背景技術(shù)：

基于逐層生成三維物體的增材制造系統(tǒng)(additivemanufacturingsystem)已被提出，以作為潛在的產(chǎn)生諸如產(chǎn)品或樣品的定制制品之類的三維物體的便利方式。由此類系統(tǒng)生產(chǎn)的物體的分辨率和材料屬性可取決于所使用的增材制造技術(shù)的類型而廣泛地變化。

附圖說(shuō)明

關(guān)于以下附圖描述一些示例：

圖1a圖示了根據(jù)一些示例的用于生成三維物體的系統(tǒng)；

圖1b是圖示了根據(jù)一些示例的用于生成三維物體的方法的流程圖；

圖1c是根據(jù)一些示例的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的框圖；

圖2是根據(jù)一些示例的增材制造系統(tǒng)的簡(jiǎn)化等距示意圖；

圖3是圖示了根據(jù)一些示例的生成三維物體的方法的流程圖；

圖4a示出了根據(jù)一些示例的構(gòu)建材料層的截面?zhèn)纫晥D；

圖4b示出了根據(jù)一些示例的構(gòu)建材料層的截面?zhèn)纫晥D；

圖4c示出了根據(jù)一些示例的構(gòu)建材料層的截面?zhèn)纫晥D；

圖4d示出了根據(jù)一些示例的構(gòu)建材料層的截面?zhèn)纫晥D；

圖5示出了根據(jù)一些示例的構(gòu)建材料層的截面頂視圖；

圖6示出了根據(jù)一些示例的構(gòu)建材料層的截面頂視圖；

圖7示出了根據(jù)一些示例的構(gòu)建材料層的截面頂視圖；以及

圖8示出了根據(jù)一些示例的構(gòu)建材料層的截面頂視圖。

具體實(shí)施方式

當(dāng)被說(shuō)明書(shū)或權(quán)利要求敘述時(shí)，以下術(shù)語(yǔ)以以下含義理解。單數(shù)形式“一”和“所述”意指“一個(gè)或多個(gè)”。術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”規(guī)定為與術(shù)語(yǔ)“包括”具有相同的包括性意義。

一些增材制造(additivemanufacturing)系統(tǒng)通過(guò)諸如粉末狀構(gòu)建材料或液體構(gòu)建材料之類的構(gòu)建材料的連續(xù)層的部分的固化生成三維物體。所生成的物體的屬性可以取決于構(gòu)建材料的類型和所使用的固化機(jī)制的類型。

在一些示例中，可使用聚結(jié)劑來(lái)實(shí)現(xiàn)固化，聚結(jié)劑是這樣的一種材料：在將適量的能量施加至構(gòu)建材料和聚結(jié)劑的組合時(shí)，可以使構(gòu)建材料聚結(jié)并且固化。聚結(jié)是指構(gòu)建材料的顆?；驂K形成更大的塊，例如，顆?？梢允强蔁崛刍?，以使溫度的上升可將顆粒熔化并且直接聚結(jié)在一起。構(gòu)建材料可以例如包括可以有助于聚結(jié)的其它成分，并且在構(gòu)建材料為粉末的示例中，有助于粉末流動(dòng)。在這些示例中，物體可例如實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度。然而，此類物體在固化時(shí)例如可能經(jīng)歷內(nèi)部張應(yīng)力和/或收縮，內(nèi)部張應(yīng)力和/或收縮可能影響所生成的物體的尺寸，例如較大的物體可能經(jīng)歷變形。

在一些示例中，可以使用將構(gòu)建材料粘合和固化成粘合基質(zhì)的粘合劑來(lái)實(shí)現(xiàn)固化，粘合基質(zhì)是大體分離的顆?；蛴烧澈蟿┱承缘亟Y(jié)合在一起的構(gòu)建材料塊的混合物。在這些示例中，在固化時(shí)物體例如可以經(jīng)歷膨脹和/或壓縮應(yīng)力，但是可以例如不實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度。在一些示例中，粘合劑中的著色劑的存在對(duì)粘合和固化可以具有較小的影響或沒(méi)有影響。

因此，在一些示例中，本公開(kāi)提供了用于通過(guò)將聚結(jié)劑和能量施加到物體的第一區(qū)域中以及將粘合劑施加到物體的第二區(qū)域中的兩個(gè)操作來(lái)生成三維物體的一種混合系統(tǒng)和方法。這可以例如允許廣泛變化的物體屬性的調(diào)制和優(yōu)化。例如，第一區(qū)域中的張應(yīng)力和收縮可以被第二區(qū)域中的壓應(yīng)力和膨脹抵消。這還可以例如允許展現(xiàn)出包括高強(qiáng)度的高質(zhì)量特性的較大物體的生成。這還可以例如允許物體的著色而不影響任何其它物體屬性。

圖1a是圖示了根據(jù)一些示例的用于生成三維物體的系統(tǒng)100的框圖。系統(tǒng)100可包括第一制劑分配器102和第二制劑分配器104，以選擇性地將粘合劑和聚結(jié)劑分別遞送到構(gòu)建材料層的部分上。控制器106可以用于控制第一制劑分配器和第二制劑分配器，以按照從表示要被生成的三維物體的切片的數(shù)據(jù)獲得的圖案分別將粘合劑和聚結(jié)劑選擇性地遞送到層的相應(yīng)的第一部分和第二部分上。具有粘合劑的第一部分可被粘合并固化成粘合基質(zhì)。具有第二制劑的第二部分可在能量被施加至層時(shí)被聚結(jié)并且固化。

圖1b是圖示了根據(jù)一些示例的用于生成三維物體的方法110的流程圖。在一些示例中，示出的順序可被改變(例如，116可以在114之前發(fā)生)，一些要素可同時(shí)發(fā)生(例如，114和116可同時(shí)發(fā)生)，可以添加一些要素，和/或可以省略一些要素。在112處，可以將粉末狀構(gòu)建材料層提供在支撐構(gòu)件上。在114處，可以將粘合劑選擇性地遞送至層的第一部分以在第一部分中形成粘合基質(zhì)。在116處，可以將聚結(jié)劑選擇性地遞送至層的與第一部分不重疊的第二部分。在118處，可以將能量施加至層以使第一部分聚結(jié)然后固化。在一些示例中，額外的第三部分可接收粘合劑和聚結(jié)劑兩者，但這并不是必需的。

圖1c是圖示了根據(jù)一些示例的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)120的框圖。該非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)120可包括指令122，該指令122在由處理器執(zhí)行時(shí)使處理器獲得表示要被生成的三維物體的切片的數(shù)據(jù)。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)120可包括指令124，該指令124在由處理器執(zhí)行時(shí)使處理器控制粘合劑分配器，以按照從數(shù)據(jù)獲得的第一圖案將粘合劑選擇性地遞送至構(gòu)建材料層的第一部分上，其中接收粘合劑的第一部分被粘合成粘合基質(zhì)。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可包括指令124，該指令124在由處理器執(zhí)行時(shí)使處理器控制聚結(jié)劑分配器，以按照第一圖案將聚結(jié)劑選擇性地遞送至層的第一部分上，或者按照從數(shù)據(jù)獲得的第二圖案將聚結(jié)劑選擇性地遞送至層的第二部分上，第二圖案不同于第一圖案，其中具有聚結(jié)劑的第一部分或第二部分在能量被施加至層時(shí)被聚結(jié)。

圖2是根據(jù)一些示例的增材制造系統(tǒng)200的簡(jiǎn)化等距示意圖。系統(tǒng)200可以按照以下參考圖3的流程圖的描述來(lái)操作，以生成三維物體。

在一些示例中，可以選擇構(gòu)建材料以促進(jìn)使用聚結(jié)劑進(jìn)行聚結(jié)以及使用粘合劑進(jìn)行粘合。在一些示例中，可以選擇兩種構(gòu)建材料的混合物，以使一種構(gòu)建材料促進(jìn)使用聚結(jié)劑進(jìn)行聚結(jié)，并且另一種構(gòu)建材料促進(jìn)使用粘合劑進(jìn)行粘合。在一些示例中，構(gòu)建材料可以是基于粉末的構(gòu)建材料。本文所使用的詞語(yǔ)基于粉末的材料旨在包括干性和濕性的兩種基于粉末的材料、顆粒材料、以及微粒材料。在一些示例中，構(gòu)建材料可包括空氣和固體聚合物顆粒的混合物，例如比例為約40％的空氣和約60％的固體的聚合物顆粒。一種合適的粉末狀構(gòu)建材料可以是例如可以從西格瑪奧德里奇(sigma-aldrich)有限責(zé)任公司獲得的適用于使用聚結(jié)劑進(jìn)行聚結(jié)以及使用粘合劑進(jìn)行粘合的尼龍(nylon)11(聚酰胺11)或尼龍12(聚酰胺12)。另一合適的尼龍12材料可以是可以從電子光學(xué)系統(tǒng)公司eosgmbh獲得的pa2200。另一合適的粉末狀構(gòu)建材料可以是可適用于使用粘合劑進(jìn)行粘合的鈣半水化合物。其它合適的構(gòu)建材料的示例可包括，例如粉末狀金屬材料、粉末狀復(fù)合材料、粉末狀陶瓷材料、粉末狀玻璃材料、粉末狀樹(shù)脂材料、粉末狀聚合物材料等，及其組合。合適的構(gòu)建材料的其它示例可包括非結(jié)晶、半結(jié)晶、結(jié)晶和/或其組合的粉末聚合物。在一些示例中，構(gòu)建材料可包括包括苯乙烯、丙稀酸酯、聚乙烯、聚烯烴、聚酯、聚氨酯、聚丙烯、丙烯酸酯、聚芳醚酮、多種酰胺類、多種胺類、其它合適的聚合物和/或其組合的聚合物。在一些示例中，可以使用例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)或聚碳酸酯之類的非結(jié)晶構(gòu)建材料。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本文所描述的示例不限于基于粉末的材料或以上所列的任何材料。在其它示例中，該構(gòu)建材料可以為糊狀、液體或凝膠的形式。根據(jù)一個(gè)示例，合適的構(gòu)建材料可以是粉末狀半結(jié)晶熱塑性材料。在一些示例中，可以使用以上構(gòu)建材料的任何混合物或組合。

增材制造系統(tǒng)200可包括系統(tǒng)控制器210。本文公開(kāi)的任何操作和方法可由控制器210實(shí)施并控制。

控制器210可包括用于執(zhí)行可實(shí)施本文所描述的方法的指令的處理器212。處理器212可以是例如微處理器、微控制器、可編程門陣列、專用集成電路(asic)、計(jì)算機(jī)處理器等。處理器212可例如包括芯片上的多個(gè)核、多個(gè)芯片上的多個(gè)核、多個(gè)設(shè)備上的多個(gè)核、或其組合。在一些示例中，處理器212可包括至少一個(gè)集成電路(ic)、其它控制邏輯、其它電子電路、或其組合。

控制器210可支持直接用戶交互。例如，增材制造系統(tǒng)200可包括聯(lián)接至處理器212的用戶輸入設(shè)備220，諸如鍵盤、觸摸盤、按鈕、小鍵盤、撥號(hào)盤、鼠標(biāo)、軌跡球、讀卡器、或其它輸入設(shè)備。另外，增材制造系統(tǒng)200可包括聯(lián)接到處理器212的輸出設(shè)備222，諸如液晶顯示器(lcd)、視頻監(jiān)視器、觸摸屏顯示器、發(fā)光二極管(led)、或其它輸出設(shè)備。輸出設(shè)備222可響應(yīng)于指令以顯示文字信息或圖形數(shù)據(jù)。

處理器212可經(jīng)由通信總線214與計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)216進(jìn)行通信。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)216可包括單個(gè)介質(zhì)或多個(gè)介質(zhì)。例如，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)216可包括asic的存儲(chǔ)器以及控制器210中的分立存儲(chǔ)器中的一個(gè)或兩者。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)216可以是任何電子、磁性、光學(xué)、或其它物理存儲(chǔ)設(shè)備。例如，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)216例如可以是例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、靜態(tài)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(eeprom)、硬盤驅(qū)動(dòng)、光盤驅(qū)動(dòng)、存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)、cd、dvd等。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)216可以是非暫時(shí)性的。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)216可存儲(chǔ)、編碼或?qū)嵭性谟商幚砥?12執(zhí)行時(shí)可使處理器212根據(jù)不同示例實(shí)行本文所公開(kāi)的方法或操作中的任何一個(gè)的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令218。

如圖2所示，系統(tǒng)200可包括制劑分配器202a-g。

聚結(jié)劑分配器202a可向被提供在支撐構(gòu)件204上的構(gòu)建材料的連續(xù)層選擇性地遞送聚結(jié)劑。根據(jù)非限定性示例，合適的聚結(jié)劑可以是包括碳黑的油墨型劑型，諸如商業(yè)上已知的可從惠普公司獲得的cm997a。在一個(gè)示例中，此類油墨可額外包括紅外光吸收劑。在一個(gè)示例中，此類油墨可額外包括近紅外光吸收劑。在一個(gè)示例中，此類油墨可額外包括可見(jiàn)光吸收劑。在一個(gè)示例中，此類油墨可額外包括紫外光吸收劑。包括可見(jiàn)光吸收劑的油墨的示例是基于染料的彩色油墨以及基于顏料的彩色油墨，諸如商業(yè)上已知的可從惠普公司獲得的油墨cm993a和ce042a。在一些示例中，聚結(jié)劑可包括液態(tài)載體，例如水或任何其它合適的溶劑或分散劑。

制劑分配器202c-g可向被提供在支撐構(gòu)件204上的構(gòu)建材料的連續(xù)層選擇性地遞送粘合劑。根據(jù)非限定性示例，合適的制劑可包括包括例活化劑之類的流體(例如，液體)，例如，諸如聚乙烯醇(pvoh)、聚醋酸乙烯酯(pva)、或聚合樹(shù)脂之類的粘接劑。粘接劑可包括制劑重量的約5至約50的百分比。粘合劑還可例如包括非反應(yīng)性聚合物，該非反應(yīng)性聚合物可包括制劑重量的約5至約50的百分比。粘合劑還可例如包括諸如染料或顏料之類的著色劑。在圖2的示例中，例如，如果此類制劑用于在所生成的物體的邊界上提供顏色，則由相應(yīng)制劑分配器202c-f遞送的每個(gè)相應(yīng)的制劑中所包括的著色劑為根據(jù)減色模型的青色(c)、品紅色(m)、黃色(y)、以及黑色(k)著色劑。例如，如果制劑用于生成物體內(nèi)部的部分，則由制劑分配器202g遞送的制劑可不包括著色劑。在一些示例中，每個(gè)粘合劑還可例如包括液態(tài)載體，例如水或任何其它合適的溶劑或分散劑。在一些示例中，可以用額外的制劑分配器來(lái)遞送具有白色(w)著色劑的粘合劑。

在一些示例中，粘接劑可包括于構(gòu)建材料中而不包括于粘合劑中。例如，構(gòu)建材料可包括粉末(例如，諸如聚酰胺11或12之類的聚合物粉末)、非結(jié)晶構(gòu)建材料、或其它類型的構(gòu)建材料。構(gòu)建材料可例如包括構(gòu)建材料的重量的約百分之45至約百分之70。構(gòu)建材料還可例如包括可以包括構(gòu)建材料的重量的約百分之4至約百分之8的可活化制劑(例如，諸如聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、或聚合樹(shù)脂之類的粘接劑)。構(gòu)建材料還可例如包括可以包括構(gòu)建材料的重量的約百分之25至約百分之45的石膏。構(gòu)建材料還可例如包括可以包括構(gòu)建材料的重量的約百分之1至約百分之3的催化劑。包含催化劑可例如提高粘合的速度。粘接劑、石膏、以及催化劑可分散于粉末中，或者可形成為所遞送的粉末的每個(gè)層的表面上的反應(yīng)型涂層。因此，在這些示例中，粘合劑可包括在向構(gòu)建材料遞送制劑時(shí)可活化構(gòu)建材料中的粘接劑的流體(例如，水)，以使具有粘接劑和所遞送的粘合劑(例如，流體)的構(gòu)建材料粘合并固化成粘合基質(zhì)。粘接劑可以可溶于所遞送的粘合劑的流體中。

粘合改性劑分配器202b向提供在支撐構(gòu)件204上的構(gòu)建材料層選擇性地遞送粘合改性劑。粘合改性劑可適用于修改(例如提高或降低)粘合改性劑已遞送或已滲透于其上的構(gòu)建材料的部分的粘合度?？梢允褂貌煌奈锢砗?或化學(xué)作用來(lái)修改粘合劑的效果。可降低粘合度的粘合改性劑的示例可以是例如防水呢，諸如具有蠟顆粒的流體。在一些示例中，粘合改性劑可包括液態(tài)載體，諸如水或任何其它合適的溶劑或分散劑。

在一個(gè)示例中，支撐構(gòu)件204具有從約10厘米×10厘米至100厘米×100厘米范圍的尺寸。在其它示例中，支撐構(gòu)件204可具有更大或更小的尺寸。支撐構(gòu)件204可以是系統(tǒng)200的固定部件，或者不是系統(tǒng)200的固定部件，例如替代地是可移動(dòng)模塊的部件。

控制器210根據(jù)包括制劑遞送控制數(shù)據(jù)208的指令218來(lái)控制對(duì)所提供的構(gòu)建材料層的制劑的選擇性遞送。每個(gè)制劑分配器202a-g可包括制劑的合適的供給器或者可連接至制劑的分立的合適的供給器。

制劑分配器202a-g可以是打印頭，諸如熱打印頭或壓電噴墨打印頭。打印頭可具有噴嘴陣列。在一個(gè)示例中，可以使用諸如通常用于商業(yè)上可用的噴墨打印機(jī)中的打印頭。在其它示例中，通過(guò)噴嘴而不是打印頭來(lái)遞送制劑。還可以使用其它遞送機(jī)構(gòu)。

當(dāng)制劑處于合適的流體形式(諸如液體)時(shí)，制劑分配器202a-g可用于選擇性地遞送(例如沉積)制劑。在一些示例中，可以選擇制劑分配器202a-g以以每英寸300至1200點(diǎn)(dpi)之間的分辨率(例如，600dpi)來(lái)遞送滴劑微滴。在其它示例中，可以選擇制劑分配器202a-g以能夠以更高或更低的分辨率來(lái)遞送滴劑微滴。在一些示例中，制劑分配器202a-g可具有噴嘴陣列，制劑分配器202a-g可通過(guò)噴嘴陣列來(lái)選擇性地噴射流體微滴。在一些示例中，每個(gè)滴可以以約10皮升(pli)每滴的級(jí)數(shù)來(lái)噴射，但在其它示例中，可以使用能夠遞送更高或更低的液滴尺寸的制劑分配器202a-g。在一些示例中，可以使用能夠遞送可變尺寸的液滴的制劑分配器202和206。在一些示例中，打印頭可以是按需滴制打印頭。在其它示例中，打印頭可以是連續(xù)滴制打印頭。

在一些示例中，制劑分配器202a-g可以是系統(tǒng)200的集成部件。在一些示例中，制劑分配器202a-g可以可由用戶替換，在此情況下其可以可拆卸地可插入系統(tǒng)200的合適的制劑分配器接收器或接口中。

在一些示例中，諸如打印頭之類的單個(gè)制劑分配器可用于選擇性遞送多個(gè)制劑。例如，不同的噴嘴集合可用于遞送不同制劑。

在圖2中圖示的示例中，制劑分配器202a-g具有這樣的長(zhǎng)度：使得他們跨越所謂頁(yè)寬陣列配置的支撐構(gòu)件204的整個(gè)寬度。在一個(gè)示例中，這可以通過(guò)多個(gè)打印頭的合適的布置來(lái)實(shí)現(xiàn)。在其它示例中，可使用具有具有這樣的長(zhǎng)度的噴嘴陣列的單個(gè)打印頭：使得噴嘴陣列能夠跨越支撐構(gòu)件204的寬度。在其它示例中，制劑分配器202a-g可具有不使他們能夠跨越支撐構(gòu)件204的整個(gè)寬度的較短的長(zhǎng)度。

制劑分配器202a-g可被安裝在可移動(dòng)托架上，以使他們能夠沿所圖示的y軸在支撐構(gòu)件204的長(zhǎng)度上雙向移動(dòng)。這允許以單通道方式在支撐構(gòu)件204的整個(gè)寬度和長(zhǎng)度上選擇性地遞送制劑。在其它示例中，制劑分配器202a-g可以是固定的，并且支撐構(gòu)件204可相對(duì)于制劑分配器202a-g移動(dòng)。

應(yīng)注意的是，本文所使用的詞語(yǔ)“寬度”通常用于表示在圖2中所圖示的平行于x和y軸的平面中的最短尺寸，而本文所使用的詞語(yǔ)“長(zhǎng)度”通常用于表示此平面中的最長(zhǎng)尺寸。然而，將理解的是，在其它示例中，詞語(yǔ)“寬度”可與詞語(yǔ)“長(zhǎng)度”互換。例如，在其它示例中，制劑分配器202a-g可具有這樣的長(zhǎng)度：使得他們能夠跨越支撐構(gòu)件204的整個(gè)長(zhǎng)度，而可移動(dòng)托架則可在支撐構(gòu)件204的寬度上雙向移動(dòng)。

在另一示例中，制劑分配器202a-g不具有使他們能夠跨越支撐構(gòu)件204的整個(gè)寬度的長(zhǎng)度，然而可額外地在圖示的x軸上在支撐構(gòu)件204的寬度上雙向移動(dòng)。此配置允許使用多個(gè)通道在支撐構(gòu)件204的整個(gè)寬度和長(zhǎng)度上選擇性地遞送制劑。然而諸如頁(yè)寬陣列配置的其它配置能夠使三維物體更快地創(chuàng)建。

系統(tǒng)200可進(jìn)一步包括構(gòu)建材料分配器224，以在支撐構(gòu)件204上提供(例如遞送或形成)連續(xù)的構(gòu)建材料層。合適的構(gòu)建材料分配器224可包括，例如刮片和滾筒?？蓮膬?chǔ)料器或構(gòu)建材料存放器向構(gòu)建材料分配器224提供構(gòu)建材料。在所示出的示例中，構(gòu)建材料分配器224在支撐構(gòu)件204的長(zhǎng)度(y軸)上移動(dòng)以沉積構(gòu)建材料層。如先前所述的，構(gòu)建材料層將沉積在支撐構(gòu)件204上，而隨后的構(gòu)建材料層將沉積在先前沉積的構(gòu)建材料沉積層上。構(gòu)建材料分配器224可以是系統(tǒng)200的固定部件，或替代地不是系統(tǒng)200的固定部件，例如可移動(dòng)模塊的部件。在一些示例中，構(gòu)建材料分配器224可被安裝在托架203a或203b上。

在一些示例中，構(gòu)建材料分配器224可用于提供具有以下厚度范圍的構(gòu)建材料層，在約20至約200微米、或約50至約300微米、或約90至約110微米之間，或者約25微米、或約50微米、或約75微米、或約100微米、或約250微米，但在其它示例中，可以提供更薄或更厚的構(gòu)建材料層?？捎煽刂破?10例如基于(例如包括定義要被生成的三維物體的物體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的)指令218來(lái)控制厚度。

在一些示例中，可存在相對(duì)于圖2中示出的分配器的任何數(shù)量的額外的制劑分配器和構(gòu)建材料分配器。在一些示例中，系統(tǒng)200的分配器可位于同一托架上，可以彼此鄰近或者以一較短距離分開(kāi)。在其它示例中，兩個(gè)或多個(gè)托架可以每個(gè)均包括分配器。例如，每個(gè)分配器可位于其自身的分立的托架中。任何額外的分配器可具有與先前參考制劑分配器202a-g討論的分配器相似的特征。

在所示出的示例中，支撐構(gòu)件204可在z軸上移動(dòng)，以使當(dāng)沉積了新的構(gòu)建材料層時(shí)，在最新沉積的構(gòu)建材料沉積層表面與制劑分配器202a-g的下表面之間保持一預(yù)定的間隙。然而在其它示例中，支撐構(gòu)件204可以不能在z軸上移動(dòng)，而制劑分配器202a-g可以可在z軸上移動(dòng)。

系統(tǒng)200可額外地包括能量源226。能量源226可用于根據(jù)聚結(jié)劑被遞送或被滲透的位置來(lái)向構(gòu)建材料施加能量以使構(gòu)建材料的部分固化。在一些示例中，具有粘合劑的構(gòu)建材料的部分可響應(yīng)于能量(例如紫外線(uv)能量)的施加而可凝結(jié)以形成粘合基質(zhì)。然而，在其它示例中，具有粘合劑的部分可以在沒(méi)有施加用于凝固或干燥的能量的情況下被固化成粘合基質(zhì)。在具有粘合劑的部分可凝固的示例中，能量源226還可用于凝固或干燥具有粘合劑的部分以將該部分固化成粘合基質(zhì)。

在一些示例中，能量源226是紅外(ir)輻射光源、近紅外輻射光源、可見(jiàn)光光源、微波能量源、紫外(uv)輻射光源、鹵素輻射光源、或發(fā)光二極管。在一些示例中，能量源226可以是能夠向沉積在支撐構(gòu)件204上的構(gòu)建材料均勻施加能量的單個(gè)能量源。在一些示例中，能量源226可包括能量源陣列。

在一些示例中，能量源226可以是能夠向構(gòu)建材料均勻施加能量的單個(gè)能量源。在一些示例中，能量源226可包括能量源陣列。在一些示例中，能量源226可包括根據(jù)聚結(jié)劑已被遞送或滲透位置而施加合適的能量以使構(gòu)建材料的部分固化的第一能量源，以及施加合適的能量(例如uv能量)以凝固或干燥具有粘合劑的部分成為固化的粘合基質(zhì)的第二能量源。

在一些示例中，能量源226被配置為以基本均勻的方式將能量施加至構(gòu)建材料層的整個(gè)表面。在這些示例中，能量源226可稱為非聚焦能量源。在這些示例中，可以同時(shí)將能量施加于整個(gè)層上，這可幫助提高可以生成三維物體的速度。

在其它示例中，能量源226被配置為以基本均勻的方式將能量施加至構(gòu)建材料層的整個(gè)表面的一部分。例如，能量源226可被配置為將能量施加至構(gòu)建材料層的整個(gè)表面的帶上。在這些示例中，能量源可在構(gòu)建材料層上移動(dòng)或掃描，以最終使數(shù)量基本相等的能量施加至構(gòu)建材料層的整個(gè)表面。

在一些示例中，可以將能量源226安裝在可移動(dòng)托架上。

在其它示例中，當(dāng)能量源在構(gòu)建材料層上移動(dòng)時(shí)，能量源226可例如根據(jù)指令208來(lái)施加可變數(shù)量的能量。例如，控制器210可控制能量源以將能量施加至已在其上施加了聚結(jié)劑的構(gòu)建材料的部分和/或具有粘合劑的部分，而不將能量施加至未施加聚結(jié)劑和/或不具有粘合劑的部分。

在進(jìn)一步的示例中，能量源226可以是聚焦能量源，諸如激光束。在此示例中，可以控制激光束以在構(gòu)建材料層的整體或一部分上進(jìn)行掃描。在這些示例中，可根據(jù)制劑遞送控制數(shù)據(jù)來(lái)控制激光束以在構(gòu)建材料層上進(jìn)行掃描。例如，可以控制激光束以將能量施加至在其上已遞送了聚結(jié)劑的構(gòu)建材料層的部分和/或具有粘合劑的部分。

可以選擇所提供的能量、構(gòu)建材料、聚結(jié)劑、粘合改性劑、以及粘合劑的組合，以使：i)當(dāng)向其暫時(shí)施加能量時(shí)，在其上沒(méi)有遞送聚結(jié)劑的構(gòu)建材料的部分不聚結(jié)；ii)在其上沒(méi)有粘合劑的構(gòu)建材料的部分不形成粘合基質(zhì)；iii)取決于具有粘合劑的部分是否需要凝固，具有粘合劑而不具有粘合改性劑的構(gòu)建材料的部分利用凝固能量的施加或不利用凝固能量的施加而固化成粘合基質(zhì)；iv)具有聚結(jié)劑和粘合劑而不具有粘合改性劑的構(gòu)建材料的部分在施加能量時(shí)聚結(jié)，并且還根據(jù)構(gòu)建材料和粘合劑是否需要凝固以粘合，利用凝固能量的施加或不利用凝固能量的施加而粘合成粘合基質(zhì)；v)當(dāng)向其暫時(shí)施加能量時(shí)，具有粘合改性劑而不具有聚結(jié)劑、也不具有粘合劑的構(gòu)建材料的部分不聚結(jié)或粘合；vi)具有粘合劑和粘合改性劑兩者的構(gòu)建材料的部分可以經(jīng)受修改，例如提高或降低粘合度，例如以調(diào)制或調(diào)整這些部分的機(jī)械屬性。

在一些示例中，系統(tǒng)200可額外地包括預(yù)加熱器，以將沉積在支撐構(gòu)件204上的構(gòu)建材料保持在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)。預(yù)加熱器的使用有助于減少需由能量源226施加以使在其上已聚結(jié)劑被遞送或已滲透了聚結(jié)劑的構(gòu)建材料的聚結(jié)并且隨后固化的能量的量。

圖3是圖示了根據(jù)一些示例的生成三維物體的方法300的流程圖。方法的方面可由計(jì)算機(jī)實(shí)施。在一些示例中，示出的順序可以變化，一些要素可同時(shí)發(fā)生，可添加一些要素，和/或可省略一些要素。在描述圖3時(shí)，將參考根據(jù)一些示例示出構(gòu)建材料層的一系列截面?zhèn)纫晥D的圖2、圖4a至圖4d和圖5。圖5至圖9根據(jù)一些示例示出了的構(gòu)建材料層的截面頂視圖。

在302處，可由控制器210生成或獲得制劑遞送控制數(shù)據(jù)208。制劑遞送控制數(shù)據(jù)208可以針對(duì)要被生成的三維物體的每個(gè)切片來(lái)定義構(gòu)建材料上的不同制劑(如果有)要被遞送到的部分或位置。

在一些示例中，制劑遞送控制數(shù)據(jù)208可基于表示要被生成的物體的三維模型的物體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和/或根據(jù)表示物體的屬性的物體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)生成。模型可定義物體的固體部分，并可以由三維物體處理系統(tǒng)進(jìn)行處理以生成模型的平行平面的切片。每個(gè)切片可定義要由增材制造系統(tǒng)固化的構(gòu)建材料的相應(yīng)層的一部分。物體屬性數(shù)據(jù)可定義物體的屬性，諸如密度、表面粗糙度、強(qiáng)度等。

可以經(jīng)由輸入設(shè)備220例如從用戶接收物體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和物體屬性數(shù)據(jù)，以作為來(lái)自用戶、來(lái)自軟件驅(qū)動(dòng)器、來(lái)自諸如計(jì)算機(jī)促進(jìn)設(shè)計(jì)(cad)應(yīng)用之類的軟件應(yīng)用的輸入，或者可從存儲(chǔ)默認(rèn)的或用戶定義的物體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和物體屬性數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器來(lái)獲得物體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和物體屬性數(shù)據(jù)。

制劑遞送控制數(shù)據(jù)208可針對(duì)要被處理的構(gòu)建材料的每一層描述構(gòu)建材料上的由制劑分配器202a-g在其上遞送不同制劑的位置或部分。在一個(gè)示例中，構(gòu)建材料的制劑要被遞送的位置或部分以相應(yīng)的圖案的方式定義。

如將描述的，然后可以重復(fù)執(zhí)行304至308以生成三維物體。圖5是由構(gòu)建材料分配器224所提供并且如參考圖2所描述的通過(guò)施加制劑和能量而固化的構(gòu)建材料層402a的截面頂視圖。圖4a表示通過(guò)圖5的4a-4a取得的截面。在圖4a至圖4d和圖5中，以及在圖6至圖8中示出的其它示例，標(biāo)記為“b”的部分412b、512以及712b是已接收了沒(méi)有著色劑的粘合劑406b的構(gòu)建材料的部分，標(biāo)記為“c”的部分410、510、610、和710是接收了聚結(jié)劑404的構(gòu)建材料的部分，并且標(biāo)記為“c/b”的部分714是接收了沒(méi)有著色劑的聚結(jié)劑404和粘合劑406b兩者的構(gòu)建材料的部分。因此圖4a中的“b”和“c”部分是圖5的“b”和“c”部分的截面表示。在圖4a至圖4d和5中，部分412a是接收了具有著色劑的粘合劑406a的構(gòu)建材料的部分。如圖4a至圖4d和5所示，構(gòu)建材料的部分還可以接收粘合改性劑408。

在圖5中，一部分包括“b”而另一部分包括“c”的鄰近的部分是在其中分別遞送了粘合劑或聚結(jié)劑的非重疊部分?！癰”部分和“c”部分之間的線可表示零寬度的區(qū)域或可具有有限寬度。在有限寬度的示例中，每條線可表示在其上沒(méi)有遞送粘合劑或聚結(jié)劑的構(gòu)建材料的較薄的部分，或者替代地，可以是在其中遞送了聚結(jié)劑和粘合劑兩者的“c/b”部分，以使在粘合劑和聚結(jié)劑之間存在一些重疊。

在304處，如圖4a和圖5所示，可以提供構(gòu)建材料層402b。例如，如先前所討論的，控制器210可控制構(gòu)建材料分配器224以通過(guò)使構(gòu)建材料分配器224沿y軸移動(dòng)而將層402b提供在支撐構(gòu)件204上的先前完成的層402a上。如圖4a和5所示，完成的層402a可包括固化部分410、412a、和412b的圖案。內(nèi)部固化部分410(利用“c”標(biāo)記)可以是在其上施加了聚結(jié)劑和能量的部分，以將該部分聚結(jié)并且固化。外部固化部分412a(利用“b”標(biāo)記)可以是在其上施加了具有著色劑的粘合劑(例如來(lái)自制劑分配器202c-202f中的一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、或四個(gè)cmyk粘合劑的任何組合)的部分，以將該部分粘合且固化為在物體的外部提供顏色的粘合基質(zhì)。內(nèi)部固化部分412b可以是在其上施加了(例如來(lái)自制劑分配器202g的)沒(méi)有著色劑的粘合劑的部分，以將該部分粘合并且固化為物體內(nèi)部的粘合基質(zhì)。

如所示出的，使用粘合劑固化的部分412b可在內(nèi)部形成單個(gè)連續(xù)填充區(qū)域。相反，使用聚結(jié)劑固化的部分410可以是由部分412b定義的在單個(gè)連續(xù)填充區(qū)域內(nèi)的多個(gè)分散定義域。在其它示例中，使用聚結(jié)劑固化的部分可替代地形成連續(xù)填充區(qū)域，并且使用粘合劑固化的部分可以是使用聚結(jié)劑固化部分的連續(xù)填充內(nèi)的分散定義域。

盡管以圖示的目的在圖4a至圖d中示出了完成的層402a，但應(yīng)當(dāng)理解的是，可初始地應(yīng)用304至308來(lái)生成層402a。此外，盡管未示出，可以在層402a之前生成額外的層，包括定義使用cmyk粘合劑生成的物體的底部外邊界的層。

在306處，如圖4b所示，可以將聚結(jié)劑404、具有著色劑的粘合劑406a(例如，一、二、三、或四種cmyk粘合劑的任何組合)、沒(méi)有著色劑的粘合劑406b、和粘合改性劑408選擇性地遞送至層402b的部分的表面。如先前所討論的，該制劑可由制劑分配器202a-g例如以流體(諸如液體微滴)的形式來(lái)遞送。如先前所討論的，粘合劑406a-b可包括粘接劑，或替代地，構(gòu)建材料可包括粘接劑。

可以以圖案的形式將聚結(jié)劑404、粘合劑406a-b、和粘合改性劑408遞送至可被制劑遞送控制數(shù)據(jù)208定義為變?yōu)楣虘B(tài)從而形成所生成的三維物體的部分的層402b的部分上。制劑遞送控制數(shù)據(jù)208可從要被生成的三維物體的模型獲得?！斑x擇性遞送”表示可以以不同的圖案將制劑遞送至構(gòu)建材料表面層的所選擇的部分。

在一些示例中，可以根據(jù)第一圖案將聚結(jié)劑404選擇性地遞送至構(gòu)建材料的部分，可以根據(jù)第二圖案將粘合劑406a選擇性地遞送至構(gòu)建材料的部分，可以根據(jù)第三圖案將粘合劑406b選擇性地遞送至構(gòu)建材料的部分，并且可以根據(jù)第四圖案將粘合改性劑408選擇性地遞送至構(gòu)建材料的部分。在圖4a至圖d和5的示例中，層402b中的圖案與層402a中的圖案相同，然而，在其它示例中，它們可以逐層地變化。

圖4c示出了滲透至構(gòu)建材料層402b的部分中的制劑404、406a-b、和408。不同的制劑之間的制劑滲透程度可以不同，或者可以基本相同。圖4c示出了基本完全滲透至構(gòu)建材料層402b的部分中的制劑404、406a-b、和408，但在其它示例中，滲透程度可以小于100％。滲透程度可例如取決于所遞送的制劑的量、構(gòu)建材料特性、制劑的特性等。

盡管用于圖示的目的，每個(gè)制劑的遞送和滲透被示出為基本在相似的時(shí)間發(fā)生，但在其它示例中，制劑可以以任何其它順序遞送，該順序包括而不限于：(i)406a，然后406b，然后404，然后408；(ii)406a，然后406b，然后408，然后404；(iii)404，然后406a，然后406b，然后408；(ii)404，然后408，然后406a，然后406b；(ii)408，然后404，然后406a，然后406b；或者(ii)408，然后406a，然后406b，然后404。

在308處，可以將預(yù)定級(jí)別的能量施加至構(gòu)建材料層402b。在不同示例中，所施加的能量可以是紅外或近紅外能量、可見(jiàn)光、微波能量、紫外線(uv)光、鹵素光、超聲能量等。能量的暫時(shí)施加可以使在其上遞送了聚結(jié)劑404的構(gòu)建材料的部分的被加熱至構(gòu)建材料的熔點(diǎn)以上并聚結(jié)。在一些示例中，能量源可以是聚焦的。在其它示例中，能量源可以是非聚焦的，并且能量的暫時(shí)施加可以使在其上已遞送或已滲透了聚結(jié)劑404的構(gòu)建材料的部分被加熱至構(gòu)建材料的熔點(diǎn)以上并聚結(jié)。例如，層402b中的一些或所有的溫度可達(dá)約攝氏220攝氏度。如圖4d所示，在冷卻時(shí)，具有聚結(jié)劑404的部分可以變?yōu)楣虘B(tài)并且形成所生成的三維物體的部分。

在一些示例中，如先前所討論的，能量(例如uv光)的暫時(shí)施加可以使在其上呈現(xiàn)粘合劑406a-b的構(gòu)建材料的部分被凝固或被干燥成粘合基質(zhì)。這可使用相同或不同的能量源來(lái)完成，該能量源諸如用于使具有聚結(jié)劑的部分聚結(jié)的能量源。可以在施加用于聚結(jié)的能量之前，同時(shí)，或之后施加用于固化或干燥而施加的能量。

然而，在其它示例中，在其上遞送和滲透了粘合劑406a-b的構(gòu)建材料的部分可以不利用任何能量的施加而粘合并且固化成粘合基質(zhì)。

在一些示例中，在稱為“滲漏”的效果中，粘合劑406a的一些粘接劑可向外傳播至構(gòu)建材料中以固化并不想要固化的部分。通過(guò)在由粘合劑406a定義的邊界的外部周圍施加粘合改性劑408，可以減少或防止這些非期望區(qū)域中的粘合，因此在物體上提供了更大精確度和更好的外部表面屬性。

如先前所討論的，包括部分410和412a-b的所固化的部分可在先前的304至308重復(fù)之前生成。在能量施加期間所吸收的熱量可傳播至先前所固化部分410以使部分410的部分加熱至它們的熔點(diǎn)以上。另外，層402a中的具有粘合基質(zhì)的部分412a-b可與層402b中新創(chuàng)建的粘合基質(zhì)相粘合，以創(chuàng)建固化部分416a-b。如圖4d所示，這些效果有助于在相鄰的固化構(gòu)建材料層之間生成具有層間強(qiáng)結(jié)合的固化部分。

在構(gòu)建材料層已按以上304至308所描述的進(jìn)行處理后，可以先前處理的構(gòu)建材料層的頂部上提供新的構(gòu)建材料層。以此方式，先前處理的構(gòu)建材料層作為隨后構(gòu)建材料層的支撐。然后可以重復(fù)304至308的處理以逐層地生成三維物體。

使用方法300生成的三維物體可例如允許物體屬性的調(diào)制和優(yōu)化。在一些示例中，使用聚結(jié)劑的固化部分414可作為強(qiáng)化纖維，該強(qiáng)化纖維可以貫穿物體的三維內(nèi)部纏繞，但數(shù)量可被限制并可以彼此隔離，以避免物體收縮和張應(yīng)力。同時(shí)，在生成較大物體時(shí)，部分412a-b中的膨脹和壓應(yīng)力可以補(bǔ)償部分414中的收縮并且可以允許更大的精確度。方法300還可例如允許例如在物體的邊界上的高質(zhì)量的顏色，而不影響其它物體屬性。在一些示例中，物體的不同部分中的彈性模量可以可控地變化，以使不同的部分可具有不同的彈性模量。

圖6示出了與在圖4a至圖d和5中示出的物體類似的物體的截面。例如，物體包括使用沒(méi)有著色劑的粘合劑406b固化的部分512以及使用聚結(jié)劑404固化的部分510。然而，在此示例中，沒(méi)有將具有著色劑的粘合劑406a施加至物體的外部邊界，這是因?yàn)槔绮⒉黄谕噬矬w?？梢砸詧D案的形式將制劑404和406b遞送至可被制劑遞送控制數(shù)據(jù)208定義為變?yōu)楣虘B(tài)從而形成所生成的三維物體的部分的層的部分上。

圖7示出了與在圖4a至圖d和5中示出的物體類似的物體的截面。例如，物體包括使用具有著色劑的粘合劑406a固化的部分612以及使用聚結(jié)劑404固化的部分610。然而，在此示例中，部分610包括整個(gè)物體內(nèi)部，因此沒(méi)有粘合劑406b被用于物體內(nèi)部?？梢砸詧D案的形式將制劑404和406a遞送至可被制劑遞送控制數(shù)據(jù)208定義為變?yōu)楣虘B(tài)從而形成所生成的三維物體的部分的層的部分上。

圖8示出了與在圖4a至圖d和5中示出的物體類似的物體的截面。例如，物體包括使用沒(méi)有著色劑的粘合劑406b固化的內(nèi)部712b、使用具有著色劑的粘合劑406a固化的外部邊界部分712a、以及使用聚結(jié)劑404固化的部分710。然而，在此示例中，存在使用粘合劑406b和聚結(jié)劑404兩者固化的額外部分714，以使部分714通過(guò)成成粘合基質(zhì)的聚結(jié)與粘合的結(jié)合而經(jīng)歷固化。可以以圖案的形式將制劑404和406a-b遞送至可被制劑遞送控制數(shù)據(jù)208定義為變?yōu)楣虘B(tài)從而形成所生成的三維物體的部分的層的部分上。

在示例中，可以使用諸如在圖2中示出的系統(tǒng)，不同點(diǎn)在于系統(tǒng)可不包括粘合改性劑分配器202b。聚結(jié)劑可包括紅外(ir)光吸收劑。粘合劑可以每個(gè)均包括水狀流體，包括聚醋酸乙烯酯(pva)粘接劑或聚乙烯醇(pvoh)粘接劑。構(gòu)建材料可包括熱熔性顆粒的粉末聚酰胺12，和/或諸如石膏顆粒和催化劑顆粒之類的粘接促進(jìn)劑，其可實(shí)現(xiàn)pva與粉末顆粒的結(jié)合。粘合劑還可例如分別包括可以是黑色(k)、白色(w)、青色(c)、黃色(y)、品紅色(m)中的一種顏色的著色劑、不同顏色的著色劑、或不包括著色劑。粘合劑可以是uv可凝固的，但這并非必需。在粘合劑實(shí)現(xiàn)粘合而不需uv能量的示例中，能量源可包括ir能量源，以利用聚結(jié)劑使部分聚結(jié)。在粘合劑可以是uv可凝固的示例中，能量源可包括用于聚結(jié)劑的ir能量源以及用于粘合劑的uv能量源。每個(gè)粉末層的厚度范圍可以是約50微米至約150微米?？墒褂脠D3的方法對(duì)層進(jìn)行300固化。例如，可以將具有著色劑的粘合劑提供至物體的外部。另外，如圖4a至圖4d和5所示，物體的一些層可包括內(nèi)部的非重疊部分中的粘合劑(沒(méi)有著色劑)和聚結(jié)劑兩者，而物體的其它層可包括在內(nèi)部的粘合劑(沒(méi)有著色劑)而不包括聚結(jié)劑，并且物體的又一其它層可包括內(nèi)部的聚結(jié)劑而不包括粘合劑(沒(méi)有著色劑)。在一些示例中，在一些內(nèi)部部分中可以存在重疊，以使一部分可接收聚結(jié)劑和粘合劑(沒(méi)有著色劑)兩者。所產(chǎn)生的物體可具有三維的非重疊布置的部分，其中粉末顆粒被聚結(jié)(例如直接熔合在一起)或者被結(jié)合(例如非直接地熔合在一起)。制劑的遞送可基于制劑遞送控制數(shù)據(jù)。

除其中至少一些特征和/或構(gòu)件為相互地排斥的組合外，本說(shuō)明書(shū)(包括任何所附權(quán)利要求、摘要和附圖)中所公開(kāi)的所有特征，和/或因此公開(kāi)的任何方法或過(guò)程的所有要素，均可以以任何組合方式組合。

在前面的描述中，闡述了多種細(xì)節(jié)以提供本文公開(kāi)的主題的理解。然而，可以沒(méi)有這些細(xì)節(jié)中的一些或所有而實(shí)施示例。其它示例可包括根據(jù)以上討論的細(xì)節(jié)的修改和變體。所附權(quán)利要求旨在覆蓋此類修改和變體。