[发明专利]控制增材制造机器的辐照参数

说明书

一种增材制造三维物体的方法，该方法包括确定构建平面和/或分别对应于限定构建平面的粉末床的一个或多个区域的一个或多个物体层的多个扫描段，以及确定用于利用能量束辐照扫描段的辐照矢量。为各个扫描段确定的辐照矢量可以包括影线矢量和/或限定影线矢量的多个扫描矢量。影线矢量和/或限定影线矢量的扫描矢量可以远离构建平面上的法线点定向。该方法可以包括基于扫描段和/或用于辐照扫描段的辐照矢量向能量束系统输出辐照控制命令。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年9月17日提交的美国临时申请序列号63/079,545的优先权，其内容通过引用整体并入本文，如同逐字阐述一样。

技术领域

本公开大体涉及三维物体的增材制造以及与操作增材制造机器有关的系统和方法。

背景技术

用于执行粉末床熔融的增材制造机器通常具有能量束系统，该能量束系统被构造为跨构建平面选择性地扫描能量束以辐照粉末床的连续层。能量束使粉末床的选择性辐照部分和/或增材制造的物体的底层熔化和/或烧结，从而随着连续层选择性地彼此熔化和/或烧结而形成三维物体。

粉末床的熔化和/或烧结行为可取决于一个或多个辐照参数，包括与能量束有关的束参数和/或与能量束跨粉末床扫描的方式有关的扫描参数。例如，粉末床的熔化和/或烧结行为可取决于能量束的强度分布和/或来自入射在构建平面上的能量束的束斑的功率密度分布。能量束的这种强度分布和/或束斑的这种功率密度分布可以取决于能量束的入射角和/或束斑相对于构建平面上的法线点的位置。此外，粉末床的熔化和/或烧结行为可取决于能量束的辐照矢量，包括例如辐照矢量相对于构建平面上的法线点和/或相对于先前辐照束路径的取向。熔化和/或烧结行为的差异可能会影响被增材制造的物体的质量，包括物体的物理特性。

因此，需要改进的增材制造系统和控制增材制造机器的辐照参数的方法。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：

图1示意性地描绘了示例性增材制造系统；

图2A和2B分别示意性地描绘了入射在构建平面上的能量束和构建平面上的对应束斑，表示垂直于构建平面的能量束；

图3A和3B分别示意性地描绘了入射在构建平面上的另一能量束和构建平面上的对应束斑，表示倾斜于构建平面的能量束；

图4A-4F示意性地描绘了跨构建平面的能量束的示例性扫描矢量；

图5A-5F示意性地描绘了对应于根据相应的多个扫描矢量应用于构建平面的多个影线的示例性影线矢量；

图5G示意性地描绘了对应于根据相应的一个或多个扫描矢量应用于构建平面的一个或多个轮廓的示例性轮廓矢量；

图6示意性地描绘了被分成多个扫描段的示例性构建平面；

图7示意性地描绘了被分成多个扫描段的另一个示例性构建平面；

图8A-8C示意性地描绘了分配给各个扫描段的示例性辐照矢量；

图9A和9B示意性地描绘了对应于物体层的示例性扫描段；

图10A-10H示意性地描绘了对应于物体层中的各个物体的示例性辐照矢量；

图11示意性地描绘了对应于随着距构建平面上的法线点的距离增加而具有增加的尺寸和/或椭圆度的束斑的辐照矢量；

图12示意性地描绘了示例性控制系统，其包括被构造为控制一个或多个辐照参数的辐照控制器；

图13A和13B示意性地描绘了包括辐照控制模型的示例性控制模块；