构建层温度控制制造技术

示例包括用于生成三维对象的装置。该装置包括至少一个能量源、至少一个构建层温度传感器和控制器。所述控制器用于控制所述至少一个能量源以在构建层温度小于第一温度阈值时预熔化构建区域中的构建层的部分。所述控制器进一步用于在预熔化所述构建层的部分之后，控制所述至少一个能量源以在构建层温度小于第二阈值时熔化所述构建区域中的构建层的部分。

Temperature control of construction layer

The example includes a device for generating a three-dimensional object. The device comprises at least one energy source, at least one construction layer temperature sensor and a controller. The controller is used to control the at least one energy source to pre-melt the portion of the construction layer in the construction region when the construction layer temperature is less than the first temperature threshold. The controller is further used to control the at least one of the at least one energy source after the pre melting part of the construction layer to melt the part of the construction layer in the construction area when the building temperature is less than second threshold.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】构建层温度控制
技术介绍
以逐层基础生成三维对象的添加式制造系统对于生产三维对象是便捷的方式。添加式制造系统的示例包括三维打印系统。添加式制造系统所生产的对象的质量基于所使用的添加式制造技术的类型而可能变化很宽泛。附图说明图1提供了用于生成三维对象的示例装置的一些组件的框图。图2A-C提供了用于生成三维对象的示例装置的一些组件的框图。图3提供了用于生成三维对象的示例装置的一些组件的框图。图4提供了图示可以由示例装置执行的操作序列的流程图。图5提供了图示可以由示例装置执行的操作序列的流程图。图6提供了图示可以由示例装置执行的操作序列的流程图。图7A-B提供了图示可以由示例装置执行的操作序列的流程图。图8A-B提供了图示可以由示例装置执行的操作序列的流程图。贯穿附图，相同的附图标记指定相似但并不一定相同的元件。各图并不一定依比例，并且一些零件的大小可以被夸大从而更为清楚地图示出所示示例。此外，附图提供了与本说明书一致的示例和/或实施方式；然而，本说明书并不局限于附图中所提供的示例和/或实施方式。具体实施方式本文所提供的示例包括用于生成三维对象的装置和过程。用于生成三维对象的装置可以被称作添加式制造装置和添加式制造过程。如将要意识到的，本文所描述的示例装置可以对应于三维打印系统，所述三维打印系统也被称作三维打印机。在示例的添加式制造过程中，构建材料的层可以在构建材料支撑的构建区域中分发，制剂可以选择性地在构建材料的层上分发，并且能量可以被临时施加于构建材料的层。如本文所使用的，构建层可以是指在构建区域中分发的、可以在其上分发制剂和/或施加能量的构建材料层。能量的施加可以导致构建材料的层中已经对其施加了制剂的部分开始结合。作为对比，其上并未分发制剂的构建材料则不会由于能量的施加而结合。在一些示例中，能量可以利用示例装置的至少一个能量源被施加于构建层。能量源的示例可以包括加热元件、电磁辐射发射器(例如，光发射器、红外发射器、紫外发射器、激光发射器等)和/或灯具(例如，卤素灯)。能量的初始施加可以导致构建层的部分结合，能量这样的初始施加可以被称作预熔化。构建材料近似完全的结合可以被称作熔化。构建材料的层的部分可以开始结合的温度可以被称作熔化温度。如将要意识到的，预熔化和熔化之间的差异可以至少部分基于所施加能量的量/强度和/或能量被施加的持续时间。在冷却时，构建材料层中已经结合的部分变为固态并且形成正在生成的三维对象的一部分。因此，构建材料层中在其上选择性地分发以制剂(并且变为固态)的部分可以被称之为构建层的“零件区域”。添加层可以被分发并且上文所描述的操作可以针对每一层来执行以由此生成三维对象。如将要意识到的，每一层可以对应于所要形成的三维对象的一个横截面。在先前层的顶端顺序加层并熔化构建材料层的部分可以促成三维对象的生成。三维对象的逐层形成可以被称作按层添加式制造过程。在一些示例中，构建层的高度(其也可以被称作厚度)可以处于微米规模。例如，一些示例的构建层高度可以处于近似60至150微米的范围内。此外，构建材料的累计层的整体构建高度可以处于厘米或米的规模，这取决于所实施的装置和过程。在本文所描述的示例中，构建材料可以包括粉基的构建材料，其中粉基的构建材料可以包括湿性和/或干性粉基材料、微粒材料和/或颗粒材料。在一些示例中，构建材料可以是弱光吸收聚合物。在一些示例中，构建材料可以是热塑性的。此外，如本文所描述的，制剂可以包括可以在施加能量时促进构建材料的熔化的流体。在一些示例中，制剂可以被称作结合制剂。在一些示例中，制剂可以是光吸收流体，诸如着色剂。如将要意识到的，各种类型的构建材料可以具有不同的材料属性。如本文所描述的按层添加式制造过程的各种操作的执行可以至少部分基于在这样的过程中所使用的构建材料的材料属性。示例的材料属性可以包括临界温度、发射率、吸收率、导热系数、热扩散率、热膨胀、感光灵敏度、反射率、熔点、热膨胀系数、可塑性、弹性、渗透性、反应性、表面能量、导电率、介电常数和/或其它这样的物理属性。在用于生成三维对象的装置的一些示例中，构建层在预熔化和/或熔化期间的温度会影响所生成的三维对象的整体质量和材料/机械强度。此外，装置所生成的三维对象的质量可以至少部分基于装置的选择性。装置的选择性可以是指这样的特性，所述特性对应于该装置向构建层的、将被用来形成对象的部分施加能量的能力以及该装置不向构建层的、将不被用来形成该对象的部分施加能量的能力。示例装置包括至少一个构建层温度传感器，所述构建层温度传感器被利用来确定在装置的构建区域中分发的构建材料的层的构建层温度。构建层温度传感器的示例可以包括红外温度传感器、热视觉传感器、红外相机，和/或可以被用来确定构建层的温度的其它类型的传感器。在示例中，至少一个能量源可以至少部分基于构建层的温度而针对构建层的预熔化和/或熔化加以控制。在一些示例中，能量源可以被操作以在构建层温度小于第一温度阈值时预熔化构建层。在这样的示例中，该第一温度阈值可以对应于冷却时间的控制——如果构建层的温度大于阈值，则装置可以等待直至构建层的温度冷却至第一温度阈值。在一些示例中，第一温度阈值可以被称作预熔化温度阈值。如将要意识到的，当构建层冷却到预熔化温度阈值时，装置可以发起操作的执行从而在构建层上执行预熔化。此外，第一温度阈值可以至少部分基于在按层添加式制造过程中所实施的构建材料的材料属性。因此，第一温度阈值(即，预熔化温度阈值)可以基于装置所使用的构建材料而变化。在一些示例中，第一温度阈值可以处于从近似60摄氏度到近似100摄氏度的范围内。在一些示例中，第一温度阈值可以处于从近似80摄氏度到近似90摄氏度的范围内。然而，将要意识到的是，在其它示例中，第一温度阈值可以大于或小于该示例范围的近似温度数值。此外，在预熔化构建层之后，能量源可以被操作以在构建层温度小于第二温度阈值时熔化构建层。在这样的示例中，第二温度阈值可以对应于与熔化构建层之后的冷却时间的控制——如果构建层的温度在预熔化之后大于第二温度阈值，则该装置将会等待直至构建层的温度冷却至第二温度阈值。在一些示例中，第二温度阈值可以被称作熔化温度阈值。如将要意识到的，当构建层冷却至熔化温度阈值时，装置可以发起操作的执行从而在构建层上执行熔化。此外，第二温度阈值可以至少部分基于在按层添加式制造过程中所实施的构建材料的材料属性。因此，第二温度阈值(即，熔化温度阈值)可以基于装置所使用的构建材料而变化。在一些示例中，第二温度阈值可以处于从近似70摄氏度到近似110摄氏度的范围内。在一些示例中，第二温度阈值可以处于从近似85摄氏度到近似100摄氏度的范围内。然而，将要意识到的是，在其它示例中，第二温度阈值可以大于或小于该示例范围的近似温度数值。如本文所使用的，在关于数值使用时，“近似”可以对应于±10％的范围。因此，一些示例可以基于构建层的温度来协调添加式制造过程的各种操作的执行。如将要意识到的，在一些示例中，添加式操作过程的操作的执行可以被延迟直至构建层温度小于指定阈值。在这些示例中，通过等待直至构建层小于所定义的温度阈值，示例可以在按层添加式制造过程中实施被动冷却。在这样的示例中，至少部分基于构建层温度对按层添加式制造过程的操作的执行进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生成三维对象的装置，所述装置包括：至少一个能量源；至少一个构建层温度传感器；和控制器，所述控制器用于：控制所述至少一个能量源以在构建层温度小于第一温度阈值时预熔化所述装置的构建区域中的构建层的部分，并且在预熔化所述构建层的部分之后，控制所述至少一个能量源以在构建层温度小于第二温度阈值时熔化所述构建区域中的构建层的部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生成三维对象的装置，所述装置包括：至少一个能量源；至少一个构建层温度传感器；和控制器，所述控制器用于：控制所述至少一个能量源以在构建层温度小于第一温度阈值时预熔化所述装置的构建区域中的构建层的部分，并且在预熔化所述构建层的部分之后，控制所述至少一个能量源以在构建层温度小于第二温度阈值时熔化所述构建区域中的构建层的部分。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器进一步用于：利用至少一个构建区域温度传感器监视所述构建层的温度以确定所述构建层温度何时小于所述第一温度阈值，并且在预熔化所述构建层的部分之后，利用所述至少一个构建区域温度传感器监视所述构建区域的温度以确定所述构建层温度何时小于所述第二温度阈值。3.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：用于在所述构建区域中分发构建材料的构建材料分发器，其中所述控制器进一步用于：在控制所述至少一个能量源以预熔化所述构建层的部分之前，控制所述构建材料分发器在所述构建区域中分发所述构建层的构建材料，并且在控制所述至少一个能量源以由此熔化所述构建层的部分之后，控制所述构建材料分发器在所述构建区域中分发另一个构建层的构建材料。4.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：用于在所述构建区域中选择性地分发制剂的制剂分发器，其中所述控制器进一步用于：在控制所述至少一个能量源以预熔化所述构建层的部分之前，控制所述制剂分发器以在所述构建区域中的构建层上选择性地分发制剂，并且在控制所述至少一个能量源以由此熔化所述构建层的部分之后，控制所述制剂分发器以在所述构建区域中的另一个构建层上选择性地分发制剂。5.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：用于在所述构建区域上沿扫描轴移动的扫描车，其中所述至少一个能量源耦合至所述扫描车，并且所述控制器进一步用于控制所述扫描车沿所述扫描轴的移动。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述控制器与控制所述扫描车沿所述扫描轴在第一方向上以第一扫描速度的移动同时地控制所述至少一个能量源以预熔化所述构建层的部分，并且所述控制器与控制所述扫描车沿所述扫描轴在第二方向上以第二扫描速度的移动同时地控制所述至少一个能量源以熔化所述构建层的部分。7.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：用于在所述构建区域上沿第一扫描轴移动的第一扫描车；耦合至所述第一扫描车的构建材料分发器，所述构建材料分发器用于在所述第一扫描车沿所述第一扫描轴移动时在所述构建区域中分发构建材料；用于在所述构建区域上沿第二扫描轴移动的第二扫描车；耦合至所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵焱，A·哈特曼，L·赵，
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