形成三维(3D)部件的制作方法

背景技术：

三维(3d)打印机能够通过提供根据数字模型图案化的构建材料的逐层累积和固化来产生3d部件。在一些示例中，喷墨类型打印头能够在每个层的预先确定的区域中将液体或粘合剂材料打印(即，递送)到粉状构建材料的层上。在一些示例中，液体粘合剂能够穿透构建材料层并且与其反应，使层在打印区域中固化。在一些示例中，液体包括熔剂，其能够吸收能量以对打印区域进行加热并且使每个层的打印区域共同熔化。

附图说明

现在将参考附图描述示例，其中：

图1至图5示出被实施为3d打印机的示例三维(3d)部件形成设备的简化框图；

图6示出示例3d打印机的立体图；

图7示出示例构建材料的层的示例温度分布图的图；

图8、图9和图10是示出形成三维(3d)部件的示例方法的流程图。

遍及附图，相同的附图标记指定类似的、但是不一定相同的要素。

具体实施方式

在3d打印的一些示例中，能够通过粉状构建材料的逐层累积和固化从数字模型形成部件。能够通过对材料进行加热直到粉状粒子熔融在一起来实现构建材料的固化。诸如sls(选择性激光烧结)之类的对粉状材料进行加热的当前方法例如能够很好地将每个层内的粉状材料熔融和粘合在一起。然而，以足以创建构建材料的相邻层之间的强粘合剂的方式将粉状材料熔融是更具挑战性的。对粉状材料进行加热的一些方法可能不提供充足的熔融时间来实现构建材料的相邻层之间的稳固的粘合，和/或这样的方法可能造成一些粉状材料中的不希望的结果，诸如粉末结块，如下面所讨论的。

在3d打印的一些示例中，将固定的加热灯定位在构建区域上以连续地向散布在构建平台上的粉状材料的层施加热。来自静态加热灯的连续热施加帮助保持粉末层温度在打印操作中间不下降至太低。例如，在粉末层的熔融或熔化之后，随着粉末的接下来的层被散布在构建平台上并且利用液体制剂被打印，层的温度能够快速下降。温度的快速下降能够造成熔融的层的卷缩和部件的扭曲。顶上的静态加热灯能够帮助防止温度的这样的快速下降。

来自静态加热灯的连续热施加另外帮助将粉末材料维持在保持粉末接近其熔点的适当的温度。将粉末材料维持在更高的温度使得能够当形成部件时粉末的被选择的区域中的温度更容易地增加超过熔点。例如通过激光能的施加或通过来自跨构建平台行进的另一个加热灯的附加的热的施加，能够实现造成粉状材料的被选择的区域的熔融的温度增加。

通常，来自静态加热灯的热施加是无差别的，因为其影响构建平台上的整层的粉末。也就是说，来自顶上的静态灯的热影响将被熔融和固化到3d部件中的粉末的被选择的区域，并且影响将不被熔融到部件中的粉末的周围区域。使用静态加热灯以这种方式维持粉末温度的一个缺点是，其能够导致围绕3d部件的那些粉末区域的部分熔化。当静态加热灯用于将粉状构建材料的温度维持为接近其熔点(这在sls处理中是常见的)时，围绕该部件的粉状材料可能开始一起熔化到硬化粉末的块或结块中。当部件的形成完成时，将部件从硬化粉末的结块中移除可能是劳动力密集的且昂贵的。另外，部分熔化的粉末的硬化厚块更难以打散为可能被提取用于再循环的细粉。而且，与先前未使用的粉末相比，已经用这样的方式被部分地熔化的再循环粉末具有削弱的质量。再循环粉末的该削弱的质量可能降低再循环粉末与能够用于制作满意质量的部件的新的粉末的比，这可能增加制作这样的部件的成本。

因此，在本文描述的形成3d部件的示例方法通过允许消除静态顶上加热灯的多步处理来提供对于被施加到粉末层的能量的改善控制。多步处理提供改善能量控制，其帮助在被熔融以形成3d部件的粉末的被选择的区域内将熔融温度维持更久持续时间。在更长的时长内将部件维持为高于熔融温度改善聚合链缠结和表层塌滑，这创建构建材料的相邻层之间的更强的粘合剂并且改善部件的总体材料属性。

多步处理另外使得能够在3d部件的形成期间将围绕3d部件的粉末维持在较低的温度。将粉末层维持在较低的温度帮助防止围绕部件的粉末的部分熔化和结块。因此，围绕3d部件的粉末处于用于再循环的更好的条件并且能够例如通过构建平台中的孔被更容易地提取。通过实现在混合用于再循环的粉末时使用过的粉末与新的粉末的更高的比，所提取的粉末的改善的质量帮助降低成本。

执行多步处理以完成部件的每个层。每个处理步骤包括使托架在打印平台上经过以执行多个操作。操作能够包括：在打印平台上散布粉末、利用扫略加温灯对粉末进行加温、选择性地将液体制剂打印到粉末上，并且在液体制剂已经被打印在粉末上的区域中利用扫略熔化灯将粉末熔化。利用打印平台上的托架的每次经过来执行多个操作实现更快的托架移动并且减少用于完成部件的每个层的时间。打印平台上的托架的每次经过之间的减少的时间减小用于将粉末加温和熔化的热的施加之间的时间，这缓和加热灯照射之间的急剧温度下降。这也帮助减少生成3d打印的物体所花费的时间。

在特定示例中，一种形成3d部件的方法包括：在打印床上的多个连续的托架经过中的每个托架经过期间在打印床上散布构建材料的层，并且利用托架上的扫略加温和熔化灯对构建材料的层进行加热，以在连续的托架经过的时长内将构建材料的打印的部分维持为高于熔融温度。

在另一个示例中，一种形成3d部件的方法能够包括：一次或多次使包括散布器的第一托架在打印床上经过以在打印床上散布构建材料的新的层，以及一次或多次使包括液体分配器的第二托架在打印床上经过以选择性地将液体制剂打印到构建材料上。在使第一托架多次在打印床上经过时，来自第一托架上的扫略灯的熔化能和加温能是利用每次经过从第一托架施加的以连续地将打印的构建材料维持为高于熔融温度，同时将未打印的构建材料连续地维持在中性温度区内，低于结块起始温度并且高于结晶起始温度。

在另一个示例中，一种形成3d部件的方法包括：在第一次经过中，使包括熔化灯和加温灯和散布器的第一托架在打印床上经过以将构建材料的先前的层熔化和加温并且散布一堆构建材料以在构建材料的先前的层上形成构建材料的新的层。在第二次经过中，使第一托架和包括液体分配器的第二托架与彼此在一条线上在打印床上经过以在新的层上散布构建材料的堆的剩余部分、对新的层进行加温，并且将液体熔剂打印到新的层上。在第三次经过中，使第一托架和第二托架与彼此在一条线上在打印床上经过以将液体制剂打印到新的层上、将新的层的打印区域熔化，并且对新的层进行加温。在第四次经过中，使第一托架在打印床上经过以对新的层进行加温并且将新的层的打印区域熔化。

图1至图5示出被实施为3d打印机100的示例三维(3d)部件形成设备100的简化框图。图1至图5中示出的示例3d打印机100通常能够根据在本文描述的一些示例方法来形成、生成，或打印3d部件。总体上，图1至图5共同地帮助图示出用于形成3d部件的每个层的处理，其包括：使第一和第二双向托架多次在打印床上经过以在每个托架经过期间以特定序列执行多个功能。以下关于图1至图5来更详细地讨论多步处理。

参考图1(示出为图1a、图1b和图1c)，将描述示例3d打印机100的特定组件。尤其是在示出相同的附图标记来指定类似的、但是不一定相同的要素的情况下，这样的组件和有关的描述类似地适用于图2至图5中示出的示例3d打印机100。尽管示例3d打印机100的特定组件在图1至图5中被描绘并且在本文被描述，但打印机100可以包括未示出的或已经被移除和/或修改的附加的组件。这样的其他组件的缺乏并不意图指示背离在本文描述的3d打印机100的范围。

如图1所示，示例3d打印机100能够包括打印床102，在其上将从构建材料104形成3d物体或部件。打印床102能够被替换地称为打印平台、构建平台，等等。打印床102在由方向箭头106所指示的垂直方向上(即，z轴方向)移动。能够在增材处理期间随着打印床102垂直地向下移动时在打印床102上发展的三维空间或构建区域内在逐层增材处理中形成部件。在这方面，在一些示例中，打印床102能够包括形成其中生成3d物体的构建腔的构建单元的部件。在一些示例中，构建单元能够是从3d打印机100可移除的。图6示出示例3d打印机100的立体图，其帮助图示出在床102垂直地向下移动时3d构建区域如何能够在短划线107上的区域中在打印床102上发展。

在一个示例中，构建材料104能够被包含在墨盒、漏斗或其他构建材料源(未示出)中并且能够作为小堆构建材料104在紧邻打印床102的位置被输送或沉积。能够通过散布器108将构建材料104散布或施加到打印床102上或先前形成的构建材料层以形成新的构建材料层110。构建材料104能够包括各种不同类型的粉状，或像粉末的材料。在一个示例中，构建材料104包括粉状热塑性塑料尼龙12(即，聚酰胺12(pa12))。适当的构建材料的其他示例包括聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、其他聚酰胺、聚苯乙烯、聚缩醛、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯、其他工程塑料、这些材料的非晶变体以及在本文列出的聚合物的混合。在一些示例中，可以使用粉状金属和陶瓷。在不同的示例中，构建材料104可以具有范围从大约55℃到大约450℃的熔点。在特定示例中，pa12开始在大约180℃熔融并且具有大约187℃的充分熔点，如在本文在下面关于图7的温度分布图更详细地讨论的。

在一些示例中，散布器108包括双向散布器108以在通过方向箭头112所指示的方向上在打印床102上双向地散布构建材料104。散布器108可以包括如图1所示的反向旋转辊、刮片，或适于在打印床102上散布构建材料104的另一个设备。如图6中所示，散布器108能够被安装在第一托架114上或可操作地耦合到第一托架114。随着散布器108将构建材料104散布到打印床102上，能够在导轨116(图6)上可移动地支持第一托架114以进行跨打印床102的一次或多次经过。在一些示例中，构建材料104的堆能够是若干毫米高的数量级并且包括利用具有80微米的数量级的厚度的构建材料层110足够覆盖打印床102的体积。

如图1所示，第一托架114能够包括双向扫略热源118、120。扫略热源能够包括加温源(w)118以及熔化源(f)120。扫略热源两者都能够例如包括诸如卤素加热灯之类的加热灯。扫略加温热源118能够例如包括中ir(红外)范围(1.5-4.0微米波长)中的卤素灯，而扫略熔化热源120能够包括接近ir范围(0.76-1.5微米波长)中的卤素灯。加温灯热源118具有目的是通常对非打印的粉末进行加温的波长，而熔化灯热源120具有被设计为被在系统中使用的熔剂更好的吸收的波长。扫略加温热源118和扫略熔化热源120可以在本文分别被替换地称为扫略加温灯118或加温灯118，以及扫略熔化灯120或熔化灯120，或被简单地称为加热灯118和120。在一些示例中，加温灯118能够包括具有在或大约1800凯尔文的色温的卤素灯，而熔化灯120能够包括具有在或大约2700凯尔文的色温的卤素灯。尽管在第一托架114上示出了一个加温灯(w)118和三个熔化灯(f)120，但其他数量和/或布置的加温和熔化灯也是可能的并且预期的。

在打印床102上的构建材料104的层的处理期间，加热灯118和120两者都能够同时地将能量施加到构建材料104上。随着第一托架114在由方向箭头112所指示的方向中的任何一个或两者上在构建材料104上经过，能够通过加热灯118和120中的任何一个或两者来施加能量。在一些示例中，能够通过在第一托架114在打印床102上经过时控制其速度来控制向构建材料104的层施加的能量的量。在一些示例中，能够通过控制从加热灯118和120中的任何一个或两者发出的光的强度和/或波长来控制向构建材料104的层施加的能量的量。在一些示例中，能够在第一托架114在打印床102上的许多连续的经过中向构建材料104的层施加能量，以便将构建材料104的选择的部分维持为高于熔融温度，同时将构建材料104的其他部分维持为低于熔融温度。在一些示例中，不同的托架速度、不同的加热灯能量强度和波长，和/或不同数量的托架经过能够用于根据在层110中使用的构建材料104的类型来维持构建材料104温度。

如图1所示，第二托架122能够包括双向液体制剂分配器124以打印或以另外方式将液体制剂施加到构建材料层110的选择的部分上。在一些示例中，分配器124包括一个或多个喷墨打印头124。打印头124能够包括跨打印床102(图6)的宽度扩展的多个喷嘴(未示出)以将诸如墨水、水之类的液体，或其他液体制剂喷射到构建材料层110上。液体制剂能够包括充当能量吸收器的熔剂以在构建材料暴露于例如扫略熔化灯120时促进构建材料的加热。能够例如将打印头124实施为热喷墨打印头或压电打印头。尽管在本文示出了第二托架122具有特定数量的打印头124(例如，两个打印头124)，但在其他的示例中，能够以任何适当的数量来布置较少的打印头124或附加的打印头124，诸如将其布置在打印头的阵列以沉积一个或许多不同类型的流体。

如图1所示，示例3d打印机100能够包括控制器126。控制器126能够控制3d打印机100的各种操作以促进在如在本文所描述的多步处理中形成3d部件。控制器126包括可以例如被实施为基于半导体的微处理器、专用集成电路(asic)的计算设备，和/或将控制3d打印机100中的各个组件的操作的另一个硬件设备。控制器126能够经由托架驱动系统(未示出)例如控制第一托架114和第二托架122的独立的移动，以及控制包括散布器108、加温和熔化灯118和20，以及液体制剂分配布打印头124的通过托架运输的组件的操作。

控制器126能够根据存储在存贮器128，或存储器128中的数据和指令来控制3d打印机100的组件和操作。存贮器128能够包括易失性(即，ram)和非易失性存储器组件(例如，rom、硬盘、光盘、cd-rom、磁带、闪速存储器，等等)两者。存贮器128的存储器114的组件包括非暂时性、机器可读取的(例如，计算机/处理器可读取的)介质，其为机器可读取的编码程序指令、数据结构、程序指令模块、jdf(作业定义格式)、3mf格式数据，以及可由3d打印系统100的控制器126执行的其他数据和/或指令的存储作准备。

如图1所示，存贮器128可以以目标数据130，和可执行指令的形式将数据存储为构建层处理模块132。在一些示例中，控制器126能够从诸如计算机的主机系统接收目标数据130。目标数据130能够例如表示定义将在3d打印机100中产生的3d物体模型的目标文件。目标数据130能够包括构建材料类型定义和相关信息，诸如用于不同的构建材料类型的熔融温度范围。执行来自构建层处理模块132的指令，控制器126能够从目标数据130生成用于3d物体模型的每个截面切片的打印数据。打印数据能够例如定义3d物体模型的每个截面切片、将用于覆盖每个截面切片内的构建粉末的液体制剂，以及如何根据在构建层110内使用的构建材料104的类型向粉末构建材料104的每个层施加熔化和加温能量以将构建材料104维持在不同的温度。这例如能够包括为了维持构建材料104中的适当的温度在打印床102上进行的托架114的速度、用于托架114上的加温灯118和熔化灯120的能量强度和波长，以及托架经过的数量。

通常，控制器126能够根据目标数据130内的数据执行来自层处理模块132的指令以使3d打印机100执行多步处理的操作用于在打印床102上形成3d部件的每个层。此类操作例如能够包括图1至图5中图示出的且在以下讨论的操作，以及也在以下关于图8至图10所描述的方法800、900和1000中示出的操作。

总体上参考图1至图5，现在将描述使用pa12构建材料来形成3d部件的每个层的示例多步处理。图8至图10示出操作总体上符合图1至图5中图示出的处理的流程图。另外，将进一步参考在图7中示出的温度分布图来描述示例多步处理。对于构建材料的层——包括将被熔化为3d部件(即，部件)的构建材料的一部分以及对于围绕将不被熔化的部件的构建材料的一部分(即，粉末)，图7示出目标温度分布图针对时间的图。在图7示例中，所图示的温度分布图是针对pa12构建材料。所使用的pa12材料能够具有非常细的粒度，具有60μm的数量级的粒子尺寸，与诸如激光器烧结之类的其它方法中所产生的部件相比，导致具有更高的密度和更低的多孔性的部件。图7中示出的温度区图示出其中pa12构建材料104能够熔融、保持中性，或结晶的特定温度范围，并且这些温度范围取决于当形成3d部件时所使用的构建材料104的类型。尽管在本文关于图1至图10来描述与特定类型的构建材料(即，pa12)相关联的多步处理的特定示例，但与其他类型的构建材料相关联的其他多步处理是可能的并且在本文被预期。

在其中第一托架114在打印床102上经过第一处理步骤之前，紧邻打印平台102来输送小堆的pa12构建材料104。能够将粉状构建材料104从诸如漏斗、材料墨盒之类的存储位置，或其他构建材料源(未示出)输送到一位置以便被散布到打印床102上或散布到打印床102上的构建材料的先前形成的层上。

现在参考图1至图5，图示出多步处理的示例，其中示出了，在3d部件的形成期间在处理pa12构建材料的层时，多个托架在3d打印机100的打印床102上经过。示例多步处理包括被实施以完成3d部件中的构建材料的每个层的四步骤处理。处理的每个步骤包括使至少一个托架在打印床102上经过以从至少一个托架执行多个操作。因为多步处理是循环的，所以在处理中将任何一个步骤命名为第一步是任意的。因此，尽管步骤在本文被指定为第一步骤、第二步骤、第三步骤和第四步骤，但只要四个步骤的序列保持相同次序，则能够以其他方式指定步骤。

因此，多步处理中的第一步能够如图1a所示开始。如图1a所示，第一托架114上的加温灯118和熔化灯120在打印床102的一侧(即，左侧)开始并且如由方向箭头134所指示地在打印床102上在第一方向上(即，从左到右)开始移动。也耦合到第一托架114或其的一部分的是散布器辊108，该散布器辊108也在第一方向上与托架114一起移动。如图6中所示，能够在导轨116上可移动地支持第一托架114，以在加温灯118和熔化120灯向构建材料施加热并且散布器108将构建材料104散布到打印床102上的层中进行跨打印床102的多次经过。

如图1b所示，多步处理中的第一步通过熔化灯120遍历已经被用作绝缘层138的构建粉末的先前的层而继续。在此实例(即，多步处理的第一步的第一实例)中，在还没有由3d部件形成的先前的层的情况下，熔化灯120可以或可以不向绝缘层138施加熔化能。然而，如图5a中所示，在已经形成先前的部件层的情况下，多步处理中的第一步通过熔化灯120向构建材料的先前打印的区域140施加熔化能而继续。在施加熔化能之后，加温灯118向构建层施加热以对构建材料进行加温。随着托架跨打印床102移动，散布器在先前的层上散布一堆构建材料104以形成构建材料的新的层。如图1c中所示，在第一步，或第一托架经过的最后，在其中一些构建材料剩余在一对构建材料中的一些示例中，散布器辊108能够在剩余堆的构建材料104上抬起并且在该堆的右侧放下以为将剩余的构建材料散布回打印床102上作准备。因此，在多步处理的第一步中，打印床102上的托架的第一次经过包括构建材料的熔化、加温，和散布的操作。

应当注意到，多步处理的第一步中的这些操作(即，构建材料的熔化、加温，和散布)的次序受托架114上的灯118、120，以及散布器108的物理位置以及托架114跨打印床102的运动的方向的影响。在托架114跨打印床102从左到右移动的情况下，熔化灯120首先遇到打印床102，后面是加温灯118并且然后是散布器108。贯穿多步处理，该一般概念是真的。然而，在其他的示例中，能够调整托架114上的灯和散布器的物理位置，造成操作的不同的次序。

在图2(即，图2a、图2b、图2c)中，图示出多步处理中的第二步。在第二步中，在打印床102上进行托架的第二次经过。在第二次经过中，第一托架114和第二托架122两者都在与第一方向相反的通过方向箭头136所指示的第二方向上在打印床102上移动。如图2a和图2b中所示，第二托架122开始从打印床102的右侧移动并且与第一托架114在一条线上并且在第一托架114后面从右到左跨打印床102移动。如图6所示，能够在导轨116上可移动地支持第一托架114和第二托架122两者以使其在它们进行跨打印床102的多次经过与彼此在一条线上移动。

在第二步，或从右到左托架在打印床102上的第二次经过中，散布器108将剩余堆的构建材料散布回打印床102上，如图2a和图2b中所示。当散布器108到达打印床102的左侧时，其被抬起以使其脱离多步处理的其余的操作。在散布器108之后，是加温灯118和熔化灯120，其在它们在打印床102上从右到左经过时对构建材料104的层进行加温。在一些示例中，因为还没有沉积到构建材料的层上的液体制剂，所以熔化灯120在打印床102上的第二次经过期间可以或可以不施加热能。

随着第二托架122跨打印床102从右到左跟随第一托架114，打印头124能够将诸如墨水之类的液体制剂沉积到构建材料的预先选择的位置上，如图2c中所示的。打印的构建材料140的区域将根据物体模型数据130变为3d部件的熔化部分。在多步处理的第二步期间，打印床102上的托架的第二次经过包括对构建材料进行散布、加温，和打印的多个操作。

在图3(即，图3a、图3b、图3c)中，图示出多步处理中的第三步骤。在第三步骤中，在打印床102上进行托架的第三次经过。在第三次经过中，第一托架114和第二托架122两者都再次在通过方向箭头134所指示的方向上在打印床102上移动。如图3a和图3b中所示，托架114和122与彼此在一条线上并且在第一托架114在第二托架122后面的情况下、在导轨116(图6)上被支持地从左到右跨打印床102移动。随着第二托架122跨打印床102从左到右引导第一托架114，打印头124能够再次将诸如墨水之类的液体制剂沉积到打印的构建材料140的预先选择的位置上，如图3b中所示。随着第一托架114在打印床102上从左到右跟随第二托架122，熔化灯120向打印的构建材料140施加熔化能以将打印的构建材料140的区域熔化。加温灯118在熔化灯120之后然后施加加温热以对构建材料进行加温。因此，在多步处理的第三步骤期间，打印床102上的托架的第三次经过包括对构建材料进行打印、熔化，和加温的多个操作。

在图4(即，图4a、图4b)中，图示出多步处理中的第四步骤。在第四步骤中，在打印床102上进行托架的第四次经过。在第四次经过中，仅仅第一托架114在通过方向箭头136所指示的方向上在打印床102上再次移动。如图4a和图4b中所示，托架114在导轨116(图6)上被支持地从右到左跨打印床102移动。随着第一托架114跨打印床102移动，加温灯118再次施加加温热以对构建材料进行加温，后面是熔化灯120，其再次向打印的构建材料140施加熔化能以将打印的构建材料140的区域熔化。因此，在多步处理的第四步骤期间，打印床102上的托架的第四次经过包括对构建材料进行加温和熔化的多个操作。如上面指出的，图5a和5b图示出在构建材料的至少一个层已经被打印和熔化的情况下多步处理的第一步的重复。

如上面指出的，图7示出通过仅仅参考图1至图6在以上讨论的示例多步处理的每个步骤的随着时间的推移的用于pa12构建材料的温度分布图148。图7图的图148包括在多步处理期间用于pa12构建材料的两个温度分布图。也被称为部件温度分布图150的“3d部件”温度分布图150是被熔化或熔融为3d部件的pa12构建材料的层的打印的部分的温度分布图。也被称为粉末温度分布图152的“粉末”温度分布图152是没有变为3d部件的一部分而是围绕3d部件的pa12构建材料的层的未打印的部分的温度分布图。总体上，能够对保留为未熔化的构建材料的未打印的部分进行恢复和再循环。

在图7中示出的温度分布图图示出如在本文所描述的形成3d部件的每个层的多步处理如何在扩展通过若干处理步骤的持续的时长内将3d部件构建材料维持为高于熔融温度。同时，处理将周围的粉末构建材料维持在中性的温度区内以防止粉末材料部分熔化和结块到难以再循环的硬化厚块中。图7的图148示出用于示例pa12构建材料的三个温度区，或温度范围。pa12能够开始熔融的点是大约180℃，因此用于pa12的熔融区154跨从180℃和更高的温度范围。图7中示出的熔融区154跨从大约180℃到高达大约220℃的温度。用于pa12构建材料的中性的温度区156跨从大约153℃到高达大约180℃的温度范围。在中性区156中，通常预期没有利用液体制剂打印的pa12构建材料避免熔化并且保留为松散粉末形式用于从3d打印机100的容易提取以及随后的再循环。因为粉末结块能够开始出现在大约170℃至大约175℃，所以用于pa12构建材料的中性区156内的目标温度158是大约162℃，如在图7图上所示的。用于pa12构建材料的结晶区160低于大约153℃。太快速和/或太久时间段落入结晶区160的熔融的构建材料可能开始结晶、收缩，和翘曲，或以另外方式改变形状。通常通过使包括扫略加热灯的托架经过构建材料上来维持温度分布图。托架在构建材料上的一次经过的扫略时间能够是800msec的数量级。托架在构建材料上反转方向并且返回经过的周转时间能够是大约200至大约900msec的数量级。在所描述的多步处理中完成pa12构建材料的层的时间是大约5.3秒至大约6.5秒的数量级。

仍然参考pa12材料温度分布图的图7图，能够在用于形成3d部件的层的多步处理进展时观察到部件分布图150和粉末分布图152。如上面指出并且如在图上所示的，在多步处理的第一步中，打印床102上的托架的第一次经过包括构建材料的熔化、加温，和散布的操作。在第一次经过在1.0秒开始期间，随着部件被熔化和加温，部件温度分布图150从大约181℃上升至大约210℃，并且然后当在层上散布新的粉末时，其下降至大约115℃简要地至结晶区中。来自基础材料层的剩余热然后开始将第一次经过和第二次经过之间的温度分布图150从大约1.4秒提高到大约2.7秒。

在多步处理的第二步中，打印床102上的托架的第二次经过包括对构建材料进行散布、加温，和打印的操作。在第二次经过在大约2.7秒开始期间，随着执行第二次经过操作，部件温度分布图150上升到大约180℃并且然后下降回大约140℃。来自基础材料层的剩余热然后开始将第二次经过和第三次经过之间的温度分布图150从大约3.2秒提高到大约4.1秒。

在多步处理的第三步中，打印床102上的托架的第三次经过包括对构建材料进行打印、熔化，和加温的操作。在第三次经过在大约4.1秒开始期间，通过第三次经过，部件温度分布图150上升到超过180℃，并且然后保留在熔融区154中。然后从大约4.4秒至大约5.6秒在第三次经过和第四次经过之间将部件温度分布图150维持在熔融区154内。

在多步处理的第四步骤中，打印床102上的托架的第四次经过包括对构建材料进行加温和熔化的操作。在第四次经过在大约5.6秒开始期间，部件温度分布图150保留在熔融区154中并且上升到大约205℃。通过作为以上讨论的第一次经过的接下来的经过，部件温度分布图150然后保留在熔融区154中。因此，通过多步处理中的三个连续的步骤和托架经过(即，经过3、经过4和经过1)，在大致3.8秒(大约3.6秒至大约4.0秒的时长)内将用于3d部件的pa12构建材料维持在材料熔融区内。在熔融区中花费的增加的时间改善层之间的熔化，导致更高强度的部件。3d部件被保持在熔融区内越长，更多表层塌滑就出现在层之间。在这些相同的三次托架经过期间，将白色粉末维持在中性区156内，接近目标温度158。

图8图9和图10是示出形成三维(3d)部件的示例方法800、900，和1000的流程图。方法800、900，和1000与关于图1至图7在以上讨论的示例相关联，并且能够在此类示例的有关的讨论中找出方法800、900，和1000中示出的操作的细节。方法800、900，和1000的操作可以被体现为存储在诸如图1至图5中示出的存储器/存贮器128之类的非暂时性、机器可读取的(例如，计算机/处理器可读取的)介质上的编程指令。在一些示例中，能够通过诸如图1至图5的控制器126之类的控制器读取和执行存储在存储器128中的编程指令来实现实施方法800、900，和1000的操作。能够单独使用asic和/或其他硬件组件或者与可由控制器126执行的编程指令组合地来实现实施方法800、900，和1000的操作。

方法800、900，和1000可以包括超过一种实施方式，并且方法800、900，和1000的不同的实施方式可以不采用存在于图8图9和图10的相应流程图中的每个操作。因此，尽管方法800、900，和1000的操作在它们的相应流程图内以特定次序呈现，但它们的呈现的次序并不意图是关于可以实际上实施操作的次序，或者关于是否可以实施所有操作的限制。例如，可能在不执行其他后续操作的情况下通过许多初始操作的执行来实现方法800的一种实施方式，同时可能通过所有操作的执行来实现方法800的另一种实施方式。

现在参考图8的流程图，形成3d部件的示例方法800从框802开始，其中在打印床上散布构建材料的层。该方法能够在框804继续，在打印床上扫略托架上的加热灯的连续经过中的每个经过期间对构建材料的层进行加热以在连续经过的时长内将构建材料的打印的部分维持为高于熔融温度。在一些示例中，如在框806所示的，散布构建材料的层包括在连续的托架经过中的两个托架经过期间在打印床上双向地散布构建材料的层。如在框808所示，该方法能够包括在连续的托架经过中的两个托架经过期间将液体制剂双向地打印到构建材料上以形成构建材料的打印的部分。在一些示例中，如在框810所示的，散布构建材料的层并且对构建材料的层进行加热包括：在打印床上使包括散布器的第一托架双向地经过，并且将液体熔剂打印到构建材料上包括在打印床上使包括液体分配器的第二托架双向地经过。在一些示例中，使第一托架和第二托架经过包括：使托架沿着公共支持物、与彼此在一条线上经过，如在框812所示的。在一些示例中，散布构建材料的层并且对构建材料的层进行加热包括：在打印床上反复输送单个托架上的材料散布器和多个热源，如在框814所示的。在一些示例中，在多个连续的托架经过中的每个托架经过期间对构建材料的层进行加热包括将构建材料的未打印的部分维持在低于熔融温度的中性温度，如在框816所示的。

在一些示例中，构建材料包括pa12构建材料，如在框818所示的。将pa12构建材料的打印的部分维持为高于熔融温度包括：将构建材料的打印的部分维持为高于大约180℃。此外，如在框820所示的，在连续的托架经过的时长内将构建材料的打印的部分维持为高于熔融温度包括在大约3.6秒至大约4.0秒的时长内将构建材料的打印的部分维持为高于熔融温度。

现在参考图9的流程图，形成3d部件的示例方法900从框902开始，其中使包括散布器的第一托架在打印床上多次经过以在打印床上散布构建材料的新的层。该方法还包括：使包括液体分配器的第二托架多次在打印床上经过以选择性地将液体熔剂打印到构建材料上，如在框904所示的。在使第一托架多次在打印床上经过时，从第一托架上的扫略灯施加熔化能和加温能以将打印的构建材料维持为高于熔融温度，同时将未打印的构建材料维持在中性温度区中，低于结块起始温度并且高于结晶起始温度，如在框906所示的。在一些示例中，如在框908所示的，使第一托架多次在打印床上经过包括：在第一次经过中，对构建材料的先前的层进行熔化和加温，以及散布一堆构建材料以形成构建材料的新的层；在第二次经过中，在构建材料的新的层上散布堆的剩余部分，以及对构建粉末的新的层进行加温；在第三次经过中，将构建粉末的新的层的打印区域熔化，以及对构建粉末的新的层进行加温；以及在第四次经过中，对构建粉末的新的层进行加温，以及将构建粉末的新的层的打印区域熔化。

如在框910所示，方法900能够包括：在第二托架经过和第三托架经过期间将液体制剂选择性地打印到构建材料的新的层上。在一些示例中，如在框912所示的，散布构建材料的堆的剩余部分包括：将散布器从构建材料的堆的一侧提升到构建材料的堆的另一侧以在相反的方向上在打印床上散布构建材料。在一些示例中，如在框914所示的，构建材料包括pa12，并且将打印的构建材料维持为高于熔融温度包括：将打印的构建材料维持在从大约180℃至大约220℃的温度范围中，并且，将未打印的构建材料维持在中性温度区中包括：将未打印的构建材料维持在从大约153℃至大约180℃的温度范围中。

现在参考图10的流程图，形成3d部件的示例方法1000从框1002开始，其中，在第一次经过中，使包括熔化灯和加温灯和散布器的第一托架在打印床上经过以将构建材料的先前的层熔化和加温并且散布一堆构建材料以在构建材料的先前的层上形成构建材料的新的层。该方法在框1004继续，其中，在第二次经过中，使第一托架和包括液体分配器的第二托架与彼此在一条线上在打印床上经过以在新的层上散布构建材料的堆的剩余部分、对新的层进行加温，并且将液体熔剂打印到新的层上。如在框1006所示，该方法能够包括：在第三次经过中，使第一托架和第二托架与彼此在一条线上在打印床上经过以将液体制剂打印到新的层上、将新的层的打印区域熔化，并且对新的层进行加温。如在框1008所示，方法能够进一步包括：在第四次经过中，使第一托架在打印床上经过以对新的层进行加温并且将新的层的打印区域熔化。