[发明专利]三维打印设备和三维打印方法

权利要求书

1.一种三维打印设备，所述三维打印设备包括：

打印头组件，所述打印头组件包含：

壳体；

被支撑在所述壳体上的打印头，所述打印头具有喷嘴，所述喷嘴用于将功能剂的液滴沿相应的飞行路径射出到构建材料颗粒层上，以由构建材料颗粒形成三维物体的部段；

发光装置阵列，用于在所述相应的飞行路径中引导相应的光束；

光子探测器阵列，其中，所述光子探测器阵列中的每个光子探测器用于检测从所述发光装置阵列中的发光装置引导的光束，所述发光装置和所述光子探测器被支撑在所述壳体上；以及

控制器，用于基于所述光子探测器是否检测到所述光束来确定是否有任何所述喷嘴在不正确地操作，并且响应于确定喷嘴在不正确地操作而输出关于不正确操作的喷嘴的指令，

其中，所述控制器还基于确定的光束被液滴中断的时机来确定是否有任何所述喷嘴在不正确地操作，

其中，每个所述喷嘴包括腔室和射出元件，其中，激活特定喷嘴中的所述射出元件使得从所述特定喷嘴的腔室射出所述功能剂的液滴，并且其中，用于在所述特定喷嘴的飞行路径中引导光束的发光装置随着所述射出元件的激活而被激活并且被激活一段持续时间，所述持续时间覆盖了从所述腔室射出的液滴通过所述光束正常所花费的时间段。

2.根据权利要求1所述的三维打印设备，其中，响应于确定在激活所述发光装置的所述持续时间期间检测到被引导通过喷嘴的所述飞行路径的所述光束的光强水平高于一定阈值水平，所述控制器确定所述喷嘴在不正确地操作。

3.根据权利要求1所述的三维打印设备，其中，所述控制器还响应于确定喷嘴在不正确地操作而执行以下之一：缓解操作以及停止所述打印头将所述功能剂的液滴射出到所述构建材料颗粒层上。

4.根据权利要求1所述的三维打印设备，其中，所述控制器确定为所述三维物体选择的打印质量水平，并且其中，所述控制器响应于确定喷嘴在不正确地操作而基于所确定的为所述三维物体选择的打印质量水平来确定是否停止制造所述三维物体。

5.根据权利要求1所述的三维打印设备，其中，所述控制器还基于确定的光束的光强水平来确定是否有任何所述喷嘴在不正确地操作。

6.根据权利要求1所述的三维打印设备，其中，所述发光装置是垂直腔面发射激光器。

7.根据权利要求1所述的三维打印设备，其中，所述发光装置阵列用于将相应的光束引导到所述构建材料颗粒层上的选定位置处，并且其中，所述光子探测器阵列用于检测从所述构建材料颗粒层上的所述选定位置反射的相应光束。

8.根据权利要求1所述的三维打印设备，其中，所述发光装置可移动以使所述光束移动，并且其中，所述光子探测器用于在所述光束移动时检测所述光束的特性。

9.一种三维打印方法，所述三维打印方法包括：

将构建材料颗粒铺展成层；

激活打印头中的喷嘴的腔室内的射出元件，以选择性地将功能剂的液滴从所述腔室射出到构建材料颗粒层上，从而由所述构建材料颗粒形成三维物体的部段，所述打印头安装到壳体；

激活光源以引导光束通过所射出的液滴的飞行路径；

接收来自检测所述光束的探测器的信号，所述信号对应于是否检测到所述液滴已按预期从所述喷嘴射出，并且所述光源和所述探测器安装到所述壳体；

从所接收到的信号确定是否有任何所述喷嘴未按预期射出液滴，其中，确定是否有任何所述喷嘴未按预期射出液滴包括基于何时从所述探测器接收到信号来确定是否有任何所述喷嘴未按预期射出液滴；以及

响应于确定故障喷嘴未按预期射出液滴，输出关于所述故障喷嘴的指令，

其中，每个所述光源对应于相应的射出元件，所述三维打印方法还包括：

随着分别对应于被激活光源的所述射出元件的激活而将所述光源激活一段持续时间，所述持续时间覆盖了由所述射出元件所射出的液滴通过从所述被激活光源引导的光束正常所花费的时间段。