CN109153178A - 3d打印中的移位 - Google Patents

Abstract

在示例实施方式中，打印三维(3D)物体的方法包括使打印杆在3D打印机的构建平台上方沿第一方向扫描以在构建粉末层上沉积液体剂。随后，在使所述打印杆沿与第一方向相反的第三方向在所述构建平台上方往回扫描以在所述构建粉末层上沉积另外的液体剂之前，所述打印杆被沿基本正交于第一方向的第二方向移位。

Description

3D打印中的移位

背景技术

增材制造工艺可通过提供由数字模型图案化的材料的逐层累积和统一来生产三维(3D)物体。在3D打印中，例如，连续材料层的数字图案化部分可利用包括熔化、烧结、挤压和辐射的工艺通过熔合、粘合或固化而结合在一起。由这种系统生产的物体的质量、强度和功能可根据所使用的增材制造技术的类型而变化。

附图说明

现在将参照附图描述示例，其中：

图1示出适用于实施使得一个以上的喷嘴能够在打印平台的区域上方打印液体剂的多次通过移位方法的示例3D打印系统的立体图；

图2示出适用于在构建平台上的粉末层上提供液体剂的平台宽打印的打印杆的示例的仰视图；

图3示出包括八排喷嘴的示例打印头模；

图4a示出利用打印杆移位的多次通过3D打印的示例；

图4b示出利用打印平台移位的多次通过3D打印的示例；

图5示出3D物体的若干层的示例以阐明单次通过移位的效果；

图6a和图6b示出可适用于3D打印系统中的多次通过3D打印和移位的不同的多次通过移位方案的示例；

图7和图8示出打印3D物体的示例方法的流程图。

贯穿附图，相同的附图标记指代相似但不必相同的元件。

具体实施方式

在三维(3D)打印的一些示例中，可通过沉积并处理构建材料的层(诸如粉末状尼龙或聚酰胺的层)而在3D打印系统(即，3D打印机)中生产3D物体。每层构建材料(即，粉末)可在系统工作空间内被沉积并处理在构建平台上。构建平台，有时称为粉末床，可随着另外的粉末层被沉积和处理而竖向向下移动以增加工作空间的高度。处理可包括在粉末层上将液体剂选择性施加到粉末待被熔合在一起的区域中。例如，根据3D数字模型，液体熔剂可被施加以覆盖被打印的3D物体的截面区域。熔剂可涂覆粉末的外表面并渗入粉末层中。处理还可包括将粉末暴露于熔合能，诸如可见光辐射、红外(IR)辐射、以及紫外辐射。沉积在构建粉末上的熔剂可吸收辐射并将其转化为热能。热能可熔合(即，熔化并聚结)熔剂已施加到的那些粉末区域。可对沉积在工作空间内的每层粉末重复该处理直到每个截面区域被熔合在一起以形成3D物体。

在一些示例中，3D打印系统可实施喷墨技术以将液体熔剂沉积在构建粉末的层上。例如，液体剂分配器可包括按需滴下式打印头，其可在构建平台上方扫描以选择性地将熔剂或其它液体输送到粉末床上。打印头可包括例如热喷墨或压电喷墨打印头，其具有液体排出喷嘴以将液体剂喷射到粉末上。在一些示例中，多个打印头可沿着打印杆的长度端到端排列，以通过打印杆在构建平台上方的单次扫描而实现粉末床的页宽或平台宽覆盖。

包括粉末床和具有扫描式打印头的液体喷射系统的3D打印机易受到各种喷嘴定向缺陷，各种喷嘴定向缺陷可导致打印物体的质量降低，诸如降低的表面颜色质量和降低的部件强度。例如，打印头喷嘴可被空中粉末、其它环境碎屑、和/或干燥剂堵塞。其它缺陷可包括喷嘴具有液滴排出方向性差异、喷嘴具有液滴重量和液滴形状差异、以及喷嘴具有着色剂浓度差异。在一些示例中，喷嘴之间的颜色浓度差异可因打印期间横跨单个打印头的温度变化，和/或当多个模从例如打印杆打印时模与模的变化而导致。在其它示例中，具有多个对齐的模的打印杆可显出模缝合缺陷，其可导致不规则的打印图案。

在打印头中使用冗余的喷嘴可助于纠正一些喷嘴定向缺陷。然而，由于打印头可具有数千个喷嘴，增加喷嘴冗余可显著增加打印系统的成本。此外，使用冗余的喷嘴可包括检查打印头上的每个喷嘴的性能以检测哪个喷嘴有缺陷，然后采用冗余的喷嘴来纠正有缺陷的喷嘴。除了与检测有缺陷的喷嘴关联的增加的成本之外，打印头扫描循环之间花费用于检查数千喷嘴的额外的时间可在打印速度上具有显著的不利影响。

因此，在本文描述的一些示例中，多次通过移位3D打印机能够通过使打印头或打印杆在构建平台上方多次并在不同移位位置扫描以在构建粉末层上沉积液体剂来打印3D物体。如在此使用的，“打印头”可指代细长打印杆，其具有大致端对端排列的多个打印头模以提供可覆盖打印区的全宽度的打印头喷嘴的固定阵列。使打印头在多次通过之间沿相对于打印头的扫描/打印方向正交的方向移位使得一个以上的喷嘴能够在打印平台的区域上方打印。可能在第一次通过时已被有缺陷的喷嘴遗漏或误打印的区域可在后续通过时被不同喷嘴覆盖。在一些示例中，单次通过移位可在单次通过之后在打印头在粉末层之间被移位的情况下对每层实施。单次通过移位可减小用于打印每层的时间，因为使打印头正交移位并使打印头平移回到起始位置二者可当下一喷墨层正被沉积在构建平台上时发生。

多个打印头在不同移位位置处的通过可纠正诸如缺失喷嘴、喷嘴具有液滴排出方向性差异、喷嘴具有液滴重量和液滴形状差异、液滴具有颜色浓度差异、以及模缝合缺陷之类的缺陷。打印头的每次通过可打印相似或不同加载量的剂。该过程可在打印头对于每次通过处于不同正交偏移的同时对每个构建粉末层重复多次。在一些示例中，替代使打印头移位，可使构建平台移位。以此方式使打印头和/或构建平台移位可降低与使用物理冗余喷嘴关联的成本，通过降低否则要为检测喷嘴缺陷和维修打印头所花费的停机时间而改进构建速度和生产量。该解决方案可另外降低与颜色校准和扫描器对准关联的成本。

在特定示例中，打印3D物体的方法包括使打印杆在3D打印机的构建平台上方沿第一方向扫描或移动以在构建粉末层上沉积液体剂。在沿第一方向扫描后，使打印杆沿基本正交于第一方向的第二方向移位。随后，使打印杆在构建平台上方沿与第一方向相反的第三方向往回扫描以在该层构建粉末上沉积另外的液体剂。

在另一示例中，非暂时性机器可读存储介质存储在由三维(3D)打印机的处理器执行时使3D打印机在3D打印机的构建平台上施加构建粉末层的指令。打印机可利用打印杆在平台上方的多次通过在粉末上沉积液体剂。在第一次通过期间，打印杆可在打印杆与平台彼此处于第一相对位置中的情况下在平台上方通过。在第一次通过后，打印杆和平台可相对彼此移位以使打印杆和平台彼此处于第二相对位置中。在第二次通过期间，打印杆可在打印杆和平台处于第二相对位置中的情况下在平台上方通过。

在另一示例中，用于打印3D物体的设备包括用于接收构建粉末的构建平台。该设备还包括打印杆，用于在平台上方在多次通过中来回扫描同时在构建粉末上选择性地沉积液体剂。机动化移位臂被联接到打印杆以在打印杆在平台上方的每次通过之后使打印杆移位。移位臂沿与打印杆在每次通过期间的扫描方向正交的方向使打印杆移位。

图1示出适用于实施能够使一个以上的喷嘴在构建平台的区域上方打印液体剂的多次通过移位方法的示例三维(3D)打印系统100的立体图。示例打印系统100包括可移动打印平台102、或构建平台102，其可充当3D物体(图1中未示出)可在其中被打印的工作空间104的地板。工作空间104可包括围绕构建平台102的固定壁105(图示为前壁105a、侧壁105b、后壁105c、侧壁105d)。固定臂105和平台102可容纳在3D物体的打印期间逐层沉积到工作空间104中的一定量的粉末状构建材料。为了本说明的目的并助于例示3D打印系统100的不同元件和功能，工作空间104的前壁105a被示出为透明的。在打印期间，工作空间104内的构建体可包括由通过施加液体剂和熔合能(例如，辐射)来处理的粉末层所形成的3D物体的全部或部分。构建体可还可包括在工作空间104内包围并支撑3D物体的未处理的粉末。

构建平台102能在工作空间104内沿上下方向移动，如分别由上箭头106和下箭头108所指示。当3D物体的打印开始时，当第一粉末状构建材料层被沉积在平台102上并被处理时，构件平台102可位于朝向工作空间104的顶部的上升位置。在第一粉末层已被处理后，当另外的粉末状构建材料层被沉积在平台102上并被处理时，平台102可沿向下方向108移动。

示例3D打印系统100包括粉末状构建材料或粉末的供给部110。构建材料，替代地在此称为“粉末”可包括由适于生产3D物体的各种材料制成的粉末状材料。这种粉末状材料可包括例如聚合物、玻璃、陶瓷(例如氧化铝，Al₂O₃)、羟磷灰石、金属等。打印系统100可使用散布器112将粉末从供给部供给到工作空间104中以将粉末在构建平台102上方和/或其它先前沉积的粉末层上方可控制地形成为层。散布器112可包括例如辊、刀片或另一类型的材料散布设备。尽管未图示，在一些示例中，载架可与粉末供给部110和/或粉末散布器112关联以在平台上形成粉末层期间在构建平台102上方传送供给部和散布器。

示例3D打印系统100还包括液体剂分配器114。虽然其它类型的液体分配器是可能的，在此示出和描述的示例分配器114包括按需滴下式打印头114，其可在构建平台102上方扫描或移动以在粉末床上选择性地释放熔剂或其它液体。按需滴下式打印头的示例包括热喷墨打印头和压电喷墨打印头，其包括液体排出喷嘴的阵列。在一些示例中，打印头114具有使其能跨越构建平台102的全部深度116的长度尺寸。因此，打印头114，替代地在此称为打印杆114，可通过打印杆在构建平台102上方的单次扫描实现粉末床的页宽或平台宽覆盖。

图1示出打印杆114的扫描运动(由方向箭头120例示)的示例。在一些示例中，托架(未示出)可与打印杆114关联以在平台102上的粉末层上施加液体剂期间在构建平台102上方传送打印杆114。在一些示例中，打印杆114可被联接到传送机140，传送机140可被控制以使打印杆114在平台102上方扫描，如由虚线打印杆图像122所示。如以下更详细讨论的，打印杆114可在平台102上方在不同移位位置来回扫描。尽管未示出在图1的示例中，在打印期间当打印杆114在工作空间上方进行扫描并排出熔剂或其它液体的液滴124时，一部分3D物体将存在于工作空间104内。

图2示出适用于在构建平台102上的粉末层上提供液体剂的平台宽打印的打印杆114的示例的仰视图。平台宽打印部分通过打印杆114来实现，打印杆114具有沿着打印杆114的长度121平行定位多个打印头块117，多个打印头块117端对端排列119。如图2中的放大图所示，多个打印头块117的端部可以喷嘴的重叠排列布置以助于在多个块之间提供无缝打印过渡。利用喷嘴115跨越其长度的连续阵列，当喷嘴在工作空间104内的粉末层上喷射熔剂、着色剂或其它液体的液滴124时，打印杆114可在构建平台102的全宽度118和深度116上方扫描。图2中示出的打印杆114的仰视图被提供用于例示打印杆的底侧上的打印头块117和喷嘴115的示例布置的目的，而图1中的打印杆114(122)从顶部立体图在喷嘴115面向下以在构建平台102上方排出液体剂液滴124的情况下被示出。

虽然图2中示出的示例打印头块包括两排喷嘴115，打印头块上的其它喷嘴构造是可能的并可预期的。图3示出包括八排123喷嘴的示例打印头模117的示例。这种布置可使得诸如不同墨颜色和/或不同熔剂之类的多种液体剂能够在构建平台102上方的单次通过中施加到粉末层。在一些示例中，两对相邻的喷嘴115排可与模117的基底中形成的不同流体槽(未示出)关联。每个流体槽可向关联一对相邻喷嘴排中的喷嘴供给不同液体剂。

适于从打印杆114的喷嘴中排出的液体剂的示例可包括包含辐射吸收剂的水基分散剂。辐射吸收剂可包括例如红外(IR)辐射吸收剂、近红外辐射吸收剂、紫外辐射吸收剂或可见光吸收剂。在一些示例中，熔剂可以是作为辐射吸收剂的墨型制剂。在一些示例中，熔剂可以是吸收IR光谱但反射可见光光谱中的能量的墨或其它液体。染料基和颜料基彩色墨是包括可见光吸收剂的墨的示例。

如图1中所示，示例3D打印系统100还包括诸如辐射源126的熔合能源。辐射源126可以通过包括例如固化灯或发光二极管(LED)的各种方式来实施，以发射IR、近红外、UV或可见光、或特定波长内的激光。辐射源126可部分取决于打印过程中使用的熔剂和/或粉末的类型。在不同示例中，辐射源126可被附接到载架(未示出)以横跨工作空间104进行扫描。辐射源126可向工作空间104中的粉末层施加辐射R以便于粉末的加热和熔合。在一些示例中，熔剂124可通过打印杆114被选择性地施加至粉末层以增强辐射R的吸收并助于将吸收的辐射转化为热能。在熔剂已被施加到粉末的区域中，吸收的辐射可充分加热粉末以导致粉末熔合。

仍参见图1，示例3D打印系统100另外包括示例控制器128。控制器128可控制打印系统100的各种操作以便于如以上大致所述地打印3D物体，诸如将粉末散布到工作空间104中，选择性地将熔剂124施加至粉末的局部，并将粉末暴露于辐射R。另外，如以下更详细描述的，控制器128可控制3D打印系统100以执行打印杆114在不同移位位置在构建平台102上方的多次通过，以在粉末上沉积液体剂。在每次打印杆通过之间使打印杆114和/或构建平台102移位至不同位置使得一个以上的喷嘴能够在构建平台102的区域上方打印并助于提供对可能已被有缺陷的喷嘴遗漏或误打印的区域的覆盖。

如图1所示，示例控制器128可包括处理器(CPU)130和存储器132。控制器128可另外包括用于与3D打印系统100的各种部件通信并对其进行控制的其它电子器件(未示出)。这种其它电子器件可包括例如离散电子部件和/或ASIC(专用集成电路)。存储器132可包括易失(即RAM)和非易失存储器部件(例如ROM、硬盘、光盘、CD-ROM、磁带、闪存等)。存储器132的部件包括非暂时性机器可读(例如计算机/处理器可读)介质，其可提供机器可读编码程序指令、数据结构、程序指令模块、JDF(作业定义格式)、3MF格式化数据、以及可由3D打印系统100的处理器130执行的其它数据和/或指令的存储。

待被存储在存储器132中的可执行指令的示例包括与构建模块134和移位模块136关联的指令，而所存储的数据的示例可包括物体数据138。大体上，模块134和136包括可由处理器130执行的编程指令，以使3D打印系统100执行关于在工作空间104内打印3D物体的操作，包括在打印杆114在平台102上方多次通过之间执行使打印杆114和/或构建平台102移位。这种操作可包括例如以下分别关于图7和8描述的方法700和800的操作。

在一些示例中，控制器128可从诸如计算机的主系统接收物体数据138。物体数据138可表示例如限定待在3D打印系统上生产的3D物体模型的物体文件。当执行来自构建模块134的指令时，处理器130可为来自物体数据138的3D物体模型的每个截面切片生成打印数据。打印数据可限定例如3D物体模型的每个截面切片、待用于覆盖每个截面切片内的构建粉末的液体剂、以及熔合能如何被施加以熔合每个粉末层。处理器130可使用打印数据以控制打印系统100的部件以处理每个粉末层。由此，物体数据可被用于生成命令和/或命令参数来控制构建粉末通过散布器从供给部110向构建平台1022的分布、熔剂通过打印杆114向粉末层上的施加、辐射通过辐射源向粉末层的施加等。

移位模块136包括进一步的可执行指令以使处理器130能够控制3D打印系统100以执行打印杆114在构建平台102上方在不同移位位置的多次通过，以在单个或同一粉末层上沉积液体剂。更具体地，移位模块指令可执行以控制传送机140以使打印杆114横跨平台102来回扫描以在多次通过中在粉末层上施加液体剂。指令可进一步控制机动化打印杆移位臂142以使打印杆在基本正交于打印杆114的扫描方向的方向上移位。指令还可控制打印数据以调节液体剂在各个喷嘴和/或喷嘴排中的分布。例如，由于在打印杆通过之间使打印杆114和/或构件平台102移位至不同位置使得一个以上的喷嘴能够在构建平台102的区域上方打印，控制待被沉积在该区域上方的液体剂的颜色、类型和/或加载量的打印数据可相应地转移至不同喷嘴和/或喷嘴排以与移位的方向对应。例如，使打印杆114沿+Y方向移位(例如参见图4a的描述)可导致打印数据转移至打印杆114上的沿-Y方向的喷嘴或喷嘴排。打印杆114的移位可在不同时间发生，诸如第一次通过之前或之后，第二次通过之前或之后等。在一些示例中，代替使打印杆114移位，移位模块指令可控制构建平台102的移位。由此，移位模块指令可控制机动化平台移位臂144以使构建平台102沿基本正交于打印杆114的扫描方向的方向移位。

图4a示出具有打印杆移位的多次通过3D打印的示例。图4a示出在打印杆114在平台102上方多次通过以在3D物体146的粉末层上沉积液体剂期间的示例构建平台102的若干俯视图。图4a中的打印杆114被示出为透明的以例示在打印杆114的底侧上排列的打印头块117的布置。在图4a的视图(a)中，打印杆114开始于平台102的右侧，关于例示的XY坐标平面148处于第一Y坐标移位位置中。在第一次通过中，打印杆114在构建平台102上方沿第一方向150从平台102的右侧向左侧扫描(即沿-X方向)，以在3D物体146的层上打印液体剂。如图4a的视图(a)所示，在一些示例中打印缺陷152可由于打印杆114上的一个或多个有缺陷的喷嘴而发生。打印缺陷152被例示为白线以指示构建平台102或粉末层的未被液体剂打印上的区域。

如图4a的视图(b)所示，当打印杆114完成其在构建平台102上方的第一次通过时，打印系统100使打印杆114沿+Y方向移位以准备在平台102上方的第二次通过。在一些示例中，系统可使打印杆114沿-Y方向移位。在任何情况中，打印杆114的移位方向154包括基本正交于打印杆114的扫描或打印方向的移动的第二方向154。打印杆114沿第二方向154移位使打印杆114移动至第二Y坐标移位位置(即在XY坐标平面148中)以准备在平台102上方第二次通过。

在一些示例中，沿Y方向的打印杆移动的移位偏移量或距离可为大约打印头模117的长度的一半至打印头模117的一个全长。其它移位距离也是可能的。大体上，移位偏移距离可为使喷嘴在3D物体146上移动足够远使得第一次通过时因缺陷喷嘴的打印缺陷可在后续通过时被纠正的最小距离，并且这样来自后续通过的缺陷将更不明显。如以下关于图6描述的，限定变化的移位方向和距离以及变化的多次打印杆通过图案的不同移位方案可通过来自移位模块136的可执行指令来实施和控制。

如图4a的视图(c)所示，在打印杆114沿(+)Y方向移位至第二移位位置之后，打印杆114然后在构建平台102上方沿第三方向扫描以在第二次通过中在3D物体的同一层上沉积液体剂。第三方向156与第一方向150相反。如由视图(c)中的物体146所示，第一次通过时因缺陷喷嘴的打印缺陷152通过使已施加液体剂的喷嘴工作至构建平台102的在第一次通过中未被打印上的区域而已被解决。在一些示例中，打印杆114可随后沿-Y方向移位回到第一Y坐标位置(即起始位置)以准备在增加至3D物体146的另一粉末层上打印。替代地，该过程可在3D物体146的同一层上重复多次，其中对于每次通过打印杆114被移位至不同的正交偏移。

在一些示例中，并非使打印杆114移位，相反打印系统100可使构建平台102沿正(+)或负(-)Y方向移位。图4b示出具有构建平台移位的多次通过3D打印的示例。图4b示出在打印杆114在平台102上方多次通过以在3D物体146的粉末层上沉积液体剂期间的示例构建平台102的若干俯视图。图4b中的打印杆114被示出为透明的以例示在打印杆114的底侧上排列的打印头块117的布置。在图4b的视图(a)中，打印杆114开始于平台102的右侧，其中构建平台102关于例示的XY坐标平面148处于第一Y坐标移位位置中。

在第一次通过中，打印杆114在构建平台102上方沿第一方向158从平台102的右侧向左侧扫描(即沿-X方向)，以在3D物体146的层上打印液体剂。如图4b的视图(a)所示，在一些示例中打印缺陷152可由于打印杆114上的一个或多个有缺陷的喷嘴而发生。打印缺陷152被例示为白线以指示构建平台102或粉末层的未被液体剂打印上的区域。

如图4b的视图(b)所示，当打印杆114完成其在构建平台102上方的第一次通过时，打印系统100使构建平台102沿负-Y方向移位以准备打印杆114在平台102上方的第二次通过。在一些示例中，系统可使平台102沿正+Y方向移位。平台移位方向160基本正交于打印杆114的扫描或打印方向。构建平台102移位使平台102移动至第二Y坐标移位位置以准备打印杆114在平台102上方第二次通过。

在使构建平台102移位时使用的移位偏移量可类似于在使打印杆114移位时使用的移位偏移量。如上所述，在一些示例中移位偏移量可为大约打印头模117的长度的一半至打印头模117的一个全长，其它偏移值是可能的。移位构建平台102使3D物体146关于打印杆114上的喷嘴偏移使得不同的喷嘴将被定位以覆盖可能是第一次通过时因缺陷喷嘴导致的打印缺陷的区域。

如图4b的视图(c)所示，在构建平台102沿-Y方向移位至第二移位位置之后，打印杆114然后在构建平台102上沿与第一方向158相反的方向162方往回扫描以在第二次通过中在3D物体的同一层上沉积液体剂。如由视图(c)中的物体146所示，第一次通过时因缺陷喷嘴的打印缺陷152通过使已施加液体剂的喷嘴工作至构建平台102的在第一次通过中未被打印上的区域而已被解决。在一些示例中，构建平台102可随后沿+Y方向移位回到第一Y坐标位置(即起始位置)以准备在增加至3D物体146的另一粉末层上打印。替代地，该过程可在3D物体146的同一层上重复多次，其中对于每次通过构建平台102被移位至不同的正交偏移。

如上所述，在一些示例中，单次通过移位可在每层单次通过后在打印头在粉末层之间被移位的情况下实施。图5示出3D物体的若干层的示例以阐明单次通过移位的效果。在图5的部分(a)中，每层n，n+1，n+2已利用打印杆114的单次通过被打印，但未在层之间移位。图5中的三层n，n+1和n+2的每层示出一个或多个缺陷喷嘴未能在层上打印的缺失区域170(例示为170a，170b，170c)。在图5的部分(a)中清楚的是，缺失区域170如何由于没用移位而被排成一行。在图5的部分(b)中，打印杆114已在每层之间移位距离172。图5的部分(b)中的缺失区域170通过移位距离172水平分离。虽然层n+2中的缺失区域170c显示为空，缺失区域170b被变深，表明其已通过上方的层n+2的熔合并通过来自层n的热传导而被部分或完全熔合。此外，层n中的缺失区域170a已通过正上方层n+1的熔合而被部分或完全熔合。如果在层之间实施移位，则利用单次通过打印的物体将具有更大的强度。这是因为由于喷嘴缺陷未被打印的区域可由于施加于下一层的能量或从上一层传导的热量而被部分或完全熔合。

如上所述，来自移位模块136的可执行指令可控制由打印设备100的各种不同移位方案的实施方式。不同移位方案可限定打印杆114和/或构建平台102的变化的移位方向和移位偏移量，以及由打印杆114在平台102上方进行的多次通过的数目和方向。图6a和6b示出可适于3D打印系统100中的多次通过3D打印和移位的不同的多次通过移位方案的一些示例。方案将关于使打印杆114移位而非关于使构建平台102移位来描述。然而，当使平台102移位时所描述的方案可以与当使打印杆114移位时其相同或相似的方式应用。虽然例示并描述若干方案，应清楚的是许多其它移位方案在本文中是可能的且可预期的。

参见图6a和图6b，使用方向箭头例示多次通过方案(a)-(g)的若干示例，以指示打印杆114在3D打印系统100的构建平台102上方在XY坐标平面148内的XY移动。打印杆114的不同Y坐标移位位置，诸如第一移位位置和第二移位位置，使用带圈数字来例示。例如，带有数字一的圆圈指示第一移位位置，以此类推。每个方案指示将在3D物体的单个粉末层上打印或沉积液体剂的同时进行的多次打印杆通过和移位。打印杆114、构建平台102以及打印系统100在图6a和6b中未示出。

参见图6a，在示例多次通过移位方案(a)中，3D物体的第一粉末层可通过在第一次通过中使打印杆在第一移位位置(圆圈数字1)中开始，并沿-X方向在构建平台上方扫描而被打印。+Y方向上的第一移位然后可使打印杆移动到第二移位位置(圆圈数字2)，随后使打印杆沿+X方向在构建平台上方往回扫描。-Y方向上的第二移位可于是使打印杆返回到第一移位位置。在替代方案(b)中，第一移位方向和第二移位方向可被颠倒。对于3D物体的后续粉末层，可重复这些方案。

在示例多次通过移位方案(c)中，3D物体的第一粉末层可通过在第一次通过中使打印杆在第一移位位置(圆圈数字1)中起始，并沿-X方向在构建平台上方扫描而被打印。在+Y方向上的第一次移位于是可使打印杆移动到第二移位位置(圆圈数字2)中，随后使打印杆沿+X方向在构建平台上方往回扫描。下一粉末层然后可被施加于3D物体，并且多次通过移位方案(c)可以替代方式继续。例如，对于下一粉末层，打印杆可在其离开第一粉末层的情况下在第二移位位置中开始。在下一粉末层上方的第一次通过于是将沿-X方向，随后沿-Y方向移位回到第一移位位置并且沿+X方向第二次通过。替代地，对于下一粉末层，在沿-X方向的第一次通过之前沿-Y方向的返回移位可使打印杆返回到第一移位位置。

在示例多次通过移位方案(d)中，3D物体的第一粉末层可通过在第一次通过中使打印杆在第一移位位置(圆圈数字1)中起始，并沿-X方向在构建平台上方扫描而被打印。沿-Y方向的第一次移位然后可使打印杆移动到第二移位位置(圆圈数字2)，随后沿+X方向第二次通过。再次沿-Y方向的第二移位可于是使打印杆移动到第三移位位置(圆圈数字3)，随后沿-X方向第三次通过。然后进行沿+X方向的返回通过以使打印杆返回到构建平台的起始侧。下一粉末层可于是被施加到3D物体，并且多次通过移位方案(d)可以替代方式继续。例如，对于下一粉末层，打印杆可以在其离开第一粉末层的情况下在第三移位位置中开始。在下一粉末层上方的第一次通过于是将沿-X方向，随后沿+Y方向移位回到第二移位位置并且沿+X方向第二次通过，以此类推。替代地，对于下一粉末层，在沿-X方向第一次扫描之前，沿+Y方向的返回移位可使打印杆返回到第一移位位置。虽然对于下一粉末层描述了一个示例方案，用于下一粉末层和随后的粉末层的其它方案在此是可能的并且是可预期的。

现在参见图6b，在示例多次通过移位方案(e)中，在构建平台上的第一粉末层(n)上方进行四次通过，同时在每次通过后使打印杆沿-Y方向移位。在四次通过完成后，下一粉末层(n+1)被施加到平台并且再次在平台上方进行四次通过。在n+1粉末层上方的第一次通过在最后一次通过第一粉末层上方结束所在的位置4中开始。在n+1层上方的四次通过和移位以与第一层n上方的四次通过和移位正相反的方向进行。如上所述，其它示例方案是可能的且可预期的。例如，在开始n+1粉末层上方的第一次通过之前，打印杆可以沿+Y方向移位回到位置1。图6b的方案(f)和(g)例示如以上关于图5描述的单次通过的示例。

图7和8是示出打印三维(3D)物体的示例方法700和800的流程图。方法700和800与以上关于图1-6讨论的示例相关联，并且方法700和800中示出的操作的细节可在这种示例的相关讨论中找到。方法700和800的操作可体现为存储在诸如图1所示的存储器132之类的非暂时性机器可读(例如计算机/处理器可读)介质上的编程指令。在一些示例中，实施方法700和800的操作可通过诸如图1的处理器130之类的处理器阅读并执行存储器132中存储的编程指令来实现。在一些示例中，实施方法700和800的操作可单独使用ASIC和/或其它硬件部件或与由处理器130可执行的编程指令结合来实现。

方法700和800可包括一个以上的实施方式，并且方法700和800的不同实施方式可不采用图7和8的各流程图中存在的每个操作。因此，虽然方法700和800的操作在其各流程图内以特定顺序呈现，但其呈现顺序不旨在为对操作可实际实施的顺序的限制，或对是否所有操作可被实施的限制。例如，方法800的一个实施方式可通过执行数个初始操作而不执行一个或多个后续操作来实现，而方法800的另一实施方式可通过执行所有操作来实现。

现在参见图7的流程图，打印三维(3D)物体的示例方法700在方块702处以使打印杆在3D打印机的构建平台上沿第一方向扫描以在构建粉末层上沉积液体剂开始。在一些示例中，方法可包括在构建平台上第一次沉积构建粉末层。如方块704中所示，方法可包括使打印杆沿基本正交于第一方向的第二方向移位。在一些示例中，移位可包括使构建平台(即，替代使打印杆移位，或除了使打印杆移位外)沿基本正交于第一方向的方向移位，如方块706处所示。在一些示例中，使打印杆移位可包括使打印杆从第一移位位置移动到第二移位位置，如方块708处所示。如方块710处所示，在一些示例中使打印杆移位可包括使打印杆移动打印杆上的一个打印头模的部分长度的距离，或打印杆上的一个打印头模的全部长度的距离。使打印杆移动一个打印头模的部分长度可包括使打印杆移动打印头模的一半的距离，如方块712处所示。在一些示例中，方法可包括在液体剂已被施加到粉末之后向平台上的构建粉末施加熔合能。方法700可如方块714处所示继续以通过使打印杆在构建平台上方沿与第一方向相反的第三方向往回扫描以在构建粉末层上沉积另外的液体剂。

如方块716处所示，在打印杆仍处于第二移位位置的情况下，打印杆可在构建平台上方沿第一方向扫描以在下一构建粉末层上沉积液体剂。如方块718和720处分别所示，方法然后可包括使打印杆沿与第二方向相反的第四方向移位以使打印杆移动回到第一移位位置，并使打印杆在构建平台上方沿第三方向往回扫描以在下一构建粉末层上沉积另外的液体剂。

现在参见图8的流程图，打印三维(3D)物体的示例方法800在方块802处以在3D打印机的构建平台上施加构建粉末层开始。方法800在方块804处继续以利用打印杆在平台上方的多次通过而在构建粉末上沉积液体剂。在第一次通过期间，打印杆可在打印杆和平台彼此处于第一相对位置的情况下在平台上方通过，如方块806处所示。在第一次通过后，打印杆和平台可相对彼此移位以使打印杆和平台彼此处于第二相对位置，如方块808处所示。在一些示例中，使打印杆和平台相对彼此移位可包括使打印杆移位同时使平台留在当前位置，如方块810处所示。在一些示例中，使打印杆和平台相对彼此移位可包括使平台移位同时使打印杆留在当前位置，如方块812处所示。

如方块814处所示，方法可继续以在第二次通过期间在打印杆和平台处于第二相对位置的情况下使打印杆在平台上方通过。下一构建粉末层然后可被施加到构建平台上，如方块816处所示。在打印杆和平台仍处于第二相对位置的情况下，打印杆可在平台上方通过以在下一构建粉末层上沉积液体剂，如方块818处所示。如方块820和822处分别所示，方法800还可包括使打印杆和平台相对彼此移位以使打印杆和平台彼此回到第一相对位置，并且在打印杆和平台处于第一相对位置的情况下，使打印杆在平台上方通过以在下一构建粉末层上沉积另外的液体剂。

Claims (15)

1.一种打印三维(3D)物体的方法，包括：

使打印杆在3D打印机的构建平台上方沿第一方向扫描以在构建粉末层上沉积液体剂；

使所述打印杆沿基本正交于所述第一方向的第二方向移位；

使所述打印杆在所述构建平台上方沿与所述第一方向相反的第三方向往回扫描以在所述构建粉末层上沉积另外的液体剂。

2.如权利要求1所述的方法，其中移位包括使所述构建平台沿基本正交于所述第一方向的方向移位。

3.如权利要求1所述的方法，其中使所述打印杆移位包括使所述打印杆从第一移位位置移动到第二移位位置，所述方法进一步包括：

在所述打印杆仍处于所述第二移位位置的情况下，使所述打印杆在所述构建平台上方沿所述第一方向扫描以在下一构建粉末层上沉积液体剂；

使所述打印杆沿与所述第二方向相反的第四方向移位以使所述打印杆移动回到所述第一移位位置；以及

使所述打印杆在所述构建平台上方沿所述第三方向扫描以在所述下一构建粉末层上沉积另外的液体剂。

4.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

在使所述打印杆沿所述第一方向扫描之前，在所述构建平台上形成所述构建粉末层；和

在使所述打印杆沿所述第三方向扫描之后，向构建粉末施加熔合能。

5.如权利要求3所述的方法，进一步包括：

在所述构建平台上形成所述下一构建粉末层；和

在所述下一构建粉末层上沉积所述另外的液体剂之后，向所述下一构建粉末层施加熔合能。

6.如权利要求1所述的方法，其中使所述打印杆移位包括使所述打印杆从第一移位位置移动到第二移位位置，所述方法进一步包括：

使所述打印杆沿与所述第二方向相反的第四方向移位以使所述打印杆移动回到所述第一移位位置；

使所述打印杆在所述构建平台上方沿所述第一方向扫描以在下一构建粉末层上沉积液体剂；

使所述打印杆沿所述第二方向移位以使所述打印杆移动到所述第二移位位置；和

使所述打印杆在所述构建平台上方沿所述第三方向往回扫描以在所述下一构建粉末层上沉积另外的液体剂。

7.如权利要求1所述的方法，其中使所述打印杆移位包括使所述打印杆移动从所述打印杆上的一个打印头模的部分长度的距离和所述打印杆上的一个打印头模的全部长度的距离构成的组选择的距离。

8.如权利要求7所述的方法，其中一个打印头模的部分长度包括打印头模的一半的长度。

9.一种非暂时性机器可读存储介质，其存储指令，该指令在由三维(3D)打印机的处理器执行时使所述3D打印机：

在3D打印机的构建平台上施加构建粉末层；

利用打印杆在所述平台上方的多次通过在粉末上沉积液体剂；

在第一次通过期间，在所述打印杆和所述平台彼此处于第一相对位置的情况下使所述打印杆在所述平台上方通过；

在第一次通过之后，使所述打印杆和所述平台相对彼此移位以使所述打印杆和所述平台彼此处于第二相对位置；以及

在第二次通过期间，在所述打印杆和所述平台处于所述第二相对位置的情况下使所述打印杆在所述平台上方通过。

10.如权利要求9所述的存储介质，其中使所述打印杆和所述平台相对彼此移位包括使所述打印杆移位同时使所述平台留在当前位置。

11.如权利要求9所述的存储介质，其中使所述打印杆和所述平台相对彼此移位包括使所述平台移位同时使所述打印杆留在当前位置。

12.如权利要求9所述的存储介质，其中所述指令进一步使所述3D打印机：

在所述构建平台上施加下一构建粉末层；

在所述打印杆和所述平台处于所述第二相对位置的情况下，使所述打印杆在所述平台上方通过以在所述下一构建粉末层上沉积液体剂；

使所述打印杆和所述平台相对彼此移位以使所述打印杆和所述平台彼此处于所述第一相对位置；以及

在所述打印杆和所述平台处于所述第一相对位置的情况下，使所述打印杆在所述平台上方通过以在所述下一构建粉末层上沉积另外的液体剂。

13.一种用于打印三维(3D)物体的设备，包括：

用于接收构建粉末的构建平台；

打印杆，用于在所述平台上方在多次通过中来回扫描同时在所述构建粉末上选择性地沉积液体剂；

第一机动化移位臂，该第一机动化移位臂被联接到所述打印杆，以在每次通过后使所述打印杆沿正交于扫描方向的方向移位。

14.如权利要求13所述的设备，进一步包括：

第二机动化移位臂，该第二机动化移位臂被联接到所述平台，以在每次通过后使所述平台沿正交于扫描方向的方向移位。

15.如权利要求13所述的设备，进一步包括：

控制器，用于控制所述机动化移位臂的移位偏移量和移位方向。