能会受到抑制。
因此，替代的增材制造方法和系统将在本领域受到欢迎，包括使用能量束振荡提供薄壁的增材制造方法和系统。
现在将更详细地描述当前公开的主题。图1示意性地描绘了增材制造系统100。增材制造系统100可以包括一个或多个增材制造机器102。应当理解，图1所示的增材制造系统100和增材制造机器102可以是以示例的方式提供的而不是限制性的。事实上，本公开的主题可以用任何增材制造系统100和增材制造机器102来实践，而不脱离本公开的范围。如图所示，一台或多台增材制造机器102可以包括控制系统104。控制系统104可以被包括作为增材制造机器102的一部分，或者控制系统104可以与增材制造机器102相关联。控制系统104可以包括集成为增材制造机器102的一部分的部件或者是与增材制造机器102分开提供的部件。控制系统104的各个部件可以通信地联接到增材制造机器102的各个部件。
控制系统104可以与管理系统106或用户界面108通信地联接。管理系统106可以被配置为结合与增材制造系统100相关的企业级操作与控制系统104交互。这种企业级操作可以包括将数据从管理系统106传输到控制系统104或者将数据从控制系统104传输到管理系统106。用户界面108可以包括一个或多个用户输入/输出装置，以允许用户与增材制造系统100交互。
如图所示，增材制造机器102可以包括构建模块110，构建模块110包括构建室112，在构建室112内可增材制造物体或三维物体114。增材制造机器102可以包括粉末模块116，粉末模块116包含容纳在供应室120内的构建材料118(例如，粉末材料)的供应源。构建模块110或粉末模块116可以以模块化容器的形式提供，该模块化容器被配置为例如在装配线过程中安装到增材制造机器102中以及从增材制造机器102移除。附加地，或作为替代，构建模块110或粉末模块116可以限定增材制造机器102的固定部件。
粉末模块116包含容纳在供应室120内的构建材料118的供应源。粉末模块116包括粉末活塞122，粉末活塞122在增材制造机器102的操作期间提升粉末底板124。随着粉末底板124升高，一部分构建材料118被推出粉末模块116。诸如刀片或辊之类的重涂器126将构建材料118的薄层顺序地分布在构建模块110上方的构建平面128上。构建平台130支撑分布在构建平面128上的构建材料118的顺序层。构建平台130可以包括固定到其上的构建板(未示出)，并且可以在其上增材制造三维物体114。
增材制造机器102包括能量束系统132，能量束系统132被配置为产生一个或多个能量束134并将能量束134引导到构建平面128上，以选择性地固化限定构建平面128的粉末床136的相应部分。能量束134可以是激光束或来自任何其他合适能量源的射束，例如LED或其他光源等等。随着能量束134选择性地熔化或熔合限定粉末床136的构建材料118的连续层，三维物体114开始成形。一个或多个能量束134或激光束可以包括具有任何合适的波长或波长范围的电磁辐射，例如对应于红外光、可见光或紫外光或其组合的波长或波长范围。
通常，利用DMLM、EBM或SLM系统，构建材料118完全熔化，相应层随着能量束134的相应通过而熔化或重新熔化。利用DMLS或SLS系统，通常构建材料118的各层被烧结，通常在没有达到构建材料118的熔点的情况下将构建材料118的颗粒彼此熔合。能量束系统132可以包括集成为增材制造机器102的一部分的部件或与增材制造机器102分开提供的部件。
能量束系统132可以包括一个或多个照射装置138，其被配置为产生多个能量束134并将能量束引导到构建平面128上。能量束系统132可以包括多个照射装置138，例如，第一照射装置138a和第二照射装置138b。一个或多个照射装置138可以分别包括能量束源140(例如，第一能量束源140a和第二能量束源140b)、光学组件142(例如，第一光学组件142a和第二光学组件142b)，以及扫描仪144(例如，第一扫描仪144a和第二扫描仪144b)。光学组件142可以包括被配置为将能量束引导到构建平面128上的多个光学元件。光学组件142可以包括一个或多个光学元件，例如透镜，能量束可以通过透镜沿着光学路径从能量束源传输到构建平面。举例来说，光学组件142可以包括将能量束134聚焦在构建平面128上的一个或多个聚焦透镜。扫描仪144可以包括检流计扫描仪、电光调制器、声光调制器、压电驱动镜等。附加地，或作为替代，能量束系统132可以包括窗口146，例如保护玻璃，其将能量束系统132的一个或多个部件与处理室148的环境分开，构建材料118在处理室148内被一个或多个能量束134照射以增材制造三维物体114。
窗口146可以防止来自与增材制造过程相关的烟雾的污染物，例如粉末材料、灰尘、烟灰、残留物、蒸气、副产品等，与能量束系统132的敏感部件接触。污染物在光学组件142的各种光学元件上的累积可能不利地影响能量束系统132的操作或与能量束系统相关联的质量度量。附加地，或者作为替代，这样的污染物可能对光学组件142的各种光学元件造成损坏。
如图1所示，能量束系统132包括第一照射装置138a和第二照射装置138b。附加地，或作为替代，能量束系统132可以包括任何数量的附加照射装置，例如三个、四个、六个、八个、十个或更多个照射装置，并且这样的照射装置可以分别包括光学组件142。多个照射装置138可以被配置为分别产生一个或多个能量束，所述能量束能够在入射到构建平面128的至少一部分上的扫描场内分别扫描，以选择性地固结构建材料118的将成为三维物体114的一部分的那些部分。
例如，第一照射装置138a可以产生能够在入射到至少第一构建平面区域152a上的第一扫描场150a内扫描的第一能量束134a。第二照射装置138b可以产生能够在入射到至少第二构建平面区域152b上的第二扫描场150b内扫描的第二能量束134b。第一扫描场150a和第二扫描场150b可以重叠，使得能够由第一能量束134a扫描的第一构建平面区域152a与能够由第二能量束134b扫描的第二构建平面区域152b重叠。第一构建平面区域152a和第二构建平面区域152b的重叠部分有时可称为交错区域154。粉末床136的在交错区域154内要被照射的部分可以由第一能量束134a、或第二能量束134b、或其组合来照射。虽然要被照射的粉末床136被示例性地示出为由第一能量束134a或第二能量束134b照射，但是应当理解，根据本公开，任何数量的能量束134可以附加地或替代地用于照射构建平面128。
为了照射粉末床136的层，一个或多个照射装置138(例如，第一照射装置138a和第二照射装置138b)分别引导多个能量束134(例如，第一能量束134a和第二能量束134b)跨过构建平面128的相应部分(例如，第一构建平面区域152a和第二构建平面区域152b)，以选择性地固结构建材料118的将成为三维物体114的一部分的那些部分。例如，在穿过光学组件142的一个或多个光学元件或穿过能量束系统132的窗口146之后，一个或多个能量束134可以入射到由粉末床136限定的构建平面128上。随着粉末床136的顺序层被固结，构建活塞156逐渐降低构建平台130以为构建材料118的顺序层腾出空间。随着构建材料118的顺序层在构建平面128上施加，构建材料118的下一个顺序层限定与构建平面128重合的粉末床136的表面。可以选择性地固结粉末床136的连续层，直到已经增材制造完整的物体114。在本公开的一些方面，增材制造机器可以利用溢流模块(未示出)来捕获过量的构建材料118。附加地，，或作为替代，当施加构建材料118的下一个顺序层时，过量的构建材料118可以在构建平面128上重新分布。应当理解，可以提供其他系统来处理构建材料118，包括不同的粉末供应系统或多余粉末回收系统。本公开的主题可以用任何合适的增材制造机器来实践，而不脱离本公开的范围。
仍然参考图1，增材制造机器102可以包括成像系统158(例如，第一成像系统158a和第二成像系统158b)，其被配置为监测增材制造机器102的一个或多个操作参数、能量束系统132的一个或多个参数、或增材制造过程的一个或多个操作参数。成像系统可以具有校准系统，该校准系统被配置为校准增材制造机器102或增材制造过程的一个或多个操作参数。成像系统158可以是熔池监测系统。增材制造过程的一个或多个操作参数可以包括与增材制造三维物体114相关联的操作参数。成像系统158可以被配置为检测成像射束，例如来自激光二极管的红外射束或能量束(例如，第一能量束134a或第二能量束134b)的反射部分。
能量束系统132或成像系统158可以包括一个或多个检测装置。一个或多个检测装置可以被配置为至少部分地基于由成像系统158检测到的评估射束来确定能量束系统132的一个或多个参数，例如与照射粉末床136的连续层相关联的一个或多个参数。与固结粉末床136的连续层相关联的一个或多个参数可以包括照射参数或物体参数，例如熔池监测参数。由成像系统158确定的一个或多个参数可以例如由控制系统104利用来控制增材制造机器102或增材制造系统100的一个或多个操作。一个或多个检测装置可以被配置为从相应的评估射束获得构建平面128的评估数据。示例性检测装置可以包括相机、图像传感器、光电二极管组件等。例如，检测装置可以包括电荷耦合装置(例如，CCD传感器)、有源像素传感器(例如，互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器)、量子图像装置(例如，QIS传感器))等等。检测装置还可以包括透镜组件，该透镜组件被配置为沿着射束路径将评估射束聚焦到检测装置。成像系统158可以包括一个或多个成像光学元件(未示出)，例如反射镜、分束器、透镜等，其被配置为将评估射束引导到对应的检测装置。
附加地，或作为替代，为了确定与照射粉末床136的连续层相关联的参数，成像系统158可以被配置为执行与增材制造机器102相关联的一个或多个校准操作，例如与能量束系统132、一个或多个照射装置138或其部件、或者成像系统158或其部件相关联的校准操作。成像系统158可以被配置为投射评估射束并检测该评估射束从构建平面128反射的一部分。评估射束可以由照射装置138或与成像系统158相关联的单独光束源投射。附加地，或作为替代，成像系统158可以被配置为检测评估射束，该评估射束包括从构建平面128发射的辐射，例如来自能量束134从粉末床136反射的辐射或由能量束134产生的从粉末床136中的熔池发射的辐射，或从粉末床136的邻近熔池的部分发射的辐射。成像系统158可以包括集成为增材制造机器102的一部分的部件或者与增材制造机器102分开提供的部件。例如，成像系统158可以包括集成为能量束系统132的一部分的部件。附加地，或作为替代，成像系统158可以包括可以作为能量束系统132的一部分或作为增材制造机102的一部分安装的单独的部件，例如组件形式的部件。
仍参考图1，在本公开的一些方面，惰性化系统160可将惰性过程气体162的流供应到处理室148的一个或多个区域，例如能量束系统132和粉末床136之间的区域。惰性过程气体162的流可以从过程室148中去除烟雾或者减少烟雾干扰用于照射构建材料118的能量束134的趋势。这样的烟雾可以以从固结区发出的羽流的形式存在并且有时可以被称为烟羽，在该固结区中能量束134入射到粉末床136上。烟羽可以包括构建材料、灰尘、烟灰、残留物、蒸气、副产品等。惰性过程气体162的流还可以减少来自烟雾的污染物沉积在窗口146、光学组件142的光学元件或能量束系统132的其他部件上的趋势。惰性化系统160可以提供流过构建平面128的定向的惰性过程气体162的流。例如，如图所示，惰性过程气体162从左向右流动。惰性化系统160可以包括供应歧管164和返回歧管166。惰性过程气体162可以从供应歧管164流到返回歧管166。处理室148中的烟雾可被吸入返回歧管166中。在本公开的一些方面中，供应歧管164或返回歧管166可以联接到处理室148的周壁或限定处理室148的周壁的一部分。附加地，或作为替代，供应歧管164或返回歧管166可以联接到外壳组件168，外壳组件168容纳能量束系统132的一个或多个部件，例如一个或多个照射装置138和/或一个或多个成像系统158。与惰性化处理室148的整个内部相比，通过供应歧管164或返回歧管166联接到外壳组件168，能量束系统132和粉末床136之间的相对较小体积的空间可以被惰性化。附加地，或作为替代，烟羽在被惰性过程气体162的流吸入返回歧管166之前可以具有更短的行进路径。
能量束系统132可定位在处理室148内的任何合适的位置处。附加地，或作为替代，能量束系统132可以联接到处理室148的周壁。在本公开的一些方面，增材制造机器可以包括定位系统170，其被配置为相对于构建平面128移动能量束系统132或其一个或多个部件。定位系统170可以被配置为根据例如由控制系统104提供的控制命令，移动能量束系统132或其一个或多个部件到指定的构建坐标或沿着对应于笛卡尔坐标系的指定的构建向量移动能量束系统132或其一个或多个部件。例如，可以提供控制命令以执行根据本公开的一个或多个能量束系统132或增材制造机器102的操作。定位系统170可以包括一个或多个门架元件172，其被配置为使能量束系统132或其一个或多个部件跨过粉末床移动。门架元件172可以分别被配置为沿着一个或多个方向(诸如X方向、Y方向或Z方向)移动能量束系统132或其一个或多个部件。在本公开的一些方面，定位系统170可以联接到容纳能量束系统132的一个或多个部件的外壳组件168。外壳组件168可以通过一个或多个门架安装件174联接到一个或多个门架元件172。定位系统170可以包括驱动电动机176，其被配置为根据用于控制系统104的指令，移动外壳组件168或能量束系统132的一个或多个部件。定位系统170可以包括通常与门架系统相关联的部件，例如步进电机、驱动元件、托架等。
现在另外参考2，示出了用于形成三维物体114的第一壁153a的构建平面128的俯视图。第一壁153a通常可以指由一个或多个能量束134(图2中未示出)固结的任何薄或窄结构。第一壁153a在第一方向D1上延伸并且可以由第一壁153a的第一侧157a和第一壁153a的第二侧159a限定，其中第二侧159a与第一侧157a相对。邻近第一壁153a的第一侧157a和邻近第一壁153a的第二侧159a的构建材料118保持未固结。也就是说，当将构建材料118施加到构建平面128时，邻近第一壁153a的构建材料118保持其形式(例如，松散的粉末材料)。
第一壁153a可以包括多种配置和取向。例如，第一壁153a可以包括大体上线性的取向，如图2所示。在本公开的一些方面，第一壁153a可以包括非线性取向，使得其包括一个或多个弯曲、转弯、曲线等。进一步，第一壁153a在垂直于第一方向D1的厚度方向DT上包括厚度T(即，第一壁153a的第一侧157a和第一壁153a的第二侧159a之间的距离)。在本公开的一些方面，随着第一壁153a在第一方向D1上延伸，第一壁153a可以包括基本均匀的厚度T。然而，在本公开的一些方面，第一壁153a的厚度T可以在沿第一方向D1的一个或多个位置处增大或减小。
进一步，虽然图2示出了在构建平面128内孤立的第一壁153a，但是应当理解，其他结构也可以在一个或多个位置处固结在构建平面128中。例如，第一壁153a可以在由限定的距离隔开的一个或多个较大结构之间延伸并连接到该一个或多个较大结构。替代地或附加地，第一壁153a可以与构建平面128中的附加结构相交。
现在另外参考图3，示出了用于固结图2所示的第一壁153a的第一振荡路径190的俯视图。第一振荡路径190通常包括沿着第一方向D1重复的多个振荡192。也就是说，第一能量束134a的第一光斑135a可以随着其沿第一方向D1行进跨过构建平面128而摆动以产生多个振荡192。与第一光斑135a仅平行于第一方向D1线性行进的情况相比，第一能量束134a的摆动可以允许构建平面128中更大的熔池。例如，第一光斑135a包括限定构建平面128上的第一光斑135a的直径的射束直径DB。通过多个振荡192在构建平面128中形成的熔池MP可以超过射束直径DB的尺寸，以经由单次通过或更少次通过来固结更大区域。例如，部分地由于多个振荡192，第一壁153a的厚度T可以大于射束直径DB。在本公开的一些方面，第一壁153a的厚度T可以在第一能量束134a的射束直径DB的1.5倍和7倍之间。在本公开的一些方面，第一壁153a的厚度T可以在第一能量束134a的射束直径DB的两倍和五倍之间。在本公开的一些方面，第一壁153a的厚度T可以在第一能量束134a的射束直径DB的两倍和三倍之间。
第一振荡路径190可以包括多种参数和配置，包括关于多个振荡192的参数和配置。例如，每个振荡192通常可以包括幅度A和长度L。幅度A是指第一光斑135a从中线M延伸离开所达到的最大距离，中线M在第一方向D1D1上将第一振荡路径190一分为二。长度L是指每个振动192在第一方向D1D1上延伸的距离。此外，第一振荡路径190可以包括振荡192之间的距离D。
每个振荡192的幅度A可以影响整个熔池的尺寸，其可以具有与整个振动高度OH相同或相似的直径。例如，更大的幅度可以产生更大的熔池尺寸，这又将导致通过第一能量束134a的单次通过而在构建平面128中固结更大量的构建材料118(图1和2)。每个振荡192的长度L可以通过调整由第一能量束134a的第一点135a在任何特定区域上行进的距离量来影响从第一能量束134a施加在构建平面128中的构建材料118(图1和图2)上的能量的量。较小的长度L可以在沿着行进方向在较小区域上产生第一光斑135a的较大行进距离，以增加施加到构建材料118(图1和图2)上的能量的总量。进一步，第一振荡路径190中的振荡192的频率可以通过调整振荡192之间的距离D来定制。较小的距离D导致更频繁的振荡(这又类似于较小的长度L)，可以在沿着行进方向D1的较小区域上产生第一光斑135a的较大行进距离，以增加施加在构建材料118(图1和图2)上的能量的总量。长度L和距离D参数可被调整至在构建平面128中产生合适的熔池的任何合适的值。在本公开的一些方面，例如如图3所示，振荡192可以彼此分离。然而，在本公开的一些方面，长度L可以足够大或者距离D可以足够小，使得振荡192可以沿着行进方向T彼此部分地重叠。
在本公开的一些方面，每个振荡192的幅度A、长度L和距离D都可以沿着第一振荡路径190保持恒定。然而，在本公开的一些方面，幅度A、长度L和距离D中的一个或多个可以在振荡192内沿着第一振荡路径190独立地变化。例如，幅度A可以针对特定距离上的特定振荡而增加，以相对于第一振荡路径190暂时增大熔池的尺寸。
振荡192可以包括各种配置。在本公开的一些方面，例如图3所示的方面，振荡192可以包括对称回路。在本公开的一些方面，振荡192中的一个或多个可以附加地或替代地包括其他配置，例如非对称回路、线性或非线性模式或其组合。此外，虽然第一方向D1被示出为包括相对线性的路径，但是应当理解，第一方向D1可以附加地或替代地包括一个或多个非线性部分，例如弯曲、曲线、转弯等。
现在另外参考图4，第一振荡路径190的多个振荡192可以照射构建材料118(图1和图2)以固结第一壁153a的至少一部分。此外，多个振荡192可以通过在第一壁153a的边缘处照射和固结构建材料118来限定第一壁153a的至少第一侧157a，而不需要来自能量束134(未示出)的额外照射或通过。由第一能量束134a的第一光斑135a以每个振荡192的峰值幅度A施加的照射将由此导致第一壁153a的第一侧157a和第二侧159a被固结以限定它们。也就是说，幅度A将控制熔池的最大尺寸，熔池进而成为第一壁153a的第一侧157a和第二侧159a的外表面。因此，恒定幅度A将产生第一壁153a的线性第一侧157a和第二侧159a。然而，变化的幅度a将产生具有第一侧157a或第二侧159a的壁153a，该壁153a是非线性的，例如在厚度方向DT的方向上膨胀和收缩。与使用非振荡激光路径增材制造壁相比，本公开的这些方面可以允许以更高的效率、精度和均匀性为三维物体114构建相对薄壁的结构。
第一壁153a的主体部分163，即第一壁153a的第一侧157a和第一壁153a的第二侧159a之间的部分，可以使用振荡路径190的其余部分进行固结。本公开的这些方面可以避免影线(例如，一个或多个能量束134的多个线性通过)的需要，以帮助加快制造过程并避免可能由多个相邻通过发生的潜在固化不一致。
在本公开的一些方面，多个振荡192可以通过在第一壁153a的另一个边缘处照射和固结构建材料118来进一步限定第一壁153a的第二侧159a，而不需要能量束134的额外照射或通过。由第一能量束134a的第一光斑135a以每个振荡192的峰值幅度A施加的照射由此也将导致第一壁153a的第二侧159a被固结以限定该第二侧。本公开的这些方面可以允许第一能量束134a在第一振荡路径190上单次通过以限定整个第一壁153a。
图5示出了根据本公开的另一个方面的另一个第一振荡路径290。第一振荡路径290类似于第一振荡路径190；因此，类似的部件将用类似的数字加100来标识，应当理解，除非另有说明，否则对第一振荡路径190的类似部分的描述适用于第一振荡路径290。如图5所示，随着第一能量束134a(图1)在第一方向D1上行进，第一振荡路径290的一个或多个尺寸发生变化。例如，如图5所示，第一振荡路径290的幅度A可以随着第一振荡路径在第一方向D1上行进而变化。在本公开的这些方面，第一振荡路径可以包括在第一位置处的至少第一幅度A1和在进一步沿第一方向D1的第二位置处的第二幅度A2。第二幅度A2可以大于第一幅度A1，使得第一侧257a和第二侧259a之间的第一壁253a的厚度T可以沿着第一壁253a的第一部分增大。根据第一壁253a和三维物体114的设计，幅度A可以在单个位置或多个位置变化(例如，增大或减小)。此外，随着第一振荡路径190在第一方向D1上延伸，幅度A可以稳定地变化(例如，锥形增大或锥形减小)，或者可以快速地变化(例如，立即增大或立即减小)，或其组合。进一步，当多个振荡变化时，可以调整第一能量束的功率，例如通过在幅度A增大或减小时增大或减小功率，。
第一能量束134a(图1)可以包括沿着第一振荡路径的各种射束参数，例如但不限于功率、光斑尺寸、聚焦深度、行进速度和用于充分固结构建材料118的其他射束参数。类似于幅度A，第一能量束134a的射束参数可以在整个振荡路径190中保持恒定，或者可以在整个振动路径190中全部或部分地变化。
图6示出了根据本公开的另一个方面的另一个第一振荡路径390。第一振荡路径390类似于第一振荡路径190；因此，类似的部件将用类似的数字加100来标识，应当理解，除非另有说明，否则对第一振荡路径190的类似部分的描述适用于第一振荡路径290。如图6所示，第一壁353a可以使用额外的照射来固结，例如第一能量束134a(图1)的额外通过或第二能量束134b(图1)的额外通过。例如，参考图6，在本公开的一些方面，可以在与第一方向D1相反的第二方向D2上沿着第二振荡路径210照射第二构建平面区域152b(图1)，以固结第一壁353a。第二振荡路径210可以包括限定第一壁353a的第二侧359a的多个振荡212，该第二侧与第一壁352a的第一侧357a相对以共同限定第一壁352a的厚度T。这样，第一振荡路径390和第二振荡路径210可以彼此相邻且基本平行地行进，以固结第一壁353a。虽然对第一能量束134a和第二能量束134b进行了示例性说明，但是应当理解，任何数量的能量束134可以附加地或替代地用于在任何数量的区域中照射构建平面128。
在本公开的一些方面，第一能量束134a可以行进第一振荡路径390和第二振荡路径210。替代地，在本公开的一些方面，第一能量束134a可以行进第一振荡路径390，第二能量束134b可以行进第二振荡路径210。此外，第一振荡路径390和第二振荡路径210通常可以包括相同的尺寸，例如相同的幅度A、长度L或距离D(图3)。在本公开的一些方面，一个或多个尺寸可以在第一振荡路径390和第二振荡路径210之间变化。此外，用于第一振荡路径390和第二振荡路径210的能量束134的参数可以彼此相似、彼此不同或其组合。
现在参考图7-10，在本公开的一些方面，不同的振荡路径可以形成同一壁的相邻部分，其中不同的振荡路径在两个相邻部分之间的重叠空间中相遇。也就是说，例如，为了形成从右向左延伸的壁，一个振荡路径形成壁的左半部分，另一个振荡路径形成壁的右半部分，并且两个振荡路径在壁的左半部分和右半部分之间的交错区域中相遇。将参考各个附图来呈现本公开的示例性方面，其中相似的部件将用通常增加100的相似数字来标识，并且应当理解，除非另有说明，否则本文所描述的相似部件的描述将继续下去。
图7示出了可以沿着第二振荡路径491在与第一方向D1相反的第二方向D2上照射第二构建平面区域452b，以固结第一壁453a的延伸部471。第一壁453a和延伸部471可以在交错区域454中重叠455。
交错区域454可以使用第一能量束434a和第二能量束434b的组合来固结，以帮助提高第一构建平面区域452a和第二建设平面区域452b之间的三维物体114(图1)的构建质量，尽管使用了多个能量束134(图1中)。在组合中，第一构建平面区域452a(由第一能量束434a照射)、第二构建平面区域452b(由第二能量束434b照射)和交错区域454(由第一能源束434a和第二能源束434b两者照射)可以包括各种相对配置。
例如，第一能量束134a的第一振荡路径490和第二能量束434b的第二振荡路径491可以组合并重叠455，以照射交错区域454。重叠455是指构建平面128(图1)的第一能量束434a的第一光斑435a和第二能量束434b的第二点435b照射相同构建材料118(图1中)的部分。通过至少部分地重叠第一振荡路径490和第二振荡路径491，交错区域454可以以更有效的方式被照射和固结，并且减轻第一能量束434a和第二能量束434b之间的潜在未对准，例如通过在构建材料118(图1)中形成更大的公共熔池。
交错区域454可以包括用于重叠、锥形化或以其他方式将第一壁453a与延伸部471连接的各种相对配置。例如，在本公开的一些方面，例如图7中所示的方面，第一振荡路径490和第二振荡路径491可以重叠455限定的距离。重叠的距离和量可以取决于例如第一振荡路径490和第二振荡路径491的配置，或者第一能量束434a和第二能量束434b的参数。
图8示出了形成第一壁553a的第一振荡路径590和第二振荡路径591的另一个实施例。在本公开的一些方面，例如图8所示的方面，用于第一振荡路径590和第二振荡路径591的多个振荡592、593中的至少一个的幅度A可以在交错区域554中变化。例如，对于交错区域554中的第一振荡路径590的振荡592或第二振荡路径591的振荡593，幅度A可以增加。因此，第一壁553a和延伸部571在它们相遇的地方将具有更大的厚度T。
图9示出了第一壁653a，其中第一振荡路径690的第一多个振荡692可以在交错区域654中呈锥形，使得第一振荡路径190在其朝向延伸部671延伸时幅度A减小，直到停止或成尖顶。替代地或附加地，第二振荡路径691的第二多个振荡693可以在交错区域654中呈锥形，使得第二振荡路径691在其朝向第一壁653a延伸时幅度A减小，直到停止或成尖顶。
第一振荡路径690或第二振荡路径691的锥形可以在重叠或不重叠的情况下来实现。例如，参考图9，第一振荡路径690的振荡692可以朝向第一侧657a呈锥形，或者第二振荡路径691的振荡693可以朝向第二侧659a呈锥形。在本公开的这些方面，第一振荡路径690和第二振荡路径691可以在不重叠的情况下固结交错区域654中的构建材料118(图1)。
图10示出了第一壁753a，其中第一振荡路径790的振荡792可以朝向三维物体114的内部部分(即，在第一侧757a和第二侧759a之间)呈锥形，或者第二振荡路径791的振荡793可以朝向三维物体114(图1)的内部部分呈锥形。在本公开的这些方面，第一振荡路径790和第二振荡路径791可以在重叠755的情况下固结交错区域754中的构建材料118(图1)。
应当理解，虽然本文提出了关于第一壁153a、延伸部171和交错区域154的固结的某些变化和排列，但是这些示例并不旨在是排他的，并且在本公开的范围内还可以采用其他实施方式。
另外参考图11，在本公开的一些方面，三维物体114可以具有在一个或多个交点850处交叉的多个壁853。虽然图11中呈现的三维物体814示出了多个壁853，但是应当理解，可以包括本公开的任何较早系列编号和方面(153、253、353、453、552，653、753)。如图11所示，三维物体814可以包括在多个交点850处相交的壁853的网络，其中可以使用本文公开的方法和系统来固结一个或多个壁853。本公开的这些方面可以有利于网格状支撑结构或体现交错薄壁结构的横截面，例如热交换器、流动室或适合于增材制造的其他设计配置。
如图11所示，例如，三维物体814可以包括第一壁853a、第二壁853b、第三壁853c、第四壁853d、第五壁853e、第六壁853f和第七壁853g。多个壁可以包括平行的不同组的壁853，例如其中第一壁853a和第二壁853b形成第一平行组，第三壁853c和第四壁853d形成第二平行组，并且第五壁853c、第六壁853f和第七壁853g形成第三平行组。虽然图11示出了三个平行组中的七个不同的壁153，但是应当理解，三维物体814可以包括具有任何合适的配置的任意数量的壁853(具有或不具有平行取向)。
一个或多个壁853可以包括诸如经由第一振荡路径890和第二振荡路径891的振荡892。例如，第一振荡路径890和第二振荡路径891通常可以包括相同的尺寸，例如相同的幅度A、长度L或距离D(图3)。在本公开的一些方面，第一振荡路径890和第二振荡路径891之间的一个或多个尺寸可以变化。此外，用于第一振荡路径890和第二振荡路径891的能量束的参数可以彼此相似、彼此不相似或其组合。例如，在本公开的一些方面，对于一个或多个壁853或甚至每个壁853，在交点850处，振荡192的幅度A可以增大。本公开的这些方面可以增加三维物体814内的多个壁853的刚性。替代地或附加地，在本公开的一些方面，对于一个或多个壁853或甚至每个壁853，在交点850处，振荡892的幅度A可以减小。
现在另外参考图12，示出了用于增材制造三维物体114的方法300。虽然方法300在下文中通常参考图2-4中所示的本公开的示例性方面，但是应当理解，方法300也适用于图5-11中所包括的本公开示例性方面。方法300总体上包括在步骤310中使用在第一方向D1上沿着第一振荡路径190行进的第一能量束134a来照射第一构建平面区域152a，以固结第一壁153a，其中邻近第一壁153a的第一侧157a的构建材料118和邻近第一壁153a的第二侧159a(与第一壁153a的第一侧157a相对)的构建材料118保持未固结。第一振荡路径190可以包括第一多个振荡192，第一多个振荡192至少限定第一壁153a的第一侧157a，并且第一壁153a在垂直于第一方向D1的厚度方向DT上的厚度T可以大于第一能量束134a的射束直径DB。
如上所述，三维物体114可以包括关于一个或多个壁153及其形成的各种相关参数和配置。
例如，方法300可以包括在步骤320中在与第一方向Dl相反的第二方向D2上沿着第二振荡路径210照射第二构建平面区域152b，以固结第一壁153a。第二振荡路径210可以包括第二多个振荡212，第二多个振荡212限定与第一壁153a的第一侧157a相对的第一壁153a的第二侧159a。
在本公开的一些方面，例如图7所示的方面，方法300可以包括在步骤330中在与第一方向D1相反的第二方向D2上沿着第二振荡路径491照射第二构建平面区域452b，以固结第一壁453a在第一方向D1上的延伸部471。第二振荡路径491可以包括第二多个振荡493。此外，第一多个振荡492和第二多个振荡493可以在交错区域454中重叠455。
在本公开的一些方面，例如方法300可以包括在步骤340中在不同于第一方向D1的第二方向D2或第三方向D3上沿着第二振荡路径210照射第二构建平面区域152b，以固结第二壁853b，其中第一壁853a和第二壁853b在交点850处相交。
现在转向图13，示出了控制系统104。控制系统104可以被配置为执行与增材制造系统100或增材制造机器102相关联的一个或多个控制操作。控制操作可以包括本文所公开的方法300的一个或多个部分，或者根据本文所呈现的公开以其他方式固结三维物体114的一个或者多个操作。
例如，控制操作可以包括使用在第一方向D1上沿着第一振荡路径190行进的第一能量束134a照射第一构建平面区域152a，以固结第一壁153a，其中邻近第一壁153a的第一侧157a的构建材料118和邻近第一壁153a的第二侧159a(与第一壁153a的第一侧157a相对)的构建材料118保持未固结。第一振荡路径190可以包括第一多个振荡192，第一多个振荡192至少限定第一壁153a的第一侧157a，并且第一壁153a在垂直于第一方向D1的厚度方向DT上的厚度T可以大于第一能量束134a的射束直径DB。
如图13所示，控制系统104可以包括一个或多个计算装置900。一个或多个计算装置900可以与增材制造机器102或增材制造系统100通信地联接。例如，计算装置900可以与增材制造机器102的一个或多个可控部件902通信地联接，例如与能量束系统132、成像系统158、惰性化系统160或定位系统170相关联的一个或多个可控部件902。附加地，或作为替代，计算装置900可以与管理系统106或用户界面108通信地联接。一个或多个计算装置900可以相对于增材制造机器102位于本地或远程。
一个或多个计算装置900可以包括被配置为使得计算装置900执行一个或多个控制操作的一个或多个控制模块904。一个或多个控制模块904可以包括一个或多个照射控制模块800。一个或多个控制模块904可以包括可执行以提供控制命令的控制逻辑，该控制命令被配置为控制与增材制造机器102相关联的一个或多个可控部件902。
一个或多个计算装置900可以包括一个或多个处理器906和一个或多个存储器装置908。一个或多个处理器906可以包括任何合适的处理装置，例如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置或其他合适的处理装置。一个或多个存储器装置908可以包括一个或多个计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机可读介质、RAM、ROM、硬盘驱动器、闪存驱动器或其它存储器装置908。一个或多个控制模块904可以至少部分地由一个或多个处理器906或一个或多个存储器装置908来实现。
如本文所用，术语“处理器”和“计算机”以及相关术语，例如“处理装置”和“计算装置”，不仅限于本领域中称为计算机的那些集成电路，而是广泛地指微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其他可编程电路，并且这些术语在本文中可互换使用。存储器装置908可以包括但不限于非暂时性计算机可读介质，例如随机存取存储器(RAM)，以及计算机可读非易失性介质，例如硬盘驱动器、闪存和其他存储器装置。替代地，也可以使用软盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)或数字多功能盘(DVD)。
如本文所用，术语“非暂时性计算机可读介质”旨在代表以任何方法或技术实现的用于短期和长期信息(例如计算机可读指令、数据结构、程序模块和子模块、或任何装置中的其他数据)存储的任何有形的基于计算机的装置。本文描述的方法可以被编码为体现在有形的、非暂时性计算机可读介质(包括但不限于存储装置或存储器装置)中的可执行指令。当由处理器执行时，这样的指令使处理器执行本文描述的方法的至少一部分。此外，如本文所用，术语“非暂时性计算机可读介质”包括所有有形计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机存储装置，包括但不限于易失性和非易失性介质，以及可移动介质和不可移动介质，例如固件、物理和虚拟存储、CD-ROM、DVD和任何其他数字源(例如网络或互联网)以及尚未开发的数字手段，唯一的例外是瞬态、传播信号。
一个或多个存储器装置908可以存储可由一个或多个处理器906访问的信息，包括可以由一个或多个处理器906执行的计算机可执行指令910。计算机可执行指令910可以包括当由一个或多个处理器906执行时使一个或多个处理器906执行操作(包括校准操作或增材制造操作)的任何组指令。例如，计算机可执行指令910可以被配置为使得一个或多个处理器906执行方法300(图12)中呈现的或本公开中以其他方式呈现的一个或多个步骤。在本公开的一些方面，计算机可执行指令910可以被配置为使得一个或多个处理器906使用在第一方向D1上沿着第一振荡路径190行进的第一能量束134a来照射第一构建平面区域152a，以固结第一壁153a，其中邻近第一壁153a的第一侧157a的构建材料118和邻近第一壁153a的第二侧159a(与第一壁153a的第一侧157a相对)的构建材料118保持未固结。第一振荡路径190可以包括第一多个振荡192，第一多个振荡192至少限定第一壁153a的第一侧157a，并且第一壁153a在垂直于第一方向D1的厚度方向DT上的厚度T可以大于第一能量束134a的射束直径DB。
存储器装置908可以存储可由一个或多个处理器906访问的多个数据912。数据912可以是过去的、当前的、实时的或其组合。数据912可存储在数据库914中。作为示例，数据912可以包括与增材制造系统100或增材制造机器102相关联或由增材制造系统100或增材制造机器102生成的数据912，包括与计算装置900、增材制造机器102、管理系统106或用户界面108相关联或由计算装置900、增材制造机器102、管理系统106或用户界面108生成的数据912。数据912还可以包括与增材制造系统100或增材制造机器102相关联的其他数据集、参数、输出、信息。
一个或多个计算装置900还可以包括通信接口916，其被配置为经由有线或无线的通信线路920与通信网络918上的各个节点通信。通信接口916可以包括用于与一个或多个网络交互的任何合适的部件，包括例如发射器、接收器、端口、控制器、天线或其他合适的部件。通信接口916可以允许一个或多个计算装置900与与增材制造机器102、管理系统106或用户界面108相关联的各种节点进行通信。通信网络918可以包括例如局域网(LAN)、广域网(WAN)、卫星通信(SATCOM)网络、甚高频(VHF)网络、高频(HF)网络、无线保真(Wi-Fi)网络、全球微波接入互操作性(WiMAX)网络、门链路网络、或用于通过通信线路920向计算装置900传输消息或从计算装置900传输消息的任何其他通信网络918。通信网络918的通信线路920可以包括数据总线或者有线或无线通信链路的组合。
管理系统106可以包括服务器922或数据仓库924。作为示例，数据912的至少一部分可以存储在数据仓库924中，并且服务器922可以被配置为将数据912从数据仓库924传输到一个或多个计算装置900，或者从一个或多个计算装置900接收数据912并将接收到的数据912存储在数据仓库924中，以用于进一步的目的。服务器922或数据仓库924可以被实现为一个或多个计算装置900的一部分或者管理系统106的一部分。
虽然本文已经公开了计算装置900及其部件，但是应当理解，本公开的这些特定方面并不旨在进行限制，并且可以在本公开的范围内进一步实施替代方案。
通过利用一个或多个振荡路径190，可以为三维物体114制造既薄又均匀的壁153。通过利用多个振荡192，可以减小壁153的厚度，同时在没有过度照射的情况下仍然促进构建材料的一致且均匀的固结。
进一步方面由以下条项的主题提供：
一种增材制造三维物体的方法，所述方法包括：使用限定射束直径的第一能量束照射第一构建平面区域，所述第一能量束在第一方向上沿着第一振荡路径行进，以固结限定垂直于所述第一方向的厚度的第一壁，其中邻近所述第一壁的第一侧的构建材料和邻近所述第一壁的第二侧的所述构建材料保持未固结，所述第一壁的所述第二侧与所述第一壁的所述第一侧相对，并且其中所述第一壁的所述厚度大于所述射束直径。
根据本文任一条项所述的方法，其中所述第一振荡路径包括第一多个振荡，并且其中所述第一壁的所述厚度在所述第一能量束的所述射束直径的两倍与五倍之间。
根据本文任一条项所述的方法，其中所述第一多个振荡的幅度沿着所述第一振荡路径变化。
根据本文任一条项所述的方法，其中当所述第一多个振荡变化时，调整所述第一能量束的功率。
根据本文任一条项所述的方法，其中所述第一振荡路径包括第一多个振荡，所述第一多个振荡至少限定所述第一壁的所述第一侧。
根据本文任一条项所述的方法，进一步包括在与所述第一方向相反的第二方向上沿着第二振荡路径照射第二构建平面区域，以固结所述第一壁，其中所述第一振荡路径包括限定所述第一壁的所述第一侧的第一多个振荡，并且其中所述第二振荡路径包括限定所述第一壁的所述第二侧的第二多个振荡。
根据本文任一条项所述的方法，其中所述第一能量束沿着所述第二振荡路径照射所述第二构建平面区域。
根据本文任一条项所述的方法，进一步包括在与所述第一方向相反的第二方向上沿着第二振荡路径照射第二构建平面区域，以固结所述第一壁在所述第一方向上的延伸部，其中所述第二振荡路径包括第二多个振荡，其中所述第一振荡路径包括第一多个振荡，并且其中所述第一多个振荡和所述第二多个振荡在交错区域中重叠。
根据本文任一条项所述的方法，其中所述第一多个振荡和所述第二多个振荡在所述交错区域中呈锥形。
根据本文任一条项所述的方法，其中所述第一多个振荡和所述第二多个振荡中的至少一个的幅度在所述交错区域中变化。
根据本文任一条项所述的方法，其中第二能量束沿着所述第二振荡路径照射所述第二构建平面区域。
根据本文任一条项所述的方法，进一步包括沿着第二振荡路径照射第二构建平面区域，以固结第二壁，所述第二振荡路径包括在不同于所述第一方向的第二方向上的第二多个振荡，其中所述第一壁和所述第二壁在交点处相交。
根据本文任一条项所述的方法，其中所述第一振荡路径包括第一多个振荡，并且其中所述第一多个振荡和所述第二多个振荡中的至少一个的幅度在所述交点处增大。
根据本文任一条项所述的方法，其中第二能量束沿着所述第二振荡路径照射所述第二构建平面区域。
一种用于增材制造三维物体的增材制造系统，所述增材制造系统包括：第一照射装置，所述第一照射装置被配置为产生第一能量束；第一光学组件，所述第一光学组件被配置为引导所述第一能量束；和控制系统，所述控制系统被配置为执行与所述增材制造系统相关联的一个或多个控制操作，其中所述一个或多个控制操作包括：使用限定射束直径的所述第一能量束照射第一构建平面区域，所述第一能量束在第一方向上沿着第一振荡路径行进，以固结限定垂直于所述第一方向的厚度的第一壁，其中邻近所述第一壁的第一侧和邻近所述第一壁的第二侧的构建材料保持未固结，所述第一壁的所述第二侧与所述第一壁的所述第一侧相对；并且其中所述第一壁的所述厚度大于所述第一能量束的所述射束直径。
根据本文任一条项所述的增材制造系统，其中所述一个或多个控制操作进一步包括：在与所述第一方向相反的第二方向上沿着第二振荡路径照射第二构建平面区域，以固结所述第一壁，其中所述第一振荡路径包括第一多个振荡，其中所述第二振荡路径包括第二多个振荡，所述第二多个振荡限定所述第一壁的所述第二侧。
根据权利要求15所述的增材制造系统，其中所述一个或多个控制操作进一步包括在与所述第一方向相反的第二方向上沿着第二振荡路径照射第二构建平面区域，以固结所述第一壁在所述第一方向上的延伸部，其中所述第一振荡路径包括第一多个振荡，其中所述第二振荡路径包括第二多个振荡，并且其中所述第一多个振荡和所述第二多个振荡在交错区域中重叠。
根据本文任一条项所述的增材制造系统，其中所述一个或多个控制操作进一步包括：在不同于所述第一方向的第三方向上沿着第二振荡路径照射第二构建平面区域，以固结第二壁，其中所述第一壁和所述第二壁在交点处相交。
根据本文任一条项所述的增材制造系统，进一步包括：第二照射装置，所述第二照射装置被配置为产生第二能量束；和第二光学组件，所述第二光学组件被配置为引导所述第二能量束，其中所述第二能量束沿着所述第二振荡路径照射所述第二构建平面区域。
一种由方法制造的三维物体，所述方法包括：使用限定射束直径的第一能量束照射第一构建平面区域，所述第一能量束在第一方向上沿着第一振荡路径行进，以固结限定垂直于所述第一方向的厚度的第一壁，其中邻近所述第一壁的第一侧的构建材料和邻近所述第一壁的第二侧的所述构建材料保持未固结，所述第一壁的所述第二侧与所述第一壁的所述第一侧相对，并且其中所述第一壁的所述厚度大于所述射束直径。
该书面描述使用示例来公开本公开，包括最佳模式，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本公开，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法。本公开的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质差异的等效结构元件，则这些其他示例旨在落入权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种增材制造三维物体的方法，其特征在于，所述方法包括：
使用限定射束直径的第一能量束照射第一构建平面区域，所述第一能量束在第一方向上沿着第一振荡路径行进，以固结限定垂直于所述第一方向的厚度的第一壁，其中邻近所述第一壁的第一侧的构建材料和邻近所述第一壁的第二侧的所述构建材料保持未固结，所述第一壁的所述第二侧与所述第一壁的所述第一侧相对，并且
其中所述第一壁的所述厚度大于所述射束直径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述第一振荡路径包括第一多个振荡，并且其中所述第一壁的所述厚度在所述第一能量束的所述射束直径的两倍与五倍之间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述第一多个振荡的幅度沿着所述第一振荡路径变化。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中当所述第一多个振荡变化时，调整所述第一能量束的功率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述第一振荡路径包括第一多个振荡，所述第一多个振荡至少限定所述第一壁的所述第一侧。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在与所述第一方向相反的第二方向上沿着第二振荡路径照射第二构建平面区域，以固结所述第一壁，其中所述第一振荡路径包括限定所述第一壁的所述第一侧的第一多个振荡，并且其中所述第二振荡路径包括限定所述第一壁的所述第二侧的第二多个振荡。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中所述第一能量束沿着所述第二振荡路径照射所述第二构建平面区域。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在与所述第一方向相反的第二方向上沿着第二振荡路径照射第二构建平面区域，以固结所述第一壁在所述第一方向上的延伸部，其中所述第一振荡路径包括第一多个振荡，其中所述第二振荡路径包括第二多个振荡，并且其中所述第一多个振荡和所述第二多个振荡在交错区域中重叠。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中所述第一多个振荡和所述第二多个振荡在所述交错区域中呈锥形。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中所述第一多个振荡和所述第二多个振荡中的至少一个的幅度在所述交错区域中变化。
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