用于由颗粒形成的3D特征的热支撑物制造技术

根据示例，三维(3D)制造系统可以包括控制器，所述控制器用于识别要制造的物体的特征，并且基于所识别的特征具有的大小小于预定大小，确定用于所识别的特征的热支撑物。控制器还可以控制制造部件通过施加能量由第一组颗粒形成所确定的热支撑物、由第二组颗粒形成与所形成的热支撑物邻近的中间区段，并且通过施加能量由第三组颗粒形成与中间区段邻近的特征，其中来自热支撑物的热量用于减小第三组颗粒的热流失速率。

Thermal support for 3D features formed by particles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于由颗粒形成的3D特征的热支撑物
技术介绍
在三维(3D)打印中，通常使用加法打印工艺根据数字模型来制作三维固体零件。一些3D打印技术被视为加法工艺，因为它们涉及将连续的层或体积的构建材料(例如粉末或粉末状的构建材料)施加到现有表面(或先前的层)。3D打印常常包括构建材料的固化，对于一些材料，可以通过使用热量和/或化学粘合物来完成固化。附图说明本公开的特征通过示例的方式示出，并且在以下(一个或多个)附图中不被限制，在附图中，相似的附图标记指示相似的元件，其中：图1A示出了示例性3D制造系统的图解，所述示例性3D制造系统可以形成热支撑物，以减小形成3D物体的特征的颗粒热流失的速率；图1B示出了构建包封130的截面侧视图，在构建包封130中可以形成示例性3D物体和示例性热支撑物；图2示出了另一个示例性3D制造系统的图解，所述示例性3D制造系统可以在3D物体的特征附近形成热支撑物，以减小形成该特征的颗粒热流失的速率；图3示出了可以在形成3D物体的特征之前形成热支撑物的示例性装置的框图；以及图4示出了示例性方法的流程图，所述示例性方法用于形成用于3D物体的特征的热支撑物，以提高形成该特征的颗粒的温度。具体实施方式如本文中所述，当3D物体的特征(例如，3D物体的精细细节)相对小时，形成特征的颗粒可能无法达到适当熔化和熔融的足够温度，并且产生的特征可能是多孔的，并且因此可能具有低的机械强度、不正确的颜色、低的表面质量、不适当的表面粗糙度等。这可能发生是因为随着颗粒被加热，由于被加热的颗粒与未被加热的邻近的颗粒之间的温度差，热量可以从颗粒中热流失，这可能导致被加热的颗粒在足够长的一段时间内无法达到他们的熔点温度。本文公开了可以被实施为形成用于3D物体的特征的热支撑物的3D制造系统、装置和方法，所述热支撑物可以增强要形成特征的颗粒的熔融。可以通过加热与要形成特征的颗粒相邻或邻近的区域来形成用于特征的热支撑物，以提高形成特征的颗粒的温度。根据示例，本文公开的3D制造系统或装置的控制器可以基于特征的大小、形成特征的颗粒的所计算的温度及其组合等来确定在何时以及何处形成热支撑物，以将形成特征的颗粒的温度升高到用于预期熔融的足够的水平。控制器还可以确定热支撑物的大小和形状，以足够地升高形成特征的颗粒的温度。在一些示例中，控制器可以确定可以在不使用热支撑物的情况下适当地熔融特征，并且因此，控制器可以选择性地确定何时实施热支撑物。根据示例，本文公开的热支撑物可以由熔融在一起的被加热的颗粒来形成。在其他示例中，本文公开的热支撑物可以由未熔融在一起的被加热的颗粒来形成。例如，可以以足够低的连续色调水平来沉积熔融辅助剂(agent)的液滴，以在没有熔融的情况下能够将热支撑物中的颗粒的温度升高到所需的水平。在一些示例中，熔融辅助剂可以是可降解的辅助剂，其可以在接收能量以后的预定的一段时间之后或在另一辅助剂存在的情况下降解。在这些示例中，其上已经沉积了能量吸收辅助剂的颗粒是可回收的。因为相比于特征外部的颗粒，形成特征的颗粒可以处于更高的温度，所以可以发生从熔融区域中的颗粒到特征外部的颗粒的热流失。当特征处于或超过预定的大小时，形成特征的颗粒可以被加热，并且保持在足够高的温度下被加热，使得发生的热流失可以不足够防止那些颗粒按照预期熔化并且熔融在一起，例如以具有预期的强度、刚度、硬度、颜色、半透明性、表面粗糙度及其组合等。然而，当特征的大小低于一定大小时，发生热流失的速率可以导致形成特征的颗粒无法达到和/或保持在或超过熔点温度，来发生使得颗粒按照预期熔融在一起的足够的熔化。一定大小可以涉及可以延伸跨多层颗粒的熔融区域的厚度、宽度、长度、面积、体积或其组合。根据示例，通过在特征附近形成热支撑物，可以减小来自形成特征的颗粒的热流失速率。在这方面，热支撑物可以促进形成特征的颗粒的熔化和熔融在一起。换句话说，因为热支撑物中的颗粒处于比热支撑物外部的颗粒更高的温度，所以可以提高热支撑物外部的颗粒的温度。这样，可以减小热量从形成特征的颗粒传递到颗粒的速率。通过实施本文公开的3D制造系统、装置和方法，可以制造具有相对小的大小(例如，精细特征)的3D物体和/或3D物体的特征，以具有充分提高的机械强度、更精确的颜色、改进的表面质量等。在继续之前，应当注意，如本文所使用的，术语“包括”是指但不限于“包括”和“至少包括”。术语“基于”是指“基于”和“至少部分地基于”。首先参考图1A，示出了示例性3D制造系统100的图解，示例性3D制造系统100可以形成热支撑物，以减小形成3D物体的特征的颗粒热流失的速率。应当理解，图1A中描绘的3D制造系统100可以包括额外的部件，并且在不脱离本文公开的3D制造系统100的范围的情况下，可以去除和/或修改本文所述的部件中的一些部件。3D制造系统100也可以称为3D打印机、3D制造者等。一般而言，3D制造系统100可以被实施为从构建材料的颗粒102制造3D物体，构建材料的颗粒102也可以称为构建材料颗粒102。构建材料的颗粒102可以包括任何合适的材料，包括但不限于，聚合物、塑料、陶瓷、尼龙、金属及其组合等，并且可以是粉末或粉末状材料的形式。此外，颗粒102可以被形成为具有一般在约5μm与约100μm之间的尺寸，例如宽度、直径等。在其他示例中，颗粒102可以具有一般在约30μm与约60μm之间的尺寸。例如，由于较大的颗粒被研磨成较小的颗粒，所以颗粒102可以具有多种形状中的任何一种。在一些示例中，粉末可以由短纤维形成或可以包括短纤维，所述短纤维可能(例如)已经被从材料的长股或线状物切成短的长度。如图1A所示，3D制造系统100可以包括控制器110和制造部件120。如本文所讨论的，在一些示例中，制造部件120可以包括辅助剂递送系统和能量供应系统。在其他示例中，制造部件120可以包括激光束设备。在这些示例中的任何示例中，制造部件120可以被实施为将能量施加到颗粒102的层上，以选择性地熔融颗粒102。例如，制造部件120可以被实施为形成要制造的3D物体的特征104。制造部件120还可以包括可以施加颗粒102的连续的层的重涂器(未示出)，由颗粒102的连续的层可以逐层地形成3D物体的部分。颗粒102的层已经被示出为部分透明的，以使得特征104和热支撑物106是可见的。因此应当理解，颗粒102可以不是透明的，而是可以是不透明的。由于相比于不接收能量的颗粒102，形成特征104的颗粒102可以处于更高的温度，因此从形成特征104的颗粒102到特征104外部的颗粒102可以发生热流失。换言之，来自形成特征104的颗粒102的热量可以被传递到特征104周围的区域中的颗粒102。当特征104处于或超过一定大小时，形成特征104的颗粒102可以被加热，并且可以保持在足够高的温度下被加热，使得发生的热流失可以不足够防止颗粒102熔化并且熔融在一起，例如以具有预期的强度、刚度、硬度、颜色、半透明性、表面粗糙度及其组合等。然而，当特征104的大小低于一定大小时，发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维(3D)制造系统，包括：/n控制器，所述控制器用于：/n识别要制造的物体的特征；/n基于所识别的特征具有的大小小于预定大小，确定用于所识别的特征的热支撑物；并且/n控制制造部件，以：/n通过施加能量由第一组颗粒形成所确定的热支撑物；/n由第二组颗粒形成与所形成的热支撑物邻近的中间区段；并且/n通过施加能量由第三组颗粒形成与所述中间区段邻近的所述特征，其中，来自所述热支撑物的热量用于减小所述第三组颗粒的热流失速率。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三维(3D)制造系统，包括：
控制器，所述控制器用于：
识别要制造的物体的特征；
基于所识别的特征具有的大小小于预定大小，确定用于所识别的特征的热支撑物；并且
控制制造部件，以：
通过施加能量由第一组颗粒形成所确定的热支撑物；
由第二组颗粒形成与所形成的热支撑物邻近的中间区段；并且
通过施加能量由第三组颗粒形成与所述中间区段邻近的所述特征，其中，来自所述热支撑物的热量用于减小所述第三组颗粒的热流失速率。


2.根据权利要求1所述的3D制造系统，其中，所述控制器还用于控制所述制造部件，以：
通过将能量施加到所述第三组颗粒上以熔化所述第三组颗粒，来形成所识别的特征。


3.根据权利要求1所述的3D制造系统，其中，所述控制器还用于控制所述制造部件，以：
通过施加与所述热支撑物邻近的颗粒的至少一个层来形成所述中间区段，其中，所述第二组颗粒未彼此熔融。


4.根据权利要求1所述的3D制造系统，其中，所述控制器还用于：
识别所述物体的第二特征；
基于所识别的第二特征具有的大小大于所述预定大小，控制所述制造部件，以在不形成用于所识别的第二特征的热支撑物的情况下，由第四组颗粒形成所识别的第二特征。


5.根据权利要求1所述的3D制造系统，还包括：
所述制造部件，其中，所述制造部件包括：
重涂器，所述重涂器用于散布颗粒的层；以及
熔融系统，所述熔融系统用于将能量施加到所述散布的颗粒的层上，以选择性地加热并且熔融所述散布的颗粒的层中的所述颗粒。


6.根据权利要求1所述的3D制造系统，其中，所述第一组颗粒被包含在比所述第二组颗粒低的颗粒的层中，并且所述第三组颗粒被包含在比所述第二组颗粒高的颗粒的层中。


7.根据权利要求1所述的3D制造系统，其中，所述制造部件包括辅助剂递送系统和能量供应系统，并且其中，所述控制器还用于：
控制所述辅助剂递送系统将能量吸收辅助剂沉积到所述第一组颗粒上；
控制所述能量供应系统供应能量，其中，所述能量的供应使得所述第一组颗粒被加热到低于所述颗粒的熔点温度的温度，以使得能够对所述第一组颗粒进行加热而无熔化。


8.根据权利要求7所述的3D制造系统，其中，所述控制器还用于控制所述辅助剂递送系统以足够低的连续色调水平来沉积所述能量吸收辅...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄魏，G·J·迪斯波托，
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