一區(qū)段由激光束4掃描。由不同激光束1、2、3和4掃描的區(qū)段之間的接口具有波浪或階梯形狀以將鄰近區(qū)段鍵連在一起(如由線8的放大區(qū)段所說明)。全部區(qū)段的接口之間可使用相似的構(gòu)造。
[0045]通過選擇區(qū)段以使得分配到每一激光束的總面積近似相等，每一激光束的掃描時間應(yīng)為近似相等的。然而，在確定掃描時間中可存在其它考慮因素，其可取決于正被構(gòu)建的層。
[0046]舉例來說，在用于形成物體的已知“殼和芯”方法中，可通過以大直徑激光點(diǎn)掃描來固化物體的芯，且可使用小直徑激光點(diǎn)形成物體的殼(外圍)。此方法在US5753171、W091 /12120和EP0406513中公開。此方法中可使用相似技術(shù)。當(dāng)形成物體的芯和殼時改變光點(diǎn)大小可影響用于這些不同區(qū)的激光束的掃描速度。因此，處理單元131可當(dāng)將區(qū)段分配到不同激光束時考慮這些不同掃描速度。這可意味著純粹基于面積確定激光束之間的區(qū)段劃分可能不足夠，且當(dāng)確定激光束的掃描時間時可考慮區(qū)段的外邊緣(其在最終物體中形成物體的表面)的長度。舉例來說，在圖4中，島狀物5是不規(guī)則形狀。左上拐角中的區(qū)段當(dāng)與島狀物5的其它區(qū)段和其它島狀物6和7的其它區(qū)段相比時相對于邊緣的長度具有小面積。因此，由于以小直徑激光點(diǎn)形成殼的較長時間，掃描此區(qū)段與相似面積的區(qū)段相比將花費(fèi)較長時間。因此，在一個實(shí)施例中，當(dāng)確定用于區(qū)段的掃描時間時，考慮該區(qū)段中包含的邊緣的長度。
[0047]在另一實(shí)施例中，如果可能，通過單個激光束可形成圍繞單個島狀物5、6、7的殼，而不是以分配到這些不同區(qū)段的不同激光束形成用于島狀物的不同區(qū)段的殼。這可避免在區(qū)段的界面處將殼結(jié)合在一起的需要。然而，當(dāng)確定激光束的掃描時間時可能必須考慮形成殼所花費(fèi)的時間，其中給該激光束分配形成殼的任務(wù)。
[0048]可不使用殼和芯方法形成物體的底部和頂部層，且因此此類計算可不應(yīng)用于這些層。
[0049]區(qū)段的形狀也可影響掃描區(qū)段所花費(fèi)的時間。舉例來說，即使區(qū)段的面積相同，長的薄區(qū)段使用跨越整個區(qū)段進(jìn)行掃描的光柵掃描(所謂的“曲折”掃描)來掃描也可能花費(fèi)較長時間，因?yàn)榧す馐膾呙桦S著掃描的方向改變而減慢。如果存在許多方向改變，如長的薄區(qū)段的情況，那么這將相對于僅幾個方向改變而言減慢掃描，如較寬區(qū)段的情況。當(dāng)確定掃描區(qū)段所花費(fèi)的時間時可考慮此情況。然而，可存在掃描策略，其減輕由于區(qū)段的形狀所致的方向改變的影響，例如棋盤或條紋掃描，如分別在EP1441897和EP1993812中所公開。對于比條紋的寬度或棋盤的正方形大得多的區(qū)段，方向改變的數(shù)目不由正被掃描的形狀主導(dǎo)，但由配合于該區(qū)段內(nèi)的條紋或棋盤的正方形的數(shù)目(將取決于區(qū)段的面積)主導(dǎo)。
[0050]方向改變可影響掃描速度的另一處是當(dāng)在殼和芯方法中形成殼時的邊緣處。確切地說，對于具有大量方向改變的邊緣，掃描速度將比相同長度但具有較少方向改變的邊緣更慢。再次，當(dāng)確定激光束掃描區(qū)段所花費(fèi)的時間長度時可將此情況納入處理單元131的計算的因素中。
[0051]當(dāng)選擇激光束來固化落在重疊區(qū)內(nèi)的粉末床的區(qū)域時可考慮的另一因素是在該位置由激光束產(chǎn)生的光點(diǎn)的形狀。通常，光學(xué)模塊106a到106d被布置以當(dāng)激光束被垂直引導(dǎo)到粉末層的平面時產(chǎn)生圓形光點(diǎn)。引導(dǎo)激光束遠(yuǎn)離垂直則產(chǎn)生橢圓光點(diǎn)，其中角度越大，光點(diǎn)的半徑越大。光點(diǎn)大小和形狀的變化可改變固化材料的性質(zhì)。因此，處理單元131可基于當(dāng)固化落在重疊區(qū)內(nèi)的區(qū)域內(nèi)的區(qū)域/點(diǎn)時激光束的角度而選擇激光束1、2、3、4用來固化該區(qū)域/點(diǎn)。該區(qū)域/點(diǎn)距每一掃描區(qū)的參考點(diǎn)(圖5b中由點(diǎn)251a到251d說明)的距離可用作表示該角度的值，在該每一掃描區(qū)處激光束垂直于粉末層的平面。舉例來說，層中將由每一激光束1、2、3和4固化的粉末的區(qū)域的量可在激光1、2、3和4之間盡可能相等地劃分，但激光束1、2、3和4之間劃分區(qū)域所沿著的線可基于待固化區(qū)域中的每一點(diǎn)距每一掃描區(qū)的參考點(diǎn)的距離。
[0052]在完成用以掃描待固化的每一粉末床的區(qū)域的激光束1、2、3、4的選擇時，可將結(jié)果顯示給用戶用于審閱。使用輸入裝置，用戶可能夠調(diào)整物體的位置，處理單元131針對物體的新位置再選擇將用以掃描該區(qū)域的激光束。這可使得用戶最小化正被構(gòu)建的物體的掃描時間。
[0053]在一個實(shí)施例中，處理單元131自動再調(diào)整粉末床中的物體的位置以最小化構(gòu)建時間。
[0054]在激活構(gòu)建時，處理單元131將指令發(fā)送到光學(xué)模塊106a到106d以控制激光束以選定方式掃描粉末層。
[0055]將理解在另一實(shí)施例中，，從一個或多個激光模塊產(chǎn)生的激光束可被光學(xué)劃分成一個以上激光束，被劃分激光束的每一部分被單獨(dú)地導(dǎo)引到粉末床上，而不是每一激光模塊提供單個激光束來固化粉末床104。此布置對于高供電激光模塊可為適當(dāng)?shù)?，例?KWnd-YAG纖維激光可被劃分成四個單獨(dú)的激光束，每一激光束具有熔化金屬粉末的足夠功率。在另一實(shí)施例中，光學(xué)器件可被布置以使得所述或每一激光束被劃分成的部分的數(shù)目可響應(yīng)于用戶或計算機(jī)的選擇而重新配置。當(dāng)設(shè)備將與不同材料使用時此布置可為適當(dāng)?shù)?，其需要不同激光功率來熔化該材料的粉末。舉例來說，對于具有高熔點(diǎn)的材料，激光束可劃分成較少部分(或根本不劃分)，而對于具有較低熔點(diǎn)的材料，激光束可劃分成較大數(shù)目的部分。
[0056]圖5a和圖5b展示包括具有四個光學(xué)模塊106a、106b、106c、106d的掃描器的設(shè)備的掃描區(qū)20la、20lb、201c和20Id的替代布置。在此布置中，光學(xué)模塊被布置以使得用于每一激光束1、2、3、4的掃描區(qū)201a、201b、201c、201d大體上是矩形。舉例來說，光學(xué)模塊106a、106b、106c、106d可包括用于引導(dǎo)激光束的兩個可旋轉(zhuǎn)鏡，該鏡可圍繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)以在粉末床204的工作表面的平面中在兩個維度中掃描光束。每一光學(xué)模塊106&、10613、106(3、106(1是大體上相同的且在相對于光學(xué)模塊106a、106b、106c、106d的相同位置處產(chǎn)生掃描區(qū)201a、201b、201c、201d。因此，由于光學(xué)模塊106a、106b、106c、106d物理上間隔開，如圖5a中所示通過距離D，因此掃描區(qū)與粉末床104的區(qū)210到217以及中心區(qū)218重疊但不相連，其中激光束1、2、3、4中的一束或多束但非全部可被引導(dǎo)到粉末床104，激光束1、2、3、4中的全部四束可被引導(dǎo)到的中心區(qū)218。
[0057]以與參考圖4所描述的類似的方式，在其中光學(xué)模塊的掃描區(qū)重疊的區(qū)211213、215、217和218中，處理單元131選擇多個激光束1、2、3、4中的哪一束用以掃描落在這些區(qū)內(nèi)的待固化粉末床104的區(qū)域。舉例來說，處理單元131可選擇激光束以便盡可能地每一激光束1、2、3和4在大體上相等時間長度中被用來固化每一粉末層內(nèi)的區(qū)域。
[0058]現(xiàn)在參見圖6a和圖6b，展示另一激光固化設(shè)備。在此設(shè)備中，激光掃描器包括安裝在可沿著軌道341移動的部件340上的光學(xué)模塊306a到306e。以此方式，光學(xué)模塊306a到306e可在構(gòu)建腔室內(nèi)移動。
[0059]圖7更詳細(xì)展示光學(xué)單元306。每一光學(xué)模塊306包括密封外殼345，其含有:透鏡339，用于聚焦激光束；以及光學(xué)元件，在此實(shí)施例中為鏡349，用于沿著垂直于部件340的移動方向的線(由圖6b中的箭頭表示)通過窗307將激光束導(dǎo)引到粉末床304上。鏡349安裝在用于在馬達(dá)344的控制下圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的軸桿343上。外殼包括連接346，其用于將外殼連接到攜載激光束的光纖336。每一光學(xué)模塊306可單獨(dú)地以可裝卸方式安裝到部件340上。在此實(shí)施例中，每一模塊306能夠在相似長度線上導(dǎo)引激光束。
[0060]光學(xué)元件349和部件340的組合移動使得每一激光束能夠被引導(dǎo)到相應(yīng)掃描區(qū)301a到301e中。光學(xué)模塊被布置以使得每一掃描區(qū)301a、301b、301c、301d、301e與鄰近掃描區(qū)301a、301b、301c、301d、301e重疊。類似于第一實(shí)施例，每一光學(xué)模塊306由處理單元控制，處理單元被布置以選擇多個激光束中的哪一束用來掃描落在區(qū)內(nèi)的待固化粉末床304的區(qū)域，在該區(qū)中掃描區(qū)301a、301b、301c、301d、301e重疊。該處理單元可做出選擇以便最大化部件340在粉末床上方可移動的速度和/或最小化對于每一粉末層的指定區(qū)域的固化所需的部件34