用于選擇性結合微粒材料的方法和裝置制造方法

用于選擇性結合微粒材料的方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種選擇性地結合微粒材料的方法和裝置，包括：（i）對部分床提供微粒材料的層（10）；（ii）提供輻射以燒結該層的材料的一部分；（iii）提供覆蓋微粒材料的在先層（包括材料的先前被燒結的部分）的微粒材料的另外的層；（iv）提供輻射以燒結覆蓋的另外的層中的材料的另外的部分并且以燒結所述另外的部分與在先層中的材料的先前被燒結的部分；（v）連續地重復框（iii）和（iv）以形成三維物體；且其中微粒材料的各層中的至少一些在燒結相應層的材料的一部分之前用加熱器（51）預熱，該加熱器被配置為相對于微粒材料并且接近微粒材料移動。
【專利說明】用于選擇性結合微粒材料的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明的實施方案涉及用于選擇性結合微粒材料的方法和裝置。
[0002]背景
[0003]快速原型被廣泛用于形成原型部件(component)，并且許多裝置和方法當前可用于進行快速原型。在一種方法中，計算機產生的部件的三維模型最初利用計算機輔助繪圖(CAD)軟件產生。然后將三維模型切成許多虛擬的層，且然后設備被用于由微粒材料形成層并且使層燒結以產生三維物體。
[0004]當形成三維物體時，微粒材料通常需要是相對涼的，以便流暢地流動并且可靠地且均勻地沉積在構造表面上。如果微粒材料在被沉積時過熱，則其將不充分地流動并且可引起構造故障或不良的零件品質(part quality)。然而，當被沉積時，如果粉末過涼，貝Ij其可引起先前層中的下面的燒結材料冷卻至一個溫度以下，在所述溫度下其將向上卷曲且因此阻止構造的進展。
[0005]因此，提供用于選擇性結合微粒材料的可選的方法和裝置將是期望的。
[0006]簡要概述
[0007]根據本發明的不同的、但不必是全部的實施方案，提供了選擇性結合微粒材料的方法，該方法包括:(i )對部分床提供微粒材料的層；(i i )提供輻射以燒結該層的材料的一部分；(iii)提供覆蓋微粒材料的在先層的微粒材料的另外的層，該微粒材料的在先層包括材料的先前被燒結的部分；(iv)提供輻射以燒結覆蓋的另外的層中的材料的另外的部分并且以燒結所述另外的部分與在先層中的材料的先前被燒結的部分；(V)連續地重復框(block) (iii)和(iv)以形成三維物體；且其中微粒材料的各層中的至少一些在燒結相應層的材料的一部分之前用加熱器預熱，該加熱器被配置為相對于微粒材料并且接近微粒材料移動。
[0008]加熱器可被配置為在IOOmm的微粒材料中移動。
[0009]加熱器可被布置為加熱微粒材料的各層中的至少一些以阻止微粒材料的至少一個下面層冷卻至其卷曲的溫度。
[0010]用于提供輻射的輻射源可包括界定橢圓構型的反射設備。
[0011]該方法還可包括測量微粒材料的溫度；以及利用所測得的溫度控制微粒材料的各層的預熱。
[0012]加熱器可發射一系列波長，所述一系列波長具有不同于用于提供引起燒結的輻射的輻射源的峰值波長的峰值波長。
[0013]微粒材料的各層可基本上僅僅通過加熱器來預熱。
[0014]方法還可包括確定材料的被燒結的部分的溫度以及利用所確定的溫度來控制提供到被燒結的部分的能量。
[0015]如果所確定的溫度小于閾值溫度，則可以增加提供到被燒結的部分的能量。
[0016]如果所確定的溫度大于閾值溫度，則可以減少提供到被燒結的部分的能量。
[0017]傳感器可被用于確定被燒結的部分的溫度。[0018]傳感器可以是紅外照相機、單個高溫計或高溫計陣列。
[0019]方法還可包括確定來自用于提供輻射的輻射源的輸出能量并且響應于所確定的輸出能量而控制輻射源的能量的輸出。
[0020]用于提供輻射的輻射源可以與加熱器不同。
[0021]預熱微粒材料的各層的加熱器可包括用于提供輻射的輻射源。
[0022]多個輻射源可被配置為提供輻射。
[0023]該多個輻射源中的至少一些可提供具有不同峰值波長的輻射。
[0024]一個或多個濾波器可被配置為過濾由該多個輻射源中的至少一些提供的輻射。
[0025]多個輻射源中的至少一些可以是單獨可控制的以對微粒材料提供輻射。
[0026]多個輻射源中的至少一些可形成加熱器。
[0027]支撐物可被配置為接收微粒材料，該支撐物包括相對于支撐物可移動的多個壁。
[0028]多個壁中的至少一些可包括用于加熱微粒材料的加熱器。
[0029]方法還可包括對待燒結的微粒材料提供材料以改變待燒結的微粒材料的性能。
[0030]方法還包括:改變框(ii)中所提供的輻射穿過層的選定的表面部分的吸收以燒結層的材料的一部分；以及改變框(iv)中所提供的輻射穿過另外的層的選定的表面部分的吸收以燒結覆蓋的另外的層中的材料的另外的部分并且以燒結所述另外的部分與在先層中的材料的先前被燒結的部分。
[0031]輻射吸收的變化可通過分別在該層和該另外的層的選定的表面部分之上提供一定量的輻射吸收劑材料而獲得。
[0032]微粒材料的各層可大體緊接在微粒材料的層被提供之后并且大體在輻射吸收劑材料被提供在層的選定的表面部分之上之前被預熱。
[0033]微粒材料的各層可在輻射吸收劑材料被提供在層的選定的表面部分之上之前通過加熱器預熱至少兩次。
[0034]輻射吸收劑材料可由印刷頭(print head)提供，該印刷頭包括用于控制輻射吸收劑材料的溫度的相關聯的熱控制設備。
[0035]紅外吸收顏料或染料被提供有輻射吸收劑材料。
[0036]輻射吸收劑材料可具有不同于黑色的顏色。
[0037]設備可包括殼體、用于提供第一輻射吸收劑材料的第一印刷頭、輥和第一輻射源。
[0038]第一印刷頭可定位于輥和第一輻射源之間。
[0039]設備還可包括第二輻射源，其定位為鄰近輥。
[0040]設備還可包括第二印刷頭，其用于提供第二輻射吸收劑材料。
[0041]方法還可包括測量預定區域的輻射吸收劑材料的輸出以及確定所測量的輸出是否落入預定范圍之內。
[0042]微粒材料可包括聚合物、陶瓷和金屬中的至少一種。
[0043]根據本發明的不同的、但不必是全部的實施方案，提供了非暫時性的、計算機可讀的存儲介質，其編碼有在由處理器執行時引起如前述段落的任一段中描述的方法的執行的指令。
[0044]根據本發明的不同的、但不必是全部的實施方案，提供了計算機程序，其在計算機上運行時執行前述段落的任一段的方法。[0045]根據本發明的不同的、但不必是全部的實施方案，提供了用于選擇性結合微粒材料的裝置，該裝置包括控制器，所述控制器被配置為:(i)控制對部分床提供微粒材料的層；(ii)控制輻射的提供以燒結該層的材料的一部分；(iii)控制覆蓋微粒材料的在先層的微粒材料的另外的層的提供，該微粒材料的在先層包括材料的先前被燒結的部分；(iv)控制輻射的提供以燒結覆蓋的另外的層中的材料的另外的部分并且以燒結所述另外的部分與在先層中的材料的先前被燒結的部分；(V)控制連續重復框(iii)和(iv)以形成三維物體；且其中微粒材料的各層中的至少一些在燒結相應層的材料的一部分之前用加熱器預熱，該加熱器被配置為相對于微粒材料并且接近微粒材料移動。
[0046]加熱器可被配置為在IOOmm的微粒材料中移動。
[0047]加熱器可被布置為加熱微粒材料的各層中的至少一些以阻止微粒材料的至少一個下面層冷卻至其卷曲的溫度。
[0048]裝置還可包括用于提供輻射的輻射源，輻射源包括界定橢圓構型的反射設備。
[0049]該裝置還可包括傳感器，其被配置為測量微粒材料的溫度；且控制器可被配置為利用所測得的溫度控制微粒材料的各層的預熱。
[0050]加熱器可被配置為發射一系列波長，所述一系列波長具有不同于用于提供輻射的輻射源的峰值波長的峰值波長。
[0051 ] 微粒材料的各層可基本上僅僅通過加熱器來預熱。
[0052]裝置還可包括被配置為確定材料的被燒結的部分的溫度的傳感器，并且控制器可被配置為利用所確定的溫度來控制提供到被燒結的部分的能量。
[0053]如果所確定的溫度小于閾值溫度，則可以增加提供到被燒結的部分的能量。
[0054]如果所確定的溫度大于閾值溫度，則可以減少提供到被燒結的部分的能量。
[0055]傳感器可以是紅外照相機、單個高溫計或高溫計陣列。
[0056]裝置還可包括被配置為確定來自用于提供輻射的輻射源的輸出能量的傳感器，并且控制器可被配置為響應于所確定的輸出能量而控制輻射源的能量的輸出。
[0057]裝置還可包括被配置為提供輻射的輻射源，該輻射源不同于加熱器。
[0058]預熱微粒材料的各層的加熱器可包括用于提供輻射的輻射源。
[0059]裝置還可包括被配置為提供輻射的多個輻射源。
[0060]該多個輻射源中的至少一些可提供具有不同峰值波長的輻射。
[0061]裝置還可包括一個或多個濾波器，其被配置為過濾由該多個輻射源中的至少一些提供的輻射。
[0062]多個輻射源中的至少一些可以是單獨可控制的以對微粒材料提供輻射。
[0063]多個輻射源中的至少一些可形成加熱器。
[0064]裝置還可包括支撐物，其被配置為接收微粒材料，該支撐物包括相對于支撐物可移動的多個壁。
[0065]多個壁中的至少一些可包括用于加熱微粒材料的加熱器。
[0066]控制器可被配置為控制對待燒結的微粒材料提供材料以改變待燒結的微粒材料的性能。
[0067]控制器可被配置為控制:改變框(ii)中所提供的輻射穿過層的選定的表面部分的吸收以燒結層的材料的一部分；以及改變框(iv)中所提供的輻射穿過另外的層的選定的表面部分的吸收以燒結覆蓋的另外的層中的材料的另外的部分并且以燒結所述另外的部分與在先層中的材料的先前被燒結的部分。
[0068]輻射吸收的變化可通過分別在該層和該另外的層的選定的表面部分之上提供一定量的輻射吸收劑材料而獲得。
[0069]微粒材料的各層可大體緊接在微粒材料的層被提供之后并且大體在輻射吸收劑材料被提供在層的選定的表面部分之上之前被預熱。
[0070]微粒材料的層可在輻射吸收劑材料被提供在層的選定的表面部分之上之前通過加熱器預熱至少兩次。
[0071]裝置還可包括印刷頭，其被配置為提供輻射吸收劑材料，該印刷頭包括用于控制輻射吸收劑材料的溫度的相關聯的熱控制設備。
[0072]紅外吸收顏料或染料被提供有輻射吸收劑材料。
[0073]輻射吸收劑材料可具有不同于黑色的顏色。
[0074]裝置還可包括如下設備，所述設備包括殼體、用于提供第一輻射吸收劑材料的第一印刷頭、棍和第一福射源。
[0075]第一印刷頭可定位于輥和第一輻射源之間。
[0076]設備還可包括第二輻射源，其定位為鄰近輥。
[0077]設備還可包括第二印刷頭，其用于提供第二輻射吸收劑材料。
[0078]裝置還可包括被配置為測量預定區域的輻射吸收劑材料的輸出的傳感器，并且控制器可被配置為確定所測量的輸出是否落入預定范圍之內。
[0079]微粒材料可包括聚合物、陶瓷和金屬中的至少一種。
[0080]簡要描述
[0081]為了更好地理解本發明的實施方案的不同的實例，現將僅通過實例對附圖做出參考，在附圖中:
[0082]圖1圖示了根據本發明的不同的實施方案的裝置的示意圖；
[0083]圖2圖示了微粒材料的層的表面部分的平面圖；
[0084]圖3圖示了根據本發明的不同的實施方案的另一種裝置的示意圖；
[0085]圖4圖示了根據本發明的不同的實施方案的另一種裝置的示意圖；
[0086]圖5圖示了根據本發明的不同的實施方案的另一種裝置的示意圖；
[0087]圖6a圖示了微粒材料的層的表面部分的平面圖；
[0088]圖6b是圖6a的微粒材料的層的側視圖；
[0089]圖7圖示了用于將被用于形成三維物體的微粒材料結合的裝置的示意圖；以及
[0090]圖8圖示了圖1的被用于結合不同類型的微粒材料的裝置；
[0091]圖9圖示了根據本發明的不同的實施方案的選擇性結合微粒材料的方法的流程圖；
[0092]圖10圖示了根據本發明的不同的實施方案的控制微粒材料的溫度的方法的流程圖；
[0093]圖11圖示了根據本發明的不同的實施方案的控制微粒材料的被燒結的部分的溫度的方法的流程圖；
[0094]圖12圖示了根據本發明的不同的實施方案的控制來自輻射源的輸出能量的方法的流程圖；
[0095]圖13圖示了根據本發明的不同的實施方案的測量輻射吸收劑材料的輸出的方法的流程圖；
[0096]圖14圖示了根據本發明的不同的實施方案的用于接收微粒材料的支撐物的示意圖；
[0097]圖15A、15B、15C和15D圖不了根據本發明的不同的實施方案的用于提供福射吸收劑材料的設備的示意性側視圖；
[0098]圖16A、16B、16C圖示了根據本發明的不同的實施方案的用于提供輻射吸收劑材料的設備的示意性平面圖；
[0099]圖17A和17B圖示了根據本發明的不同的實施方案的輻射源的示意性平面圖。
[0100]詳細描述
[0101]參照各圖，大體顯示了例如通過燒結來結合微粒材料的裝置11。裝置11包括控制器13，所述控制器13被配置為能夠將微粒材料的層10的表面部分暴露于輻射，例如，通過輻射源12提供的紅外輻射。控制器13還被布置為控制穿過表面部分的輻射吸收的變化。
[0102]控制器13的實施可單獨以硬件(例如，電路、處理器等)進行，以單獨的軟件(包括固件)進行某些方面或者可以是硬件和軟件(包括固件)的結合。控制器13可利用實現硬件功能的指令來實施 ，例如，通過利用通用或專用處理器O1中的可執行的計算機程序指令133來實施，所述可執行的計算機程序指令1?可存儲于將由這樣的處理器U1執行的計算機可讀存儲介質132 (磁盤、存儲器等)上。
[0103]處理器U1被配置為從存儲器132讀取和寫入存儲器132。處理器U1還可包括輸出界面和輸入界面，數據和/或命令經所述輸出界面由處理器O1輸出，數據和/或命令經所述輸入界面被輸入至處理器O1。
[0104]存儲器132存儲計算機程序133，所述計算機程序133包括當被載入處理器U1中時控制裝置11的操作的計算機程序指令。計算機程序指令133提供使裝置11能夠執行以下段落中所描述的方法以及圖9、10、11、12和13中所圖示的那些方法的邏輯和例程(routine)。處理器通過讀取存儲器132能夠載入和執行計算機程序133。
[0105]計算機程序133可經任何合適的傳送機構15達到裝置11。傳送機構15可以是，例如，非暫時性的、計算機可讀的存儲介質、計算機程序產品、存儲設備、記錄介質諸如光盤只讀存儲器(CD-ROM)或數字通用磁盤(DVD)、可觸摸地體現計算機程序133的制造制品。傳送機構可以是被配置為可靠地傳遞計算機程序133的信號。裝置11可將計算機程序133作為計算機數據信號傳播或傳輸。
[0106]雖然存儲器132被圖示為單個部件，但是其可作為一個或多個單獨的部件實施，其中的一些或全部可以是集成的/可移除的和/或可提供永久的/半永久的/動態的/緩存的存儲。
[0107]對‘計算機可讀存儲介質’、‘計算機程序產品’、‘可觸摸地體現計算機程序’等或‘控制器’、‘計算機’、‘處理器’等的提及應被理解為不僅包括具有不同的構造諸如單處理器/多處理器構造和連續(Von Neumann)/平行構造的計算機，而且包括專門電路諸如現場可編程門陣列(FPGA)、專用電路(ASIC)、信號處理設備和其它處理線路。對計算機程序、指令、代碼等的提及應被理解為包括用于可編程處理器或固件的軟件，諸如，例如，用于處理器的硬件設備是否指令的可編程內容，或用于固定函數設備、門陣列或可編程邏輯設備等的配置設置(configuration setting)。
[0108]如在本申請中所用的，術語‘線路’指以下方面的全部:
[0109](a)僅硬件的電路實施(諸如僅模擬線路和/或數字線路的實施)，以及
[0110](b)電路和軟件(和/或固件)的組合，諸如(如果適用):(i)處理器的組合或(ii)一起運行以使裝置諸如移動電話或服務器執行不同功能的處理器/軟件(包括數字信號處理器)、軟件和存儲器的部分，以及
[0111]Ce)電路，諸如需要軟件或固件來操作的微處理器或微處理器的一部分，即使軟件或固件并不物理地存在。
[0112]‘線路’的這一定義在本申請中(包括在任何權利要求中)適用于該術語的全部使用。作為另一個實例，如在本申請中所用的，術語“線路”還將覆蓋僅一個處理器(或多個處理器)或處理器的部分以及它的(它們的)附屬軟件和/固件的實施。術語“線路”還將覆蓋，例如并且如果適用于特定的要求的元件，基帶集成電路或用于移動電話的應用處理器集成電路或服務器、蜂窩網絡設備或其它網絡設備中的類似的集成電路。
[0113]圖1圖示了用于燒結微粒材料的裝置的第一實施方案，其中掩蓋物(obscurer) 14(即，掩蔽物)被提供用于選擇性地掩蓋由源12提供的在層10的表面部分上的輻射，以由此改變入射到層10的表面部分上的輻射的強度。掩蓋物14包括輻射傳輸基材16，諸如玻璃板，其含有變化量的輻射反射材料18，諸如氧化鋁。被沉積在基材上的材料18的量和圖案(pattern)可以改變以選擇性地改變入射到層10的表面部分上的輻射的強度，如在下文中將描述的。
[0114]還參照圖2，層10的表面部分被掩蓋物14合乎邏輯地分成許多區域，包括結合部分20，其被暴露于輻射以結合微粒材料，以及非結合部分22，其屏蔽輻射或至少部分地屏蔽輻射以防止微粒材料通過燒結而結合。非結合部分22的完全屏蔽不是必要的，條件是，傳輸到非結合部分22的輻射的強度是使得微粒材料不被加熱至其燒結溫度。在一些情況下，低強度輻射傳輸到非結合部分22上以加熱材料可能是期望的并且可導致最終部件的改進的精度。這是因為非結合部分22中的加熱材料降低結合部分20和非結合部分22中的材料之間的熱梯度。
[0115]結合部分20被掩蓋物14合乎邏輯地分成中心部分24和邊緣部分26，并且反射材料18被沉積在基材16上，使得在中心部分24上提供比在邊緣部分26上(在其之上可以不提供反射材料18)大的量的材料18。因此，穿過結合部分20的表面提供的輻射的強度從中心部分24處的最小值增加至邊緣部分26處(其中微粒材料的層10的表面完全被暴露于由輻射源12提供的輻射)的最大值。
[0116]反射材料的層示意性地圖示于圖1中。該圖中的層的厚度的變化實際上沒有圖示層的厚度的變化，而是圖示材料的量的變化。如果圖中的層是厚的，則實際上將存在大量的材料。
[0117]雖然結合部分20已被顯示為具有僅僅一個邊緣部分26，使得中心部分24位于結合部分20的中心處，但是應該認識到，結合部分20可以例如具有環形構型，使得中心部分24通過邊緣部分26束縛于兩側。此外，中心部分24位于微粒材料的層10的表面部分的中心處并不是必需的。[0118]控制器13被布置為控制電動機28，所述電動機28用于將掩蓋物16從掩蓋位置移動到非掩蓋位置，在所述掩蓋位置中，如圖1所示，掩蓋物16覆蓋層10，在所述非掩蓋位置中，掩蓋物16沒有覆蓋層10。控制器13還被布置為控制沉積設備，諸如印刷頭30，用于將反射材料18沉積在基材16上。控制器13控制通過頭30沉積到基材16的每個部分上的材料18的量。在圖1所示的實施方案中，頭30保持固定并且當電動機28使基材16移動經過頭30時將反射材料18沉積到基材16上。在可選的實施方案(未顯示)中，基材16可保持固定，覆蓋層10，并且電動機28可使印刷頭30在基材16之上移動以將反射材料18沉積在其上。
[0119]在所圖示的實施方案中，反射材料18在裝置操作過程中同時被印刷到基材16上。通過頭30印刷到基材16上的材料18的量可通過控制器13根據層10的表面溫度而改變。裝置11包括一個或多個傳感器31，用于測量裝置11的一個或多個特征。層10的表面溫度可通過傳感器31諸如溫度測量設備(例如，高溫計或熱成像照相機)來測量，并且表面溫度測量結果與控制器13實時通訊。擦拭布置(未顯示)可被提供用于從基材16除去反射材料
18,以便其可被重新使用。根據基材表面處的期望的福射強度分布(radiation intensityprofile),不同量的材料18可被沉積在基材16上。
[0120]可選地，反射材料18可在裝置操作之前被預先印刷在基材16上，并且該預先印刷的基材16或許多預先印刷的基材16可被使用，一個預先印刷的基材16用于微粒材料的每個層10。在這種情況下，利用高溫計測量表面溫度可以是不需要的。當存在生產大量的相同部件的需要時，多個預先印刷的基材16的使用是特別有利的，因為這減少了燒結材料的每個層且因此生產出原型部件所花費的時間，增加了可重復性并且導致生產部件的成本的降低。
[0121]還應注意，利用多個預先印刷的基材16，或者將不同量的反射材料18同時印刷到相同的基材16上，以及利用這些將材料的相同的層10在多個暴露步驟中暴露于不同輻射強度分布在本發明的范圍之內。
[0122]圖3圖示了用于結合微粒材料的裝置的第二實施方案，其中相應的元件被給出了相應的參考數字。除了代替將反射材料18沉積在基材16上以外，圖3的裝置類似于圖1中所示的裝置，利用印刷頭30將反射材料18直接沉積在微粒材料的層10的表面部分上。
[0123]在這一實施方案的裝置中，印刷頭30再次由控制器13控制，所述控制器13控制頭30穿過層10的表面的移動和反射材料18在層10上的沉積速率兩者。再次，層10的表面溫度的實時測量可利用溫度測量設備31例如高溫計P或熱成像照相機進行，溫度測量結果由控制器13用于確定被頭30印刷到層10的表面部分上的反射材料18的量。
[0124]反射材料的層示意性地圖示于圖3中。該圖中的層的厚度的變化實際上沒有圖示層的厚度的變化，而是圖示材料的量的變化。如果圖中的層是厚的，則實際上將存在大量的材料。
[0125]圖4圖示了用于結合微粒材料的裝置的第三實施方案，其類似于第一實施方案和第二實施方案，并且其中相應的元件被給出了相應的參考數字。在這個實施方案中，控制器13被布置為選擇性地重新定向由源12提供的輻射且由此改變入射穿過層10的表面部分的輻射強度。輻射的選擇性重新定向通過利用控制器13控制多個反射鏡34 (其形成數字反射鏡器件(DMD) 36)來實現。每個反射鏡34通過控制器可調節到操作位置或非操作位置，0的熱被轉移到下面的微粒材料，升高微粒5們的熔化溫度的溫度時，它們縮小(1164)廠降時，顆粒形成被結合的微粒材料的粘附
I表面部分上使微粒材料的輻射吸收性能能勺實施方案中，恒定量的輻射吸收劑材料50材料的一些層10或全部層10進行重復以的輻射吸收劑材料50的量能夠實現微粒材化。在存在較大量的輻射吸收劑材料50的
I。這使得較大量的熱傳遞到下面的微粒材速地結合。在存在較少的吸收劑材料50的I遞到下面的微粒材料，使其以較慢的速率
微粒材料被暴露于由輻射源12提供的輻射溫度的輻射的吸收。因此，在未提供輻射吸
050沉積在層10的表面部分上，并且印刷頭30的移動和通過頭30沉積的材料50的量通過控制器13來控制。再次，高溫計或熱成像照相機可被用于測量層10的表面溫度，被沉積的輻射吸收劑材料50的量通過控制器13根據溫度測量結果來改變。
[0135] 申請人:已理解，當微粒材料以緩慢的速率通過燒結結合時，被結合的材料具有良好的材料性能，例如，高強度，但是在邊緣部分26處具有差的清晰度(definition)。出現差的邊緣清晰度是因為，當微粒材料結合時存在某些收縮，這使得未結合的微粒材料從非結合部分22向結合部分20發生不需要的移動。另一方面，當微粒材料以快速的速率通過燒結結合時，被結合的材料具有差的材料性能，但是具有良好的邊緣清晰度，這是因為邊緣部分26中的微粒材料快速地結合并鎖定在適當的位置，從而使周圍的未結合的微粒材料的不需要的移動降到最低。
[0136]為了提供具有良好的材料性能和在邊緣部分26處的良好的清晰度的被結合的微粒材料的層10，因此期望使結合部分20中的微粒材料以緩慢的速率結合以提供良好的材料性能，并且使邊緣部分26處的微粒材料快速地結合以提供良好的邊緣清晰度。
[0137]可實現這點的一種方法是使用以上所描述的根據本發明的不同的實施方案的裝置，以在邊緣部分26處提供比在結合部分20的剩余部分之上大的輻射吸收。這可通過利用根據第一、第二或第三實施方案的裝置來改變入射到層10的選定的表面部分上的輻射的強度，或者通過穿過表面部分提供可變量的輻射吸收劑材料50來改變穿過選定的表面部分的輻射的吸收來實現。在所有以上情況中，在單一暴露步驟中輻射被提供于層10之上。
[0138]利用根據本發明的第四實施方案的裝置，類似的結果可通過在多個暴露步驟中在微粒材料的層10之上提供輻射來實現，如現在將要討論的。
[0139]根據第一方法，恒定的第一量的輻射吸收劑材料50被提供于結合部分20之上，且然后利用輻射源12將輻射提供于層10之上，以使結合部分20中的下面的微粒材料結合。輻射吸收劑材料50的第一量被選擇為相對低的量以便下面的微粒材料以緩慢的速率結合并且具有良好的材料性能。
[0140]在微粒材料被結合之后，另外的微粒材料在將要收縮的邊緣部分26處被添加到層10。然后，大于第一量的第二量的相同的輻射吸收劑材料50被提供于邊緣部分26之上，并且利用輻射源12將輻射再次提供于層10之上。材料的第二量被選擇為相對高的量以便下面的微粒材料以快速的速率發生結合。由于增加的量的輻射吸收劑材料50存在于邊緣部分26處，且因此下面的微粒材料快速結合，材料收縮被降到最低，從而提供在邊緣部分26處具有良好的清晰度的所產生的結合材料的層10。
[0141]根據第二方法，恒定的量的具有第一天然輻射吸收能力的第一輻射吸收劑材料50被提供于結合部分20之上，且利用輻射源12將輻射提供于層10之上，以使結合部分20中的下面的微粒材料結合。第一輻射吸收劑材料50被選擇為具有低的天然輻射吸收能力以便相對低的量的輻射被吸收并且以便下面的微粒材料以緩慢的速率結合并且具有良好的材料性能。
[0142]在微粒材料被結合之后，另外的微粒材料在將要收縮的邊緣部分26處被添加到層10。然后，具有第二天然輻射吸收能力的第二不同的輻射吸收劑材料50被提供于邊緣部分26之上，并且利用輻射源12將輻射再次提供于層10之上。第二輻射吸收劑材料被選擇為具有高的天然輻射吸收能力(其高于第一輻射吸收劑材料50的吸收能力)，以便高量的輻射被吸收并且以便邊緣部分26中的下面的微粒材料以快速的速率結合。
[0143]根據第三方法，能夠吸收第一波長或光譜范圍的輻射的第一輻射吸收劑材料50被提供于結合部分20之上，且然后利用輻射源12將第一波長或光譜范圍的輻射提供于層10之上，以使結合部分20中的下面的微粒材料結合。
[0144]在微粒材料被結合之后，另外的微粒材料在將要收縮的邊緣部分26處被添加到層10。然后，能夠吸收第二不同的波長或光譜范圍的輻射的第二輻射吸收劑材料50被提供于邊緣部分26之上，并且利用輻射源12將第二波長或光譜范圍的輻射提供于層10之上。
[0145]為了在結合部分20中提供期望的材料性能，第一波長或光譜范圍的輻射可被選擇為具有相對低的強度以便第一輻射吸收劑材料50以緩慢的速率被加熱，從而使下面的微粒材料以緩慢的速率結合。為了在邊緣部分26處提供良好的清晰度，第二波長或光譜范圍的輻射可被選擇為具有相對高的強度以便第二輻射吸收劑材料50被快速地加熱，從而使下面的微粒材料以快速的速率結合。
[0146]可選地，比第一輻射吸收劑材料50大的量的第二輻射吸收劑材料50可被提供，如以上參照第一方法所描述的，并且由輻射源12提供的第一波長和第二波長或光譜范圍的輻射被選擇為具有相同的強度。
[0147]作為另外的可選方案，第二輻射吸收劑材料50可被選擇為具有比第一輻射吸收劑材料50高的天然輻射吸收能力，如以上參照第二方法所描述的，并且由輻射源12提供的第一波長和第二波長或光譜范圍的輻射被選擇為具有相同的強度。
[0148]如果期望的話，第三方法可以被修改以便第一和第二輻射吸收劑材料50同時被施用到微粒材料的層的表面，并且第一波長和第二波長或光譜范圍的輻射在單獨的步驟中提供。
[0149]可能的是，以上描述的第一、第二和第三方法可被修改以便層10的邊緣部分26處的微粒材料首先以快速的速率結合以鎖定邊緣部分26，且然后使結合部分20的剩余部分中的微粒材料以緩慢的速率結合以提供期望的材料性能。
[0150]現在參照圖6a和圖6b，根據本發明的裝置允許微粒材料的層10的表面部分合乎邏輯地被分成節段32陣列。控制器13可獨立地控制每個節段32上的輻射吸收的量，并且位圖圖像可被用于指定在表面部分處應該被吸收的輻射的量。位圖圖像的每個節段32的灰度級是單獨可調節的，并且在裝置的第一和第二實施方案的情況下，根據位圖圖像，被沉積在基材16的每個節段上或層10的表面部分上的反射材料18的量是單獨可調節的，以在層10的表面部分之上提供任何期望的輻射強度分布。當第三實施方案的裝置被利用時，反射鏡34被調節以改變入射到陣列的每個節段32上的輻射的強度。當第四實施方案的裝置被使用時，根據位圖圖像，被沉積在層10的表面部分的每個節段上的輻射吸收劑材料50的量是單獨可調節的，以在層10的表面部分之上提供任何期望的輻射吸收分布。
[0151]在圖6a和圖6b所示的布置中，第一量的反射材料18通過印刷頭30被沉積在界定結合部分20的中心部分24的節段32上。相應地，小于最大強度的第一強度的輻射入射到位于這些節段32的下面的層10的表面部分上。輻射的第一強度足夠高以使微粒材料的溫度升高以使其結合。
[0152]反射材料18未提供于界定結合部分20的邊緣部分26的節段32上，從而允許最大強度的輻射達到位于這些節段32的下面的層10的表面部分。最大強度的輻射使得位于界定邊緣部分26的節段32的下面的微粒材料比中心部分24中的微粒材料更快速地結合。
[0153]比第一量大的第二量的反射材料18通過印刷頭30被沉積在界定非結合部分22的節段32上。足夠量的材料18被提供以阻止任何輻射傳輸到位于這些節段32的下面的層10的表面部分。因此，位于這些節段32的下面的微粒材料沒有結合。
[0154]雖然每個單獨的節段32上的輻射強度的變化已關于裝置的第二實施方案進行了描述，但是應理解，相同的效果可利用根據第一實施方案、根據第三實施方案或者根據第四實施方案的裝置來實現，在所述第一實施方案中反射材料18被印刷到基材16上，在所述第三實施方案中反射鏡34被用于改變入射到每個節段32上的輻射的強度，在所述第四實施方案中輻射吸收劑材料50被印刷到微粒材料的層10的表面部分上。
[0155]反射材料的層示意性地圖示于圖6b中。該圖中的層的厚度的變化實際上沒有圖示層的厚度的變化，而是圖示材料的量的變化。如果圖中的層是厚的，則實際上將存在大量的材料。
[0156]現在參照圖7，顯示了圖3的被用于形成三維物體38的裝置的示意圖。此外，以上提及的裝置的元件被給出了相應的參考數字。
[0157]裝置被用于通過結合微粒材料的多個層IOa至IOe形成三維物體38。一批微粒材料(例如，尼龍粉末)在供應罐40中提供，并且控制器13被布置為控制電動機M，所述電動機M可將微粒材料從罐40移動到構造設備42中，所述構造設備42包括豎直可移動的平臺44。平臺44的移動通過控制器13控制，使得平臺44在每個層10已形成之后在不連續的步驟中豎直向下移動。
[0158]首先，使平臺44在最上面的位置，控制器13驅動電動機M以在平臺44上提供微粒材料的第一層10a。然后，控制器13驅動印刷頭30以將期望圖案的反射材料18沉積在材料的層10的表面部分上。可選地，反射材料18可通過印刷頭30沉積在基材16上，如先前所描述的，或者入射到表面的強度可利用數字反射鏡控制。
[0159]然后，控制器13激活輻射源12以在如由反射材料18界定的層10的選定的表面部分之上提供輻射。如圖7所示的，變化強度的輻射被提供穿過結合部分20并且在該部分中的材料被結合。反射材料18阻止或至少大體上阻止輻射傳輸到非結合部分22 (其中材料不結合并且保持微粒形式)中的材料的表面部分。因此，變化量的反射材料18提供了穿過層10的結合部分20的可變強度的輻射。
[0160]在已經進行第一層IOa的結合部分20中的材料的結合之后，控制器13停用輻射源12并且將平臺44下降近似等于期望的層厚度的距離。然后，控制器13驅動電動機M以提供覆蓋第一層IOa (包括材料的先前結合的部分)的微粒材料的第二層10b。然后，控制器13驅動印刷頭30以將反射材料18沉積在第二層IOb的表面部分上。被沉積在第二層IOb的表面部分上的反射材料18的量和圖案可以是與第一層IOa上提供的反射材料18的量和圖案相同的，或者可以是不同的，例如響應于利用高溫計進行的設計或表面溫度測量結果。然后，控制器13激活輻射源12以提供穿過第二層IOb的表面部分的輻射，反射材料18提供穿過表面部分的可變強度的輻射。從而使得第二層IOb的結合部分20中的材料結合，并且還與第一層IOa中的材料的先前結合的部分結合。從而鄰近的層10a、10b被結合以形成粘附物體38的一部分。
[0161]控制器13繼續以這種方式操作以提供微粒材料的另外的層IOc至IOe并且使它們結合，直到完成物體38的形成。當粘附物體38形成之后，平臺44通過控制器13被升高以從設備42排出結合物體38和在物體38周圍的任何剩余的未結合的微粒材料。
[0162]此外，應理解，根據本發明的其它實施方案中的任一個的裝置可被用于形成三維物體38。
[0163]圖8圖示了使用圖1的裝置來結合不同的微粒材料Pl和P2，所述不同的微粒材料Pl和P2在層10中彼此鄰近定位。通過實例，材料Pl (例如，銅)可具有比材料P2 (例如，鋼)低的熔點，且因此可在較低溫度下通過燒結結合。材料P2的濃度(concentration)從右至左穿過過渡梯度區域19降低。材料Pl的濃度從左至右穿過過渡梯度區域19降低。
[0164]為了確保最佳的材料特性并且使材料Pl和P2之間的梯度區域19之上的熱應力降到最低，基材16可在覆蓋層10的材料Pl的部分上設置有高量的反射材料18，在覆蓋材料P2的部分上設置有低量的反射材料，并且梯度區域19之上設置有在圖中從左至右減小的量的反射材料。通過以這種方式改變輻射強度，材料Pl和P2利用固定強度的輻射源12被加熱至不同的溫度并且同時被結合以形成粘附層。
[0165]反射材料18的層示意性地圖示于圖8中。該圖中的層的厚度的變化實際上沒有圖示層的厚度的變化，而是圖示材料的量的變化。如果圖中的層是厚的，則實際上將存在大量的材料。
[0166]雖然裝置的第一實施方案已被描述用于結合不同的微粒材料Pl和P2，但是將容易理解的是，裝置的第二實施方案、裝置的第三實施方案或裝置的第四實施方案可以可選地被使用，在裝置的第二實施方案中反射材料18被直接印刷到層10的表面部分上，裝置的第三實施方案使用反射鏡34來選擇性地重新定向輻射，在裝置的第四實施方案中輻射吸收劑材料50被直接印刷到層10的表面部分上。
[0167]在以上描述的實施方案中的任一個中，可能期望的是將輻射吸收材料添加到微粒材料以增加輻射的吸收。例如，材料諸如炭黑可被用于此目的。
[0168]其它微粒材料諸如陶瓷填料粉末可被添加到微粒材料以改進所得到的部件的材料性能。
[0169]如果不同的輻射吸收劑材料被利用，例如，如以上參照圖5所描述的，則這些材料可具有不同的顏色以賦予所得到的部件期望的美學性能。例如，輻射吸收劑材料可具有不同于黑色的顏色。
[0170]圖9圖示了根據本發明的不同的實施方案的選擇性結合微粒材料的方法的流程圖。圖9中圖示的方法可通過任何裝置來實施，所述任何裝置被配置為經由燒結選擇性地結合微粒材料。例如，該方法可通過選擇性激光燒結裝置、選擇性抑制裝置、選擇性掩蔽裝置、利用輻射吸收劑材料的燒結裝置，并且通過圖1至圖8所圖示的不同的裝置11來實施。
[0171]在框52處，方法包括對支撐物(其還可被稱為部分床)提供微粒材料的層。接下來，在框54處，方法包括從輻射源提供輻射以燒結層的材料的一部分。輻射源可以是被配置為發射任何合適的波長的電磁波的任何合適的源。例如，輻射源可以是激光。
[0172]在框56處，方法包括提供覆蓋微粒材料的在先層(包括材料的先前被燒結的部分)的微粒材料的另外的層。然后，在框58處，方法包括提供輻射以燒結覆蓋的另外的層中的材料的另外的部分并且以燒結所述另外的部分與在先層中的材料的先前被燒結的部分。然后，該方法連續地重復框56和58以在框60中形成三維物體。[0173]應理解，在框52和54中，方法還可包括在提供微粒材料的各層之后提供輻射吸收劑材料、反射材料或反射掩蔽物。
[0174]對于微粒材料的各層中的至少一些，加熱器(諸如圖5中圖示的加熱器51)在裝置燒結相應層的材料的一部分之前預熱微粒材料。例如在框52和/或框54中，方法還可包括控制加熱器以預熱微粒材料的先前提供的層。
[0175]應理解，微粒材料的各層可大體緊接在微粒材料的層被提供之后并且在促使燒結微粒材料的輻射被提供在層的選定的表面部分之上之前被預熱。在一些實施方案中，微粒材料的各層可在促使燒結微粒材料的輻射被提供在層的選定的表面部分之上之前通過加熱器預熱至少兩次。
[0176]加熱器可以是任何輻射源并且可被配置為相對于微粒材料并且接近微粒材料移動。如果加熱器離微粒材料的距離小于100mm，則其可被認為是接近于微粒材料。這可包括加熱燈，其在部分床的表面之上的IOOmm或更小的高度處橫越微粒材料沉積設備下面的部分床表面。加熱器可以是與輻射源相同的設備或者可以是不同的設備。如果裝置包括用于提供微粒材料和/或反射材料或輻射吸收劑材料的設備，則加熱器可被容納在設備的殼體內且因此可隨設備移動。
[0177]在不同的實施方案中，加熱器可被配置為發射具有不同于用于提供輻射的輻射源(例如，圖1中所圖示的輻射源12)的峰值波長的峰值波長的一系列波長，并且微粒材料的各層可以大體上通過僅僅加熱器來預熱(即，其可以不通過輻射源來預熱)。
[0178]圖9所圖示的方法可提供某些優勢。例如，來自近端的加熱器的熱可被快速地轉移到沉積的微粒材料，使得下面的被燒結的材料較少可能冷卻至其將向上卷曲的溫度。同樣，來自近端的加熱器的熱可被有效地轉移到最近沉積的粉末并且可以不加熱機器的其它部分。近端的加熱器還將允許沉積的粉末達到其即將被快速燒結的溫度并且這可導致較快的整體制造工藝。
[0179]圖10圖示了根據本發明的不同的實施方案的控制微粒材料的溫度的方法的流程圖。圖10中圖示的方法可利用圖9中圖示的方法來進行。在框62處，方法包括測量微粒材料的溫度。例如，傳感器31中的一個或多個可包括用于測量微粒材料的溫度的紅外照相機、單個高溫計或高溫計陣列。在框64處，方法包括利用所測量的溫度控制微粒材料的各層的預熱。例如，控制器13可控制加熱器以增加或減少由加熱器提供的熱能。然后，方法可回到框62并且被重復進行。
[0180]圖10中圖示的方法可有利地幫助阻止下面的被燒結的材料冷卻至其將向上卷曲的溫度。
[0181]圖11圖示了根據本發明的不同的實施方案的控制微粒材料的被燒結的部分的溫度的方法的流程圖。圖11中圖示的方法可通過任何裝置來實施，所述任何裝置被配置為經由燒結選擇性地結合微粒材料。例如，該方法可通過選擇性激光燒結裝置、選擇性抑制裝置、選擇性掩蔽裝置、利用輻射吸收劑材料的燒結裝置，并且通過圖1至圖8所圖示的不同的裝置11來實施。圖11中圖示的方法可利用圖9和圖10中圖示的方法進行或者可獨立于圖9和圖10中圖示的方法進行。
[0182]在框66處，方法包括確定微粒材料的被燒結的部分的溫度。例如，傳感器31中的一個或多個(例如，紅外照相機、單個高溫計或高溫計陣列)可測量和確定微粒材料的被燒結的部分的溫度。
[0183]在框68處，方法包括利用所確定的溫度控制被提供至被燒結的部分的能量。例如，如果所確定的溫度小于閾值溫度，則控制器13控制輻射源以便增加被提供至被燒結的部分的能量。通過另一個實例，如果所確定的溫度大于閾值溫度，則控制器13控制輻射源以便減少被提供至被燒結的部分的能量。然后，方法可回到框66并且被重復進行。
[0184]熱成像照相機可記錄在發生燒結(B卩，激光在激光燒結中已掃描或者輻射吸收劑材料已被印刷并且燈功率被施加)的特定位置中產生的溫度。利用給定的層的2D曲線(profile)的信息，記錄僅僅粉末床的燒結區域中的溫度將是可能的。如果這些區域中記錄的峰值溫度太低，則可(例如，經由音響警報)提供可能存在部分由于不充分加熱而導致的弱點的警告。并且，裝置可例如通過增加部分床設置溫度或被施加的燒結能量來增加更多的能量。類似地，如果從這些區域記錄的峰值溫度過高，則可提供部分可在太多的熱能下被弱分解的警告。并且，裝置可例如通過降低部分床設置溫度或減少被施加的燒結能量來減少能量。
[0185]燒結區域的熱監測能夠確定部分性能(其中研究確定燒結區域中達到所需的或期望的部分性能所需的最低溫度)。這可通過比較當前層的2D曲線(例如，位圖圖像)與相同區域中的紅外照相機的輸出來進行。因此，這個工藝確保部分達到最低溫度并且部分將達到期望的機械性能。如果印刷圖像的一個區域的溫度過低，則置頂式加熱器可增加該區域中的溫度，或者燒結能源(例如燈或激光)可輸出更多的能量，或者包括輻射吸收劑材料的更多的油墨可被印刷在該區域中。
[0186]圖11中圖示的方法可提供優勢，在于其能夠降低被提供到部分床的能量。降低被提供到部分床的能量可帶來多種優勢。例如，其可幫助確保未燒結的粉末不過于強烈地“結塊”且因此易于在構造完成后與燒結材料(即，部分或多個部分)分離。如果燒結區域的溫度過高(再次通過研究證實)，則能量輸入(燒結能源、置頂式加熱器、加熱燈、輻射吸收劑材料的體積)可被減少以降低粉末床硬度和/或功率使用。通過增加或減少燒結能量(例如，激光燒結中通過激光供應或通過增加輻射吸收劑材料的體積供應的能量)來響應于測量的溫度，增加在某些位置供應的能量并且同時降低單一層中的其它位置中供應的能量是可能的。
[0187]如果使用單個高溫計或高溫計陣列代替紅外照相機，則裝置11的成本可被有利地降低。高溫計可針對部分床中的不同的材料被校準。
[0188]圖12圖示了根據本發明的不同的實施方案的控制來自輻射源的輸出能量的方法的流程圖。圖12中圖示的方法可通過任何裝置來實施，所述任何裝置被配置為經由燒結選擇性地結合微粒材料。例如，該方法可通過選擇性激光燒結裝置、選擇性抑制裝置、選擇性掩蔽裝置、利用輻射吸收劑材料的燒結裝置，并且通過圖1至圖8所圖示的不同的裝置11來實施。圖12中圖示的方法可利用圖9和圖10和/或圖11中圖示的方法進行，或者可獨立于圖9、圖10和圖11中圖示的方法進行。
[0189]在框70中，方法包括確定輻射源的輸出能量。例如，一個或多個傳感器31可包括紅外測量傳感器，其定位于構造室內以測量在構造過程中紅外發射體12的輸出。傳感器31被配置為測量紅外發射體12的輸出的下降或其它變化。在框72處，方法包括響應于所確定的輸出能量控制輻射源12的輸出能量。因此，輻射源的輸出可被調節為當前構造中所需要的水平。在沿著輻射源12的長度的任何點處供應的功率存在下降的情況下可利用多個傳感器31。然后，方法可回到框70并且被重復進行。
[0190]圖13圖示了根據本發明的不同的實施方案的測量輻射吸收劑材料的輸出的方法的流程圖。圖13中圖示的方法可被用于利用輻射吸收劑材料燒結微粒材料的任何裝置中。圖13中圖示的方法可利用圖9和圖10和/或圖11和/或圖12中圖示的方法進行，或者可獨立于圖9、圖10、圖11和圖12中圖示的方法進行。
[0191]在框74處，方法包括測量輻射吸收劑材料在預定區域上的輸出。例如，控制器13可通過測量(由傳感器31中的一個檢測的)存儲的輻射吸收劑材料的體積的改變來測量輻射吸收劑材料的輸出。
[0192]在框76處，方法包括確定所測量的輻射吸收劑材料的輸出是否落入預定范圍內。例如，裝置11可對輻射吸收劑材料(雖然是固定的)提供具有已知數目的像素的圖像且因此提供已知量的油墨(例如，如果I像素=80皮升，則1.25.1O9像素=0.1升油墨)。然后控制器13可確定所使用的輻射吸收劑材料的量是否在計算量的預定范圍內。如果所使用的輻射吸收劑材料的量超過預定范圍之外，則控制器13可控制警告器以警告用戶。另外，如果所使用的輻射吸收劑材料的量超過預定范圍之外，則控制器13可改變隨后應用的輻射吸收劑材料的量，使得隨后供應的輻射吸收劑材料的量在預定范圍內。
[0193]圖13中圖示的方法提供優勢，在于其能夠使相對一致體積的輻射吸收劑材料被應用，因為用戶被通知裝置11在提供輻射吸收劑材料時是否變得不一致。
[0194]圖14圖示了根據本發明的不同的實施方案的用于接收微粒材料的支撐物78的示意性平面圖。支撐物78 (其也可被稱為部分床)界定用于接收待燒結的微粒材料的容器(例如，待燒結的微粒材料可從置頂式進料斗被沉積或者可經由微粒材料的側面容器滾動到支撐物78)。支撐物78包括多個壁80，所述多個壁80是相對于支撐物78可移動的并且在支撐物78內。壁80中的一些或全部包括一個或多個加熱器82，用于加熱支撐物78上的微粒材料。可由控制器13響應于測量支撐物78上的微粒材料的溫度的多個傳感器來控制加熱器82。
[0195]應理解，雖然在圖14中多個壁80被豎直地布置，但是在其它實施方案中多個壁80可具有不同的定向。
[0196]支撐物78提供優勢，在于多個壁80能夠使大的部分床分割成一系列可熱控制的、較小的部分床。內部的部分床的壁80能夠被移動到不同的位置以產生不同大小的部分床。當被移動時，內部的部分床的壁80鎖定在電源插座(未圖示)中以使壁中的加熱器82能夠被使用。支撐物78還可提供優勢，在于其能夠使不同的微粒材料在支撐物78的不同的節段中同時被處理。此外，支撐物78的使用可增加裝置11的生產量而不導致控制相對大的支撐物的熱挑戰。
[0197]圖15A、15B、15C和15D圖不了根據本發明的不同的實施方案的用于提供福射吸收劑材料的設備84的示意性側視圖。設備84可用于使用輻射吸收劑材料來燒結微粒材料的任何燒結裝置中。
[0198]參照圖15A，設備84包括第一輥86、第一印刷頭88、第一輻射源90和殼體92，在所述殼體92中至少部分地容納和/或連接第一輥86、第一印刷頭88和第一輻射源90。第一印刷頭88可定位于第一輥86和第一輻射源90之間。控制器13被配置為經由一個或多個電動機控制設備81相對于部分床上的沉積的微粒材料的位置和移動。
[0199]第一棍86被布置為將微粒材料分布于部分床上以便微粒材料形成大體水平的表面。第一印刷頭88被配置為提供第一輻射吸收劑材料并且可包括用于控制輻射吸收劑材料的溫度的相關聯的熱控制設備。第一輻射源90可以是任何合適的輻射源并且可被配置為用作以上關于圖9和圖10所描述的加熱器以及還用作提供用于燒結微粒材料的輻射的輻射源。在不同的實施方案中，第一輻射源90可包括反射設備93，所述反射設備93界定橢圓構型并且被配置為以期望的圖案反射來自第一輻射源90的輻射。
[0200]參照圖15B，設備842類似于圖15A中圖示的設備8七，并且在特征類似的情況下使用相同的參考數字。設備842與設備81的不同之處在于其還包括第二輻射源94，所述第二輻射源94在與第一印刷頭88相對的一側上定位為鄰近第一輥86。
[0201]在一些實施方案中，第一輻射源90被配置為提供用于燒結的輻射并且第二輻射源94被配置為用作加熱器并且預熱微粒材料。在其它實施方案中，第二輻射源94還可被配置為提供除預熱以外的用于燒結的輻射。在還另外的實施方案中，第一輻射源90和第二輻射源94均可被配置為用作加熱器并且預熱微粒材料。這使裝置11能夠對部分床上的微粒材料的溫度具有更大的控制。
[0202]參照圖15C，設備843類似于圖15B中圖示的設備842，并且在特征類似的情況下使用相同的參考數字。設備843與設備842的不同之處在于其還包括第二印刷頭96，所述第二印刷頭96被定位在第二輻射源94和第一輥86之間。第二印刷頭96可被配置為提供不同于第一輻射吸收劑材料的第二輻射吸收劑材料或者可被配置為也提供第一輻射吸收劑材料。
[0203]參照圖15D，設備844類似于圖15B中圖示的設備842，并且在特征類似的情況下使用相同的參考數字。設備844與設備842的不同之處在于其還包括第二輥98，所述第二輥98被定位在第一福射源90和第一印刷頭88之間。
[0204]設備843和844可提供優勢,在于當設備在其往外(outbound)和往內(inbound)行程上移動時它們能夠使輻射吸收劑材料被提供于微粒材料的層上(即，當在左側和右側行進時它們可提供輻射吸收劑材料)。具體地，設備844可以是有利的，在于其可允許在僅使用一個印刷頭的情況下使微粒材料沉積，然后立刻印刷，然后立刻從左至右和從右至左燒結。因為印刷頭是相對昂貴的，所以設備844可以是相對便宜的，因為其包括單個印刷頭。
[0205]設備84還可提供優勢，在于殼體92被布置為允許用戶交換部分(例如，第一輥86、第一印刷頭88、第一輻射源90、第二輻射源94、第二印刷頭96和第二輥98)，使得處理步驟的順序也可被改變。這可允許用戶根據不同的需要(諸如不同微粒材料的使用)靈活地調整該工藝。在殼體92中的各種布置中，部分的交換可通過提供固定裝置或固定部件的其它工具來實現。
[0206]圖16A、16B、16C圖示了根據本發明的不同的實施方案的用于提供輻射吸收劑材料的設備84的示意性平面圖。
[0207]參照圖16A，設備845類似于設備81，并且在特征類似的情況下使用相同的參考數字。設備845與設備81的不同之處在于第一印刷頭88包括平行于第一輥86延伸的多個印刷頭。多個印刷頭以兩個豎直列的形式被布置并且在每個列中的印刷頭中的至少一些之間提供間隙。第一輻射源90包括單一長形的燈，所述單一長形的燈平行于第一輥86定向。[0208]參照圖16B，設備846類似于設備845，并且在特征類似的情況下使用相同的參考數字。設備846與設備845的不同之處在于第一輻射源90包括兩盞長形的燈，所述兩盞長形的燈被布置為兩個豎直列并且相對于彼此偏移以便它們沿著僅僅它們的長度的一部分彼此重疊。燈可被布置為使得它們在每盞燈的末端的區域(其中發射的功率減小)中重疊，使得兩盞燈結合地提供比靠近其末端具有功率下降的單一燈甚至更多的功率發射。
[0209]參照圖16C，設備847類似于設備845和846，并且在特征類似的情況下使用相同的參考數字。設備847與設備845和846的不同之處在于第一輻射源90包括以兩個豎直列的形式布置的多盞長形的燈并且在每個列中的長形的燈中的至少一些之間提供空隙。
[0210]圖17A和17B圖示了根據本發明的不同的實施方案的輻射源12、90、94的示意性平面圖。輻射源可被用于任何燒結裝置中并且還可被用于圖15A、15B、15C、iro、16A、16B和16C中圖示的設備84中的任一個中。
[0211]參照圖17A，輻射源包括多個長形的電磁輻射發射體100，其被布置為使得它們彼此平行地定向并且沿著大致其全部長度彼此重疊。長形的電磁輻射發射體100中的一些或全部可通過控制器13獨立地控制并且可被用于預熱微粒材料和/或提供輻射以燒結微粒材料。
[0212]參照圖17B，輻射源包括多個電磁輻射發射體102，其以具有七列和三行的矩陣的形式被布置(應理解，在其它實施方案中輻射源可具有任何數量的列和行)。電磁輻射發射體102中的一些或全部可通過控制器13獨立地控制并且可被用于預熱微粒材料和/或提供輻射以燒結微粒材料。
[0213]圖17A和圖17B中圖示的輻射源可提供優勢，在于如果通過來自傳感器(諸如熱圖像照相機或多個熱測量設備諸如高溫計或熱電偶)的熱測量結果來控制，則它們可允許在部分床的不同區域中施加的燒結能量的單獨控制。
[0214]在不同的實施方案中，各種基于非激光的電磁福射(EMR)發射設備可用于福射源中。每個EMR設備可具有類似的或顯著不同的峰值光譜發射(即，它們可具有類似的或顯著不同的峰值波長)。基于光譜發射，每個EMR發射設備可被選擇為(直接地或間接地)燒結部分床中的不同的微粒材料或加熱加料裝置和部分床中的任何沉積材料/微粒材料。多個EMR發射設備可用于相同的裝置內。因此，超過一個設備的選擇能夠燒結和/或加熱超過一種類型的微粒材料/輻射吸收劑材料/沉積材料。
[0215]在不同的實施方案中，輻射源可包括一個或多個濾波器，其用于將EMR能量降低并集中于期望的光譜發射/能量密度。一系列長度的EMR發射體可被用于產生陣列(單線或多重線)，被單獨地控制以燒結或加熱粉末床內的具體區域或材料。
[0216]在燒結裝置內使用印刷設備能夠使輻射吸收劑材料選擇性地并且準確地沉積到部分床上。在該工藝中這種印刷設備的存在還能夠使其它輻射吸收劑材料或可選地待被沉積的其它材料沉積在印刷區域內。因此，這種印刷設備的使用能夠選擇性地、精確地沉積第二材料。
[0217]例如，第二印刷頭(如圖15C中)可被配置為沉積第二輻射吸收劑材料以燒結部分床中的不同的區域。
[0218]通過另一實例，第二印刷頭可被配置為沉積第二材料，所述第二材料不顯著地增強與部分層的燒結，而是改變印刷區域中的局部性能。這種材料可對被燒結的部分提供額外的性能諸如阻燃性、UV防護、部分的視覺顏色改變或經添加填料的機械性能的改進。對于阻燃性，阻燃劑的添加包括氯、溴和磷、氫氧化鋁、水合鎂、硫酸鹽和硼的化合物。對于UV防護，材料包括炭黑、金屬氧化物。對于填料，材料包括木粉、硅砂粉、粘土、粉末狀云母、纖維素的短纖維、玻璃、炭黑、石墨、滑石、金屬氧化物和石棉。對于著色劑，材料包括有機(染料)或無機(顏料)著色劑。這種方法的優勢在于其僅僅是形成將含有期望的被添加的材料的部分的材料，當與將這種添加劑添加到機器中的所有材料中比較時，這可節省金錢。這還意味著，標準微粒進料材料可被靈活地、逐個構造地改良，或者甚至逐步部分地改良，或者甚至在部分的分部中局部地改良。
[0219]在印刷頭被使用的實施方案中，這樣的額外的材料可能必須是納米級的，以能夠從印刷頭的孔口中射出。在這些實施方案中，額外的流體(溶劑、樹脂、顏料、染料、石油餾出物(烴類)、醇、油、增塑劑、蠟、感光引發劑)材料可與添加劑結合以制造能夠噴射的流體。這樣的支持流體/材料可被設計為當被印刷時保留在3D部分中，或者蒸發，在選定的位置中只留下期望的添加劑。蒸發可由于局部加熱而自然地發生或者通過暴露于加熱設備來促進。
[0220]在不同的實施方案中，額外的材料可利用可選的沉積設備諸如進料斗來添加，所述可選的沉積設備可通過控制器13來控制以穿過部分床移動，將材料沉積到部分的指定區域中。進料斗設備的使用使得能夠沉積較大大小(大于納米級)的材料并且還避免了任何額外的流體載體的需求。
[0221]本申請的發明人已確定，輻射吸收劑材料的視覺顏色對所制造的三維部分的所產生的機械性能是不重要的。因此，除炭黑以外的輻射吸收劑材料可被用于燒結工藝中且因此在裝置11上制造白色部分是可能的。有色部分(紅色、綠色、藍色)可通過將紅外吸收劑顏料與有色(例如，紅色、綠色和藍色)顏料或染料結合而制造于裝置11上。顏料可被提供于單獨的輻射吸收劑材料中，可被結合到相同的輻射吸收劑材料中，或者可以完全不在輻射吸收劑材料中。
[0222]有色的三維部分還可通過使用一系列有色的微粒材料來制造(因為微粒材料的視覺顏色未必顯著地增加微粒材料對紅外能量的吸收)。
[0223]圖9至圖13中圖示的框可代表方法中的步驟和/或計算機程序133中的代碼部分。框的特定順序的圖示未必暗示存在對框的要求的或優選的順序，并且框的順序和布置可以改變。此外，省略某些框是可能的。
[0224]雖然已在先前段落中參照不同的實例描述本發明的實施方案，但是應理解，在不偏離如所要求的本發明的范圍的情況下可對給出的實例做出修改。例如，雖然描述了紅外輻射的使用，但是除紅外以外的輻射可被使用，條件是該輻射能夠使微粒材料升高至其通過燒結而結合的溫度。輻射源可以是任何合適的類型，例如，LED、掃描激光或鹵素源。通過以上描述的實施方案結合的微粒材料可以是任何合適的材料，諸如金屬、陶瓷等。除電動機M以外的設備可被用于將微粒材料從供應罐40移動到結合設備42。結合設備42可以具有與所示的構型不同的構型。任何數目的不同類似的微粒材料可被提供于層10中。可選地，不同類型的微粒材料可被提供于相鄰層中。反射材料18可被沉積到基材16的下表面而不是上表面上，如所圖示的。不同的材料可被用來作反射材料18和基材16。任何合適的材料可被用來作輻射吸收劑材料50。例如，液體懸浮液和/或氣體(例如，二氧化碳)可被用于代替粉末材料。關于圖4所描述的數字反射鏡設備可被一系列衍射光學器件每層一個地代替。
[0225]當使用術語“燒結”時，應注意，其包括微粒材料的完全熔化。
[0226]除明確描述的組合以外，先前描述中描述的特征可被組合地使用。
[0227]雖然已參照某些特征描述了功能，但是這些功能可以是通過無論是否被描述的其它特征可完成的。
[0228]雖然已參照某些實施方案描述了特征，但是這些特征也可以存在于無論是否被描述的其它實施方案中。
[0229]雖然在前述說明書中努力引起對被認為是特別重要的本發明的那些特征的注意，但應理解，本 申請人:要求在上文中所提及和/或在附圖中所示的任何可以取得專利的特征或特征組合方面的保護，而無論是否特別強調這些特征。
【權利要求】
1.一種選擇性地結合微粒材料的方法，包括: (i)對部分床提供微粒材料的層； (ii)提供輻射以燒結所述層的所述材料的一部分； (iii)提供覆蓋微粒材料的在先層的微粒材料的另外的層，所述微粒材料的在先層包括材料的先前被燒結的部分； (iv)提供輻射以燒結覆蓋的另外的層中的所述材料的另外的部分并且以燒結所述另外的部分與所述在先層中的材料的所述先前被燒結的部分； (v)連續地重復框(iii)和(iv)以形成三維物體；且 其中微粒材料的所述層中的至少一些在燒結相應層的所述材料的一部分之前用加熱器預熱，所述加熱器被配置為相對于所述微粒材料并且接近所述微粒材料移動。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述加熱器被配置為在所述微粒材料的IOOmm之內移動。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中所述加熱器被布置為加熱微粒材料的所述層中的至少一些以阻止微粒材料的至少一個下面層冷卻至其卷曲的溫度。
4.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中用于提供輻射的輻射源包括反射設備，所述反射設備界定橢圓構型。
5.如前述權利要求中任一項所述的方法，還包括測量所述微粒材料的溫度；以及利用所測得的溫度控制微粒材料的所述層的預熱。
6.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述加熱器發射一系列波長，所述一系列波長具有不同于用于提供引起燒結的輻射的輻射源的峰值波長的峰值波長。
7.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中微粒材料的所述層基本上僅僅通過所述加熱器來預熱。
8.如前述權利要求中任一項所述的方法，還包括確定所述材料的被燒結的部分的溫度以及利用所確定的溫度來控制提供到所述被燒結的部分的能量。
9.如權利要求8所述的方法，其中如果所確定的溫度小于閾值溫度，則增加提供到所述被燒結的部分的能量。
10.如權利要求8或9所述的方法，其中如果所確定的溫度大于閾值溫度，則減少提供到所述被燒結的部分的能量。
11.如權利要求8至10中任一項所述的方法，其中傳感器被用于確定所述被燒結的部分的溫度。
12.如權利要求11所述的方法，其中所述傳感器是紅外照相機、單個高溫計或高溫計陣列。
13.如前述權利要求中任一項所述的方法，還包括確定來自用于提供輻射的輻射源的輸出能量并且響應于所確定的輸出能量而控制所述輻射源的能量的輸出。
14.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中用于提供輻射的輻射源與所述加熱器不同。
15.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中預熱微粒材料的所述層的所述加熱器包括用于提供輻射的輻射源。
16.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中多個輻射源被配置為提供輻射。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述多個輻射源中的至少一些提供具有不同的峰值波長的輻射。
18.如權利要求16或17所述的方法，其中一個或多個濾波器被配置為過濾由所述多個輻射源中的至少一些提供的輻射。
19.如權利要求16至18中任一項所述的方法，其中所述多個輻射源中的至少一些是獨立可控制的以對所述微粒材料提供輻射。
20.如權利要求16至19中任一項所述的方法，其中所述多個輻射源中的至少一些形成所述加熱器。
21.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中支撐物被配置為接收所述微粒材料，所述支撐物包括相對于所述支撐物可移動的多個壁。
22.如權利要求21所述的方法，其中所述多個壁中的至少一些包括用于加熱所述微粒材料的加熱器。
23.如前述權利要求中任一項所述的方法，還包括對待燒結的所述微粒材料提供材料以改變待燒結的所述微粒材料的性能。
24.如前述權利要求中任一項所述的方法，還包括: 改變框(ii)中所提供的輻射穿過所述層的選定的表面部分的吸收以燒結所述層的所述材料的一部分； 以及 改變框(iv)中所提供的輻射穿過所述另外的層的選定的表面部分的吸收以燒結所述覆蓋的另外的層中的所述材料的另外的部分并且以燒結所述另外的部分與所述在先層中的材料的所述先前被燒結的部分。
25.如權利要求24所述的方法，其中輻射吸收的變化通過分別在所述層和所述另外的層的所述選定的表面部分之上提供一定量的輻射吸收劑材料而獲得。
26.如權利要求25所述的方法，其中微粒材料的所述層大體緊接在微粒材料的所述層被提供之后并且大體在所述輻射吸收劑材料被提供在所述層的所述選定的表面部分之上之前被預熱。
27.如權利要求25所述的方法，其中微粒材料的所述層在所述輻射吸收劑材料被提供在所述層的所述選定的表面部分之上之前通過所述加熱器預熱至少兩次。
28.如權利要求25至28中任一項所述的方法，其中所述輻射吸收材料由印刷頭提供，所述印刷頭包括用于控制所述輻射吸收劑材料的溫度的相關聯的熱控制設備。
29.如權利要求25至28中任一項所述的方法，其中紅外吸收顏料或染料被提供有所述輻射吸收劑材料。
30.如權利要求25至29中任一項所述的方法，其中所述輻射吸收劑材料具有不同于黑色的顏色。
31.如權利要求25至30中任一項所述的方法，其中設備包括殼體、用于提供第一輻射吸收劑材料的第一印刷頭、輥和第一輻射源。
32.如權利要求31所述的方法，其中所述第一印刷頭被定位于所述輥和所述第一輻射源之間。
33.如權利要求31或32所述的方法，其中所述設備還包括第二輻射源，所述第二輻射源定位為鄰近所述輥。
34.如權利要求31至33中任一項所述的方法，其中所述設備還包括第二印刷頭，所述第二印刷頭用于提供第二輻射吸收劑材料。
35.如權利要求25至34中任一項所述的方法，還包括測量預定區域的輻射吸收劑材料的輸出以及確定所測量的輸出是否落入預定范圍之內。
36.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述微粒材料包括聚合物、陶瓷和金屬中的至少一種。
37.一種非暫時性的計算機可讀的存儲介質，其編碼有在由處理器執行時引起如權利要求I至36中任一項所述的方法的執行的指令。
38.一種計算機程序，當在計算機上運行時，所述計算機程序執行如權利要求1至36中任一項所述的方法。
39.一種用于選擇性地結合微粒材料的裝置，包括控制器，所述控制器被配置為: (i)控制對部分床提供微粒材料的層； (ii)控制輻射的提供以燒結所述層的所述材料的一部分； (iii)控制覆蓋微粒材料的在先層的微粒材料的另外的層的提供，所述微粒材料的在先層包括材料的先前被燒結的部分； (iv)控制輻射的提供以燒結覆蓋的另外的層中的所述材料的另外的部分并且以燒結所述另外的部分與所述在先層中的材料的所述先前被燒結的部分； (V)控制連續重復框(iii)和(iv)以形成三維物體；且 其中微粒材料的所述層中的至少一些在燒結相應層的所述材料的一部分之前用加熱器預熱，所述加熱器被配置為相對于所述微粒材料并且接近所述微粒材料移動。
40.如權利要求39所述的裝置，其中所述加熱器被配置為在所述微粒材料的IOOmm之內移動。
41.如權利要求39或40所述的裝置，其中所述加熱器被布置為加熱微粒材料的所述層中的至少一些以阻止微粒材料的至少一個下面層冷卻至其卷曲的溫度。
42.如權利要求39至41中任一項所述的裝置，還包括輻射源，所述輻射源用于提供輻射，所述輻射源包括反射設備，所述反射設備界定橢圓構型。
43.如權利要求39至42中任一項所述的裝置，還包括傳感器，所述傳感器被配置為測量所述微粒材料的溫度；并且所述控制器被配置為利用所測得的溫度控制微粒材料的所述層的預熱。
44.如權利要求39至43中任一項所述的裝置，其中所述加熱器被配置為發射一系列波長，所述一系列波長具有不同于用于提供輻射的輻射源的峰值波長的峰值波長。
45.如權利要求39至44中任一項所述的裝置，其中微粒材料的所述層基本上僅僅通過所述加熱器來預熱。
46.如權利要求39至45中任一項所述的裝置，還包括傳感器，所述傳感器被配置為確定所述材料的被燒結的部分的溫度，并且所述控制器被配置為利用所確定的溫度來控制提供到所述被燒結的部分的能量。
47.如權利要求46所述的裝置，其中如果所確定的溫度小于閾值溫度，則增加提供到所述被燒結的部分的能量。
48.如權利要求46或47所述的裝置，其中如果所確定的溫度大于閾值溫度，則減少提供到所述被燒結的部分的能量。
49.如權利要求46至48中任一項所述的裝置，其中所述傳感器是紅外照相機、單個高溫計或高溫計陣列。
50.如權利要求39至49中任一項所述的裝置，還包括傳感器，所述傳感器被配置為確定來自用于提供輻射的輻射源的輸出能量，并且所述控制器被配置為響應于所確定的輸出能量而控制所述輻射源的能量的輸出。
51.如權利要求39至50中任一項所述的裝置，還包括輻射源，所述輻射源被配置為提供輻射，所述輻射源不同于所述加熱器。
52.如權利要求39至51中任一項所述的裝置，其中預熱微粒材料的所述層的所述加熱器包括用于提供輻射的輻射源。
53.如權利要求39至52中任一項所述的裝置，還包括多個輻射源，所述多個輻射源被配置為提供輻射。
54.如權利要求53所述的裝置，其中所述多個輻射源中的至少一些提供具有不同的峰值波長的輻射。
55.如權利要求53或54所述的裝置，還包括一個或多個濾波器，所述一個或多個濾波器被配置為過濾由所述多個輻射源中的至少一些提供的輻射。
56.如權利要求53至55中任一項所述的裝置，其中所述多個輻射源中的至少一些是獨立可控制的以對所述微粒材料提供輻射。
57.如權利要求53至56中任一項所述的裝置，其中所述多個輻射源中的至少一些形成所述加熱器。
58.如權利要求39至57中任一項所述的裝置，還包括支撐物，所述支撐物被配置為接收所述微粒材料，所述支撐物包括相對于所述支撐物可移動的多個壁。
59.如權利要求58所述的裝置，其中所述多個壁中的至少一些包括用于加熱所述微粒材料的加熱器。
60.如權利要求39至59中任一項所述的裝置，其中所述控制器被配置為控制對待燒結的所述微粒材料提供材料以改變待燒結的所述微粒材料的性能。
61.如權利要求39至60中任一項所述的裝置，其中所述控制器被配置為控制: 改變框(ii)中所提供的輻射穿過所述層的選定的表面部分的吸收以燒結所述層的所述材料的一部分；以及 改變框(iv)中所提供的輻射穿過所述另外的層的選定的表面部分的吸收以燒結所述覆蓋的另外的層中的所述材料的另外的部分并且以燒結所述另外的部分與所述在先層中的材料的所述先前被燒結的部分。
62.如權利要求61所述的裝置，其中輻射吸收的變化通過分別在所述層和所述另外的層的所述選定的表面部分之上提供一定量的輻射吸收劑材料而獲得。
63.如權利要求62所述的裝置，其中微粒材料的所述層大體緊接在微粒材料的所述層被提供之后并且大體在所述輻射吸收劑材料被提供在所述層的所述選定的表面部分之上之前被預熱。
64.如權利要求62所述的裝置，其中微粒材料的所述層在所述輻射吸收劑材料被提供在所述層的所述選定的表面部分之上之前通過所述加熱器預熱至少兩次。
65.如權利要求62至64中任一項所述的裝置，還包括印刷頭，所述印刷頭被配置為提供所述輻射吸收劑材料，所述印刷頭包括用于控制所述輻射吸收劑材料的溫度的相關聯的熱控制設備。
66.如權利要求62至65中任一項所述的裝置，其中紅外吸收顏料或染料被提供有所述輻射吸收劑材料。
67.如權利要求62至66中任一項所述的裝置，其中所述輻射吸收劑材料具有不同于黑色的顏色。
68.如權利要求62至67中任一項所述的裝置，還包括一種設備，所述設備包括殼體、用于提供第一輻射吸收劑材料的第一印刷頭、輥和第一輻射源。
69.如權利要求68所述的裝置，其中所述第一印刷頭被定位于所述輥和所述第一輻射源之間。
70.如權利要求68或69所述的裝置，其中所述設備還包括第二輻射源，所述第二輻射源定位為鄰近所述輥。
71.如權利要求68至70中任一項所述的裝置，其中所述設備還包括第二印刷頭，所述第二印刷頭用于提供第二輻射吸收劑材料。
72.如權利要求62至71中任一項所述的裝置，還包括傳感器，所述傳感器被配置為測量預定區域的輻射吸收劑 材料的輸出，并且所述控制器被配置為確定所測量的輸出是否落入預定范圍之內。
73.如權利要求39至72中任一項所述的裝置，其中所述微粒材料包括聚合物、陶瓷和金屬中的至少一種。
74.一種大體上如以上參照附圖所描述的和/或如附圖中所示的方法。
75.一種大體上如以上參照附圖所描述的和/或如附圖中所示的裝置。
76.本文所公開的任何新穎的主題或包括新穎的主題的組合，不論是否在如前述權利要求中任一項所述的相同發明的范圍內或涉及如前述權利要求中任一項所述的相同發明。
【文檔編號】B22F3/105GK103842157SQ201280049005
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年8月1日 優先權日:2011年8月5日
【發明者】尼爾·霍普金森, 海倫·里安農·托馬斯 申請人:拉夫伯勒大學