RU2664144C1 - Улучшенный способ управления функционированием по меньшей мере двух источников светового излучения в стереолитографической машине - Google Patents
Улучшенный способ управления функционированием по меньшей мере двух источников светового излучения в стереолитографической машине Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664144C1 RU2664144C1 RU2017102400A RU2017102400A RU2664144C1 RU 2664144 C1 RU2664144 C1 RU 2664144C1 RU 2017102400 A RU2017102400 A RU 2017102400A RU 2017102400 A RU2017102400 A RU 2017102400A RU 2664144 C1 RU2664144 C1 RU 2664144C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lines
- length
- sources
- segment
- dimensional object
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
- B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
- B29C64/129—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
- B29C64/135—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask the energy source being concentrated, e.g. scanning lasers or focused light sources
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
- B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
- B29C64/227—Driving means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
- B29C64/264—Arrangements for irradiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49023—3-D printing, layer of powder, add drops of binder in layer, new powder
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
Abstract
Изобретение представляет собой способ управления функционированием по меньшей мере двух источников (2, 3) светового излучения в стереолитографической машине (1), выполненных с возможностью действия на уровне участка (104) области (101) перекрытия, которая определена на рабочей поверхности (100) стереолитографической машины (1) для изготовления трехмерного объекта (200) посредством стереолитографии. Для каждой из линий (210) с характерной длиной L, которые определяют каждый слой (201) трехмерного объекта (200) в пределах участка (104), способ предусматривает активирование: - первого источника (2) светового излучения для первого отрезка (211) линии (210) с длиной X; - второго источника (3) светового излучения для оставшегося второго отрезка (212) линии (210) с длиной Y, при этом значение длины X первого отрезка (211) выбирают из интервала 0≤X≤L, а Y вычисляют как равное L-X. Техническим результатом изобретения является обеспечение однородности толщины каждого слоя трехмерного объекта. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к способу управления функционированием по меньшей мере двух источников светового излучения в стереолитографической машине, предназначенному для действия на уровне области перекрытия слоев, которая определена на рабочей поверхности стереолитографической машины для изготовления трехмерного объекта посредством стереолитографии.
Изобретение также относится к устройству и компьютерному программному продукту, которые выполнены с возможностью выполнения этапов указанного способа, соответствующего изобретению.
Уровень техники
Как известно, процесс стереолитографии заключается в изготовлении трехмерного объекта путем последовательного наложения множества слоев, принадлежащих самому объекту.
Каждый слой объекта получают путем отверждения материала в жидком или пастообразном состоянии, которое происходит за счет селективного воздействия светового излучения на материал.
В типичном случае, материал представляет собой компаунд на основе пластмассы, который полимеризуется под воздействием светового излучения.
Отверждение каждого последовательного слоя объекта получают посредством его контакта с предыдущим отвержденным слоем, который служит опорой для последующего слоя.
Процессом управляют посредством вычислительного устройства, в которое загружают первый набор данных, отражающих трехмерную геометрию объекта, подлежащего изготовлению.
Вычислительное устройство определяет геометрию различных слоев объекта, и соответствующим образом осуществляет управление стереолитографическим устройством.
В частности, вычислительное устройство по очереди подразделяет каждый слой на множество смежных линий сканирования, которые в дальнейшем будут именоваться просто «линии», на уровне которых должен быть активирован источник светового излучения, чтобы получить отверждение указанного материала. С этой целью линии обычно задаются таким образом, чтобы их толщина была равна ширине пучка светового излучения на уровне рабочей поверхности. Другими словами, ширина указанных линий равна разрешению указанного пучка на указанной рабочей поверхности.
Также известно, что размер объектов, которые может изготавливать стереолитографическая машина, зависит от размера упомянутой рабочей поверхности, на которую может воздействовать пучок светового излучения, а прежде всего - от расстояния между источником светового излучения и самой рабочей поверхностью.
Очевидно, что чем больше это расстояние, тем больше расходимость пучка светового излучения, который падает на рабочую поверхность, в то время как степень разрешения указанного пучка на уровне указанной поверхности, как следствие, снижается. Поэтому качество объекта, который может быть изготовлен посредством стереолитографического процесса, пропорционально расстоянию между источником светового излучения и рабочей поверхностью стереолитографической машины.
Поэтому, чтобы получить высокую степень разрешения объекта, необходимо как можно больше уменьшать указанное расстояние. Однако это требование ограничивает поле действия пучка светового излучения на рабочей поверхности.
Кроме того, известно, что пучок светового излучения, создаваемый указанным источником, обычно направляется на рабочую поверхность посредством оптических элементов.
В частности, хорошо известно, что указанные оптические элементы по природе своей вносят вклад в дальнейшее сужение поля действия пучка светового излучения на рабочей поверхности.
Поэтому, как уже было сказано, указанный набор факторов сильно ограничивает размер трехмерных объектов, которые могут быть изготовлены с использованием стереолитографических машин, оснащенных одним источником светового излучения.
Чтобы преодолеть указанное ограничение, и, таким образом, сделать возможным изготовление более крупных трехмерных объектов при одновременном сохранении высокого разрешения на объекте, была сконструирована стереолитографическая машина 1, оснащенная по меньшей мере двумя источниками 2, 3 светового излучения, смежными друг к другу, каждый из которых выполнен в возможностью воздействия на определенный участок 102 и 103 общей рабочей поверхности 100, как это схематически показано на фиг. 1а и 1b, иллюстрирующих существующий уровень техники.
Из указанных чертежей, иллюстрирующих существующий уровень техники, очевидно и должно быть понятно специалистам в данной области, что указанные два (или более) участков 102 и 103 рабочей поверхности 100 должны частично перекрывать друг друга, таким образом, чтобы была определена так называемая область 101 перекрытия, на уровне которой могут действовать оба источника 2 и 3 светового излучения. Такая схема фактически неизбежна для получения соединения между двумя (или более) смежными участками каждого из различных слоев, причем указанные смежные участки определяются за счет отверждения при помощи указанных смежных источников 2 и 3 светового излучения.
Указанное соединение обычно получают путем активирования обоих смежных источников 2 и 3 светового излучения на уровне одних и тех же точек материала, который должен быть отвержден в пределах области 101 перекрытия.
Однако, к сожалению, первый недостаток, свойственный такому подходу, заключается в возможном нежелательном эффекте расширения, в направлениях x и/или y, получаемого слоя в окрестности указанных точек. Эффект расширения может, в свою очередь, неблагоприятным образом распространяться на уровень краев самого слоя, приводя к тому, что указанный слой формируется способом, который не является ни точным, ни правильным. С другой стороны, - опять же к сожалению, если два источника 2 и 3 светового излучения настроены неправильно, они могут оказаться неспособными в различных точках слоя выполнить указанное соединение, и таким образом положат начало промежутку неотвержденного материала, который, в свою очередь, вызовет ослабление всей структуры изготовляемого объекта.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в устранении всех недостатков, которые были описаны в отношении способа активирования двух смежных источников светового излучения, соответствующего существующему уровню техники, в целях получения указанного соединения.
В частности, одна задача настоящего изобретения заключается в создании способа для активирования двух смежных источников светового излучения, принадлежащих одной и той же стереолитографической машине, для изготовления трехмерного объекта посредством стереолитографии, который дает возможность получать большую однородность толщины каждого слоя, изготовленного при помощи нескольких смежных источников светового излучения, по сравнению с результатами, которые могут быть получены известными способами.
Кроме того, другая задача настоящего изобретения заключается в создании способа для активирования указанных источников светового излучения, который дает возможность получать более прочное и более стабильное соединение между участками одного и того же слоя, изготовленного при помощи указанных смежных источников светового излучения.
Указанные задачи изобретения решаются посредством способа для управления функционированием двух смежных источников светового излучения в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения.
Данный способ касается управления функционированием по меньшей мере двух источников светового излучения, принадлежащих стереолитографической машине и выполненных с возможностью действия на уровне участка области перекрытия, которая определена на рабочей поверхности стереолитографической машины для изготовления трехмерного объекта посредством стереолитографии, при этом указанный способ для каждой из линий с характерной длиной L, которые определяют каждый слой указанного трехмерного объекта в пределах указанного участка, включает активирование следующих элементов: первого источника из указанных двух источников светового излучения для первого отрезка указанной линии с длиной X; второго источника из указанных двух источников светового излучения для оставшегося второго отрезка указанной линии с длиной У, при этом значение длины X первого отрезка выбирают из интервала 0≤X≤L, а значение Y вычисляют, как равное L-X. Способ характеризуется тем, что значение длины X первого отрезка выбирают в интервале 0≤X≤L случайным образом, так, чтобы создать соединительную линию ломаного типа между двумя участками каждого слоя, определенными, соответственно, первыми отрезками указанных линий и вторыми отрезками указанных линий.
Указанные задачи изобретения также решаются посредством устройства для управления указанными смежными источниками светового излучения в соответствии с пунктом 7 формулы изобретения.
Данное устройство предназначено для управления функционированием двух источников светового излучения, принадлежащих стереолитографической машине и выполненных с возможностью действия на уровне участка области перекрытия, которая определена на рабочей поверхности стереолитографической машины для изготовления трехмерного объекта посредством стереолитографии, содержащее вычислительное устройство, содержащее обрабатывающий блок и память, выполненную с возможностью доступа к ней обрабатывающего блока; средства, выполненные с возможностью получения первого набора данных, отражающих геометрию трехмерного объекта, и с возможностью загрузки данных в память; средства, выполненные с возможностью подразделения трехмерного объекта на множество слоев; средства, выполненные с возможностью определения положения каждого из слоев на указанной рабочей поверхности; средства, выполненные с возможностью идентификации в пределах участка области перекрытия каждой из линий с характерной длиной L, которые определяют каждый из слоев; средства, выполненные с возможностью определения для каждой из линий с характерной длиной L значения длины X первого отрезка в интервале 0≤X≤L; средства, выполненные с возможностью вычисления длины второго отрезка для каждой из линий с характерной длиной L; средства, выполненные с возможностью формирования данных, касающихся активирования указанных двух источников светового излучения, так, чтобы первый источник из указанных двух источников светового излучения активировать на протяжении первого отрезка каждой из линий, а второй источник из указанных двух источников светового излучения активировать на протяжении оставшегося второго отрезка. Устройство характеризуется тем, что средства, выполненные с возможностью определения значения длины X первого отрезка, представляют собой средства для генерации случайных чисел в интервале 0≤X≤L.
Преимуществом является то, что возможность выполнения соединения между участками одного слоя, определенного при помощи двух смежных источников светового излучения, без необходимости обеспечения их перекрытия, позволяет сократить общее время, которое требуется стереолитографическому процессу для изготовления трехмерного объекта.
Краткое описание чертежей
Указанные задачи и преимущества наряду с другими, которые будут определены ниже, будут рассмотрены в описании предпочтительных вариантов осуществления изобретения, которые представлены в виде примеров, не носящих ограничительного характера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1а и 1b иллюстрируют существующий уровень техники, схематически изображая соответственно на горизонтальной и боковой проекциях разбиение рабочей поверхности стереолитографической машины, оснащенной двумя смежными источниками светового излучения.
Фиг. 2 в аксонометрии изображает пример трехмерного объекта, подлежащего изготовлению посредством стереолитографии.
Фиг. 3 на горизонтальной проекции изображает слой трехмерного объекта с фиг. 2, расположенный на уровне рабочей поверхности, представленной на фиг. 1а и 1b, к которому применен способ, соответствующий настоящему изобретению в его предпочтительном варианте осуществления.
Фиг. 4 изображает фрагмент двух смежных линий на уровне области перекрытия слоя с фиг. 3.
Фиг. 5 на горизонтальной проекции изображает слой трехмерного объекта фиг. 2, расположенный на уровне рабочей поверхности, представленной на фиг. 1а и 1b, к которому применен способ, соответствующий настоящему изобретению согласно первому альтернативному варианту осуществления.
Фиг. 6 на горизонтальной проекции изображает слой трехмерного объекта с фиг. 2, расположенный на уровне рабочей поверхности, представленной на фиг. 1а и 1b, к которому применен способ, соответствующий настоящему изобретению согласно второму альтернативному варианту осуществления.
Осуществление изобретения
Далее на примере трехмерного объекта, изображенного на фиг. 2, и обозначенного там как 200, будет раскрыт соответствующий настоящему изобретению способ для управления функционированием двух источников 2 и 3 светового излучения, принадлежащих стереолитографической машине и выполненных с возможностью действия на уровне области 101 перекрытия, определенной на рабочей поверхности 100 стереолитографической машины 1.
В частности, в предпочтительном варианте, указанный способ управления двумя источниками 2 и 3 светового излучения применим в пределах области 101 перекрытия на участке 104 заранее заданной ширины, более узком, чем область 101 перекрытия, как показано на фиг. 3.
Однако нельзя исключать, что в других вариантах осуществления изобретения ширина участка 104 может по существу совпадать с шириной области 101 перекрытия.
Следует подчеркнуть, что для большей ясности чертежей трехмерный объект 200 намеренно представлен с сильно упрощенной геометрией по сравнению с теми объектами, которые обычно изготовляют посредством стереолитографии.
Однако должно быть очевидно, что описываемый ниже процесс может быть применен аналогичным образом к трехмерному объекту любой геометрии.
Для определения этапов способа, предлагаемого в настоящем изобретении, в соответствии с рассматриваемым предпочтительным вариантом его осуществления, следует обращаться к фиг. 3, которая на горизонтальной проекции изображает один из слоев 201 трехмерного объекта 200 на уровне рабочей поверхности 100.
Согласно способу, который является предметом настоящего изобретения, для каждой из линий 210 с характерной длиной L, которые определяют каждый отдельный слой 201 трехмерного объекта 200 в пределах участка 104 области 101 перекрытия, первый источник 2 светового излучения активируется для первого отрезка 211 линии 210 с длиной X, а второй источник 3 светового излучения активируется для оставшегося второго отрезка 212 той же самой линии 210 с длиной Y=L-X.
На фиг. 3 толщина линий 210 была увеличена по отношению к их фактическому размеру, чтобы облегчить понимание идеи, на которой базируется способ, соответствующий настоящему изобретению.
Значение длины X первого отрезка 211 в соответствии с изобретением выбирается в пределах 0≤X≤L. Очевидно, чтобы решить вышеуказанные задачи изобретения, как будет разъяснено ниже, важно, чтобы значение длины X различалось для разных линий 210, принадлежащих одному и тому же слою 201, прежде всего между смежными линиями 210, как показано на фиг. 4.
Предпочтительно, но не обязательно, чтобы выбор длины X для каждой линии 210 производился случайным образом.
Как можно видеть на фиг. 3, указанный способ активирования источников 2 и 3 светового излучения делает возможным создание соединительной линии 220 ломаного типа между двумя (или более) участками 202 и 203 каждого слоя 201.
В частности, как можно всегда видеть на фиг. 3, указанная соединительная линия 220 имеет форму гребенки, у которой зубья и впадины в обоих участках имеют разные длины, но в любом случае определены идеально комплементарным образом. Такая особенность дает возможность решить вышеуказанные задачи изобретения, в частности делает возможным получение более прочного и более стабильного соединения между различными участками 202 и 203 одного и того же слоя 201 по сравнению с соединениями, которые получают способами, известными в уровне техники.
Кроме того, указанное соединение дает возможность избежать перекрытия действия двух источников 2 и 3 светового излучения на участке 104 области 101 перекрытия, как это имеет место в известных технических решениях, и, следовательно, исключить какой-либо недостаток однородности по толщине каждого из слоев 201, о чем шла речь выше.
Более конкретно, соответствующий настоящему изобретению способ содержит этапы, которые будут рассмотрены ниже. Во-первых, согласно способу, производят получение первого набора данных, отражающих геометрию трехмерного объекта 200. Вслед за этим, согласно способу, трехмерный объект подразделяется на множество слоев 201. Далее, в соответствии со способом, необходимо определить положение, которое каждый из указанных слоев 201 должен занять на уровне рабочей области 100. В частности, способ устанавливает, какая часть каждого слоя 201 должна быть определена исключительно посредством первого источника 2 светового излучения, какая часть - исключительно посредством второго источника 3 светового излучения, и, наконец, какая часть слоя 201 должна попасть в пределы участка 104 области 101 перекрытия, при этом, как уже говорилось, ширина участка 104 в предпочтительном случае меньше ширины области 101 перекрытия.
В результате, согласно способу по изобретению, для той части каждого слоя 201, которая попадает в пределы участка 104 области перекрытия 101, определяется каждая из указанных линий 210 с характерной длиной L. Как можно понять из примера фиг. 3, разные линии 210 могут иметь различные длины L.
Согласно способу, соответствующему настоящему изобретению, как уже говорилось, на этом этапе для каждой из линий 210 с характерной длиной L определяется значение длины X первого отрезка 211 в интервале 0≤X≤L. Как говорилось выше, это значение в указанном интервале предпочтительно выбирать случайным образом.
Согласно изобретению, для каждой линии 210 с характерной длиной L вслед за этим вычисляется длина У второго отрезка 212, так что Y=L-X.
Наконец, способ по изобретению включает этап формирования данных, касающихся активирования двух источников 2 и 3 светового излучения таким образом, что первый источник активируется на протяжении первого отрезка 211 каждой из линий 210, а второй из указанных двух источников 2 и 3 светового излучения активируется на протяжении оставшегося второго отрезка 212.
Согласно предпочтительному варианту осуществления способа по изобретению перед формированием указанных данных для активирования двух источников 2 и 3 светового излучения также определяется средняя линия 300 участка 104 области 101 перекрытия, которая, как можно видеть из фиг. 3, по существу ортогональна линиям 210 части слоя 201 в пределах того же участка 104.
Средняя линия 300 дает возможность выбрать среди всех линий 210 с характерной длиной L исключительно подмножество 213 тех же линий 210, которые пересекают указанную среднюю линию 300.
Кроме того, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения способ также содержит этап выбора внутри указанного подмножества 213 пересекающих линий только подмножества 214 линий 210, которые проходят по всей ширине участка 104 области 101 перекрытия. Только в конце такого выбора согласно способу производится активирование двух источников 2 и 3 светового излучения вышеописанным способом исключительно на уровне линий 210, принадлежащих последнему подмножеству 214. Что касается остальных линий 210, которые присутствуют на участке 104 и которые исключены из указанной выборки, то согласно способу настоящего изобретения для их определения активируется исключительно один или другой из двух источников 2 и 3 светового излучения. В частности, в предпочтительном варианте выбор того, который из двух источников 2 и 3 светового излучения должен быть использован для формирования каждой из этих исключенных линий 210, зависит от положения, куда попадает рассматриваемая линия 210 относительно средней линии 300. В примере, показанном на фиг. 3, для определения указанных исключенных линий 210 в целях удобства будет выбран источник 2 светового излучения, расположенный слева.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, показанным на фиг. 5, нельзя, впрочем, исключать, что согласно способу активируются оба источника 2 и 3 светового излучения рассмотренным выше образом для всех линий 210, принадлежащих подмножеству 213 пересекающих линий, без дополнительного выбора линий 210, проходящих по всей ширине участка 104.
В данном случае линиями 210, исключенными из подмножества 213 пересекающих линий, будут те линии, которые подлежат определению посредством активирования только одного из источников 2 и 3 светового излучения. Также в данном случае выбор одного или другого источника 2 и 3, который должен быть активирован, предпочтительно осуществляется в соответствии с положением каждой из исключенных линий относительно средней линии.
Более того, согласно другому альтернативному варианту осуществления способа по изобретению, представленному на фиг. 6, оба источника 2 и 3 светового излучения могут быть активированы вышеописанным образом для всех линий 210 каждого из слоев 201, которые попадают в пределы участка 104 области 101 перекрытия без осуществления каких-либо дополнительных операций выбора, о которых шла речь выше.
Если снова обратиться к предпочтительному варианту осуществления изобретения, который более детально проиллюстрирован на фиг. 4, то согласно способу для каждой пары смежных линий 210а и 210b, принадлежащих подмножеству 214 линий, проходящих по всей ширине участка 104, значения, соответствующие длинам X первых отрезков 211 указанных двух линий 210а и 210b, выбираются таким образом, что первый отрезок 211 первой линии 210а на протяжении которого предусмотрено действие источника 2 светового излучения, и второй отрезок 212 второй линии 210b, на протяжении которого предусмотрено действие источника 3 светового излучения, пересекают среднюю линию 300. Эта дополнительная подробность способа, который является предметом настоящего изобретения, дает возможность гарантировать идеальное чередование действия первого источника 2 светового излучения и второго источника 3 светового излучения по обеим сторонам средней линии 300 для смежных линий 210а и 210b. Как следствие, данная особенность дает возможность дополнительно улучшить результат соединения двух участков одного и того же слоя 201, получаемого посредством указанных источников 2 и 3 светового излучения.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, впрочем, нельзя исключать, что в соответствии со способом значение длины X выбирается исключительно случайным образом, не гарантируя также чередования действия двух источников 2 и 3 светового излучения по обеим сторонам средней линии 300.
В целях упрощения этапы способа, который является предметом изобретения, до настоящего момента были описаны в отношении стереолитографической машины 1, содержащей два источника 2 и 3 светового излучения. Однако нельзя исключать, что этот же самый способ можно использовать для управления функционированием более чем двух источников излучения, расположенных парами смежно друг с другом и принадлежащих одной и той же стереолитографической машине 1.
Очевидно, что данный способ должен быть использован для активирования каждой пары смежных источников светового излучения управляемым образом.
В предпочтительном варианте вышеописанный способ реализуется посредством устройства, содержащего вычислительное устройство, не показанное на чертежах, но известное как таковое, оснащенное обрабатывающим блоком и памятью, к которой может иметь доступ обрабатывающий блок.
Указанное устройство содержит средства, выполненные с возможностью получения первого набора данных, отражающих геометрию трехмерного объекта 200, и с возможностью загрузки этих данных в память.
Устройство содержит также средства, выполненные с возможностью подразделения трехмерного объекта 200 на множество слоев 201.
Устройство содержит также средства, выполненные с возможностью определения положения каждого из слоев 201 на рабочей поверхности 100.
Также устройство содержит средства, выполненные с возможностью идентификации в пределах участка 104 области 101 перекрытия, принадлежащей указанной рабочей поверхности 100, каждой из линий 210 с характерной длиной L, которые определяют каждый из различных слоев 201.
В соответствии с изобретением устройство содержит средства, выполненные с возможностью определения для каждой из линий 210 с характерной длиной L значения длины X первого отрезка 211 указанной линии 210 в интервале 0≤X≤L
Выбор значения X предпочтительно производится случайным образом.
Кроме того, в соответствии с изобретением устройство содержит средства, выполненные с возможностью вычисления длины У второго отрезка 212 указанной линии 210, равного Y=L-X, для каждой из линий 210 с характерной длиной L Наконец, соответствующее изобретению устройство содержит средства, выполненные с возможностью формирования данных, касающихся активирования по меньшей мере двух источников 2 и 3 светового излучения, принадлежащих стереолитографической машине 1, таким образом, чтобы первый из указанных двух источников 2 и 3 светового излучения активировался на протяжении первого отрезка 211 каждой из линий 210, а второй из указанных двух источников 2 и 3 светового излучения активировался на протяжении оставшегося второго отрезка 212 той же самой линии 210.
В предпочтительном варианте указанное устройство конфигурируется посредством компьютерного программного продукта, включающего средства поддержки данных с программными блоками, реализованными так, что при их исполнении в указанном вычислительном устройстве они определяют вышеописанные средства устройства.
В соответствии с вышеизложенным должно быть понятно, что рассмотренные способ, устройство и компьютерный программный продукт решают все поставленные задачи изобретения.
В частности, изобретение решает задачу создания способа для активирования по меньшей мере двух смежных источников светового излучения, принадлежащих одной и той же стереолитографической машине, для изготовления трехмерного объекта посредством стереолитографии, причем указанный способ делает возможным получение более однородной толщины каждого слоя, получаемого при помощи нескольких источников светового излучения, по сравнению с известными техническими решениями.
Изобретение также решает задачу создания способа для активирования указанных смежных источников светового излучения, который позволяет получить более прочное и стабильное соединение участков одного и того же слоя, полученных при помощи указанных источников светового излучения.
Claims (30)
1. Способ управления функционированием по меньшей мере двух источников (2, 3) светового излучения, принадлежащих стереолитографической машине (1) и выполненных с возможностью действия на уровне участка (104) области (101) перекрытия, которая определена на рабочей поверхности (100) стереолитографической машины (1) для изготовления трехмерного объекта (200) посредством стереолитографии, при этом указанный способ для каждой из линий (210) с характерной длиной L, которые определяют каждый слой (201) указанного трехмерного объекта (200) в пределах указанного участка (104), включает активирование следующих элементов:
- первого источника (2) из указанных двух источников светового излучения для первого отрезка (211) указанной линии (210) с длиной X;
- второго источника (3) из указанных двух источников светового излучения для оставшегося второго отрезка (212) указанной линии (210) с длиной Y,
при этом значение длины X первого отрезка (211) выбирают из интервала 0≤Х≤L, а значение Y вычисляют как равное L-X.;
отличающийся тем, что значение длины X первого отрезка (211) выбирают в интервале 0≤X≤L случайным образом, так, чтобы создать соединительную линию (220) ломаного типа между двумя участками (202) и (203) каждого слоя (201), определенными, соответственно, первыми отрезками (211) указанных линий (210) и вторыми отрезками (212) указанных линий (210).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что включает следующие этапы, на которых:
- получают первый набор данных, отражающих геометрию трехмерного объекта (200);
- подразделяют трехмерный объект (200) на множество слоев (201);
- определяют положение каждого из слоев (201) на указанной рабочей поверхности (100);
- в пределах участка (104) области (101) перекрытия идентифицируют каждую из линий (210) с характерной длиной L, которые определяют каждый из слоев (201),
при этом способ дополнительно включает этапы, на которых:
- для каждой из линий (210) с характерной длиной L определяют значение длины X первого отрезка (211) в интервале 0≤X≤L;
- для каждой из линий (210) с характерной длиной L вычисляют длину второго отрезка (212) как равную Y=L-X;
- формируют данные, касающиеся активирования указанных двух источников (2, 3) светового излучения, так, чтобы первый источник (2) из указанных двух источников светового излучения активировать на протяжении первого отрезка (211) каждой из линий (210), а второй источник (3) из указанных двух источников светового излучения активировать на протяжении оставшегося второго отрезка (212) каждой из линий (210).
3. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что перед активированием указанных двух источников (2, 3) светового излучения включает следующие этапы, на которых:
- определяют среднюю линию (300) указанного участка (104) области (101) перекрытия в направлении, по существу ортогональном к линиям (210);
- выбирают среди всех линий (210) с характерной длиной L исключительно подмножество (213), содержащее те из линий (210), которые пересекают среднюю линию (300).
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что включает активирование исключительно одного из указанных двух источников (2, 3) светового излучения на уровне линий (210), не принадлежащих к указанному подмножеству (213) пересекающих линий.
5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что перед активированием указанных двух источников (2, 3) светового излучения включает этап, на котором в указанном подмножестве (213) пересекающих линий выбирают исключительно подмножество (214) линий (210), которые проходят по всей ширине участка (104) области (101) перекрытия.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что включает активирование исключительно одного из указанных двух источников (2, 3) светового излучения на уровне линий (210), не принадлежащих указанному подмножеству (214) линий, проходящих по всей ширине участка (104) области (101) перекрытия.
7. Устройство для управления функционированием двух источников (2, 3) светового излучения, принадлежащих стереолитографической машине (1) и выполненных с возможностью действия на уровне участка (104) области (101) перекрытия, которая определена на рабочей поверхности (100) стереолитографической машины (1) для изготовления трехмерного объекта (200) посредством стереолитографии, содержащее:
- вычислительное устройство, содержащее обрабатывающий блок и память, выполненную с возможностью доступа к ней обрабатывающего блока;
- средства, выполненные с возможностью получения первого набора данных, отражающих геометрию трехмерного объекта (200), и с возможностью загрузки данных в память;
- средства, выполненные с возможностью подразделения трехмерного объекта (200) на множество слоев (201);
- средства, выполненные с возможностью определения положения каждого из слоев (201) на указанной рабочей поверхности (100);
- средства, выполненные с возможностью идентификации в пределах участка (104) области (101) перекрытия каждой из линий (210) с характерной длиной L, которые определяют каждый из слоев (201);
- средства, выполненные с возможностью определения для каждой из линий (210) с характерной длиной L значения длины X первого отрезка (211) в интервале 0≤X≤L;
- средства, выполненные с возможностью вычисления длины второго отрезка (212) для каждой из линий (210) с характерной длиной L;
- средства, выполненные с возможностью формирования данных, касающихся активирования указанных двух источников (2, 3) светового излучения, так, чтобы первый источник (2) из указанных двух источников светового излучения активировать на протяжении первого отрезка (211) каждой из линий (210), а второй источник (3) из указанных двух источников светового излучения активировать на протяжении оставшегося второго отрезка (212),
отличающееся тем, что средства, выполненные с возможностью определения значения длины X первого отрезка (211), представляют собой средства для генерации случайных чисел в интервале 0≤X≤L.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITVI20140199 | 2014-07-30 | ||
| ITVI2014A000199 | 2014-07-30 | ||
| PCT/IB2015/055288 WO2016016754A1 (en) | 2014-07-30 | 2015-07-13 | Improved method for controlling the activity of at least two light radiation sources belonging to a stereolithography machine. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2664144C1 true RU2664144C1 (ru) | 2018-08-15 |
Family
ID=51655973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017102400A RU2664144C1 (ru) | 2014-07-30 | 2015-07-13 | Улучшенный способ управления функционированием по меньшей мере двух источников светового излучения в стереолитографической машине |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10310468B2 (ru) |
| EP (1) | EP3174692B1 (ru) |
| JP (1) | JP6748632B2 (ru) |
| KR (1) | KR101914886B1 (ru) |
| CN (1) | CN106660272B (ru) |
| BR (1) | BR112017001813A2 (ru) |
| CA (1) | CA2956436C (ru) |
| IL (1) | IL250322A0 (ru) |
| MX (1) | MX2017001189A (ru) |
| RU (1) | RU2664144C1 (ru) |
| SG (1) | SG11201700316XA (ru) |
| TW (1) | TW201603992A (ru) |
| WO (1) | WO2016016754A1 (ru) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180056585A1 (en) * | 2015-05-12 | 2018-03-01 | Gizmo 3D Printers | Improvements in 3d printing |
| WO2016179661A1 (en) * | 2015-05-12 | 2016-11-17 | Gizmo 3D Printers | Improvements in 3d printing |
| IT201600131252A1 (it) * | 2016-12-27 | 2018-06-27 | Dws Srl | Metodo di calibrazione e dispositivo di calibrazione ottenibile mediante tale metodo |
| US10406633B2 (en) | 2017-08-15 | 2019-09-10 | General Electric Company | Selective modification of build strategy parameter(s) for additive manufacturing |
| US10338569B2 (en) | 2017-08-15 | 2019-07-02 | General Electric Company | Selective modification of build strategy parameter(s) for additive manufacturing |
| US10471510B2 (en) | 2017-08-15 | 2019-11-12 | General Electric Company | Selective modification of build strategy parameter(s) for additive manufacturing |
| CN108859126B (zh) * | 2017-09-04 | 2020-04-10 | 上海联泰科技股份有限公司 | 三维模型的数据处理方法、3d打印方法及系统 |
| IT201800005478A1 (it) | 2018-05-17 | 2019-11-17 | Metodo per formare un primo e un secondo oggetto tridimensionale da un primo e un secondo materiale solidificabile il quale è in grado di solidificarsi sotto l’effetto su di esso di irraggiamento elettromagnetico | |
| EP3610970A1 (en) * | 2018-08-13 | 2020-02-19 | Concept Laser GmbH | Method for calibrating an apparatus for additively manufacturing three-dimensional objects |
| JP7159777B2 (ja) * | 2018-10-15 | 2022-10-25 | セイコーエプソン株式会社 | 三次元造形物の製造方法 |
| US11065820B2 (en) * | 2019-01-29 | 2021-07-20 | General Electric Company | Optimization approach to load balancing and minimization of build time in additive manufacturing |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5985204A (en) * | 1997-04-25 | 1999-11-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kasiha | Method for producing laminated object |
| US6007764A (en) * | 1998-03-27 | 1999-12-28 | United Technologies Corporation | Absorption tailored laser sintering |
| JP2000263650A (ja) * | 1999-03-16 | 2000-09-26 | Hitachi Ltd | 光造形装置 |
| WO2013092997A1 (fr) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Procede et appareil pour realiser des objets tridimensionnels |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7406153B2 (en) * | 2006-08-15 | 2008-07-29 | Jordan Valley Semiconductors Ltd. | Control of X-ray beam spot size |
| US20090199152A1 (en) * | 2008-02-06 | 2009-08-06 | Micronic Laser Systems Ab | Methods and apparatuses for reducing mura effects in generated patterns |
| US8082524B2 (en) * | 2008-04-15 | 2011-12-20 | Luminescent Technologies, Inc. | Mask patterns for use in multiple-exposure lithography |
| US8048359B2 (en) * | 2008-10-20 | 2011-11-01 | 3D Systems, Inc. | Compensation of actinic radiation intensity profiles for three-dimensional modelers |
| US8183496B2 (en) * | 2008-12-30 | 2012-05-22 | Intel Corporation | Method of forming a pattern on a work piece, method of shaping a beam of electromagnetic radiation for use in said method, and aperture for shaping a beam of electromagnetic radiation |
| JP2012054418A (ja) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Toshiba Corp | 光源形状算出方法 |
| FR2993805B1 (fr) * | 2012-07-27 | 2014-09-12 | Phenix Systems | Dispositif de fabrication d'objets tridimensionnels par couches superposees et procede de fabrication associe |
-
2015
- 2015-07-13 CA CA2956436A patent/CA2956436C/en not_active Expired - Fee Related
- 2015-07-13 KR KR1020177003072A patent/KR101914886B1/ko active IP Right Grant
- 2015-07-13 CN CN201580041445.7A patent/CN106660272B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2015-07-13 MX MX2017001189A patent/MX2017001189A/es unknown
- 2015-07-13 WO PCT/IB2015/055288 patent/WO2016016754A1/en active Application Filing
- 2015-07-13 RU RU2017102400A patent/RU2664144C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2015-07-13 EP EP15757333.8A patent/EP3174692B1/en active Active
- 2015-07-13 JP JP2017502881A patent/JP6748632B2/ja active Active
- 2015-07-13 US US15/329,033 patent/US10310468B2/en active Active
- 2015-07-13 BR BR112017001813-6A patent/BR112017001813A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2015-07-13 SG SG11201700316XA patent/SG11201700316XA/en unknown
- 2015-07-24 TW TW104123996A patent/TW201603992A/zh unknown
-
2017
- 2017-01-27 IL IL250322A patent/IL250322A0/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5985204A (en) * | 1997-04-25 | 1999-11-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kasiha | Method for producing laminated object |
| US6007764A (en) * | 1998-03-27 | 1999-12-28 | United Technologies Corporation | Absorption tailored laser sintering |
| JP2000263650A (ja) * | 1999-03-16 | 2000-09-26 | Hitachi Ltd | 光造形装置 |
| WO2013092997A1 (fr) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Procede et appareil pour realiser des objets tridimensionnels |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016016754A1 (en) | 2016-02-04 |
| MX2017001189A (es) | 2017-06-07 |
| JP6748632B2 (ja) | 2020-09-02 |
| TW201603992A (zh) | 2016-02-01 |
| IL250322A0 (en) | 2017-03-30 |
| SG11201700316XA (en) | 2017-02-27 |
| US20170210078A1 (en) | 2017-07-27 |
| EP3174692B1 (en) | 2020-06-24 |
| CN106660272B (zh) | 2018-09-11 |
| CN106660272A (zh) | 2017-05-10 |
| EP3174692A1 (en) | 2017-06-07 |
| BR112017001813A2 (pt) | 2018-02-14 |
| CA2956436C (en) | 2018-10-23 |
| US10310468B2 (en) | 2019-06-04 |
| KR101914886B1 (ko) | 2018-11-02 |
| JP2017535442A (ja) | 2017-11-30 |
| KR20170029552A (ko) | 2017-03-15 |
| CA2956436A1 (en) | 2016-02-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2664144C1 (ru) | Улучшенный способ управления функционированием по меньшей мере двух источников светового излучения в стереолитографической машине | |
| US10300661B2 (en) | Method and equipment for defining a supporting structure for a three-dimensional object to be made through stereolithography | |
| US10837765B2 (en) | Structured light sensing for 3D sensing | |
| CN108819256B (zh) | 扫描控制方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| JP2017518199A5 (ru) | ||
| CN109894748B (zh) | 激光三维飞行打标方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| KR20200002795A (ko) | 레이저를 이용한 작업물 표면의 가공 방법 | |
| US11327466B2 (en) | Command-value generation apparatus | |
| CN113034382B (zh) | 亮度均匀度调节方法、装置、计算机设备和可读存储介质 | |
| WO2017054574A1 (zh) | 一种多材料3d物体的打印方法及打印控制装置 | |
| JP2021506133A5 (ru) | ||
| CN112248436B (zh) | 基于多激光器的扫描路径规划方法、装置以及三维物体制造设备 | |
| US9269058B2 (en) | Laser machining method, laser machining apparatus, and laser machining program | |
| TW201606549A (zh) | 包含垂直補償程序的光固化方法以及適合實施該方法的裝置及電腦程式產品 | |
| CN113400650A (zh) | 数据处理方法、装置、存储介质及三维打印装置 | |
| JP5897233B1 (ja) | レーザ加工装置、校正データ生成方法およびプログラム | |
| EP3983222A1 (en) | System and method for 3d printing a support structure | |
| CN112711231A (zh) | 一种增材制造加工路径规划的方法及装置 | |
| EP3705269B1 (en) | Manufacturing device, manufacturing system, and correction method | |
| CN111455380B (zh) | 一种实时等搭接率激光熔覆方法和系统 | |
| CN117697156A (zh) | 一种激光打标控制方法、装置、终端及存储介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200714 |