用于减少用于增材制造的差异固化伪影的技术及相关系统和方法技术方案

根据一些方面，提供了用于在增材制造中减少时间相关的制造伪影的技术。通过选择性地激活和去激活形成固体材料的增材制造设备的元件，可以顺序地形成相邻的材料区域，从而减少时间相关的制造伪影，代价是制造对象所花费的时间增加。在一些实施方式中，可以基于对在制造时对象的哪部分将可见的评估来对正在制造的对象的子集执行对形成固体材料的增材制造设备的元件的选择性激活和去激活。

Techniques and related systems for reducing differential solidification artifacts used in augmentation manufacturing

According to some aspects, techniques for reducing time-related artifacts in additive manufacturing are provided. By selectively activating and deactivating components to form solid material augmentation manufacturing equipment, adjacent material areas can be sequentially formed, thus reducing time-related artifacts, at the cost of increasing the time spent on the manufacturing object. In some embodiments, selective activation and deactivation of elements forming an add-on manufacturing device for solid materials can be performed on a subset of the object being manufactured based on an assessment of which part of the object will be visible at the time of manufacture.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减少用于增材制造的差异固化伪影的技术及相关系统和方法
本申请总体涉及用于对通过增材制造(例如，3d打印)产生的对象改善表面光洁度和减少差异固化伪影(differentialcureartifacts)的技术。
技术介绍
增材制造例如三维(3D)打印通常通过使部分构建材料在特定位置处凝固来提供用于制造对象的技术。增材制造技术可以包括立体光刻(stereolithography)、选择性或熔融沉积成型、直接复合制造、压合对象制造、选择性相区沉积、多相喷射凝固、弹道颗粒制造、颗粒沉积、激光烧结或其组合。许多增材制造技术通过形成通常为期望对象的横截面的相继层来构建对象。通常，各层形成为使得其粘附至在先形成的层或在其上构建对象的基底。在一种被称为立体光刻的增材制造方法中，通过通常首先在基底上然后一个在另一个顶部上相继地形成可固化聚合物树脂的薄层来创建固体对象。暴露于光化辐射使液体树脂的薄层固化，这使其硬化，改变物理属性并粘附至在先固化的层或构建平台的底表面。在诸如立体光刻这样的技术中，通过移动入射光化辐射的区域穿过液体树脂层来形成对象，以完成正在形成的对象的横截面。入射光化辐射的区域可以由任何光源例如通过激光引起。
技术实现思路
根据一些方面，提供了一种对增材制造设备进行配置以制造对象的方法，增材制造设备被配置成通过将至少一个光化辐射源引导至液体光聚合物上来形成固体材料，该方法包括：基于对象的三维模型来识别在由增材制造设备制造对象时对象的预期可见的至少第一区域；基于对象的三维模型针对对象的与第一区域相交的至少一个横截面生成下述路径：至少一个光化辐射源将被引导至所述路径上以形成对象的至少一个横截面，其中，所述路径包括：第一部分，至少一个光化辐射源将在第一部分上被激活，以及第二部分，至少一个光化辐射源将在第二部分上被去激活，其中，基于对象的所识别的第一区域生成路径的第二部分；以及使用至少一个处理器生成下述指令：当由增材制造设备执行时，所述指令使增材制造设备至少部分地通过在所生成的路径上引导至少一个光化辐射源并且根据路径的第一部分和第二部分在所生成的路径上激活和去激活至少一个光化辐射源来制造对象。根据一些方面，提供了一种计算机系统，该计算机系统包括：至少一个处理器；包括处理器可执行指令的至少一个计算机可读介质，所述处理器可执行指令当被执行时使至少一个处理器执行对增材制造设备配置以制造对象的方法，增材制造设备被配置成通过将至少一个光化辐射源引导至液体光聚合物上来形成固体材料，该方法包括：基于对象的三维模型来识别在由增材制造设备制造对象时对象的预期可见的至少第一区域；基于对象的三维模型针对对象的与第一区域相交的至少一个横截面生成下述路径：至少一个光化辐射源将被引导至所述路径上以形成对象的至少一个横截面，其中，该路径包括：第一部分，至少一个光化辐射源将在第一部分上被激活，以及第二部分，至少一个光化辐射源将在第二部分上被去激活，其中，基于对象的所识别的第一区域生成路径的第二部分，以及使用至少一个处理器生成下述指令：当由增材制造设备执行时，所述指令使增材制造设备至少部分地通过在所生成的路径上引导至少一个光化辐射源并且根据路径的第一部分和第二部分在所生成的路径上激活和去激活至少一个光化辐射源来制造对象。前述
技术实现思路
是以说明的方式提供的，而不旨在限制。附图说明附图并非旨在按比例绘制。为了清楚起见，可能未在每个附图中标出每个部件。在附图中：图1A至图1B示出了根据一些实施方式的形成部件的多个层的立体光刻打印机的示意图；图2A至图2B描绘了根据一些实施方式的说明性立体光刻打印机；图3A至图3B对根据一些实施方式的使用传统的光化辐射的应用形成的对象和使用根据本文描述的技术的光化辐射的应用形成的相同对象的说明性表面光洁度进行对比；图4A至图4B描绘了根据一些实施方式的在对象的横截面区域上的入射光化辐射的样本路径；图5描绘了根据一些实施方式的在对象包括多个空腔的情况下的在对象的横截面区域上的入射光化辐射的样本路径；图6描绘了根据一些实施方式的在扫描线之间具有高差量的对象的横截面区域上的入射光化辐射的样本路径；图7是根据一些实施方式的适合于实践本专利技术的各方面的系统的框图；以及图8示出了可以在其上实现本专利技术的各方面的计算系统环境的示例。具体实施方式提供了用于对通过增材制造产生的对象改善表面光洁度和减少差异固化伪影，从而提高对象保真度的技术。如上所讨论的，在增材制造中，可以在在先形成的层上或在其上形成对象的基底上形成一个或更多个层。根据一些实施方式，当液体树脂区域暴露于光化辐射的区域时形成这些层。在每一层内被选择以进行固化的液体树脂的区域对应于正在制造的对象的横截面。在一些使用情况下，暴露于光化辐射的区域小于横截面的区域，并且因此必须移动暴露于光化辐射的区域以覆盖横截面的整个区域。在一些情况下，对象的横截面包含下述包封(encapsulated)区域，在该包封区域中材料不被固化同时被材料待固化的区域包围。这些区域在本文中称为“空腔(void)”或“内部空腔”，并且为了形成包括空腔的横截面，入射光化辐射的区域必须在横截面上移动，使得其按照预期固化横截面的区域同时基本上不暴露一个或更多个空腔区域内的液体树脂。用于固化包含空腔的横截面区域的常规技术连续地产生固体材料，同时避开空腔区域。例如，立体光刻设备可以通过移动光化辐射暴露的区域来保持连续的光化辐射暴露，使得其避开空腔区域，从而在除空腔区域以外的位置处产生固体材料。作为另一示例，熔融沉积成型设备可以连续地沉积材料，同时避开空腔区域。这种方法的一个问题是材料收缩和运动控制滞后可能会在得到的对象中产生时间相关性。由于横截面的区域在不同的时间点凝固(例如，通过固化光聚合物、通过冷却沉积的热塑性塑料等)，因此可能在首先凝固的材料与在足够晚的时间凝固的相邻材料之间的接口处产生伪影。这些伪影可能表现为边缘或其他可见的不连续，从而导致所制造的部件呈现比期望低的质量。专利技术人已经认识并且理解，增材制造设备可以被配置成通过将该设备配置成在空腔上移动入射光化辐射的区域同时使光化辐射源去激活来制造具有较少和/或较小上述时间相关的伪影的可见实例的对象。虽然在空腔区域上移动入射光化辐射的区域可能导致在制造期间由该区域遍历较长路径，并且因此可能导致制造时间增加，但是这种方法确保相邻的固体区域在时间上紧密地形成在一起，从而减轻上述类型的可见伪影。如本文所提及的，光化辐射的区域是光化辐射源被引导至其的区域，而不管该源是被激活还是被去激活。根据一些实施方式，光化辐射源可以包括任何合适的辐射源，例如但不限于激光器或发光二极管(LED)阵列。在一些实施方式中，LED阵列可以布置成具有与制造区域的宽度相等的宽度的光化辐射条。可以选择性地照射沿着制造区域的宽度的点，从而在那些位置中形成固体材料以及通过连续移动该条穿过制造区域形成的对象的层。根据一些实施方式，增材制造设备可以被配置成移动光化辐射的区域同时使光化辐射源去激活，以减少固体材料的相邻区域的形成之间的时间差。在一些使用情况下，光化辐射的区域可以通过遍历扫描线来使横截面栅格化(raster)，并且在一些情况下，两条扫描线可以彼此相邻但具有非常不同的长度。针对其中光化辐射的区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对增材制造设备进行配置以制造对象的方法，所述增材制造设备被配置成通过将至少一个光化辐射源引导至液体光聚合物上来形成固体材料，所述方法包括：基于所述对象的三维模型来识别在由所述增材制造设备制造所述对象时所述对象的预期可见的至少第一区域；基于所述对象的所述三维模型针对所述对象的与所述第一区域相交的至少一个横截面生成下述路径：所述至少一个光化辐射源将被引导至所述路径上以形成所述对象的所述至少一个横截面，其中，所述路径包括：第一部分，所述至少一个光化辐射源将在所述第一部分上被激活；以及第二部分，所述至少一个光化辐射源将在所述第二部分上被去激活；其中，基于所述对象的所识别的第一区域生成所述路径的所述第二部分；以及使用至少一个处理器生成下述指令：当由所述增材制造设备执行时，所述指令使所述增材制造设备至少部分地通过在所生成的路径上引导所述至少一个光化辐射源并且根据所述路径的所述第一部分和所述第二部分在所生成的路径上激活和去激活所述至少一个光化辐射源来制造所述对象。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.26 US 62/399,5691.一种对增材制造设备进行配置以制造对象的方法，所述增材制造设备被配置成通过将至少一个光化辐射源引导至液体光聚合物上来形成固体材料，所述方法包括：基于所述对象的三维模型来识别在由所述增材制造设备制造所述对象时所述对象的预期可见的至少第一区域；基于所述对象的所述三维模型针对所述对象的与所述第一区域相交的至少一个横截面生成下述路径：所述至少一个光化辐射源将被引导至所述路径上以形成所述对象的所述至少一个横截面，其中，所述路径包括：第一部分，所述至少一个光化辐射源将在所述第一部分上被激活；以及第二部分，所述至少一个光化辐射源将在所述第二部分上被去激活；其中，基于所述对象的所识别的第一区域生成所述路径的所述第二部分；以及使用至少一个处理器生成下述指令：当由所述增材制造设备执行时，所述指令使所述增材制造设备至少部分地通过在所生成的路径上引导所述至少一个光化辐射源并且根据所述路径的所述第一部分和所述第二部分在所生成的路径上激活和去激活所述至少一个光化辐射源来制造所述对象。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述路径的所述第二部分被生成为与所述对象的所识别的第一区域相邻。3.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所生成的路径不包括所述路径的所述第二部分，则基于预期将产生的时间相关的固化伪影的度量来生成所述路径的所述第二部分。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对象的所述第一区域是所述对象的表面区域。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对象的所述第一区域在所述对象的表面下方，并且所述对象的所述第一区域在由所述增材制造设备制造所述对象时通过在所述对象的所述第一区域与所述对象的所述表面之间待被制造的材料被识别为预期可见。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述路径的所述第二部分遍历所述对象的所述至少一个横截面内的内部空腔。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述路径的所述第二部分位于所述对象的所述至少一个横截面的外部。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所生成的路径还包括在其上所述至少一个光化辐射源将被去激活的第三部分，其中，所述第三部分被布置成平行于所生成的路径的所述第二部分并且与所生成的路径的所述第二部分相邻，并且其中，至少部分地基于所述第二部分的长度来确定所述第三部分的长度。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所生成的路径还包括至少一个点，在所述至少一个点处，所述至少一个光化辐射源将静止一段时间，同时所述至少一个光化辐射源被去激活。10.一种计算机系统，包括：至少一个处理器；包括处理器可执行指...

【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明·弗朗茨达莱，安德雷·米先科，
申请(专利权)人：福姆实验室公司，
类型：发明
国别省市：美国,US