基于辐射率的温度确定
阅读：981发布：2021-03-29
专利汇可以提供基于辐射率的温度确定专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 增材制造 系统可以包括： 控制器 ，用于基于测量到的、构造材料的层的一部分的光学属性或者基于表示该部分的预期 固化 程度的物体设计数据，来确定该部分的 辐射 率。该控制器可以基于确定出的辐射率以及测量到的由该部分发射的辐射分布，来确定该部分的 温度 。，下面是基于辐射率的温度确定专利的具体信息内容。
1.一种增材制造系统，包括：
控制器，用于：
基于测量到的、构造材料的层的一部分的光学属性或者基于表示所述一部分的预期固化程度的物体设计数据，来确定所述一部分的辐射率；以及
基于所确定的辐射率和测量到的由所述一部分发射的辐射分布，来确定所述一部分的温度；
其中所述一部分可以包括固化部分和未固化部分，其中确定所述一部分的辐射率包括：
基于测量到的、所述固化部分的光学属性或者基于表示所述固化部分将被固化的物体设计数据，来确定所述固化部分的固化辐射率；以及
基于测量到的、所述未固化部分的光学属性或者基于表示所述未固化部分将不被固化的物体设计数据，来确定所述未固化部分的未固化辐射率。
2.根据权利要求1所述的增材制造系统，进一步包括：
第一辐射传感器，用于测量所述一部分的所述光学属性；以及
第二辐射传感器，用于测量由所述一部分发射的所述辐射分布，
其中所述控制器用于：
从所述第一辐射传感器接收表示所测量到的光学属性的数据；
基于所测量到的光学属性来确定所述一部分的所述辐射率；以及
从所述第二辐射传感器接收表示所测量到的由所述一部分发射的辐射分布的数据。
3.根据权利要求2所述的增材制造系统，其中所述光学属性是吸光度。
4.根据权利要求3所述的增材制造系统，其中所述控制器对试剂分配器进行控制，来将聚结剂选择性地递送到所述一部分，以使所述一部分在能量源施加能量时进行聚结，其中聚结剂吸收用于测量所述吸光度的未聚焦辐射，所述未聚焦辐射接收自所述能量源或另一辐射源。
5.根据权利要求2所述的增材制造系统，进一步包括：用于将未聚焦辐射施加于所述一部分的未聚焦辐射源，所述构造材料反射所述未聚焦辐射，以供所述第一辐射传感器检测，来测量所述一部分的吸光度，所述未聚焦辐射具有与能量源所施加的能量基本上不同的辐射频谱，所述能量源用于施加能量以使所述层的所述一部分聚结并随后固化。
6.根据权利要求2所述的增材制造系统，其中所述光学属性是光泽度。
7.根据权利要求6所述的增材制造系统，进一步包括用于将聚焦辐射施加于所述构造材料的聚焦辐射源，所述构造材料反射所述聚焦辐射，以供所述辐射传感器检测，来测量所述构造材料的镜面反射或光泽度，所述聚焦辐射具有与能量源所施加的能量基本上不同的辐射频谱。
8.根据权利要求2所述的增材制造系统，进一步包括用于将脉冲辐射施加于所述构造材料的辐射源，所述构造材料反射所述脉冲辐射，以供所述第一辐射传感器检测，使得当所述辐射源处于开启状态时所检测到的脉冲辐射与当所述辐射源处于关闭状态时所检测到的背景辐射通过所述第一辐射传感器或控制器被加以比较，所述比较用于从所述光学属性的测量结果中去除背景噪声。
9.根据权利要求1所述的增材制造系统，进一步包括：
辐射传感器，用于测量由所述一部分发射的所述辐射分布，
其中所述控制器用于：
基于所述物体设计数据来确定所述一部分的所述辐射率；以及
从所述辐射传感器接收表示测量到的由所述一部分发射的辐射分布的数据。
10.根据权利要求1所述的增材制造系统，其中所述控制器基于所确定的温度来使温度调节单元对所述一部分进行加热或冷却。
11.根据权利要求1所述的增材制造系统，其中所述控制器的计算机可读介质可以存储：所述构造材料的辐射率与(1)所述构造材料的所述光学属性的值之间、或者与(2)所述构造材料的固化程度之间的相关性。
12.根据权利要求11所述的增材制造系统，其中所述相关性基于在生成三维物体之前所述构造材料的测量结果。
13.根据权利要求1所述的增材制造系统，其中所述一部分的所述温度进一步基于所述固化部分与所述非固化部分的相对大小来确定。
14.一种非暂时性计算机可读存储介质，包括在由处理器执行时使所述处理器执行以下操作的可执行指令：
接收表示测量到的、由构造材料的层的一部分发射的辐射分布的数据；
基于测量到的所述一部分的吸光度、基于测量到的所述一部分的光泽度或者基于表示所述一部分的预期固化程度的物体设计数据，来确定所述一部分的辐射率；以及基于确定出的辐射率和测量到的由所述一部分发射的辐射分布，来确定所述一部分的温度；
其中所述一部分可以包括固化部分和未固化部分，其中确定所述一部分的辐射率包括：
基于测量到的、所述固化部分的光学属性或者基于表示所述固化部分将被固化的物体设计数据，来确定所述固化部分的固化辐射率；以及
基于测量到的、所述未固化部分的光学属性或者基于表示所述未固化部分将不被固化的物体设计数据，来确定所述未固化部分的未固化辐射率。
15.一种用于确定增材制造系统中的构造材料的温度的方法，所述方法包括：
通过辐射传感器测量由所述构造材料的层发射的红外能量；
测量一部分的光学属性，或者确定表示所述一部分的预期固化程度的物体设计数据；
基于测量到的光学属性或所述物体设计数据，来确定构造材料的层的一部分的辐射率；以及
基于所确定的辐射率和测量到的红外能量，来确定所述一部分的所述温度；
其中所述一部分可以包括固化部分和未固化部分，其中确定所述一部分的辐射率包括：
基于测量到的、所述固化部分的光学属性或者基于表示所述固化部分将被固化的物体设计数据，来确定所述固化部分的固化辐射率；以及
基于测量到的、所述未固化部分的光学属性或者基于表示所述未固化部分将不被固化的物体设计数据，来确定所述未固化部分的未固化辐射率。
基于辐射率的温度确定
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求在2014年3月31日提交的、名称为“生成三维物体”的PCT申请第 PCT/US2014/032341号的优先权，其全部内容通过引用被合并于此，并且其自身要求在2014年1月16日提交的、名称为“生成三维物体”的PCT申请第PCT/EP2014/050841 号的优先权，其全部内容通过引用被合并于此。
背景技术
[0004] 关于以下各图描述了一些示例：
[0005] 图1是示出根据一些示例的用于确定温度的方法的流程图；
[0006] 图2a是根据一些示例的增材制造系统的简化等轴图示；以及
[0007] 图2b是根据一些示例的增材制造系统的加热器的简化等轴图示；
[0009] 图2d是根据一些示例的增材制造系统中的辐射传感器和聚焦辐射源的简化等轴图示；
[0010] 图2e是根据一些示例的增材制造系统中的两个辐射传感器和两个聚焦辐射源的简化等轴图示；
[0011] 图2f是根据一些示例的增材制造系统中的两个辐射传感器和一个聚焦辐射源的简化等轴图示；
[0012] 图3是示出根据一些示例的用于生成三维物体的方法的流程图；以及
[0013] 图4a-d 示出根据一些示例的构造材料层的一系列横截面侧视图。
具体实施方式
[0015] 使用增材制造系统，可以通过构造材料的一个或多个连续层的部分的固化，来生成三维物体。构造材料例如可以是粉末基或者是液体，并且所生成的物体的属性可取决于构造材料的类型及所采用的固化机制的类型。在一些示例中，可以使用液体粘结剂来实现固化，以使构造材料化学性地固化。在其他的示例中，可以通过向构造材料临时施加能量来实现固化。这例如可能会涉及聚结剂的使用，聚结剂是如下一种材料，即当将适当数量的能量施加到构造材料与聚结剂的组合物上时，可以使该构造材料聚结并固化。在其他的示例中，可以采用固化的其他方法。
[0016] 所要求的物体属性可取决于所使用的构造材料的性质、使构造材料固化以形成所期望的三维物体的处理、以及在这样的处理期间内构造材料的温度，所要求的物体属性包括但并不限于：表面粗糙度、精度(例如存在变形)、以及强度。因此，例如若构造材料的温度在构造处理期间内未被精确调节，则可能会导致不理想的物体属性。例如，在被称为聚结渗出的效应中，构造材料的一些部分可能会达到足以引起构造材料的软化、粘接以及随后未预期的固化的并不合乎要求的高温，从而导致变形。变形可以从物体的各侧横向延伸或者从物体的底部向下延伸。变形也可以包括由于构造材料上的所不期望的温度分布或热传导效应而造成的较小的固化不规则性。此外，因为例如可能会在非常窄的温度窗口内对某些构造材料进行优化处理，所以构造材料中的空间或时间上的温度梯度可能会由于物体的不均匀收缩而降低物体的精度。
[0017] 所以，本公开使得构造处理期间内构造材料的精确温度测量成为可能，从而允许温度在构造处理期间内被精确调节，使得构造材料可以被维持在最佳的温度窗口中。因此，可以实现所希望的物体属性以及对三维物体的生成的控制，包括减少变形，机械性能的控制以及当生成在不同时间构造的物体时的一致性。此外，因为仍然可以使用具有用于优化处理的较窄温度窗口的材料，所以可以使用更多种类的材料。
[0018] 可如下述那样精确地确定构造材料的温度。温度传感器可以测量由构造材料的一部分发射出的红外(IR)辐射的频谱。此外，可以确定构造材料的该部分的辐射率。给定波长的材料的辐射率是其表面在该波长下发射能量的相对能力。辐射率可以是高达100％的任何百分比。50％的辐射率对应于如下材料，即该材料具有给定温度并且发射出由绝对黑体在相同温度下所发射的能量数量的一半。通常，辐射率例如可取决于材料的类型、材料的化学成分、诸如粗糙度等表面特性、诸如材料层的厚度等材料几何形状、以及其他因素。辐射率通常与其吸收率成正比。因此，构造材料的辐射率还可取决于构造材料是否(1)已聚结并固化或正在聚结，或者(2)未聚结和固化。某些类型的构造材料在聚结并固化时相对于它们未聚结时，可能会展现出较小的辐射率。然而，其他的构造材料在聚结并固化时可能会展现出较大的辐射率。
[0019] 具有100％辐射率的材料可以发射出仅基于发射材料温度的黑体分布。然而，包括构造材料在内的真实性材料可能具有小于100％的辐射率，因此辐射分布可能不是完美的黑体，并且辐射分布可能基于温度和辐射率这两者。因此，所测量的辐射频谱以及所确定的辐射率可以被用来准确地确定构造材料的温度，即使它们具有小于100％的辐射率。
[0020] 可以以各种方式来确定构造材料的部分的辐射率。在一些示例中，例如一类型的构造材料的辐射率值对于该构造材料的诸如不同的固化程度等各阶段中的每一个而言可以是已知的。在其他的示例中，例如若构造材料的类型是未知的，则可以在开始构造处理之前，对构造材料的一个或多个阶段的辐射率进行测量。
[0021] 于是，在构造处理期间，可以确定构造材料的部分的固化程度，其可被相应地用来基于构造材料的辐射率值与固化程度之间的已知关系来确定辐射率。在一些示例中，可以使用物体设计数据或使用试剂递送控制数据来确定构造材料的部分的固化程度，其中该物体设计数据用于定义将被生成的物体的模型，该试剂递送控制数据用于定义聚结剂将被递送至的递送区域。在其他的示例中，可以通过从构造材料中测量诸如吸光度或光泽度等光学属性来确定固化程度。“吸光度”也被称为“光密度”，是落在材料上的辐射与透射过材料的辐射之间、或者与由材料反射的辐射之间的比率。可以根据以下公式来计算吸光度：“光泽度”是表面在镜面(即，类似反射镜)方向上反射辐射的光学属
性。在一些示例中，吸光度和光泽度的测量也可大体上不受整个构造过程中构造材料的温度或热学属性的变化的影响。除了吸光度或光泽度之外，还可以使用其他的光学属性。
性。在一些示例中，吸光度和光泽度的测量也可大体上不受整个构造过程中构造材料的温度或热学属性的变化的影响。除了吸光度或光泽度之外，还可以使用其他的光学属性。
[0022] 图1是示出根据一些示例的用于生成三维物体的方法100的流程图。方法100例如可以通过包括控制器的增材制造系统来执行。在102中，控制器可以基于测量到的、构造材料层的一部分的光学属性或者基于用于表示该部分的预期固化程度的物体设计数据，来确定该部分的辐射率。在104中，控制器可以基于确定出的辐射率和测量到的由该部分发射的辐射分布，来确定该部分的温度。
[0023] 图2a是根据一些示例的增材制造系统200的简化等轴图示。如在下面参考图3的流程图所进一步描述的，可以对系统200进行操作以生成三维物体。
[0024] 在一些示例中，构造材料可以是粉末基构造材料。正如本文所使用的，术语“粉末基材料”旨在包含干燥粉末基材料和湿粉末基材料两者、颗粒状材料以及微粒状材料。在一些示例中，构造材料可以包括空气与固态聚合物颗粒的混合物，例如在大约 40％空气与大约60％固态聚合物颗粒的比率下的混合物。一种适当的材料可以是例如可从西格玛-奥德里奇有限公司获得的尼龙12。另一种适当的尼龙12材料可以是可从电光学系统EOS股份有限公司获得的PA 2200。适当的构造材料的其他示例例如可以包括：粉状金属材料、粉状复合材料、粉末陶瓷材料、粉状玻璃材料、粉状树脂材料、粉状聚合物材料等、以及它们的组合。然而，应当理解的是，在本文中所描述的示例并不局限于粉末基材料、或者不局限于之上列出的任何材料。在其他的示例中，构造材料可以是糊剂、液体或凝胶。根据一个示例，适当的构造材料可以是粉状半晶体热塑性材料。
[0025] 在一些示例中，上述诸如粉末等许多构造材料可以展现出诸如不同的吸光度和不同的光泽度等不同的光学属性，这取决于构造材料的固化程度，诸如构造材料是否被固化等。这可以允许基于测量到的光学属性来确定构造材料是否已如预期般被固化。固化程度可能涉及许多其他的物体属性，包括密度、强度、弹性模量、以及诸如伸张度(物体可以继续保持而不断裂)等机械性能。因此，也可以基于测量到的光学属性，来确定这些物体属性中的每一个的程度。例如，吸光度的程度和光泽度的程度可以均与前述各物体属性中的每一个正相关。
[0026] 在一些示例中，在存在将辐射发射到构造材料的适当辐射源的情况下，如果构造材料未被固化，则它可能会呈现为很少或没有吸光度以及很少或没有光泽度。这些光学属性可能是因为由辐射在构造材料的不规则表面的各部分之间以及构造材料和空气间(诸如在整个粉末中的粉末粒子和空气空隙之间)的大量界面之间的散射所导致的不透明度而造成的。如果构造材料被固化，则相对于非固化的构造材料而言，它可以表现出更大的吸光度和更大的光泽度。更大的吸光度可能是由于对辐射(例如红外线辐射)的更大透明度而导致的，例如，由于减少了辐射的散射，因此导致辐射行进深入至构造材料内并且在其中被吸收，从而使得固化区域看起来更暗。更大的光泽度可能例如是由于构造材料可具有比固化之前更光滑的表面而导致的。
[0027] 在一些示例中，聚结剂被递送到构造材料，此后，当具有聚结剂的构造材料被施加能量时，将被固化。如下所述，不同类型的聚结剂可能会对吸光度具有不同的影响。
[0028] 在使用辐射吸收聚结剂的一些示例中，试剂可以引发透射到构造材料内的辐射的额外吸收，使得固化区域进一步变暗。例如，在递送聚结剂之后但是在施加用于固化的能量之前，未固化的构造材料与聚结剂未被递送至其上的未固化的构造材料相比，可以展现出更大的吸光度。这可能是因为聚结剂在被递送到构造材料上时，可以至少部分地配置在构造材料的表面，使得聚结剂可以充当吸收剂并且吸收辐射，从而提高了吸光度。例如炭黑可以是辐射吸收聚结剂的成分，该辐射吸收聚结剂可以至少部分地保留在构造材料的表面上。然而，在一些示例中，聚结剂渗入到构造材料内或被附加的构造材料所覆盖，使得它被掩埋并散布于构造材料内部。在这种情况下，聚结剂不会影响非固化的构造材料的表面特性，这可能是造成低吸光度的原因。
[0029] 在施加用于固化的能量之后，固化后的构造材料的吸光度可以获得提高。例如，辐射可以穿过固化后的构造材料的表面(该表面可以在固化后对辐射透明)，并且到达被掩埋并散布于构造材料内部的聚结剂。聚结剂可以充当吸收剂并且吸收辐射，从而提高了吸光度。在这些示例中的任何一个中，在未固化的构造材料的吸光度与固化的构造材料的吸光度中，可能仍存在有显著差异。
[0030] 在未使用聚结剂的示例中，未固化的构造材料例如可以具有约0.1至约0.2光密度 (OD)单位之间的吸光度，并且固化的构造材料可以具有约0.4OD单位的吸光度。
[0031] 在使用包含炭黑的聚结剂的示例中，非固化和固化的构造材料之间的吸光度变化例如可以大于上述。例如，其上被施加包含碳黑的聚结剂的未固化构造材料可以具有约0.5至约1.0OD单位之间的吸光度，并且混入来自聚结剂的碳黑的固化后构造材料可以具有约1.3至约1.8OD单位之间的吸光度。这可允许测量到的吸光度充当物体属性的精确指示。
[0032] 然而，在其他的示例中，吸光度可以达到除了上面列出的那些值以外的其他值。
[0033] 在使用聚结剂的一些示例中，其中聚结剂不吸收用于检测的诸如可见光等辐射，因为辐射可以穿过聚结剂，所以吸光度可以不受影响。因此，具有聚结剂的未固化构造材料可以展现出类似于其上未被递送聚结剂的未固化构造材料所展现出的吸光度。另外，在一些示例中，具有聚结剂的固化后的构造材料可以展现出类似于其上未被递送聚结剂的固化后的构造材料所展现出的吸光度。
[0034] 在一些示例中，具有聚结剂的未固化构造材料可以展现出类似于其上未被递送聚结剂的未固化构造材料所展现出的光泽度。另外，在一些示例中，具有聚结剂的固化后的构造材料可以展现出类似于其上未被递送聚结剂的固化后的构造材料所展现出的光泽度。无论聚结剂是沉积于构造材料表面还是渗入到构造材料内部，这可能都是符合实际情况的。
[0035] 在一些示例中，诸如液体等一些构造材料相反地可以显示出固化的程度与吸光度之间以及固化的程度与光泽度之间的负相关性而不是正相关性。这例如可能是因为固化导致在液体构造材料的表面上增加了粗糙度的原因。
[0036] 增材制造系统200可以包括系统控制器210。可以在增材制造系统200和/或控制器210中实施在本文所公开的任何操作和方法，并且加以控制。
[0037] 控制器210可以包括用于执行指令的处理器212，该指令可以实施在本文所描述的方法。处理器212例如可以是微处理器、微控制器、可编程门阵列、专用集成电路 (ASIC)、计算机处理器等。处理器212例如可以包括位于芯片上的多个核、多个芯片上的多个核、多个设备上的多个核、或者其组合。在一些示例中，处理器212可以包括至少一个集成电路(IC)、其他控制逻辑、其他电子电路、或者其组合。
[0038] 控制器210可以支持直接用户交互。例如，增材制造系统200可以包括耦合到处理器212的用户输入设备220，诸如键盘、触摸板、按钮、小键盘、拨号盘、鼠标、跟踪球、卡片阅读机和其他输入设备中的一个或多个。另外地，增材制造系统200可以包括耦合到处理器212的输出设备222，诸如液晶显示器(LCD)、打印机、视频监视器、触摸屏显示器、发光二极管(LED)和其他输出设备中的一个或多个。输出设备222可以响应于指令来显示文本信息或图形数据。
[0039] 处理器212可以经由通信总线214来与计算机可读存储介质216进行通信。计算机可读存储介质216可以包括单个介质或多个介质。例如，计算机可读存储介质216 可以包括ASIC的存储器和位于控制器210中的单独存储器中的一个或两者。计算机可读存储介质216可以是任何电子的、磁性的、光学的、或其他物理的存储设备。例如，计算机可读存储介质216例如可以是随机存取存储器(RAM)、静态存储器、只读存储器、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、硬盘驱动器、光驱、存储器驱动器、 CD、DVD等。计算机可读存储介质216可以是非暂时性的。计算机可读存储介质216 可以存储、编码或携带计算机可执行指令218，当计算机可执行指令218由处理器212 执行时，可以使处理器212执行根据各个示例的、在本文所公开的方法或操作中的任何一个或者多个。
[0040] 系统200可以包括聚结剂分配器202，以向在支撑构件204上提供的构造材料的连续层选择性地递送聚结剂。根据一个非限制性示例，适当的聚结剂可以是包含炭黑的油墨类型的配试剂，诸如像可以从惠普公司获得的商业上被称为CM997A的油墨配试剂。在一个示例中，此类油墨可以另外包含红外线吸收剂。在一个示例中，此类油墨可以另外包含近红外线吸收剂。在一个示例中，此类油墨可以另外包含可见光吸收剂。在一个示例中，此类油墨可以另外包含UV光吸收剂。包含可见光吸收剂的油墨的示例可以是基于染料的彩色油墨和基于颜料的彩色油墨，诸如可以从惠普公司获得的商业上被称为CM993A和CE042A的油墨。
[0041] 控制器210根据包括试剂递送控制数据208的指令来控制聚结剂至所提供的构造材料层的选择性递送，该试剂递送控制数据208例如可以从物体设计数据206中获得。
[0042] 试剂分配器202可以是打印头，诸如感热式打印头或压电喷墨打印头。打印头可以具有喷嘴的阵列。在一个示例中，可以使用在市场上可买到的墨喷式打印机中常用的那些打印头。在其他的示例中，可以通过喷嘴而不是通过打印头来递送试剂。也可以使用其他的递送机构。当聚结剂采用诸如液体等适当的流体形式时，可以利用试剂分配器202来选择性地递送(例如，沉积)聚结剂。在一些示例中，试剂分配器202 可以被选择为以任何适当的分辨率来递送适当尺寸的滴剂。在一些示例中，聚结剂可以包含诸如水或任何其他适当的溶剂或分散剂等液态载体，以使其能够经由打印头被递送。在一些示例中，打印头可以是按需喷墨打印头。在其他的示例中，打印头可以是连续喷墨打印头。
[0043] 在图2a中图示出的示例中，试剂分配器202在所谓的页面宽度阵列配置中具有使得其能够跨越支撑构件204的整体宽度的长度。在一个示例中，可以通过多个打印头的适当布置来实现这一点。在其他的示例中，可以使用具有喷嘴阵列的单个打印头，该喷嘴阵列具有使得它们能够跨越支撑构件204的宽度的长度。在其他的示例中，试剂分配器202可以具有使得其不能够跨越支撑构件204的整体宽度的较短长度。
[0044] 试剂分配器202可以被安装在可移动的托架上，以使得其能够沿着所图示的y轴跨支撑204的长度双向地移动。这能够在单程跨支撑204的整体宽度和长度实现聚结剂的选择性递送。在其他的示例中，试剂分配器202可以是固定的，并且支撑构件204 相对于试剂分配器202可移动。
[0045] 应当注意到，在本文使用的术语“宽度”大体上用于表示在与图2a中图示出的x 轴和y轴平行的平面中的最短尺度，而在本文使用的术语“长度”大体上用于表示在该平面中的最长尺度。然而，将理解的是，在其他的示例中，术语“宽度”可以与术语“长度”可互换。例如，在其他的示例中，试剂分配器202可以具有使得其能够在可移动托架可以跨支撑204的宽度双向地移动时跨越支撑构件204的整体长度的长度。
[0046] 在另一个示例中，试剂分配器202不具有使得其能够跨越支撑构件的整体宽度的长度，但是另外跨支撑204的在所图示的x轴上的宽度可双向移动。该配置使能够使用多程而跨支撑204的整体宽度和长度实现聚结剂和聚结改性剂的选择性递送。然而，诸如页面宽度阵列配置之类的其他配置可以使得三维物体能够更快地被创建。
[0047] 聚结剂分配器202可以包括聚结剂的供给源或可以可连接到聚结剂的单独供给源。
[0048] 系统200可以进一步包括构造材料分配器224，来在支撑构件204上提供——例如，递送和/或沉积构造材料的连续层。适当的构造材料分配器224例如可以包括刮水片和滚子。可以从料斗或构造材料储存器向构造材料分配器224供给构造材料。在示出的示例中，构造材料分配器224跨支撑构件204的长度(y轴)移动，以沉积构造材料的层。如先前描述的，构造材料层将被沉积在支撑构件204上，而构造材料的后续层将被沉积在先前沉积的构造材料层上。构造材料分配器224可以是系统200的固定部分，或可能不是系统200的固定部分，反而是例如可移除模块的一部分。
[0049] 在一些示例中，每个层的厚度可以具有从大约50微米至大约300微米之间、或大约90微米至大约110微米之间或大约250微米的范围中选择的值——不过在其他的示例中可以提供更薄或更厚的构造材料层。可以例如由控制器210基于试剂递送控制数据208来控制厚度。
[0050] 在一些示例中，可能存在附加的试剂分配器，并且构造材料分配器与图2a中示出的分配器相关联。在一些示例中，系统200的分配器可以位于相同的托架上，彼此相邻或者短距离分离。在其他的示例中，两个或更多托架均可以包含一个或多个分配器。例如，每个分配器可以位于其自身的单独托架中。任何附加的分配器可以具有与较早参考聚结剂分配器202所讨论的那些特征相类似的特征。然而，在一些示例中，不同的试剂分配器例如可以递送不同的聚结剂。
[0051] 在示出的示例中，支撑204在z轴上可移动，使得随着新的构造材料层被沉积，在最近沉积的构造材料层的表面与试剂分配器202的下表面之间维持有预定的空隙。然而，在其他的示例中，支撑204在z轴上不可移动，而试剂分配器202在z轴上可移动。
[0052] 系统200可以另外包括能量源226，来向构造材料施加能量，以根据聚结剂已经被递送或已经渗透的地方引起构造材料的部分的固化。在一些示例中，能量源226是红外线(IR)辐射源、近红外线辐射源、卤素辐射源或者发光二极管。在一些示例中，能量源226可以是能够向沉积在支撑构件204上的构造材料均匀地施加能量的单个能量源。在一些示例中，能量源226可以包括能量源的阵列。
[0053] 在一些示例中，能量源226被配置为以基本上均匀的方式向构造材料层的整体表面施加能量。在这些示例中，可以认为能量源226是非聚焦的能量源。在这些示例中，可以同时向整体层施加能量，这可以帮助提高可以生成三维物体的速度。
[0054] 在其他的示例中，能量源226被配置为以基本上均匀的方式向构造材料层的整体表面的一部分施加能量。例如，能量源226可以被配置为向构造材料层的整体表面的一块施加能量。在这些示例中，可以跨构造材料层移动或扫描能量源，使得最终跨构造材料层的整体表面施加基本上相等量的能量。
[0055] 在一些示例中，可以将能量源226安装在可移动托架上。
[0056] 在其他的示例中，能量源226可以例如根据试剂递送控制数据208、在其跨构造材料层移动时施加可变量的能量。例如，控制器210可以控制能量源，以仅仅向构造材料中的、在其上已经施加聚结剂的部分施加能量。
[0057] 在另外的示例中，能量源226可以是聚焦能量源，诸如激光束。在该示例中，可以控制激光束，以跨构造材料层的整体或者一部分进行扫描。在这些示例中，可以控制激光束，以根据试剂递送控制数据跨构造材料层进行扫描。例如，可以控制激光束，以向其上递送有聚结剂的层的那些部分施加能量。
[0058] 可以选择所提供的能量、构造材料和聚结剂的组合，使得除了任何聚结渗出的效果之外，还有以下：i)构造材料的、其上尚未递送聚结剂的部分在暂时被施加能量时，不聚结；ii)构造材料的、其上仅仅已经递送或已经渗透聚结剂的部分在暂时被施加能量时聚结。
[0059] 系统200可以另外包括加热器230来散发热，以将沉积在支撑204上的构造材料维持在预定的温度范围内。加热器230可以具有任何适当的结构。图2b中示出的一个示例是根据一些示例的增材制造系统的加热器230的简化等轴图示。如图2B所示，加热器230可具有加热元件232的阵列。加热单元232可以均为任何适当的加热单元，例如诸如红外线灯等加热灯。加热单元232可以具有任何适当的形状或结构，诸如如图2b所示的矩形。在其他的示例中。它们例如可以是圆形、棒状、或灯泡形。该配置可以被优化为朝着构造材料所跨越的区域提供均匀的热分布。每个加热单元232或加热单元232的组可以具有可调整的电流或电压供给，以可变地控制向构造材料表面施加的局部能量密度。
[0060] 每个加热单元232可以对应于构造材料上的、其自身各自的区域，使得每个加热单元232可以基本上朝向其自身的区域而不是由其他加热单元232覆盖的区域散发热。例如，在图2b中16个加热单元232中的各个可以对构造材料的16个不同区域中的一个进行加热，其中16个区域集体覆盖住构造材料的整个区域。然而，在一些示例中，每个加热单元232还可以散发出会在较小程度上影响相邻区域的一些热量。
[0061] 在一些示例中，附加地或替代于加热器230，可以在支撑构件204的台板下提供加热器，以导电式地对支撑构件204进行加热，从而对构造材料进行加热。导电式加热器可以在支撑构件204上的构造材料的区域内均匀地对构造材料进行加热。
[0062] 系统200可以另外包括辐射传感器229，例如点接触式温度传感器，诸如一个或多个热电堆，或者诸如热成像摄像机。在其他示例中，传感器229可以包括位置固定的高温计的阵列，高温计均捕获来自构造材料的单个区域的辐射。在其他的示例中，传感器229可以是单个高温计，可以对其进行操作以扫视或扫描构造材料的整个区域。还可以使用其他类型的传感器。
[0063] 温度传感器229可以捕获在由支撑构件204上的构造材料跨越的区域中由构造材料的每个点所发射出的例如在红外线范围内的辐射分布。温度传感器229可以将该辐射分布输出到控制器210。正如关联图3所描述的，辐射分布数据可随后被用来计算材料的温度。
[0064] 传感器229可以为大致中心导向，并且一般直接面向构造材料，使得摄像机的光轴定位在支撑构件204的中心线上，以允许大致对称地捕获来自构造材料的辐射。这可以最小化构造材料表面的透视变形，从而最大限度地减少对校正的需求，并且减少了测量到的温度值与实际的温度值间的误差。另外，传感器229能够(1)在覆盖整个构造材料层的宽区域上，例如通过使用适当的放大率来捕获图像；(2)捕获整个层的一系列图像，该一系列图像随后被平均；或者(3)捕获均覆盖层的一部分的一系列图像，而一系列图像共同覆盖整个层。在一些示例中，传感器229可以相对于支撑构件 204位于固定位置，但是在其他的示例中，如果其他部件移动时扰乱了摄像机229与支撑构件204之间的视线，则传感器229可以是可移动的。
[0065] 系统200可以另外包括辐射传感器228，以测量构造材料的、与构造材料的辐射率和/或固化程度相关的光学属性。光学属性的示例包括构造材料的吸光度或光泽度，但也可以使用其他的光学属性。辐射传感器228可以测量(例如捕获)从支撑构件204 上的构造材料中反射的辐射。在构造材料的每个区域上，辐射的测量可以涉及对辐射分布进行测量，该辐射分布是包括作为辐射波长的函数的辐射强度值的频谱分布。辐射传感器228也可以测量从构造材料中反射辐射的角度。辐射传感器228可以将表示测量结果的数据输出到控制器210，其可以确定如果构造材料没有按照预期固化，则将由控制器210执行的步骤。图2c-2f示出使用辐射传感器228的各种示例。
[0066] 辐射传感器228例如可以是反射计、光密度计、色度计、数码相机、光泽度计、或浊度计的一部分。传感器本身例如可以包括光电晶体管、光电二极管、光电压转换器集成电路(如带有支持电路的光电二极管或光电晶体管)、接触式图像传感器或电荷耦合器件。辐射传感器228还可以包括透镜和/或过滤器，用以在使用上述任何传感器时，有助于对光进行收集和分类。
[0067] 图2c是根据一些示例的增材制造系统200中的辐射传感器228和未聚焦辐射源 238的简化等轴图示。在该示例中，辐射传感器228可以被用于测量吸光度。因此，辐射传感器228例如可以是反射计、光密度计、色度计或数码相机的一部分。然而，可以使用其他类型的传感器。在这些示例中，辐射传感器228可以包括未聚焦辐射源 238，或可以与未聚焦辐射源238一同使用。例如，如果辐射传感器228是光密度计，则辐射传感器228可以包括未聚焦辐射源238。
[0068] 在一些示例中，能量源226或加热器230可以被用作未聚焦辐射源238。在这些示例中，辐射传感器228例如可以包括过滤器，以阻止来自能量源226或加热器230 的辐射的一部分(例如红外线辐射)，使得辐射传感器228对由构造材料反射的辐射的可见光尾而不是来自构造材料的红外线辐射进行检测。因此，用于构造材料的加热或固化的红外线辐射与用于检测固化的可见光辐射可以互不干扰。
[0069] 在一些示例中，未聚焦辐射源238可以与能量源226和加热器230分离。在这些情况下，辐射传感器228可以类似地包括过滤器，以阻止来自能量源226、加热器230 和构造材料的辐射的一部分(例如红外线辐射)。此外，未聚焦辐射源238例如可以施加在与由能量源226和加热器230所施加的辐射频谱基本上不同的辐射频谱中的辐射。例如，未聚焦辐射源
238可以施加可见光范围内的辐射，而能量源226和加热器230 可以主要施加红外线范围内的辐射。因此，可以减少或防止用于构造材料的加热或固化的红外线辐射与用于检测固化的可见光辐射之间的干扰。
238可以施加可见光范围内的辐射，而能量源226和加热器230 可以主要施加红外线范围内的辐射。因此，可以减少或防止用于构造材料的加热或固化的红外线辐射与用于检测固化的可见光辐射之间的干扰。
[0070] 为了测量吸光度，辐射源238可以将未聚焦辐射240施加到构造材料234，并且可以通过辐射传感器228来测量从构造材料234的部分236反射的辐射分布242。可以选择未聚焦辐射240的波长，使得当部分236未被固化时，不吸收辐射240，并且使得当部分236被固化和/或其中包含聚结剂时，吸收辐射240。可以选择例如碳黑的聚结剂，使得其吸收未聚焦辐射的波长。
[0071] 图2d是根据一些示例的增材制造系统200中的辐射传感器228和聚焦辐射源244 的简化等角示意图。在该示例中，辐射传感器228可以被用于测量光泽度。因此，辐射传感器228例如可以是光泽度计、光密度计、反射计或数码相机的一部分。然而，可以使用其他类型的传感器。在这些示例中，辐射传感器228可以包括聚焦辐射源244，或者可以与聚焦辐射源
244一同使用。在一些示例中，如果能量源226是聚焦能量源，则它可以被用作聚焦辐射源
244。在一些示例中，聚焦辐射源244可以与能量源226 分离。在一些示例中，聚焦辐射源244例如可以施加在与由能量源226和加热器230 所施加的辐射频谱基本上不同的辐射频谱中的辐射，以减少或防止用于构造材料的加热或固化的辐射与用于检测固化的辐射之间的干扰。
244一同使用。在一些示例中，如果能量源226是聚焦能量源，则它可以被用作聚焦辐射源
244。在一些示例中，聚焦辐射源244可以与能量源226 分离。在一些示例中，聚焦辐射源244例如可以施加在与由能量源226和加热器230 所施加的辐射频谱基本上不同的辐射频谱中的辐射，以减少或防止用于构造材料的加热或固化的辐射与用于检测固化的辐射之间的干扰。
[0072] 为了测量光泽度，辐射源244可以将聚焦辐射246a以距z轴角度(θ)250来施加于构造材料234的部分236，并且辐射传感器228可以测量任何辐射248，该辐射248 从部分236的表面以大小相等、方向相反的角度(θ)250来呈现镜面反射。因此，反射辐射的总角度变化可以是角度250的两倍(2θ)。
[0073] 在一些示例中，在测量光泽度的过程中，辐射源244可以替代地为未聚焦的，而辐射传感器228可安装有孔以过滤掉角度偏离的辐射。这是可以接受的，因为来自构造材料的未聚焦辐射的反射在镜面角度下可能大大超过由辐射传感器228接收到的来自其他角度的辐射散射。
[0074] 辐射传感器228和辐射源244例如可以被布置为使得角度(θ)250可采取任何适当的值，例如大于0度且小于90度、或约5度至约85度之间、或约15度至75度之间或约20度至约60度之间的任何值。因此，角度(θ)250可以是非零的。
[0075] 在一些示例中，辐射传感器244可以是浊度计的一部分。这些示例可以类似于上述，不同的是在这些示例中，辐射传感器244可以替代地设置于非镜面角度，使得其检测来自部分236的非镜面反射，以便检测辐射。在这种情况下，非镜面反射的程度与部分236的光泽度负相关，因为可以推断出所增加的非镜面反射与所减少的镜面反射相关。
[0076] 图2e是根据一些示例的增材制造系统200中的两个辐射传感器228和254以及两个聚焦辐射源244和252的简化等轴图示。图2e可以包括类似于图2d中的那些特征，除了附加的辐射源252和附加的辐射传感器254之外。辐射传感器254例如可以是光泽度计、光密度计、反射计或数码相机的一部分。辐射源252可以以距z轴角度 260来施加聚焦辐射256，用以通过部分236如辐射258那样以大小相等、方向相反的角度 260来镜面反射。因此，相对于前面所描述的辐射传感器228和辐射源244 而言，使用辐射传感器254和辐射源
252的镜面反射可能与其相类似，并且可以被类似地用在确定部分236的固化中。因此，两个并行的光泽度测量可以涉及在不同角度 250和260下的镜面反射。因此，可以提高测量的可靠性，并且可以降低因其他光源的意外干扰而引起的错误。在其他的示例中，可以使用三个或更多辐射传感器以及三个或更多辐射源，以在三个或更多不同的角度下同时测量镜面反射。
252的镜面反射可能与其相类似，并且可以被类似地用在确定部分236的固化中。因此，两个并行的光泽度测量可以涉及在不同角度 250和260下的镜面反射。因此，可以提高测量的可靠性，并且可以降低因其他光源的意外干扰而引起的错误。在其他的示例中，可以使用三个或更多辐射传感器以及三个或更多辐射源，以在三个或更多不同的角度下同时测量镜面反射。
[0077] 图2f是根据一些示例的增材制造系统200中的两个辐射传感器228和254以及一个聚焦辐射源244的简化等轴图示。图2f可以包括类似于图2d的特征，除了附加的辐射传感器266之外。辐射传感器266例如可以是光泽度计、浊度计、光密度计、反射计或数码相机的一部分。辐射传感器266可以以非镜面角度(α)264(即，除了角度(θ)之外的角度)被放置。在一些示例中，辐射246中的一些可以如辐射262一样被非镜面反射。非镜面反射的程度可与部分236的固化呈负相关。因此，非镜面反射可以被用来通过以下方式对以镜面反射表示的光泽度测量提供精校正。在一些示例中，检测到的辐射248和检测到的辐射262的量之间的比率或者检测到的辐射248和检测到的辐射262之间的比率可以提供光泽度的精确测量。在其他的示例中，辐射传感器 266可以测量来自例如能量源226的其他来源的杂散辐射。因此，由辐射传感器228 执行的测量可以被校正，以纠正非预期的杂散辐射，使得辐射传感器228可以精确地提供对镜面反射后的辐射248的测量。
[0078] 在以上示例中的其中用于对构造材料赋予能量的能量源226的波长与用于对构造材料的诸如吸光度或光泽度的光学属性进行测量的辐射源的波长基本上重叠的任何一个示例中，可以使用差分信号技术从能源226中获得摒除了背景辐射的信号。用于测量的辐射源可以施加辐射，该辐射是脉冲的，即以所期望的频率(例如但并不限于从 1到1000赫兹的范围中选择的频率)打开和关闭。辐射传感器在辐射源打开时可以测量辐射分布，并且在辐射源关闭时还可以测量辐射分布。可以对这些分布进行比较，并且这些值的差可以表示背景辐射被去除的情况下将测量到的期望量。
[0079] 在任何上述示例中，虽然关联部分236示出了测量，但是也可以测量构造材料234 的其他部分，例如接近部分236的部分。
[0080] 尽管在图2a、2c、2d、2e和2f中，能量源226、加热器230、辐射传感器228和 254以及辐射源238、244和252被示出为位于支撑构件204上方的特定位置，但是它们也均可放置在支撑构件214上方或周围的任何适当位置。在一些示例中，这些组件中的一个或多个相对于支撑构件204可以位于固定位置，但是在其他的示例中，如果其他部件移动时扰乱了到支撑构件204的视线，则它们可以是移动的。
[0081] 控制器210可以根据包含试剂递送控制数据208的指令，来控制诸如聚结剂等试剂的选择性递送。控制器210还可以例如根据试剂递送控制数据208对能量源226进行控制，以随着能量源226在构造材料的层上移动时施加可变数量的能量。试剂递送控制数据208可以针对将被生成的三维物体的每个切片定义构造材料上的、聚结剂将被递送到的部分或位置(如果有的话)。在一个示例中，通过相应的图案来限定构造材料上的、聚结剂将被递送到的位置或部分。
[0082] 可以例如通过适当的三维物体处理系统来得到试剂递送控制数据208。在一些示例中，三维物体处理系统可以被包含在增材制造系统200内。例如，指令218可以另外包括在由处理器212执行时、使处理器212作为如在本文所描述的三维物体处理系统来进行操作的指令。在其他的示例中，三维物体处理系统可以在增材制造系统200 外部。例如，三维物体处理系统可以是在与系统200分开的计算设备上可执行的软件应用或软件应用的一部分。
[0083] 在一些示例中，可以基于物体设计数据206来生成试剂递送控制数据208，该物体设计数据206包括(1)表示将被生成的物体的三维模型的物体模型数据，和/或(2) 表示诸如密度、表面粗糙度、强度等物体属性的物体属性数据。物体模型数据可以定义物体的每个部分的预期固化的程度，例如固化或未固化，并且可以由三维物体处理系统来处理，以生成模型的平行平面的切片。每个切片可以限定将被增材制造系统固化的相应构造材料层的一部分。物体模型数据可以是任何适当的格式，例如栅格地图或矢量地图。
[0084] 物体设计数据206例如可以经由输入设备220从用户接收以作为来自用户的输入、从软件驱动器、从诸如计算机辅助设计(CAD)应用等软件应用接收，或者可以从用于存储默认的或用户定义的物体设计数据和物体属性数据的存储器中获取。
[0085] 在一些示例中，物体处理系统可以获取与增材制造系统200的特性有关的数据。此类特性例如可以包括构造材料层的厚度、聚结剂的特性、聚结改性剂的特性、构造材料的特性和能量源226的特性、加热器230的特性以及温度传感器228的特性。
[0086] 图3是示出根据一些示例的、用于生成三维物体的方法300的流程图。该方法可以是计算机实施的。在一些示例中，可以对所示出的排序进行改变，使得一些步骤可以同时出现，可以添加一些步骤，并且可以省略一些步骤。在描述图3时，将参考图 2和图4a-d 。图4a-d 示出根据一些示例的构造材料层的一系列横截面侧视图。
[0087] 在302中，可以针对诸如固化和未固化的多个固化程度中的每一个，确定构造材料的的辐射率。例如，若构造材料的类型是未知的，则可以如此。可以根据以下任何方法来确定辐射率。
[0088] 在一些示例中，控制器210可以控制构造材料分配器224，以通过使构造材料分配器224如前面所讨论的那样沿y轴移动，来在支撑构件204上提供构造材料层。然后，控制器210可以使试剂分配器将具有已知辐射率的试剂选择性地递送到构造材料层的一部分。试剂可以是前面描述的诸如碳黑等聚结剂的任何一种，或者可以是具有已知辐射率的任何其他适当的试剂。然后，可以使用加热器230或使用支撑构件204 的压板下方的导电式加热器来对层进行加热。可以在层中均匀加热，使得试剂和不具有试剂的部分可以具有相同的温度。试剂可以辐射出它吸收到的热量，并且类似地，构造材料的不具有试剂的部分可以辐射出它吸收到的热量。然后，可以通过辐射传感器228分别测量由试剂和由没有试剂的部分所发射出的辐射。可以在加热后，在发射出的辐射量稳定之后进行测量。黑体在温度T下发射出的IR能量等于由部分实际发射出的IR能量除以该部分的辐射率。
[0089]
[0090] 因此，可以通过输入试剂辐射率的已知值以及由试剂发射出的IR能量的测量值、由构造材料的不具有试剂的部分发射出的IR能量的测量值，由控制器210确定构造材料的没有试剂的部分的辐射率。在一些示例中，为了确定构造材料在不同程度的固化后的辐射率，可以使用诸如前面所描述的那些处理等任何适当的固化处理来将构造材料的各个部分固化至不同的程度，之后，可以如对未固化的没有试剂的部分一样执行如上述那样的类似处理。
[0091] 在其他示例中，构造区域中的温度对于所采用的特定增材制造系统而言是已知的。在这些示例中，可以如上述那样将层递送到支撑构件104上。然后，构造材料可以辐射出热，其可通过辐射传感器228来测量。然后，可以通过控制器210使用前面的公式、给出的在已知温度T下由黑体发射出的已知能量、以及测量到的由构造材料发射出的IR能量，来确定构造材料的辐射率：
[0092]
[0093] 该示例可改为涉及在增材制造系统的两个或更多不同的已知温度下测量由构造材料发射出的IR能量。因此，例如可以确定两个或更多不同的辐射率值并且加以平均。在一些示例中，为了确定构造材料在不同程度的固化后的辐射率，可以使用诸如前面所描述的那些处理等任何适当的固化处理来将构造材料的各个部分固化至不同的程度，之后，可以如对未固化的构造材料执行如上述那样的类似处理。
[0094] 在其他示例中，可以如上述那样将层递送到支撑构件104上，并且可以使用与前面相对于测定吸光度所描述的那些技术相类似的技术来测量辐射率。然而，在这些示例中，辐射源可以施加红外线辐射，并且可以通过控制器210来使用由红外传感器检测出的所反射的红外线辐射的量，以确定构造材料的辐射率。
[0095] 在上述示例中，用于确定辐射率的层可以在306中开始构造之前从支撑处被清除掉。然而，在其他的示例中，可以在用于确定辐射率的层的顶部处开始进行构造。
[0096] 在另外其他的示例中，例如，若辐射率因为构造材料的类型是已知的而为已知，则可以不执行302。
[0097] 在304中，(1)可以通过控制器210将所确定的或已知的辐射率中的每一个与固化程度相关联，和(2)可以通过控制器210将针对每个固化程度所确定的或已知的辐射率中的每一个与具有固化程度的构造材料的诸如吸光度或光泽度等光学属性相关联。诸如吸光度或光泽度等光学属性的值对于一类型的材料而言可以是已知的，并且被存储在控制器210中，或者在其他的示例中，可以根据前面关联图2a至2f所描述的任何技术来进行测量，例如，使用辐射源238、244和/或252以及辐射传感器228 和/或254。辐射传感器228和/或254可以将表示所测量的吸光度和/或光泽度的数据输出到控制器210。
[0098] 因此，可以将辐射率与固化之间的相关性以及辐射率与诸如吸光度和光泽度之类的各种光学属性之间的相关性存储在控制器210中。可以将相关性存储在查询表中，作为与该相关性的已知数据点相配合的数学公式，或者作为任何其他适当的数据对象。
[0099] 在306中，控制器210可以获取物体设计数据206，并且在此基础上，可以生成试剂递送控制数据208。
[0100] 在308中，如图4a所示，可以提供构造材料的层402b。例如，控制器210可以控制构造材料分配器224来通过使构造材料分配器224如前面所讨论的那样沿y轴移动，从而在支撑构件204上的先前完成的层402a上提供层402b。完成的层402a可以包括固化部分408。虽然为了说明的目的，在图4a-4d中示出了完成层402a，但应该理解的是，最初可以应用步骤308至322来生成第一层402a。
[0101] 在310中，可以通过加热器230对构造材料进行加热，以将构造材料加热到和/或保持于预定的温度范围内。预定的温度范围例如可以是低于构造材料在存在聚结剂 404的情况下将经历粘接的温度，例如构造材料的熔点之下。例如，预定的温度范围可以介于约摄氏155度至约摄氏160度之间，或者范围可能会集中在约摄氏160度左右。如果构造材料是结晶或半结晶的，则预定的温度范围可以介于构造材料的结晶温度和熔点之间。可以依据构造材料的类型来使用其他的温度范围。预加热可以帮助减少必须由能量源226施加以引起在其上聚结剂已被递送或已经渗透的构造材料的聚结及随后固化的能量的量。
[0102] 在一些示例中，可以基于层402b的不同部分上的在308至322的先前迭代中所确定的温度分布，通过加热元件232将层402b的不同部分加热至不同量。例如，相对于具有更大的确定温度的部分，可以将更多的热量施加到具有较低的确定温度的部分。因此，即使在加热前温度分布并不均匀，也可以在加热后实现大致均匀的温度分布。
[0103] 在一些示例中，如果层402b的一些部分具有过高的温度，则可以通过适当的冷却装置或试剂来对这些部分进行冷却。因此，构造材料的温度调节可以涉及控制器210 使诸如加热器或冷却装置的温度调节单元改变构造材料的温度，例如，基于在308至 322的先前迭代中所确定的温度，进行加热和冷却中的一个或两者。
[0104] 在312中，如图4b所示，可以将聚结剂404选择性地递送到层402b的一个或多个部分401的表面。如前面所讨论的，可以由试剂分配器202例如以诸如液滴的流体的形式来递送试剂404。可以不将试剂404递送到部分403和405。
[0105] 可以以层402b的、试剂递送控制数据208可以将其限定变为固体以形成将被生成的三维物体的一部分的部分401上的图案，来执行试剂404的选择性递送。“选择性递送”意指试剂可以以各种图案被递送到构造材料的表面层的选择部分。可以通过试剂递送控制数据208来限定图案。
[0106] 图4c示出已经基本上完全地渗透到构造材料层402b的部分401中的聚结剂404，但是在其他的示例中，渗透的程度可以小于100％。渗透的程度例如可取决于所递送的试剂量、取决于构造材料的性质、取决于试剂的性质等。
[0107] 然而，在一些示例中，例如若使用聚焦能量源来实现构造材料的固化，则可能不递送聚结剂404。
[0108] 在314中，可以暂时地向构造材料层402b施加预定水平的能量。在各个示例中，所施加的能量可以是红外线或近红外能量、微波能量、紫外线(UV)光、卤素光、超声能等。施加能量的时间长度或能量暴露时间例如可取决于以下中的一个或多个：能量源的特性、构造材料的特性以及聚结剂的特性。所使用的能量源的类型可取决于以下中的一个或多个：构造材料的特性以及聚结剂的特性。在一个示例中，能量可以被施加预定长度的时间。
[0109] 能量的暂时施加可以使构造材料的部分401加热至高于构造材料的熔点并且聚结。在一些示例中，能量源可以是聚焦的，并且在312中可以不提供聚结剂404。在一些示例中，能量源可以是未聚焦的，并且能量的暂时施加可以使构造材料的、聚结剂404已被递送或已经渗透于其上的部分401加热至高于构造材料的熔点并且聚结。例如，层402b的一些或所有的温度可以达到大约220摄氏度。如图4d中所示，部分 401一旦冷却，则可以聚结、可以变为固体、并且形成将要生成的三维物体的一部分。
[0110] 正如前面所讨论的，可能已在先前的迭代中生成了一个这样的固化部分408。在能量的应用过程中，所吸收的热量可能会传播到先前固化的部分408，以使部分408 的一部分加热至高于其熔点。如图4d所示，该效应帮助创建部分410，该部分410具有在固化的构造材料的相邻层之间的坚固的层间粘合。
[0111] 在316中，可以测量构造材料的层402b的部分401、403和405的表面的诸如吸光度和/或光泽度的光学属性。在一些示例中，如前面所讨论的，可以在314中的施加能量之后或之中进行测量。根据前面关联图2a至2f所描述的任何技术来进行测量，例如，使用辐射源238、244和/或252以及辐射传感器228和/或254。例如，可以针对每个部分401、403和405执行一个测量，或者可以在每个部分401、403和405的不同区域中执行多个测量。
[0112] 在确定构造材料的部分的辐射率时，可以在318中使用测量出的光学属性。然而，在其他的示例中，例如，若辐射率是根据物体设计数据206而不是光学属性来确定的，则可以不执行316。
[0113] 在318中，可以确定部分401、403和405中的每一个的辐射率。
[0114] 在一些示例中，可以使用在316中做出的诸如吸光度测量结果和/或光泽度测量结果的光学属性测量结果以及在304中确定或存储的、辐射率与光学属性之间的相关性，来确定辐射率。例如，对于每个部分401、403和405，辐射率可以是存储在与在316 中测量出的光学属性值相对应的相关性表或其他数据对象中的辐射率值。
[0115] 在一些示例中，可以使用物体设计数据206和在304中确定或存储的辐射率与固化之间的相关性，来确定辐射率。例如，对于每个部分401、403和405，辐射率可以是存储在与在针对各部分401、403或405的物体设计数据206中所定义的预期固化程度相对应的相关性表或其他数据对象中的辐射率值。因此，例如，物体设计数据可以限定部分403旨在经历预定程度的固化。相关性数据或其他数据对象可以将固化程度映射于辐射率值。
[0116] 上述任何用于确定辐射率的方法可以结合使用，并且使用不同方法的辐射率确定结果可以被平均或以其他方式在数学上组合，以提供更准确且对于误差而言更为健壮的确定。
[0117] 在320中，传感器229可以捕获图像，该图像表示由层402b的一个或多个区域(例如包括部分401、403和405)中的每一个发射出的诸如红外线辐射的辐射分布。如前面所讨论的，在其他的示例中，可以采用一系列图像来生成表示辐射分布的合成后或平均后的图像。
[0118] 在322中，可以通过控制器210，基于在318中确定的辐射率且基于在320中测量到的辐射分布，来确定层402b上的温度。如前所述，构造材料的一部分的温度可取决于测量到的红外线辐射分布，并且基于辐射率。在某些示例中，本文所述的方法允许足够的分辨率，使得可以做出大量的温度确定结果，其中每一个温度确定结果对应于层402b的一个小区域。因此，可被确定温度的区域中的每一个可以足够小，它不会同时包含固化和非固化的材料。例如，对于每个部分401、403和405，可以确定一个或多个温度。
[0119] 然而，在其他示例中，如果针对跨越诸如部分401和403的固化和未固化的区域的范围来做出单个辐射分布测量结果，则部分401和403中的每一个的温度确定结果可基于如下来来确定，即(1)所确定的辐射率，(2)所测量的辐射分布，(3)由部分 401和403所跨越的区域的已知相对尺寸，其可以基于物体设计数据206或基于辐射率测量结果或其他传感器的测量结果来确定，和(4)在一些示例中，但不一定是所有的示例，通常在固化部分与未固化部分中导致的加热中的相对差。控制器210可以确定该温度。尽管温度测量跨越两个部分，但是上述信息可足够确定固化部分401和非固化部分403中的每一个的温度。
[0120] 尽管使用316至322的方法来确定温度被示出为在314中的施加能量之后被执行，但是在其他的示例中，316至322可以贯穿方法300期间连续执行，可以在方法300 期间的任何其他时间点上执行，诸如在308和310之间，在310和312之间，和/或在 312和314之间。
[0121] 当如上述308至322中所描述的那样对构造材料层进行处理之后，可以在先前处理的构造材料层的顶部提供新的构造材料层。以这种方式，先前处理的构造材料层充当随后的构造材料层的支持体。随后，可以重复308到322的处理，以逐层生成三维物体。
[0123] 在以上描述中，阐述了许多详情以提供在本文公开的主题的理解。然而，可以在没有这些细节中的一些或所有的情况下实践示例。其他的示例可以包括根据以上讨论的细节所进行的修改和变化。所附权利要求旨在涵盖此类修改和变化。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种新型温度控制仪 | 2020-05-11 | 641 |
| 一种温度控制仪的散热壳体 | 2020-05-12 | 377 |
| 一种温度控制仪 | 2020-05-11 | 326 |
| 温度探针 | 2020-05-13 | 646 |
| 温度开关 | 2020-05-13 | 954 |
| 铂温度传感器及其制造方法 | 2020-05-11 | 676 |
| 温度探针 | 2020-05-13 | 543 |
| 温度探针 | 2020-05-12 | 3 |
| 估计温度 | 2020-05-12 | 805 |
| 温度熔断器 | 2020-05-11 | 69 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈