專利名稱：在選擇性抑制燒結(sis)工藝中減少粉末廢料的方法
技術領域：
本發(fā)明總的涉及三維物體的制作，更具體地說，涉及在制造這種物體時有選擇地減少選擇性抑制燒結(selective inhibition of sintering)工藝中的粉末廢料。
背景技術：
可以從計算機輔助設計數(shù)據(jù)庫直接產(chǎn)生出諸如原型零件之類的三維物體。已知有各種技術來生產(chǎn)這樣的物體，特別是可通過使用分層添加工藝(1ayeredadditive process)。商業(yè)上適用的分層制造方法使用各種形式的材料。例如，立體平版印刷術(STL)使用樹脂光聚合物樹脂(resin photopolymer resin)，通過放出紫外線的激光束在各樹脂薄層上的所想要的點有選擇地硬化該材料。熔融沉積方法(Fused Deposition Method(FDM))使用被強制穿過一熱噴嘴的塑料細絲，由熱噴嘴沉積材料以形成每一層。疊層物體制造(LOM)層疊特殊紙張的切割薄片以產(chǎn)生三維零件。共同使用的兩種工藝是三維印刷和選擇性激光燒結(SLS)。三維印刷(3DP)使用沉積在每一薄粉末層上的粘合劑液滴來使粉末顆粒在各層所選點粘結。選擇性激光燒結(SLS)工藝利用激光有選擇地結合粉末材料。SLS借助于掃描激光束通過沉積和加熱來工作，從而在粉末層的所選位置處結合粉末材料。粉末材料包括聚合物、陶瓷或金屬。
不過，諸如SLS和3-D印刷之類的一層一層地選擇性結合的工藝耗時多且成本昂貴。例如，使用激光的那些方法招致很高的激光成本，并且由于與激光束的尺寸相比供燒結的每層的橫截面區(qū)域相對較寬，而致使掃描速度很慢。對于其它方法，由于利用燒結或其它熔融工藝來一層一層地掃描物體的整個體積的過程很慢而產(chǎn)生困難。此外，當燒結或加熱一所選區(qū)域時，為了防止變形需要在粉末表面上保持相對均勻的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
在認識到上述問題之后，本發(fā)明提供一種比傳統(tǒng)方法更快速更廉價的方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明所揭示的是一種用于制作三維物體的方法。該方法包括以下步驟提供一層粉末材料，且這種類型的材料通過加熱可變成結合形式(bondedform)；通過有選擇地加熱所述粉末材料層的許多區(qū)域的一些部分來致使諸區(qū)域有選擇地結合；以及，重復所述提供和致使有選擇地結合的步驟，直至所述結合最終形成所想要的三維物體。該方法還包括以下步驟根據(jù)所述三維物體的橫截面設計來選擇接受結合抑制劑(bonding inhibitor)的區(qū)域；以及，在所述致使有選擇地結合的步驟之前將結合抑制劑有選擇地沉積在所述粉末材料層的所選區(qū)域上。
本發(fā)明還提供一種用于制作三維物體的選擇性加熱裝置。該選擇性加熱裝置包括一空氣總管；一加熱元件，它與空氣總管流體連通，產(chǎn)生熱空氣，并經(jīng)由所述空氣總管輸出所述熱空氣；一致動器；一閘板連桿，它包括接近致動器的一第一端和一末端；以及，一閘板，該閘板位于閘板連桿的末端上，以使致動器能將閘板連桿從一第一位置移動到一第二位置，藉此來移動位于末端的閘板，閘板與加熱元件和空氣流體連通，這樣，閘板的移動造成一空氣運動的偏轉(zhuǎn)。
本發(fā)明提供一種用于制作三維物體的選擇性加熱裝置。該選擇性加熱裝置包括一輻射加熱元件；一致動器；一閘板連桿，它包括接近致動器的一第一端和一末端；以及，一閘板，該閘板位于閘板連桿的末端上，以使致動器能將閘板連桿從一第一位置移動到一第二位置，藉此來移動位于末端的閘板，而閘板的運動造成一熱量的偏轉(zhuǎn)。
在附圖和下面的描述中將敘述本發(fā)明一個或多個實施例的細節(jié)。在閱讀了說明書和附圖以及權利要求書后，本發(fā)明的其它特征、目的以及優(yōu)點會變得明白。


圖1A-1C示出了選擇性抑制燒結(SIS)工藝。
圖2示出一矩形選擇性加熱元件及其一光柵掃描移動圖案。
圖3示出一圓形選擇性加熱元件及其一光柵掃描移動圖案。
圖4示出一選擇性加熱元件及其一移動圖案，所示移動圖案跟隨于零件層面輪廓(part layer profile)(矢量掃描圖案)。
圖5A和B示出帶有一閘板的一點式加熱器(spot heater)選擇性加熱元件，由一旋轉(zhuǎn)螺線管來致動該閘板。
圖6A-C示出包括多個單獨加熱元件的一加熱器組件。
圖7更加詳細地示出一閘板連桿。
圖8A和B是一條形選擇性加熱器的兩個端視圖。
圖9示出一熱空氣選擇性加熱元件的兩個視圖。
圖10A和B示出一熱空氣選擇性加熱元件在(A)關閉位置和(B)打開位置的兩個視圖。
圖11A和B示出將一熱空氣選擇性加熱元件應用于一帶有多個閘板的一條形加熱器的方式的分解和裝配圖。
圖12示出利用SIS工藝制造的一實體三維物體的例子。在各幅附圖中同樣的標號標示同樣的零件。
具體實施例方式
在圖1中示出一選擇性抑制燒結(SIS)工藝300。該工藝300包括一均勻分布的薄粉末層312?？赏湓谠搶用嫔系牧慵M截面邊界上的粉末區(qū)域上施加一種燒結抑制液體(sintering inhibitor liquid)。然后，可以使用一選擇性加熱元件342來燒結位于所要制作的零件的一橫截面324內(nèi)的粉末312。該橫截面324可以根據(jù)一原型的3D計算機輔助設計(CAD)模型來進行燒結。選擇性加熱元件342所添加的能量將粉末312加熱成玻璃狀態(tài)，并將諸多單個顆粒聚結成固體。選擇性加熱元件僅加熱為了制作而要求加熱的區(qū)域。選擇性加熱元件342所示為一具有多個閘板的條形加熱器，所述閘板被打開和關閉以控制用來有選擇地加熱一所要區(qū)域的熱能的暴露(也參見圖5-12)。足夠多的能量被引導至粉末，以使其熔融成該所要的零件橫截面。對于以這種方式進行處理的大多數(shù)粉末，包括蠟、塑料和金屬粉末，熔融機理包括燒結，在燒結過程中，受到照射的粉末的表面張力克服其粘性，以致顆粒流動到一起并結合。這樣，發(fā)生燒結的溫度明顯低于粉末材料的熔點或軟化點。一旦加熱元件342已經(jīng)掃描過整個橫截面324，接著就將另一層粉末312放置在該已被燒結的橫截面上，并重復整個過程。從一粉末存儲容器供應添加的粉末，并用一輥314來分布這些粉末。
作為選擇性抑制結合(selective inhibition of bonding)工藝的一部分，在位于該粉末層面的零件輪廓邊界上的粉末層的某些區(qū)域(如由CAD橫截面所指定的)上可以施加結合抑制劑(bonding inhibitor)。這樣的抑制劑被添加到一制作零件的邊界上，以產(chǎn)生一分離區(qū)域。在施加了結合抑制劑之后，整個層面可僅僅一次暴露于用來結合或燒結未受抑制粉末的加熱元件。如本文所進一步描述的，選擇性加熱元件也用來有選擇地結合粉末層的特定區(qū)域。因此，本發(fā)明提供一種高效的制作方法和系統(tǒng)，它能減少粉末廢料。
因此，選擇性抑制燒結(SIS)工藝對粉末層的一些所選區(qū)域施加結合抑制劑，該工藝具有優(yōu)于選擇性結合工藝(例如SLS和3-D印刷(3DP))的優(yōu)點。例如，要求在整個橫截面區(qū)域上進行粘合(如在3DP中)或燒結(如在SLS中)。通過掃過整個橫截面區(qū)域的噴墨印刷(3DP)或通過掃描激光束(SLS)來進行的選擇性結合是耗時的。與之形成對比的是，SIS工藝一方面有選擇地將一結合抑制劑施加到每一層面的零件橫截面邊界上，并且，還借助于一加熱裝置可對諸區(qū)域有選擇地進行燒結。因此，SIS工藝執(zhí)行起來比選擇性結合工藝明顯要快。此外，不是使一系列小的區(qū)域受到加熱元件作用，而是同時使粉末層的較大區(qū)域受到均勻的加熱，這就使變形最少并減少粉末廢料。與選擇性結合工藝相比，選擇性抑制燒結工藝能更好地控制尺寸、降低機器成本并縮短制作時間。
圖2示出在光柵掃描燒結(raster scan sintering)中所用的一選擇性加熱元件。光柵掃描燒結以光柵方式利用加熱元件在要燒結的區(qū)域上移動。在SIS工藝的本實施例中，可以使用一小的加熱元件，該加熱元件能在可(但不是一定要)比最小的層面輪廓幾何特征大的一區(qū)域上發(fā)射熱量。該元件可以附接在移動與燒結抑制劑的沉積相關聯(lián)的一印刷頭的同一驅(qū)動機構上。在對輪廓的抑制劑印刷完成之后，一選擇性加熱元件就在所要的粉末區(qū)域上以側(cè)到側(cè)(side-to-side)光柵掃描或其它的圖案移動，以使燒結的總時間最短。
對于注入薄壁之類的薄的零件結構特征，點式加熱器可以在零件層面輪廓上方移動，且使其中心總是在該薄輪廓的中心上方。圖4示出產(chǎn)生一中空立方體的這樣一個情形。作為一個例子，在本情況下的壁厚可以是2mm，且圓形加熱器輻射區(qū)域的半徑可以是4mm。在這兩種情況下，與使用帶有遮光框的熱輻射板或過往熱輻射棒(passing heat-radiating bar)的方法相比，所產(chǎn)生的廢料粉末(在該零件自身之外的區(qū)域中燒結的粉末)明顯減少。
加熱器可以連接在印刷頭的背后，因此可由諸如在燒結抑制劑的沉積過程中移動印刷頭的同一機構來使其移動?？梢栽趯用媸┘油暌种苿┲筮M行燒結，或者也可以同時進行燒結，也就是說，在以光柵掃描的方式印刷抑制劑時，加熱器對印刷頭已經(jīng)通過的區(qū)段進行燒結。
圖5示出一選擇性加熱元件。該加熱元件550可以是一電氣細絲，它可以是螺旋形盤卷的鎳鉻帶條(如在轎車點煙器中所用的類型)、氣體噴燈、紅外線加熱器或者其它形式的熱源。例如，加熱元件可以由卷繞在一陶瓷管上的鎳鉻絲線圈、石英加熱器、紅外線燈或類似的裝置制成。加熱元件550連接于一套筒570，一轉(zhuǎn)動軸525穿過該套筒570。該轉(zhuǎn)動軸525在一端上有一螺線管500，該螺線管500在被致動后將軸從一第一位置(如圖5A所示)轉(zhuǎn)動到一第二位置(如圖5B所示)，或者反之。該軸在相對端上接近加熱元件處有一閘板560，在操作中該閘板560能在不需要或需要熱量時分別遮蓋和露出加熱元件500。
圖6A和B示出一條形加熱器690。圖6A和6B示出帶有單獨的選擇性加熱元件的條形加熱器的前側(cè)和背側(cè)。圖6A和6B示出具有一前側(cè)和一背側(cè)的支承結構680。該支承結構680包括一鉸鏈部分610，該部分位于支承結構的一側(cè)上。鉸鏈結構610使閘板連桿620能在一第一位置和如圖6C所示的第二位置之間運動。通過致動一螺線管600來使閘板連桿620運動。閘板連桿可以是任何的材料，并將取決于螺線管的構造。在一個實施例中，螺線管600是一磁性線圈，閘板是一金屬物體，當致動螺線管時該金屬物體可被吸引到該磁性線圈。閘板連桿620可以包括一重量平衡件630，以幫助其在一第一位置與一第二位置之間運動。重量平衡件630用作一平衡配重，以在閘板連桿620懸掛在鉸鏈部分610上時總是將鎖閂的下部朝向加熱元件650向前推壓。所有的鉸鏈部分可以用單個金屬片制成。在圖6和7中所示的鉤型組易于進行機加工。圖7更加詳細地示出了閘板連桿620。
在使用中，條形加熱器590經(jīng)過所要燒結的粉末層。當條形加熱器590在所要燒結的區(qū)域之上移動時致動了螺線管600，藉此來吸引閘板連桿620并移動閘板620A以使加熱元件650暴露于所要燒結的粉末區(qū)域。如上所述，加熱元件650可由卷繞在一陶瓷管上的鎳鉻絲線圈、石英加熱器、紅外線燈、氣體噴燈或任何其它可能的熱源制成。通常，加熱元件650將安裝在支承結構680(例如陶瓷材料)的下邊緣之下，如圖6所示。
閘板連桿620還包括一閘板620A，該閘板620A能在操作過程中如所需地遮蓋或露出加熱元件650。各閘板620A附接在一閘板連桿620的下部上，閘板連桿諸如為用鐵、鋼或可被磁體吸引的任何材料制成的一金屬鎖閂(參見圖7)。鎖閂結構可以是成本低廉地從金屬薄板沖壓出來的。有選擇性地使一組呈小板形式的閘板620A處于加熱元件650與粉末表面之間，以防燒結不想燒結的區(qū)域。閘板620A可以用在下方帶有一絕熱材料層的輻射反射片制成。
圖8A和8B更加詳細地示出一條形加熱器590的端視圖。示出了螺線管600、安置在鉸鏈部分610(這里為一鉤結構)上的閘板連桿620、閘板620A、重量平衡件630以及加熱元件650。圖8B示出閘板連桿620從一第一位置移動到一第二位置，以使閘板620A露出或遮蓋加熱元件650。螺線管600可以是一組金屬絲線圈，各線圈具有安置在支承結構680的頂段上的一鐵芯，以在要求時產(chǎn)生暫時的磁場。
為了將粉末截面暴露于一所選的加熱元件590之下，通過致動相應閘板連桿620的相應的電磁體或螺線管600，以使其吸引閘板連桿620的頂段，從而翹起該相應的閘板連桿620的下端。在圖8B中示出了這樣的情形。在SIS工藝中，在鋪布粉末層和沉積抑制劑之后進行燒結。這里，加熱器組件在粉末層之上移動。計算機軟件基于存在于計算機系統(tǒng)中的CAD設計來確定粉末的哪個區(qū)域需要暴露于加熱源。當加熱器在粉末層之上經(jīng)過時，計算機經(jīng)由螺線管在由軟件和基于所制作的物品來指定的位置處致動和釋放閘板連桿。此外，熟悉本技術領域的人們將會認識到整個條形加熱器組件可以在鋪布粉末時抬升(或翹起)，以避免粉末材料污染加熱器組件。
還可注意到這種沿著加熱器運動路徑的遮攔法(masking method)的分辨率可以十分精細，因為每個電磁體可以以相對較高的頻率來打開和關閉，從而能使很小的區(qū)域暴露于加熱源。沿著運動方向的燒結分辨率可以十分精細，但是沿著垂直于運動方向的分辨率就取決于所使用的遮攔元件的數(shù)量。例如，當在包括32個遮攔元件的條形加熱器面前燒結一8″(大約20cm)寬的粉末層時，沿著垂直于運動方向的方向的燒結分辨率為0.25″(6.35mm)。
另一方面，揭示了一種提供熱空氣的加熱元件。到目前為止所描述的方法所描述的是使用輻射來熔化例如塑料顆粒。但輻射存在某些局限性，包括(i)僅加熱器能量的一小部分被用于燒結；大多數(shù)能量被對流耗散(通過在加熱元件之上流動和上升的熱空氣)，以及，(ii)僅僅那些暴露的頂部粉末顆粒的頂表面接受輻射熱；該層面中的其余顆粒僅從這些頂部顆粒通過熱傳導來接收熱量。除了導致相對較低的燒結作用(由于粉末的低熱導率)之外，這個問題還會造成粉末層變形，因為頂部顆粒的燒結比其下的顆粒更加致密。
減輕上述問題的一種方法是借助于熱空氣來進行燒結。如果流率小，熱空氣不會吹走粉末顆粒。例如，當粉末層頂部的顆粒與熱空氣相接觸時，它們?nèi)刍⒔Y合，從而產(chǎn)生一多孔的防護層，該防護層保護任何位于其下方的松散粉末不被吹走。
圖10A和10B示出，根據(jù)一閘板連桿950的位置，可以將熱空氣向下引導到粉末表面(例如參見圖10B)，或者將熱空氣沿側(cè)向并向上地引導離開粉末表面(例如參見圖10A)。在這種布置中，空氣恒定地流動，因而加熱元件保持在穩(wěn)定的溫度。
圖11A和11B示出將熱空氣加熱器的概念實施到一有多個閘板的條形加熱器的例子的分解和裝配圖。圖中示出了空氣室920，在條形總管的實施例中，該空氣室920包括穩(wěn)定進入的湍流空氣的單個或多個獨立的空氣室。然后，將空氣引向電氣發(fā)熱元件930。還示出了螺線管940、安置在鉸鏈部分(這里為一鉤結構)955上的閘板連桿950、閘板950A、重量平衡件960以及加熱元件970。
圖1示出一選擇性抑制燒結(SIS)工藝300。該工藝300包括鋪設一薄粉末層、沉積燒結抑制劑以及通過利用一選擇性加熱元件加熱來燒結該粉末層。
在SIS工藝300中，用一輥子314來鋪設一薄粉末層312。該輥子314在前一層的稍上方掃過一水平表面，并在正面載帶粉末。在轉(zhuǎn)動的同時執(zhí)行該掃過運動，且該轉(zhuǎn)動使輥的前表面向上運動。這種方法產(chǎn)生薄且均勻密度的粉末層312。
沉積燒結抑制劑包括使用諸如一噴墨印刷頭之類的一帶有一纖細孔口322的噴絲頭(extrusion nozzle)。噴嘴322用來沉積防止零件邊界表面上的所選粉末層區(qū)域受熱燒結的燒結抑制劑。圖中示出了燒結抑制劑材料的一典型的印刷沉積輪廓324。這里將詳細討論不同類型的燒結抑制劑的沉積。
在圖示的實施例中，燒結工藝包括使用一選擇性加熱元件342(這里描繪為一條形加熱器)來燒結粉末層未受抑制的區(qū)域344。加熱元件342在粉末層的特定區(qū)域之上掃描，以有選擇地燒結那些特定區(qū)域。在一個實施例中，選擇性加熱元件以光柵方式在粉末區(qū)域之上進行掃描，并僅在想要燒結的區(qū)域輻射熱量。另一方面，如下所述，選擇性加熱元件包括多個單獨的加熱元件，每一加熱元件可以有選擇性地打開或關閉，以在需要的位置處輻射熱量。因此，一方面，選擇性加熱元件包括設有多個單獨的加熱元件的一條形裝置。該條形裝置橫穿粉末移動，且通過打開和關閉諸單獨的加熱元件中的一個或多個而僅在所選區(qū)域處進行燒結。
現(xiàn)請參見圖12，在燒結了所有的層面被燒結了1300之后，可以脫出最終的零件1302?？梢灾貜屠脽Y的粉末，并且可以壓碎燒結的多余材料1304，并將它們再循環(huán)成粉末形式。
如上所述，用于沉積燒結抑制劑的機構可包括若干個不同的實施方式。在一些實施方式中，熱絕緣可使燒結抑制劑能防止粉末到達接合所需的溫度。在其它的實施方式中，顆粒表面干擾使抑制劑占據(jù)粉末基質(zhì)(matrix)的填隙空位。顆粒表面干擾還使抑制劑產(chǎn)生對結合的機械屏障。產(chǎn)生機械干擾的一種抑制劑可以是一種在蒸發(fā)之后留下固體晶體顆粒的溶液(諸如鹽水)。晶體顆粒的生長將基體粉末顆粒(base powder particle)彼此推開，從而防止產(chǎn)生燒結。
如上所述，SIS工藝使用選擇性加熱元件。因此，作為使用遮攔板的一種可替代方式，可使用一過往條形加熱裝置，一輻射板用一相對較少數(shù)量(低分辨率)的離散加熱元件的制成，諸加熱元件各自能獨立地致動以燒結粉末層的y所選區(qū)域。另一實施例包括使用一點式加熱器，該點式加熱器足夠大，從而能以相對較高的速度掃描每層面上所想要的區(qū)域，該點式加熱器又充分小，從而使多余粉末的燒結最少。
燒結各相繼層面的一種替代方式是整體燒結(bulk sintering)，在這種方法中，在對每層面施加抑制劑之后進行部分燒結，并且在用抑制劑液體處理了所有的層面后，將構造槽(build tank)中的整個粉末量傳送到一燒結爐中。在燒結后從不要的燒結部分中脫出零件。為了容納松散的粉末量以傳送到燒結爐，每一層的周緣可由一固定形狀的線加熱器(方形或圓形)來燒結，或者由單點加熱器(點式加熱器)來燒結，這樣的加熱器利用盡可能與每一層的輪廓接近的一輪廓圍繞該層的周緣而燒結一條細線。這種整體燒結的替代方式的主要優(yōu)點在于(a)簡化機器(因為它不需要加熱元件或環(huán)境溫度控制裝置)，以及(b)由于同時燒結整個零件，它產(chǎn)生的零件變形最小。
這里所描述的SIS工藝有許多優(yōu)點。例如，基于SIS的設備比SLS機器成本低廉得多，這是因為用廉價的加熱部件替代了高功率的激光發(fā)生器，而且SLS中的若干環(huán)境控制裝置在SIS中是不需要的。此外，因為可以快速和有選擇地燒結整個層，所以SIS工藝更快。制作出的零件的尺寸精度和表面質(zhì)量將比三維印刷和SLS的好。因為它僅在零件邊界區(qū)域上進行印刷，所以SIS所需的用以防止燒結的抑制劑液體比三維印刷中所需的、用以促進粘合的粘合劑液體少；因此，相對很少的液體散布穿過粉末。還有，產(chǎn)生細小粉末顆粒(例如1-5微米)的高分辨率(例如3000dpi或更高；大致8微米的線寬)噴墨打印機(如果使用的話)可使SIS能生產(chǎn)出比目前SLS和三維印刷所能產(chǎn)生的零件精細得多的零件。迄今為止，SIS所產(chǎn)生的零件在表面質(zhì)量方面已經(jīng)可與SLS所生產(chǎn)的零件相媲美，并看上要優(yōu)于三維印刷所產(chǎn)生的那些零件。此外，當沉積各種顏色的抑制劑(如在彩色噴墨打印機中那樣)，并且如果對成品零件進行后處理以將彩色顏料永久地結合在零件表面上，SIS就能制作出多色的零件。
SIS工藝優(yōu)于SLS工藝的一個優(yōu)點包括基于SIS的設備可以比相當?shù)腟LS機器造價低廉，這是因為以廉價的選擇性加熱元件(包括輻射熱或熱空氣)來替代高功率的激光發(fā)生器。
本文已經(jīng)描述了本發(fā)明的實施例。盡管如此，應予理解的是，可以不超出本發(fā)明的精神和保護范圍而作出各種修改。因此，其它的實施例落入所附權利要求的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種用于制作三維物體的方法，該方法包括以下步驟提供一粉末材料層；結合抑制劑有選擇地沉積在所述粉末材料層的所選區(qū)域上，其中根據(jù)所述三維物體的橫截面設計來選擇結合抑制劑所要沉積的所述區(qū)域；使用一加熱板通過燒結所述粉末材料層的未受抑制的區(qū)域來促使所述未受抑制的區(qū)域大致同時結合，其中，所述促使結合的步驟包括燒結所述粉末材料層的未受抑制的區(qū)域，所述燒結步驟包括使用一輻射加熱板來加熱所述粉末材料層的整個層面，所述輻射條包括使用一計算機來控制兩個隔離暴露的板的位置，所述隔離暴露的板在所述加熱板的下方移動，且當所述加熱板橫穿所述粉末材料層時，僅僅暴露所述加熱板的一必要的部分，并且在所述燒結步驟之前使暴露的層面最小，從而減小所使用的粉末材料的量；以及重復所述提供、所述有選擇地沉積以及所述促使結合的步驟，直到形成所述三維物體為止。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述沉積所述結合抑制劑的步驟包括沉積一燒結抑制劑。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述沉積燒結抑制劑的步驟包括使用帶有一纖細孔口的一噴絲頭。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述噴絲頭包括一噴墨印刷頭。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述燒結步驟包括用一輻射加熱部件在所選位置處加熱。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，輻射加熱部件包括一可動閘板，該閘板可以移動以有選擇地防止來自加熱元件的熱量接觸粉末層。
7.如權利要求5所述的方法，其特征在于，輻射加熱部件包括一條形加熱器，該條形加熱器包括多個單獨控制的加熱元件。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，每一單獨的加熱元件包括一閘板。
9.如權利要求6所述的方法，其特征在于，還包括使用一計算機基于所要制作的物體的三維結構來控制閘板的致動。
10.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述條形加熱元件包括一石英加熱器管。
11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述燒結包括用一熱空氣加熱器在所選位置加熱。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，熱空氣加熱器包括一閘板，該閘板可將熱空氣偏轉(zhuǎn)離開粉末層。
13.如權利要求11所述的方法，其特征在于，熱空氣加熱器包括一條形加熱器，該條形加熱器包括多個單獨的熱空氣加熱元件。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，每一單獨的加熱元件包括一閘板。
15.如權利要求12所述的方法，其特征在于，一計算機基于所要制作的物體的三維結構來控制閘板的致動。
16.如權利要求11所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)所述三維物體的橫截面設計、為每一層面調(diào)整所述熱空氣加熱元件的位置的步驟。
17.如權利要求14所述的方法，其特征在于，還包括單獨地致動熱空氣加熱元件以燒結粉末層的所選區(qū)域的步驟。
全文摘要
本發(fā)明揭示了在三維制造中選擇性抑制燒結的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明所提供的方法和系統(tǒng)在制作過程中利用選擇性加熱裝置來有選擇地燒結區(qū)域，從而減少廢料并提高效率。
文檔編號B22F3/10GK1982039SQ200610156219
公開日2007年6月20日 申請日期2003年12月19日 優(yōu)先權日2002年12月20日
發(fā)明者B·克斯尼維斯 申請人:南加利福尼亞大學