TWI664070B - 用於添加式製造之光照技術（二） - Google Patents

用於添加式製造之光照技術（二） Download PDF

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Abstract

於一個實施例中，一非暫態處理器可讀取媒體具有指令於其上，其當被執行時使得一添加式製造機器將堆積材料曝光至發射在一波長頻帶內的單色光之一光源，其包括欲配送至一堆積材料上的一液體聚結劑之一峰值光吸收。

Description

用於添加式製造之光照技術(二)
本發明係有關於用於添加式製造之光照技術。
發明背景
添加式製造機器藉由堆積材料層而生產三維(3D)物件。有些添加式製造機器俗稱「3D列印機」，原因在於其通常使用噴墨或其它列印技術來施用某些製造材料。3D列印機及其它添加式製造機器使得可能將一電腦輔助設計(CAD)模型或一物件的其它數位表示型態直接轉換成實體物件。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種非暫態處理器可讀取媒體具有指令於其上，其當被執行時使得一添加式製造機器將堆積材料曝光至發射在一波長頻帶內的單色光之一光源，其包括欲配送至一堆積材料上的一液體聚結劑之一峰值光吸收。
10‧‧‧三維物件
12‧‧‧供應源
14‧‧‧堆積材料
16‧‧‧輸送活塞
18‧‧‧供應床
20‧‧‧層疊裝置、堆積材料層疊裝置
22‧‧‧接收活塞
24‧‧‧製造床、支持體
26、62‧‧‧箭頭
28‧‧‧顆粒
30‧‧‧第一層
32‧‧‧加熱器
34‧‧‧聚結劑
36‧‧‧聚結劑配送器
38、42、56、58‧‧‧區
40‧‧‧聚結改性劑
44‧‧‧聚結改性劑配送器
46‧‧‧單色光
48、86‧‧‧光源
50、60‧‧‧物件截割片
52‧‧‧第二層
54‧‧‧圖樣
62‧‧‧箭頭
64‧‧‧處理器可讀取媒體
66‧‧‧照明指令
68‧‧‧機器、添加式製造機器
70‧‧‧控制器
72‧‧‧記憶體
74‧‧‧處理器
76‧‧‧添加式製造系統
78‧‧‧CAD電腦程式產品
79‧‧‧載具總成
80‧‧‧載具
82‧‧‧噴嘴
84‧‧‧光條
88‧‧‧堆積區段
100、130‧‧‧添加式製造方法
102-120、132、134‧‧‧方塊
圖1至圖9呈現一序列之剖面圖，例示用於添加式製造二截割片物件之一個實例。
圖10至圖13為流程圖，例示添加式製造方法之實例。
圖14為線圖，針對黑、黃、洋紅、靛及無色聚結劑顯示光吸收呈波長之函數之一個實例。
圖15為線圖，針對單色光源，其發射光接近圖14中顯示的該等聚結劑中之部分的峰值吸收，顯示光譜強度呈波長之函數之一個實例。
圖16例示用於添加式製造的具有照明指令之一處理器可讀取媒體之一個實例。
圖17為方塊圖，例示包括具有照明指令之一處理器可讀取媒體，諸如圖16中顯示的媒體，添加式製造機器執行一控制器之一個實例。
圖18為方塊圖，例示包括具有照明指令之一處理器可讀取媒體，諸如圖16中顯示的媒體，添加式製造機器執行一CAD電腦程式產品之一個實例。
圖19例示用於一添加式製造機器，諸如圖17或圖18中顯示的機器，具有一聚結劑配送器及一單色光源的一載具總成之一個實例。
相同元件符號標示各幅圖式間相同的或相似的部件。
較佳實施例之詳細說明
添加式製造機器透過一或多層堆積材料的固化而製造3D物件。添加式製造機器基於，例如使用CAD電腦 程式產品，所產生的一物件之3D模型中的資料而製作物件。模型資料被處理成截割片，各自界定欲固化的一層或多層堆積材料之部分。如下描述的添加式製造實施例使用一種技術，偶爾稱作「照明區域處理(LAP)」，其中墨水或其它合宜聚結劑以期望圖樣配送至一層堆積材料上及然後曝光。聚結劑中之光吸收成分吸收光而產生熱，其燒結、熔解或以其它方式聚結了該圖樣化堆積材料，許可該圖樣化堆積材料固化。
LAP加熱可能以二步驟發生。第一，堆積材料被加熱至且維持於恰低於其聚結溫度之溫度，例如，使用電阻式加熱器與較低強度加熱器燈的組合。第二，聚結劑以期望的圖樣被「列印」或以其它方式被配送至該堆積材料上，且曝光至較高強度聚結燈發光而被吸收至圖樣化堆積材料內。目前，於寬頻譜發光的鹵素燈通常用在兩個步驟。據此，炭黑墨水常用作為聚結劑以吸收於寬頻譜的光，用以產生足量熱而有效聚結該圖樣化堆積材料。但炭黑的使用將製造物件的色彩限於黑色及灰色。
多種不同色物件可利用LAP，使用在一窄波長頻帶內部具有高光吸收的有色及無色墨水製造。只吸收紅外光的無色墨水為特別合意的聚結劑，原因在於其能製造與起始堆積材料同色的物件。國際專利申請案中描述的無色染料，申請人惠普開發公司(Hewlett-Packard Development Company)，申請日2014年9月，代理人檔號84030477及84030486，名稱三維列印，例如已經開發用作為以墨水為 基礎的LAP聚結劑。然而，寬頻帶鹵素燈可能不足以加熱使用有色及無色墨水製作圖樣的堆積材料，原因在於發光中只有一小部分落在出現高光吸收的波長頻帶以內，及因此，吸收的輻射能量可能不足以將該圖樣化堆積材料加熱至聚結溫度。此外，在此波長頻帶以外的發光可能具有非期望的加熱效應。
已經發展新穎LAP照明技術用以使用彩色及無色聚結劑，包括描述於84030477及84030486專利申請案的無色染料，製造彩色物件(黑色及灰色除外)。新穎技術之實施例利用涵蓋該聚結劑之峰值光吸收的單色光以發展達到聚結溫度需要的熱。於一個實施例中，一種添加式製造方法包括以相對應於一物件截割片之圖樣配送液體聚結劑至堆積材料上，及然後，將圖樣化堆積材料曝光至一波長頻帶內之單色光，其包括該聚結劑之一峰值光吸收。雖然適當加熱需要的單色光可取決於堆積材料及聚結劑之特性而異，但預期具有至少1x1012瓦特/立方米/球面度(Wm-3sr-1)的光譜強度之單色光將足夠用於許多實施例。
於另一個實施例中，用於添加式製造機器之載具總成承載一陣列之可個別定址的單色光源連同一噴墨列印頭用以配送聚結劑。個別光源可選擇性地致動用以只照明圖樣化堆積材料，用以限制在周圍堆積材料上的非期望的效應及減少功率消耗。又，該陣列可包括單一集合之單色光源(只有一個波長頻帶)相對應於在該頻帶內部有一吸收峰的聚結劑，或多集合之光源(多個波長頻帶)以因應較大範 圍之聚結劑。單色光陣列的使用使得一整合式載具總成能承載列印頭及光源兩者用於即刻靶定的照明。
於添加式製造機器中控制單色照明的電子指令可駐在實現於例如CAD電腦程式產品、物件模型處理器、或用於添加式製造機器的控制器的一處理器可讀取媒體上。
後文描述及顯示於附圖中之此等及其它實施例例示但非限制本文揭示之範圍，其係界定於本詳細說明部分後方的申請專利範圍。
如於本文件中使用：「聚結」表示藉加熱，例如藉燒結或熔解變成一內聚質塊；「聚結劑」表示造成或協助造成堆積材料聚結的物質；「聚結改性劑」表示抑制或阻止堆積材料聚結的物質，例如藉修改聚結劑的效果；「單色」表示在30奈米之一波長頻帶以內或更窄；「多色」表示比30奈米更寬之一波長頻帶；及「截割片」表示多-截割片物件之一或多個截割片，或針對單一截割片物件的該物件本身。
圖1-9中呈示之區段之順序例示圖9中顯示的用於製造三維物件10之一個實例。圖10及11為流程圖，分別例示於圖1-9之實施例中實現的添加式製造方法100及130之實例。首先參考圖1，於此一實施例中，粉狀堆積材料14之一供應源12係固定在一供應床18中之一輸送活塞16上。一輥筒或其它合宜層疊裝置20將堆積材料14自供應床18移動到在一製造床24中之一接收活塞22，如箭頭26指示。當 堆積材料14自供應床18移動到製造床24時，活塞16及22分別上下移動。任何合宜的堆積材料14皆可用以製作期望的固體物件，該物件可以是硬質或軟質，剛性或可撓性，彈性或無彈性。又，雖然於本實施例中，粉狀堆積材料14係藉顆粒28描繪，但也可使用適當的非粉狀堆積材料。
現在也參考圖10，第一層30堆積材料14係於製造床24內形成，如圖1顯示(圖10之方塊102)。於若干實施例中，可能期望預熱堆積材料14，特別在前幾層中，用以輔助維持於聚結及固化期間的各層平坦。堆積材料14之個別層可於製造床24中預熱，如圖1顯示(圖10中之方塊104)，或堆積材料14可於供應床18中預熱，或於兩床18及24中加熱的組合。於本情境中，「預熱」係指在照光以聚結堆積材料用於聚結之前加熱，如後文參考圖4之描述。雖然預熱溫度將隨堆積材料14之特性而異，但預熱溫度通常將比針對尼龍12粉狀堆積材料的熔點或燒結點低20℃至50℃。任何合宜的加熱器32皆可使用。於圖1顯示之實施例中，加熱器32包括位在床24上方的一加熱燈。於其它實施例中，加熱器32於粉末床中的一電阻式加熱器，其為單獨使用或連同一加熱燈使用。
於圖2中，聚結劑34例如可使用噴墨型配送器36以相對應於第一物件截割片(圖10中之方塊106)之一圖樣而配送至層30中的堆積材料14上。此種用於聚結劑34之圖樣係藉附圖中密集點畫的一區38描繪。若有所需，一聚結改性劑40例如可使用噴墨型配送器44，如圖3中顯示(圖10中 之方塊108)配送至層30中的堆積材料14上。改性劑40阻擋了或中和了聚結劑的效果，且可在聚結劑之前或之後(或之前與之後兩者)施用以輔助控制靶定區的堆積材料之聚結程度用於改良的維度準確度及製造物件的總體品質。於圖3顯示之實施例中，改性劑40被配送在一區42上，該區42覆蓋了第二物件截割片將懸垂第一截割片該區。由聚結改性劑40覆蓋的懸垂區42於附圖中將藉淺色點畫描繪。聚結改性劑40也可被分配至堆積材料層30的其它區用以輔助界定物件截割片之其它面向，包括散布有聚結劑圖樣用以改變截割片的材料特性。雖然圖中顯示兩個配送器36、44，但作用劑34及40可從整合於單一裝置內的相同配送器配送，例如使用單一噴墨式列印頭總成內的不同列印頭(不同組列印頭)。
聚結劑34包括光吸收成分用以吸收光而產生熱，該熱燒結、熔解、或以其它方式聚結了圖樣化堆積材料38。取決定光吸收成分之特性，針對不同類型聚結劑34的光吸收率將於電磁頻譜的不同部分改變。舉例言之，黃著色劑可具有於約450奈米波長光的峰值光吸收。相反地，靛著色劑可具有於約700奈米波長光的峰值光吸收。比較黃色及靛色跨窄波長頻帶的高吸收，黑墨水可具有跨寬波長頻帶的高吸收。
如前記，可能不是經常性期望使用黑墨水作聚結劑34。但因其它顏色跨較窄波長頻帶吸收光，故使用例如靛墨水以多色鹵素燈產生聚結熱所耗時間可能太長而用於 添加式製造不實際。針對靛色及其它顏色墨水，且甚至針對無色墨水，藉由使用匹配聚結劑34的色彩吸收帶之單色光，可將加熱時間縮短至實用程度。如此，於圖4中，使用聚結劑34製作圖樣的層30之該區曝光至來自一光源48的單色光46，用以聚結以聚結劑34製作圖樣的堆積材料，許可圖樣化堆積材料固化且形成第一物件截割片50(圖10之方塊110)。於一個實施例中，容後詳述，光源48係經組配以發射在包括聚結劑34的峰值光吸收的一波長頻帶內部的單色光46，具有足夠強度足以聚結圖樣化堆積材料。任何合宜光源48皆可用以發射單色光，包括例如，LED、雷射二極體、及直接發射單色光的其它光源，以及藉濾波、分束、分散、折射或以其它方式自多色光產生單色光而發射單色光的光源。
該處理程序可針對第二層及隨後層重複執行用以生成一多截割片物件。舉例言之，於圖5中，堆積材料14之一第二層52係在製造床24內形成於第一層30上方(圖10之方塊112)且經預熱(圖10之方塊114)。於圖6中，一聚結劑34係以相對應於第二物件截割片之一圖樣54成層52配送至堆積材料14上(圖10之方塊116)，包括沿懸垂第一截割片50的一區56之邊緣。於圖7中，一聚結改性劑40係於區58成層52配送至堆積材料14上，用以輔助防止堆積材料沿懸垂部之邊緣的非期望的聚結及固化(圖10之方塊118)。於圖8中，以聚結劑34製作圖樣的層52該區54係曝光至單色光46，用以聚結堆積材料且形成懸垂第一截割片50的第二物件截割 片60(圖10之方塊120)。
作用劑配送器36及44可連同光源48於單一載具上或於二或多個載具上，被承載而來回橫過製造床24，如圖1-8中之箭頭62指示。又，於若干實施例中，也可能使用固定式作用劑配送器36及44及/或光源48。於第二層52中配送至堆積材料14上的聚結劑34可與配送至第一層30上的聚結劑相同或相異。據此，用以聚結第二層52中之圖樣化堆積材料的單色光46可與用以聚結第一層30中之圖樣化堆積材料的光具有相同或相異的波長。又，雖然於圖8中顯示離散的第一及第二截割片50及60，但當第二截割片聚結與固化時兩個截割片實際上熔合在一起形成單一部件。現在已經熔合的截割片50、60可呈如圖9中顯示的一完整物件10而從製造床24移開。雖然顯示簡單二-截割片物件10，但相同製程步驟可用以形成更複雜的多-截割片物件。
圖11例示添加式製造方法130之另一實例。參考圖11，液體聚結劑以相對應於一截割片的圖樣配送至堆積材料上(方塊132)，及圖樣化堆積材料曝光至包括聚結劑的峰值光吸收的一波長頻帶內部的單色光(方塊134)。單色光之波長將取決於在聚結劑內的光吸收成分而異。參考圖14及15顯示的線圖描述數個實施例如下。又，單色光之強度須夠強而許可圖樣化堆積材料在一實用時間週期以內達到聚結溫度。如此，如圖12顯示，曝光圖樣化堆積材料至圖11之方塊134中的單色光，例如，可藉使用至少1x1012Wm-3sr-1的光譜強度之單色光進行。參考圖13，於後 述一個特定實施例中，曝光圖樣化堆積材料至圖11之方塊134中的單色光，可藉使用至少1x1012Wm-3sr-1的光譜強度之單色光曝光圖樣化堆積材料，用以在1秒或以下的相當實用時間升高圖樣化堆積材料之溫度20℃至50℃進行。
聚結劑及匹配單色光用以產生聚結熱的若干實例將參考圖14及15之線圖描述如後。圖14顯示針對黑、黃、洋紅、靛、及無色墨水聚結劑之光吸收呈波長之函數。一著色劑作用為各個墨水中之光吸收成分，於圖14中表示之彩色墨水中為彩色顏料。圖14中表示的以顏料為基礎之噴墨墨水係市售得自惠普公司(Hewlett-Packard Company)為C8750(黑)、C4905(黃)、C4904(洋紅)、及C4903(靛)。無色染料作為圖14中表示的以無色染料為基礎之墨水中的光吸收成分。兩個此種染料係描述於前記84030477及84030486專利申請案。
圖15顯示針對發射單色光接近圖14中顯示的彩色聚結劑之峰值吸收的市售光源的若干實例之光譜強度呈波長之函數。(發射單色光接近圖14中顯示的無色聚結劑之峰值吸收的合宜光源尚未於商業上可得)。圖15也顯示2500K鹵素燈相對於單色光源的光譜強度。
無色墨水諸如圖14中表示者將吸收於800奈米至1350奈米頻帶中的60%或以上的光，包括於圖15中由紅外雷射二極體所發射的808奈米光。黃色墨水諸如圖14中表示者將吸收於380奈米至500奈米頻帶中的60%或以上的光，包括於圖15中由藍雷射二極體發射的450奈米光及由藍 LED所發射的470奈米光。洋紅色墨水諸如圖14中表示者將吸收於420奈米至600奈米頻帶中的60%或以上的光，包括於圖15中由黃LED所發射的590奈米光。靛色墨水諸如圖14中表示者將吸收於520奈米至700奈米頻帶中的60%或以上的光，包括於圖15中由黃LED發射的590奈米光及紅LED所發射的640奈米光。黑色墨水諸如圖14中表示者將吸收跨可見光(380奈米至700奈米)之完整頻譜中的60%或以上的光，包括於圖15中由彩色LED及雷射二極體中之任一者所發射的光。
如圖15中顯示，單色光之光譜強度係顯著高於或接近於由2500K鹵素燈發射的多色光之光譜強度。業已示範單色光源諸如圖15中表示的LED及雷射二極體製造足夠能量用以當匹配聚結劑中的光吸收成分時產生聚結聚合物堆積材料所需的熱。於一個實施例中，於約185℃聚結的尼龍12堆積材料粉末被預熱至約150℃，使用得自圖14之黃色墨水製作圖樣，及曝光至距離少於2厘米發射470奈米光的藍LED。吸收接近100%入射光的黃色墨水須產生足量熱而比使用2500K鹵素燈至少快十倍達到約185℃之聚結溫度。若圖樣化堆積材料係曝光至發射450奈米光的藍雷射二極體，則可甚至更快達到聚結溫度。雖然取決於堆積材料及單色光源而用於適當加熱的臨界值吸收將各異，但若聚結劑以60%或以上之比率吸收入射光用以匹配至少1x1012Wm-3sr-1的光譜強度之光，則預期可在少於1秒的曝光時間產生足量熱。
圖16為方塊圖，例示一處理器可讀取媒體64有指令66用以於3D物件之製造期間控制照明。一處理器可讀取媒體64為任何非暫態有形媒體，其可具體實施、含有、儲存、或維持由一處理器使用的指令。處理器可讀取媒體包括例如電子、磁學、光學、電磁、或半導體媒體。合宜處理器可讀取媒體之更特定實施例包括硬碟驅動裝置、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、記憶卡及記憶棒、及其它可攜式儲存裝置。
照明指令66包括用以於3D物件之製造期間控制單色照明的指令，舉例言之，於圖11-13中之方塊134，將圖樣化堆積材料曝光至單色光。指令66可包括其它照明指令，例如使用於圖1-8中之加熱燈32於圖10之方塊104預熱堆積材料之指令。帶有指令66的處理器可讀取媒體64例如可於CAD電腦程式產品、於物件模型處理器、或於用於添加式製造機器的控制器內執行。用以抑制固化的控制資料例如可藉物件模型處理器內的來源應用程式通常為CAD電腦程式產品上的處理器可讀取指令產生，或藉添加式製造機器上的處理器可讀取指令產生。
圖17為方塊圖，例示實現具有照明指令66的一控制器70之一添加式製造機器68的一個實例。參考圖17，機器68包括控制器70、製造床或其它合宜支持體24、輥筒或其它合宜堆積材料層疊裝置20、聚結劑配送器36、聚結改性劑配送器44、加熱器32、及光源48。於製造期間，正在處理中的物件結構係支持在支持體24上。於有些機器68中， 支持體24在控制器70的推進之下可移動用以補償正在處理中的結構之厚度改變，例如，於製造期間當堆積材料層增加時。
堆積材料層疊裝置20層疊堆積材料於支持體24上及於正在處理中的結構上，且包括一裝置用以配送該堆積材料，及一葉片或輥筒用以均勻分配堆積材料至針對各層的期望厚度。聚結劑配送器36於控制器70之方向選擇性地配送聚結劑至堆積材料上，舉例言之，如前文參考圖2及6之描述。聚結改性劑配送器44於控制器70之方向選擇性地配送聚結改性劑至堆積材料上，舉例言之，如前文參考圖3及7之描述。雖然可使用任何合宜的配送器36、44，但經常使用噴墨列印頭於添加式製造機器，原因在於其能夠精準配送作用劑，及其配送不同類型及配方之作用劑的彈性。若期望預熱堆積材料，則製造機器68可包括一加熱器32。製造機器36包括一光源48用以施加光能而聚結使用聚結劑處理的堆積材料，例如如前文參考圖5及8之描述。
控制器70表示控制機器68之操作元件需要的該處理器(或多個處理器)、相關聯的記憶體(或多個記憶體)及指令、及電子電路及組件。更明確言之，控制器70包括一記憶體72具有帶有照明指令66之一處理器可讀取媒體64，及一處理器74用以讀取與執行指令66。舉例言之，控制器70可自一CAD程式接收控制資料及其它指令用以製作一物件，及執行局部照明指令66作為物件製程的一部分。
另外，照明指令66可於與控制器70分開的一處理 器可讀取媒體64中具體實施例，例如作為圖18中顯示的CAD電腦程式產品之部分。參考圖18，一添加式製造系統76包括一添加式製造機器68操作式連結至一CAD電腦程式產品78，照明指令66駐在一處理器可讀取媒體64上。機器68與CAD程式產品78間之任何合宜連結皆可用以通訊指令及控制資料之至機器68，包括例如，有線鏈路、無線鏈路、及可攜式連結，諸如快閃驅動裝置或光碟。
圖19例示用於添加式製造機器，諸如圖17及18顯示的機器68之一載具總成79的一個實例。參考圖19，載具總成79包括一載具80，承載作用劑配送器36、44及光源48。載具80在製造床24上方可來回移動用以配送聚結劑及聚結改性劑34、40，例如圖2-3及圖6-7顯示，及曝光圖樣化堆積材料至單色光46，例如圖4及圖8顯示。於圖19顯示之實施例中，作用劑配送器36及44係經組配以細長噴墨列印頭，其跨據床24之寬度，帶有一陣列之噴嘴82，通過噴嘴作用劑配送至支持在床24上的堆積材料上，或跨據大部分床24之寬度相對應於用於層疊與聚結該堆積材料的一堆積區段88。雖然兩個列印頭36、44只顯示單一行配送噴嘴，但其它組態亦復如此。舉例言之，可使用更多的或更少的列印頭，各自具有一不同陣列之配送噴嘴，包括列印頭及噴嘴用以配送多個不同色(或無色)聚結劑。
又，於所示實施例中，光源48係經組配為一對光條84，其跨據床24之寬度具有一陣列之可個別定址的LED、雷射二極體或其它單色光源86，或跨據大部分床24之寬度 相對應於用於層疊與聚結該堆積材料的一堆積區段88。光源86中之各者或多組光源86中之各者在該陣列中為可個別定址用以選擇性地發光，而與在該陣列中之任何其它光源或在該陣列中之任何其它組光源獨立無關。各個光條84係設置在作用劑配送器36、44的外側，若有所需，用以當載具80係跨床24在任一方向移動時，恰在配送一作用劑34、40之後許可照明床24上的圖樣化堆積材料。個別光源86可於控制器70之方向被選擇性地致動用以只照明圖樣化堆積材料而限制在周圍堆積材料上非期望的效應，及減少功率消耗。此外，各個光條84可包括單一集合之單色光(只有一個波長頻帶)相對應於具有吸收峰在該頻帶內部之聚結劑，或多個集合之光(多個波長頻帶)以因應更大範圍之聚結劑。其它合宜照明組態亦屬可能。舉例言之，光源48可被支持在與支持作用劑配送器之載具分開的一載具上。至於另一個實施例，光源48可經組配以覆蓋堆積區段88之一靜態陣列的單色光源86。
於一個實施例中，各個光條84包括一行單色紅光源、一行單色綠光源、及一行單色藍光源用以涵蓋靛、洋紅、及黃聚結劑分別的相對應吸收峰。多個單色光源之行或陣列許可使用單一光源48製造具有不同彩色部件的物件。如此，例如，第一彩色(或無色)聚結劑34可於圖10中之方塊106配送及於方塊110曝光至一相對應的第一彩色(或無色)單色光46，及第二彩色(或無色)聚結劑34可於方塊116配送及於方塊120曝光至一相對應的第二彩色(或無色)單色光46。 其它方法亦復如此。至於另一實施例，在一個或兩個方塊106及116配送一聚結劑可包括以多個不同聚結劑34將堆積材料製作圖樣，及將不同圖樣曝光至相對應的多種不同單色光46以在同一層堆積材料內部獲得不同顏色。
雖然時常使用粉狀堆積材料用於添加式製造，但可使用其它合宜的堆積材料，包括金屬及其它非聚合物及/或液體、糊膏、及膠漿。合宜的聚結劑包括含光吸收成分之以水或溶劑為基礎的分散液。至於一個實施例，聚結劑可以是包括彩色或無色顏料或染料作為光吸收成分的墨水。
合宜聚結改性劑可分開堆積材料的個別粒子以防止粒子接合在一起而固化成截割片之部分。此種類型的聚結改性劑之實例包括膠體、以染料為基礎的、及以聚合物為基礎的墨水，以及具有平均粒徑小於堆積材料之平均粒徑的固體粒子。聚結改性劑之分子量及其表面張力須為許可該作用劑充分穿透入堆積材料內以達成期望的機械分離。於一個實施例中，鹽溶液可用作為聚結改性劑。於其它實施例中，市面上得自惠普公司的稱作CM996A及CN673A之墨水可用作為聚結改性劑。聚結改性劑可藉由於加熱期間防止堆積材料到達其聚結溫度而作用以修改聚結劑的效果。具有冷卻效果的流體可用作為此類型的聚結改性劑。舉例言之，當堆積材料使用冷卻流體處理時，堆積材料中之熱量可被吸收而氣化了該流體，用以輔助防止堆積材料到達其聚結溫度。如此，例如，具有高水含量的流 體可以是合宜聚結改性劑。可使用其它類型的聚結改性劑。
申請專利範圍中使用的「一(a)」及「一(an)」表示一或多個。
附圖中顯示的及前文描述的實施例例示但非限制本文揭示之範圍，該範圍係於如下申請專利範圍中界定。

Claims (12)

  1. 一種具有指令於其上之非暫態處理器可讀取媒體，該等指令當被執行時，使得一添加式製造機器將粉狀堆積材料曝光至一光源，該光源發射一波長頻帶內的單色光，該波長頻帶內的單色光包括欲配送至該粉狀堆積材料上的一液體聚結劑之一峰值光吸收，其中該等指令包括用以曝光該粉狀堆積材料至發射具有至少1x1012瓦特/立方米/球面度(Wm-3sr-1)的一光譜強度的單色光之一光源。
  2. 如請求項1之處理器可讀取媒體，其中該等指令包括：用以曝光第一粉狀堆積材料至發射一第一波長頻帶內之一第一單色光之一第一光源之指令，該第一波長頻帶內之該第一單色光包括欲配送至該第一粉狀堆積材料上的一第一聚結劑之一第一峰值光吸收；及用以曝光第二粉狀堆積材料至發射一第二波長頻帶內之一第二單色光之一第二光源之指令，該第二波長頻帶內之該第二單色光包括欲配送至該第二粉狀堆積材料上的與該第一聚結劑不同的一第二聚結劑之一第二峰值光吸收。
  3. 如請求項2之處理器可讀取媒體，其中該等指令包括用以曝光粉狀堆積材料至下列之指令：該第一光源發射具有至少1x1012Wm-3sr-1之一光譜強度的該第一單色光；及該第二光源發射具有至少1x1012Wm-3sr-1之一光譜強度的該第二單色光。
  4. 一種電腦程式產品，其包括如請求項3之處理器可讀取媒體。
  5. 一種添加式製造機器控制器，其包括如請求項3之處理器可讀取媒體。
  6. 一種添加式製造方法，其包含：以相對應於一截割片之一圖樣配送一液體聚結劑至粉狀堆積材料上；及將該圖樣化粉狀堆積材料曝光至在包括該聚結劑之一峰值光吸收的一波長頻帶內的單色光，其中該曝光包括曝光該粉狀堆積材料至具有至少1x1012Wm-3sr-1之一光譜強度的該單色光。
  7. 如請求項6之方法，其中該曝光包括曝光該粉狀堆積材料至該單色光直到該圖樣化粉狀堆積材料之該溫度升高達20℃至50℃。
  8. 一種添加式製造方法，其包含：以相對應於一截割片之一圖樣配送一液體聚結劑至粉狀堆積材料上，該聚結劑含有一光吸收成分，該光吸收成分吸收於一波長頻帶內之至少60%之光；及於足以聚結被曝光至單色光的該圖樣化粉狀堆積材料之條件下，將該圖樣化粉狀堆積材料曝光至在該波長頻帶內的該單色光，其中該等條件包括曝光該圖樣化粉狀堆積材料至在該波長頻帶中具有至少1x1012Wm-3sr-1之一光譜強度的單色光。
  9. 如請求項8之方法，其中該等條件包括升高該圖樣化粉狀堆積材料之該溫度達20℃至50℃。
  10. 如請求項8之方法，其中該光吸收成分包括一無色染料、一靛色著色劑、一洋紅色著色劑、一黃色著色劑、及一黑色著色劑中之一或多者及：對於一無色染料，曝光該圖樣化粉狀堆積材料至800奈米至1350奈米之該頻帶中之單色光；對於一黃色著色劑，曝光該圖樣化粉狀堆積材料至380奈米至500奈米之該頻帶中之單色光；對於一洋紅色著色劑，曝光該圖樣化粉狀堆積材料至420奈米至600奈米之該頻帶中之單色光；對於一靛色著色劑，曝光該圖樣化粉狀堆積材料至520奈米至700奈米之該頻帶中之單色光；及對於一黑色著色劑，曝光該圖樣化粉狀堆積材料至380奈米至700奈米之該頻帶中之單色光。
  11. 如請求項8之方法，其中該聚結劑包括黃色墨水、洋紅色墨水、靛色墨水、及黑色墨水中之一或多者及：對於黃色墨水，曝光該圖樣化粉狀堆積材料至380奈米至500奈米之該頻帶中之單色光；對於洋紅色墨水，曝光該圖樣化粉狀堆積材料至420奈米至600奈米之該頻帶中之單色光；對於靛色墨水，曝光該圖樣化粉狀堆積材料至520奈米至700奈米之該頻帶中之單色光；及對於黑色墨水，曝光該圖樣化粉狀堆積材料至380奈米至700奈米之該頻帶中之單色光。
  12. 如請求項8之方法，其包含於曝光圖樣化粉狀堆積材料至單色光之前，配送一聚結改性劑至在圖樣化粉狀堆積材料邊緣的粉狀堆積材料上、至圖樣化粉狀堆積材料上、或至在圖樣化粉狀堆積材料邊緣的粉狀堆積材料上且至圖樣化粉狀堆積材料上。
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