用于选择性激光烧结的系统的制作方法

本发明总体上涉及一种增材制造系统和其使用方法，并且更具体地涉及一种通过增强的床温度监测来提供改进的工艺控制的增材制造系统。

背景技术：

选择性激光烧结(“ls”)是一种逐层增材制造技术，其中使用例如来自co2激光器的电磁辐射将粉末构建材料粘合在选定点，以创建具有所需三维形状的实体结构。构建材料可以包括塑料粉末、金属粉末(直接金属激光烧结)、陶瓷粉末或玻璃粉末。在一些技术、例如使用金属的技术中，使用称为选择性激光熔化(“lm”)的技术，其中将粉末熔化而不是烧结。

通常，使用已知的软件应用来制备有待由ls构造的物体的cad模型。cad模型分成多个层，以创建物体的构建体数据。构建体数据包括根据cad模型的多个截面图案。对于每一层，ls构建过程如下：在激光烧结系统的床上设置一层构建材料。根据与该层相关的截面图案，通过受控的电磁辐射源在选定点扫描并固化所施涂的层。在扫描截面以引起在选定点的固化之后，将床降低一层厚度，在床上设置一层新的粉末状材料，通过激光器对床重新扫描。重复此过程，直到构建完成。

在扫描之前，ls机器可以将设置在床上的粉末材料预加热到接近粉末熔点的温度。通常通过设置在床表面上方的一个或多个辐射加热器和/或通过床或框架中的电阻加热器来完成预加热。预加热粉末使激光器较容易将粉末温度升高到熔点。

已知ls系统的缺点是它们只能提供有限的床表面温度控制，从而导致制造零件的非线性收缩和非线性强度。

因此，需要一种用于通过ls制造物体的改进的系统。

技术实现要素：

本发明的一个方面涉及一种用于选择性激光烧结的系统。该系统包括限定腔室的壳体。支撑平台设置在腔室中并且能够沿着轴线在其中移动，用于支撑一个或多个粉末层以及在其中形成的任何零件。该系统还包括用于将粉末层施涂到床表面的铺展器。床表面由支撑平台的上表面或在支撑平台上最新制备的粉末层的上表面限定。该系统还包括照射源，其用于照射在支撑平台上最新制备的粉末层中的选定点。该系统还包括辐射加热器，该辐射加热器设置在所述腔室中并且被配置为加热床表面的至少一部分。该系统还包括温度传感器，该温度传感器设置在腔室中并且被配置为监测床表面上的选定点处的温度。温度传感器连接到设置在腔室中的支架。该支架能够在第一配置和第二配置之间偏置。在第一配置中，支架被锁定，并且温度传感器相对于床表面的位置是固定的。在第二配置中，支架被解锁，并且温度传感器相对于床表面的位置不固定。该系统还包括用于响应于由温度传感器提供的温度数据来调节辐射加热器的控制器。可偏置的支架使操作者能够调节和设定温度传感器的位置，使得温度传感器可以监测操作者所期望的床表面的选定点。

在本发明的又另一种实施方式中，温度传感器是高温计。

在本发明的又另一种实施方式中，支架能够在腔室中沿着第一轴线平移。第一轴线平行于床表面。支架能够沿着垂直于第一轴线的第二轴线平移。支架能够围绕第一旋转轴线和第二旋转轴线旋转。

在本发明的一些实施方式中，将支架球形地安装以沿着第一和第二轴线旋转并沿着第一和第二旋转轴线旋转。

在本发明的一些实施方式中，支架位于床表面的周长的外部。

本发明的另一方面涉及一种用于由粉末生产物体的系统。该系统包括限定腔室的壳体。支撑平台设置在所述腔室中并且能够沿轴线在其中移动，用于支撑一个或多个粉末层以及在其中形成的任何零件。该系统还包括用于将粉末层施涂到床表面的铺展器。床表面由支撑平台的上表面或在支撑平台上最新制备的粉末层的上表面限定。该系统还包括照射源，其用于照射在支撑平台上最新制备的粉末层中的选定点。该系统还包括辐射加热器，该辐射加热器设置在所述腔室中并且被配置为加热床表面的至少一部分。该系统还包括温度传感器，该温度传感器设置在所述腔室中并且被配置为在构建过程期间监测床表面上多个位置的温度。该系统还包括用于响应于由温度传感器提供的温度数据来调节辐射加热器的控制器。

在本发明的一些实施方式中，辐射加热器包括多个辐射加热器，其中每个单独的辐射加热器加热床表面的特定部分。

在本发明的一些实施方式中，温度传感器是高温计，其连接至扫描仪，该扫描仪扫描床表面以确定不同区域处的温度。

在本发明的一些实施方式中，存在多个温度传感器以在构建运行期间测量床表面上的多个点。

附图说明

图1示出了根据本发明的一种实施方式的ls机器。

图2是根据本发明的一种实施方式的支架和温度传感器的示意图。

图3是根据本发明的一种实施方式的支架和温度传感器的示意图。

图4示出了根据本发明的一种实施方式的ls机器。

图5示出了根据本发明的一种实施方式的床加热器的系统。

具体实施方式

本发明参考附图中示出的示例性实施方式描述了本发明的各方面。然而，本发明的各方面不限于附图中示出的示例性实施方式。对于本领域普通技术人员将明显的是，本发明的各方面包括更多的实施方式。

参见图1，示出了根据本发明一种实施方式的ls系统10。系统10包括第一腔室20，第一腔室20具有设置在其中的可致动活塞24。床22设置在活塞24的端部。应当理解，术语床可以指支撑在活塞上的物理结构或设置在其上的最上层粉末。

床22的温度可以通过与床22内和/或周围的一个或多个加热元件连通的控制器60可变地控制。此外，根据本发明的ls系统10包括在床22上方的加热装置26，该加热装置将新施涂的粉末层预加热至低于发生粉末材料固化的温度的工作温度。加热装置26可以是辐射加热装置(例如，一个或多个辐射加热器)，其可以通过发射电磁辐射而将热能大面积地引入到新施涂的粉末层中，并且与控制器60连通。本领域且熟悉本公开内容的普通技术人员将理解，可以使用多个辐射加热单元。

第二腔室30与第一腔室20相邻。第二腔室30包括设置在活塞34的端部上的工作台表面32，该活塞设置在第二腔室中。在烧结步骤之前，将用于ls系统10的粉末36存储在第二腔室30中。本领域且熟悉本公开内容的普通技术人员将理解，尽管公开了ls系统的特定实施方式，但是本发明不受限制，并且在本发明的实践中可以采用不同的已知ls系统。

在ls系统10的操作期间，铺展器40平移跨过第一腔室20的顶表面，从而将粉末层36均匀地分布遍及到床22的顶表面或先前设置在床22上的材料。ls系统10将设置在床22上的粉末材料36预加热到接近粉末熔点的温度。将床温度设定点输入到控制器中，在控制器上执行的软件调节进入所述辐射加热器中的一个或多个的功率，以将床温度保持在或接近温度设定点。通常，将粉末层铺展以具有125μm的厚度，但是可以根据具体的ls方法并在ls系统的界限内增加或减少该粉末层的厚度。

激光器50和扫描装置54设置在床22上方。激光器50发射光束52至扫描仪54，扫描仪54然后根据构建体数据将激光束56分布遍及到设置在床22上的粉末层36。激光器通过扫描由在其上设置有粉末状材料层的床表面上的零件的三维数字描述产生的截面来选择性地熔化粉末状材料。激光器50和扫描仪54与控制器60连通。在扫描截面之后，将床22降低一层厚度(由向下的箭头所示)，将一个新的粉末状材料层经由铺展器40设置在床22上，并且通过激光器重新扫描床22。重复此过程，直到构建体28完成。在此构建过程中，第二腔室中的活塞34逐渐升高(由向上箭头所示)，以确保粉末36有足够的供应。

进一步参见图1，支架70设置在腔室20中的床22上方。温度传感器72联接至支架70。温度传感器72被配置为检测床表面22上的点的温度。温度传感器72将光束74反射离开床表面22，并且将其传回控制器60以监测床22上的选定点处的温度。温度传感器72与控制器60连通。在控制器60上执行的软件基于从温度传感器72测得的温度来调节进入加热器26的功率。这会在整个构建过程中将床温度保持在预选定温度。

温度传感器72连接至支架70。支架70能够在第一锁定配置和第二解锁配置之间偏置。在第一锁定配置中，将支架70固定，使得温度传感器72的位置相对于床表面22固定。在第一配置中，温度传感器72在构建过程期间测量床表面22上的选定位置的温度。在第二解锁配置中，支架70相对于床表面22是可调节的，从而允许操作者在两次运行之间调节温度传感器72的位置。

例如，因为操作者由于极热和缺氧而不能在构建运行期间打开腔室20，所以需要在构建运行开始之前调节温度传感器72的位置。为此，操作者将会把支架70置于第二解锁配置，以调节温度传感器72的位置。然后，操作者可以调节支架70，以使温度传感器监测床表面22上所需选定点的温度。一旦操作者通过调节支架70来定位温度传感器72以进行构建运行，操作者将支架70置于第一锁定配置，从而在构建过程期间固定支架70和温度传感器72的位置。温度传感器72测量床表面22上的选定点的温度。在构建过程期间，操作者可以定位温度传感器72以监测床表面22上所需位置的温度。例如，操作者可能更喜欢测量接近床表面22的边缘的温度，或者监测接近床表面22的中心的温度，或者监测接近正在床22中构建的物体的关键特征的温度。在本发明的另外其他实施方式中，调节支架的位置以确保根据构建指令，照射装置50和与其光学连通的扫描仪54具有足够的间隙以照射粉末床的选定部分。

参见图2，支架70和温度传感器72设置在床22上方。温度传感器72反射光束74以监测床22上的选定点处的温度。温度传感器72连接至支架70。

在本发明的一种实施方式中，支架相对于床表面的位置可以沿着第一轴线80和沿着第二轴线82平移。第一和第二轴线80和82平行于床表面22。例如，在一种实施方式中，支架70联接至轨道76，该轨道允许支架70沿着平行于床22的第一轴线80移动。在第二解锁配置中，支架70能够在腔室20中沿着第一轴线80平移。轨道76还允许支架70沿着垂直于第一轴线80的第二轴线82移动。

在另一种实施方式中，发明人发现，通过改变单点高温计的位置，可以改善热分布。例如，在将sls机器用于某一构建体或某一粉末期间，操作者可以确定出已知会发生温度问题的一个或两个关键区。本发明使用用于高温计的支架，该支架可沿轴线选择性地调节，以使操作者能够使用单点高温计选择性地测量工作层上不同区域的温度。在一种实施方式中，将高温计固定在可调节的轨道上，该可调节的轨道允许高温计沿着第一轴线选择性地移动。在另一种实施方式中，轨道允许沿着第一轴线和沿着第二轴线移动。操作者可以在构建之前有选择地定位高温计，然后在高温构建过程期间将高温计锁定在适当的位置，以监测所需待查区域的温度。

图3示出了图1中的支架70和温度传感器72的示意图。支架70和温度传感器72设置在床22上方。温度传感器72发射光束74以监测床22上的选定点处的温度。温度传感器72连接至支架70。

例如，支架70联接至轨道76，该轨道允许支架70沿着第一旋转轴线84旋转。轨道76还允许支架70沿着第二旋转轴线86旋转。

在本发明的另一种实施方式中，支架70的移动是自动的。例如，马达设置在与轨道76和支架70联接的床表面22上方，以使得能够在构建运行期间调节温度传感器72的位置。这允许操作者在构建运行期间测量床表面22的各个点，而无需停止机器来调节温度传感器72的位置且不会破坏构建体28。

在本发明的一种实施方式中，将定点高温计安装在可选择性锁定的球形支架上。以这种方式，可以将高温计的方向和角度调整到工作层中的所需待查区域，同时使高温计和支撑支架偏移，从而避免干扰激光扫描仪。再在其他实施方式中，可锁定且具有不同移动自由度的支架可用于选择性地定位高温计。在一些实施方式中，支架包括一个或多个传感器，以便为控制器指示工作层上正在测量温度的点。本领域普通技术人员应该理解，实施本发明不需要这种连通能力。在一些实施方式中，高温计的焦距是可调节的，以便进一步增强在选定点处的温度检测。

参见图4，示出了根据本发明另一实施方式的ls系统100。系统100包括第一腔室120，第一腔室20具有设置在其中的可致动活塞124。床122设置在活塞124的端部。应当理解，术语床可以指支撑在活塞上的物理结构或设置在其上的最上层粉末。

床122的温度可以通过与床122内和/或周围的一个或多个加热元件连通的控制器60可变地控制。此外，根据本发明的ls系统100包括在床122上方的加热装置126，该加热装置将新施涂的粉末层预加热至低于发生粉末材料固化的温度的工作温度。加热装置126可以是辐射加热装置(例如，一个或多个辐射加热器)，其可以通过发射电磁辐射而将热能大面积地引入到新施涂的粉末层中，并且与控制器160连通。本领域且熟悉本公开内容的普通技术人员将理解，在本发明的实践中可以使用多个辐射加热单元。

第二腔室130与第一腔室120相邻。第二腔室130包括设置在活塞134的端部上的工作台表面132，该活塞设置在第二腔室中。在烧结步骤之前，将用于ls系统100的粉末36存储在第二腔室130中。本领域且熟悉本公开内容的普通技术人员将理解，尽管公开了ls系统的特定实施方式，但是本发明不受限制，并且在本发明的实践中可以采用不同的已知ls系统。

在ls系统100的操作期间，铺展器140平移跨过第一腔室120的顶表面，从而将粉末层136均匀地分布遍及到床122的顶表面或先前设置在床122上的材料。ls系统100将设置在床122上的粉末材料136预加热到接近粉末熔点的温度。通常，将粉末层铺展以具有125μm的厚度，但是可以根据具体的ls方法并在ls系统的界限内增加或减少该粉末层的厚度。

激光器150和扫描装置154设置在床122上方。激光器150发射光束152至扫描仪154，扫描仪54然后根据构建体数据将激光束156分布遍及到设置在床122上的粉末层136。激光器150通过扫描由在其上设置有粉末状材料层的床122表面上的零件的三维数字描述产生的截面来选择性地熔化粉末状材料。激光器150和扫描仪154与控制器160连通。在扫描截面之后，将床122降低一层厚度(由向下的箭头所示)，将一个新的粉末状材料层经由铺展器140设置在床122上，并且通过激光器150重新扫描床122。重复此过程，直到构建体128完成。在此过程中，第二腔室中的活塞134逐渐升高(由向上箭头所示)，以确保粉末136有足够的供应。

进一步参见图4，支架170和温度传感器172设置在床122上方。温度传感器172联接至支架170。温度传感器172被配置为检测床表面122上的点的温度。温度传感器172通过扫描仪178将光束174反射离开床表面122，并将其传回控制器160以监测床122上的选定点处的温度。

温度传感器172连接至可在固定位置和不固定位置之间偏置的支架170。温度传感器172联接至扫描仪178，该扫描仪扫描床122以确定在不同区域的床温度。温度传感器172与控制器160连通。

扫描仪178连接至支架170，以在温度传感器172测量床表面122的温度的同时扫描床表面122。扫描仪178以特定图案扫描床表面122以增加热识别面积。该增加的面积允许控制器160中的软件创建床表面122的热像图。然后，操作者可以使用热像图在整个构建运行期间较好地保持均匀的床表面温度。

在本发明的另一种实施方式中，控制系统可以用于校准加热器并确认加热器在其指定参数内工作。具体地，通过使用在控制系统上执行的软件来比较工作层的热像图，可以调节进入加热器及其不同段的输入以实现均匀的温度分布。

在本发明系统的另一种实施方式中，高温计光学联接至光学扫描仪，该光学扫描仪扫描床以确定不同区域处的床温度。以这种方式，可以开发和存储工作层的热像图。扫描以松散的图案扫描床，以增加热识别面积。将从高温计接收到的热数据传输到控制器，在控制器中热数据可用于创建工作床的动态热像图。在控制系统上执行的软件使用热像图来较好地控制和改变进入系统中的热量输入，从而获得具有较均匀温度的工作表面。较均匀的温度导致在整个较易于建模的系统上的收缩率曲线较线性，并导致使用此方法制造的零件的结构性能提高。尽管可以以这种方式获得高分辨率的热成像数据，但是不必为了提高系统中的热控制而获得工作层的高分辨率热数据。

图5示出了在床上具有多个加热器和多个区的系统的一种实施方式。第一加热器26a和第四加热器26d加热第一区22a，第二加热器26b和第五加热器26e加热第二区22b，第三加热器26c和第六加热器26f加热第三区22c。这允许整个床22上的温度均匀并且较好地控制床22。加热器26(a-f)全部可以由控制器60控制，并且可以按不同的角度和面积放置在床22上方的腔室20中。

在一种实施方式中，分段线性加热器用于使得能够沿着加热器的长度独立可变调节热式加热曲线。在该实施方式中，所述一个或多个加热器连接到控制系统。实施一种控制方案，其中在控制器上执行的软件可变且独立地调节分段加热器和其各部分以在工作层实现均匀的温度。在本发明的其他实施方式中，辐射加热器可调节地安装在工作区域上方。在构建过程之前或期间，可以调节加热相对于工作层的位置，以实现由热像图确定床上的所需的热分布。加热控制的另一种实施方式涉及通过使用可调节的翼部(fins)、挡板、反射器、屏幕或过滤器来管理辐射能以提供精细控制。

聚合物的ls的已知缺点是，相对于由相同材料制成的挤出或模塑零件，构建零件展现出降低的机械性能。对于用paek聚合物进行的高温ls尤其如此。例如，最近的论文hightemperaturelasersintering:aninvestigationintomechanicalpropertiesandshrinkagecharacteristicsofpoly(ether)ketonestructures呈现了对使用eosintp800的pek部件的性能的研究。测试整个构建腔室内的部件的收缩率和机械性能，并获得了非线性收缩率曲线。构建腔室的中部记录了最高收缩率程度，并且z方向上的收缩率变化最大。在x和y方向上构建的激光烧结部件记录的拉伸强度比相同材料的注塑样品低10％，其中在z方向上构建的部件示出与注塑试样相比强度降低了约50％。烧结样品的表面和中部之间的结晶度不同；该结晶度随构建腔室内的位置变化而变化，并与显著的样品颜色变化一致。

因此，本发明的各方面不应限于附图中示出的示例性实施方式。对于本领域的普通技术人员来说也将明显的是，在不背离本发明的真实范围的情况下可以进行变化和修改。例如，在一些情况下，结合一种实施方式公开的一个或多个特征可以单独使用或与一种或多种其他实施方式的一个或多个特征组合使用。本发明可以使用众多不同的构建材料，包括但不限于，聚芳基醚酮、聚芳基醚砜、聚酰胺、聚酯、聚醚、聚烯烃、聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚偏二氟乙烯、聚苯醚、聚酰亚胺、它们的共聚物和共混物，所述共聚物和共混物包括至少一种前述聚合物；然而，选择不限于上述聚合物和共聚物。尤其适宜的聚芳基醚酮可以选自聚醚醚酮(peek)、聚醚酮酮(pekk)、聚醚酮(pek)、聚醚醚酮酮(peekk)和聚醚酮醚酮酮(pekekk)和聚醚醚醚酮(peeek)及它们的共聚物，特别是可以选择聚芳基醚砜以及它们的共混物，所述共混物包括至少一种上述聚合物。特别适宜的聚酰胺聚合物或共聚物及其共混物可以选自：聚酰胺6/6t，聚酰胺弹性体如聚醚嵌段酰胺如基于pebax的材料，聚酰胺6，聚酰胺66，聚酰胺11，聚酰胺12，聚酰胺612，聚酰胺610，聚酰胺1010，聚酰胺1212，聚酰胺pa6t/66，pa4t/46，pa9t以及包括至少一种上述聚合物的共聚物。适宜的聚酯聚合物或共聚物可以选自聚对苯二甲酸亚烷基酯(例如pet、pbt)及其共聚物。适宜的聚烯烃聚合物或共聚物可以选自聚乙烯和聚丙烯。适宜的聚苯乙烯聚合物或共聚物可以选自间同立构聚苯乙烯和全同立构聚苯乙烯。此外，可以使用聚合物的化合物粉末，其除了相应的聚合物、共聚物或共混物之外还包括填料和/或添加剂。这样的填料例如是：纤维，例如碳纤维或玻璃纤维和纳米管；具有低纵横比的填料，例如玻璃珠或铝颗粒；矿物填料，例如二氧化钛。添加剂尤其可以是：过程辅助添加剂，例如气溶胶系列的波纹辅助添加剂(例如aerosil200)；功能性添加剂，例如热稳定剂，氧化稳定剂，彩色颜料(例如石墨和煤灰)；和阻燃添加剂(例如有机磷酸酯、多溴化烃)。作为粉末状材料11，也可以使用金属、陶瓷、型砂和混配材料。作为含金属的粉末状材料，可以考虑任意的金属及其合金以及金属成分或非金属成分的混合物。

本发明对于使用聚合物粉末的ls特别有用。一类这样的聚合物粉末是聚芳基醚酮(“paek”)聚合物。paek在ls方法中令人关注，因为由paek粉末或paek颗粒制成的零件的特征在于低可燃性、良好的生物相容性以及对水解和辐射的高耐受性。耐化学性以及高温下的耐热性使paek粉末区分于普通塑料粉末。paek聚合物粉末可以是选自以下的粉末：聚醚醚酮(“peek”)、聚醚酮酮(“pekk”)、聚醚酮(“pek”)、聚醚醚酮酮(“peekk”)或聚醚酮醚酮酮(“pekekk”)。

pekk是本领域中公知的，并且可以使用任何适宜的聚合技术来制备，这些技术包括在以下专利(出于所有目的各自以其整体并入本申请以作参考)中所描述的方法：美国专利号3,065,205；3,441,538；3,442,857；3,516,966；4,704,448；4,816,556；以及6,177,518。pekk聚合物与普通种类的paek聚合物的不同在于其通常包括两种不同的异构体形式的酮-酮作为重复单元。这些重复单元可以由以下式i和ii表示：

-a-c(═o)—b—c(═o)—i

-a-c(═o)-d-c(═o)—ii

其中，a是p,p’-ph-o-ph-基团，ph是亚苯基，b是对亚苯基，d是间亚苯基。选择pekk中的式i:式ii异构体比率(通常称为t:i比率)，以改变聚合物的总结晶度。t:i比率通常从50:50至90:10变化，并且在一些实施例中是60:40至80:20。与较低的t:i比率(例如60:40)相比，较高的t:i比率(例如80:20)提供较高的结晶度。

pekk的均聚物的晶体结构、多晶型现象和形态已经被研究并已被报道在例如cheng,z.d.等人，“polymorphismandcrystalstructureidentificationinpoly(aryletherketoneketone)s”，macromol.chemphys.197,185-213(1996)，其公开内容以其全文并入本申请以作参考。该文章研究了pekk均聚物，其具有所有对亚苯基连接基[pekk(t)]、一个间亚苯基连接基[pekk(i)]或交替的t和i异构体[pekk(t/i)]。pekk(t)和pekk(t/i)示出了取决于结晶条件和方法的结晶多晶型现象。

在pekk(t)中，观察到两种晶型，晶型i和晶型ii。当样品在低过冷条件下从熔融状态结晶时可产生晶型i，而晶型ii通常通过溶剂诱导结晶、或通过在相对高过冷条件下从玻璃态冷结晶而产生。pekk(i)只具有一种晶体单胞，该晶体单胞与pekk(t)的晶型i结构属于同一类别。该单胞的c轴尺寸已被确定为具有锯齿形构象的三个亚苯基，其中间-亚苯基位于主链平面上。pekk(t/i)示出了晶型i和ii(与pekk(t)一样)，并且在某些条件下还示出了晶型iii。

适宜的pekk可从若干商业来源以不同的商标名称获得。例如，聚醚酮酮由康涅狄格州南温莎市(southwindsor,connecticut)的oxfordperformancematerials以商标名称聚合物出售，包括-c、-ce、-d和-sp、-n、-esd聚合物。聚醚酮酮聚合物也由arkema制造并供给。除了使用具有特定的t:i比率的聚合物之外，还可以使用聚醚酮酮的混合物。

在这些应用中所用的粉末是通过多种方法产生的，如研磨、气流粉碎(airmilling)、喷雾干燥、冷冻干燥、或直接熔融加工成细粉。热处理可以在产生粉末之前或之后完成，但如果是在形成粉末之前处理，则必须调节粉末形成过程的温度，以不显著降低熔融温度或在热处理工艺中形成的结晶量。

尽管本发明是参考paek聚合物、更具体地是参考pekk聚合物提供的，但是本发明不限于此。本领域且熟悉本公开内容的普通技术人员将理解，本发明可以使用用于ls的其他类型的聚合物以及用于ls的其他材料，包括但不限于金属和陶瓷。

在ls方法中，工作层的温度在确定构建过程的有效性以及保持所制造零件的强度(尤其是沿着z轴线的强度)中是重要的。例如，从属于oxfordperformancematerials,inc.的题为“methodforanalyticallydeterminingslsbedtemperatures”的美国专利公开号2015/0061195可知，床温度通常设定为比粉末开始熔化的温度低几摄氏度。床温度也可以通过分析方法确定。将该公开内容并入本申请以作参考。本领域且熟悉这些参考文献的普通技术人员应当理解床温度涉及的是工作层。工作层是在构建过程中最新施涂并且经受激光烧结的层。

从上述详细说明中应该显而易见的是，已经成功地实现了上述目的。此外，尽管示出并描述了本发明的当前实施方式，但是应当理解，本发明不限于此，而是可以在所附权利要求的范围内以其他方式不同地体现和实践。即，以上已经根据特定实施方式描述了本发明的教导。本发明所属领域技术人员容易想到许多修改和其他实施方式，这些修改和其他实施方式旨在并且确实被本公开内容和所附权利要求书所覆盖。如本领域技术人员依赖于本说明书和附图中的公开内容所理解的，本发明教导的范围应通过所附权利要求及其法律等同物的适当解释和说明来确定。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于由粉末生产物体的系统，其包括：

壳体，其限定腔室；

支撑平台，其设置在所述腔室中并且能够沿着轴线在其中移动，用于支撑一个或多个粉末层以及在其中形成的任何零件；

铺展器，其用于将粉末层施涂到由所述支撑平台的上表面或在所述支撑平台上最新制备的粉末层的上表面限定的床表面；

照射源，其用于照射在所述支撑平台上最新制备的粉末层中的选定点；

辐射加热器，其设置在所述腔室中并且被配置为加热所述床表面的至少一部分；

温度传感器，其设置在所述腔室中并且被配置为监测所述床表面上的选定点处的温度，所述温度传感器连接到设置在所述腔室中的支架，所述支架能够在第一配置和第二配置之间偏置，其中在所述第一配置中，将所述支架锁定并且所述温度传感器相对于所述床表面的位置是固定的，在所述第二配置中，将所述支架解锁并且所述温度传感器相对于所述床表面的位置是可调节的；和

控制器，其用于响应于由所述温度传感器提供的温度数据来调节所述辐射加热器；

其中，所述支架使操作者能够调节和设定所述温度传感器相对于所述床表面的位置，使得所述温度传感器能够监测操作者所期望的床表面的选定点。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述温度传感器是高温计。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，当所述支架处于所述第二配置时，所述支架能够在所述腔室中沿着第一轴线平移。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一轴线平行于所述床表面。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，当所述支架处于所述第二配置时，所述支架能够沿着垂直于所述第一轴线的第二轴线平移。

6.根据权利要求2所述的系统，其中，当所述支架处于所述第二配置时，所述支架能够围绕第一旋转轴线旋转。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，当所述支架处于所述第二配置时，所述支架能够围绕第二旋转轴线旋转。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述支架包括球形支架以围绕所述第一旋转轴线旋转和围绕所述第二旋转轴线旋转，所述球形支架限定凸弧形表面和凹弧形表面，以便于当所述支架处于所述第二配置时促使旋转。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述支架位于所述床的周长的外部。

10.一种用于由粉末生产物体的系统，其包括：

壳体，其限定腔室；

支撑平台，其设置在所述腔室中并且能够沿着轴线在其中移动，用于支撑一个或多个粉末层以及在其中形成的任何零件；

铺展器，其用于将粉末层施涂到由所述支撑平台的上表面或在所述支撑平台上最新制备的粉末层的上表面限定的床表面；

照射源，其用于照射在所述支撑平台上最新制备的粉末层中的选定点；

辐射加热器，其设置在所述腔室中并且被配置为加热所述床表面的至少一部分；

温度传感器，其设置在所述腔室中并且被配置为在构建过程期间监测所述床表面上多个位置的温度；和

控制器，其用于响应于由所述温度传感器提供的温度数据来调节所述辐射加热器，

其中，所述温度传感器与被配置为扫描所述床表面的扫描仪光学连通，以在构建过程期间监测所述床表面上多个位置的温度。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述辐射加热器包括多个辐射加热器。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述控制器调节所述辐射加热器以维持在所述床表面上的第一温度区处的第一温度并且维持在所述床表面上的第二温度区处的第二温度。

13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述温度传感器是高温计。

14.根据权利要求10所述的系统，其中，所述扫描仪以增加热识别面积的图案扫描所述床。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，从所述高温计接收热数据并将其传输到所述控制器，以创建床表面的至少一个区域的热像图。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述控制器基于所述热数据来调节所述辐射加热器，以控制所述床表面的温度。