背景技術(shù)：

已經(jīng)提出逐層地生成三維物體的增材制造系統(tǒng)來作為產(chǎn)生三維物體的可能的便利方式。

一些增材制造系統(tǒng)通過構(gòu)建材料的選擇性處理進(jìn)行操作。為了形成被制造的物體的單獨(dú)的層或切片，適當(dāng)?shù)臉?gòu)建材料的層被沉積在制造區(qū)域中并且構(gòu)建材料被處理以便固化對應(yīng)于被制造的物體的切片的選定區(qū)域中的構(gòu)建材料。構(gòu)建材料的其余保持未固化。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖作為非限制性示例來描述示例，其中：

圖1a和1b是根據(jù)本公開的方法的示例；

圖2示出光學(xué)傳感器裝置的示例；

圖3示出根據(jù)本公開的示例增材制造系統(tǒng)；

圖4圖示出構(gòu)建材料的層的輪廓至不同的橫截面的示例；

圖5示出制造三維物體的方法的另一個(gè)示例；以及

圖6是示出用于增強(qiáng)邊緣銳度的迭代過程的一個(gè)示例的流程圖。

具體實(shí)施方式

已經(jīng)提出增材制造系統(tǒng)來制造三維物體。增材制造系統(tǒng)逐層地制造物體。例如將被產(chǎn)生的物體的計(jì)算模型的概念模型可以通過物體被劃分為一系列切片。然后依次產(chǎn)生每個(gè)此類切片，其中后續(xù)切片被形成在較早的切片上以形成總體物體。

一些增材制造系統(tǒng)通過構(gòu)建材料的選擇性處理形成每個(gè)層。適當(dāng)?shù)臉?gòu)建材料的層可以被沉積在構(gòu)建區(qū)域中。然后可以處理構(gòu)建材料以便固化與被制造的物體的切片或片相對應(yīng)的選定區(qū)域中的構(gòu)建材料，其中不對應(yīng)于被制造的物體的區(qū)域中的構(gòu)建材料保持未固化。將在本文被稱為構(gòu)建層的處理的層因此可以包括固化構(gòu)建材料的區(qū)域以及未固化構(gòu)建材料的區(qū)域。取決于被制造的一個(gè)或多個(gè)物體，在給定構(gòu)建層中可以存在固化構(gòu)建材料的一個(gè)區(qū)域，或者可以存在固化構(gòu)建材料的多個(gè)每一個(gè)可以均被未固化構(gòu)建材料的區(qū)域所圍繞或在固化構(gòu)建材料的區(qū)域擴(kuò)展到制造區(qū)域的邊緣的情況下被至少部分地圍繞的單獨(dú)的區(qū)域。將理解的是，最近的構(gòu)建層將是構(gòu)建區(qū)域的最高層并且可以被形成在先前的構(gòu)建層上，其中一個(gè)構(gòu)建層的構(gòu)建材料的固化區(qū)域被熔化到之前的構(gòu)建層的構(gòu)建材料的固化區(qū)域。

在一些示例中，為形成構(gòu)建層所進(jìn)行的構(gòu)建材料的處理可以包括有選擇地向構(gòu)建材料的層的表面的至少一個(gè)部分輸送制劑并且暫時(shí)地向構(gòu)建材料的層施加預(yù)定的水平的能量。在一些示例中，被遞送的制劑可以是聚結(jié)劑。聚結(jié)劑例如可以被有選擇地遞送到與被制造的物體的切片相對應(yīng)的構(gòu)建材料的區(qū)域。在一些示例中，所施加的制劑可以是聚結(jié)改性劑。在一些示例中，可以有選擇地遞送聚結(jié)劑和聚結(jié)改性劑兩者。

能量的暫時(shí)施加可以使聚結(jié)劑已經(jīng)被輸送或已經(jīng)滲透在其上的構(gòu)建材料的數(shù)個(gè)部分加熱至構(gòu)建材料的熔點(diǎn)之上并且聚結(jié)。該溫度在本文被稱為熔化溫度。一旦冷卻，已經(jīng)聚結(jié)的數(shù)個(gè)部分變?yōu)楣腆w并且形成被生成的三維物體的一部分。

聚結(jié)改性劑可以用于各種目的。在一個(gè)示例中，可以使用聚結(jié)改性劑，該聚結(jié)改性劑用來減少其已經(jīng)被施加和/或滲透到的構(gòu)建材料的聚結(jié)的程度?？梢员豢醋骶劢Y(jié)抑制劑的此類聚結(jié)改性劑可以被遞送到與聚結(jié)劑被遞送到的區(qū)域相鄰的構(gòu)建材料的區(qū)域，例如用于幫助減少橫向聚結(jié)滲漏的效應(yīng)。這可以例如用于提高物體邊緣或表面的清晰度或精確度，和/或減少表面粗糙度。在另一個(gè)示例中，可以在散布有聚結(jié)劑的情況下遞送聚結(jié)改性劑，其可以用于使得能夠修改物體屬性。

在本文描述的示例中，聚結(jié)劑和/或聚結(jié)改性劑能夠包括可以使用也被稱為制劑分配器的任何合適的流體輸送機(jī)構(gòu)被遞送的流體。在一個(gè)示例中，以液滴形式遞送制劑。聚結(jié)劑可以是強(qiáng)光吸收體，諸如顏料著色劑。在一些示例中，制劑分配器可以是打印頭。制劑分配器例如可以位于適當(dāng)?shù)膾呙枧_上。

根據(jù)一個(gè)非限制性示例，適當(dāng)?shù)木劢Y(jié)劑可以是包括炭黑的油墨類型配制劑，諸如像可從惠普公司得到的商業(yè)上被稱為cm997a的油墨配制劑。在一個(gè)示例中，此類油墨可以另外包括紅外線吸收器。在一個(gè)示例中，此類油墨可以另外包括接近紅外線吸收器。在一個(gè)示例中，此類油墨可以另外包括可見光吸收器。包括可見光增強(qiáng)劑的油墨的示例是基于染料的彩色油墨和基于顏料的彩色油墨，諸如可從惠普公司得到的商業(yè)上被稱為ce039a和ce042a的油墨。

在一個(gè)示例中，鹽溶液可以用作聚結(jié)改性劑。在另一個(gè)示例中，商業(yè)上被稱為cm996a油墨并且可從惠普公司得到的油墨可以用作聚結(jié)改性劑。在另一個(gè)示例中，商業(yè)上被稱為cn673a油墨并且可從惠普公司得到的油墨也已經(jīng)被示范為作為聚結(jié)改性劑來工作。

在本文描述的示例中，對構(gòu)建材料的引用例如可以包括作為粉末基構(gòu)建材料的構(gòu)建材料。如在本文所使用的，術(shù)語粉末基材料意圖是包含干燥和弄濕粉末基材料、顆粒材料，和粒狀材料兩者。構(gòu)建材料可以包括單個(gè)材料或可以是多個(gè)成分材料的合成。在一些示例中，構(gòu)建材料是正常弱光吸收聚合物粉末媒介。在其他的示例中，構(gòu)建材料是熱塑性塑料。

在本文描述的示例中，通過順序地分層并且把構(gòu)建材料的層的各部分一個(gè)熔化在另一個(gè)之上來構(gòu)建三維物體。未固化構(gòu)建材料的層被沉積以形成在本文被稱為構(gòu)建表面的平面。例如如在以上討論的示例之一中描述對該層進(jìn)行處理以利用固化構(gòu)建材料的區(qū)域形成構(gòu)建層。構(gòu)建材料的新的層然后可以被沉積在先前的構(gòu)建層的上方以形成新的平面用于形成下一個(gè)構(gòu)建層?？梢灾貜?fù)該處理直到形成期望的物體。形成的物體因此完成并且在制造期間被未固化構(gòu)建材料支承。一旦物體已經(jīng)被適當(dāng)?shù)乩鋮s，能夠?qū)⑵鋸闹圃靺^(qū)域移除并且與未固化構(gòu)建材料分離。

制造的物體的屬性取決于許多不同的因素。所使用的物體的初始概念模型以及所定義的的切片的數(shù)量和尺寸將清楚地具有影響。對于實(shí)際的制造過程本身，如果被使用，例如構(gòu)建材料的所使用的材料，聚結(jié)劑，以及聚結(jié)改性劑將影響屬性，如例如液滴密度、液滴尺寸等等的諸如所使用的制劑的量的制造過程的許多設(shè)置，以及例如加熱的量或時(shí)長的所施加的能量將影響屬性。

可能感興趣的一個(gè)屬性是表面粗糙度。制造的物體的表面粗糙度可以至少部分地取決于構(gòu)建層中的固化構(gòu)建材料和未固化構(gòu)建材料的區(qū)域之間的過渡。制造的物體(即，固化區(qū)域)的切片的邊緣和未固化構(gòu)建材料之間的過渡的輪廓可以因此影響完成的物體的質(zhì)量。不精確的邊緣可以導(dǎo)致制造的片的低精確度。

可以因此設(shè)置增材制造系統(tǒng)的處理設(shè)置以提供關(guān)于所使用的材料的某邊緣精度。然而，已經(jīng)理解到，環(huán)境條件或?qū)嶋H上增材制造系統(tǒng)操作的方式的改變可以引起不良邊緣清晰度。

例如如果存在引起在處理處理期間施加的太多熱的環(huán)境條件的改變，那么并不意圖被熔化的構(gòu)建材料可能被疏忽地熔化。環(huán)境條件能夠例如意指所使用的聚結(jié)改性劑的量不充足，引起如同預(yù)定那么急劇的邊緣影響片質(zhì)量。此外，制劑分配器的未對準(zhǔn)或者聚結(jié)改性劑和聚結(jié)劑之間的交叉污染可以在一些實(shí)例中是不準(zhǔn)確的邊緣中的因子。

在本公開的示例中，為構(gòu)建層確定邊緣輪廓?？梢酝ㄟ^測量在固化構(gòu)建材料的區(qū)域和未固化構(gòu)建材料的區(qū)域之間的過渡上的構(gòu)建層的高度變化來確定邊緣輪廓。在一些示例中，可以基于邊緣輪廓來控制用于形成后續(xù)構(gòu)建層的處理設(shè)置。

如上面指出的利用增材制造系統(tǒng)來制造三維物體可以涉及沉積構(gòu)建材料的層并且處理層以形成包括固化構(gòu)建材料的區(qū)域和未固化構(gòu)建材料的區(qū)域的構(gòu)建層。形成構(gòu)建材料的固化區(qū)域可以涉及使選定區(qū)域中的構(gòu)建材料加熱并且聚結(jié)并且然后冷卻和固化。在選定區(qū)域中的可以以粉末基形式被沉積的構(gòu)建材料的該聚結(jié)引起比構(gòu)建層的未固化構(gòu)建材料的厚度低的固化構(gòu)建材料的厚度。例如，構(gòu)建材料可以在處理之前被沉積至第一厚度。在處理之后，構(gòu)建材料的固化構(gòu)建材料的任何區(qū)域可以具有第二、較低的厚度。例如，在一些材料系統(tǒng)中，約為100μm的第一厚度導(dǎo)致約為50μm的第二厚度。然而，構(gòu)建層的任何未固化構(gòu)建材料的厚度可以保持基本上等于第一厚度，例如在給定的示例中的100μm。

因此，已經(jīng)理解，在固化構(gòu)建材料的區(qū)域和未固化構(gòu)建材料的區(qū)域之間的過渡的區(qū)域中的高度差能夠因此提供關(guān)于固化區(qū)域的邊緣的輪廓的信息。

圖1圖示出根據(jù)本公開的制造物體的方法100的一個(gè)示例。該方法包括形成101包括固化構(gòu)建材料的區(qū)域和未固化構(gòu)建材料的區(qū)域的構(gòu)建層。形成構(gòu)建層可以包括沉積未固化構(gòu)建材料的層并且處理構(gòu)建材料以形成固化構(gòu)建材料的區(qū)域?？梢酝ㄟ^先前討論的任何示例來形成構(gòu)建層。

該方法進(jìn)一步包括確定102用于構(gòu)建層的邊緣輪廓。確定邊緣輪廓可以包括測量在固化構(gòu)建材料的區(qū)域和未固化構(gòu)建材料的區(qū)域之間的過渡上的構(gòu)建層的高度變化。

根據(jù)示例，能夠使用光學(xué)傳感器來測量高度變化。在一些示例中，光學(xué)傳感器可以包括光學(xué)聚焦誤差傳感器。

光學(xué)聚焦誤差傳感器在應(yīng)用范圍中例如被用作用于cd或dvd讀頭的光學(xué)拾取器，等等。因此容易地以相對低的成本在市場上可買到此類傳感器。

圖2圖示出光學(xué)聚焦誤差傳感器200的示例。光源201生成指向諸如光束分離器202的元件的光輻射的光束。光束分離器202引導(dǎo)一些光輻射至表面203以便經(jīng)由透鏡204被分析。從表面反射的輻射經(jīng)由透鏡204和光束分離器202被引導(dǎo)回檢測器205。檢測器205能夠確定入射在檢測器上的反射光束的形狀，并且例如可以是具有在圖2的右手側(cè)中所圖示的方格網(wǎng)中所布置的感測象限205a-d的四象限光電檢測器。檢測器可以連接到讀出電路206。讀出電路可以確定聚焦誤差信號。在一些示例中，通過對來自對角相對的象限的光電流進(jìn)行求和——即，對來自象限205a和205d的光電流進(jìn)行求和并且也對來自象限205b和205c的光電流進(jìn)行求和，以及確定總和之間的差來確定聚焦誤差信號。與聚焦誤差相對應(yīng)的值fe可以因此被確定為：

fe＝(ia+id)-(ib+ic)公式(1)

其中ia是來自象限205a的光電流，ib是來自象限205b的光電流、ic是來自象限205c的光電流并且id是來自象限205d的光電流。

傳感器配置是如此以至在檢測器205接收的反射光束的形狀取決于透鏡204和反射表面203之間的距離。當(dāng)表面203位于特征長度——例如焦距時(shí)，入射在檢測器205上的光束的形狀是圓形。如在圖2的右上繪圖中所圖示出的，圓形形狀207a可以基本上同等地照射檢測器的所有象限205a-d。在此實(shí)例中，與聚焦誤差相對應(yīng)的值fe基本上等于零，即，來自象限205a和205d的光電流的總和將基本上等于來自象限205b和205c的光電流的總和。

傳感器200還被布置為使得，至少在特征長度的某范圍內(nèi)，反射光束背離具有圓形形狀并且開始呈現(xiàn)伸長或者橢圓形的形狀，其中伸長的程度和軸與背離特征長度的程度有關(guān)。

光束分離器202把散光的程度引入到光路中，使得若透鏡204和表面之間的距離從特征長度增加，即，表面變得更遠(yuǎn)，那么檢測器上的光束的維度就將沿著第一軸增加，同時(shí)沿著第二正交軸減小。圖2的中間右繪圖圖示出形狀207b，當(dāng)表面與特征長度相比進(jìn)一步遠(yuǎn)離傳感器時(shí)，該形狀207b可以產(chǎn)生。在此實(shí)例中，與來自象限205b和205c的總和光電流相比，來自象限205a和205d的總和光電流將較低。因此，與聚焦誤差相對應(yīng)的值fe將為負(fù)，具有與傳感器200和表面203之間的距離距特征長度多遠(yuǎn)有關(guān)的值。

然而，若透鏡204和表面之間的距離從特征長度減小，即，表面變得更靠近，那么檢測器上的光束的維度將沿著第一軸減小，同時(shí)沿著第二正交軸增加。圖2的右下繪圖圖示出形狀207c，當(dāng)表面與特征長度相比更靠近傳感器時(shí)，該形狀207c可以產(chǎn)生。在此實(shí)例中，來自象限205a和205d的總和或組合光電流將大于來自象限205b和205c的總和或組合光電流。因此，與聚焦誤差相對應(yīng)的值fe將為正，再次具有與傳感器200和表面203之間的距離距特征長度多遠(yuǎn)有關(guān)的值。

對于某距離范圍，與聚焦誤差相對應(yīng)的值fe和表面與傳感器200的距離之間的關(guān)系基本上是線性的?？梢酝ㄟ^傳感器的組件的布置來定義該線性范圍，但是在一個(gè)示例中，聚焦誤差值可以在大約5μm左右范圍內(nèi)——例如6μm的范圍是線性的。光學(xué)傳感器可以因此能夠確定具有低于5μm左右的空間分辨率的高度變化，即，任何高度差能夠被特性化為大于5μm左右的精度。

通過關(guān)于構(gòu)建層的表面橫向地掃描光學(xué)傳感器，構(gòu)建層的表面和傳感器之間的距離可以隨任何高度改變而變化，導(dǎo)致與聚焦誤差有關(guān)的值的可檢測的改變。

如所提及，聚焦誤差與距離線性地有關(guān)的操作的范圍可以小于構(gòu)建層上的預(yù)期總高度變化。例如，關(guān)于一些系統(tǒng)，在從固化構(gòu)建材料的區(qū)域到未固化構(gòu)建材料的區(qū)域的構(gòu)建層上的高度的預(yù)期改變可以超過約50μm。

光學(xué)傳感器可以因此包括位移平臺208以用于光學(xué)傳感器，或者光學(xué)傳感器的至少一部分的縱向位移。位移平臺例如可以關(guān)于光束分離器使透鏡204發(fā)生位移。在一些示例中，位移平臺可以例如包括電感器，該電感器提供具有通過向電感器供應(yīng)的電流所確定的程度的透鏡204的線性縱向位移，其中已知量的電流提供已知的移位。

因此在一個(gè)示例中，光學(xué)傳感器可以最初位于接近構(gòu)建材料的固化和未固化區(qū)域之間的過渡的構(gòu)建區(qū)域的表面之上。考慮構(gòu)建層通常被定位為與x-y平面平行，使得將被測量的高度對應(yīng)于z-方向。位移平臺208可以被控制為在z-方向上移動(dòng)透鏡204，直到與聚焦誤差相對應(yīng)的值基本上為零。因此已知的是，在該位置，構(gòu)建層的表面是在z-方向上距光學(xué)傳感器的特征長度。光學(xué)傳感器然后可以在橫向方向上——例如平行于x-y平面被移位，同時(shí)將其位置維持在z-方向上。層的高度的任何改變將引起表面與特征長度相比靠近或進(jìn)一步離開，以及因此能夠是和與傳感器的x-y位置一起記錄的聚焦誤差相對應(yīng)的值的可檢測的改變。

如果高度的改變足夠使得傳感器和在給定位置的表面之間的距離接近聚焦誤差的線性操作范圍的結(jié)束，則可以在該位置操作位移平臺以移動(dòng)傳感器直到聚焦誤差達(dá)到零。可以存儲關(guān)于該位置的先前確定的距離，并且橫向掃描重新開始。以這種方式，可以在高精度的情況下確定在固化構(gòu)建材料的區(qū)域與未固化構(gòu)建材料的區(qū)域之間的過渡區(qū)的整體上的高度變化。

如所提及，可以通過掃描過渡區(qū)上的光學(xué)傳感器、測量反射光束的輪廓的改變并且處理測量以獲取高度的改變來測量在構(gòu)建層的固化和未固化區(qū)域之間的過渡區(qū)上的高度變化。如上面指出的，光學(xué)傳感器可以是類似于用于cd/dvd讀取器的光學(xué)拾取器的傳感器，并且因此容易地以小形狀因子并且以低成本在市場上可買到。

應(yīng)當(dāng)注意，光學(xué)傳感器可以包括除圖2中示出的那些組件之外的組件。例如，光學(xué)傳感器可以包括四分之一波片、附加的透鏡和/或衍射光柵?？梢宰鳛閷D2中示出的組件的代替或者補(bǔ)充來提供這些組件。

在一些示例中，可以使用其他類型的傳感器來測量在構(gòu)建層上的高度變化?？梢允褂闷渌愋偷臏y距或距離測量傳感器，其可以是或可以不是光學(xué)的。

光學(xué)傳感器可以與控制器209進(jìn)行通信?？刂破?09可以包括處理器以用于處理由光學(xué)傳感器檢測到的信號以確定高度值并且因此確定邊緣輪廓。處理器可以是用于確定邊緣輪廓的專用處理器或可以是還執(zhí)行其他任務(wù)的增材制造系統(tǒng)的處理器。然而，在一些示例中，讀出電路206可以確定高度輪廓，在這種情況下，控制器209可以基于邊緣輪廓來控制增材制造系統(tǒng)的設(shè)置，如稍后將描述的。

在一些示例中，光學(xué)傳感器可以被安裝在關(guān)于構(gòu)建層可移動(dòng)的掃描臺上。在圖3中圖示出示例掃描臺300，其示出構(gòu)建層302和具有光學(xué)傳感器306的掃描臺304。

在一些示例中，掃描臺可以沿著線性軸——在本文被稱為掃描軸(例如如由大箭頭所指示的圖3中示出的y軸)關(guān)于構(gòu)建層可移動(dòng)。掃描臺304可以沿著與掃描軸正交的軸——例如x軸擴(kuò)展，使得其跨越構(gòu)建層的全部寬度。光學(xué)傳感器306可以能夠沿著掃描托架——與掃描軸正交地(例如沿著如由圖3中的小箭頭所指示的x軸)線性地移動(dòng)。照此，光源能夠在兩個(gè)維度中移動(dòng)并且在構(gòu)建表面的全部區(qū)域上掃描。

應(yīng)當(dāng)理解的是，光學(xué)傳感器的其他布置是可能的。例如，可能沒有在構(gòu)建層的整體寬度上擴(kuò)展的掃描臺可以能夠獨(dú)立地沿著兩個(gè)掃描軸移動(dòng)，由此使得光學(xué)傳感器能夠在構(gòu)建層的全部區(qū)域上移動(dòng)。在另外的示例中，光學(xué)可以被約束為沿著單軸移動(dòng)，由此被限制到在每個(gè)掃描中確定沿著構(gòu)建層的單個(gè)橫截面的輪廓。

光學(xué)傳感器可以被安裝，使得其能夠被定位在構(gòu)建區(qū)域的掃描區(qū)域內(nèi)的基本上任何位置。如果例如僅僅存在一個(gè)光學(xué)傳感器，則掃描區(qū)域可以包括構(gòu)建層的整體。然而，在一些示例中，可以存在多個(gè)光學(xué)傳感器，并且在此類示例中，光學(xué)傳感器可以被設(shè)有不在構(gòu)建層的整體上擴(kuò)展的掃描區(qū)域。

光學(xué)傳感器可以位于其自己的專用掃描臺上。然而，在一些示例中，光學(xué)傳感器可以位于還承載增材制造系統(tǒng)的一些其他組件的掃描臺上。增材制造系統(tǒng)的一些其他組件可以位于掃描臺上，并且因此光學(xué)傳感器能夠?qū)嶋H上被添加到現(xiàn)存的掃描臺。例如，光學(xué)傳感器可以位于具有用于向未固化構(gòu)建材料分配制劑以控制聚結(jié)的制劑分配器——例如用于分配聚結(jié)劑和/或聚結(jié)改性劑的制劑分配器的掃描臺上。在一些示例中，光學(xué)傳感器可以位于具有用于利用構(gòu)建材料的下一個(gè)層涂敷構(gòu)建表面的涂敷機(jī)構(gòu)的掃描臺上。在一些示例中，光學(xué)傳感器可以位于具有用于加熱構(gòu)建表面的加熱元件的掃描臺上。

應(yīng)當(dāng)理解的是，除以上指出的之外的其他組件可以另外地或替換地被安裝在具有光學(xué)傳感器的掃描臺上。此外，用于制造三維物體的增材制造系統(tǒng)可以包括多于一個(gè)掃描臺。

如以上討論的，可以因此通過測量在固化和未固化構(gòu)建材料的區(qū)域之間的過渡區(qū)中的構(gòu)建層的高度變化來確定邊緣輪廓。先前的示例討論能夠被容易地集成到增材制造系統(tǒng)中并且用于在構(gòu)建層已經(jīng)被形成之后并且在下一個(gè)構(gòu)建層被形成之前確定構(gòu)建層的高度變化的光學(xué)傳感器。

邊緣輪廓因此提供關(guān)于被形成的物體的切片的邊緣的質(zhì)量的信息。在一些示例中，這可以提供完成的物體的表面粗糙度的指示優(yōu)質(zhì)的邊緣可以具有固化構(gòu)建材料的區(qū)域與未固化構(gòu)建材料的區(qū)域之間的急劇過渡。此類邊緣可以導(dǎo)致具有顯著的階梯狀輪廓的高度輪廓。未固化構(gòu)建材料的區(qū)域?qū)⒕哂械谝桓叨?，并且固化?gòu)建材料的區(qū)域?qū)⒕哂械诙^低的高度。如果在兩個(gè)區(qū)域之間存在急劇過渡，則在相對短的橫向距離上將存在高度上的階躍變化或者高度上的傾斜。然而，在一些實(shí)例中，邊緣可能不急劇。與被制造的物體的切片相對應(yīng)的區(qū)域外部的一些但不是所有材料可能已經(jīng)固化。因此，深度剖面至構(gòu)建層的該部分可能遭遇已經(jīng)固化一些構(gòu)建材料以及還沒有固化一些構(gòu)建材料。在該點(diǎn)的構(gòu)建層的結(jié)果得到的高度將在第一和第二高度之間的某處。

在圖4中圖示出示例輪廓。圖4(a)示出構(gòu)建層401的上表面的示例。該示例的構(gòu)建層401包括固化構(gòu)建材料的區(qū)域402和未固化構(gòu)建材料的區(qū)域403。將理解的是，將通過被制造的物體(多個(gè))的特定切片來確定有關(guān)的區(qū)域的數(shù)量、形狀、尺寸和位置?？梢酝ㄟ^測量在區(qū)域402和403之間的過渡的至少區(qū)域中的高度變化來確定邊緣輪廓。

圖4a圖示出可以確定例如輪廓，如虛線a-a'和b-b'所圖示出的。圖4(b)示出例如在z-方向上測量的構(gòu)建層的高度可以如何在構(gòu)建層的掃描線a-a'和b-b'上改變的一般示例。對于固化構(gòu)建材料的區(qū)域402，構(gòu)建材料已經(jīng)聚結(jié)并且因此與未固化構(gòu)建材料的區(qū)域403相比更緊湊。固化構(gòu)建材料的區(qū)域402的高度因此與未固化構(gòu)建材料的區(qū)域403相比較低。

圖4(c)圖示出例如關(guān)于在固化構(gòu)建材料的區(qū)域402和未固化構(gòu)建材料的區(qū)域403之間的包圍的邊緣區(qū)域的邊緣輪廓。如所提及，對于優(yōu)質(zhì)的邊緣，應(yīng)當(dāng)存在邊緣區(qū)域中的急劇過渡或無過渡，如由圖4(c)的下部中的參考輪廓所指示的。諸如圖4(c)的上面示例中示出的那些之類的邊緣輪廓可以是不指示急劇或無過渡的邊緣輪廓的示例。能夠看出，邊緣輪廓的高度隨著相對長的橫向距離而變化。也能夠看出，邊緣輪廓的最陡峭的區(qū)域相對于參考輪廓中的階梯位置略微地未對準(zhǔn)。此類邊緣輪廓可以因此指示構(gòu)建材料的固化區(qū)域的邊緣相對低質(zhì)量。

邊緣輪廓可以因此用于表征被形成的物體的邊緣的質(zhì)量。在一些示例中，確定的邊緣輪廓可以用于控制增材制造系統(tǒng)的處理設(shè)置。能夠以閉環(huán)方式進(jìn)行此以增強(qiáng)邊緣銳度。

圖1b圖示出根據(jù)本公開的方法的示例。像參考圖1a所描述的方法，該示例的方法可以涉及形成101構(gòu)建層以及確定102邊緣輪廓。在該示例的方法中，方法還可以涉及控制103用于形成構(gòu)建層的處理設(shè)置，例如控制增材制造系統(tǒng)的構(gòu)建參數(shù)，并且然后繼續(xù)以使用有關(guān)的處理設(shè)置來形成101后續(xù)構(gòu)建層。

關(guān)于圖5圖示出在處理設(shè)置的控制——例如增材制造系統(tǒng)的校準(zhǔn)的情況下根據(jù)制造三維物體的示例方法?？梢酝ㄟ^測量固化構(gòu)建材料的區(qū)域和未固化構(gòu)建材料的區(qū)域之間的過渡上的高度變化來為構(gòu)建層確定501邊緣輪廓。可以根據(jù)以上討論的任何示例來確定邊緣輪廓。

然后可以確定502邊緣輪廓的特性是否處于參考特性的(例如參考輪廓的)公差之內(nèi)。這可以涉及將所確定的邊緣輪廓與參考輪廓相比較。參考輪廓可以例如具有諸如圖4(c)的下部中所圖示的急劇邊緣輪廓之類的形式。應(yīng)當(dāng)理解的是，參考輪廓的范圍是可能的，包括但不限于階梯函數(shù)、平坡或者曲線。

能夠考慮各種特性。例如，所確定的邊緣輪廓能夠被分析以識別與完全固化構(gòu)建材料相對應(yīng)的相對不變的高度的區(qū)域和與完全未固化構(gòu)建材料相對應(yīng)的相對不變的高度的另一個(gè)區(qū)域。這兩個(gè)區(qū)域之間的距離可以指示邊緣區(qū)域的寬度，并且邊緣區(qū)域的寬度可以是一個(gè)特性。特性能夠是邊緣區(qū)域中的高度的改變的最大和/或最小斜率。特性能夠是與被制造的物體的的概念模型的切片的邊緣的已知位置相比的高度的主要改變的位置。特性能夠是邊緣區(qū)域中的高度輪廓中的凸起或者顯著局部最大值或最小值的存在。

在一些示例中，可以通過計(jì)算在沿著輪廓的多個(gè)點(diǎn)的測量的輪廓的偏差——例如通過從參考輪廓中減去測量的輪廓或以另外方式將在每個(gè)點(diǎn)得高度與參考(例如理論輪廓)相比較來將邊緣輪廓與參考輪廓相比較。在一些示例中，通過將偏差與用于偏差的容許值的范圍相比較，偏差可以用于確定輪廓是否處于公差內(nèi)。如果測量的偏差大于容許值，那么測量的輪廓沒有處于參考輪廓的公差內(nèi)。如果它們小于容許值，那么它們處于參考輪廓的公差內(nèi)。

如果確定的邊緣輪廓被認(rèn)為是可接受的——例如如果其處于參考輪廓的公差內(nèi)并且足夠準(zhǔn)確以用于特定構(gòu)建，那么這指示增材制造系統(tǒng)充分地進(jìn)行操作。因此，可以維持503用于增材制造系統(tǒng)的當(dāng)前設(shè)置。然而，如果邊緣輪廓指示邊緣不是可接受的——例如對于構(gòu)建的精確度邊緣不是足夠急劇的，那么處理設(shè)置可以被調(diào)整504以嘗試增加精確度?？梢酝ㄟ^諸如圖2中圖示出的控制器209之類的控制器來調(diào)整處理設(shè)置。

可以因此基于確定的邊緣輪廓來控制處理設(shè)置。處理設(shè)置是添加構(gòu)建處理的設(shè)置，其可以被控制以便改變處理的構(gòu)建層的屬性，例如三維物體的制造的參數(shù)。在所確定的邊緣輪廓是可接受的情況下，有關(guān)的處理設(shè)置可以被維持。然而，如果邊緣輪廓不是可接受的，那么處理設(shè)置可以被調(diào)整。在一些示例中，處理設(shè)置可以作為在形成若干不同的構(gòu)建層的過程中執(zhí)行的邊緣增強(qiáng)程序的一部分被調(diào)整，如以下將更詳細(xì)地描述的。

因此，在一些示例中，如果確定的邊緣輪廓不是可接受的，則處理設(shè)置可以被調(diào)整，并且后續(xù)構(gòu)建層(可以是、但并非必須是下一個(gè)構(gòu)建層)可以被制造505?？梢砸虼舜_定用于該后續(xù)構(gòu)建層的邊緣輪廓。邊緣輪廓然后能夠被評定以確定邊緣輪廓現(xiàn)在是否是可接受的。如果邊緣輪廓現(xiàn)在是可接受的，則當(dāng)前處理設(shè)置可以被維持并且進(jìn)一步的調(diào)整可以不是必要的。然而，如果邊緣輪廓仍然是不可接受的，那么處理設(shè)置可以被再次調(diào)整。這可以是相同的或者不同的處理設(shè)置。在調(diào)整處理設(shè)置時(shí)，可以評定先前的改變是否引起質(zhì)量的提高。

該方法可以因此以迭代方式重復(fù)，其中邊緣增強(qiáng)程序在層之間修改例如構(gòu)建參數(shù)的處理設(shè)置，直到確定輪廓處于參考輪廓的公差內(nèi)。在這一點(diǎn)上，打印的邊緣具有可接受的清晰度，并且進(jìn)一步調(diào)整可能是不需要的。

如所提及的，在一些示例中，可以在對邊緣銳度的嘗試控制中控制增材制造系統(tǒng)的(即，制造過程的)處理設(shè)置。存在可以影響構(gòu)建層的結(jié)果得到的邊緣銳度的各種因素。這些因素中的兩個(gè)是：

i)聚結(jié)改性劑的量，其用于限制或抑制和與被制造的物體的切片相對應(yīng)的區(qū)域相鄰的區(qū)域中的聚結(jié)。增加施加到邊緣區(qū)域的聚結(jié)改性劑的量可以減少過渡區(qū)中的熔化。

ii)溫度分布圖：引入構(gòu)建材料的層的能量——例如熔化燈的溫度以及構(gòu)建材料的層對諸如熔化燈之類的能量源的暴露時(shí)間影響總傳導(dǎo)熱。增加燈溫和/或降低暴露時(shí)間可以引起更急劇的邊緣。

可以被控制的處理設(shè)置可以因此是施加到未固化構(gòu)建材料以控制聚結(jié)的聚結(jié)改性劑的量?？梢砸愿鞣N方式控制聚結(jié)改性劑的量。聚結(jié)改性劑的制劑分配器可以被控制以改變被遞送的聚結(jié)改性劑的液滴尺寸，和/或聚結(jié)改性劑的制劑分配器可以被控制以改變聚結(jié)改性劑的液滴密度，和/或聚結(jié)改性劑的制劑分配器可以被控制以改變聚結(jié)改性劑的液滴的數(shù)量。

可以被控制的處理設(shè)置是用于向未固化構(gòu)建材料分配制劑以控制聚結(jié)的制劑分配器的對準(zhǔn)。例如，例如可以通過啟動(dòng)校準(zhǔn)或調(diào)整對準(zhǔn)來控制用于聚結(jié)改性劑的制劑分配器的對準(zhǔn)。

可以被控制的處理設(shè)置是施加到構(gòu)建材料的層以形成構(gòu)建層的溫度的設(shè)置。溫度設(shè)置能夠是諸如熔化燈，等等的加熱器的溫度。溫度設(shè)置能夠是能量將施加以形成構(gòu)建層的時(shí)長。

圖6示出能夠在許多遍處理設(shè)置的調(diào)整中完成的階段的序列的一個(gè)示例。圖6因此圖示出可以在邊緣增強(qiáng)程序的一個(gè)示例中被遵循的序列?？梢酝ㄟ^諸如圖2中圖示出的控制器209之類的控制器來實(shí)施這些階段。這些階段可以是漸進(jìn)性的，使得每個(gè)階段可以涉及用于不同的構(gòu)建層的一系列相繼的調(diào)整，例如以便優(yōu)化該特定處理設(shè)置。

如上面指出的，解決不良邊緣清晰度的一個(gè)選擇可以是增加聚結(jié)改性劑的量。因此，邊緣增強(qiáng)的第一階段可以涉及增大或減小601向構(gòu)建材料遞送的聚結(jié)改性劑的量。在一些示例中，其還可以涉及增大或減小被遞送的聚結(jié)劑的量。在一個(gè)示例中，可以執(zhí)行在圖5中的方法上的一系列迭代以優(yōu)化邊緣銳度，其中，對于每個(gè)迭代，根據(jù)諸如之類的圖6中圖示出的邊緣增強(qiáng)程序來修改聚結(jié)改性劑或聚結(jié)劑的量?？梢砸虼送ㄟ^處理設(shè)置的一系列調(diào)整來實(shí)施邊緣增強(qiáng)程序。

在一些示例中，處理設(shè)置可以與邊緣輪廓或者使用那些設(shè)置形成的構(gòu)建層的邊緣輪廓的評定一起被存儲在適當(dāng)?shù)拇鎯ζ髦小Ｔ谠撌纠?，?dāng)執(zhí)行邊緣增強(qiáng)程序時(shí)，可以將在最后的迭代中獲取的邊緣輪廓與先前的迭代的那些邊緣輪廓相比較。如果最后的迭代的設(shè)置與先前的迭代相比產(chǎn)生改善，則能夠朝向最優(yōu)值做出進(jìn)一步修改，即用于調(diào)整該設(shè)置的最佳可實(shí)現(xiàn)的。例如，如果增加聚結(jié)改性劑的量提高邊緣銳度，那么邊緣增強(qiáng)程序可以繼續(xù)以遞增地增加聚結(jié)改性劑的量，直到施加另外的聚結(jié)改性劑沒有進(jìn)一步的影響或開始降低邊緣銳度。在這一點(diǎn)上，已經(jīng)找出了聚結(jié)改性劑的最優(yōu)量。

如果在已經(jīng)調(diào)整聚結(jié)改性劑和/或聚結(jié)劑的量之后，輸出邊緣仍然沒有處于參考輪廓的公差內(nèi)，那么在一些示例中，邊緣增強(qiáng)程序可以移到下一個(gè)階段。在圖6的示例中，邊緣增強(qiáng)程序可以接下來調(diào)整制劑分配器的對準(zhǔn)。邊緣銳度的缺乏可能由為對準(zhǔn)的并且因此沒有將有關(guān)的制劑遞送到正確的區(qū)域的制劑分配器引起。調(diào)整制劑分配器的對準(zhǔn)可以包括校準(zhǔn)604制劑分配器的對準(zhǔn)?？梢岳缡褂每梢允菚r(shí)常將被執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)處理的一部分的對準(zhǔn)程序——例如筆對準(zhǔn)程序進(jìn)行此。

再次，可以通過許多迭代執(zhí)行此以便發(fā)現(xiàn)最佳參數(shù)并且提供以另外方式可能未被檢測到的未對準(zhǔn)問題的意識。這引起增材制造系統(tǒng)的健壯性和其質(zhì)量的改善。

如果在校準(zhǔn)制劑分配器的對準(zhǔn)之后，構(gòu)建材料的處理的層仍然沒有處于參考輪廓的公差內(nèi)，那么，在圖6的示例中，邊緣增強(qiáng)程序移到調(diào)整溫度分布圖的第三階段。修改溫度分布圖可以包括增大或減小熔化溫度或者增大或減小施加熔化溫度的時(shí)間間隔。這可以涉及：例如降低在熔化期間使用的能量源的溫度，或者在構(gòu)建表面上更快速地移動(dòng)能量源以便減少構(gòu)建層被暴露到熔化溫度的時(shí)間量。再次，可以通過在圖5中略述的方法的許多迭代來執(zhí)行此，憑此在形成構(gòu)建材料的層之間通過邊緣增強(qiáng)程序改變溫度分布圖，直到構(gòu)建材料的層處于參考輪廓的公差內(nèi)。如上面指出的，在一些示例中，該方法可以涉及把溫度設(shè)置與和那些設(shè)置一起形成的構(gòu)建層的結(jié)果得到的邊緣輪廓一起存儲在存儲器中。

在該示例中，當(dāng)執(zhí)行邊緣增強(qiáng)程序時(shí)，可以將最新的迭代的邊緣輪廓與先前的迭代的那些邊緣輪廓相比較。如果最新的迭代的設(shè)置的溫度設(shè)置與先前的迭代相比有所改善，則能夠朝向最優(yōu)值做出進(jìn)一步修改，和/或直到產(chǎn)生具有可接受的邊緣輪廓的構(gòu)建層。一旦已經(jīng)在處于參考輪廓的公差內(nèi)的邊緣輪廓的情況下打印了層，進(jìn)一步調(diào)整可能是不需要的。

示例因此提供校準(zhǔn)增材制造系統(tǒng)的方法。校準(zhǔn)方法可以包括確定用于由系統(tǒng)形成的構(gòu)建層的邊緣輪廓，構(gòu)建層包括固化構(gòu)建材料的區(qū)域和未固化構(gòu)建材料的區(qū)域。邊緣輪廓可以包括在固化構(gòu)建材料的區(qū)域和未固化構(gòu)建材料的區(qū)域之間的過渡上的構(gòu)建層的高度變化。該方法可以包括控制系統(tǒng)的設(shè)置以便實(shí)現(xiàn)或者維持預(yù)定的邊緣輪廓。

可以為了建立充分的設(shè)置在構(gòu)建過程期間執(zhí)行一次——例如在構(gòu)建過程的開始執(zhí)行，或者可以為了確保遍及構(gòu)建過程維持急劇的邊緣輪廓不時(shí)重復(fù)地或者基本上連續(xù)地執(zhí)行諸如關(guān)于圖5所圖示的校準(zhǔn)的方法。例如，如果諸如構(gòu)建區(qū)域的平均溫度之類的環(huán)境條件在操作期間改變，則可能有必要周期性地執(zhí)行方法。在一些示例中，可以在構(gòu)建過程期間每隔一定間隔——諸如以構(gòu)建材料的每一百層或者其它適當(dāng)?shù)拈g隔來應(yīng)用方法。在其他的示例中，可以為了質(zhì)量控制目的一隨機(jī)間隔使用其。可能在足夠有規(guī)則地運(yùn)行方法以確保準(zhǔn)確的邊緣、不如此頻繁地運(yùn)行方法免得構(gòu)建速度被不利地影響之間需要平衡。

使用在以上描述的示例的方法，能夠不管環(huán)境條件而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)邊緣輪廓，保證構(gòu)建質(zhì)量不受例如環(huán)境溫度或濕度的改變影響。這能夠增加構(gòu)建過程的健壯性和精確度以及完成的物體的質(zhì)量。

盡管已經(jīng)參考某些示例描述了方法、裝置和有關(guān)方面，但能夠在不背離本公開的精神的情況下做出各種修改、改變、省略，以及置換。因此，意圖是，方法、裝置和有關(guān)方面僅僅受限于所附權(quán)利要求和它們的等同物的范圍。應(yīng)當(dāng)注意到，以上提及的示例說明而不是限制在本文描述的內(nèi)容，以及那些本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠在不背離所附權(quán)利要求的范圍的情況下設(shè)計(jì)許多替換實(shí)施方式。

措詞“包括”不排除存在除了權(quán)利要求中列出的那些之外的元素，“一”不排除復(fù)數(shù)，并且單個(gè)處理器或其他的單元可以實(shí)現(xiàn)在權(quán)利要求中敘述的若干單元的功能。

任何從屬權(quán)利要求的特征可以與獨(dú)立權(quán)利要求或者其他從屬權(quán)利要求的任何的特征組合。