[发明专利]增材制造

说明书

在一个示例中，一种用于增材制造机的熔合系统包括：加热器，其预加热工作区域中的未熔合构建材料；分配器，其以对应于物体切片的图案将熔剂分配到所述工作区域中的构建材料上；熔合灯，其使所述工作区域中的图案化构建材料熔合；温度传感器，其测量所述工作区域中的预加热的未熔合构建材料的温度；以及控制器，其操作性地连接到所述加热器和所述温度传感器，以基于由所述温度传感器测量的温度来调整所述加热器对所述工作区域的热输出。

背景技术

增材制造机通过构建材料层来产生3D物体。一些增材制造机通常被称为“3D打印机”。3D打印机和其他增材制造机使得可以将物体的CAD(计算机辅助设计)模型或其他数字表示转变成物理物体。模型数据可被处理成切片，这些切片限定一个或多个构建材料层的待形成该物体的部分。

附图说明

图1和图2分别是正视图和平面图，其图示了用于增材制造机的熔合系统的一个示例。

图3-20呈现了一系列视图，其示出了使用图1和图2的熔合系统的熔合循环的一个示例。

图21和图22是图示了示例性熔合过程的流程图，其中熔合灯对工作区域的热输出基于对该熔合灯的热输出的测量来调整。

图23和图24是图示了示例性熔合过程的流程图，其中加热器对工作区域的热输出基于对工作区域中的未熔合构建材料的温度的测量来调整。

图25是图示了熔合过程的一个示例的流程图，其中熔合灯对工作区域的热输出基于对该熔合灯的热输出的测量来调整，并且加热器对工作区域的热输出基于对工作区域中的未熔合构建材料的温度的测量来调整。

图26是图示了具有熔合器热输出控制指令的处理器可读介质的一个示例的框图。

图27是图示了用于增材制造的熔合系统的一个示例的框图，该熔合系统实施了具有熔合器热控制指令的控制器。

图28是图示了具有加热器热输出控制指令的处理器可读介质的一个示例的框图。

图29是图示了用于增材制造的熔合系统的一个示例的框图，该熔合系统实施了具有加热器热控制指令的控制器。

图30是图示了具有热量控制指令的处理器可读介质的一个示例的框图，该热量控制指令包括熔合器热输出控制指令和加热器热输出控制指令。

图31是图示了用于增材制造的熔合系统的一个示例的框图，该熔合系统实施了具有热量控制指令的控制器，该热量控制指令包括熔合器热输出控制指令和加热器热输出控制指令。

贯穿附图，相同的附图标记标示相同或相似的部分。附图不一定按比例绘制。

具体实施方式

在一些增材制造过程中，使用热来烧结、熔化粉末状构建材料中的颗粒或以其他方式将其熔合在一起，以形成固体物体。在这样的过程中，在施加熔合热之前，可使用加热器将未熔合的构建材料预加热到低于熔合温度的温度。然后，通过将液体熔剂以基于相对应的物体切片的图案施加于粉末状构建材料的薄层，并且随后，用熔合灯照射图案化区域，可产生将预加热的未熔合粉末的温度升高到熔合温度的热。熔剂中的光吸收组分吸收来自熔合灯的光能。熔合灯所输出的辐射热与熔剂中的光吸收组分在内部产生的热一起熔合预加热的构建材料。逐层并且逐切片重复该过程，以完成所述物体。

已经开发出新的技术来帮助改善将未熔合的构建材料加热到期望的预加热温度。在一个示例中，红外摄像机或其他温度传感器被用于测量工作区域中的未熔合构建材料的温度，并且给预加热加热器的功率基于测量温度来调整，以增加或减少加热器的热输出，从而将测量温度保持在期望的范围内。例如，脉冲宽度调制使得能够实现对加热器的输入功率的小的频繁调整，并且能够实现对热输出的相对应的小的频繁改变，以维持未熔合构建材料的预加热温度的狭窄范围。小的频繁功率调整还使得能够有效地使用卤素灯、陶瓷加热器以及具有较高热惯性和较低热扩散率的其他比较便宜的加热器。