TW201843031A - 決定列印程序參數值之方法、控制3d列印機之方法、電腦可讀式儲存媒體及3d列印機 - Google Patents

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Abstract

在3D列印中，由於待列印之幾何形狀，列印產品可存在非均質材料性質。此問題藉由一種決定3D列印機(10)之列印程序參數值(33、33')之方法(60、70)而解決，該方法(60、70)包含以下各者： 產生(61、74)至少一個元模型(40)，其中該至少一個元模型(40)指示用於物件資料(20)之列印產品(2)之至少一個列印程序參數(31、31')與至少一個產品性質(21、21')之間的關係，其中該等物件資料(20)指示待列印物件(1)之數位表示； 考慮到該至少一個元模型(40)及該等物件資料(20)而決定(62、75)第一列印區域(B1)中的該至少一個列印程序參數(31、31')之至少一個第一列印程序參數值(33、33')及第二列印區域(B2)中的該至少一個列印程序參數(31、31')之至少一個第二列印程序參數值(33、33')。

Description

決定列印程序參數值之方法、控制3D列印機之方法、電腦可讀式儲存媒體及3D列印機
本發明係關於一種決定3D列印機之程序參數值之方法、一種控制3D列印機之方法、一種電腦可讀式儲存媒體及一種3D列印機。
用於自一或多種流體或固體工作材料產生三維工件之許多方法為吾人所知。 舉例而言，在所謂的「熔凝沈積模型化(fused deposition modelling；FDM)」中，自可熔塑膠成層地累積工件。為此，經由加熱及擠壓，藉助於噴嘴將線狀塑膠塗覆至工作台之板上。經由塑膠之硬化，可相繼地塗覆層。 在立體微影(stereolithography；SLA)中，將液體環氧樹脂填充至腔室中，其中運用雷射逐點地輻照環氧樹脂之表面，使得環氧樹脂在經輻照點處硬化。在每一輻照階段之後，將經硬化工件在環氧樹脂中降低幾毫米，使得可列印另外層。 在選擇性雷射燒結(selective laser sintering；SLS)或選擇性雷射熔融(selective laser melting；SLM)以及電磁熔融(electromagnetic melting；SEBM)中，在腔室中將粉末狀塑膠、金屬或陶瓷之薄層塗覆至板上。經由雷射束或電子束，層根據組件之層輪廓而分階段地熔融至粉末層(powder bed)中。在完成一個層時，略微降低建置平台且塗覆新層。 已發現，尤其是在SLS、SLM或SEBM方法之狀況下，待列印幾何形狀對於經列印產品之性質而言特別重要。舉例而言，若在小區域內以短時間間隔熔融材料，則材料會發生局部過熱。由於高溫，彼處之冷卻顯著地慢於組件之其他區域中之冷卻，由此，成品組件之材料性質受到負面影響。 因此，列印產品之品質極大地變化且導致不滿意的結果。
基於此先前技術，本發明之目標係提出一種解決前述缺點之方法、電腦可讀式儲存媒體及3D列印機。詳言之，本發明之目標係提出一種准許具有均質材料性質之列印之方法。本發明之目標亦係提出一種減少不合格品之方法及3D列印機。另外，本發明之目標係允許恆定列印結果而不管待列印幾何形狀。 目標係藉由根據技術方案1的一種決定3D列印機之列印程序參數值之方法而達成。更特定而言，目標係藉由一種方法而達成，該方法包含： - 產生至少一個元模型，其中至少一個元模型指示用於物件資料之列印產品之至少一個列印程序參數與至少一個產品性質之間的關係，其中物件資料指示待列印物件之數位表示； - 考慮到至少一個元模型及物件資料而決定第一列印區域中的至少一個列印程序參數之至少一個第一列印程序參數值及第二列印區域中的至少一個列印程序參數之至少一個第二列印程序參數值。 因此，本發明之核心為，針對不同列印區域的列印程序參數之值不同。 在金屬及陶瓷材料之處理中，迄今為止情況通常為，諸如輸出、掃描速度、行間距或重疊之列印程序參數在3D列印程序期間保持不變。然而，前述程序參數對列印產品之性質產生顯著影響。舉例而言，孔隙率、粗糙度、密度、紋理或其類似者係由列印程序參數決定。 本發明使用指示列印產品之至少一個列印程序參數與至少一個產品性質之間的關係的元模型。在使用元模型的情況下，可因此預測列印產品之性質在列印程序參數值變更時如何改變。本發明之基本優點在於針對物件資料個別地決定列印程序參數值的事實。 在一種實施例形式中，第一列印程序參數值及第二列印程序參數值可尤其相差大於第一或第二列印程序參數值之0.03%的數值。 因此，第一列印區域及第二列印區域之列印程序參數值可不同。由此，有可能的是，某些列印區域將展現不同材料性質。詳言之，列印程序參數值可不同，使得例如達成指示材料性質之參數的均一增大。以此方式，列印產品性質可能會平滑地轉變。舉例而言，一個區域中的列印產品之密度可在一個方向上均勻地增大。 在一種實施例形式中，上述方法可包含使用至少一個元模型且考慮到物件資料而最佳化列印產品之至少一個產品性質。 經由上述實施例，有可能使諸如孔隙率之物件性質恆定地保持於目標值。 在一種實施例形式中，此最佳化可為至少一個產品性質與目標值之總偏差的最小化。 經由上述方法，可因此最佳化與目標值之總偏差。舉例而言，可決定在複數個待列印點處與目標值之個別偏差的總和，其中總偏差為個別偏差之總和。可接著經由修正列印程序參數值而最佳化總偏差。 此外，在一個實施例中，最佳化可包含最小化彼此緊接地配置之熔融軌跡之間的產品性質之梯度。熔融軌跡係由層內之經逐次列印點界定。當然，列印亦可為連續的，使得熔融軌跡為層內之鄰接列印區域。 在一種實施例形式中，該方法亦可包含： - 模擬及/或以實驗方式決定用於物件資料之列印產品之至少一個物件性質以及至少一個經指派列印程序參數； - 產生至少一個程序窗卡，其中至少一個程序窗卡可指示經指派列印程序參數之至少一個列印程序參數值至列印產品之產品性質值的分配， 其中可考慮到至少一個程序窗卡而產生至少一個元模型。 根據上述實施例形式，可在以實驗方式列印之前或藉助於模擬方法已經導出元模型。此具有元模型例如在3D列印機之製造商處被決定且運用3D列印機被供應的優點。客戶因而僅必須在列印機自身上或在對應軟體(例如，截割軟體)中指示所要產品參數值。 程序窗卡可被定義為關於一或多個產品性質之一或多個列印程序參數之離散繪示。程序窗卡可例如被儲存為多維陣列或儲存為辭典。 在一種實施例形式中，可將第一列印區域指派至待列印之列印層且將第二列印區域指派至同一待列印層。 亦有可能的是，在層內使用列印程序參數之不同列印程序參數值。以此方式而增大列印產品之品質。 在一種實施例形式中，物件資料可指示列印產品之幾何形狀。 物件資料可用作例如STL資料，或亦可用作STEP或IGES資料。亦有可能運用許多當前資料格式來使用本發明。 在另外實施例形式中，可考慮到物件資料、尤其是局部幾何形狀而選擇第一列印區域及第二列印區域。 選擇列印區域具有可在幾何學上困難的區域中調整列印程序參數值的優點。舉例而言，僅需要精細結構之列印的列印區域相比於平坦結構被列印之區域需要不同的列印程序參數值。因此，考慮到物件資料或局部幾何形狀而選擇列印區域會允許特別精確地設定列印程序參數值。 在一種實施例形式中，至少一個程序窗卡可指示列印產品之至少一個品質範圍，其中至少一個產品性質值可處於程序窗卡中之經界定的、尤其是數值的極限值內。 經由選擇至少一個品質區域，可確保在改變列印程序參數值時亦觀測到關於列印產品之某些要求。品質區域可被手動地或機械地決定。舉例而言，在拉伸測試中，可檢查列印產品之強度，其中發生故障時的經決定值指示品質範圍之極限。可經由影像處理機械地評估列印產品之顯微檢驗。 在一種實施例形式中，至少一個列印程序參數可指示， - 3D列印機或輻射源之輸出； - 掃描速度， - 層之層厚度； - 列印路徑或熔融跡線之重疊， - 列印路徑或熔融跡線之行間距， - 雷射或電子束之焦點直徑， - 輻射源之脈衝序列， - 構造室溫，及/或 - 曝光次數、曝光圖案。 可因此調整許多列印程序參數值，使得達成最佳列印產品結果。 任務亦係藉由根據技術方案11的一種控制3D列印機之方法而解決。詳言之，任務係藉由一種控制3D列印機之方法而解決，該方法包含以下各者： - 針對根據上述實施例形式中之任一者之3D列印機決定列印程序參數之至少一個第一列印程序參數值及列印程序參數之至少一個第二列印程序參數值； - 使用第一至少一個及第二至少一個列印程序參數值來控制3D列印機。 可因此使用經決定列印程序參數值以便控制3D列印機。以此方式而達成最佳列印產品品質。詳言之，有可能的是，在列印之前決定列印程序參數及列印程序參數值。然而，在其他實施例形式中，亦有可能在列印期間重新計算列印程序參數值。 在一種實施例形式中，3D列印機之控制可包括使用第一至少一個及/或第二至少一個列印程序參數值來設定列印機參數。 因此，上文所描述之實施例形式允許在控制3D列印機時調整3D列印機。以此方式，可在操作期間改變產品性質。舉例而言，可將3D列印機之掃描速度設定為掃描速度之經決定列印程序參數值。 在一種實施例形式中，3D列印機之控制可包括在列印層之第一區域中使用第一列印程序參數值來操作3D列印機，及在列印層之第二區域中使用第二列印程序參數值來操作3D列印機。 在上文所描述之實施例形式的情況下，因此變得有可能在單一層內改變列印程序參數值。以此方式，可達成整個列印產品之均質材料性質。 任務亦係藉由一種電腦可讀式儲存媒體而解決，該電腦可讀式儲存媒體含有指令，在由(至少)一個處理器實行該等指令時，該等指令致使該處理器實施根據前述實施例形式中之任一者之方法。 達成了與已經運用上文所闡述之方法所描述之優點相似或相同的優點。 任務亦係藉由根據技術方案15的一種3D列印機而解決。更特定而言，任務係藉由一種D3列印機而解決，該D3列印機包含以下各者： - 如上文所描述之儲存媒體， - 處理器，其經設計以實施儲存於儲存媒體上之指令； - 輻射源， 其中處理器亦經設計以： - 在列印層之第一區域中使用第一列印程序參數值來控制輻射源，及 - 在列印層之第二區域中使用第二列印程序參數值來控制輻射源。 在一種實施例形式中，3D列印機可被設計為電子束列印機或設計為雷射列印機。 因此，特別在使用電子束列印機或雷射列印機時存在所描述之優點。 所描述之所有程序階段可呈軟體或硬體之形式。舉例而言，可使用實施程序階段之積體電路板。詳言之，可使用FPGA或數位信號處理器。在一些實施例形式中，可在伺服器上實行計算步驟，其中經由網路、尤其是TCP/IP網路傳輸計算之結果。 下文將參考隨附示意性圖式而藉助於實施例實例來更詳細地描述本發明。
下文中，相同參考數字用於相同或功能相同的部分。 圖1示意性地展示物件1之列印。為此，將描述物件1之物件資料20提供為CAD資料。為此可使用諸如IGES或STL之各種資料格式。接著「截割」物件資料20。此意謂軟體決定待列印層。在一個實施例實例中，例如在所謂的建置處理器中自「截割」物件資料20產生可由3D列印機讀取之機器可讀式程式碼。 在列印期間，由複數個層S1、S2、S3累積列印產品2。在SLS程序中，始終藉由熔融粉末來累積層S1、S2、S3。因此產生之熔接路徑經精確地配置使得產生穩定的材料複合物。以此方式而逐層地累積列印產品2。 圖2展示待列印物件1自上方之示意圖。物件1包含兩個列印區域B1及B2。第一列印區域B1為具有小半徑之基本上圓形區域。第二列印區域B2亦為圓形，但半徑比第一列印區域B1大得多。 因此，列印區域B1及B2係由待列印幾何形狀界定。區域B1及B2各自界定局部幾何形狀。為了獲得均質列印產品2，有必要在依據待列印區域B1、B2而列印列印產品2時使用不同設定。否則，可引起列印產品2之非均質材料性質。 圖3展示用於列印物件1之流程圖。在第一步驟61中，首先產生元模型40。元模型40指示列印產品2之列印程序參數31、31'與產品性質21、21'之間的關係。列印產品性質21、21'為例如列印產品之孔隙率、粗糙度、密度、紋理或相似性質。因此，列印程序參數31、31'對以上變數產生影響。列印程序參數31、31'包括例如：3D列印機10或雷射之輸出；層厚度S1、S2、S3；列印路徑或熔融跡線之重疊；列印路徑或熔融跡線之行間距；雷射之焦點直徑；脈衝序列；或亦為在時間間隔內之曝光次數。 結合圖5更詳細地闡釋元模型40之產生。 在步驟62中，決定列印程序參數31、31'之列印程序參數值33、33'。為此，分析指示物件1之幾何形狀的物件資料20。在使用元模型40的情況下，可決定列印程序參數值33、33'，使得達成列印產品2之所要產品性質。所要產品性質係由目標值37、37'描述。 在一個實施例實例中，列印圓柱體。在面對基底表面之區域中，圓柱體具有小半徑，該半徑在遠離基底之方向上變得較大。由於圓柱體之不同橫截面，可調整例如掃描速度及雷射輸出，使得由雷射產生之熔融浴之性質(深度、長度)在所有列印層S1、S2、S3中相同或大致相同。以此方式，可達成列印產品2之均質材料性質。 圖4展示由元模型40描述之產品性質21與列印程序參數31、31'的關係。 因此，元模型40指示產品性質21在列印程序參數31、31'之值改變時如何改變。對於列印程序參數31、31'之每一值，元模型40指示產品性質21之值。因此，在所展示之實施例實例中，元模型40為連續模型。可經由例如仿樣內插來實施元模型40。亦可想像作為神經元網路或使用離散值之另一回歸分析、尤其是程序窗卡32來產生元模型40。 圖5展示用於產生元模型40之程序窗卡32的示意圖。圖5展示座標系統，其係經由兩個軸線31、31'而設置。程序窗卡32指示列印程序參數31、31'與產品性質值22、22'之個別值的關係。在所展示之實施例實例中，展示僅一個產品性質32。 在其他實施例實例中，程序窗卡32可指示多維參數空間，其指示複數個列印程序參數31、31'與複數個產品性質21、21'之聯繫。 以實驗方式產生圖5所展示之程序窗卡32。對於程序窗卡32之實驗決定，使用不同列印程序參數值33、33'來列印複數個列印產品。可接著在實驗室中檢驗列印結果2，使得精確地決定產品性質值22、22'。 在一個實施例實例中，經由模擬方法來決定程序窗卡32。在列印程序參數31、31'與產品性質21、21'之已知關係的情況下，可實行此模擬。以此方式，可避免昂貴的實驗。 程序窗卡32因此闡述列印程序參數值33、33'及隨附產品性質值22、22'之離散量。此外，程序窗卡32含有哪些列印程序參數值33、33'指示可接受之品質範圍35的細節。在品質範圍35之外的列印程序參數值33、33'導致不滿意的列印結果。品質範圍35係例如由兩個極限值36、36'指示。極限值36、36'因而指示品質範圍35之外極限。 接著自程序窗卡32產生元模型40。可藉助於新方法——例如，拼接內插或神經元網路訓練——將程序窗卡32之離散點轉移至連續模型中。 圖6展示用於列印物件1之示意性流程圖。對於物件1，最初提供物件資料20，此處作為STL資料，其指示列印產品2之幾何形狀。通常，在所謂的截割步驟中，將由物件資料20指示之數位3D模型劃分成對應於待列印層S1、S2、S3之層。在步驟72中，使用劃分成層S1、S2、S3之3D模型以決定具有隨附程序參數31、31'之列印產品2之複數個物件性質21、21'。基於經決定物件性質21、21'，在步驟73中，產生程序窗卡32。在步驟74中，使用程序窗卡32以決定元模型40。如上文已經描述，可使用仿樣內插或神經元網路訓練。 在步驟75中，使用元模型40及物件資料20來決定列印程序參數值33、33'。亦可決定列印路徑。列印路徑可用以決定列印程序參數值33、33'。 在步驟76中，可最佳化經決定列印程序參數值33、33'。此意謂，尤其確保列印產品性質值22、22'始終在由程序窗卡32決定之品質範圍35內。另外，為了運用某些列印程序參數值33、33'來預期產品性質值22、22'，可計算物件資料20之總誤差，其中對於所有產品性質值22、22'，計算與目標值37、37'之差。在使用已知最小化方法——例如，梯度方法——的情況下，可經由調整程序參數值33、33'來最小化總誤差。 在步驟77中，使用經決定列印程序參數值33、33'以用於控制3D列印機。在第一實施例實例中，在第一區域B1中使用第一列印程序參數33以設定列印機參數12。在第二區域B2中使用第二列印程序參數33'以改變列印機參數12。因此，在控制3D列印機10時，將不同的列印程序參數值33、33'與一個層S1、S2、S3一起使用，尤其是依據待列印物件1之幾何形狀。 所描述方法之優點尤其在於針對材料僅必須將元模型40計算一次。其可因而用於具有不同幾何形狀之任何數目個工件。 圖7展示包含輻射源11、處理器14及儲存裝置13之3D列印機10之實例。指令儲存於儲存裝置13中，該等指令致使3D列印機10考慮到列印程序參數值33、33'而控制輻射源11。 此時，應指出，單獨地及以任何組合、特別是圖式所展示之細節所參見的所有上述部分被主張為對於本發明而言係基本的。其修改為熟習此項技術者所熟悉。
1‧‧‧物件
2‧‧‧列印產品
10‧‧‧3D列印機
11‧‧‧輻射源
12‧‧‧列印機參數
13‧‧‧儲存裝置
14‧‧‧計算系統
20‧‧‧物件資料
21‧‧‧產品性質
21'‧‧‧產品性質
22‧‧‧產品性質值
22'‧‧‧產品性質值
31‧‧‧列印產品參數
31'‧‧‧列印產品參數
32‧‧‧程序窗卡
33‧‧‧列印程序參數值
33'‧‧‧列印程序參數值
35‧‧‧品質範圍
36‧‧‧極限值
36'‧‧‧極限值
37‧‧‧目標值
37'‧‧‧目標值
40‧‧‧元模型
60‧‧‧決定一組程序參數之方法
61‧‧‧程序步驟
62‧‧‧程序步驟
70‧‧‧決定一組程序參數之方法
71‧‧‧程序步驟
72‧‧‧程序步驟
73‧‧‧程序步驟
74‧‧‧程序步驟
75‧‧‧程序步驟
76‧‧‧程序步驟
77‧‧‧程序步驟
B1‧‧‧列印區域
B2‧‧‧列印區域
S1‧‧‧列印層
S2‧‧‧列印層
S3‧‧‧列印層
在此等圖式中 圖1 示意性地展示物件之列印； 圖2 展示待列印物件自上方之示意圖； 圖3 展示用於決定列印程序參數值之流程圖； 圖4 展示產品性質與列印程序參數之間的關係； 圖5 展示程序窗卡之視圖； 圖6 展示用於列印列印產品之流程圖；且 圖7 展示3D列印機之示意圖。

Claims (16)

  1. 一種決定3D列印機(10)之列印程序參數值(33、33')之方法(60、70)，該方法(60、70)包含 產生(61、74)至少一個元模型(40)，其中該至少一個元模型(40)指示用於物件資料之列印產品(2)之至少一個列印程序參數(31、31')與至少一個產品性質(21、21')之間的關係，其中該等物件資料(20)指示待列印物件(1)之數位表示； 考慮到該至少一個元模型(40)及該等物件資料(20)而決定(62、75)第一列印區域(B1)中的該至少一個列印程序參數(31、31')之至少一個第一列印程序參數值(33、33')及第二列印區域(B2)中的該至少一個列印程序參數(31、31')之至少一個第二列印程序參數值(33、33')。
  2. 如請求項1之方法(60、70)， 其特徵在於 該第一列印程序參數值(33)及該第二列印程序參數值(33')更特定地相差大於該第一或該第二列印程序參數值(33、33')之0.03%的數值。
  3. 如請求項1或2之方法(60、70)， 其特徵在於 使用該至少一個元模型(40)且考慮到該等物件資料(20)而最佳化(76)該列印產品(2)之至少一個產品性質(21、21')。
  4. 如請求項3之方法， 其特徵在於 該最佳化(76)包含以下各者之最小化： 至少一個產品性質(21、21')與目標值之總偏差；及/或 彼此緊接地配置之熔融路徑之間的產品性質(21、21')之梯度。
  5. 如請求項1或2之方法， 其特徵在於 該方法(60、70)亦包含： 模擬(72)及/或以實驗方式決定(72)用於該等物件資料(20)之該列印產品(2)之至少一個物件性質(21、21')以及至少一個經指派列印程序參數(31、31')； 產生(73)至少一個程序窗卡(32)，其中該至少一個程序窗卡(32)可指示該經指派列印程序參數(31、31')之至少一個列印程序參數值(33、33')至該列印產品(2)之產品性質值(22、22')的分配， 其中考慮到該至少一個程序窗卡(32)而產生該至少一個元模型(40)。
  6. 如請求項1或2之方法， 其特徵在於 將該第一列印區域(B1)指派至待列印之列印層且將該第二列印區域(B2)指派至該同一層(S1、S2、S3)。
  7. 如請求項1或2之方法， 其特徵在於 該等物件資料(20)指示該列印產品(2)之幾何形狀。
  8. 如請求項7之方法， 其特徵在於 考慮到該等物件資料(20)、尤其是局部幾何形狀而選擇該第一列印區域(B1)及該第二列印區域(B2)。
  9. 如請求項5之方法， 其特徵在於 該至少一個程序窗卡(32)指示該列印產品(2)之至少一個品質範圍(35)，其中該至少產品性質值(22、22')處於該程序窗卡(32)中之經界定的、更特定地是數值的極限值(36、36')內。
  10. 如請求項1或2之方法， 其特徵在於 該至少一個列印程序參數(31、31')指示 該3D列印機(10)或輻射源之輸出； 掃描速度， 層之層厚度； 列印路徑或熔融跡線之重疊， 列印路徑或熔融跡線之行間距， 雷射或電子束之焦點直徑， 輻射源之脈衝序列， 構造室溫，及/或 曝光次數、曝光圖案。
  11. 一種控制3D列印機(10)之方法，該方法包含以下各者： 根據請求項1至10之任一者之方法，其用於決定3D列印機(10)列印程序參數(31、31')之至少一個第一列印程序參數值(34)及該列印程序參數(31')之至少一個第二列印程序參數值(34')； 使用該第一至少一個及該第二至少一個列印程序參數值(34、34')來控制(77)該3D列印機(10)。
  12. 如請求項11之方法， 其特徵在於 該3D列印機(10)之該控制(77)包括使用該第一至少一個及/或該第二至少一個列印程序參數(33、33')來設定列印機參數(12)。
  13. 如請求項11或12之方法， 其特徵在於 該3D列印機(10)之該控制(77)包括在列印層(S1、S2、S3)之第一區域(B1)中使用該第一列印程序參數(31)來操作該3D列印機(10)，及在該列印層(S1、S2、S3)之第二區域(B2)中使用該第二列印程序參數值(31')來操作該3D列印機(10)。
  14. 一種電腦可讀式儲存媒體(13)，該電腦可讀式儲存媒體(13)含有指令，在由(至少)一個處理器(14)實行該等指令時，該等指令致使該處理器(14)實施如前述請求項中任一項之方法。
  15. 一種3D列印機(10)，該3D列印機(10)包含以下各者： 如請求項14之儲存媒體(13)， 處理器(14)，其經設計以實施儲存於該儲存媒體(13)上之該等指令； 輻射源(11)， 其特徵在於 該處理器(13)經設計以 在列印層(S1、S2、S3)之第一區域(B1)中使用第一列印程序參數值(31)來控制該輻射源(11)，及 在該列印層(S1、S2、S3)之第二區域(B2)中使用第二列印程序參數值(31')來控制輻射源(11)。
  16. 如請求項15之3D列印機(10)， 其特徵在於 該3D列印機(10)被設計為電子束列印機或設計為雷射列印機。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI802374B (zh) * 2019-11-07 2023-05-11 美商奈米創尼克影像公司 用於校正製造程序之系統、方法及非暫態電腦可讀媒體

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230020856A1 (en) * 2020-01-13 2023-01-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Similarity-based additive manufacturing alterations
EP4096855A4 (en) * 2020-01-29 2023-10-18 Hewlett-Packard Development Company, L.P. DETERMINATION OF CONSTRUCTION PARAMETERS IN ADDITIVE MANUFACTURING
CN113385668B (zh) * 2020-03-13 2023-05-12 上海飞机制造有限公司 选区激光熔化金属成形件成形质量调控方法和装置
CN113954356B (zh) * 2020-07-21 2023-06-20 清锋（北京）科技有限公司 一种3d打印曝光间隔时间确定方法和系统
US20230401364A1 (en) * 2020-10-23 2023-12-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Agent map generation
CN113976921A (zh) * 2021-09-28 2022-01-28 北京科技大学 基于粉床增材制造的多维连续梯度材料制备装置及方法
CN114442968B (zh) * 2022-02-10 2023-09-22 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 一种3d打印工程参数匹配方法
CN117183331A (zh) * 2023-09-06 2023-12-08 张家港爵启科技有限公司 一种基于数字孪生三维模型3d打印建模方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2565018B1 (de) * 2011-08-31 2020-12-30 Fit Ag Datenmodell zur Beschreibung eines mit Hilfe eines Schichtaufbauverfahrens herzustellenden Bauteils
US9999924B2 (en) * 2014-08-22 2018-06-19 Sigma Labs, Inc. Method and system for monitoring additive manufacturing processes
US20160096318A1 (en) * 2014-10-03 2016-04-07 Disney Enterprises, Inc. Three dimensional (3d) printer system and method for printing 3d objects with user-defined material parameters
WO2016200384A1 (en) * 2015-06-10 2016-12-15 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Build temperature modulation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI802374B (zh) * 2019-11-07 2023-05-11 美商奈米創尼克影像公司 用於校正製造程序之系統、方法及非暫態電腦可讀媒體

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