构造材料简档制造技术

描述了生成用于制作三维物体的控制数据(280)的示例。针对指示的构造材料访问构造材料简档数据(260)。给定构造材料的构造材料简档数据定义一个或多个参数值，这一个或多个参数值取决于给定构造材料的属性，并被配置为利用预定义构造属性生成三维物体。特定示例被设置为通过将构造材料简档数据应用于所接收的物体数据(230)而生成用于制作三维物体的控制数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
逐层生成三维物体的增材制造系统已作为制作少量三维物体的潜在便捷方式被提出。这些系统通常接收采用物体模型形式的三维物体定义。该物体模型被处理以指令增材制造系统利用一种或多种构造材料制作物体。存在多种不同类型的增材制造系统。物体模型的处理可基于增材制造系统的类型而变化。附图说明本公开的多种特征和优点将从以下详细描述并结合附图显而易见，附图仅以示例方式与说明书一起图示本公开的特征，其中：图1A至1C为根据一个示例的构造三维物体层的过程的示意性图示；图2为示出根据一个示例的生成用于制作三维物体的控制数据的装置的简化示意图；图3为示出根据一个示例的构造材料简档的结构的示意性图示；图4为根据一个示例的增材制造系统的简化等比例图示；图5为示出根据一个示例的生成控制数据的方法的流程图；图6为示出根据一个示例的制作三维物体的方法的流程图；并且图7为示出根据一个示例的示例性处理系统的示意图。具体实施方式在如下描述中，为说明目的，特定示例的多个特定细节被提出。说明书中引用的“示例”、“情况”或类似语言表示与示例结合描述的特定特征、结构或特性至少包括于那一个示例中或包括于该示例的至少一个可能实施方式中，但不一定包括在其它示例中或该示例的全部可能的实施方式中。特定增材制造系统用于通过至少一个构造材料的固化生成三维物体。得到的三维物体的属性取决于所使用的构造材料及这些构造材料的属性。得到的物体属性还可能取决于诸如所使用的固化方法和外部环境与条件的附加因素。因此，这些系统可能需要仔细的校准，并且可能需要重新校准，以实现要制作的三维物体
的期望属性集合。本文描述的特定示例参考下述增材制造系统呈现，该系统使用“逐层”方法，即将构造材料沉积于平台上并且在施加下一层构造材料之前向每层施加固化过程。要创建的三维物体可在计算机辅助设计(CAD)包中设计，其为物体或物体的一部分定义物体数据。与物体或物体的一部分相关联的物体数据可包括诸如物体的总体三维形状的设计属性，还包括诸如颜色、平滑性和不透明度的表面属性。在特定情况下，物体数据还可包括要制作的物体的期望的和/或要求的材料属性，例如诸如密度、应力、强度和弹性属性之类的机械属性，导热和导电属性以及若干进一步附加的材料属性。本文描述的特定示例提供了用于增材制造系统的构造材料简档。在这些示例中，增材过程中使用的构造材料具有其自身的参数集合，其可被用于实现最终三维物体的期望属性集合的标称值。这些参数可与接收的给定物体的物体数据一起使用，以生成用于制作物体的合适的控制数据。特定示例中，在由一种或多种构造材料简档设置的最佳控制参数下操作的增材制造系统在使用一种或多种选择的构造材料时提供稳定的构造过程。现将参考图1A至1C描述根据一个示例的生成三维物体的过程。图1A至1C涉及使用聚结剂和聚结改性剂的示例增材制造系统。这些试剂允许三维物体具有变化的材料属性。尽管特定增材制造系统作为示例被呈现，但是如下描述的示例可应用于其他增材制造系统。这些系统包括选择性激光烧结系统、立体平版印刷系统、喷墨系统、任何三维打印系统、喷墨沉积系统及分层实体制造系统，以及其他。在本文描述的示例中，聚结剂是被配置为需施加于构造材料的各部分并且在能量施加于所沉积的流体时使各部分聚结的任何物质。在一种情况下，聚结剂可包括能量吸收器，诸如紫外、可见光和/或红外能量吸收器。因此，聚结剂的沉积可使构造材料的特定部分从能量源吸收能量。从而可将所述部分加热至高于构造材料熔点的温度，使构造材料聚结，例如熔合。同样地，聚结改性剂是用于改变聚结剂的效果的任何物质。例如，聚结剂和聚结改性剂可被选择为使得：i)构造材料中没有聚结剂被递送到其上的各部分在能量暂时施加于其时不进行聚结；ii)构造材料中仅聚结剂被递送或渗透到其上的各部分在能量暂时施加于其时进行聚结；iii)构造材料中仅聚结改性剂被递送或渗透到其上的各部分在能量暂时施加于其时不进行聚结；并且iv)构造材料中聚结剂和聚结改性剂均被递送或渗透到其上的各部分可经受修改后的聚结度。聚结改
性剂可利用不同的物理和/或化学效应来改变聚结剂的效果。聚结改性剂可依赖于所选择剂型的特性而降低聚结度或增大聚结度。图1A至1C示出了根据一个示例的一层所选择的构造材料的截面的系列100。为简单起见，该示例结合单种构造材料描述，然而该过程可被扩展至多种构造材料。在图1A中，构造材料110的第一层被提供于合适的支撑构件(未示出)上。在一个示例，所提供的构造材料层的厚度处于约90至110微米的范围，但在其它示例中可提供更薄或更厚的构造材料层。图1A至1C的示例使用聚结剂120和聚结改性剂130，它们被选择性地递送至构造材料层110的表面的一个或多个部分。试剂120和130的选择性递送是根据该层的控制数据来执行的。该控制数据可为由下述示例生成的控制数据。选择性递送意味着聚结剂和聚结改性剂两者可以以相对独立的模式递送至构造材料表面层的所选部分。这些模式可由控制数据确定。在一种情况下，聚结剂120可包括黑色着色剂，诸如包括碳黑的墨水型配方。聚结改性剂130可包括防止构造材料固化的任何试剂。例如，其可包括：包括固体的液体；盐溶液；呈现合适冷却效果的流体；合适的塑化剂；或表面张力改性剂。层110可包括一种或多种构造材料。这些构造材料可包括粉末半结晶热塑性材料。其还可包括金属粉末材料、复合粉末材料、陶瓷粉末材料、玻璃粉末材料、树脂粉末材料、和聚合物粉末材料，等。图1B示出了递送至构造材料表面的试剂120和130渗透到构造材料层110中，例如位置140和150处。试剂渗透程度可在两个不同的试剂之间有所不同，或在某些示例中可基本相同。在某些示例，渗透程度可根据增材制造系统的配置而变化。在试剂120和130渗透至层110中之后，预定义水平的能量被暂时施加。在一个示例，施加的能量为红外或近红外能量，但在其它示例，可施加其他类型的能量，诸如微波能量、紫外(UV)光、卤素光、或超声能量等。能量源被施加的时长和/或能量源的类型可根据增材制造系统的配置而变化。能量的暂时施加使构造材料中聚结剂被递送或渗透到其上的一部分，例如部分140，加热至高于构造材料的熔点并聚结。在冷却时，已聚结部分成为固态并形成所生成的三维物体的一部分。一个这种部分在图1C中被示出为部分160。在本示例，构造材料中聚结改性剂被递送或渗透到其上的部分，例如部分150，在能量源的施加之后不进行聚结。这可帮助减少侧向聚结渗出的效果。这可例如用于改进物体边缘或表面的清晰度或准确度，和/或降低表面粗糙度。在另一示例，聚结改性剂可在散布有聚结剂的情况下被递送，其可用于使物体属性发生改变。图1A至1C示出的过程可针对与
三维模型(例如上述由物体数据定义的三维模型)的后续平面或纵向切片相关联的后续构造材料层进行重复。图2示出了根据一个示例的用于生成用于制作三维物体的控制数据的装置200的示意图。在图2，装置200包括接口210以及可通信地耦接至接口210的控制器220。接口210被设置为接收或获取要生成的三维物体的物体数据230。在图2的示例中，物体数据230至少包括物体模型数据240。物体模型数据240可定义要生成的物体的至少一部分的三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生成用于制作三维物体的控制数据的装置，包括：接口，被设置为接收：要生成的三维物体的物体数据，和选择数据，指示用于生成所述三维物体的至少一种构造材料；以及控制器，被设置为访问所述选择数据中指示的所述至少一种构造材料的构造材料简档数据，其中给定构造材料的构造材料简档数据定义一个或多个参数值，所述一个或多个参数值取决于所述给定构造材料的属性，并且被配置为利用预定义构造属性生成三维物体，并且其中至少一个参数值关于聚结改性剂和所述给定构造材料的相互作用，所述聚结改性剂被用于在制作所述三维物体时改变所述给定构造材料的聚结，所述控制器被设置为通过将所访问的构造材料简档数据应用于所接收的物体数据而生成用于制作所述三维物体的控制数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.16 EP PCT/EP2014/0508411.一种生成用于制作三维物体的控制数据的装置，包括：接口，被设置为接收：要生成的三维物体的物体数据，和选择数据，指示用于生成所述三维物体的至少一种构造材料；以及控制器，被设置为访问所述选择数据中指示的所述至少一种构造材料的构造材料简档数据，其中给定构造材料的构造材料简档数据定义一个或多个参数值，所述一个或多个参数值取决于所述给定构造材料的属性，并且被配置为利用预定义构造属性生成三维物体，并且其中至少一个参数值关于聚结改性剂和所述给定构造材料的相互作用，所述聚结改性剂被用于在制作所述三维物体时改变所述给定构造材料的聚结，所述控制器被设置为通过将所访问的构造材料简档数据应用于所接收的物体数据而生成用于制作所述三维物体的控制数据。2.根据权利要求1的装置，其中所述至少一种构造材料包括构造材料混合物，所述构造材料混合物包括一部分先前使用的未聚结的构造材料和一部分新的构造材料，并且所述构造材料简档数据指示用于利用所述构造材料混合物制作三维物体的参数值，所述参数值不同于针对新的构造材料的参数值。3.根据权利要求1的装置，其中所述一个或多个参数值包括需用于所述给定构造材料的单位体积的聚结剂的量和需用于所述给定构造材料的单位体积的聚结改性剂的量。4.根据权利要求3的装置，包括：第一试剂分配器，被设置为从所述控制器接收所述控制数据，并根据所述控制数据选择性地将所述聚结剂递送到所述至少一种构造材料的层的部分上；第二试剂分配器，被设置为从所述控制器接收所述控制数据，并根据所述控制数据选择性地将所述聚结改性剂递送到所述至少一种构造材料的层的部分上；以及构造材料分配器，被设置为提供至少一种构造材料的第一层，并在先前提供的层上提供至少一种构造材料的后续层，其中所述聚结剂和所述聚结改性剂在所述三维物体根据所述控制数据的制作期间，在能量源施加于至少一种构造材料的层时，提供选择性聚结。5.根据权利要求4的装置，包括：构造材料供给器，被设置为供应供所述构造材料分配器分配的构造材料，其中所述选择数据指示由所述构造材料供给器供应的构造材料。6.根据权利要求5的装置，其中所述构造材料供给器与储存介质相联，所述储存介质被配置为存储用于标识构造材料的数据，并且其中所存储的数据包括所述选择数据的至少一部分。7.根据权利要求1的装置，其中所述一个或多个参数包括针对给定构造材料的以下一个或多个：需用于所述给定构造材料的单位体积的聚结改性剂的量；需用于所述给定构造材料的聚结改性剂的半径；在所述给定构造材料的构造材料混合物中使用的未聚结构造材料的量；用于分配用于所述给定构造材料的层的至少所述聚结改性剂的多个通道；以及需施加于所述给定构造材料的层的一个或多个未聚结区域的温度。8.根据权利要求7的装置，其中所述一个或多个参数进一步包括针对给定构造材料的以下一个或多个：需在...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·拉米雷斯·穆埃拉，塞格欧·皮加德·阿拉门迪亚，波尔·马丁内斯·福尔诺斯，萨尔瓦多·桑切斯·里韦斯，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国;US