本發(fā)明涉及以逐層方式固化粉末層以形成物體的選擇性固化設(shè)備和方法。本發(fā)明尤其(但并非排他地)可應(yīng)用于選擇性激光固化設(shè)備，例如選擇性激光熔融(SLM)和選擇性激光燒結(jié)(SLS)設(shè)備。

背景技術(shù)：

選擇性激光熔融(SLM)和選擇性激光燒結(jié)(SLS)設(shè)備使用高能量束(例如，激光束)經(jīng)由材料(例如，金屬粉末材料)的逐層固化來(lái)產(chǎn)生物體。通過(guò)沉積鄰近于粉末床的粉末堆和用刮拭器跨越粉末床(從粉末床的一側(cè)到另一側(cè))散布粉末堆以形成層而在構(gòu)建室中跨越粉末床形成粉末層。隨后跨越粉末層對(duì)應(yīng)于所建構(gòu)物體的橫截面的部分掃描激光束。激光束熔融或燒結(jié)粉末以形成固化層。在選擇性固化層之后，粉末床減少了新近固化的層的厚度，且將另一粉末層散布在表面上且視需要固化。此類裝置的實(shí)例揭示于US6042774中。

此類設(shè)備的問(wèn)題在于，構(gòu)建物體可能花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，通常為數(shù)天，且對(duì)于極大物體超過(guò)一周。

刮拭器還用于立體光刻中，以加速形成光可固化液體樹(shù)脂的平面表面，該表面適合于用激光束后續(xù)固化?？梢砸匀缦路绞酵瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)刮拭器的位移和激光束的控制：光束跟隨刮拭器且打到緊跟在刮拭器之后的區(qū)內(nèi)的樹(shù)脂層。此類布置的實(shí)例揭示于US5582876、US5780070和US5204823中。

3D系統(tǒng)的SmartSweep^TM方法提供進(jìn)一步改善，其中涂覆機(jī)刮片(recoater blade)不行進(jìn)經(jīng)過(guò)樹(shù)脂桶的整個(gè)長(zhǎng)度，而是僅掃過(guò)正在構(gòu)建零件的桶的部分。

US8172563揭示一種用于制造三維物體的裝置，其中材料應(yīng)用裝置跨越圓形構(gòu)建平臺(tái)的最大徑向延伸部在徑向方向上延伸，且構(gòu)建平臺(tái)被旋轉(zhuǎn)(以連續(xù)或逐步方式)且被降低以使刮拭器繞構(gòu)建平臺(tái)移動(dòng)以形成材料層。在一個(gè)實(shí)施例中，提供四個(gè)材料應(yīng)用裝置，且在位于所述材料應(yīng)用裝置之間的四個(gè)固化區(qū)中固化材料。

DE102007040755揭示一種用于產(chǎn)生三維物體的激光燒結(jié)裝置，其包括用于涂覆層或粉末的十個(gè)涂布裝置。每一涂布裝置可與激光相關(guān)聯(lián)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種選擇性固化設(shè)備，其包括：構(gòu)建室；可在所述構(gòu)建室中降低的構(gòu)建平臺(tái)；用于跨越所述構(gòu)建平臺(tái)散布粉末材料以形成粉末床的連續(xù)粉末層的刮拭器；用于產(chǎn)生能量束以固結(jié)所述粉末材料的能量束單元；用于引導(dǎo)所述能量束并將其聚焦到每一粉末層上的掃描器；以及用于控制所述掃描器的處理器，其中所述處理器經(jīng)布置以控制所述掃描器在所述刮拭器跨越所述粉末床移動(dòng)時(shí)，跨越所述粉末床掃描所述能量束以固結(jié)所述刮拭器的任一側(cè)的粉末材料。

處理器可經(jīng)布置以控制掃描器在刮拭器跨越粉末床的兩次或多于兩次動(dòng)作期間跨越粉末層中的至少一者掃描能量束。兩次或多于兩次動(dòng)作可包括刮拭器形成粉末層的動(dòng)作和一個(gè)或多個(gè)后續(xù)動(dòng)作。一個(gè)或多個(gè)后續(xù)動(dòng)作可包括其中刮拭器形成后續(xù)粉末層的動(dòng)作。另外或替代地，一個(gè)或多個(gè)后續(xù)動(dòng)作可包括其中刮拭器不形成粉末層的返回動(dòng)作。當(dāng)在用刮拭器形成粉末層期間刮拭器正移動(dòng)遠(yuǎn)離粉末層上的第一區(qū)時(shí)，第一區(qū)可由能量束固結(jié)，且當(dāng)在后續(xù)動(dòng)作期間刮拭器正朝向粉末層上的第二區(qū)移動(dòng)時(shí)，第二區(qū)可由能量束固結(jié)。

以此方式，可更快速地形成物體，因?yàn)榉勰┰诠问闷髡缭椒勰┐惨苿?dòng)的時(shí)間期間固結(jié)。因此，與在刮拭器已完成形成層之后用能量束固結(jié)粉末相比，有可能減少構(gòu)建時(shí)間。此外，粉末床的所固結(jié)區(qū)域不受刮拭器的位置限制，因?yàn)槲挥诠问闷鞯娜我粋?cè)的粉末可在刮拭器動(dòng)作期間固結(jié)。具體來(lái)說(shuō)，與在刮拭器的初始動(dòng)作期間并在另一動(dòng)作之前完成粉末層的全部掃描相比，在兩次或多于兩次動(dòng)作期間跨越至少一個(gè)粉末層掃描能量束可減少建置時(shí)間。此可允許優(yōu)化掃描策略而不僅是在刮拭器后方掃描能量束。具體來(lái)說(shuō)，所形成的物體的橫截面趨向于覆蓋相對(duì)于粉末床的總橫截面較小的區(qū)域，且因此，能量束光點(diǎn)大部分時(shí)間將定位于粉末床的小區(qū)域中。能量束掃描刮拭器的兩側(cè)使得能量束能夠在刮拭器移動(dòng)期間固結(jié)這些小區(qū)域中的粉末。

處理器可經(jīng)布置以控制掃描器改變能量束的焦點(diǎn)以針對(duì)粉末床的(上)表面的水平變化進(jìn)行調(diào)整，使得具有預(yù)設(shè)分布的能量光點(diǎn)維持在粉末床的表面上。

在散布粉末層期間，刮拭器的任一側(cè)的粉末床的表面的水平(高度)將有所不同。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，在由刮拭器散布粉末期間，處理器可控制掃描器改變能量束的焦點(diǎn)，以當(dāng)在刮拭器跨越粉末床移動(dòng)時(shí)能量光點(diǎn)從刮拭器的一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)時(shí)，補(bǔ)償粉末床的水平變化。

在僅在一個(gè)方向上跨越粉末床散布粉末的刮拭器的情況下，可降低構(gòu)建平臺(tái)以對(duì)刮拭器的返回(非散布)動(dòng)作提供間隙。因此，處理器可控制掃描器來(lái)改變能量束的焦點(diǎn)以補(bǔ)償刮拭器的向外動(dòng)作與返回動(dòng)作之間的粉末床的上表面的水平變化。

處理器可經(jīng)布置以控制掃描器在移動(dòng)(例如，降低)構(gòu)建平臺(tái)期間跨越粉末床掃描能量束。處理器可經(jīng)布置以控制掃描器跨越粉末床掃描能量束，使得在降低構(gòu)建平臺(tái)期間，能量束對(duì)粉末床表面的角度保持大于預(yù)設(shè)角度，所述預(yù)設(shè)角度大于在不降低構(gòu)建平臺(tái)時(shí)能量束對(duì)粉末床表面可成的角度。以此方式，與以小于預(yù)設(shè)角度的角度掃描能量束相比，在降低構(gòu)建平臺(tái)期間粉末床表面上的能量束的位置的變化減少。預(yù)設(shè)角度可由用戶設(shè)置。預(yù)設(shè)角度可取決于所需準(zhǔn)確度和粉末層的厚度。

可在用刮拭器跨越粉末床散布粉末期間降低或升高構(gòu)建平臺(tái)以提供可變厚度的層。用刮拭器掃描激光束、用刮拭器散布層和降低或升高構(gòu)建平臺(tái)這三者可同時(shí)發(fā)生。降低構(gòu)建平臺(tái)可貫穿構(gòu)建持續(xù)發(fā)生。此可增加構(gòu)建的速度，因?yàn)樵诮档蜆?gòu)建平臺(tái)的同時(shí)散布粉末的延遲可被避免。

能量束可為電子束或激光束。

掃描器可包括用于改變激光束的焦點(diǎn)的可移動(dòng)光學(xué)件。

掃描器可包括用于跨越粉末床掃描激光點(diǎn)的傾斜光學(xué)件，其中處理器經(jīng)布置以控制傾斜光學(xué)件對(duì)于如下實(shí)際情況進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償：傾斜光學(xué)件的單個(gè)位置將取決于表面的水平而掃描粉末床的表面上的不同光點(diǎn)。降低粉末床可改變粉末床的表面與掃描器的距離，對(duì)于激光束由傾斜光學(xué)件以非垂直角度引導(dǎo)到表面的情況，改變粉末床表面的水平將改變表面上的激光點(diǎn)的位置。因此，傾斜光學(xué)件的位置如何映射到粉末床的表面上將對(duì)于表面的不同水平而有所不同。

所述設(shè)備可包括用于在刮拭器跨越粉末床移動(dòng)時(shí)測(cè)量刮拭器的位置的位置測(cè)量裝置，例如位置編碼器，且處理器可經(jīng)布置以從位置測(cè)量裝置接收信號(hào)且基于來(lái)自位置測(cè)量裝置的信號(hào)而控制掃描器。舉例來(lái)說(shuō)，處理器可經(jīng)布置以基于來(lái)自位置測(cè)量裝置的信號(hào)而調(diào)整掃描的時(shí)序。如果刮拭器的實(shí)際位置不同于預(yù)期位置，那么提供關(guān)于刮拭器的實(shí)際位置的反饋允許處理器調(diào)整掃描順序。

在構(gòu)建期間，刮拭器能夠在垂直于粉末床表面的方向(通常為垂直方向)上移動(dòng)。在散布層期間，刮拭器能夠垂直于粉末床的表面移動(dòng)以便形成非平面粉末層。替代或另外地，刮拭器能夠在粉末床的一側(cè)處垂直于粉末床的表面移動(dòng)，(例如)越過(guò)粉末堆和/或重新定位刮拭器以供后續(xù)越過(guò)粉末床。

替代或另外地，處理器可經(jīng)布置以控制構(gòu)建平臺(tái)的垂直移動(dòng)，使得在刮拭器跨越粉末床移動(dòng)時(shí)垂直移動(dòng)構(gòu)建平臺(tái)?？膳c構(gòu)建平臺(tái)的移動(dòng)一起同步地垂直移動(dòng)刮拭器，例如，以維持所要(均勻)厚度的粉末層。替代地，垂直移動(dòng)刮拭器和構(gòu)建平臺(tái)可使得形成不均勻粉末層。藉由移動(dòng)構(gòu)建平臺(tái)來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整刮拭器的垂直高度可減少或甚至消除每次動(dòng)作結(jié)束時(shí)刮拭器靜止的時(shí)間。在常規(guī)系統(tǒng)中，在刮拭器開(kāi)始下一個(gè)粉末散布動(dòng)作之前，刮拭器必須等待構(gòu)建平臺(tái)的高度被調(diào)整且等待構(gòu)建平臺(tái)被安置。

所述設(shè)備可包括用于產(chǎn)生多個(gè)激光束的激光單元和用于每一激光束以使得每一激光束可跨越粉末床獨(dú)立地掃描的專用掃描器。掃描器可經(jīng)布置以使得可由激光束在刮拭器的兩側(cè)同時(shí)掃描粉末床。處理器可經(jīng)布置以控制每一掃描器在刮拭器跨越粉末床移動(dòng)時(shí)跨越粉末床來(lái)掃描多個(gè)激光束中的對(duì)應(yīng)一者以固結(jié)刮拭器的任一側(cè)的粉末材料。

處理器可經(jīng)布置以基于定義所述或每一能量束在逐層構(gòu)建物體中固化粉末材料時(shí)采用的掃描路徑的幾何數(shù)據(jù)而控制刮拭器的移動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō)，處理器能夠在形成每一層時(shí)改變刮拭器的速度和/或垂直高度。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種通過(guò)選擇性固化來(lái)形成物體的方法，其中使用能量束以逐層方式來(lái)固化粉末層以形成物體，所述方法包括：用刮拭器跨越構(gòu)建平臺(tái)重復(fù)散布粉末材料以形成粉末床的粉末層，且在刮拭器跨越粉末床移動(dòng)期間，跨越粉末床掃描能量束以固結(jié)刮拭器的任一側(cè)的粉末材料。

所述方法可包括在刮拭器跨越粉末床的兩次或多于兩次動(dòng)作期間跨越粉末層中的至少一者掃描能量束。兩次或多于兩次動(dòng)作可包括刮拭器形成粉末層的動(dòng)作和一個(gè)或多個(gè)后續(xù)動(dòng)作。一個(gè)或多個(gè)后續(xù)動(dòng)作可包括刮拭器形成后續(xù)粉末層的動(dòng)作。另外或替代地，一個(gè)或多個(gè)后續(xù)動(dòng)作可包括刮拭器不形成粉末層的返回動(dòng)作。當(dāng)在用刮拭器形成粉末層期間刮拭器正移動(dòng)遠(yuǎn)離第一區(qū)時(shí)，粉末層上的該第一區(qū)可由能量束固結(jié)，且當(dāng)在后續(xù)動(dòng)作期間刮拭器正朝向第二區(qū)移動(dòng)時(shí)，粉末層上的該第二區(qū)可由能量束固結(jié)。

所述方法可以包括改變能量束的焦點(diǎn)以針對(duì)粉末床的(上)表面的水平變化進(jìn)行調(diào)整，使得具有預(yù)設(shè)分布的能量光點(diǎn)被維持在粉末床的表面上。所述方法可以包括在能量束的光點(diǎn)從刮拭器的一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)時(shí)在由刮拭器散布粉末期間改變能量束的焦點(diǎn)。所述方法可以包括改變能量束的焦點(diǎn)以補(bǔ)償刮拭器的向外動(dòng)作與返回動(dòng)作之間的粉末床的上表面的水平變化。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種上面存儲(chǔ)有指令的數(shù)據(jù)載體，所述指令供處理器執(zhí)行以用于控制選擇性固化設(shè)備，所述選擇性固化設(shè)備包括：構(gòu)建室；可在所述構(gòu)建室中降低的構(gòu)建平臺(tái)；用于跨越所述構(gòu)建平臺(tái)散布粉末材料以形成粉末床的連續(xù)粉末層的刮拭器；用于產(chǎn)生能量束以固結(jié)所述粉末材料的能量束單元；以及用于引導(dǎo)所述能量束并將其聚焦到每一粉末層上的掃描器，其中，所述指令在由所述處理器執(zhí)行時(shí)致使所述處理器控制所述掃描器進(jìn)行本發(fā)明的第二方面的方法。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種產(chǎn)生用于控制選擇性固化設(shè)備的指令的方法，所述選擇性固化設(shè)備包括：構(gòu)建室；可在所述構(gòu)建室中降低的構(gòu)建平臺(tái)；用于跨越所述構(gòu)建平臺(tái)散布粉末材料以形成粉末床的連續(xù)粉末層的刮拭器；用于產(chǎn)生能量束以固結(jié)所述粉末材料的能量單元；以及用于在所述刮拭器跨越所述粉末床移動(dòng)時(shí)引導(dǎo)所述能量束并將其聚焦到每一粉末層床上以固結(jié)所述刮拭器的任一側(cè)的粉末材料的掃描器，所述方法包括：

i)接收定義所述能量束在逐層構(gòu)建物體中固化粉末材料時(shí)所采用的掃描路徑的幾何數(shù)據(jù)；

ii)識(shí)別待由所述能量束在所述刮拭器的每一動(dòng)作期間在所述刮拭器的任一側(cè)掃描的所述掃描路徑或所述掃描路徑的部分。

識(shí)別掃描路徑可以包括識(shí)別粉末層的第一組掃描路徑或掃描路徑的部分和該粉末層的第二組掃描路徑或掃描路徑的部分，其中在所述刮拭器跨越所述粉末床的第一次動(dòng)作期間掃描該第一組掃描路徑或掃描路徑的部分，和在所述刮拭器跨越所述粉末的第二次動(dòng)作期間掃描該第二組掃描路徑或掃描路徑的部分。第一動(dòng)作可以為其中刮拭器形成粉末層的動(dòng)作。第二動(dòng)作可以包括其中刮拭器形成后續(xù)粉末層的動(dòng)作。另外或替代地，第二動(dòng)作可以包括其中刮拭器不形成粉末層的返回動(dòng)作。第一組掃描路徑或掃描路徑的部分可用于當(dāng)刮拭器在第一次動(dòng)作期間正移動(dòng)遠(yuǎn)離粉末層的第一區(qū)時(shí)，固結(jié)該第一區(qū)，且第二組掃描路徑或掃描路徑的部分可用于當(dāng)刮拭器在第二次動(dòng)作期間正移動(dòng)朝向粉末層的第二區(qū)時(shí)，固結(jié)該第二區(qū)。

可基于每一動(dòng)作期間的預(yù)期刮拭器移動(dòng)而識(shí)別要由能量束在刮拭器的每一動(dòng)作期間在刮拭器的任一側(cè)掃描的掃描路徑或掃描路徑的部分。替代或另外地，可基于掃描該掃描路徑或掃描路徑的部分所需的預(yù)期時(shí)間而確定刮拭器速度或動(dòng)作之間的時(shí)間。

已知以經(jīng)設(shè)置圖案設(shè)計(jì)掃描路徑，其中粉末層待固化的區(qū)域被劃分成待掃描的不同區(qū)。舉例來(lái)說(shuō)，可使用棋盤格或條紋圖案，其中待固化的區(qū)域被劃分成具有平行邊的多個(gè)區(qū)，每一區(qū)由橫向于平行邊形成的多個(gè)平行掃描線形成。棋盤格或條紋圖案可有助于確保熔體前沿對(duì)于待固化區(qū)域的大部分地區(qū)在大體上相同的速度下跨越區(qū)前進(jìn)。本發(fā)明的方法可包括識(shí)別待由能量束在刮拭器的每一動(dòng)作期間在刮拭器的任一側(cè)掃描的區(qū)。所述方法可包括基于刮拭器移動(dòng)而調(diào)度掃描區(qū)的次序。舉例來(lái)說(shuō)，以最大化在每一刮拭器動(dòng)作期間能量束固化材料的時(shí)間為目標(biāo)來(lái)選擇調(diào)度。因?yàn)樵趻呙杵鲗⒛芰渴龑?dǎo)到刮拭器上的時(shí)間期間必須切斷能量束，因此可通過(guò)限制能量束的光點(diǎn)的方向從刮拭器的一側(cè)切換到刮拭器的另一側(cè)的次數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)。光點(diǎn)從刮拭器的一側(cè)切換到刮拭器的另一側(cè)的次數(shù)可限于單次切換。

已知使用“外殼和核心(hull and core)”策略來(lái)掃描區(qū)域，其中使用平行掃描路徑的經(jīng)設(shè)置圖案(例如，掃描柵掃描(有時(shí)被稱作回紋波花紋)、棋盤格或條紋圖案)來(lái)形成區(qū)域的核心，且使用遵循區(qū)域邊緣的形狀的一個(gè)或多個(gè)邊界掃描路徑來(lái)形成區(qū)域的外殼(外圍)。所述方法可包括在刮拭器的動(dòng)作期間識(shí)別何時(shí)沿所述或每一邊界掃描路徑掃描能量束，以使得可在一個(gè)連續(xù)掃描中完成整個(gè)邊界掃描路徑。將理解，用能量束掃描可以包括，沿掃描路徑穩(wěn)定地移動(dòng)能量束的光點(diǎn)或用光點(diǎn)照明沿掃描路徑間隔開(kāi)的點(diǎn)。如本文中所使用的連續(xù)掃描可包含任一類型的掃描。在沿掃描路徑穩(wěn)定地移動(dòng)能量束的光點(diǎn)的情況下，連續(xù)掃描為其中能量束的光點(diǎn)穩(wěn)定移動(dòng)而不被間斷的掃描。在對(duì)沿掃描路徑間隔開(kāi)的點(diǎn)進(jìn)行照明的情況下，連續(xù)掃描為其中漸進(jìn)地照明相隔開(kāi)經(jīng)設(shè)置距離的鄰近點(diǎn)一經(jīng)設(shè)置暴露時(shí)間(和暴露之間的恒定時(shí)間(其可為用戶定義的或由掃描器的物理限制定義))而不中斷的掃描。

所述方法可以包括基于刮拭器移動(dòng)而確定掃描路徑。舉例來(lái)說(shuō)，在掃描該掃描路徑的時(shí)間期間，可基于刮拭器的預(yù)期位置而選擇掃描路徑的邊緣/末端。

識(shí)別待由能量束在刮拭器的每一動(dòng)作期間在刮拭器的任一側(cè)掃描的掃描路徑或掃描路徑的部分可考慮在刮拭器的一側(cè)或兩側(cè)的安全區(qū)，在所述安全區(qū)中不應(yīng)發(fā)生掃描。可基于在動(dòng)作期間所確定的刮拭器位置的可能錯(cuò)誤、掃描時(shí)序的可能錯(cuò)誤和由刮拭器推動(dòng)以形成粉末層的粉末隆起的預(yù)期寬度中的至少一者或多者而確定安全區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種上面存儲(chǔ)有指令的數(shù)據(jù)載體，所述指令在由處理器執(zhí)行時(shí)致使處理器進(jìn)行本發(fā)明的第四方面的方法。

根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種選擇性固化設(shè)備，其包括：構(gòu)建室；可在所述構(gòu)建室中降低的構(gòu)建平臺(tái)；用于跨越所述構(gòu)建平臺(tái)散布粉末材料以形成粉末床的連續(xù)粉末層的刮拭器；用于測(cè)量所述刮拭器的位置的位置測(cè)量裝置；用于產(chǎn)生能量束以固結(jié)所述粉末材料的能量束單元；用于引導(dǎo)所述光束并將其聚焦到每一粉末層上的掃描器；以及用于控制所述掃描器和/或能量束單元的處理器，其中所述處理器經(jīng)布置以基于來(lái)自所述位置測(cè)量裝置的信號(hào)而控制所述掃描器和/或能量束單元。

根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種選擇性固化設(shè)備，其包括：構(gòu)建室；可在所述構(gòu)建室中降低的構(gòu)建平臺(tái)；用于跨越所述構(gòu)建平臺(tái)散布粉末材料以形成粉末床的連續(xù)粉末層的刮拭器；用于產(chǎn)生能量束以固結(jié)所述粉末材料的能量束單元；以及用于引導(dǎo)所述能量束并將其聚焦到每一粉末層上的掃描器，其中所述刮拭器經(jīng)布置以在垂直于所述粉末床的表面的方向上移動(dòng)。

刮拭器可經(jīng)布置以在垂直于表面的方向上移動(dòng)以形成非平面粉末層。

刮拭器可經(jīng)布置以在刮拭器已經(jīng)移動(dòng)超出粉末床的末端之后在垂直于表面的方向上移動(dòng)，以越過(guò)由刮拭器推動(dòng)的粉末材料且重新定位刮拭器，以使得刮拭器能夠跨越粉末床在反方向上推動(dòng)粉末材料。

本發(fā)明的以上方面的數(shù)據(jù)載體可為用于為機(jī)器提供指令的合適媒體，例如非暫時(shí)性數(shù)據(jù)載體，例如軟盤、CD ROM、DVD ROM/RAM(包含-R/-RW和+R/+RW)、HD DVD、藍(lán)光(TM)光盤、存儲(chǔ)器(例如，存儲(chǔ)棒(TM)、SD卡、緊湊閃存卡等等)、磁盤驅(qū)動(dòng)器(例如，硬盤驅(qū)動(dòng)器)、磁帶、任何磁/光存儲(chǔ)裝置或瞬態(tài)數(shù)據(jù)載體，例如電線或光纖上的信號(hào)或無(wú)線信號(hào)，例如經(jīng)由有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng)下載、FTP傳送等等)發(fā)送的信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種選擇性固化設(shè)備，其包括：構(gòu)建室；可在所述構(gòu)建室中移動(dòng)的構(gòu)建平臺(tái)；用于跨越所述構(gòu)建平臺(tái)散布粉末材料以形成粉末床的連續(xù)粉末層的刮拭器；用于產(chǎn)生能量束以固結(jié)所述粉末材料的能量束單元；以及用于引導(dǎo)所述能量束并將其聚焦到每一粉末層上的掃描器，其中所述刮拭器經(jīng)布置以在移動(dòng)構(gòu)建平臺(tái)期間散布粉末材料。

刮拭器可在降低或升高構(gòu)建平臺(tái)期間散布粉末材料。以此方式，可形成可變厚度的層。

根據(jù)本發(fā)明的的第八方面，提供一種通過(guò)選擇性固化來(lái)形成物體的方法，其中使用能量束以逐層方式來(lái)固化粉末層以形成物體，所述方法包括：用刮拭器跨越構(gòu)建平臺(tái)重復(fù)散布粉末材料以形成粉末床的粉末層，且在刮拭器跨越粉末床移動(dòng)期間移動(dòng)構(gòu)建平臺(tái)。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的選擇性激光固化設(shè)備的示意圖；

圖2為選擇性激光固化設(shè)備從另一側(cè)的示意圖；

圖3為在操作中的設(shè)備的示意圖，其中刮拭器在向外動(dòng)作時(shí)散布粉末的同時(shí)激光束跨越粉末床在刮拭器的一側(cè)掃描；

圖4為在操作中的設(shè)備的示意圖，其中刮拭器在向外動(dòng)作時(shí)散布粉末的同時(shí)激光束跨越粉末床在刮拭器的另一側(cè)(相對(duì)于圖3中所示出)掃描；

圖5為在操作中的設(shè)備的示意圖，其中在刮拭器的返回動(dòng)作時(shí)激光束跨越粉末床掃描；

圖6示出待在粉末層中固化的區(qū)域的掃描路徑，其中區(qū)域的核心將使用掃描路徑的棋盤格圖案來(lái)形成；

圖7和圖8為用于將待固化的區(qū)域的區(qū)分類成待在刮拭器的向外和返回動(dòng)作期間掃描的次序的方法的圖解表示；

圖9示出待在粉末層中固化的區(qū)域的掃描路徑，其中區(qū)域的核心將使用掃描路徑的條紋圖案來(lái)形成；

圖10示出待在粉末層中固化的區(qū)域的掃描路徑，其中區(qū)域的核心將使用光柵掃描來(lái)形成；且

圖11為刮拭器可在兩個(gè)方向上散布粉末的設(shè)備的示意圖。

具體實(shí)施方式

參看圖1到圖5，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的激光固化設(shè)備包括主腔室101，其中具有隔板115、116，隔板115、116界定構(gòu)建室117和粉末可沉積到上面的表面。提供構(gòu)建平臺(tái)102以用于支撐由選擇性激光熔融粉末104構(gòu)建的物體103。在形成物體103的連續(xù)層時(shí)，平臺(tái)102可在構(gòu)建室117內(nèi)降低?？捎玫臉?gòu)建體積由構(gòu)建平臺(tái)102可降低到構(gòu)建室117中的程度來(lái)界定。

當(dāng)由分配設(shè)備108和細(xì)長(zhǎng)刮拭器109構(gòu)建物體103時(shí)，形成粉末104的層。舉例來(lái)說(shuō)，分配設(shè)備108可為如WO2010/007396中所描述的設(shè)備。刮拭器109跨越構(gòu)建平臺(tái)102在線性方向上移動(dòng)，且用箭頭W說(shuō)明在向外動(dòng)作時(shí)粉末散布期間的行進(jìn)方向。

位置測(cè)量裝置(在此實(shí)施例中為位置編碼器140)量測(cè)刮拭器109的位置且將指示所量測(cè)位置的信號(hào)發(fā)送到計(jì)算機(jī)130的處理器131。為了清楚起見(jiàn)，位置測(cè)量裝置在圖2中示意性地示出為框，但其將通常包括固定到軌道(該軌道引導(dǎo)刮拭器109的移動(dòng))的標(biāo)尺(未圖示)和安裝成隨刮拭器109移動(dòng)以檢測(cè)標(biāo)尺上的刻度標(biāo)記的讀頭?？蓮乃鶛z測(cè)到的刻度標(biāo)記確定刮拭器的位置。

激光模塊105產(chǎn)生用于熔融粉末104的激光，該激光視需要由光學(xué)掃描器106在計(jì)算機(jī)130的控制下引導(dǎo)。激光經(jīng)由窗口107進(jìn)入腔室101。

光學(xué)掃描器106包括用于將激光束引導(dǎo)到粉末床104上的所期望位置的轉(zhuǎn)向光學(xué)件(在此實(shí)施例中為兩個(gè)可移動(dòng)鏡面106a、106b)和用于調(diào)整激光束的焦距的聚焦光學(xué)件(在此實(shí)施例中為一對(duì)可移動(dòng)透鏡106c、106d)。電動(dòng)機(jī)(未圖示)驅(qū)動(dòng)鏡面106a和透鏡106b、106c的移動(dòng)，電動(dòng)機(jī)由處理器131控制。

計(jì)算機(jī)130包括處理器單元131、存儲(chǔ)器132、顯示器133、用戶輸入裝置134(例如，鍵盤、觸摸屏等)、到激光熔融單元的模塊(例如，光學(xué)模塊106和激光模塊105)的數(shù)據(jù)連接、位置測(cè)量裝置140和外部數(shù)據(jù)連接135。命令處理單元進(jìn)行如現(xiàn)在所描述的方法的計(jì)算機(jī)程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器132上。

處理器經(jīng)由外部連接135接收用于描述在固化每一粉末層中的粉末區(qū)域時(shí)所采用的掃描路徑的幾何數(shù)據(jù)。為了構(gòu)建一零件，處理器控制掃描器106根據(jù)幾何數(shù)據(jù)中所定義的掃描路徑來(lái)引導(dǎo)激光束。在此實(shí)施例中，為了沿掃描路徑執(zhí)行掃描，同步激光105和掃描器106以沿掃描路徑使一系列離散點(diǎn)暴露于激光束。對(duì)于每一掃描路徑，定義點(diǎn)距離、點(diǎn)暴露時(shí)間和光點(diǎn)尺寸。在替代實(shí)施例中，可沿掃描路徑持續(xù)掃描光點(diǎn)。在此類實(shí)施例中，可針對(duì)每一掃描路徑指定激光點(diǎn)的速度，而不定義點(diǎn)距離和暴露時(shí)間。

在使用時(shí)，由處理器131接收幾何數(shù)據(jù)。處理器131分析在幾何數(shù)據(jù)中所定義的掃描路徑，以確定應(yīng)在刮拭器109的一側(cè)掃描哪些掃描路徑或掃描路徑的哪些部分以及應(yīng)在刮拭器109的另一側(cè)掃描哪些掃描路徑或掃描路徑的哪些部分。在此實(shí)施例中，其中刮拭器僅在一個(gè)方向上散布粉末，處理器131還可確定：在刮拭器109的向外動(dòng)作(其中由刮拭器109散布粉末)時(shí)，由激光束掃描哪些掃描路徑或掃描路徑的哪些部分；以及在刮拭器109的返回動(dòng)作(其中不由刮拭器109散布粉末)時(shí)，由激光束掃描哪些掃描路徑或掃描路徑的哪些部分。

一旦處理器131已經(jīng)確定針對(duì)每一粉末層的掃描調(diào)度，處理器131即控制掃描器106根據(jù)掃描路徑和掃描調(diào)度來(lái)掃描每一粉末層。圖3示出在向外動(dòng)作時(shí)跨越粉末床104散布粉末層104a的刮拭器109。激光束首先在刮拭器109前方掃描，從而固化先前所形成粉末層的區(qū)域，在此粉末層由下一粉末層覆蓋之前完成待在此粉末層中進(jìn)行的任何固化。為了在刮拭器109的向外動(dòng)作時(shí)在刮拭器前方固化粉末，掃描器106聚焦激光束以在下平面P_L上維持所期望的激光點(diǎn)大小，下平面PL與在刮拭器109前方的粉末床的頂部表面一致。由處理器131選擇掃描的調(diào)度以使得掃描發(fā)生在繞刮拭器109的禁用區(qū)150的外部。維持在禁用區(qū)150外部進(jìn)行掃描確保了刮拭器109不會(huì)由于接近由激光束產(chǎn)生的熔體池而損壞，且確保由刮拭器109跨越粉末床104推動(dòng)的粉末隆起104b不被激光束熔融。

在刮拭器109的向外動(dòng)作期間，激光束從在刮拭器前方掃描移動(dòng)到在刮拭器109后方掃描。在掃描器106要將激光點(diǎn)引導(dǎo)到禁用區(qū)150中的時(shí)段期間，處理器131切斷激光。當(dāng)再接通激光時(shí)，掃描器聚焦激光束以在上平面P_U上維持所期望的激光點(diǎn)大小，上平面P_U對(duì)應(yīng)于粉末床104的在刮拭器109后方的較高表面。此示出于圖4中。掃描器106沿針對(duì)此配置調(diào)度的掃描路徑來(lái)引導(dǎo)激光束。

在刮拭器109已經(jīng)移動(dòng)到超出粉末床104的位置之后，可以繼續(xù)掃描粉末床。舉例來(lái)說(shuō)，固化粉末層中的所期望區(qū)域所需的時(shí)間可多于在向外和返回動(dòng)作時(shí)刮拭器越過(guò)粉末床所花費(fèi)的時(shí)間。因此，當(dāng)刮拭器109被暫停在粉末床104的一側(cè)處時(shí)(在向外與返回動(dòng)作之間或當(dāng)由定量單元108分配粉末時(shí))可發(fā)生掃描。當(dāng)對(duì)延伸超出粉末床104很大一部分的掃描路徑進(jìn)行掃描時(shí)，此可為有用的。

可由處理器131基于待在層和/或掃描路徑中固化的區(qū)域的大小而動(dòng)態(tài)地控制刮拭器109的移動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō)，可改變刮拭器109在動(dòng)作之間靜止的時(shí)間，或可改變刮拭器109粉末床上移動(dòng)時(shí)刮拭器109的速度。

在返回動(dòng)作之前，構(gòu)建平臺(tái)102被降低以在粉末床104的頂部與刮拭器109之間提供間隙。通常構(gòu)建平臺(tái)102被降低的距離相當(dāng)于待由刮拭器109散布的下一粉末層的厚度。

圖5示出在返回動(dòng)作時(shí)在R方向上移動(dòng)的刮拭器109。掃描器106由處理器131控制，以沿經(jīng)調(diào)度要在此時(shí)被掃描的掃描路徑且在刮拭器109前方和后方兩者上來(lái)掃描激光束。在返回動(dòng)作期間，考慮構(gòu)建平臺(tái)102的降低，掃描器聚焦激光束以在下平面P_L上維持所期望的激光點(diǎn)大小。正如向外動(dòng)作的情況，當(dāng)激光束從在刮拭器109前方掃描移動(dòng)到在刮拭器109后方或反之時(shí)，在掃描器106要將激光點(diǎn)引導(dǎo)到禁用區(qū)150中的時(shí)段期間切斷激光。

在圖6到圖8中說(shuō)明可如何調(diào)度掃描路徑的掃描的實(shí)例。圖6示出用于固化粉末層中的區(qū)域的掃描路徑。使用“外殼和核心”策略，其中使用一個(gè)構(gòu)建樣式/參數(shù)來(lái)掃描區(qū)域的核心201，且使用不同構(gòu)建樣式/參數(shù)來(lái)形成外殼。

在圖6中，掃描路徑的棋盤格圖案用于形成核心，其中核心201的區(qū)域被劃分成多個(gè)正方形區(qū)203，每一正方形區(qū)203包括多個(gè)平行掃描路徑204(在圖6中，為了清楚起見(jiàn)，僅對(duì)正方形區(qū)203中的一些示出平行掃描路徑204)。對(duì)于每一正方形區(qū)203，垂直于鄰近正方形區(qū)203的掃描路徑204掃描平行掃描路徑204。相同長(zhǎng)度的平行掃描路徑204有助于確保，對(duì)于每一正方形區(qū)203，經(jīng)由用激光掃描路徑204產(chǎn)生的熔體前沿以大體上相同的速度前進(jìn)，以使得跨越區(qū)域的核心201獲得所固化材料的大體上相同的性質(zhì)。對(duì)于鄰近正方形區(qū)203，旋轉(zhuǎn)用以形成平行掃描路徑204的角度以有助于避免形成跨越核心201的削弱線(分層(stratification))。在圖6中，棋盤格圖案被示出為與刮拭器方向平行。然而，將理解，可使用棋盤格圖案的其它方向，且可在層之間改變棋盤格圖案的方向。

在此實(shí)施例中，外殼由兩個(gè)邊界掃描路徑205、206形成。然而，可使用一個(gè)或多個(gè)邊界掃描路徑。

關(guān)于核心掃描路徑所指定的例如激光點(diǎn)大小、點(diǎn)距離、點(diǎn)暴露時(shí)間和激光功率等參數(shù)可不同于關(guān)于邊界掃描路徑205、206所指定的參數(shù)。

參看圖7，處理器131基于構(gòu)建樣式(需要不同構(gòu)建參數(shù)的掃描)而分類掃描路徑。通常，與棋盤格掃描相比，在外殼和核心策略中對(duì)于邊界掃描使用不同構(gòu)建參數(shù)。因此，對(duì)于圖6中所示出的掃描路徑，存在掃描路徑所分類成的兩個(gè)構(gòu)建樣式。掃描路徑204、205、206隨后被分組以形成待按掃描次序放置的區(qū)。掃描路徑204、205、206一起分組到區(qū)中的范圍將取決于掃描路徑的性質(zhì)。在圖6中，棋盤格的每一正方形203被識(shí)別為待排序的區(qū)，且每一單獨(dú)的邊界掃描205、206被識(shí)別為待排序的區(qū)。分組到區(qū)中的掃描路徑的數(shù)目將取決于處理速度和掃描路徑排序的解析的平衡。在圖6中，棋盤格圖案的正方形203被示出為相對(duì)于粉末床104相當(dāng)大，但通常正方形較小。通過(guò)較小正方形，多樣的正方形的掃描路徑可一起分組到待分類的區(qū)中以實(shí)現(xiàn)所期望的均衡。

粉末床在概念上被劃分成三個(gè)或多于三個(gè)部分，在此實(shí)施例中為部分A、B和C。處理器131隨后確定特定類型的掃描路徑的每一區(qū)203、205、206是否屬于部分A、B、C或部分A、B和C的組合。在圖6中，存在分別完全落入部分A、B或C的區(qū)203a、203b和203c，和橫跨兩個(gè)部分A和B或B和C的區(qū)203d、203e。邊界掃描路徑205和206二者橫跨所有三個(gè)部分A、B和C。

隨后基于每一區(qū)所落入的部分A、B和C而將所述區(qū)分類成掃描次序。圖8示意性地說(shuō)明在刮拭器109跨越床來(lái)回移動(dòng)時(shí)粉末床104的不同部分變得可供用于掃描的次序，其中時(shí)間的方向由箭頭T說(shuō)明。時(shí)間線用于說(shuō)明部分A、B和C的可用性出于對(duì)區(qū)的掃描進(jìn)行排序的目的而如何發(fā)展，而不必須表示每一組部分A、B和C可供用于掃描的時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器131有可能動(dòng)態(tài)地改變刮拭器109的速度以確保有充足時(shí)間可供用于掃描落入部分A、B和C的特定集合的區(qū)。標(biāo)記為“向外”的被括住的時(shí)段表示在向外動(dòng)作時(shí)刮拭器109跨越粉末床104移動(dòng)的時(shí)段，且標(biāo)記為“返回”的被括住的時(shí)段表示在返回動(dòng)作時(shí)刮拭器109跨越粉末床104移動(dòng)的時(shí)段。在每一向外動(dòng)作時(shí)，在先前向外動(dòng)作時(shí)散布的下層中和在當(dāng)前向外動(dòng)作時(shí)散布的層兩者中固化粉末材料。虛線表示掃描在這些層之間的過(guò)渡。向外動(dòng)作與返回動(dòng)作之間的時(shí)段E表示刮拭器109位于粉末床104的一側(cè)的時(shí)間，在此時(shí)間期間整個(gè)粉末床104可供用于掃描。返回動(dòng)作與向外動(dòng)作之間的時(shí)段D表示刮拭器109位于粉末床104的另一側(cè)的時(shí)間，在此時(shí)間期間分配粉末以用于散布下一層，且同樣，整個(gè)粉末床104可供用于掃描。

為了確定層的區(qū)被掃描的次序，每一區(qū)的掃描被分配到時(shí)間段，在該時(shí)間段中該區(qū)所落入的部分或部分A、B、C的組合可供用于掃描。按由箭頭S₁和隨后S₂指示的次序填充時(shí)間段。因此，落入部分A的第一區(qū)203將被分配到第一時(shí)間段，直到所述時(shí)間段滿了或不再有落入部分A的區(qū)待分配為止，隨后落入部分A、B或A和B的區(qū)將被分配到第二時(shí)間段，且隨后落入部分C的區(qū)將被分配到第10時(shí)段。分配在箭頭S₂的方向上繼續(xù)，直到所有區(qū)已被分配用于掃描的時(shí)段為止，分配的最終時(shí)段為第三時(shí)間段。在需要刮拭器移動(dòng)的延遲來(lái)完成層的掃描的情況下，可通過(guò)調(diào)度此延遲來(lái)擴(kuò)展第三(和/或可能第8)時(shí)間段。可優(yōu)先將區(qū)分配到其中多于一個(gè)部分A、B、C可供用于掃描的時(shí)間段。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于分配到這些時(shí)間段來(lái)說(shuō)，跨越部分的區(qū)可優(yōu)先于完全處于一個(gè)部分內(nèi)的區(qū)。舉例來(lái)說(shuō)，在圖6中，將邊界掃描205、206分配到第3時(shí)段和/或第8時(shí)段可優(yōu)先于將區(qū)204分配到這些時(shí)段。

在第8時(shí)間段期間，降低構(gòu)建平臺(tái)。在此實(shí)施例中，分配到第8時(shí)間段的掃描在降低構(gòu)建平臺(tái)102期間繼續(xù)。經(jīng)分配以在降低構(gòu)建平臺(tái)102期間被掃描的區(qū)可以是能夠用與粉末床104的表面成大于預(yù)設(shè)角度的角度(所述預(yù)設(shè)角度大于在掃描粉末床104的其它區(qū)時(shí)激光束與表面所成的角度)的激光束來(lái)掃描的區(qū)。預(yù)設(shè)角度可由用戶設(shè)置。

一旦區(qū)203、205和206已被分配到某些時(shí)間段，此信息可并入到用于在構(gòu)建期間驅(qū)動(dòng)掃描器106的指令中。

關(guān)于圖6描述的掃描路徑僅出于說(shuō)明性目的，且許多其它掃描路徑的設(shè)計(jì)和用于調(diào)度待掃描區(qū)的方法都是可能的。舉例來(lái)說(shuō)，在圖9中，待固化的區(qū)域被劃分成平行條紋區(qū)303而非正方形區(qū)，每一條紋區(qū)303的平行掃描路徑303橫向于條紋的縱向方向延伸。取決于條紋區(qū)303的方向，條紋區(qū)303可延伸到所有三個(gè)部分A、B和C中。為了避免所有掃描都被分配到第3時(shí)間段和第8時(shí)間段(其中粉末床104的所有部分可供用于掃描)，條紋區(qū)303可被劃分成落入較少數(shù)目個(gè)部分A、B和C的較小子區(qū)，使得可跨越時(shí)間段中的其它時(shí)間段擴(kuò)展掃描這些較小子區(qū)?？裳匾粭l或多條線劃分每一條紋區(qū)303，從而避免劃分條紋區(qū)303的掃描路徑304。舉例來(lái)說(shuō)，可沿平行于掃描路徑304的虛線307、308將條紋區(qū)304劃分成較小區(qū)。此將有助于確保熔體前沿的前進(jìn)對(duì)于子區(qū)中的每一者都基本上相同，就如同在對(duì)于較大條紋區(qū)303的情況下一樣。隨后使用參看圖7和圖8所描述的算法來(lái)調(diào)度這些子區(qū)的掃描。

圖10示出一實(shí)施例，其中核心的掃描路徑形成掃描柵掃描403，該掃描柵掃描403延伸超過(guò)核心的全部寬度。正如圖8中所示出的實(shí)施例的情況，為了避免整個(gè)掃描柵掃描被分配到其中所有部分A、B和C都可供用于掃描的時(shí)間段，掃描柵掃描403被劃分成可在其它時(shí)間段期間被掃描的子區(qū)。對(duì)于掃描柵掃描403，分裂光柵掃描的任何一個(gè)掃描路徑404都是可接受的，這是因?yàn)椴煌谄灞P格圖案和條紋圖案，掃描柵掃描403不嘗試維持每一掃描路徑404的恒定長(zhǎng)度。因此，可沿部分A、B和C的邊界線將光柵掃描403劃分成子區(qū)。隨后使用參看圖7和8描述的算法來(lái)調(diào)度這些子區(qū)的掃描。

將理解，如果待固化的區(qū)域僅屬于部分A、B和C中的一些而非所有，那么可不必出于調(diào)度的目的來(lái)劃分條紋圖案或掃描柵掃描。

圖11示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的刮拭器單元。在此實(shí)施例中，刮拭器布置509經(jīng)布置以在跨越粉末床504行進(jìn)的兩個(gè)方向上散布粉末。刮拭器單元509包括以固定距離分開(kāi)安裝的兩個(gè)刮拭器509a和509b。粉末被分配到刮拭器509a與509b之間的間隙中，其中在刮拭器單元509跨越粉末床504從左到右移動(dòng)時(shí)，刮拭器509a將粉末散布到層中，且在刮拭器單元509跨越粉末床504從右到左移動(dòng)時(shí)，刮拭器509b將粉末散布到層中。對(duì)于跨越粉末床的兩個(gè)移動(dòng)方向，跨越粉末床404在刮拭器單元509前方和在刮拭器單元509后方掃描激光。如先前藉由圖1到圖6中所示出的實(shí)施例所描述，當(dāng)在刮拭器單元509前方掃描時(shí)，掃描器106聚焦激光束以在下平面P_L上維持所期望激光點(diǎn)大小，下平面P_L對(duì)應(yīng)于在刮拭器509前方的粉末床504的下表面，且當(dāng)在刮拭器單元509后方掃描時(shí)，掃描器106聚焦激光束以在上平面P_U上維持所期望的激光點(diǎn)大小，上平面P_U對(duì)應(yīng)于在刮拭器509后方的粉末床504的較高表面。

在替代實(shí)施例中(未圖示)，設(shè)備可以包括多個(gè)激光束(由單獨(dú)的激光器產(chǎn)生或通過(guò)分裂一個(gè)或多個(gè)激光束來(lái)產(chǎn)生)，每一激光束由單獨(dú)掃描光學(xué)件引導(dǎo)到粉末床以使得可在刮拭器的兩側(cè)同時(shí)掃描粉末床。

此外，刮拭器可經(jīng)布置以在構(gòu)建期間垂直移動(dòng)，使得可僅從構(gòu)建平臺(tái)的一側(cè)分配粉末，其中刮拭器在構(gòu)建平臺(tái)的另一側(cè)處被升高且移動(dòng)越過(guò)在散布層之后剩余的粉末堆，使得刮拭器可在另一方向上將粉末堆推回以散布另一粉末層。此外，刮拭器可在散布層期間垂直移動(dòng)以形成非平面層。舉例來(lái)說(shuō)，較高激光功率可用于在非平面層的較深粉末區(qū)中固化粉末，其中是否形成較厚粉末區(qū)可基于物體的幾何形狀和物體的所需公差。

將理解，在不脫離如本文中所界定的本發(fā)明的范圍的情況下可對(duì)上文所描述的實(shí)施例做出更改和修改。舉例來(lái)說(shuō)，可在刮拭器的向外動(dòng)作和返回動(dòng)作中的僅一者時(shí)掃描粉末床。掃描器可經(jīng)布置以(例如)使用fθ透鏡僅將掃描器的焦點(diǎn)維持在下平面P_L中，掃描器引導(dǎo)激光束以掃描在此平面中具有表面的粉末床的部分(例如，在向外動(dòng)作時(shí)在刮拭器前方，和在返回動(dòng)作時(shí)在刮拭器前方和后方)。

可在用刮拭器跨越粉末床散布粉末期間降低或升高構(gòu)建平臺(tái)以提供可變厚度的層。用刮拭器掃描激光束、用刮拭器散布層和降低或升高構(gòu)建平臺(tái)所有三者可同時(shí)發(fā)生。降低構(gòu)建平臺(tái)可貫穿構(gòu)建持續(xù)發(fā)生。此可增加構(gòu)建的速度，因?yàn)樵诮档蜆?gòu)建平臺(tái)的同時(shí)散布粉末的延遲可被避免。