确定从选择的构建材料打印3D对象预期会导致缺陷制造技术

一种方法，包括：接收描述用于由3D打印机打印的三维3D对象的几何形状的对象模型，以及指示要在由3D打印机打印3D对象时使用的选择的构建材料的构建材料数据。计算对象模型的体积与表面积的比率。响应于选择的构建材料的体积与表面积的比率大于第一预定阈值，确定由3D打印机从选择的构建材料打印3D对象预期会导致3D对象中的缺陷。致3D对象中的缺陷。致3D对象中的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定从选择的构建材料打印3D对象预期会导致缺陷

技术介绍

[0001]三维（3D）打印机可以通过形成粉末状或颗粒状构建材料的多个连续层并选择性地固化每层的部分来在构建室内生成3D对象。在一种技术中，基于接收到的3D对象模型，每个形成的层可以具有选择性地施加到该层内的位置的能量吸收融合剂（fusing agent）。然后通常将能量施加到整个层，并且其中施加了融合剂的层的那些部分被加热到足以熔化并融合以在冷却和固化时形成正在生成的对象的层。
[0002]在一些技术中，构建室采用包括可移动构建平台的敞开顶部的容器的形式。以第一可移动托架的形式的构建材料分配器可以在基本上水平的方向上经过腔室，同时将构建材料分布在均匀的层中。可移动托架可以包括重新涂覆器，诸如辊或刀片，其可以将构建材料的体积推到构建平台上，以在其上形成均匀的构建材料层。也可以安装在托架上的打印头也可以经过构建室，施加融合剂。在施加能量之后，构建平台下降一层的深度，并且重复该过程，直到形成所有期望的层。
附图说明
[0003]图1是示例3D打印机的示意框图；图2是图示构建材料的零剪切粘度的图；图3是图示构建材料的收缩百分比的图；图4是示出了根据体积与表面积的比率的有缺陷和无缺陷零件的图表；图5是确定从构建材料打印3D对象将导致缺陷的示例方法的流程图；图6是确定从构建材料打印3D对象将导致缺陷的示例方法的流程图；图7是确定从构建材料打印3D对象将导致缺陷的示例方法的流程图；图8是确定从构建材料打印3D对象将导致缺陷的示例方法的流程图；图9是示例装置的示意框图；以及图10是示例计算机可读存储介质的示意框图。
具体实施方式
[0004]本公开的示例涉及一种方法，包括：接收描述用于由3D打印机打印的三维3D对象的几何形状的对象模型；接收构建材料数据，所述构建材料数据指示要在由3D打印机打印3D对象时使用的选择的构建材料；计算对象模型的体积与表面积的比率；以及响应于选择的构建材料的体积与表面积的比率大于第一预定阈值，确定由3D打印机从选择的构建材料打印3D对象预期会导致缺陷。
[0005]专利技术人已经发现，打印具有高体积与表面积的比率的对象会导致一些构建材料的表面缺陷。特别地，在打印期间，由于打印对象的边缘在构建室中向上膨胀，可能会出现缺陷。这种向上膨胀可能导致打印对象从构建室的敞开顶部突出，从而导致打印对象和跨构建室的顶部移动的3D打印机的元件之间的碰撞。这种向上膨胀也可能修改对象的预期几何形状。因此，从对象模型计算对象的体积与表面积之比可以允许在对象被打印之前标识可
能有缺陷的对象。
[0006]图1示出了可用于形成3D对象的示例3D打印机100。3D打印机100可以包括构建材料分配器120、打印单元130、打印控制单元140和融合单元150。3D打印机100可以接收构建单元110。图1中的示意性横截面图中所示的构建单元110可以是可插入到3D打印机100中的模块化单元。然而，在其他示例中，构建单元110可以被集成到3D打印机100。
[0007]构建单元110包括构建室，构建室通常由参考数字112指示，在其中发生3D对象的形成。在一个示例中，构建室112是在构建单元110的内部中限定的基本上长方体的体积。构建室112可以具有敞开的顶端113。
[0008]构建室112包括可移动构建平台111，其可以是在基本上垂直的方向（如由箭头A所指示）上可移动的。可移动平台111可以支撑多层构建材料，在其中生产3D对象。可移动平台111可以形成构建室112的底部，并且围绕其边缘密封到侧壁117。
[0009]构建单元110包括用于平移平台的致动机构114。在一个示例中，致动机构包括驱动螺杆。在进一步的示例中，致动机构14可以包括剪式千斤顶、活塞或任何其他合适的致动器。
[0010]构建材料分配器120将构建材料输送至构建室112。构建材料分配器120可以将构建材料层输送到构建室112。例如，构建材料分配器120可以包括可移动托架，以在分配构建材料的同时在基本上水平的方向上在构建室112的顶部113上方移动。构建材料分配器120可以以均匀的层分配构建材料。例如，可移动托架可以包括重新涂覆器，诸如辊或刀片，以使构建材料的表面光滑，并确保沉积的层在沉积期间是均匀的。
[0011]打印单元130用于选择性地将打印剂施加到构建材料层的位置。打印单元130可以包括融合剂分配器131，以选择性地将融合剂施加到多个融合剂位置。融合剂位置可以限定构建材料层的哪些部分应该被固化以形成3D对象层。在其他示例中，打印单元130可以附加地分配其他打印剂，诸如细化剂。打印单元130可以被安装在可移动托架上，该托架在构建室112的顶部113上方移动。
[0012]融合单元150用于向构建材料层施加能量。这导致融合剂的位置中的构建材料变热，以便导致材料被加热并聚结。在冷却时，构建材料形成3D对象层。该能量可以是热能。在一些示例中，融合单元150可以导致细化剂的蒸发。在一个示例中，融合单元150被安装在可移动托架上。在一些示例中，构建材料分配器120、打印单元130和融合单元150中的两个被安装在同一可移动托架上。在一些示例中，构建材料分配器120、打印单元130和融合单元150中的所有三个都被安装在同一可移动托架上。
[0013]在一般使用中，打印控制单元140控制构建材料分配器120、打印单元130和融合单元150，以将构建材料层输送至构建室112，将打印剂施加至构建材料层，并且然后施加能量以形成3D对象层。然后将平台111例如降低一层的深度，并且然后重复该过程，直到已经形成所有期望的层。
[0014]在打印期间，可能会出现缺陷，其中打印对象在构建室112中向上膨胀。缺陷可能出现在打印对象的边缘处。该向上膨胀可能导致打印对象从构建室112的敞开顶部113突出。这又可能导致打印对象和跨构建室112的顶部移动的3D打印机110的元件（诸如构建材料分配器120或其重新涂覆器）之间的碰撞。因此，可能对打印对象、3D打印机100的元件或两者造成损坏。
[0015]这可能是由对象和沉积的构建材料层之间的温差（诸如在相对凉的对象边缘的区域中）引起的。表现出这种行为的构建材料可能具有相对高的粘度对温度的依赖性。表现出这种行为的构建材料也可能表现出相对高的收缩率。
[0016]图2示出了冷却时第一材料201和第二材料202的零剪切粘度。使用旋转流变仪、特别是由TA仪器（RTM）提供的ARES
‑
G2来执行实验。执行低剪切速率扫描，由此外推零剪切粘度。第一材料在熔化温度下表现出高粘度，并且随着第一材料冷却，粘度迅速下降。这可能使第一材料易受向上膨胀缺陷的影响。第二材料在熔化温度下具有较低的粘度，并且随着第二材料冷却，粘度下降得不太快。因此，第二材料可能不太易受向上膨胀缺陷的影响。
[0017]图3示出了在第一材料301和第二材料302的结晶时的收缩百分比。使用热机械分析仪、特别是由TA仪器（RTM）提供的Q400 T本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：接收描述用于由3D打印机打印的三维3D对象的几何形状的对象模型；接收构建材料数据，所述构建材料数据指示要在由3D打印机打印3D对象时使用的选择的构建材料；计算对象模型的体积与表面积的比率；响应于选择的构建材料的体积与表面积的比率大于第一预定阈值，确定由3D打印机从选择的构建材料打印3D对象预期会导致3D对象中的缺陷。2.根据权利要求1所述的方法，包括：响应于体积与表面积之比大于第一预定阈值，不使用3D打印机打印3D对象。3.根据权利要求1所述的方法，包括：响应于体积与表面积之比大于第一预定阈值，在用户界面上显示警告消息，所述警告消息指示由3D打印机从选择的构建材料打印3D对象预期会导致3D对象中的缺陷。4.根据权利要求1所述的方法，其中第一预定阈值是从1.5 mm3/mm2至8 mm3/mm2。5.根据权利要求1所述的方法，包括：响应于体积与表面积之比大于第二预定阈值且小于或等于第一预定阈值，在用户界面上显示警告消息，所述警告消息指示3D对象有失败的风险。6.根据权利要求1所述的方法，包括：修改对象模型以降低体积与表面积的比率。7.根据权利要求1所述的方法，包括：响应于接收到指示选择的构建材料在低于每分钟5℃的冷却速率下具有超过1.5%的结晶时收缩率的构建材料数据，计算体积与表面积的比率。8.一种装置，包括：存储器，用于存储描述三维3D对象的几何形状的对象模型和指示要由其形成3D对象的选择的构建材料的构建材料数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
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：