背景技術(shù)：

增材制造設(shè)備允許通過逐層構(gòu)建材料制作幾乎任何三維對象，以形成期望的三維對象。三維對象的屬性可根據(jù)所使用的材料以及所實施的增材制造技術(shù)的類型而改變。

附圖說明

附圖例示本文中所描述的原理的各種示例并且是說明書的一部分。所例示的示例被給出僅僅是為了說明，并不限定權(quán)利要求的范圍。

圖1是根據(jù)本文描述的原理的一個示例的增材制造系統(tǒng)的框圖。

圖2是根據(jù)本文描述的原理的另一示例的增材制造系統(tǒng)的框圖。

圖3是示出根據(jù)本文描述的原理的一個示例的、制作三維對象的方法的流程圖。

圖4是示出根據(jù)本文描述的原理的另一示例的、制作三維對象的方法的流程圖。

圖5是示出根據(jù)本文描述的原理的另一示例的、制作三維對象的方法(400)的流程圖。

整個附圖中，相同的附圖標記標示相似但不一定完全相同的要素。

具體實施方式

增材制造技術(shù)可通過固化松散或液體的建構(gòu)材料來產(chǎn)生三維對象。所制作的對象的屬性取決于建構(gòu)材料的類型和所使用的固化機制的類型。

在一些示例中，建構(gòu)材料是基于粉末的?；瘜W(xué)粘合劑或輻射響應(yīng)聚結(jié)劑被沉積在粉末狀建構(gòu)材料的層中以形成對象的一層。增材制造的另一類型使用激光燒結(jié)。在該工藝中，激光被施加以加熱建構(gòu)材料。所使用的激光是精密的，但購買和維護可能代價高。增材制造的另一類型涉及在正被制作的對象的層的形成中將建構(gòu)材料擠壓到表面上。所沉積的材料隨后被加熱以燒結(jié)該建構(gòu)材料。該工藝可相對有成本效率，但是最終產(chǎn)品的低分辨率可使得產(chǎn)品與一些需要更精密產(chǎn)品的應(yīng)用不匹配。

本說明書描述了一種制作三維對象的方法，該方法包括：沉積建構(gòu)材料的層，根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)的切片將聚結(jié)劑沉積到建構(gòu)材料的層上，以及用微波輻射照射聚結(jié)劑使得聚結(jié)劑將微波輻射轉(zhuǎn)化成熱量以聚結(jié)聚結(jié)劑被沉積在其中的建構(gòu)材料。更具體地，建構(gòu)材料例如粉末狀建構(gòu)材料的層被分散在增材制造系統(tǒng)的建構(gòu)區(qū)域中。然后，聚結(jié)劑被沉積在該建構(gòu)材料的層的應(yīng)當被固化以形成與該層相關(guān)的正被制作的對象的部分的那些部分中。該工藝逐層重復(fù)，直至對象完成為止。

本說明書還描述了一種增材制造系統(tǒng)，該增材制造系統(tǒng)包括處理器、聚結(jié)劑沉積器和微波輻射源。處理器根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)控制聚結(jié)劑沉積器將聚結(jié)劑沉積到建構(gòu)材料的層上。處理器進一步控制微波輻射源用微波輻射照射聚結(jié)劑，使得聚結(jié)劑將微波輻射轉(zhuǎn)化成熱量以聚結(jié)聚結(jié)劑被沉積在其中的建構(gòu)材料。

本說明書還描述了一種用來產(chǎn)生三維對象的裝置，該裝置包括聚結(jié)劑沉積器、微波輻射源、處理器以及通信地聯(lián)接到處理器的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。處理器根據(jù)存儲在存儲器中的三維模型數(shù)據(jù)執(zhí)行計算機代碼來控制聚結(jié)劑沉積器將一些聚結(jié)劑沉積到建構(gòu)材料的層上。建構(gòu)材料對于微波輻射源是通透的。處理器執(zhí)行計算機代碼來控制微波輻射源照射聚結(jié)劑，使得聚結(jié)劑將微波輻射轉(zhuǎn)化成熱量以聚結(jié)聚結(jié)劑被沉積在其中的建構(gòu)材料。

如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的，術(shù)語“聚結(jié)”是指，例如通過熔化或燒結(jié)，將原先為松散或流體的建構(gòu)材料固化或熔化成固體或緊密塊。在本文描述的一個示例中，建構(gòu)材料被聚結(jié)，使得無定形建構(gòu)材料的部分被聚集在一起，以形成單個塊或若干塊。在一個示例中，建構(gòu)材料的聚結(jié)可包括該建構(gòu)材料的燒結(jié)。

此外，如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的，術(shù)語“聚結(jié)劑”是指使建構(gòu)材料聚結(jié)的任何物質(zhì)。在一個示例中，聚結(jié)劑可以是吸收輻射能、使聚結(jié)劑升溫、然后充分加熱建構(gòu)材料使得建構(gòu)材料聚結(jié)的任何物質(zhì)。

進一步，如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的，術(shù)語“建構(gòu)材料”是指松散或流體材料，例如，粉末，所需要的三維對象在增材制造中由該材料形成。

更進一步，如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的，術(shù)語“切片”是指三維對象的二維截面的一組模型數(shù)據(jù)，該三維對象由該“切片”從其取出的三維模型以電子方式表示。

再進一步，如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的，術(shù)語“層”是指實體三維對象的二維截面。在增材制造中，三維對象的層與三維模型數(shù)據(jù)的切片對應(yīng)。

又進一步，如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的，術(shù)語“增材制造設(shè)備”是指使用模型數(shù)據(jù)的切片來形成對應(yīng)的對象層從而由建構(gòu)材料制作三維對象的任何設(shè)備。

又進一步，如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的，術(shù)語“若干”是指包括1至無窮大的任意正數(shù)。

在下面的描述中，為了說明的目的，陳述了很多特定細節(jié)，以提供對本系統(tǒng)和方法的全面理解。然而，顯然，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，沒有這些特定細節(jié)也可以實施本裝置、系統(tǒng)和方法。在說明書中提及“示例”或相似語言意味著結(jié)合該示例所描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在所述示例中，但可能不包含在其他示例中。

轉(zhuǎn)向圖1，示出了根據(jù)本文描述的原理的一個示例的增材制造系統(tǒng)(100)的框圖。增材制造系統(tǒng)(100)的增材制造設(shè)備(105)可以是能使用模型數(shù)據(jù)的切片來形成對應(yīng)的對象層從而由建構(gòu)材料制作三維對象的任何類型的增材制造設(shè)備。

在圖示的示例中，增材制造系統(tǒng)(100)包括增材制造設(shè)備(105)和電磁輻射源(120)。在該示例中，輻射源(120)是微波源。增材制造設(shè)備(105)包括處理器(110)和聚結(jié)劑沉積器(115)。如將在下面更具體描述的，系統(tǒng)(100)可利用處理器控制聚結(jié)劑沉積器(115)根據(jù)正被制作的對象的三維模型數(shù)據(jù)將聚結(jié)劑沉積到建構(gòu)材料的層上。然后，處理器(110)可使輻射源(120)照射聚結(jié)劑。聚結(jié)劑將所接收的能量轉(zhuǎn)化成熱量并將建構(gòu)材料聚結(jié)在聚結(jié)劑被沉積其中的建構(gòu)材料的層的部分中。

處理器(110)可包括硬件架構(gòu)，以從數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(111)獲取可執(zhí)行代碼?？蓤?zhí)行代碼在由處理器(110)執(zhí)行時，可使處理器(110)至少實現(xiàn)在基板上沉積建構(gòu)材料的層并針對三維對象的若干層將聚結(jié)劑沉積到建構(gòu)材料的層上的功能?？蓤?zhí)行代碼在由處理器(110)執(zhí)行時，還可使處理器(110)實現(xiàn)用輻射源(120)照射聚結(jié)劑使得聚結(jié)劑將所接收的輻射轉(zhuǎn)化成熱量以聚結(jié)建構(gòu)材料的功能。在對象的所有層用聚結(jié)劑以每層或逐層的方式被形成之后，新生對象可被照射。在執(zhí)行代碼的進程中，處理器(110)可接收來自若干個剩余硬件單元的輸入并將輸出提供至若干個剩余硬件單元。

聚結(jié)劑沉積器(115)可以是能沉積聚結(jié)劑的任何設(shè)備。在一個示例中，聚結(jié)劑沉積器(115)可以是壓電流體沉積器或熱流體沉積器。在該示例中，流體載體可被用來傳送聚結(jié)劑。在該示例中，流體可用來固化粉末狀建構(gòu)材料并將聚結(jié)劑相對均勻地分散在粉末之上，聚結(jié)劑沉積在該粉末上。例如，聚結(jié)劑到建構(gòu)材料上的遞送可使聚結(jié)劑滲透到建構(gòu)材料的層中。滲透的程度可取決于，例如，被遞送的化劑的量、建構(gòu)材料的性質(zhì)、化劑的性質(zhì)，限定三維對象的三維數(shù)據(jù)，以及其他因素。

如上所述，在圖示的示例中，輻射源(120)可將微波輻射提供至聚結(jié)劑?？苫谟脕懋a(chǎn)生三維對象的材料的類型和用來產(chǎn)生三維對象的工藝來調(diào)整微波輻射的能量?？苫谒褂玫木劢Y(jié)劑的屬性來選擇微波能量的屬性。

輻射被施加的時間長度可取決于例如，輻射源的特性、建構(gòu)材料的特性、聚結(jié)劑的特性或它們的組合。所使用的輻射源的類型可取決于建構(gòu)材料的特性和聚結(jié)劑的特性。

在圖示的示例中，建構(gòu)材料對于微波能量是基本通透的，這意味著微波能量將不會在建構(gòu)材料中產(chǎn)生明顯升溫。相應(yīng)地，聚結(jié)建構(gòu)材料所需的溫度將難以或不可能通過微波或電磁能量的施加來實現(xiàn)。

建構(gòu)材料可以是基于粉末的材料，諸如，包括微粒狀或顆粒狀材料的干的或濕的基于粉末的材料。例如，建構(gòu)材料可以是陶瓷或玻璃粉末，諸如，氧化鋁(al2o3)或礬土。可替代地，建構(gòu)材料可以是金屬氧化物，諸如，氧化鈦(tio2)。建構(gòu)材料還可以是一個或多個上述示例的組合。這些示例不旨在限定。本說明書預(yù)期適合用在本文描述的系統(tǒng)和方法中的其他建構(gòu)材料的使用。

聚結(jié)劑可以是，例如，炭黑、石墨、金屬納米顆粒、納米玻璃、納米氧化物、填充劑、鐵鐵氧體(ironferrite)或這些的組合。一般地，聚結(jié)劑可以是能被輻射加熱以便傳遞熱量以聚結(jié)其被沉積在其中的建構(gòu)材料的任何物質(zhì)。不同的聚結(jié)劑可被混合或添加以修飾所產(chǎn)生的聚結(jié)劑的屬性。其他添加劑可被包含以便控制用于活化建構(gòu)材料中的聚結(jié)劑所需的輻射能的量。一些成分可被添加到聚結(jié)劑以改變所產(chǎn)生的三維對象的物理屬性，諸如，顏色、構(gòu)造、重量以及其他屬性。

聚結(jié)劑沉積器(115)可在x-y網(wǎng)格中被掃描以視需要將聚結(jié)劑沉積到建構(gòu)區(qū)域中的建構(gòu)材料的層之上。可替代地，聚結(jié)劑沉積器(115)可跨越建構(gòu)材料的層被沉積在其中的建構(gòu)區(qū)域的寬度并可僅在建構(gòu)區(qū)域之上的一個方向上掃描。這類似于傳統(tǒng)打印中的掃描打印頭和頁寬陣列。

如所說明的，建構(gòu)材料被加熱以便通過熱量聚結(jié)，該熱量是由聚結(jié)劑從輻射源(120)接收的輻射而產(chǎn)生的。在該工藝中，聚結(jié)劑可提供所有的熱量來聚結(jié)建構(gòu)材料。可替代地，聚結(jié)劑可在其被沉積之前被加熱，使得建構(gòu)材料因聚結(jié)劑的施加而接收初始量的熱量。于是，以這種方式，從提供至聚結(jié)劑的輻射中產(chǎn)生以聚結(jié)建構(gòu)材料所需的熱量可以較少。

在未被聚結(jié)的層中的建構(gòu)材料可用來為未使用的建構(gòu)材料的其他區(qū)域提供隔熱。未使用的建構(gòu)材料還可向正被形成的三維對象提供機械支撐。

盡管圖1示出了輻射源(120)與增材制造設(shè)備(105)分離，輻射源(120)可被并入到增材制造設(shè)備(105)中。在輻射源(120)與增材制造設(shè)備(105)分離的情況下，輻射源可以是微波爐。在這樣的示例中，每個建構(gòu)材料和聚結(jié)劑的層可被沉積到諸如由三維模型數(shù)據(jù)限定的粉末層上。一旦這些層全部被沉積，整個粉末層可從增材制造設(shè)備(105)被移除并被放置在微波爐中。微波爐可使初生對象的所有層同時經(jīng)受微波能量，使聚結(jié)劑升溫并使建構(gòu)材料在所需處聚結(jié)成期望的對象。

在輻射源(120)被并入增材制造設(shè)備(105)的情況下，輻射源(120)可包括微波發(fā)射器。在該示例中，隨著每個建構(gòu)材料的層被沉積在粉末層上，聚結(jié)劑沉積到該層建構(gòu)材料上，并且輻射源(120)照射該層以在對象的后續(xù)層被形成之前聚結(jié)建構(gòu)材料。

在一個示例中，輻射源(120)可包括如上所述的微波爐和微波發(fā)射器兩者。在操作期間，建構(gòu)材料可被沉積在粉末層上并且聚結(jié)劑可被沉積到建構(gòu)材料上。在該示例中，微波發(fā)射器可首先熔化準備放置在微波爐中的建構(gòu)材料。用來首先熔化建構(gòu)材料的微波能量可以是比用來完全聚結(jié)建構(gòu)材料的微波能量相對低的能量。一旦每層如上所述被沉積和熔化，整個粉末層可以從增材制造設(shè)備(105)被移除并被放置在微波爐中。然后，微波爐可使整個初生對象經(jīng)受微波能量，使聚結(jié)劑升溫并使建構(gòu)材料完全聚結(jié)成期望的對象。

圖2是根據(jù)本文描述的原理的另一示例的增材制造系統(tǒng)(200)的框圖。系統(tǒng)(200)可包括輻射源(120)和增材制造設(shè)備(105)，增材制造設(shè)備(105)包括如上結(jié)合圖1所述的處理器(110)和聚結(jié)劑沉積器(115)。在圖2中，增材制造設(shè)備(105)可進一步包括外圍設(shè)備適配器(210)、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(205)、網(wǎng)絡(luò)適配器(215)、經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(225)連接到增材制造設(shè)備(105)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(220)、和建構(gòu)材料沉積器(230)。

數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(205)可存儲數(shù)據(jù)，諸如，由處理器(110)或其他處理設(shè)備執(zhí)行的可執(zhí)行程序代碼。如將介紹的，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(205)可具體存儲計算機代碼，該計算機代碼表示處理器(110)執(zhí)行以至少實現(xiàn)本文描述的功能的若干應(yīng)用。

在增材制造設(shè)備(105)中的硬件適配器(210、215)能使處理器(110)與各種其他的硬件元件連接，這些硬件元件可在增材制造設(shè)備(105)的外部和內(nèi)部。例如，外圍設(shè)備適配器(210)可將接口提供給輸入/輸出設(shè)備，諸如，例如，顯示設(shè)備、鼠標或鍵盤。外圍設(shè)備適配器(210)還可提供對下述設(shè)備的訪問，諸如外部存儲設(shè)備的其他外部設(shè)備，諸如例如服務(wù)器、交換機和路由器的若干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，客戶端設(shè)備，其他類型的計算設(shè)備，以及它們的組合。

網(wǎng)絡(luò)適配器(215)可將接口提供給例如在網(wǎng)絡(luò)(225)內(nèi)的其他計算設(shè)備。這可使增材制造設(shè)備(105)和位于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他設(shè)備之間的數(shù)據(jù)，尤其是對象模型數(shù)據(jù)的傳輸成為可能。網(wǎng)絡(luò)(225)可以是足以將兩臺設(shè)備(諸如，增材制造設(shè)備(105)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(220))通信地聯(lián)接在一起的任何類型的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)(225)可以是內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或外聯(lián)網(wǎng)等。

建構(gòu)材料沉積器(230)可以是能將建構(gòu)材料的層施加到粉末層上的任何類型的設(shè)備。特定建構(gòu)材料的層的厚度可取決于待被施加以便形成三維對象的聚結(jié)劑和輻射能的量。在一個示例中，建構(gòu)材料的層的厚度可以是1微米至5毫米厚。在另一示例中，建構(gòu)材料的層的厚度可以是1微米至200微米厚。在再一示例中，建構(gòu)材料的層的厚度可以是50微米至150微米厚。在又一示例中，建構(gòu)材料的厚度是大約100微米厚。

圖3是示出根據(jù)本文描述的原理的一個示例的、制作三維對象的方法的流程圖。方法(300)可從沉積(305)建構(gòu)材料的層開始。建構(gòu)材料可被沉積(305)到基板上，諸如，與增材制造設(shè)備(圖1的105；圖2的105)相關(guān)的粉末層。在一個示例中，粉末層可根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)在x方向、y方向和z方向上移動，以便促進聚結(jié)劑的沉積。在另一示例中，在聚結(jié)劑沉積器(圖1的115；圖2的115)相對于粉末層移動時，工作臺可保持靜止。在又一示例中，粉末層和聚結(jié)劑沉積器(圖1的115；圖2的115)各自可相對于彼此在x方向、y方向、z方向或它們組合的方向上相互移動。如下面將介紹的，整個工作臺可從增材制造設(shè)備(圖1的105；圖2的105)被移除并被插入到微波爐中，以便使建構(gòu)材料一經(jīng)施加微波能量就聚結(jié)。

方法(300)可繼續(xù)將聚結(jié)劑沉積(310)到建構(gòu)材料的層上。如上所述，根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)，聚結(jié)劑被放置在建構(gòu)材料的聚結(jié)將發(fā)生的各部分上。

在一個示例中，從聚結(jié)劑到建構(gòu)材料的能量的控制可通過在建構(gòu)材料上的任意給定的點處放置相對更多或更少量的聚結(jié)劑來完成。這可至少以三種方式完成。

第一，聚結(jié)劑沉積器(115)可具有分散在流體載體中的聚結(jié)劑的供給器。較大量或體積的該載體和聚結(jié)劑被沉積在建構(gòu)材料需要較高程度聚結(jié)的地方。

第二，聚結(jié)劑沉積器(圖1的115；圖2的115)可具有若干不同的儲液器或供給器，在其中的每個中，聚結(jié)劑以不同的稀釋被分散在流體載體中。因此，在需要強聚結(jié)活性的情況下，更大濃度的聚結(jié)劑被沉積，其中相對大量的聚結(jié)劑被分散在流體載體的單元體積中。然后，在需要較低聚結(jié)活性的情況下，來自不同的儲液器的較小濃度的聚結(jié)劑被使用。該較小濃度的聚結(jié)劑在每單位體積的流體載體中將具有相對較少量的聚結(jié)劑。不同稀釋范圍的聚結(jié)劑可被提供以允許系統(tǒng)對正被制作的對象的不同部件中的聚結(jié)活性度的更大控制。

第三，聚結(jié)劑沉積器(圖1的115；圖2的115)可將已知濃度的聚結(jié)劑沉積在建構(gòu)材料上。在該示例中，通過使聚結(jié)劑沉積器(圖1的115；圖2的115)在任意給定區(qū)域之上通過若干次并每次沉積聚結(jié)劑，可改變由聚結(jié)劑沉積器(圖1的115；圖2的115)沉積的聚結(jié)劑的量。

方法(300)可繼續(xù)用來自輻射源(圖1的120；圖1的120)的微波能量照射(315)聚結(jié)劑，使得聚結(jié)劑將所接收的輻射轉(zhuǎn)化成熱量，以聚結(jié)聚結(jié)劑被沉積在其中的各部分中的建構(gòu)材料。在一個示例中，聚結(jié)劑的照射(315)可針對三維對象的每層發(fā)生。在該示例中，系統(tǒng)(圖1的100；圖2的200)可沉積(305)建構(gòu)材料的層，沉積(310)聚結(jié)劑，然后照射(315)聚結(jié)劑。

在另一示例中，通過沉積(305)建構(gòu)材料的層并將聚結(jié)劑沉積(310)到建構(gòu)材料的層中的每層上，可構(gòu)建三維對象的所有切片。在用建構(gòu)材料和聚結(jié)劑形成多層或所有層之后，可使用輻射源(圖1的120；圖2的120)一起照射(315)該多層。在該示例中，包括所構(gòu)建的層、并與增材制造設(shè)備(圖1的105；圖2的105)相關(guān)的粉末層可被遞送到用于施加(315)輻射的微波爐中。

輻射源(圖1的120；圖2的120)可發(fā)射任何類型的輻射，該輻射足以使建構(gòu)材料聚結(jié)，通過第一次加熱聚結(jié)劑從而使來自聚結(jié)劑的熱量聚結(jié)建構(gòu)材料。所產(chǎn)生的熱量可足以加熱建構(gòu)材料超過其熔點或加熱到適合使建構(gòu)材料軟化和粘合的溫度。在輻射能量的施加期間從在其上聚結(jié)劑已被遞送或已被滲透的建構(gòu)材料的一部分中吸收的熱量可傳播到建構(gòu)材料的先前固化的部分，使該部分的一部分加熱到其熔點之上。這種效應(yīng)可有助于產(chǎn)生在所固化的建構(gòu)材料的相鄰層之間具有強的層間粘合的部分。

圖4是示出根據(jù)本文描述的原理的另一示例的、制作三維對象的方法(400)的流程圖。方法(400)可從沉積(405)建構(gòu)材料的層開始。如上所述使用建構(gòu)材料沉積器(230)可將建構(gòu)材料沉積到粉末層上。在一個示例中，粉末可以是粉末層，該粉末層包括超出待被打印的三維對象的幾何尺寸的頂開盒結(jié)構(gòu)。在一個示例中，頂開盒可提供在打印期間足以容納建構(gòu)材料和聚結(jié)劑的外殼。

方法(400)可繼續(xù)根據(jù)三維對象的切片將聚結(jié)劑沉積(410)到建構(gòu)材料的層上。在一個示例中，三維模型數(shù)據(jù)的第一切片被表示在第一層建構(gòu)材料和聚結(jié)劑中，建構(gòu)材料和聚結(jié)劑均被沉積(410)到粉末層上。三維模型數(shù)據(jù)的連續(xù)切片中的每個由一層建構(gòu)材料和聚結(jié)劑來表示。這些層被單獨沉積(410)到粉末層中。

方法(400)可繼續(xù)用微波輻射照射(415)聚結(jié)劑，使得聚結(jié)劑將微波輻射轉(zhuǎn)化成熱量以聚結(jié)聚結(jié)劑被沉積在其中的建構(gòu)材料。在一個示例中，在第一層聚結(jié)劑和建構(gòu)材料被照射之后，三維模型數(shù)據(jù)可進一步包括待被表示在三維對象上的數(shù)據(jù)的各切片或各部分。正因為如此，方法(400)可確定(420)是否三維模型數(shù)據(jù)的所有切片通過建構(gòu)材料和聚結(jié)劑的沉積已經(jīng)被表示在三維對象上。在三維模型數(shù)據(jù)的所有部分還未被表示在三維對象中的情況下(確定420為否)，方法(400)繼續(xù)如上所述使用建構(gòu)材料沉積器(230)沉積(405)建構(gòu)材料的層，將聚結(jié)劑沉積(410)到所沉積的建構(gòu)材料上，以及用輻射源照射(415)聚結(jié)劑，使得聚結(jié)劑將所接收的輻射轉(zhuǎn)化成熱量，以聚結(jié)至少在聚結(jié)劑被沉積在其中的建構(gòu)材料的各部分中的建構(gòu)材料。

該方法(400)可一直持續(xù)到三維模型數(shù)據(jù)的所有部分已經(jīng)被表示在正被產(chǎn)生的三維對象中為止。以這種方式，三維模型數(shù)據(jù)的每個切片由各自層的建構(gòu)材料和聚結(jié)劑來表示。

在一個示例中，在三維對象的產(chǎn)生期間，在兩個不同的時段可使用兩個等級的輻射能量來實施方法(400)。在該示例中，無論一些建構(gòu)材料和聚結(jié)劑被沉積(410、415)在哪里，第一等級的輻射能量都被施加到已經(jīng)被沉積的該部分。在該示例中，某些建構(gòu)材料可被部分地聚結(jié)。后續(xù)層的建構(gòu)材料和聚結(jié)劑可根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)被添加，并且可對所施加的每層進行類似可選擇的局部聚結(jié)。以這種方式，相對機械穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)可被放置在輻射爐中，其中較高的第二等級的輻射能量被施加以完全聚結(jié)三維對象。隨著該對象從增材制造設(shè)備被移動至例如加熱爐，該示例方法在三維對象中提供相對更好的穩(wěn)定性。

如上所述，方法(400)可包括：在施加輻射之前分層形成三維對象的全部層；隨著被分層，將輻射施加到各個切片；隨著產(chǎn)生三維對象的各個部分，將輻射施加到這些部分；在產(chǎn)生三維對象且未完全完成建構(gòu)材料的聚結(jié)期間，將相對低強度的輻射施加到聚結(jié)劑；以及在所有層已經(jīng)被沉積之后施加相對較高強度(高于低強度)的輻射。可采用任意組合中的這些工藝的任意排列來實現(xiàn)正被產(chǎn)生的三維對象的特定屬性或特性。

圖5是示出根據(jù)本文描述的原理的另一示例的、制作三維對象的方法(500)的流程圖。方法(500)可從如上所述使用建構(gòu)材料沉積器(230)在基板上沉積(505)建構(gòu)材料的層開始。此外，如上所述該建構(gòu)材料的層表示物理空間，在該物理空間中三維對象的三維模型數(shù)據(jù)的切片將被產(chǎn)生。然后，可針對三維對象的若干部分將聚結(jié)劑沉積(510)到建構(gòu)材料的層上。這里，聚結(jié)劑的沉積(510)由至少一部分或切片三維模型數(shù)據(jù)來限定。無論聚結(jié)劑被沉積到哪里，一旦從輻射源(圖1的120；圖2的120)施加輻射，則三維對象的一部分可被形成。

然后，方法(500)可繼續(xù)進行照射(515)聚結(jié)劑，使得聚結(jié)劑將所接收的輻射轉(zhuǎn)化成熱量以聚結(jié)聚結(jié)劑被沉積在其中的各部分中的建構(gòu)材料。在該示例中，輻射源是第一微波輻射源，該第一微波輻射源將相對較低強度的輻射提供至聚結(jié)劑，使得建構(gòu)材料在施加之后未完全被聚結(jié)。該較低強度可通過調(diào)節(jié)輻射源的功率或調(diào)節(jié)聚結(jié)劑經(jīng)受輻射的時間來完成。

然后，方法(500)可確定(520)是否三維模型數(shù)據(jù)的所有部分通過建構(gòu)材料和聚結(jié)劑的沉積已經(jīng)被表示在三維對象中。在三維模型數(shù)據(jù)的所有部分還未被表示在三維對象中的情況下(確定520為否)，方法(500)繼續(xù)如上所述使用建構(gòu)材料沉積器(230)沉積(505)建構(gòu)材料的層，根據(jù)三維對象的切片將聚結(jié)劑沉積(510)到所沉積的建構(gòu)材料上，以及如上所述用第一輻射源照射(515)聚結(jié)劑。在三維模型的所有部分已經(jīng)被表示在三維對象中的情況下(確定520為是)，則工藝繼續(xù)通過照射(525)三維對象使得建構(gòu)材料完全聚結(jié)。該工藝可使用使三維對象經(jīng)受相對較高輻射能量的第二輻射源來完成。這樣完全聚結(jié)三維對象。在一個示例中，第二輻射源可與第一輻射源包含在相同的設(shè)備中，該設(shè)備提供兩個獨立強度的輻射能量。在另一示例中，第一輻射源可位于增材制造設(shè)備(圖1的105；圖2的105)上，而第二輻射源是單獨加熱爐類型的輻射源，其中部分聚結(jié)的三維對象從增材制造設(shè)備(圖1的105；圖2的105)被傳送至該加熱爐。在一個示例中，從增材制造設(shè)備(圖1的105；圖2的105)至加熱爐的三維對象的傳送可通過從增材制造設(shè)備(圖1的105；圖2的105)移除建構(gòu)材料的層并將其放置到輻射爐中來完成。

本文參考根據(jù)本文描述的原理的示例的方法、裝置(系統(tǒng))和計算機程序產(chǎn)品的流程圖說明和/或框圖描述了本系統(tǒng)(100、200)和方法(300)的各方面。流程圖說明和框圖的每個塊以及在流程圖說明和框圖中的塊的組合可以通過計算機可用程序代碼實現(xiàn)。計算機可用程序代碼可被提供至通用計算機、專用計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器以產(chǎn)生機器，使得計算機可用程序代碼，當由例如增材制造設(shè)備(圖1的105；圖2的105)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器(圖1的110；圖2的110)執(zhí)行時，實現(xiàn)在流程圖和/或框圖(一個或多個)塊中的指定的功能或行為。在一個示例中，計算機可用程序代碼可被體現(xiàn)在計算機可讀存儲介質(zhì)的內(nèi)部；計算機可讀存儲介質(zhì)是計算機程序產(chǎn)品的部件。在一個示例中，計算機可讀存儲介質(zhì)是非暫時性計算機可讀介質(zhì)。

具體地，計算機可用代碼可包括計算機可用的代碼，以在由處理器執(zhí)行時，控制建構(gòu)材料沉積器將建構(gòu)材料的層沉積在基板上，控制聚結(jié)劑沉積器針對三維對象的若干個切片將聚結(jié)劑沉積到建構(gòu)材料的層上，以及控制輻射源照射聚結(jié)劑使得聚結(jié)劑將所接收的輻射轉(zhuǎn)化成熱量并在聚結(jié)劑被沉積在其中的各部分中聚結(jié)建構(gòu)材料。

說明書和附圖描述了制作三維對象。制作三維對象的方法包括：將建構(gòu)材料的層沉積到表面上，將聚結(jié)劑沉積到該材料上，以及充分照射聚結(jié)劑以使建構(gòu)材料聚結(jié)。這樣產(chǎn)生三維對象可具有若干優(yōu)點，包括放棄將粘合劑施加到建構(gòu)材料或材料。在這種情況下，在未聚結(jié)的三維對象經(jīng)受輻射源(諸如，微波爐)之前，不需要移除過量的建構(gòu)材料。此外，在聚結(jié)工藝期間在建構(gòu)材料的層中留下的結(jié)構(gòu)可為正被產(chǎn)生的對象提供附加的支撐。此外，使用微波輻射加熱聚結(jié)劑比使用其他的增材制造工藝少用1/3的能量。再者，本方法用增材制造工藝的時間的大約1/10來產(chǎn)生相對更好品質(zhì)的三維對象。作為一個附加的益處，所使用的建構(gòu)材料可進一步在沒有聚結(jié)劑被施加的地方充當絕緣材料。

已呈現(xiàn)的前述描述用于闡釋和描述所描述原理的示例。本描述并不旨在窮盡性的或者限制這些原理至所公開的任何精確形式。鑒于上述教導(dǎo)，多種修改和變型是可能的。