本公開涉及用于打印三維(3D)部件和支承結(jié)構(gòu)的增材制造系統(tǒng)和過程。特別地，本公開涉及使用成像過程諸如電子照相術(shù)來建造三維部件和支承結(jié)構(gòu)的增材制造系統(tǒng)和過程。

背景技術(shù)：

增材制造系統(tǒng)(例如，三維打印機)被用來通過使用一種或多種增材制造技術(shù)，從三維部件的數(shù)字表示(例如，AMF和STL格式文件)來建造三維部件。市售增材制造技術(shù)的示例包括基于擠出的技術(shù)、噴墨、選擇性激光燒結(jié)、粉末/粘結(jié)劑噴射、電子束熔化和立體光刻過程。對于這些技術(shù)中的每種技術(shù)，三維部件的數(shù)字表示被初始地分割成多個水平層。對于每個分割層，然后生成工具路徑，工具路徑給特定增材制造系統(tǒng)提供用以形成給定層的指令。

例如，在基于擠出的增材制造系統(tǒng)中，三維部件或模型可以通過擠出一種可流動的部件材料而以逐層方式從三維部件的數(shù)字表示打印出來。部件材料通過受系統(tǒng)的打印頭承載的擠出頂端而被擠出，并且作為道路的序列而在x-y平面中被沉積到基板上。所述擠出部件材料融合為先前沉積的部件材料，并且在溫度降低時凝固。打印頭相對于基板的位置然后沿著z軸線(垂直于x-y平面)遞增，并且然后重復該過程以形成類似所述數(shù)字表示的三維部件。

在通過沉積多層部件材料來制造三維部件時，支承層或結(jié)構(gòu)通常被構(gòu)建在垂懸部分下方或者在正加以構(gòu)造的物體的腔中，構(gòu)造的物體并未由部件材料本身支承?？梢赃\用沉積所述部件材料的相同沉積技術(shù)來建造支承結(jié)構(gòu)。主計算機生成額外幾何形狀，額外幾何形狀充當用于正形成的三維部件的垂懸或自由空間區(qū)段的支承結(jié)構(gòu)，并且在某些情況下，用于正形成的三維部件的側(cè)壁。支承材料在制造期間粘附到部件材料，并且當完成了打印過程時能從完成的三維部件移除。

在二維(2D)打印時，電子照相術(shù)(即，靜電復印(xerography))是用來在平面基板諸如打印紙和透明基板上創(chuàng)建二維圖像的技術(shù)。電子照相系統(tǒng)通常包括導電支承鼓，導電支承鼓被涂布光電導材料，其中通過靜電充電形成靜電潛像，之后利用光源以圖像方式曝光該光電導層。然后靜電潛像移動到顯影工位，在顯影工位，向充電的區(qū)域施加調(diào)色劑，或者替代地向光電導絕緣體的放電區(qū)域施加調(diào)色劑以形成可見圖像。所形成的調(diào)色劑圖像然后轉(zhuǎn)移到基板(例如，打印紙)并且利用熱和/或壓力而固結(jié)到基板上。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的一方面針對于一種用來打印三維部件的增材制造系統(tǒng)。增材制造系統(tǒng)包括：一個或多個電子照相引擎，其被配置成使三維部件層顯影；可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)移帶，其被配置成從一個或多個電子照相引擎接收已顯影的層；建造平臺；以及，一個或多個機架機構(gòu)，其被配置成移動建造平臺。該系統(tǒng)還包括按壓元件，其被配置成與可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)移帶接合以將已顯影的層以逐層方式按壓成與建造平臺上的三維部件的中間建置表面接觸；以及，一個或多個成像傳感器，其被配置成掃描可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)移帶和三維部件上的已顯影的層并且傳輸關(guān)于掃描的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還包括控制器組件，控制器組件被配置成從一個或多個成像傳感器接收傳輸數(shù)據(jù)，以從掃描檢測重疊誤差，并且調(diào)整一個或多個機架機構(gòu)來減小重疊誤差。

本公開的另一方面針對于一種利用增材制造系統(tǒng)來打印三維部件的方法。該方法包括：利用增材制造系統(tǒng)的電子照相引擎來產(chǎn)生部件材料的已顯影的層；將已顯影的層從電子照相引擎轉(zhuǎn)移至增材制造系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移帶；使具有已顯影的層的轉(zhuǎn)移介質(zhì)旋轉(zhuǎn)。該方法還包括：掃描旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移介質(zhì)上的已顯影的層；將已顯影的層按壓成與保持于可移動建造平臺上的三維部件的中間建造表面接觸和掃描三維部件上的已按壓的層。該方法還包括：比較已掃描的層以檢測重疊誤差；以及相對于轉(zhuǎn)移帶調(diào)整該可移動建造表面的位置以減小隨后已顯影的層的重疊誤差。

本公開的另一方面針對于一種用于減小增材制造系統(tǒng)中的重疊誤差的方法。該方法包括：旋轉(zhuǎn)具有已顯影的層的增材制造系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移帶；掃描該旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移介質(zhì)上的已顯影的層；將已顯影的層按壓成與保持于增材制造系統(tǒng)的可移動建造平臺上的三維部件的中間建造表面接觸。該方法還包括：使帶有已按壓的層的建造平臺在過程方向上移動；掃描三維部件上的已按壓的層；比較已掃描的層以檢測重疊誤差；以及基于所檢測的重疊誤差來調(diào)整建造平臺在垂直于過程方向的方向上的位置。

定義

除非另外指明，本文所使用的以下術(shù)語具有如下文所定義的含義。

術(shù)語“優(yōu)選的”和“優(yōu)選地”是指在某些情況下可提供某些有益效果的本發(fā)明的實施例。然而，在相同情況或其它情況下，其它實施例也可以是優(yōu)選的。此外，一個或多個優(yōu)選的實施例的表述并不意味著其它實施例不可用，并且并非意圖將其它實施例排除在本發(fā)明的范圍之外。

參考沿著三維部件的打印軸線的方向來做出諸如“上方”、“下方”、“頂部”、“底部”等的方向取向。在其中打印軸線是豎直z軸線的實施例中，層打印方向是沿著豎直z軸線的向上方向。在這些實施例中，術(shù)語“上方”、“下方”、“頂部”、“底部”等是基于豎直z軸線。然而，在其中三維部件的層沿著不同軸線打印的實施例中，術(shù)語“上方”、“下方”、“頂部”、“底部”等是相對于給定軸線。

術(shù)語“提供”諸如“提供材料等”當在權(quán)利要求中表述時預期并不需要所提供的物品的任何特定遞送或接收。然而術(shù)語“提供”只是用來表述將在(多個)權(quán)利要求的隨后的要素中參考的條目，以用于清楚目的和易于閱讀。

除非另外規(guī)定，在本文中提及的溫度是根據(jù)大氣壓力(即，一個大氣壓)。

由于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的預期變化(例如，測量局限性和可變性)，術(shù)語“大約”和“基本上”在本文中關(guān)于可測量的值和范圍使用。

附圖說明

圖1是使用本公開的重疊控制用于打印三維部件和支承結(jié)構(gòu)的示例性的基于電子照相術(shù)的增材制造系統(tǒng)的正視圖。

圖2是用來使部件和支承材料的層顯影的系統(tǒng)的一對電子照相引擎的示意正視圖。

圖3是替代性電子照相引擎的示意正視圖，其包括中間鼓或帶。

圖4是用來利用已顯影的層執(zhí)行層轉(zhuǎn)輸步驟和用來利用一個或多個成像傳感器來測量掃描所述層的一種系統(tǒng)的層轉(zhuǎn)輸組件的示意正視圖。

圖5是該系統(tǒng)的控制器組件的示意圖。

圖6A和圖6B是經(jīng)掃描圖像的圖表，示出了用來比較掃描以檢測x-y重疊誤差的第一實施技術(shù)。

圖7是示出能由于x-y重疊誤差而發(fā)生的垂懸脊的經(jīng)打印部件的側(cè)視圖。

圖8是在轉(zhuǎn)輸步驟之后的轉(zhuǎn)移帶的頂視圖，示出了也可能由于x-y重疊誤差發(fā)生的殘余量的部件材料。

圖9A和圖9B是掃描圖像的圖表，示出了用來比較掃描以檢測x-y重疊誤差的第二實施技術(shù)。

圖10是壓板組件的頂視圖，示出了用于減小x-y重疊誤差的補償技術(shù)。

圖11是用于該系統(tǒng)的控制器組件的替代布置的示意圖。

具體實施方式

本公開針對于用來控制部件和支承材料的打印層的x-y準確度的基于電子照相術(shù)的增材制造系統(tǒng)和過程。在電子照相打印操作期間，一個或多個電子照相(EP)引擎可以使用電子照相過程使部件和支承材料的每個層顯影或以其它方式成像。已顯影的層然后隨著轉(zhuǎn)移介質(zhì)(例如轉(zhuǎn)移帶或鼓)轉(zhuǎn)移到層轉(zhuǎn)輸組件，在層轉(zhuǎn)輸組件中，它們被轉(zhuǎn)輸(例如，使用熱和壓力)從而以逐層方式打印一個或多個三維部件和支承結(jié)構(gòu)。

由于可利用基于電子照相術(shù)的增材制造實現(xiàn)的高分辨率和快速打印速度，在連續(xù)層之間的打印準確度可能難以控制。這種難度可能會導致在連續(xù)層之間的x-y對準誤差，這種x-y對準誤差主要是由于兩種因素造成。第一個因素涉及“x-y配準誤差”，這是當從EP引擎轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移介質(zhì)(例如，轉(zhuǎn)移帶或鼓)時在連續(xù)已顯影的層之間的對準誤差。第二個因素涉及“x-y重疊誤差”，這是在層轉(zhuǎn)輸組件處在連續(xù)已顯影的層之間的對準誤差，其中已顯影的層被轉(zhuǎn)輸?shù)饺S部件和支承結(jié)構(gòu)。

這些對準誤差能阻止部件和支承材料精確地在x-y建造平面中的正確位置處被打印，這可能會降低打印準確度，特別是對于精細的特征細節(jié)而言。此外，在某些情形下這些對準誤差確實可能形成垂懸脊，垂懸脊能沿著z軸線生長以賦予部件準確度并且如果保持不經(jīng)過校正，甚至影響到系統(tǒng)的性能。

一種方案是考慮減小x-y對準誤差以減緩打印速度，由此允許系統(tǒng)以更大過程公差操作。然而，電子照相術(shù)的主要優(yōu)點之一在于快速打印速度的可能性。如此，為了校正這些x-y對準誤差而不犧牲打印速度，本文所討論的系統(tǒng)在層轉(zhuǎn)輸組件處合并了多個傳感器以在轉(zhuǎn)輸步驟之前和之后掃描這些層。

因為在EP引擎處的x-y配準誤差在層轉(zhuǎn)輸組件的上游，僅在EP引擎處掃描這些層將不能幫助對抗在層轉(zhuǎn)輸組件處發(fā)生的下游x-y重疊誤差。然而，x-y重疊誤差受到x-y配準誤差、以及在層轉(zhuǎn)輸組件處發(fā)生的對準誤差影響。如此，在轉(zhuǎn)輸步驟之前和之后掃描所述層可以用來減小或消除由于x-y配準誤差(在EP引擎處)和x-y重疊誤差(在層轉(zhuǎn)輸組件處)造成的x-y對準誤差。

該系統(tǒng)的控制器組件然后可以比較這些掃描并且補償檢測的x-y對準誤差。在某些實施例中，可以通過更新系統(tǒng)的校準參數(shù)來執(zhí)行這種補償。替代地并且更優(yōu)選地，控制器組件通過使用反饋控制來補償所檢測的x-y對準誤差。利用反饋控制，控制器組件可以相對于轉(zhuǎn)移帶或鼓來調(diào)整壓板載臺的x-y定位。這能直接補償x-y重疊誤差以及在EP引擎處發(fā)生的任何上游x-y配準誤差。

圖1至圖4示出了系統(tǒng)10，系統(tǒng)10是用來從部件材料打印三維部件和從支承材料打印相關(guān)聯(lián)的支承結(jié)構(gòu)的示例性基于電子照相的增材制造系統(tǒng)，并且被設(shè)計用來減小或消除x-y對準誤差。如圖1所示，一種系統(tǒng)10包括一對EP引擎12p和12s、帶式轉(zhuǎn)移組件14、偏壓機構(gòu)16和18、以及層轉(zhuǎn)輸組件20。系統(tǒng)10的合適構(gòu)件和功能操作的示例包括了在Hanson等人的美國公開號2013/0077996和2013/0077997以及Comb等人的美國公開號2013/0186549和2013/0186558中公開的那些。

EP引擎12p和12s是用來從相關(guān)聯(lián)的數(shù)字位片(bitslice)使部件和支承材料的層分別成像或者以其它方式顯影的成像引擎。如下文所討論，然后利用偏壓機構(gòu)16和18將經(jīng)成像的層轉(zhuǎn)移到帶式轉(zhuǎn)移組件14(或其它轉(zhuǎn)移介質(zhì))上，并且運送到層轉(zhuǎn)輸組件20從而以逐層方式來打印三維部件和相關(guān)聯(lián)的支承結(jié)構(gòu)。

在圖示實施例中，帶式轉(zhuǎn)移組件14包括轉(zhuǎn)移帶22、帶驅(qū)動機構(gòu)24、帶拖曳機構(gòu)26、環(huán)路極限傳感器28、惰輥30和帶清潔器32，這些裝置被配置成當所述帶22在箭頭34的旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)時維持所述帶22上的張力。特別地，帶驅(qū)動機構(gòu)24接合并且驅(qū)動帶22，并且?guī)弦窓C構(gòu)26可以充當制動器來提供維修環(huán)路設(shè)計用來根據(jù)經(jīng)由環(huán)路限制傳感器28的監(jiān)視讀數(shù)來保護帶22防止張力應力。

系統(tǒng)10的構(gòu)件可以由一個或多個框架結(jié)構(gòu)諸如框架36來保持/固持。此外，系統(tǒng)10的構(gòu)件優(yōu)選地被保持在可封閉外殼(未圖示)內(nèi)，可封閉外殼在操作期間防止周圍光傳輸?shù)较到y(tǒng)10的構(gòu)件。

系統(tǒng)10還包括控制器組件38，控制器組件38是一個或多個基于計算機的系統(tǒng)，基于計算機的系統(tǒng)被配置成用以操作所述系統(tǒng)10的構(gòu)件?？刂破鹘M件38可以在通信線路40a上與系統(tǒng)10的各個構(gòu)件諸如EP引擎12p和12s、帶式轉(zhuǎn)移組件14、偏壓機構(gòu)16和18、層轉(zhuǎn)輸組件20和各種傳感器、校準裝置、顯示裝置和/或用戶輸入裝置進行通信。

此外，控制器組件38還可以在通信線路40b上與外部裝置諸如在網(wǎng)絡(luò)連接(例如，局域網(wǎng)(LAN)連接)上的其它計算機和服務器通信。雖然通信線路40a和40b各自被圖示為單個信號線，它們可以各包括一個或多個電、光學和/或無線信號線。

優(yōu)選地，控制器組件38的一個或多個基于計算機的系統(tǒng)在系統(tǒng)10內(nèi)部，允許用戶在網(wǎng)絡(luò)通信線路46b上諸如以與二維打印機相同的方式從外部計算機來操作所述系統(tǒng)10。替代地，控制器組件38也可以包括一個或多個外部的基于計算機的系統(tǒng)(例如，臺式機、膝上型/筆記本電腦、基于服務器、基于云的、平板電腦、移動介質(zhì)裝置等)，基于計算機的系統(tǒng)可以與控制器組件38的(多個)內(nèi)部的基于計算機的系統(tǒng)相通信以及在網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)由通信線路40b通信。在此替代實施例中，下文所討論的控制器組件38的處理功能在內(nèi)部的基于計算機的系統(tǒng)與外部的基于計算機的系統(tǒng)之間被進行劃分/分配。在又一替代實施例中，控制器組件38的一個或多個基于計算機的系統(tǒng)可以全都位于系統(tǒng)10外部(例如，一個或多個外部計算機)并且可以在通信線路40a上與系統(tǒng)10通信。

圖2示出了EP引擎12p和12s，其中EP引擎12s(即，相對于帶22的旋轉(zhuǎn)方向，上游EP引擎)使支承材料的多層發(fā)生顯影，并且EP引擎12p(即，相對于帶22旋轉(zhuǎn)方向，下游EP引擎)使部件材料的多層發(fā)生顯影。在替代實施例中，EP引擎12p和12s的布置可以是相反的從而使得EP引擎12p相對于帶22的旋轉(zhuǎn)方向在EP引擎12s上游。在另一替代實施例中，系統(tǒng)10可以包括三個或更多個EP引擎用來打印額外材料層(例如，不同顏色、透明度和/或功能特征的材料)。

在圖示實施例中，EP引擎12p和12s可以包括相同構(gòu)件，諸如光電導體鼓42，光電導體鼓42具有導電鼓主體44和光電導表面46。導電鼓主體44是導電鼓(例如，由銅、鋁、錫等制成)，導電鼓被電接地并且被配置成繞軸48旋轉(zhuǎn)。軸48相對應地連接到驅(qū)動馬達50，驅(qū)動馬達50被配置成使軸48(和光電導體鼓42)在箭頭52的方向上以恒定速率旋轉(zhuǎn)。

光電導表面46是繞導電鼓主體44的周向表面延伸的薄膜，并且優(yōu)選地從一種或多種光電導材料諸如非晶硅、硒、氧化鋅、有機材料等得到。如下文所討論，表面46被配置成接納三維部件或支承結(jié)構(gòu)的帶電潛像(或負像)并且基于材料的荷質(zhì)比(Q/M比)將本公開的部件或支承材料的帶電粒子吸引到充電或放電圖像區(qū)域，由此創(chuàng)建三維部件或支承結(jié)構(gòu)層(和優(yōu)選地基準結(jié)構(gòu)，如下文所討論)。

如進一步示出，EP引擎12p和12s還包括電荷感應器/感生器(charge inducer)54、成像器56、顯影工位58、清潔工位60和放電裝置62，其中的每一個可以與控制器組件38在通信線路40a上成信號通信。當驅(qū)動馬達50和軸48在箭頭52的方向上旋轉(zhuǎn)光電導體鼓42時，電荷感應器54、成像器56、顯影工位58、清潔工位60和放電裝置62因此限定用于表面46的圖像形成組件。

在圖示示例中，用于EP引擎12s的表面46的圖像形成組件用來形成支承材料(被稱作支承材料66s)的層64s，其中，支承材料66s的供應可以由(EP引擎12s的)顯影工位58以及載體粒子來保持。同樣，用于EP引擎12p的表面46的圖像形成組件用來形成部件材料(被稱作部件材料66p)的層64p，其中部件材料66p的供應可以由(EP引擎12p的)顯影工位58以及載體粒子保持。

如在圖2中進一步示出，每個層64p可以包括部件材料66p的基準區(qū)段64f。如下文所討論，基準區(qū)段64f優(yōu)選地具有已知的尺寸和偏離于并且單獨于層64p和64s的其余部分的預設(shè)位置。如此，基準區(qū)段64f可以充當方便的測試樣本用來在層轉(zhuǎn)輸組件20處進行掃描。在某些替代實施例中，支承層64s也可以包括支承材料66s的基準區(qū)段，其中，支承材料基準部分可以與基準區(qū)段64f組合地或者作為基準材料64f的替代而被形成。

控制器組件38可以通過修改用來生成層64p的位片來生成基準區(qū)段64f。例如，控制器組件38可以在層64的邊界框之外但仍在系統(tǒng)10的可用建造體積內(nèi)的坐標位置處添加用于基準區(qū)段64f的位片像素。這允許每個基準區(qū)段64f偏離于并且單獨于層64p的其余部分和層64s。在圖示示例中，基準區(qū)段64f在層64p的前端處被顯影。

電荷感應器54被配置成當表面46在箭頭52的方向上旋轉(zhuǎn)經(jīng)過電荷感應器54時在表面46上生成均勻靜電荷。用于電荷感應器54的合適裝置包括電暈器、柵控式電暈器(scorotron)、充電輥和其它靜電充電裝置。

成像器56是數(shù)字控制的、單像素(pixel-wise)曝光設(shè)備，其被配置成當表面46在箭頭52的方向上旋轉(zhuǎn)經(jīng)過成像器56時選擇性地朝向表面46上的均勻靜電荷發(fā)射電磁輻射。電磁輻射向表面46的選擇性曝光對應于在通信線路40a上從控制器組件38接收的相關(guān)聯(lián)位片，并且造成靜電荷的離散單像素(pixel-wise)位置被移除(即，對地放電)，由此在表面46上形成電荷潛像圖案。

用于成像器56的合適裝置包括掃描激光(例如，氣體或固態(tài)激光)光源、發(fā)光二極管(LED)陣列曝光裝置、和常規(guī)地用于二維電子照相系統(tǒng)中的其它曝光裝置。在替代實施例中，用于電荷感應器54和成像器56的合適裝置包括離子沉積系統(tǒng)，離子沉積系統(tǒng)被配置成向表面46選擇性地直接沉積帶電離子或電子從而形成潛像電荷圖案。如此，如本文所用的術(shù)語“電子照相術(shù)”包括離子攝影。

每個顯影工位58是靜電和磁性顯影工位或者盒，靜電和磁性顯影工位或盒保持優(yōu)選地呈粉末形式的部件材料66p或支承材料66s、以及載體粒子的供應。顯影工位58可以用類似于二維電子照相系統(tǒng)中所使用的單組分或雙組份顯影系統(tǒng)和調(diào)色劑盒的方式起作用。例如，每個顯影工位58可以包括用來保持部件材料66p或支承材料66s和載體粒子的封殼。當攪拌時，載體粒子生成摩擦電荷以吸引部件材料66p或支承材料66s的粉末，這將所吸引的粉末根據(jù)它們的荷質(zhì)比而充電到所希望的符號和量值。

每個顯影工位58還可以包括用來將帶電部件材料66p或支承材料66s轉(zhuǎn)移到表面46上的一個或多個裝置，諸如輸送機，毛刷、槳輪、輥和/或磁性刷。例如，當表面46(包含帶電潛像)從成像器56在箭頭52的方向上旋轉(zhuǎn)到顯影工位58時，帶電部件材料66p或支承材料66s被吸引到表面46上的潛像的適當帶電區(qū)域，利用充電區(qū)域顯影或者放電區(qū)域顯影(取決于所運用的電子照相模式)。

這在光電導體鼓12繼續(xù)在箭頭52的方向上旋轉(zhuǎn)時創(chuàng)建連續(xù)層64p或64s，其中連續(xù)層64p或64s對應于三維部件或支承結(jié)構(gòu)的數(shù)字模型的連續(xù)位片。在顯影后，連續(xù)層64p或64s然后隨著表面46在箭頭52的方向上旋轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)移區(qū)域，在轉(zhuǎn)移區(qū)域中，層64p或64s連續(xù)地從光電導體鼓42轉(zhuǎn)移到帶22。雖然圖示為在光電導體鼓42與帶22之間直接接合，在某些優(yōu)選實施例中，EP引擎12p和12s也可以包括中間轉(zhuǎn)移鼓和/或帶，如在下文中在圖3中進一步討論。

在給定層64p或64s從光電導體鼓42轉(zhuǎn)移到帶22(或中間轉(zhuǎn)移鼓或帶)時，驅(qū)動馬達50和軸48繼續(xù)在箭頭52的方向上旋轉(zhuǎn)光電導體鼓42從而使得先前保持所述層64p或64s的表面46區(qū)域經(jīng)過清潔工位60。清潔工位60是被配置用來移除部件或支承材料66p或66s的任何殘余非轉(zhuǎn)移部分的工位。用來清潔工位60的合適裝置包括刀片清潔器、刷清潔器、靜電清潔器、基于真空的清潔器，及其組合。

在經(jīng)過清潔工位60之后，表面46繼續(xù)在箭頭52的方向上旋轉(zhuǎn)從而使得表面46的清潔區(qū)域經(jīng)過放電裝置62以在開始下一循環(huán)之前移除表面46上的任何殘留靜電荷。用于放電裝置62的合適裝置包括光學系統(tǒng)、高壓交流電暈器和/或柵控式電暈器、具有施加了高壓交流電的導電芯的一個或多個旋轉(zhuǎn)介電輥，及其組合。

轉(zhuǎn)移帶22是用來將經(jīng)顯影的連續(xù)層64p和64s從光電導體鼓42(或者中間轉(zhuǎn)移鼓或帶)轉(zhuǎn)移到層轉(zhuǎn)輸組件20的轉(zhuǎn)移介質(zhì)。用于帶22的合適轉(zhuǎn)移帶的示例包括了在Comb等人的美國公開號2013/0186549和2013/0186558中所公開的那些。帶22包括前表面22a和后表面22b，其中前表面22a朝向光電導體鼓42的表面46并且后表面22b與偏壓機構(gòu)16和18接觸。

偏壓機構(gòu)16和18被配置成感生/誘發(fā)通過帶22的電位/電勢以從EP引擎12p和12s向帶22靜電吸引層64p和64s。因為層64p和64s各自僅為在該過程中在這點處厚度遞增的單個層，靜電吸引適合于將層64p和64s從EP引擎12p和12s轉(zhuǎn)移到帶22。

控制器組件38優(yōu)選地使EP引擎12p和12s的光電導體鼓42以與帶22的線速度和/或與任何中間轉(zhuǎn)移鼓或帶同步的相同旋轉(zhuǎn)速率旋轉(zhuǎn)。這允許系統(tǒng)10彼此協(xié)同地從單獨顯影器圖像顯影和轉(zhuǎn)移層64p和66s。特別地，如圖所示，每個部件層64p優(yōu)選地轉(zhuǎn)移到帶22，與每個支承層64s適當配準以優(yōu)選地產(chǎn)生組合或復合的部件和支承材料層64，組合或復合的部件和支承材料層64包括基準區(qū)段64f。

這允許層64p和64s一起轉(zhuǎn)輸，通常需要部件和支承材料具有類似或基本上相同的熱性質(zhì)和熔體流變學性質(zhì)?？梢哉J識到，轉(zhuǎn)移到層轉(zhuǎn)輸組件20的某些層可以僅包括支承材料66s或者可以僅包括部件材料66p，取決于傳輸?shù)紼P引擎12p和12s中每一個EP引擎的特定位片。

在一替代實施例中，部件層64p和支承層64s能夠可選地單獨地沿著帶22被顯影和轉(zhuǎn)移，諸如具有交替的層64p和64s。這些連續(xù)的交替層64p和64s然后可以轉(zhuǎn)移到層轉(zhuǎn)輸組件20，其中，它們可以單獨地轉(zhuǎn)輸以打印三維部件和支承結(jié)構(gòu)。

在某些實施例中，EP引擎12p和12s中一者或二者也可以包括在光電導體鼓42與帶22之間的一個或多個中間轉(zhuǎn)移鼓和/或帶。例如，如圖3所示，EP引擎12p也可以包括中間鼓42a，在馬達50a的旋轉(zhuǎn)動力下，中間鼓42a在如由箭頭52a所示、與箭頭52相反的旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)。中間鼓42a與光電導體鼓42接合以從光電導體鼓42接收已顯影的層64p，并且然后運送所接收的已顯影的層64p并且將它們轉(zhuǎn)移到帶22。

EP引擎12s可以包括用來將已顯影的層64s從光電導體鼓42運送到帶22的中間鼓42a的相同布置。若需要，使用EP引擎12p或12s的這種中間轉(zhuǎn)移鼓或帶可以有益于熱隔離光電導體鼓42與帶22。

如上文簡要提到的那樣，x-y對準誤差的主要因素之一涉及當從EP引擎12p和12s轉(zhuǎn)移到帶22時在連續(xù)已顯影的層64之間的x-y配準誤差。也如上文提到的那樣，控制器組件38優(yōu)選地以與帶22的線速度和/或任何中間轉(zhuǎn)移鼓或帶同步的相同旋轉(zhuǎn)速率旋轉(zhuǎn)EP引擎12p和12s的光電導體鼓42。這優(yōu)選地以對應于層轉(zhuǎn)輸組件20處的x-y重疊對準的已知間隔距離來間隔開每個連續(xù)已顯影的層64。

然而，如果在連續(xù)已顯影的層64之間的這些間隔距離隨著時間波動或漂移，諸如由于帶22的熱膨脹或拉伸，或者帶運動的速度變化，則已顯影的層64可能開始表現(xiàn)/展現(xiàn)出x-y配準誤差。這些x-y配準誤差然后將在層轉(zhuǎn)輸組件20處繼續(xù)存在至轉(zhuǎn)輸步驟并且影響轉(zhuǎn)輸重疊。如下文所討論，為了補償這些對準誤差，層轉(zhuǎn)輸組件20包括一個或多個成像傳感器以在轉(zhuǎn)輸步驟之前和之后掃描這些層。這允許控制器組件38補償在EP引擎12p和12s與帶22之間的接合處出現(xiàn)的x-y配準誤差，以及在層轉(zhuǎn)輸組件20處出現(xiàn)的任何額外x-y重疊誤差。

圖4示出了層轉(zhuǎn)輸組件20的示例實施例。如圖所示，層轉(zhuǎn)輸組件20是包括加熱器68、壓板組件70和軋輥72的示例打印組件。此外，層轉(zhuǎn)輸組件20還包括位于沿著帶22和層64的過程路徑的不同點處的一個或多個成像傳感器74、76和78。在替代實施例中，層轉(zhuǎn)輸組件20也可選地包括一個或多個融合后加熱器和空氣噴嘴(或者其它冷卻單元)和/或其它布置(例如，多個按壓板、多個輥等)，如在Comb等人美國申請公開號2013/0186549和2013/0186558中所描述。

加熱器68是一個或多個加熱裝置(例如，紅外加熱器和/或受熱空氣噴嘴)，一個或多個加熱裝置被配置成在到達軋輥72之前將層64加熱到所希望的高溫。每個層64有利地經(jīng)過(或穿過)加熱器68持續(xù)充分停留時間以將層64加熱到所希望的高溫。在某些實施例中，加熱器68可以是預先燒結(jié)的加熱器，諸如在Comb等人美國專利申請?zhí)?4/218,102中所公開。

壓板組件70是系統(tǒng)10的平臺和機架組件，其包括建造平臺80、y載臺機架82和x載臺機架84。建造平臺80是系統(tǒng)10的平臺或壓板，其被配置成用以接收受熱層64(或單獨層64p和64s)以用來以逐層方式打印三維部件、支承結(jié)構(gòu)、和基準結(jié)構(gòu)，被稱作三維部件86p、支承結(jié)構(gòu)86s、和基準結(jié)構(gòu)86f。為了易于討論，三維部件86p、支承結(jié)構(gòu)86s、和基準結(jié)構(gòu)86f在本文中統(tǒng)稱作打印部件86，其具有中間建造表面88，隨后的層64可以施加到中間建造表面88上。

基準結(jié)構(gòu)86f由連續(xù)基準區(qū)段64f形成。因為基準區(qū)段64f偏移并且單獨于層64p的其余部分和單獨于層64s，基準結(jié)構(gòu)64f也偏移于并且單獨于三維部件86p和支承結(jié)構(gòu)86s，如圖所示。這允許成像傳感器74、76和78有效地掃描基準區(qū)段64f和基準結(jié)構(gòu)86f的尺寸。因此，控制器組件38可以運用基準區(qū)段64f和基準結(jié)構(gòu)86f的掃描來檢測x-y重疊誤差，而不是三維部件86p和支承結(jié)構(gòu)86s的更復雜的位片幾何形狀。

然而，在替代實施例中，若需要，控制器組件38可以運用三維部件86p和/或支承結(jié)構(gòu)86s的掃描來檢測x-y重疊誤差。如此，掃描三維部件(例如，利用成像掃描儀74和76)可以指計劃的三維部件(例如，三維部件86p)、支承結(jié)構(gòu)(例如，支承結(jié)構(gòu)86s)和/或基準結(jié)構(gòu)(例如，基準結(jié)構(gòu)86f)的掃描。

在某些實施例中，建造平臺80可以包括可移除的膜基板(未圖示)以用于接收打印層64，其中可移除的膜基板可以通過使用任何合適技術(shù)(例如，真空抽吸、可移除的粘合劑、機械緊固件、磁性吸引等)而被約束抵靠于建造平臺80上。在圖示實施例中，建造平臺80可以利用加熱元件90(例如，電加熱器)加熱，加熱元件90被配置成加熱并且維持建造平臺80在所希望的高溫。

建造平臺80由x載臺機架84支承，x載臺機架84本身由y載臺機架82支承。Y載臺機架82是第一機架機構(gòu)，第一機架機構(gòu)被配置成沿著z軸線和y軸線移動建造平臺80和x載臺機架84，優(yōu)選地產(chǎn)生往復式矩形圖案(由虛線92所示)，其中主要運動是沿著y軸線往復運動。

雖然往復式矩形圖案被描述為具有尖銳軸向拐角(由箭頭92所限定)的矩形圖案，y載臺機架82可以用具有倒圓或限定橢圓的拐角的往復矩形圖案來移動建造平臺80，只要建造平臺80在軋輥72處的按壓步驟期間沿著y軸線過程方向(由箭頭92a所示)移動。Y載臺機架82可以由馬達94基于來自控制器組件38的命令操作，其中馬達94可以是電馬達、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)等。

X載臺機架84是第二機架機構(gòu)，第二機架機構(gòu)被配置成相對于y載臺機架82沿著x軸線移動建造平臺80，由此使建造平臺80和打印部件86相對于箭頭92a的y軸線過程方向在垂直或側(cè)向方向移動。如下文所討論，X載臺機架84允許控制器組件38沿著側(cè)向x軸線移位所述建造平面88的位置以補償所檢測的沿著側(cè)向x軸線的重疊誤差。X載臺機架84可以由馬達96根據(jù)來自控制器組件38的命令來操作，其中馬達96也可以是電動馬達、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)等。

軋輥72是示例性的可加熱元件或可加熱層轉(zhuǎn)輸元件，其被配置成用以隨著帶22的移動而繞固定軸線旋轉(zhuǎn)。特別地，軋輥72可以在箭頭98的方向上抵靠后表面22b滾動，而帶22在箭頭方向34上旋轉(zhuǎn)。在圖示實施例中，軋輥72可以利用加熱元件100(例如，電加熱器)加熱。加熱元件104被配置成加熱和維持軋輥72在所希望的高溫。

上文提到的所希望的高溫可以是獨立地選擇的并且預設(shè)的溫度用于將層64p和支承層64s一起作為組合或復合層64轉(zhuǎn)輸?shù)酱蛴〔考?6的建造表面88。對于層轉(zhuǎn)輸組件20中每一個步驟的合適的所希望的高溫的示例包括了在Comb等人的美國公開號2013/0186549和2013/0186558以及Comb等人的美國專利申請?zhí)?4/218,102中所討論的那些。

在打印操作期間，帶22運送一種層64經(jīng)過加熱器68，加熱器68可以將所述層64、以及帶22的相關(guān)聯(lián)區(qū)域加熱到所希望的高溫。帶22繞軋輥72的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)允許成像傳感器74在按壓步驟之前掃描受熱層64，如下文所解釋。特別地，成像傳感器74優(yōu)選地在盡可能靠近軋輥的位置掃描所述受熱層64，諸如在帶22與軋輥72的接合位置處，如圖所示。帶22的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)和建造平臺80的移動然后對準受熱的層64與打印部件86的建造表面88。

Y載臺機架82可以沿著箭頭92a的y軸線過程方向移動建造平臺80，優(yōu)選地以與帶22在箭頭34的方向上的旋轉(zhuǎn)速率同步的速率(即，相同方向和速度)。這造成帶22的后表面22b繞軋輥72旋轉(zhuǎn)以抵靠打印部件86的建造表面88夾緊帶22和受熱層64。這在軋輥72的位置處在建造表面88之間按壓所述受熱層64以至少部分地將受熱層64傳輸?shù)浇ㄔ毂砻?8。

當轉(zhuǎn)輸層64經(jīng)過軋輥72的夾緊區(qū)時，帶22繞軋輥72纏繞以分離并且脫離建造平臺80和三維部件86。這輔助從帶22釋放轉(zhuǎn)輸層64，允許轉(zhuǎn)輸層64保持粘附到三維部件86上。在釋放后，y載臺機架82繼續(xù)沿著箭頭92a的y過程方向移動建造平臺80。這允許成像傳感器76在按壓步驟之前掃描所述轉(zhuǎn)輸層64，如也在下文中所解釋。

此外，成像傳感器78可以掃描帶22的前表面22a以識別保持粘附到帶22上的任何殘余量的部件或支承材料。這能指示轉(zhuǎn)輸層64的垂懸脊，由于未對準，垂懸脊不能粘附到任何下方的建造表面88上。

如上文所提到的那樣，在某些實施例中，層轉(zhuǎn)輸組件20也可選地包括一個或多個融合后的加熱器(post-fuse heater)和空氣噴嘴(或其它冷卻單元)和/或其它布置(例如，按壓板、多個輥等)，如在Comb等人美國公開號2013/0186549和2013/0186558中所描述。在這些實施例中，成像傳感器76可以相對于融合后加熱器和空氣噴嘴或其它冷卻單元位于任何合適位置處。

Y載臺機架82然后可以向下促動建造平臺80和z載臺機架84，并且然后遵循箭頭96的往復矩形圖案，使它們沿著y軸線往回移動到沿著y軸線的起始位置。建造平臺80理想地到達起始位置用于與下一層64適當重疊對準。在某些實施例中，機架84也可以向上促動建造平臺80和z載臺機架84以與下一層64對準。然后對于每個其余層64可以重復相同過程。

總之，成像傳感器74、76和78優(yōu)選地包括沿著側(cè)向x軸線定向的一個或多個線掃描攝像機用來掃描所述層64或帶22。例如，在某些實施例中，成像傳感器74、76和78可以各自包括單獨和獨立的線掃描攝像機，線掃描攝像機與控制器組件38在通信線路40a上通信。這種布置允許控制器組件38從成像傳感器74、76和78中每一個在通信線路40a上彼此獨立地接收掃描的圖像數(shù)據(jù)。

替代地，成像傳感器74、76和78中一個或多個可以合并了光學透鏡，光學透鏡將所接收的光從已掃描的層64引導至共用的線掃描攝像機。例如，成像傳感器74和76可以各自包括單獨光學透鏡用來將所接收的光引導至共用線掃描攝像機。在此情況下，從成像傳感器74接收的光圖像可以被聚焦到共用線掃描攝像機的第一傳感器部分上，并且從成像傳感器76接收的光圖像可以被聚焦到共用線掃描攝像機的第二傳感器部分上。組合的圖像數(shù)據(jù)然后可以在通信線路40a上傳輸?shù)娇刂破鹘M件38，其中控制器組件38然后可以用計算方式區(qū)分兩個接收的圖像。

如圖5所示，控制器組件38可以包括任何合適的基于計算機的硬件，諸如用戶接口102、存儲器控制器104、處理器106、存儲介質(zhì)108、輸入/輸出(I/O)控制器110和、通信適配器112?？刂破鹘M件38也可以包括多種額外構(gòu)件，這些額外構(gòu)件被包含于常規(guī)計算機、服務器、介質(zhì)裝置和/或打印機控制器中。

用戶接口102是用戶操作的接口(例如，鍵盤、觸摸墊/觸摸板、觸摸屏顯示器、顯示器監(jiān)視器、和其它眼睛、語音、移動或手操作的控件)，用戶操作的接口被配置成用來操作控制器組件38。存儲器控制器104是電路組件，其使控制器組件38的構(gòu)件與存儲介質(zhì)108的一個或多個易失性隨機存取存儲器(RAM)模塊形成接口連接。處理器106是一個或多個計算機處理單元，其被配置成用來操作控制器組件38，可選地利用存儲器控制器104。例如，處理器106可以包括一個或多個基于微處理器的引擎控制系統(tǒng)和/或數(shù)字控制的光柵成像處理器系統(tǒng)。

存儲介質(zhì)108是用于控制器組件38的一個或多個內(nèi)部和/或外部數(shù)據(jù)存儲裝置或計算機存儲介質(zhì)，諸如易失性RAM模塊、只讀存儲器模塊、光學介質(zhì)、磁性介質(zhì)(例如硬盤驅(qū)動器)、固態(tài)介質(zhì)(例如，閃速存儲器和固態(tài)驅(qū)動器)、模擬介質(zhì)等。存儲介質(zhì)108可以保持處理程序114的可執(zhí)行拷貝、待利用系統(tǒng)10打印的一個或多個數(shù)字模型116，以及生成的位片118，其中的每一個可以如在Comb等人的美國專利申請?zhí)?4/218,084中所描述那樣被運用。

I/O控制器110是電路組件，電路組件使存儲器控制器104、處理器106、和存儲介質(zhì)108與控制器組件38的各種輸入和輸出構(gòu)件(包括通信適配器112)形成接口連接。通信適配器112是一個或多個有線或無線發(fā)射器/接收器適配器，其被配置成在通信線路40a和40b上通信。

控制器組件38可以從成像傳感器74、76和78接收圖像數(shù)據(jù)并且分別將所接收的圖像數(shù)據(jù)存儲為層數(shù)據(jù)120(來自成像傳感器74)、部件數(shù)據(jù)122(來自成像傳感器76)和帶數(shù)據(jù)124(來自成像傳感器78)。此外，存儲介質(zhì)108也可以保持伺服坐標數(shù)據(jù)126a，其映射所述y載臺機架82的伺服速度和定時與帶22的旋轉(zhuǎn)速度和定時。控制器組件38可以從帶22的帶編碼器(未圖示)獲得帶22的旋轉(zhuǎn)速度和定時。而且，存儲介質(zhì)108也可以保持x軸線坐標數(shù)據(jù)126b，這是用來沿著側(cè)向x軸線與x載臺機架84一起定位建造平臺80的坐標圖。

如下文所解釋，控制器組件38可以比較所述層數(shù)據(jù)120與所述部件數(shù)據(jù)122和/或所述帶數(shù)據(jù)124以檢測在層轉(zhuǎn)輸組件20處的x-y重疊誤差。如上文所提到的那樣，x-y重疊誤差可能受到在EP引擎12p和12s處的x-y配準誤差以及在層轉(zhuǎn)輸組件20處出現(xiàn)的對準誤差影響。例如，帶22可以在加熱時熱擴展或拉伸，這可能會造成帶22的旋轉(zhuǎn)定時相對于伺服坐標數(shù)據(jù)126a中的信息隨著時間漂移。這因此能造成連續(xù)的受按壓的層64在x-y建造平面中在一個或多個方向上漂移，這種漂移能導致垂懸脊。如果保持未經(jīng)校正，則垂懸脊能沿著z軸線生長并且可能影響系統(tǒng)性能。

圖6A和圖6B示出了控制器組件38可能執(zhí)行以用來對任何x-y重疊誤差進行檢測的層數(shù)據(jù)120與部件數(shù)據(jù)122的示例比較。應了解圖6A和圖6B的圖表只是示例性的，并且控制器組件38能在計算基礎(chǔ)上執(zhí)行比較。

如圖所示，層數(shù)據(jù)120和部件數(shù)據(jù)122的經(jīng)掃描圖像可以各自在基于時間的軸線上標繪。因為帶22和建造平臺80優(yōu)選地以同步速率移動，圖示圖表的時間軸線對應于帶22(箭頭34的方向上)和建造平臺80(在箭頭92a的方向)上的移動速度和方向。

下文的討論集中在基準區(qū)段64f和基準結(jié)構(gòu)86f的掃描圖像，其中為了易于討論省略了層64p和64s、三維部件86p和支承結(jié)構(gòu)86s的相對應圖像。然而，若需要，控制器組件38可以替代地以相同方式使用層64p和64s、三維部件86p和支承結(jié)構(gòu)86s的掃描圖像來檢測x-y重疊誤差。

如圖6A所示，層數(shù)據(jù)120包括圖像128，圖像128對應于帶22上已顯影的層64之一的基準區(qū)段64f的掃描。這種掃描由成像傳感器74在轉(zhuǎn)輸步驟之前在帶22旋轉(zhuǎn)經(jīng)過成像傳感器74時拍攝。圖像128包括基準區(qū)段64f的前邊緣128a(其在時間t₁示出)和基準區(qū)段64f的后邊緣128b(其在時間t₂示出)。在時間t₁與t₂之間的差取決于帶22的旋轉(zhuǎn)速度和基準區(qū)段64f的尺寸。此外，圖像128也示出了沿著側(cè)向x軸線的側(cè)邊緣128c和128d。

在相同基準區(qū)段64f在軋輥72處被轉(zhuǎn)輸?shù)交鶞式Y(jié)構(gòu)86f之后，轉(zhuǎn)輸?shù)幕鶞蕝^(qū)段64f然后經(jīng)過成像傳感器76?？刂破鹘M件38可以參考伺服坐標數(shù)據(jù)126a和圖像128以預測由成像傳感器76所掃描的圖像的位置和尺寸。這由圖6B中的預測圖像130(以虛線示出)示出，預測圖像130具有在時間t₃的前邊緣130a、在時間t₅的后邊緣130b，以及側(cè)邊緣130c和130d。

前邊緣130a的時間t₃預期以將基準區(qū)段64f從成像傳感器74移動到成像傳感器76所需的預期時間相對于前邊緣128a的時間t₁偏移，該預期的時間基于在成像傳感器74與76之間的過程距離、以及帶22和建造平臺80的速度。換言之，如果帶22與建造平臺80的移動適當同步，在時間t₁與t₃之間的持續(xù)時間132為預測的持續(xù)時間。

圖像130的側(cè)邊緣130c和130d被預測為基于源自x軸線坐標數(shù)據(jù)126b的映射具有與圖像128的側(cè)邊緣128c和128d相同的沿著側(cè)向x軸線的位置。在圖示示例中，側(cè)邊緣130c在位置x₁處，并且側(cè)邊緣130d在位置x₃處，位置x₁和位置x₃沿著側(cè)向x軸線以基準區(qū)段64f的尺寸偏移。

然而，如在圖6B中進一步示出，部件數(shù)據(jù)122包括圖像134，圖像134對應于相同基準區(qū)段64f在被按壓并且轉(zhuǎn)輸?shù)交鶞式Y(jié)構(gòu)86f上之后的實際掃描。這個掃描由成像傳感器76在軋輥72處執(zhí)行的轉(zhuǎn)輸步驟之后拍攝。圖像134包括轉(zhuǎn)輸?shù)幕鶞蕝^(qū)段64f的前邊緣134a(其在時間t₄示出)和在轉(zhuǎn)輸基準區(qū)段64f的后邊緣134b(其在時間t₆示出)。此外，圖像134還包括在位置x₂處的側(cè)邊緣134c和在位置x₄處的側(cè)邊緣134d。

圖像130和134的比較示出了在層轉(zhuǎn)輸組件20處發(fā)生的x-y重疊誤差。所述y軸線對準誤差能由沿著時間軸線在前邊緣130a與134a之間(即，在時間t₃與t₄之間)和在后邊緣130b與134b之間(即，在時間t₅與t₆之間)的差來識別。這些y軸線對準誤差可能是由于多種可能的過程條件造成。例如，帶22的熱膨脹或熱拉伸可能會導致相對于帶22的編碼器沿著y軸線隨著時間的未對準漂移。這可能會引起用于同步所述帶22與所述建造平臺80的伺服坐標數(shù)據(jù)126a的誤差。

所述x軸線對準誤差能由沿著側(cè)向x軸線在側(cè)邊緣130c與134c之間(即，在位置x₁與x₂之間)和在側(cè)邊緣130d與134d之間(即，在位置x₃與x₄之間)的差來識別。這些x軸線對準誤差能歸因于多種因素，諸如帶抖動(belt jitter)、建造平臺80或者在建造平臺80上的建造薄片的側(cè)向移位、部件在側(cè)向方向上的蠕變或變形等。

沿著x軸線在側(cè)邊緣130d與134d之間，和沿著y軸線在后邊緣130b與134之間的未對準對應于打印的基準結(jié)構(gòu)86p的部件材料的垂懸脊。如上文所提到的那樣，在軋輥72處的按壓步驟之后，基準部分64p優(yōu)選地保持與下面的建造表面88充分密切接觸以保持粘附到基準結(jié)構(gòu)86f上并且從帶22整潔地釋放。

然而，在此垂懸脊的位置處，部件材料并未粘附到任何下面的建造表面88。如此，如圖7所示，當在軋輥72處從帶22釋放時在垂懸脊(被稱作垂懸脊136)處的部件材料中的某些部件材料可以被向上牽拉，這歸因于其與經(jīng)打印部件86的相對較弱的結(jié)合。部件材料的這種向上拉可能會造成經(jīng)打印部件86的后邊緣在垂懸脊136處沿著z軸線豎起。如果允許垂懸脊136沿著z軸線在經(jīng)打印部件86的多個層上生長，它們可能會導致不可接受的部件品質(zhì)并且甚至影響系統(tǒng)性能。

此外，如圖8所示，在垂懸脊136處的部件材料的部分可以實際上作為殘余量的基準區(qū)段64f和支承層64s而保持粘附到帶22上。已發(fā)現(xiàn)在垂懸脊(例如，垂懸脊136)的周圍邊緣處的部件和支承材料傾向于保持粘附到帶22上而不是隨著層64的其余部分釋放。如此，除了能沿著z軸線上拉和生長的垂懸脊(如在上文中在圖7中示出)之外，x-y重疊誤差也可以防止從帶22整潔和完全的層釋放。

也已發(fā)現(xiàn)對于留在帶22上的任何殘余材料的檢測適用于檢測x-y重疊誤差。如此，除了在來自成像傳感器74和76的層數(shù)據(jù)120與部件數(shù)據(jù)122之間的比較之外，控制器組件38也可以(或替代地)比較層數(shù)據(jù)120與帶數(shù)據(jù)124以檢測是否有任何殘余量的基準區(qū)段64f保持粘附到帶22的前表面22a上。

圖9A和圖9B示出了控制器組件38可以執(zhí)行以進一步對任何x-y重疊誤差加以檢測的層數(shù)據(jù)120與帶數(shù)據(jù)124的示例比較。應了解在圖9A和圖9B中的圖表只是示例性的，并且控制器組件38能在計算基礎(chǔ)上執(zhí)行比較。

圖9A對應于如在圖6A中示出的相同圖像128，其由成像傳感器74在轉(zhuǎn)輸步驟之前拍攝。相比而言，在轉(zhuǎn)輸步驟之后，帶22繼續(xù)在箭頭34的方向上旋轉(zhuǎn)經(jīng)過成像傳感器78，成像傳感器78在軋輥72的下游?？刂破鹘M件38然后可使用帶22和圖像128的旋轉(zhuǎn)速度來預測由成像傳感器78掃描的圖像的位置和尺寸。這由圖9B中的預測圖像138示出(以虛線示出)，預測圖像138具有在時間t₇的前邊緣138a、在時間t₉的后邊緣138b，以及側(cè)邊緣138c和138d。

前邊緣138a的時間t₇預期以帶22的相同位置從成像傳感器74移動到成像傳感器78所需的預期時間相對于前邊緣128a的時間t₁偏移，該預期時間基于在成像傳感器74和78之間的過程距離與帶22的旋轉(zhuǎn)速度。換言之，如果帶22的旋轉(zhuǎn)速率相對于其編碼器進行適當校準，在時間t₁與t₇之間的持續(xù)時間140是預測的持續(xù)時間。

圖像138的側(cè)邊緣138c和138d經(jīng)預測具有沿著側(cè)向x軸線與圖像128的側(cè)邊緣128c和128d相同的位置。在圖示示例中，側(cè)邊緣138c在位置x₁，并且側(cè)邊緣138d在位置x₃，位置x₁與位置x₃沿著側(cè)向x軸線以基準區(qū)段64f的尺寸偏移。

理想地，如果不存在x-y重疊誤差并且基準區(qū)段64f整潔地從帶22釋放，成像傳感器78將并不掃描任何殘余量的部件材料，或者將僅掃描對稱量的部件材料(例如，由于其它可能的非重疊問題)。然而，在圖8和圖9B所示的示例中，轉(zhuǎn)輸層64的基準區(qū)段64f表現(xiàn)出x-y重疊誤差從而使得在垂懸脊136的周圍邊緣處的非對稱部件材料在轉(zhuǎn)輸步驟之后保持粘附到帶22上。由于這些周圍邊緣移動經(jīng)過成像傳感器78，成像傳感器78生成并且傳輸帶數(shù)據(jù)124。

如在圖9B中進一步示出，帶數(shù)據(jù)124包括圖像142，圖像142對應于源自保持粘附到帶22上的基準區(qū)段64f的非對稱殘余量的部件材料。圖像142包括前邊緣142a(其在時間t₈示出)和后邊緣142b(其在時間t₁₀示出)。此外，圖像142還包括在位置x₂處的側(cè)邊緣142c和在位置x₄處的側(cè)邊緣142d。

圖像138與142的比較還示出了在層轉(zhuǎn)輸組件20處出現(xiàn)的x-y重疊誤差。所述y軸線對準誤差可以主要由沿著時間軸線在后邊緣138b與142b(即，在時間t₉與t₁₀之間)的差來識別。同樣，x軸線對準誤差可以主要由沿著側(cè)向x軸線在側(cè)邊緣138d與142d(即，在位置x₃與x₄之間)的差來識別。應意識到，在轉(zhuǎn)輸步驟之后，部件材料66p和/或支承材料66s的部分保持粘附到帶22上可能決定性地影響打印準確度。

因此，基于在層數(shù)據(jù)120與部件數(shù)據(jù)122(如在圖6A和圖6B中所示)和/或在層數(shù)據(jù)120與帶數(shù)據(jù)124(如在圖9A和圖9B所示)之間的比較，控制器組件38然后可以補償所檢測的x-y重疊誤差以減小或消除連續(xù)層64的x-y重疊誤差。

在某些實施例中，可以通過更新系統(tǒng)10的校準參數(shù)來執(zhí)行補償。例如，控制器組件38可以更新伺服坐標數(shù)據(jù)126a和/或x軸線坐標數(shù)據(jù)126b以在打印操作期間將建造平臺80定位于x-y建造平面中的校正位置處。這種校準更新可以在每個打印操作之前執(zhí)行，并且可選地在打印操作中在短暫停止期間一次或多次執(zhí)行。

替代地，控制器組件38通過使用反饋控制來補償所檢測的x-y重疊誤差以提供實時定位更新。例如，如圖10所示，為了補償在前邊緣130a與134a之間和在后邊緣130b與134b之間的y軸線對準誤差(在上文中在圖6A和圖6B中示出)，控制器組件38可以更新伺服坐標數(shù)據(jù)126a以(經(jīng)由馬達94)修改y載臺機架82的速度和定時順序。

這優(yōu)選地修改建造平臺80、x載臺機架84和三維部件86的移動速度和定時從而使得用于后面的連續(xù)層64的圖像134的前邊緣134a和后邊緣134b移位到時間t₃和t₅(對應于所預測圖像130的前邊緣130a和后邊緣130b的y軸線位置)。換言之，這種修改沿著箭頭92a的y軸線過程方向?qū)仕鼋ㄔ毂砻?8與下一連續(xù)層64。

此外，為了補償在側(cè)邊緣130c與134d之間和在側(cè)邊緣130d與134d之間(在上文中在圖6中示出)的x軸線對準誤差，控制器組件38可以更新x軸線坐標數(shù)據(jù)126b以調(diào)整建造平臺80沿著側(cè)向x軸線的位置。特別地，這造成x載臺機架84(經(jīng)由馬達96)使建造平臺80和三維部件86沿著側(cè)向x軸線移動。這因此沿著x軸線相對于帶22重新定位三維部件86的建造表面88從而使得用于接下來的連續(xù)層64的圖像134的側(cè)邊緣134c和134d被定位于位置x₁和x₃處(對應于所預測圖像130的側(cè)邊緣130c和130d的x軸線位置)。

下一連續(xù)層64然后可以被轉(zhuǎn)輸?shù)饺S部件86的建造表面88，具有減小或消除的x-y重疊誤差。應意識到，對于建造平臺80的x-y調(diào)整需要在一層循環(huán)內(nèi)完成(即，在下一層64在軋輥72處受按壓之前)。否則，建造平臺80在軋輥72處按壓期間的移動可能會降低打印準確度。

因此，控制器組件38優(yōu)選地從成像傳感器74、76和/或78接收經(jīng)掃描的圖像，檢測任何x-y重疊誤差，并且在x-y建造平面中在一層循環(huán)內(nèi)調(diào)整所述建造平臺80的位置。然后，若需要，對于每一層再次執(zhí)行這種反饋控制，以用于持續(xù)對準更新。替代地，在某些實施例中，對準更新可以在給定間隔發(fā)生之后執(zhí)行以減小對控制器組件38的處理需求。

如上文所提到的那樣，控制器組件38可以包括一個或多個基于計算機的系統(tǒng)，基于計算機的系統(tǒng)被配置成用以操作系統(tǒng)10的構(gòu)件。圖11示出了一實施例，其中，控制器組件38包括主要控制器組件38a和次要重疊控制器38b。在此實施例中，重疊控制器38b可以作為獨立和單獨的控制器安裝以與成像傳感器74、76和78一起作用。

在操作期間，控制器組件38a如上文所討論的那樣操作系統(tǒng)10，其中發(fā)送到馬達94和/或y載臺機架82的信號通過重疊控制器38b傳遞。然而，在此情況下，來自成像傳感器74、76和78的掃描圖像被傳輸?shù)街丿B控制器38b，允許重疊控制器38b比較圖像以檢測任何x-y重疊誤差。

如果檢測到任何x-y重疊誤差，重疊控制器38b然后掌控y載臺機架82和x載臺機架84中的一者或二者來減小或消除下一連續(xù)層64的x-y重疊誤差，如上文所討論的那樣。在做出再對準后，重疊控制器38b然后將對y載臺機架82的控制讓渡給控制器組件38a直到需要隨后的再對準。此實施例有利地用于現(xiàn)有系統(tǒng)10，其中重疊控制器38b和成像傳感器74、76和78可以作為升級而安裝，例如，對于系統(tǒng)10的其余構(gòu)件具有最小影響。

盡管參考優(yōu)選實施例描述了本公開，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到可以做出形式和細節(jié)的改變，而不偏離本公開的精神和范圍。