三维物体形成的质量保证的制作方法

三维物体形成的质量保证
1.交叉引用
2.本技术要求2019年7月26日提交的美国临时专利申请号62/879,048的权益，该临时专利申请以引用方式整体并入本文。


背景技术：

3.三维(3d)打印(例如，增材制造)是一种从设计制成任何形状的三维物体的过程。设计可以是数据源(诸如电子数据源)的形式，或者可以是硬拷贝的形式。硬拷贝可以是3d物体的二维表示。数据源可以是电子3d模型。3d成型(例如，打印)可通过一层一层地铺设连续的材料层的增材过程来完成。该过程可被控制(例如，计算机控制、手动控制或两者兼有)。适用于3d成型的制造设备可以是工业机器人。
4.3d打印可以生成定制零件。多种材料可以用于3d打印过程，包括元素金属、金属合金、陶瓷、元素碳或聚合物材料。在一些3d打印过程(例如，增材制造)中，形成第一层硬化材料，然后一层一层地添加连续的硬化材料层，其中将每个新的硬化材料层添加到预先形成的硬化材料层上，直到整个设计的三维结构(3d物体)被逐层物化。
5.可使用计算机辅助设计包经由3d扫描仪或手动生成3d模型。为3d计算机图形准备几何数据的建模过程可能类似于造型艺术(诸如雕刻或动画)的建模过程。3d扫描是分析和收集有关真实物体(例如，现实生活物体)的形状和外观的数字数据的过程。基于这些数据，可以产生被扫描物体的3d模型。
6.许多增材过程目前可用于3d打印。它们在沉积和/或形成层以产生物化结构的方式上可能不同。它们在用于生成设计结构的材料上可能不同。一些方法熔化和/或软化材料以产生层。3d打印方法的示例包括选择性激光熔化(slm)、选择性激光烧结(sls)、直接金属激光烧结(dmls)、形状沉积制造(sdm)或熔融沉积成型(fdm)。其他方法使用不同的技术诸如立体光刻造型(sla)固化液体材料。在层压物体制造(lom)的方法中，将薄层(尤其由纸、聚合物和/或金属制成)切割成形并连接在一起。
7.有时，(i)制造机构(例如，打印机)和/或(ii)用于形成3d物体的过程的故障可能难以例如实时预测、观察和/或量化。这种故障的预测、观察和/或量化可允许对(i)制造机构和/或(ii)用于形成3d物体的过程进行补救(例如，在3d物体形成之前、期间和/或之后)。


技术实现要素：

8.本公开描述了帮助预测、观察和/或量化(例如，实时)(i)制造机构和/或(ii)用于形成一个或多个3d物体的过程中的故障的方法、装置、系统和非暂态计算机可读介质。
9.本文所述的方法、非暂态计算机可读介质和/或控制器方向中任一者的操作可以是任何顺序。可以同时执行所述方法、非暂态计算机可读介质和/或控制器中任一者的至少两个操作。
10.在一个方面，一种用于确保打印至少一个三维物体的质量的方法包括：(a)分析从第一传感器收集的数据以识别与第一预期值的任何第一偏差，该第一传感器被配置为感测
打印至少一个三维物体的第一方面；(b)分析从第二传感器收集的数据以识别与第二预期值的任何第二偏差，该第二传感器被配置为感测打印至少一个三维物体的第二方面；以及(c)考虑第一偏差和第二偏差来评估打印至少一个三维物体的质量。
11.在一些实施方案中，顺序地执行操作(a)和(b)。在一些实施方案中，同时执行操作(a)和(b)的至少一部分。在一些实施方案中，第一方面和/或第二方面包括打印至少一个三维物体的关键变量。在一些实施方案中，评估打印质量包括考虑历史数据。在一些实施方案中，评估打印质量包括考虑外部数据，并且其中该外部数据是在用于打印至少一个三维物体的打印机外部收集的数据。在一些实施方案中，评估打印质量包括考虑至少一个三维物体的至少一个特性。在一些实施方案中，至少一个三维物体的至少一个特性包括尺寸精度、材料构成、孔隙率、材料相、晶体结构、拉伸应力、强度或表面粗糙度。在一些实施方案中，方法还包括提供至少一个三维物体的合规和/或质量认证数据。在一些实施方案中，第一方面和/或第二方面包括打印至少一个三维物体的关键变量。在一些实施方案中，关键变量涉及：打印至少一个三维物体的环境、形成至少一个三维物体的预变形材料、预变形材料变形以形成至少一个三维物体的目标表面、使预变形材料变形为变形材料以形成至少一个三维物体的变形剂，以及/或者用于打印至少一个三维物体的任何光学部件。在一些实施方案中，由第一传感器和/或第二传感器收集的数据是被动收集的。在一些实施方案中，由第一传感器和/或第二传感器收集的数据是主动收集的。在一些实施方案中，由第一传感器和/或第二传感器收集的数据是在打印至少一个三维物体期间原位和/或实时收集的。在一些实施方案中，由第一传感器和/或第二传感器收集的数据是在执行专用于保证打印质量的过程期间原位和/或实时收集的。在一些实施方案中，至少一个三维物体包括多个层，并且其中考虑多个层中的至少两个层的任何第一偏差和任何第二偏差来评估打印至少一个三维物体的质量。在一些实施方案中，该方法还包括找出和/或利用以下项中的至少两项之间的关系：(i)第一预期值，(ii)由第一传感器收集的数据，(iii)与第一预期值的第一偏差，(iv)第二预期值，(v)由第二传感器收集的数据，(vi)与第一预期值的第二偏差，以及(vii)至少一个三维物体的至少一个特性。
12.在另一方面，一种用于确保打印至少一个三维物体的质量的非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质具有保存的指令，所述指令在被处理器读取时执行包括以下过程的操作：(a)分析从第一传感器收集的数据以识别与第一预期值的任何第一偏差，该第一传感器被配置为感测打印至少一个三维物体的第一方面；(b)分析从第二传感器收集的数据以识别与第二预期值的任何第二偏差，该第二传感器被配置为感测打印至少一个三维物体的第二方面；以及(c)考虑第一偏差和第二偏差来评估打印至少一个三维物体的质量。
13.在一些实施方案中，非暂态计算机可读介质包括或可操作地耦合到合并有从第一传感器收集的数据和/或从第二传感器收集的数据的数据库。在一些实施方案中，非暂态计算机可读介质包括或可操作地耦合到合并有历史数据的数据库，并且其中评估打印质量包括考虑历史数据。在一些实施方案中，非暂态计算机可读介质包括或可操作地耦合到合并有外部数据的数据库，其中评估打印质量包括考虑该外部数据，并且其中该外部数据是在用于打印至少一个三维物体的打印机外部收集的数据。在一些实施方案中，第一方面和/或第二方面包括打印至少一个三维物体的关键变量。在一些实施方案中，关键变量涉及：打印至少一个三维物体的环境、形成至少一个三维物体的预变形材料、预变形材料变形以形成
至少一个三维物体的目标表面、使预变形材料变形为变形材料以形成至少一个三维物体的变形剂，以及/或者用于打印至少一个三维物体的任何光学部件。在一些实施方案中，非暂态计算机可读介质具有保存的指令，所述指令在被处理器读取时执行包括以下过程的操作：提供至少一个三维物体的合规和/或质量认证数据。在一些实施方案中，非暂态计算机可读介质具有保存的指令，所述指令在被处理器读取时执行包括以下过程的操作：找出和/或利用以下项中的至少两项之间的关系：(i)第一预期值，(ii)由第一传感器收集的数据，(iii)与第一预期值的第一偏差，(iv)第二预期值，(v)由第二传感器收集的数据，(vi)与第一预期值的第二偏差，以及(vii)至少一个三维物体的至少一个特性。在一些实施方案中，至少一个三维物体的至少一个特性包括尺寸精度、材料构成、孔隙率、材料相、晶体结构、拉伸应力、强度或表面粗糙度。在一些实施方案中，从第一传感器和/或第二传感器收集的数据被加盖时间和位置戳。在一些实施方案中，至少一个三维物体是逐层打印的，并且其中位置是逐层的。在一些实施方案中，至少一个三维物体包括多个层，并且其中考虑多个层中的至少两个层的任何第一偏差和任何第二偏差来评估打印至少一个三维物体的质量。
14.在另一方面，一种用于确保打印至少一个三维物体的质量的装置包括被配置为可操作地耦合到三维打印机的一个或多个控制器，所述一个或多个控制器被配置为执行或指导执行以下过程：(a)分析从第一传感器收集的数据以识别与第一预期值的任何第一偏差，该第一传感器被配置为感测打印至少一个三维物体的第一方面；(b)分析从第二传感器收集的数据以识别与第二预期值的任何第二偏差，该第二传感器被配置为感测打印至少一个三维物体的第二方面；以及(c)考虑第一偏差和第二偏差来评估打印至少一个三维物体的质量并生成结果。
15.在一些实施方案中，一个或多个控制器被配置为至少部分地基于结果来指导三维打印机打印至少一个三维物体。在一些实施方案中，一个或多个控制器可操作地耦合到第一传感器和第二传感器，并且其中一个或多个控制器被配置为指导从第一传感器和第二传感器收集数据。在一些实施方案中，一个或多个控制器被配置为执行或指导执行打印质量的评估，包括考虑历史数据。在一些实施方案中，一个或多个控制器被配置为执行或指导执行打印质量的评估，包括考虑外部数据，并且其中该外部数据是在用于打印至少一个三维物体的打印机外部收集的数据。在一些实施方案中，一个或多个控制器包括电路系统、电插座或电插口。在一些实施方案中，第一方面和/或第二方面包括打印至少一个三维物体的关键变量。在一些实施方案中，关键变量涉及：打印至少一个三维物体的环境、形成至少一个三维物体的预变形材料、预变形材料变形以形成至少一个三维物体的目标表面、使预变形材料变形为变形材料以形成至少一个三维物体的变形剂，以及/或者用于打印至少一个三维物体的任何光学部件。在一些实施方案中，一个或多个控制器被配置为执行或指导执行：提供至少一个三维物体的合规和/或质量认证数据。在一些实施方案中，一个或多个控制器被配置为执行或指导执行：找出和/或利用以下项中的至少两项之间的关系：(i)第一预期值，(ii)由第一传感器收集的数据，(iii)与第一预期值的第一偏差，(iv)第二预期值，(v)由第二传感器收集的数据，(vi)与第一预期值的第二偏差，以及(vii)至少一个三维物体的至少一个特性。在一些实施方案中，至少一个三维物体的至少一个特性包括尺寸精度、材料构成、孔隙率、材料相、晶体结构、拉伸应力、强度或表面粗糙度。在一些实施方案中，第一传感器和/或第二传感器是无源的。在一些实施方案中，第一传感器和/或第二传感器是有源
的。在一些实施方案中，第一传感器和/或第二传感器被配置为在打印至少一个三维物体期间原位和/或实时收集数据。在一些实施方案中，第一传感器和/或第二传感器被配置为在执行专用于保证打印质量的过程期间原位和/或实时收集数据。在一些实施方案中，至少一个三维物体包括多个层，并且其中考虑多个层中的至少两个层的任何第一偏差和任何第二偏差来评估打印至少一个三维物体的质量。
16.在另一方面，一种非暂态计算机可读介质包括：机器可执行代码，该机器可执行代码包括根据用于处理与用于形成如本文所述的至少一个三维物体的指令相关联的第一文件的任何方法(例如，上述方法)的命令。
17.本公开的另一方面提供了一种利用本文所公开的系统(和/或其任何部件)的方法。
18.本公开的另一方面提供了一种利用本文所公开的装置(和/或其任何部件)的方法。
19.本公开的另一方面提供了一种利用包括控制器的装置的方法。在一些实施方案中，该方法实现控制器的一个或多个操作。例如，该方法可包括由控制器指导的一个或多个操作。例如，该方法可包括例如以控制器指导的方式控制由控制器控制的一个或多个装置、系统和/或它们的部件。
20.本公开的另一方面提供了一种利用计算机系统的方法，该计算机系统包括一个或多个计算机处理器以及与其耦合的至少一个非暂态计算机可读介质。在一些实施方案中，该方法通过一个或多个计算机处理器实现一个或多个操作。例如，该方法可包括由一个或多个计算机处理器执行的操作。例如，该方法可包括一个或多个操作，这些操作体现为由非暂态计算机可读介质存储的机器可执行代码。例如，该方法可包括在例如由一个或多个计算机处理器执行机器可执行代码时控制计算机系统的操作。
21.本公开的另一方面提供了一种利用包括机器可执行代码的至少一个非暂态计算机可读介质的方法。在一些实施方案中，该方法通过一个或多个计算机处理器实现一个或多个操作。例如，该方法可包括由一个或多个计算机处理器执行的操作。例如，该方法可包括在执行例如由至少一个非暂态计算机可读介质存储的机器可执行代码时控制一个或多个计算机处理器的操作。
22.本公开的另一方面提供了一种用于实现本文所公开的方法的系统。
23.本公开的另一方面提供了一种用于实现本文所公开的方法的装置。
24.本公开的另一方面提供了一种包括控制器的装置，该控制器指导实现本文所公开的方法中的一个或多个操作，其中该控制器可操作地耦合到其控制以实现该方法的装置、系统和/或机构。
25.本公开的另一方面提供了一种用于打印一个或多个3d物体的装置，该装置包括控制器，该控制器被编程以指导在3d打印方法中使用的机构来实施(例如，实现)本文所公开的任何方法，其中该控制器可操作地耦合到该机构。
26.本公开的另一方面提供了一种计算机系统，该计算机系统包括一个或多个计算机处理器以及与其耦合的非暂态计算机可读介质。非暂态计算机可读介质包括机器可执行代码，该机器可执行代码在由一个或多个计算机处理器执行时实施上述或本文别处的任何方法。
27.本公开的另一方面提供了一种非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质包括机器可执行代码，该机器可执行代码在由一个或多个计算机处理器执行时实现本文所公开的任何方法。
28.在另一方面，一种非暂态计算机可读介质包括机器可执行代码，该机器可执行代码在由一个或多个处理器执行时实现用于处理与用于形成至少一个三维物体的指令相关联的至少一个文件的任何方法(例如，上述方法)。
29.在另一方面，一种用于处理与用于形成至少一个三维物体的指令相关联的至少一个文件的计算机实现的方法包括任何方法(例如，上述方法)。
30.在另一方面，一种计算机软件产品包括：存储程序指令的非暂态计算机可读介质，所述程序指令包括根据用于处理与用于形成如本文所述的至少一个三维物体的指令相关联的第一文件的任何方法(例如，上述方法)的命令。
31.在另一方面，体现软件的一个或多个计算机可读非暂态存储介质包括：机器可执行代码，该机器可执行代码包括根据用于处理与用于形成如本文所述的至少一个三维物体的指令相关联的第一文件的任何方法(例如，上述方法)的命令。
32.根据以下详细描述，本公开的其他方面和优点对于本领域技术人员将变得显而易见，其中仅示出和描述了本公开的例示性实施方案。如将认识到的，本公开能够具有其他和不同实施方案，并且其若干细节能够在各种明显方面进行修改，所有这些都不脱离本公开。因此，附图和描述在本质上被认为是例示性的而非限制性的。
33.以引用方式并入
34.本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均以引用方式并入本文，其程度就如同每个单独的出版物、专利或专利申请被具体地和单独地指示为以引用方式并入一样。
附图说明
35.本发明的新颖特征在所附权利要求中具体阐述。通过参考以下详细描述以及附图或图，将获得对本发明的特征和优点的更好理解，该详细描述阐述其中利用本发明的原理的例示性实施方案，在这些附图或图中：
36.图1示出了流程图；
37.图2示意性地示出了用于形成3d物体的系统；
38.图3示出了三维(3d)打印系统及其部件的示意性横截面视图；
39.图4示出了三维(3d)打印系统及其部件的示意性横截面视图；
40.图5a示意性地示出了光学设置；图5b示意性地示出了能量束；图5c示意性地示出了控制方案；
41.图6a示意性地示出了各种路径；图6b示意性地示出了各种目标的照射；
42.图7a示意性地示出了制造机构的一部分中的3d物体的垂直横截面；图7b示意性地示出了被照射目标表面的侧视图。
43.图8a示意性地示出了穿过透镜照射的光束的横截面视图；图8b示意性地示出了能量束足迹；图8c示意性地示出了能量束在目标表面上的足迹；
44.图9示出了三维(3d)打印系统及其部件的示意性横截面视图；
45.图10a-10f示意性地示出了描绘用于校准中的各种操作的透视图；
46.图11示出了各种用户界面；
47.图12示出了各种用户界面；
48.图13示出了用户界面；
49.图14示出了用户界面；
50.图15示出了用户界面；
51.图16示出了具有辅助支撑件的三维物体；
52.图17示意性地示出了不同3d物体及其部分的各种垂直横截面视图；
53.图18示意性地示出了计算机系统；并且
54.图19示意性地示出了计算机系统。
55.其中的图和部件可能未按比例绘制。本文所述的图的各种部件可能未按比例绘制。
具体实施方式
56.虽然本文已经示出和描述了本发明的各种实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，此类实施方案仅作为示例提供。在不脱离本发明的情况下，本领域技术人员可想到许多变化、改变和替换。应当理解，可采用本文所述的本发明的实施方案的各种替代。
57.术语诸如“一个”、“一种”和“该”并非旨在仅指单个实体，而是可包括可使用特定示例进行说明的一般类别。本文的术语用于描述本发明的特定实施方案，但它们的使用并不限制本发明。
58.在一些实施方案中，本文所公开的是涉及3d物体的合规数据和/或质量认证数据以及用于其生产的机器的方法、装置、系统和计算机可读介质。
59.如果适用，如本文所用的短语“三维物体”可指“一个或多个三维物体”。
60.在一些实施方案中，本文所公开的方法、装置、系统和计算机可读介质涉及生产机器(例如，3d打印机)是否处于其可以根据要求的规格(例如，在规定的公差内)形成3d物体的状态。在一些实施方案中，本文所公开的方法、装置、系统和计算机可读介质涉及生产机器是具有正确还是不正确的(i)输入变量状态(例如，值)和/或(ii)输入变量的状态。有时，很难满足这些涉及事项。在一些实施方案中，本文所公开的方法、装置、系统和计算机可读介质至少部分地满足这些涉及事项。
61.在一些实施方案中，本文所公开的方法、装置、系统和计算机可读介质涉及(i)与生产机器相关的一个或多个输入变量是否处于正确状态(例如，规定或预定状态)，(ii)一个或多个输入变量是否处于不正确状态，以及(ii)一个或多个输入变量的任何不正确状态与一个或多个输入变量的正确状态之间的区别是什么。有时，很难满足这些涉及事项。在一些实施方案中，本文所公开的方法、装置、系统和计算机可读介质至少部分地满足这些涉及事项。
62.在一些实施方案中，随着更多变量指示与预期值存在偏差(例如，在公差内)，可增加三维物体中故障预测的准确性(例如，可影响其预期目的的性能)。例如，随着更多关键变量指示与预期值存在偏差，故障预测准确性可增加。在一些实施方案中，多个(例如，关键)
变量的(相应)值的总体偏差是比单个(例如，关键)变量的值的偏差更好的故障预测。在一些实施方案中，多个(例如，关键)变量的(相应)值的(例如，较小)偏差是比单个(例如，关键)变量的值的(例如，较大)偏差更好的故障预测。更好的预测可指更早的预测、更准确的预测和/或更可靠的预测。被整合以预测任何故障的变量值中的至少两个可被赋予不同的重要性(例如，权重)。被整合以预测任何故障的变量值中的至少两个可具有(例如，基本上)相同的重要性(例如，权重)。重要性可因制造机器和/或工艺而异。
63.在一些实施方案中，可能难以知道和/或考虑参与形成3d物体的变量(例如，输入和/或输出变量)的整个字段。在一些实施方案中，形成3d物体的变量字段是巨大的。至少部分地由于这些原因，可能难以满足本文提及的考虑。选择变量字段的子集可能是实际的和/或在其他方面有益的(例如，时间和/或成本有效的)。例如，选择关键变量可能是有益的。
64.在一些实施方案中，生产机器的至少一个元件在特定时间提供其状态。该状态可被记录(例如，并加盖时间戳)。这些元件可以是生产机器的任何部件(例如，传感器)。生产机器中可能有至少一个数位(例如，少于十个)、数十个、数百个或数千个传感器。该部件可以是机械部件、光学部件和/或电子部件。
65.在一些实施方案中，一个或多个变量包括一个或多个关键变量。关键变量对正在形成的3d物体的结果有影响。例如，关键变量的变化在形成的3d物体中具有可测量的特征。例如，关键变量的变化在3d打印过程中具有可测量的特征。例如，关键变量的变化在生产机器(例如，3d打印机)中具有可测量的特征。有时，监测形成(例如，生产)的3d物体的质量是一种衡量我们是否考虑所有关键变量的方式。3d物体的质量包括表面质量、微观结构(例如，冶金、组成和/或晶体结构)、孔隙率或尺寸精度。关键变量可能与打印过程的环境、预变形材料、变形剂(例如，能量束)、打印过程中使用的任何材料床和/或打印过程中使用的任何光学部件有关。
66.在一些实施方案中，本文所公开的方法、装置、系统和计算机可读介质涉及正在执行的3d物体的形成过程(例如，3d打印过程)是否在控制中。例如，过程是否按规定进行。例如，生产机器的部件的执行是否按规定进行？例如，生产过程是否按规定进行？有时，很难满足这些涉及事项。在一些实施方案中，本文所公开的方法、装置、系统和计算机可读介质至少部分地满足这些涉及事项。
67.本文所述的是计算机可读介质。计算机可读介质可包括数据库或可由处理器执行的代码。数据库可包括一个或多个过程变量。数据库可包括变量的至少一个特性，包括变量(i)类型、(ii)规定状态或(iii)特定时间的实际状态(例如，加盖时间戳)。特定时间可以是在3d物体的形成过程(例如，打印过程)之前、期间和/或之后。数据库可用于例如在打印3d物体之前、期间和/或之后进行分析。例如，在产生3d物体之后，可例如关于输入和/或输出变量分析数据库。输入变量可或可不与输出变量相关。数据库可有助于关于生产机器是否处于请求状态、生产机器的实际状态与请求状态(例如，变量值)相比有多接近和/或生产机器中有任何偏差(例如，误差)(例如，其任何部件的偏差)的估计。数据库可有助于关于进行的过程是否按规定进行、实际过程与规定过程相比有多接近和/或过程中有什么偏差(例如，误差)(例如，其任何部件的误差)的估计。数据库可有助于关于3d物体是否按请求生产、生产的3d物体与请求的3d物体相比有多接近和/或生产的3d物体(例如，组成、表面光洁度、孔隙率、应力、应变、线束和/或尺寸精度)中有什么偏差(例如，误差)的估计。
68.在一些实施方案中，一个或多个变量从用于形成3d物体的生产机器和/或过程内部导出。例如，变量可与可操作地耦合到制造机器的传感器的输出数据有关。例如，变量可与生产机器的部件的输入数据(例如，能量束在特定时间在目标表面上的足迹的坐标)有关。在由生产机器(例如，3d打印机)形成3d物体期间执行的过程在本文中可称为“内部过程”。
69.短语“目标表面”可指(1)构建平面的表面(例如，材料床的暴露表面)，(2)平台的暴露表面，(3)3d物体(或其一部分)的暴露表面，(4)与材料床、平台或3d物体的暴露表面相邻的任何暴露表面，以及/或者(5)任何目标表面。其可被至少一个能量束靶向。
70.术语“可操作地耦合”或“可操作地连接”是指第一机构耦合(或连接)到第二机构以允许第二机构和/或第一机构的预期操作，包括第一机构与第二机构进行信号通信。术语“被配置为”是指物体或装置(例如，在结构上)被配置为带来预期结果。短语“被结构化”或“被配置”在修饰物品时是指能够带来列举结果的物品的结构。
71.在一些实施方案中，一个或多个变量在用于形成3d物体的生产机器和/或过程外部。例如，一个或多个变量可涉及对生产的3d物体执行的测试以确定其一个或多个特性。3d物体的一个或多个特性包括尺寸精度、机械性能、微观结构或功能。可使用包括计算机断层扫描、显微镜检查、缺陷或x射线的功能测试来测试功能。机械性能可包括应力或应变。外部变量可由客户提供。外部数据可从生产机器(例如，3d打印机)生成3d物体后对该物体执行的任何后处理导出。
72.在一些实施方案中，3d物体没有指示使用打印后处理的表面特征。在一些实施方案中，3d物体包括指示使用打印后处理的表面特征。打印后过程可包括修整工艺(例如，修整辅助支撑件)。修整过程可包括通过能量束(例如，激光)烧蚀、机械修整或化学修整。修整过程可以是在完成3d打印过程之后进行的操作(例如，使用预变形材料)。修整过程可以是与3d打印过程分开的操作。修整可包括切割(例如，使用穿孔锯)。修整可以包括抛光或喷射。喷射可以包括固体喷射、气体喷射或液体喷射。固体喷射可以包括喷砂。气体喷射可以包括空气喷射。液体喷射可以包括水喷射。喷射可以包括机械喷射。进一步处理(例如，后处理)可包括抛光(例如，砂磨)。例如，在一些情况下，生成的3d物体可以从制造机器(例如，打印机)中取回并在不移除变形材料和/或辅助特征的情况下敲定。
73.内部和/或外部变量可能相关。在一些实施方案中，本文所公开的方法、装置、系统和计算机可读介质将变量(包括内部或外部变量)相关。例如，第一组一个或多个内部变量可与第二组一个或多个内部变量相关。例如，第一组一个或多个外部变量可与第二组一个或多个外部变量相关。例如，第一组一个或多个内部变量可与第二组一个或多个外部变量相关。
74.在一些实施方案中，本文所公开的方法、装置、系统和计算机可读介质可揭示以下项之间的任何关系：(i)(例如，关键)输入变量的偏差，(ii)(例如，关键)输出变量，以及(ii)形成的3d物体的一个或多个特性。
75.在一些实施方案中，本文所公开的方法、装置、系统和计算机可读介质可利用传感器数据和表征技术(例如，能量束运动和功率序列)的组合来动态地(例如，实时)表征制造3d物体的状态。表征技术可包括工艺技术。
76.图1示出了用于打印3d物体的至少一部分的方法100的各种操作的示例，该方法包
括(a)准备打印指令111，(b)将输入变量提供给生产机器(例如，3d打印机)112以形成3d物体的至少一部分(例如，打印3d物体的至少一部分)，所述输入变量可以记录在数据库中；(c)形成(例如，打印113)3d物体的至少一部分；(d)数据库记录101输出变量(包括内部变量、(任选的)外部变量或(任选的)历史变量(例如，从先前的3d物体形成操作中收集))；(e)分析102输入变量与输出变量之间的任何关系；(f)(例如，向用户诸如客户)输出114；以及(g)任选地生成新的历史数据115(例如，基于操作101中的内部和/或外部输出变量)。102中的关系分析的结果可用于103实时为3d物体的另一部分准备打印指令(例如，如本文所定义)。102中的关系分析的结果可用于103为即时打印周期中的3d物体的另一部分、即时打印周期中的另一3d物体和/或另一打印周期中的另一3d物体准备打印指令。该方法的操作可以任何顺序执行。该方法的至少两个操作可顺序执行。该方法的两个或更多个操作的至少一部分可同时(例如，并行)执行。一种非暂态计算机可读介质可包括执行该方法的一个或多个操作的保存指令。一个或多个控制器可指导执行该方法的一个或多个操作。该方法可在3d物体形成期间和/或之后执行。数据库中的内部变量可包括在3d物体形成期间原位和/或实时收集的数据。原位收集的数据可包括在制造机器中(例如，在3d打印系统中)(包括在其任何部件中)收集的数据。
77.在一些情况下，控制器可以包括(例如，电气)电路，其被配置为生成输出(例如，电压信号)以用于指导本文所述的装置(或其任何部分)的一个或多个方面。图5c示出了(例如，自动)控制器(例如，控制系统或控制器)520的示意性示例，该控制器被编程或以其他方式被配置为有助于一个或多个3d物体的形成。控制器可包括电路系统。控制器可包括到电源的连接部。控制器(例如，图5c，520)可包括用于控制至少一个3d物体(例如，图5c，550)的形成的从属控制器540。控制器可包括一种或多种回路方案(例如，开环、前馈回路和/或反馈回路)。在图5c的示例中，控制器任选地包括反馈控制回路560。从属控制器可以是内部控制器。控制器(例如，或从属控制器)可包括比例-积分-微分(pid)回路。从属控制器可以是作为第一控制器的一部分的第二控制器。从属控制器可以是线性控制器。控制器可被配置为控制成型工具的一个或多个部件。控制器可被配置为控制变形剂发生器(例如，能量源、粘结剂和/或反应剂的分配器)、引导机构(例如，扫描仪和/或致动器)、层分配器的至少一个部件、(例如，预变形材料和/或变形剂的)分配器、气流系统的至少一个部件、其中形成3d物体的室的至少一个部件(例如，门、升降机、阀门、泵和/或传感器)。控制器可控制形成装置(诸如形成剂(例如，变形剂))的至少一个部件。例如，控制器(例如，图5c，520)可被配置为控制(例如，在3d打印的至少一部分期间实时)可控特性，包括：(i)能量束功率(例如，递送到材料床)，(ii)材料床中某个位置的温度(例如，在正在形成的3d物体上)，(iii)能量束速度，(iv)能量束功率密度，(v)能量束停留时间，(vi)能量束照射光斑(例如，在材料床的暴露表面上)，(vii)能量束焦点(例如，聚焦或散焦)，或(viii)能量束横截面(例如，束腰)。控制器(例如，图5c，520)可被配置为控制(例如，在3d打印的至少一部分期间实时)可控(例如，粘结剂和/或反应剂)特性，包括：(i)强度(例如，反应速率)，(ii)体积(例如，递送到材料床)，(iii)密度(例如，在材料床的某个位置上)，或(iv)停留时间(例如，在材料床上)。可控特性可以是控制变量。控制可用于维持正在形成的一个或多个3d物体的目标参数(例如，温度)。目标参数可随时间(例如，实时)和/或位置变化。位置可包括材料床的暴露表面处的位置。位置可包括(例如，正在形成的)3d物体的顶表面处的位置。目标参数可与可控特性相
关。(例如，输入的)目标参数可随时间和/或在材料床中(例如，在正在形成的3d物体上)的位置变化。从属控制器可接收(能量束的)每单位面积的预定功率、温度和/或计量(例如，高度)目标值。例如，从属控制器可接收目标参数(例如，图5c，525)(例如，温度)以保持正在形成的3d物体的至少一个特性(例如，方向上的尺寸和/或温度)。控制器可以接收多种(例如，三种)类型的目标输入：(i)变形剂(例如，能量束功率)的特性，(ii)温度，以及(iii)几何形状。任何目标输入都可以是用户定义的。几何形状可包括几何物体预打印校正。几何信息可从3d物体(或其校正偏离(例如，改变)的模型)中导出。几何形状可包括3d物体的以前打印部分的几何信息(例如，包括给定层下方的局部厚度、局部构建角度、局部构建曲率、与给定层上的边缘的接近度或者与层边界的接近度)。几何形状可以是控制器的输入(例如，经由开环控制方案)。一些目标值可用于形成用于生成3d物体的3d形成指令(例如，图5c，550)。形成指令可实时动态地调整。控制器可监测(例如，连续地)来自一个或多个传感器的一个或多个信号以提供反馈(例如，图5c，560)。例如，控制器可监测能量束功率、材料床中某个位置的温度和/或目标表面(例如，材料床的暴露表面)上某个位置的计量(例如，高度)。目标表面上的位置可以是正在形成的3d物体。监视器可以是连续的或不连续的。监视器在3d打印期间可以是实时的。监视器可能正在使用一个或多个传感器。形成指令可实时动态地调整(例如，使用来自一个或多个传感器的信号)。目标参数与感测参数之间的变化可用于估计该参数值的误差(例如，图5c，535)。从属控制器(例如，图5c，540)可使用该变化(例如，误差)来调整形成指令。控制器可(例如，连续地)控制(例如，实时)一个或多个参数。控制器可使用(例如，参数的)历史数据。历史数据可能是以前打印的3d物体或以前打印的3d物体层。配置可包括建造、构造、设计、图案化或布置。控制器的硬件可包括控制模型。控制模型可以是线性的或非线性的。例如，控制模型可以是非线性的。控制模型可包括线性或非线性模式。控制模型可包括可使用表征过程估计的自由参数。表征过程可在3d打印之前、期间和/或之后。控制模型可连线到控制器。控制模型可以被配置到控制器中(例如，在3d打印之前和/或期间)。控制器、从属控制器和/或控制模型的示例可以在以下文献中找到：专利申请序列号pct/us16/59781、专利申请序列号pct/us17/18191、专利申请序列号us15/435,065、专利申请序列号ep17156707和/或专利申请序列号pct/us17/54043，这些文献中的每一项都以引用方式整体并入本文。
78.在一些实施方案中，3d形成(例如，打印)周期是指例如使用一个打印指令批次在3d打印机中打印一个或多个3d物体。3d打印周期可包括在(单个)平台上方和/或在材料床中打印一个或多个3d物体。3d打印周期可包括在3d打印机中打印一个或多个3d物体的所有层。在3d打印周期完成时，可在取出操作中(例如，同时)从3d打印机中取出一个或多个物体(例如，通过从打印机中密封和/或取出构建模块)。在打印周期期间，可使用相同的形成(例如，打印)指令或它们的任何组合在同一材料床中、在同一平台上方、利用同一打印系统、在同一时间跨度上打印一个或多个物体。打印周期可包括逐层(例如，一层接一层)打印一个或多个物体。层可具有层高。层高可对应于(例如，新)形成的层的暴露表面相对于先前形成的层的(例如，顶部)表面的高度(例如，它们之间的距离)。在一些实施方案中，对于打印周期的每一层(例如，材料床内)，层高(例如，基本上)是相同的。在一些实施方案中，材料床内的打印周期的至少两层具有不同的层高。打印周期可包括打印操作的集合(例如，总和)。打印操作可包括打印增量(例如，预变形材料层的沉积，以及其一部分的变形以形成3d物体的
至少一部分)。形成(例如，打印)周期(本文也称为“构建周期”)可包括一个或多个形成(例如，成形)搭接。形成搭接可包括在逐层沉积中形成成形(例如，打印)层以形成3d物体的过程。形成搭接在本文中可称为“构建搭接”或“打印增量”。在一些实施方案中，打印周期包括一个或多个打印搭接。3d打印搭接可对应于(i)在平台上方沉积预变形材料(平面)层(例如，作为材料床的一部分)，以及(ii)使预变形材料的至少一部分变形(例如，通过变形剂，诸如至少一种能量束)以在平台上方(例如，在材料床中)形成3d物体层。打印周期可包括多个搭接以逐层形成3d物体。3d打印周期可对应于(i)朝向平台沉积预变形材料，以及(ii)在平台处或平台附近使预变形材料的至少一部分变形(例如，通过变形剂，诸如至少一种能量束)以在同一时间窗口在平台上方形成一个或多个3d物体。可以通过使(例如，作为预变形材料流)引入先前形成的变形材料层的预变形材料的一部分变形(例如，熔融和/或熔化)来将附加的连续层(或其一部分)添加到3d物体的先前层。有时，平台支持多个材料床和/或多个3d物体。在打印周期(例如，具有一个或多个打印作业)期间，可在单个材料床中形成一个或多个3d物体。变形可将给定层(例如，在打印搭接期间形成)的变形材料连接到(例如，先前打印搭接的)先前形成的3d物体部分。变形操作可包括利用变形剂(例如，能量束或粘结物)来使预变形材料变形(或使变形材料再变形)。在一些情况下，变形剂用于使材料床的至少一部分变形(例如，利用本文所述的任何方法)。
79.在一些实施方案中，变量数据库存储在至少一个服务器(包括存储器)上。存储的数据库包括一个或多个变量的数据。数据库可被访问和/或可操作地耦合到计算机。数据库可操作地耦合(例如，直接或间接)到至少一个制造机器(例如，打印机)。数据库可以可操作地耦合到(例如，另一个)用户计算机。用户计算机可包括操纵数据库的至少一部分的非暂态计算机可读介质(例如，软件)。用户可以是客户。非暂态计算机可读介质可允许用户查看一个或多个变量的状态、一个或多个变量与预期和/或规定状态的任何偏差。用户可查看3d物体形成过程的至少一个方面的状态。用户可查看生产机器(例如，打印机)的至少一个方面的状态。用户可查看形成的3d物体的状态(例如，在其形成期间)。非暂态计算机可读介质可警告用户变量的偏差(例如，高于阈值)。阈值可由用户预定或改变(例如，在形成3d物体之前、期间和/或之后)。非暂态计算机可读介质可警告用户处于规定和/或请求状态(例如，例如，在公差内)的变量状态。公差可由用户预定或改变(例如，在形成3d物体之前、期间和/或之后)。例如，变量的合规值可与符号和/或颜色(例如，绿色圆圈)相关联。例如，变量的不合规值可与符号和/或颜色(例如，红色圆圈)相关联。可能存在一定程度的不合规(例如，轻微、中等和/或严重)。例如，变量的中等不合规值可与符号和/或颜色(例如，黄色圆圈)相关联，并且变量的严重不合规值可与符号和/或颜色(例如，红色圆圈)相关联。代替颜色和/或符号，合规和任何不合规可按比例表示为相对值。
80.图2示出了用于形成3d物体的系统200的示例。在图2所示的示例中，系统的各种部件的耦合由箭头表示(例如，指定通信方向，例如数据流)。在图2所示的示例中，质量保证(本文缩写为“qa”)程序201(例如，体现在计算机中)可操作地耦合到内部(例如，实时)数据的数据库205、历史数据的数据库206以及制造机器(例如，打印机)202。内部数据的数据库205可操作地耦合到制造机器201。qa程序201可接收外部输入变量207。qa程序201可向用户204(例如，向用户的处理器)输出3d物体的至少一部分的分析和/或状态(例如，在其形成期间和/或之后)。制造机器202可在另一个处理器(例如，203)上输出任何变量。qa程序201可
操纵208所使用的数据(例如，在分析数据时)。通信可以是有线或无线通信(或本文所公开的任何其他通信)。处理器可包括在计算机、苹果平板电脑、可穿戴设备(例如，手表)或手机中。处理器可以是本文所公开的任何处理器。本文所公开的计算机可读介质中的至少两种可以驻留(例如，至少部分地)在同一机器上，使用同一存储器，驻留在同一母板上，或使用同一电路系统。本文所公开的计算机可读介质中的至少两种可以驻留(例如，至少部分地)在不同的机器、不同的存储器、驻留在不同的母板上，或使用不同的电路系统。例如，qa程序和内部数据数据库可以可操作地耦合到同一处理器(例如，驻留在同一计算机上)。历史数据和实时数据可以集成在同一数据库中。打印机输出处理器和qa程序所驻留的处理器可以是同一处理器。
81.有时，3d物体(例如，设计)的概念化始于渲染。渲染可包括绘图和/或几何模型。几何模型可以是有形(例如，真实世界)模型和/或虚拟(例如，软件)模型。模型可包括3d物体的至少一种几何形状和/或拓扑结构(例如，图4，401)。3d物体可通过一种或多种制造过程(例如，3d打印)形成。可控制一个或多个制造过程(例如，手动和/或自动)。在一些实施方案中，制造过程包括指定(例如，一系列)操作以生成(例如，请求的)3d物体的多个形成指令。形成指令可命令制造设备的至少一个装置形成所请求的3d物体。形成指令可体现在软件和/或固件中。有时，预形成应用程序(例如，存储在非暂态计算机可读介质上)生成用于形成至少一个所请求的3d物体的形成指令数据。可在考虑所请求的3d物体(例如，几何模型)的同时生成形成指令。当供应有起始材料并且在执行形成指令时，制造设备可生成所请求的3d物体(例如，物理真实世界表现)。
82.三维打印(也为“3d打印”)一般是指用于生成3d物体的过程。本文所述的与生成(例如，形成或打印)3d物体有关的装置、方法、控制器和/或软件也与生成一个或多个3d物体有关。例如，3d打印可指以受控方式顺序添加材料层或连接材料层(或材料层的各部分)以形成3d结构。受控方式可包括手动或自动控制。在3d打印过程中，可以使沉积的材料变形(例如，熔融、烧结、熔化、粘合或以其他方式连接)以随后硬化和/或形成3d物体的至少一部分。熔融(例如，烧结或熔化)结合或以其他方式连接材料在本文中统称为使预变形材料(例如，粉末材料)变形为变形材料。熔融材料可包括熔化或烧结材料。粘结可包括化学键合。化学键合可以包括共价键合。3d打印的示例可包括增材打印(例如，一层接一层打印或增材制造)。3d打印可包括分层制造。3d打印可包括快速成型。3d打印可包括实体自由成形制造。3d打印还可包括减材打印。
83.3d打印方法可以包括挤出、线材、粒状、层压、光聚合或粉末床和喷墨头3d打印。挤出3d打印可以包括机器人铸造、熔融沉积成型(fdm)或熔丝制造(fff)。线材3d打印可以包括电子束自由成形制造(ebf3)。粒状3d打印可以包括直接金属激光烧结(dmls)、电子束熔化(ebm)、选择性激光熔化(slm)、选择性热烧结(shs)或选择性激光烧结(sls)。粉末床和喷墨头3d打印可以包括基于石膏的3d打印(pp)。层压3d打印可以包括层压物体制造(lom)。光聚合3d打印可以包括立体光刻造型(sla)、数字光处理(dlp)或层压物体制造(lom)。3d打印方法可以包括直接材料沉积(dmd)。直接材料沉积可包括激光金属沉积(lmd，也称为激光沉积焊接)。3d打印方法可以包括粉末送入或线材沉积。3d打印方法可包括粘结预变形材料(例如，粘结粉末)的粘结物。粘结物可保留在3d物体中，或者可(例如，基本上)不存在于3d打印中(例如，由于加热、提取、蒸发和/或燃烧)。
84.3d打印方法可不同于传统上用于半导体器件制造的方法(例如，气相沉积、蚀刻、退火、掩模或分子束外延)。在一些情况下，3d打印还可包括一种或多种传统上用于半导体器件制造的打印方法。3d打印方法可以不同于气相沉积方法，诸如化学气相沉积、物理气相沉积或电化学沉积。在一些情况下，3d打印还可包括气相沉积方法。
85.如本文所理解的，“预变形材料”是在3d打印过程期间已通过能量束首次变形(例如，一旦变形)之前的材料。预变形材料可以是在其用于3d打印过程之前变形或没有变形的材料。预变形材料可以是在其用于3d打印过程之前部分变形的材料。预变形材料可以是3d打印过程的起始材料。预变形材料可以是液体、固体或半固体(例如，凝胶)。预变形材料可以是颗粒材料。颗粒材料可以是粉末材料。粉末材料可包括固体材料颗粒。颗粒材料可包括囊泡(例如，含有液体或半固体材料)。颗粒材料可包括固体或半固体材料颗粒。
86.在一些情况下，希望控制形成硬化材料层的至少一部分(例如，作为3d物体的一部分)的方式。硬化材料层可包括多个熔池。在一些情况下，可能希望控制形成硬化材料层的熔池的一个或多个特性。这些特性可包括熔池的深度、微观结构或熔池的微观结构库。熔池的微观结构可包括晶粒(例如，结晶和/或冶金)结构或者构成熔池的晶粒结构库。晶粒结构在本文中可称为微观结构。
87.基本长度尺度(本文缩写为“fls”)可以指物体的任何合适尺度(例如，尺寸)。例如，物体的fls可包括长度、宽度、高度、直径、球体等效直径或边界球体的直径。
88.形成的(例如，打印的)3d物体的fls可以为至少约50微米(μm)、80μm、100μm、120μm、150μm、170μm、200μm、230μm、250μm、270μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、1毫米(mm)、1.5mm、2mm、5mm、1厘米(cm)、1.5cm、2cm、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、1m、2m、3m、4m、5m、10m、50m、80m、100m或1000m。在一些情况下，打印的3d物体的fls可介于任何上述fls(例如，约50μm至约1000m、约120μm至约1000m、约120μm至约10m、约200μm至约1m或约150μm至约10m)之间。在一些实施方案中，平台和/或外壳被配置为在至少一个3d物体形成期间容纳该物体。
89.在一些情况下，3d物体的预期(例如，请求)尺寸源自3d物体的模型设计。为客户生成的3d物体(例如，固化材料)与预期尺寸的平均偏差值为至多约0.5微米(μm)、1μm、3μm、10μm、30μm、100μm、300μm或更小。偏差可以是介于上述值(例如，约0.5μm至约300μm、约10μm至约50μm、约15μm至约85μm、约5μm至约45μm或约15μm至约35μm)之间的任何值。根据公式dv+l/k
dv
，3d物体可以在特定方向上与预期尺寸具有偏差，其中dv为偏差值，l为3d物体在特定方向上的长度，并且k
dv
为常数。dv可以具有至多约300μm、200μm、100μm、50μm、40μm、30μm、20μm、10μm、5μm、1μm或0.5μm的值。dv可以具有至少约0.5μm、1μm、3μm、5μm、10μm、20μm、30μm、50μm、70μm、100μm或300μm的值。dv可以具有介于上述值(例如，约0.5μm至约300μm、约10μm至约50μm、约15μm至约85μm、约5μm至约45μm或约15μm至约35μm)之间的任何值。k
dv
可以具有至多约3000、2500、2000、1500、1000或500的值。kdv可以具有至少约500、1000、1500、2000、2500或3000的值。k
dv
可以具有介于上述值(例如，约3000至约500、约1000至约2500、约500至约2000、约1000至约3000或约1000至约2500)之间的任何值。
90.在一些实施方案中，变形包括使用至少一种能量束加热目标表面的至少一部分(例如，材料床的暴露表面)和/或先前形成的硬化材料区域。能量源可产生能量束。能量源可以是辐射能量源。能量源可以是分散能量源(例如，光纤激光器)。能量源可产生基本上均
匀的(例如，均质的)能量流。能量源可包括具有(例如，基本上)均质注量的横截面(例如，或足迹)。能量束可在目标表面上具有光斑尺寸(例如，足迹或横截面)。光斑尺寸可具有fls。由能量源产生的用于使(例如，预变形或变形)材料的一部分变形的能量将在本文中称为“能量束”。能量束可加热3d物体的一部分(例如，3d物体的暴露表面)。能量束可加热目标表面的一部分(例如，材料床的暴露表面，和/或材料床的未暴露的更深部分)。预变形材料可被引导到目标表面。能量束可在其到达目标表面的途中加热预变形材料。目标表面可包括预变形材料、部分变形材料和/或变形材料。目标表面可包括构建平台的一部分，例如基部(例如，图3，302)。目标表面可包括3d物体的(表面)部分。能量束的加热在其足迹上(例如，在目标表面上)可以是基本上均匀的。在一些实施方案中，能量束采取例如以步进和重复序列(例如，平铺序列)朝向目标表面发射的能量流的形式。在其相对于目标表面的轨迹的至少一部分中，能量束可连续地、以脉冲序列或以步进和重复序列前进。能量源可包括能量源阵列，例如发光二极管(led)阵列。
91.在一些实施方案中，本文所公开的方法、系统、装置和/或软件包括控制作为3d物体的至少一部分的硬化材料层(或其一部分)的至少一个特性。本文所公开的方法、系统、装置和/或软件可包括控制3d物体变形的程度和/或方式。3d物体变形的控制可包括变形的方向和/或幅度的控制。控制可用于3d物体的至少一部分(例如，全部)。控制可以是原位和/或实时控制。控制可在3d物体的至少一部分的形成期间发生。控制可包括闭环或开环控制方案。该部分可以是表面、熔池、多个熔池、层、多个层(例如，多层)、层的一部分和/或多层的一部分。多个熔池和/或层可以是至少单个数位或至少双个数位的。3d物体的硬化材料层可包括多个熔池。层的特性可包括层(或其一部分)的平面度、曲率或曲率半径。这些特性可包括层(或其一部分)的厚度。这些特性可包括层(或其一部分)的平滑度(例如，平面度)。
92.3d物体的一个或多个硬化材料层可以是基本上平面的(例如，平坦的)。该层的平面度可以是基本上均匀的。可将该层在某个位置处的高度与平均平面进行比较。平均平面可由硬化材料层表面的最顶部部分的最小二乘平面拟合限定。平均平面可以是通过平均硬化材料层的顶表面上每个点处的材料高度而计算的平面。与硬化材料平面层表面上任何点的偏差可为硬化材料层高度(例如，厚度)的至多20％、15％、10％、5％、3％、1％或0.5％。基本上平面的一个或多个层可具有较大的曲率半径。图17示出了包括具有曲率半径的平面层(层编号1-4)和非平面层1719(例如，层编号5-6)的3d物体1712的垂直横截面的示例。在图17中，1711是包括平面层的3d物体，而1713是包括具有相同曲率半径的非平面层的3d物体。图17的1716和1717是弯曲层在具有曲率半径“r”的圆1715上的叠加。一个或多个层的曲率半径可等于层表面的曲率半径。曲率半径可等于无穷大(例如，当层为平面的时)。层表面(例如，3d物体的所有层)的曲率半径可具有至少约0.1厘米(cm)、0.2cm、0.3cm、0.4cm、0.5cm、0.6cm、0.7cm、0.8cm、0.9cm、1cm、5cm、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、1米(m)、1.5m、2m、2.5m、3m、3.5m、4m、4.5m、5m、10m、15m、20m、25m、30m、50m或100m的值。层表面(例如，3d物体的所有层)的曲率半径可具有介于任何上述曲率半径值(例如，约10cm至约90m、约50cm至约10m、约5cm至约1m、约50cm至约5m、约5cm至无穷大或约40cm至约50m)之间的任何值。在一些实施方案中，具有无穷曲率半径的层是平面的层。在一些示例中，一个或多个层可包括在3d物体的平面节段中，或者可以是平面3d物体(例如，平坦平面)。在一些情况下，3d物体内的至少一个层的一部分具有本文提到的曲率半径。
93.如本文所理解的，“实时”可以是在3d物体的形成(例如，打印)的至少一部分期间。实时可以是在打印操作期间。实时可以是在形成(例如，打印)周期期间。实时可包括在以下项的形成期间：3d物体、作为3d物体的一部分的硬化材料层、3d物体的至少单个位数数量的层、3d物体的至少一层、影线、至少单个位数数量的熔池或一个熔池。
94.在一些实施方案中，3d成型(例如，打印)系统的至少一种(例如，每种)能量源能够以每小时至少约6立方厘米材料(cc/hr)、12cc/hr、35cc/hr、50cc/hr、120cc/hr、480cc/hr、600cc/hr、1000cc/hr或2000cc/hr的吞吐量变形(例如，打印)。至少一种能量源可以上述值范围(例如，约6cc/hr至约2000cc/hr、约6cc/hr至约120cc/hr或约120cc/hr至约2000cc/hr)内的任何速率打印。
95.在一些实施方案中，3d物体的形成过程是3d打印过程。在3d打印过程中，分配器可例如通过分配器中的开口沉积粘结物和/或反应物质。能量源可产生能量束。分配器可沉积预变形材料，例如以形成材料床。在一些实施方案中，3d物体形成在材料床中。材料床(例如，粉末床)可包括例如在形成过程期间保持可流动的可流动材料(例如，粉末)(例如，未压缩或未加压的粉末)。在一个或多个3d物体的形成期间，材料床可排除压力梯度。在一些示例中，3d物体(或其一部分)可在材料床中形成，其中辅助支撑件和/或间隔开的辅助支撑件(例如，间隔至少约2、3、5、10、40或60毫米)的数量减少。在一些示例中，3d物体(或其一部分)可形成在材料床中而不被锚定(例如，不锚定到平台)。例如，可在没有辅助支撑件的情况下形成3d物体。
96.在一些实施方案中，通过材料分配器(例如，粘结剂分配器)分配变形剂。分配器可以是本文所公开的任何分配器。分配器可以被控制(例如，手动和/或自动)。自动控制可使用可操作地耦合到分配器的至少一个部件的一个或多个控制器。控制可在形成操作(例如，打印)之前、期间和/或之后。可使用致动器平移分配器。分配器的平移可以利用扫描仪(例如，xy台)。在一些实施方案中，使用多个分配器打印至少一个3d物体。在一些实施方案中，至少两个分配器分配同种类型的粘结物(例如，包括粘结剂)。在一些实施方案中，至少两个分配器各自分配不同类型的粘结物。在一些实施方案中，粘结剂是聚合物或树脂。粘结剂可以是有机的或无机的。粘结剂可以是碳基或硅基的。
97.在一些示例中，3d物体可形成在平台上方，例如而不使用材料床。3d打印周期可对应于(i)朝向平台沉积预变形材料，以及(ii)在平台处或平台附近使预变形材料的至少一部分变形(例如，通过至少一种能量束)(例如，在朝向平台沉积预变形材料期间)以形成在平台上方沉积的一个或多个3d物体。可以通过使(例如，作为预变形材料流)引入先前形成的层的预变形材料的一部分变形(例如，熔融和/或熔化)来将附加的连续层(或其一部分)添加到3d物体的先前层。(i)中的沉积和(ii)中的变形可包括形成增量。分配器可例如通过分配器的开口沉积预变形材料。形成工艺的示例可以在以下文献中找到：2018年3月1日提交的标题为“three-dimensional printing of three-dimensional objects”的专利申请序列号pct/us18/20406，以及2018年4月6日提交的名称为“three-dimensional printing of three-dimensional objects”的专利申请序列号us62/654,190，这些文献中的每一项都以引用方式整体并入本文。
98.在一些实施方案中，制造设备例如以(例如，数据)文件、传感器数据和/或检测器数据的形式提供输出。数据可被加盖时间戳。数据可加盖位置戳(例如，层内的位置、作为3d
物体的一部分的层的位置)。位置可以是逐层的。位置可根据熔池编号。数据可以是可追踪的。来自任何检测器和/或传感器的数据可被记录在数据库中。数据可被原位和/或实时收集、传输和/或记录。
99.可以使用一种或多种制造设备(例如，成型工具，诸如打印机)来形成(例如，打印)一个或多个物体。在一些实施方案中，3d物体的形成被监测。监测可以包括使用检测一个或多个输出(例如，热、光学、化学和/或触觉信号)的一个或多个检测器。检测器可以包括传感器。在一些情况下，在一个或多个3d物体的形成期间实时执行监测。在一些情况下，在打印之前、期间和/或之后进行监测。监测可使用历史测量结果(例如，作为分析工具和/或来设置阈值)。监测形成的一个或多个方面可以任选地用于(例如，直接)修改形成指令和/或调整形成过程的一个或多个模拟。模拟可有助于为一个或多个变量自动指定一个或多个阈值。模拟可有助于指定形成3d打印过程的指令。例如，指定能量源和/或能量束的一个或多个特性。例如，指定制造机器的一个或多个部件(例如，气流系统、预变形材料再循环系统、预变形材料运输系统、层分配机构、平台致动器位置)的指令。监测3d物体形成的一个或多个方面可以任选地用于(例如，直接)修改形成指令和/或调整一个或多个模拟。例如，一个或多个热检测器可在3d物体的打印期间在目标表面上的接近照射光斑(例如，其附近)的位置处和/或位置中收集(例如，实时)热信号(例如，实时热特征曲线)。接近照射光斑的位置可包括熔池的至少约1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5或10倍fls(例如，直径)。接近照射光斑的位置可包括介于任何上述照射光斑值之间的区域。可以在形成过程中将热信号与目标热信号(例如，目标热特征曲线)进行比较。可以在3d物体的形成期间改变变形剂(例如，能量束)的一个或多个特性以调整(例如，实时)热信号，从而(例如，基本上)匹配目标温度。对变形过程进行改变可包括对以下项进行改变：(i)变形密度(或变形强度)，(ii)轨迹，(iii)变形剂的足迹在目标表面上的fls，(iv)影线间距，(v)扫描速度，(vi)扫描方案，(v)变形剂在沿着目标表面的路径前进时的停留时间，或者(vi)变形剂在沿着目标表面的路径前进时的间歇时间。例如，改变可包括对能量束的以下项进行改变：(a)在目标表面处的功率密度，(b)波长，(c)横截面，(d)路径，(e)照射光斑尺寸，(f)扫描速度，(g)停留时间，(h)间歇时间，或者(i)产生能量束的能量源的功率。匹配目标温度可在(例如，预定)公差内。这些检测器中任一个的数据都可被存储在数据库中(例如，并加盖时间戳)。
100.图3示出了3d成型(例如，3d打印)系统300和装置的示例，其包括发射(例如，第一)能量束301的(例如，第一)能量源321和发射(例如，第二重叠的)能量束301的(例如，第二)能量源322。3d打印系统在本文中也可称为“3d打印机”。在图3的示例中，来自能量源321的能量穿过(例如，第一)光学系统320(例如，包括扫描仪)和光学窗口315，以入射在外壳(例如，包括大气326)内的目标表面340上。外壳可以包括包围大气的一个或多个壁。目标表面可包括与平台(例如，图3，309)相邻设置的至少一个预变形材料层(例如，图3，308)。相邻可以是在上方。在一些实施方案中，升降机井(例如，图3，305)被构造成移动平台(例如，垂直；图3，312)。外壳(例如，332)可包括子外壳，该子外壳包括光学室(例如，331)、处理室(例如，307)和构建模块(例如，330)。平台可通过密封件(例如，图3，303)与构建模块的一个或多个壁(例如，侧壁)分开。能量束的引导系统可包括光学系统。图3示出了来自能量源322的能量穿过光学系统314(例如，包括扫描仪)和光学窗口335以撞击(例如，入射)在目标表面340
上。来自(例如，多个)能量源的能量可被引导通过同一光学系统和/或同一光学窗口。有时，来自同一能量源的能量(例如，光束)被一个或多个光学系统引导以形成多个能量束。目标表面可包括经由材料床(例如，图3，304)内的材料变形而形成的硬化材料(例如，一部分)(例如，图3，306)。在图3的示例中，层形成设备313包括(例如，粉末)分配器316(例如，分配机构)、校平器317(例如，校平机构)和材料去除机构318。在打印期间，3d物体(例如，和材料床)可由(例如，可移动)平台支撑，该平台可包括基部(例如，图3，302)。基部可以是可拆卸的(例如，在打印之后)。硬化材料可锚定到基部(例如，经由支撑件和/或直接)，或非锚定到基部(例如，无锚地漂浮在材料床中，例如悬浮在材料床中)。任选的热控制单元(未示出)可以被配置为维持(例如，材料床和/或气氛的)局部温度。在一些情况下，热控制单元包括(例如，被动或主动)加热构件。在一些情况下，热控制单元包括(例如，被动或主动)冷却构件。热控制单元可包括或可操作地耦合到恒温器。热控制单元可以设置在形成3d物体的区域内部或形成3d物体的区域附近(例如，处理室气氛内)(例如，上方)。热控制单元可以设置在形成3d物体的区域外部(例如，处理室气氛内)(例如，预定距离处)。
101.在一些实施方案中，变形剂是由能量源产生的能量束。能量束是可移动的，使得其可以在例如打印期间平移穿过(例如，横向)材料床的顶表面。能量束和/或能量源可以经由至少一个引导系统移动。引导系统(例如，引导能量束)可包括扫描仪。扫描仪可包括检流计扫描仪、移动(例如，旋转)多边形、机械台(例如，xy台)、压电设备、万向节或它们的任何组合。扫描仪可包括镜子。扫描仪可包括调制器。扫描仪可包括多面镜。扫描仪可以是用于两种或更多种变形剂或变形剂发生器(例如，能量源或粘结物分配器)的同一扫描仪。至少两种(例如，每种)变形剂或变形剂生成器可具有单独的扫描仪。至少两种扫描仪可以可操作地与变形剂或变形剂发生器耦合。本文所公开的系统和/或装置可包括一个或多个百叶窗(例如，安全百叶窗)。能量源可使用dlp调制器、一维扫描仪、二维扫描仪或它们的任何组合来投射能量。变形剂发生器可以是固定的或可平移的。变形剂发生器可以垂直、水平或以一定角度(例如，平面或复合角度)平移。
102.引导系统(例如，光学引导系统，例如扫描仪)和/或能量源可手动和/或由至少一个控制器控制。例如，至少两个引导系统可由同一控制器引导。例如，至少一个引导系统可由其自己的(例如，唯一的)控制器引导。多个控制器可以可操作地彼此耦合、耦合到引导系统(例如，扫描仪)和/或耦合到能量源。多个能量束中的至少两个可被朝向目标表面处的同一位置或向目标表面处的不同位置引导。一个或多个传感器可邻近目标表面设置。一个或多个传感器可检测(i)变形剂(例如，在目标表面处)的位置和/或(ii)效果。来自传感器的数据可被记录在数据库中。至少一个引导系统可指导变形剂沿着目标表面的位置和/或路径。至少一个引导系统可考虑来自一个或多个传感器的反馈。一个或多个系统的数据可被存储在数据库中(例如，并加盖时间戳)。一个或多个传感器中的至少一个可设置在目标表面的间接视野中。一个或多个传感器中的至少一个可设置在目标表面的直接视野(例如，观察目标表面的照相机)中。一个或多个传感器可被配置为具有目标表面的至少一部分(例如，材料床的暴露表面)的视场。
103.如本文所用，术语“相邻”或“邻近”包括“紧挨”、“邻接”、“接触”和“接近”。在一些情况下，邻近可能是“上方”或“下方”。
104.在一些实施方案中，至少一个控制器可指导构建模块和/或光学室的接合和/或脱
离。该控制可包括自动和/或手动控制。构建模块与处理室的接合可以是可逆的。在一些实施方案中，构建模块与处理室的接合可以是不可逆的(例如，稳定的或静态的)。处理室的fls(例如，宽度、深度和/或高度)可以为至少约50毫米(mm)、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、200mm、250mm、280mm、400mm、500mm、800mm、900mm、1米(m)、2m或5m。处理室的fls可以为至多约50毫米(mm)、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、200mm、250mm、400mm、500mm、800mm、900mm、1米(m)、2m或5m。处理室的fls可以介于任何上述值(例如，50mm至约5m、约250mm至约500mm或约500mm至约5m)之间。构建模块、光学室和/或处理室可包括任何材料(例如，由这些材料形成)，包括有机(例如，聚合物或树脂)或无机材料(例如，盐、矿物、酸、碱或基于硅的化合物)。构建模块和/或处理室可包括本文所公开的任何材料(例如，元素金属、金属合金、元素碳的同素异形体、陶瓷或玻璃)。控制器及其任何部件的示例可以在以下文献中找到：2017年2月16日提交的名称为“accurate three-dimensional printing”的专利申请序列号pct/us17/18191；2017年2月16日提交的名称为“accurate three-dimensional printing”的专利申请序列号us15/435,065；以及/或者2017年2月17日提交的名称为“accurate three-dimensional printing”的专利申请序列号ep17156707，这些文献中的每一项都以引用方式整体并入本文。
105.在一些实施方案中，碎屑(例如，污染物)可在3d物体的形成期间产生。碎屑可包括烟气、烟灰、小颗粒、灰尘、污垢、粉末(例如，由加热、熔化、蒸发和/或其他过程转变产生的)或不形成3d物体的一部分的硬化材料。碎屑可存在于制造机构中，例如处理室中和/或任何通道(例如，气体系统、粉末运输系统)中。虽然光学系统中的光学元件可被隔离(例如，经由密封外壳和/或外壳管)并保持在基本上清洁的环境中，但一个或多个光学元件(例如，光学窗口)可保持至少部分暴露于外部环境(例如，相对于光学系统环境，例如处理室)。光学窗口可用作3d打印系统中的光学系统与处理室之间的接口。3d打印系统的处理室可能包含污染物(例如，碎屑)，这些污染物可以传播并粘附到光学元件(例如，光学窗口)，从而增加光学元件的热透镜化状态的可能性。在一些实施方案中，可以朝向光学元件引导(例如，清洁的)气体，以提供对光学元件区域的气体吹扫(i)和/或(ii)保护光学元件区域免受碎屑的影响。用于气流和/或气体吹扫的系统可以是专利申请号pct/us17/60035中公开的任何系统，该专利申请以引用方式整体并入本文。在一些实施方案中，加压清洁气体例如在到达光学元件(例如光学窗口)之前通过过滤器(例如，一个或多个hepa过滤器)过滤。在一些实施方案中，一个或多个过滤器被配置为滤除具有纳米级(例如，约10纳米(nm)至约2000nm)直径的颗粒。
106.在一些实施方案中，制造机构(例如，3d打印系统)包括或可操作地耦合到一个或多个气体系统(例如，气体再循环系统)。图4示出了根据一些实施方案的耦合到气体系统403的示例性3d打印系统400的示意性侧视图。3d打印系统400包括处理室402，该处理室包括气体入口404和气体出口405。3d打印系统的气体系统(例如，403)可以被配置为将来自气体出口(例如，405)的气流经由气体入口(例如，404)再循环回到处理室(例如，402)中。离开气体出口的气流(例如，406)可以包括固体和/或气体污染物。在一些实施方案中，过滤系统(例如，408)滤除至少一些固体和/或气体污染物，从而提供清洁气体(例如，409)(例如，比气流406更清洁)。过滤系统可以包括一个或多个过滤器。过滤器可包括hepa过滤器或化学过滤器。离开过滤系统的清洁气体(例如，409)可以处于相对低的压力下。气体可以被引导
通过泵(例如，410)，例如以在进入处理室和/或光学室之前调节(例如，增加)其相对压力。离开泵的具有调节压力的清洁气体(例如，411)可以被引导通过一个或多个传感器(例如，412)。传感器的数据可被记录在数据库中(例如，并加盖时间戳)。一个或多个传感器可包括流量计，其可以测量加压清洁气体的流量(例如，压力)。一个或多个传感器可包括温度、湿度、油或氧传感器。在一些情况下，清洁气体可以具有环境压力或更高的压力。更高的压力可在处理室中提供正压(参见本文所述的正压的示例性值)。清洁气体的第一部分可以被引导通过外壳的气体入口部分的入口(例如，404)，而清洁气体的第二部分可以被引导到第一和/或第二窗口保持架(例如，414和416)，这些窗口保持架提供对光学窗口区域的气体吹扫，如本文所述。气体系统可以为3d打印系统提供(例如，清洁)气体流，以及次要气流(例如，窗口吹扫)。在一些实施方案中，加压清洁气体在到达窗口保持架(例如，414和416)中的一个或两个之前通过过滤器(例如，417(例如，一个或多个hepa过滤器))进一步过滤。在一些实施方案中，一个或多个过滤器(例如，作为过滤器417和/或过滤系统408的一部分)被配置为滤除具有纳米级(例如，约10至500nm)直径的颗粒。在一些实施方案中，气体再循环系统另选地或另外地向外壳的凹入部分(例如，418)提供清洁气体。
107.在一些实施方案中，制造设备包括光学系统。光学系统可用于控制一种或多种变形剂(例如，能量束)。能量束可包括单模束(例如，高斯束)或多模束。光学系统可与外壳联接或分离。光学系统可被包封在光学外壳(例如，图3，331)中。图5a示出了光学系统的示例，其中能量束从能量源510投射，被两个镜子503和509偏转，并且在到达目标505(例如，材料床的暴露表面，包括诸如来自先前的变形操作的预变形材料和/或硬化或部分硬化材料)之前穿过光学元件506。光学系统可包括多于一个光学元件。在一些情况下，光学元件包括光学窗口(例如，用于将能量束传输到外壳中)。在一些实施方案中，光学元件包括焦点改变设备，例如用于将入射能量束(例如，图5a，507)改变(例如，聚焦或散焦)为出射能量束(例如，图5a，508)。焦点改变设备可包括透镜。在一些实施方案中，光学系统的各方面由打印机的一个或多个控制器控制。例如，一个或多个控制器可控制(例如，检流计扫描仪的)一个或多个镜子，这些镜子实时引导一个或多个能量束的移动。光学系统及其部件的各方面的示例可以在以下文献中找到：2017年2月16日提交的标题为“accurate three-dimensional printing”的美国专利申请号15/435,128；2017年2月16日提交的标题为“accurate three-dimensional printing”的国际专利申请号pct/us17/18191；2017年2月17日提交的标题为“accurate three-dimensional printing”的欧洲专利申请号ep17156707.6；2017年12月4日提交的标题为“optics,detectors,and three-dimensional printing”的国际专利申请号pct/us17/64474；以及2018年1月3日提交的标题为“optics in three-dimensional printing”的国际专利申请号pct/us18/12250，这些文献中的每一项都以引用方式整体并入本文。
108.在一些情况下，光学系统修改一个或多个能量束在目标表面处的焦点(或与其相邻处，例如在目标表面上方或下方，以在目标表面处形成散焦束光斑)。在一些实施方案中，能量束(例如，基本上)在目标表面处聚焦。在一些实施方案中，能量束在目标表面处散焦。在目标表面处聚焦的能量束可在目标表面处具有(例如，基本上)最小的光斑尺寸。在目标表面处散焦的能量束在目标表面处的光斑尺寸可(例如，基本上)大于最小的光斑尺寸，例如大预定量。例如，在目标表面处散焦的高斯能量束的光斑尺寸可以在距能量束焦点(本文
也称为束腰)的瑞利距离外。图5b示出了作为距离的函数的高斯光束的示例性轮廓。聚焦能量束的目标表面可在距束腰(例如，图5b，w0)的瑞利距离(例如，图5b，r)内。在一些实施方案中，足迹的焦点偏移被监测(例如，并记录在数据库中)。可针对一个或多个焦点偏移(例如，图8c，835、855、825、815和865)重复测量目标表面上不同位置处的焦点偏移(例如，图8c，845)。
109.在一些实施方案中，目标热信号(例如，热阈值)从一个或多个模拟中获得。目标信号可以是一个值、一组值或一个函数(例如，时间相关函数)。可任选地分析一个或多个3d物体。在一些实施方案中，目标(例如，热)信号从已分析的3d物体(或其部分)的历史数据中获得。在一些实施方案中，使用检查工具(例如，光学照相机、x射线仪器、传感器和/或显微镜)来分析物体或其部分。显微镜可包括光学显微镜或电子显微镜。显微镜可包括扫描隧道、扫描电子或透射电子显微镜。可使用包括x射线断层摄影、拉伸测试仪、疲劳测试仪、estress系统或x射线衍射(xrd)的方法来进行测量。测量可在环境温度(例如，约20℃或25℃)下进行。可以利用表面轮廓仪测量3d物体的表面粗糙度。在一些情况下，该分析提供有关物体的几何形状的数据。在一些情况下，该分析提供关于物体的一种或多种材料特性(例如，孔隙率、表面粗糙度、晶粒结构、内部应变和/或化学组成)的数据。可将分析数据插入数据库中。在一些实施方案中，将分析数据与实际数据和/或请求数据进行比较(例如，使用qa程序)。例如，可将打印的物体的实际几何形状与相应的请求物体的几何形状进行比较。在一些实施方案中，分析数据用于调整制造机构的一个或多个部件的模拟、阈值和/或操作。调整可用于(例如，作为历史数据)形成后续物体。
110.3d物体可以具有各种表面粗糙度轮廓，这可适用于各种应用。表面粗糙度可以是真实表面的法向量方向与其理想形式的偏差。表面粗糙度可被测量为粗糙度轮廓的算术平均值(以下称为“ra”)。在一些示例中，形成的3d物体可以具有至多约300μm、200μm、100μm、75μm、50μm、45μm、40μm、35μm、30μm、25μm、20μm、15μm、10μm、7μm、5μm、3μm、2μm或1μm的ra值。3d物体可以具有介于任何上述ra值之间的ra值。ra值可通过接触或非接触方法测量。ra值可通过粗糙度测试仪和/或通过显微镜检查方法(例如，本文所述的任何显微镜检查方法)测量。测量可在环境温度(例如，室温)下进行。粗糙度可通过接触或通过非接触方法测量。粗糙度测量可包括一个或多个传感器(例如，光学传感器)。粗糙度测量可包括计量测量设备(例如，使用计量传感器)。粗糙度可使用电磁束(例如，可见光或ir)测量。
111.在一些实施方案中，一个或多个变量由qa程序监测和/或分析。变量可直接(例如，使用传感器)或间接(例如，通过执行预编程操作)来测量。预编程操作(例如，预设计或预定义操作)可以是制造机构的任何部件。例如，变形剂(例如，能量束)的预编程操作和/或特性。能量束的性能可使用传感器来测量。传感器可包括热辐射传感器或散射光传感器。能量束可照射目标表面(例如，粉末或固体金属)。能量束可照射一个光斑和/或跟随一个轨迹。相对于目标表面的各种轨迹的示例在图6b中示出。可通过传感器/检测器(例如，照相机)例如原位和/或实时查看照射。例如，可使用传感器(例如，气体类型和/或浓度传感器，或气体流量传感器)直接测量气体流量。可通过检查与在通过变形剂(例如，通过能量束(例如，从熔池发射的火花)使预变形材料变形为变形材料期间(和/或之后，例如紧接之后)所排放的碎屑和/或火花相关的任何变化来测量气流。这些变化可包括碎屑和/或火花的排放的任何方向和/或速度变化。能量束可遵循专用于qa相关程序的程序。例如，能量束可具有将发射
一定量的碎屑和/或火花的特性。专用于qa评估的过程可导致喷射的碎屑和/或火花的量超过用于形成3d物体的(例如，典型或任何)过程所发射的量。专用于qa评估的过程可使得喷射的碎屑和/或火花的量(和/或类型)可由检测器(例如，传感器)检测。碎屑和/或火花的量相对于用于形成3d物体的过程可能过多。检查可包括使用光学传感器(例如，照相机、光谱仪或点检测器)。光学传感器可设置在处理室中。光学系统(例如，包括光学传感器)可被包封在光学外壳中。光学外壳系统和/或热透镜的示例可以在以下文献中找到：2017年12月4日提交的名称为“optics,detectors,and three-dimensional printing”的专利申请序列号pct/us17/64474、2018年1月3日提交的名称为“optics in three-dimensional printing”的专利申请序列号pct/us18/12250，或者2019年1月22日提交的名称为“calibratin in three-dimensional printing”的专利申请序列号pct/us19/14635，这些文献中的每一项都以引用方式整体并入本文。
112.变量可能与3d物体在其形成期间周围的环境有关。环境可包括气体压力、组成、温度、速度、流动方向、层流性、湍流或光密度。环境的气体内容物可包括环境中的任何反应性物质。反应性物质可在3d物体形成之前、期间和/或之后与预变形或变形材料反应。气体内容物可包括水、氧气、惰性气体或残余气体。气体内容物可包括环境中各种气体的相对浓度(或其任何梯度)。光密度可通过穿过一定体积的气体照射光束来测量。检测器可与光束的照射位置相对，或者与光束的照射方向成一定角度(例如，垂直于照射方向)。当检测器成一定角度时，检测器可检测悬浮在气体中的任何碎屑颗粒引起光的任何散射。
113.在一些实施方案中，可使用一个或多个传感器来监测制造装置的气氛的清洁度。图9示出了大气监测系统的示例。大气监测系统可监测制造机构900的外壳901内的环境(包括气体)。大气监测系统可包括一种或多种束(例如，声音束、电荷束和/或电磁束，诸如激光束，例如，图9，1017)。该束可源自能量源917(例如，发射器)并且可被朝向检测能量束特性的任何改变(例如，能量束与发射的能量束相比的强度和/或角度)的检测器(例如，光学检测器，例如918)和/或检测束的任何散射(例如，由于在3d物体的至少一部分906的形成期间喷射到大气中的碎屑952)的检测器925引导。发射的能量束在遇到外壳大气中的物质(例如，碎屑)时可能被改变。与发射的能量束的强度的任何偏差都可作为外壳内大气清洁度的指示。测量大气清洁度的系统还可包括激光束轮廓仪。
114.在一些实施方案中，变形剂(例如，能量束)遵循一定路径。在使预变形材料变形为变形材料期间可遵循该路径。在形成3d物体的至少一部分期间可遵循该路径。在对3d物体的至少一部分进行退火期间可遵循该路径。在执行专用于(例如，唯一用于)确保3d物体的质量(例如，确保形成3d物体的过程的质量，确保制造机构的质量(例如，校准))的程序期间可遵循该路径。该路径可包括或基本上排除曲率。图6a示出了路径的各种示例。扫描能量束可在这些类型的路径中的每一种中传播。该路径可基本上排除曲率(例如，612-615)。该路径可包括曲率(例如，610-611)。该路径可包括影线(例如，612-615)。影线可指向相同的方向(例如，612或614)。每个相邻的影线可指向相反的方向(例如，613或615)。影线可具有相同的长度(例如，614或615)。影线可具有不同的长度(例如，612或613)。两个相邻路径部分之间的间距可基本上相同(例如，610)或不相同(例如，611)。该路径可包括重复特征(例如，610)，或者基本上是非重复的(例如，611)。该路径可包括非重叠部分(例如，610)或重叠部分(例如，616)。平铺可包括螺旋进程(例如，616)。目标表面的非平铺部分可在本文所述的
任何路径类型中由扫描能量束照射。图案(例如，照射图案)可包括路径。
115.图6b示出了包括能量源621的设置的示例，该能量源将能量束623照射在目标表面626上沿着蜿蜒的照射路径的位置625处以及测量位置627处，辐射624从该测量位置发出并被检测器(未显示)捕获。图6b还示出了具有测量位置632和线性照射路径(例如，634)的任选目标表面628的示例。图6b还示出了具有测量位置633及围绕其的照射路径(例如，631)的任选目标表面629的示例。目标表面可在材料床中。在一些实施方案中，可原位和/或实时测量和识别光学装置的至少一个部件的热透镜化状态。热透镜化可在光学上(例如，通过测量光斑尺寸和功率密度)表征并且可以是热响应。响应于识别，可响应于与所请求的光斑尺寸和功率密度的偏差而采取措施。qa程序可使用该识别。可启动维护程序(例如，冷却光学装置的至少一个部件)。可改变能量束的至少一个特性(例如，增加能量源功率、改变焦点、改变平移速度)。改变可以是动态改变(例如，对热透镜化的动态补偿)。可在3d打印期间和/或之后控制所采取的措施(例如，手动和/或自动，例如通过至少一个控制器)。
116.例如，变量可包括相对于外壳中的位置和/或相对于气体进入外壳的位置的照射光斑和/或图案的改变。例如，变形束(例如，能量束)可照射目标表面以形成包括图案或光斑的照射位置。照射位置可相对于其在外壳中的位置发生变化。传感器可在照射后的一个或多个规定时间检测照射的照射位置。qa程序可监控照射位置的任何变化(与传感器数据相关)。
117.不受控制的焦点偏移的来源可能是热透镜化。热透镜化可能导致经历热透镜化的光学元件的光学特性发生正向或负向偏移。例如，热透镜化可能导致一个或多个光学元件的光学功率增加或减少(例如，在透镜的情况下)。如本文所理解的，热透镜化是一种其中光学元件(例如，透镜、窗口、镜子和/或分束器)的一种或多种光学特性响应于加热而改变的效应。光学特性的变化可以是(例如，表现为)光学元件的(例如，标称)焦距的变化。图8a示出了第一光学元件801、第二光学元件802、第三光学元件803和第四光学元件809的示例，该第一光学元件没有经历热透镜化，第一束穿过其中，焦点804在目标表面807处；该第二光学元件经历热透镜化(例如，导致相对于801光学功率增加)，第二束穿过其中，焦点805在目标表面807上方；该第三光学元件经历更多热透镜化(例如，相对于802光学功率进一步增加)，第三束穿过其中，焦点815在目标表面807上方；并且该第四光学元件经历热透镜化(例如，导致相对于801光学功率降低)，第四束穿过其中，焦点806在目标表面807下方。热透镜化可产生负面或正面影响(例如，缩小或扩大焦点距光学元件的距离)。在一些实施方案中，光学设置被配置为使得没有热透镜化的光学元件的焦点在目标表面处。加热可以由与光学元件相互作用的入射能量照射(例如，能量束)引起。变化可以是光学元件的至少一种材料特性的固有变化。至少一种材料特性可包括光学元件的内部或表面材料特性。例如，光学元件的折射率可以响应于加热而改变。例如，光学元件的体积和/或形状可改变。例如，光学元件的表面特性可改变(例如，反射率)。变化可以是至少一种特性的增加或减少。变化可以包括像差。变化可包括通过光学元件传输的照射量的损失。变化可包括(i)能量束焦点的位置，(ii)暴露表面上的能量束焦点，或(iii)暴露表面上能量束的光斑尺寸的改变。一旦从与光学元件接触中移除入射能量，光学元件就可返回到非热透镜化状态。有时，一旦移除入射能量，光学元件就不会返回到非热透镜化状态。例如，一种或多种污染物(例如，烟灰、污垢、大气颗粒、基于硅的化合物、有机化合物和/或碳氢化合物)可能存在于(例如，被引入)光学元
件的表面上(例如，在透镜化期间)。污染物可能在光学元件中引起暂时的、半永久性的或永久性的热透镜化。半永久性可以指在光学元件中持续表现出热透镜化的污染状况，当去除污染物时，该热透镜化消退。永久性可以指在光学元件中持续表现出热透镜化的污染状况，由于不能(例如，完全)去除污染物，该热透镜化不会(例如，完全)消退。
118.在一些实施方案中，使用校准系统来测量和/或调整能量束足迹的圆度(例如，像散)。校准结构可有助于在至少一个横向方向(例如，x和/或y方向)上测量功率密度分布。图8b示出了圆形的能量束800、x方向840、y方向820以及角方向810和830的足迹的顶视图的示例。图8b示出了椭圆形的能量束890、x方向880、y方向860以及角方向850和870的足迹的顶视图的示例。可使用本文所述的任何校准结构来执行足迹的像散校准。
119.在一些实施方案中，校准系统用于相对于彼此校准至少两种能量束。校准系统可包括检测系统。检测系统可被配置为捕获目标表面的图像(和/或视频)。检测系统可与3d打印系统的一个或多个装置(例如，控制器和/或光学系统)和/或qa程序可操作地耦合。例如，校准系统可以可操作地耦合到数据库。检测系统可以可操作地在校准过程期间的不同时间捕获图像。例如，检测系统可以可操作地在生成第一组对准标记(例如，第一对准标记布置、第一子组对准标记)之后捕获第一图像。第一图像可以是包括对准标记的第一预变形材料层的图像。该检测可以可操作地在生成第二组对准标记(例如，形成在随后的预变形材料层中)之后捕获第二图像。第二图像可以是第二对准标记层的图像。
120.有时，基于多个能量束的(例如，相应)对准标记(例如，布置)之间的直接比较来生成重叠补偿数据。例如，重叠偏移校准可包括由第一能量束生成对准标记(例如，布置)，以及由检测系统(例如，诸如本文所述)捕获图像。重叠偏移校准可包括由第二(例如，重叠)能量束(例如，后续)生成对准标记(例如，布置)以及由检测系统捕获图像。可将(例如，第一)对准标记布置和(例如，第二)对准标记布置的图像进行比较(例如，经由图像处理，如本文所述)，如图10a-10f所示的示例性操作中所描绘。
121.有时，对准标记布置包括由一个或多个部分对准标记(例如，“部分标记”)形成的对准标记。部分标记可对应于被分割以形成尺度无关的(例如，部分)标记的对准标记。例如，部分标记可在至少一个点上彼此相关。可在第一层上生成第一组部分对准标记，并且可在第二层上生成第二(例如，对应)组部分对准标记。部分标记的组合可用于在对准标记布置中形成(例如，完整)对准标记。第一组和第二组部分对准标记的组合可形成(例如，完整)对准标记布置。部分标记的组合可减少组合对准标记的可变性。与在一个处理步骤中生成的(例如，完整)对准标记相比，可变性的减少可以是关于组合对准标记的形状、位置(例如，在目标表面上)和/或尺寸的。
122.作为示例，(例如，第一)部分标记可包括正斜杠(“/”)。例如，(例如，第二)部分标记可形成反斜杠(“\”)。可组合第一部分标记和第二部分标记以形成(例如，完整)对准标记(例如，“x”标记)。部分标记可形成在形式上(例如，基本上)类似于对准标记布置(例如，在网格上的放置、间距和/或相干长度)的布置。可经由图像处理来执行第一部分标记和第二部分标记(例如，的布置)的组合。可经由叠加第一部分标记和第二部分标记(例如，的布置)的两个相应图像来执行它们的组合。(例如，图像处理)组合可基于由检测系统(例如，静止图像和/或视频)捕获的数据。由部分标记的组合形成的(例如，完整)对准标记可有利地减少对准标记的可变性。(例如，完全)生成的对准标记的可变性的来源可以是对准标记的一
个或多个重叠区域。例如，对准标记的中心部分(例如，“x”)可经受两次变形(例如，来自重叠的构建部分)。例如：(a)可将第一预变形材料层(例如，图10a，1011)沉积在平台上方；(b)可使用第一能量束使层的相应区域变形来形成(例如，图10b，1001)第一部分标记(例如，或第一组部分标记)；(c)由检测器拍摄第一标记的第一图像；(d)可将第二预变形材料层沉积在第一层上方(例如，图10d)；(e)可使用第二能量束使层的相应区域变形来形成第二标记(例如，或第二组部分标记)(例如，图10f)；(f)由检测器拍摄第二标记的第二图像；(g)对第一图像和第二图像进行叠加以形成第三图像；以及(h)分析标记的图像(使用叠加形成)。有时，仅生成一个标记(例如，一组标记)；在这种情况下，在操作(c)之后，分析标记(或其组)的图像。该分析可以是关于基准位置(例如，或位置网格)和/或校准检测器的。在一些实施方案中，引导系统使能量束在3d打印系统中的相同xyz位置但在材料床中的不同层(例如，图10b，1011和图10f，1020，显示为透视图)生成对应的部分对准标记1002。部分对准标记可在与支撑材料床的平台在后续层的处理之间后退时相同的z位置处生成(例如，图10c，-δz)，并且部分对准标记的先前层可被(例如，完全)覆盖(例如，通过使用层分配系统)(例如，图10e)。因此，单独的层(例如，构建层)可用于(例如，每个)给定组的部分对准标记。以这种方式，可使用形成在不同材料层处的部分对准标记(例如，的组合)在其处理场上校准能量束的引导系统。引导系统和/或一个或多个能量束(例如，激光器)的校准的示例可以在2019年1月22日提交的名称为“calibratin in three-dimensional printing”的专利申请序列号pct/us19/14635中找到，该专利申请以引用方式整体并入本文。
123.在一些实施方案中，监测一个或多个变量(例如，多个变量)可帮助评估3d物体的质量。变量可包括(内部)输入变量、(内部)输出变量或外部变量。输入变量和/或输出变量可以是原位、实时和/或历史变量。评估3d物体的质量可包括(i)3d物体的质量是否受损，(ii)其受损方式(例如，与3d物体的质量有关的任何受损方面)，或(iii)其受损程度(例如，量化受损)。量化受损可包括量化3d物体受损方式中的至少一种。例如，量化3d物体的一个或多个特性。3d物体的一个或多个特性可包括尺寸精度、材料构成、孔隙率、材料相、晶体结构、拉伸应力、强度或表面粗糙度。
124.在一些实施方案中，标记的对准可帮助评估3d物体的质量。可在开始形成3d物体之前进行多种变形剂(例如，能量束)的对准。在形成期间，对准可能会漂移，并且一种或多种变形剂可能会偏离对准。这种偏离可能产生受损的3d物体(例如，取决于偏离的程度)。可在形成周期(例如，用于形成3d物体)期间和/或之后检测偏离。可通过在目标表面的至少一部分(例如，材料床的暴露表面)上形成对准标记来检测偏离。例如，在材料床中形成3d物体之后，可重新涂覆材料床以测量至少一种变形剂的对准(或未对准)状态，并且可形成对准标记。例如，在材料床中形成3d物体期间，材料床的暴露表面的未变形(例如，图14，1409)形成3d物体层的任何部分(例如，图14，1408)可用于测量至少一种变形剂的对准(或未对准)状态。例如，在目标表面上方(例如，在材料床中)形成3d物体期间，横向邻近目标表面(例如，横向邻近材料床的暴露表面，例如，图14，1410)的任何部分可用于测量至少一种变形剂的对准(或未对准)状态。测量至少一种变形剂的对准(或未对准)状态可在3d物体形成期间实时和/或原位进行。测量至少一种变形剂的对准(或未对准)状态可在形成3d物体之前和/或之后进行。测量至少一种变形剂的对准(或未对准)状态可遵循类似于图10a-10f的示例中所示的程序。未对准可包括能量束足迹在目标表面上的位置和/或任何像散失真。例如使
用对准标记的一种变形剂的对准的示例可以在2019年1月22日提交的标题为“calibratin in three-dimensional printing”的专利申请序列号pct/us19/14635中找到，该专利申请以引用方式整体并入本文。
125.例如，变量可与目标表面上碎屑(例如，烟灰)的任何沉降有关。例如，材料床(例如，粉末床)的暴露表面上碎屑的任何沉降。监测碎屑的沉降可包括形成照射位置(通过用能量束照射预变形材料)，该照射位置的形成会产生过量碎屑。照射位置可以是光斑或图案。传感器可从图案上方或在距图案规定距离处(例如，下游或上游)收集数据。传感器(例如，光学传感器)可检测目标表面(例如，材料床的暴露表面)的特性的变化。例如，颜色、反射率、镜面反射和/或散射的变化。例如，当暴露表面包括粗糙粉末(具有更大的散射可变性)时，一旦在暴露表面上积累细小烟灰，暴露表面就会变得更平滑(例如，更平坦、更均匀)，因为烟灰比粉末更小(例如，更细)。一旦在暴露粉末表面上积累烟灰，暴露表面就将具有较小的束散射可变性。检测方法、装置、系统、检测器、传感器和相关的非暂态计算机可读介质的示例可以在以下文献中找到：2017年2月16日提交的国际专利申请序列号pct/us17/18191、2017年2月16日提交的专利申请序列号us15/435,065、2017年2月17日提交的专利申请序列号ep17156707，或者2018年1月3日提交的国际专利申请号pct/us18/12250，这些文献中的每一项都以引用方式整体并入本文。
126.变量可与预变形材料有关。变量可与材料床(例如，粉末床)有关。例如，变量可与材料床的暴露表面有关。例如，变量可与材料床的暴露表面的高度、粗糙度、平面度、任何条纹或任何短进料重涂有关。在一些实施方案中，预变形材料层的部分沉积(例如，不完全沉积)在本文中称为“短进料重涂”。例如，变量可与预变形材料、材料床、材料床的暴露表面、材料床的暴露表面处的任何位置(例如，变形位置(例如，照射位置)处)的温度有关。
127.在一些实施方案中，3d物体的至少一部分可例如在形成期间从材料床的暴露表面突出。变量可与3d物体的至少一部分从材料床的暴露表面突出有关。例如，变量可与突出部分与材料床的暴露表面之间的高度差有关。例如，变量可与设置在3d物体的突出部分上的预变形材料(例如，粉末)的厚度有关。与突出部分有关的数据可从地形映射中导出。拓扑映射(例如，使用高度映射器)可包括与平面相比在该位置和高度处的至少一个(例如，每个)点的映射。地形映射的示例可以在以下文献中找到：2017年2月16日提交的名称为“accurate three-dimensional printing”的专利申请序列号pct/us17/18191；2017年2月16日提交的名称为“accurate three-dimensional printing”的专利申请序列号us15/435,065；2017年2月17日提交的名称为“accurate three-dimensional printing”的专利申请序列号ep17156707；以及/或者2018年1月3日提交的名称为“optics in three-dimensional printing”的国际专利申请号pct/us18/12250，这些文献中的每一项都以引用方式整体并入本文。
128.有时，了解3d物体的至少一部分是否从材料床的暴露表面突出以及突出到什么程度可能是有益的。图7a示出了设置在材料床710中的3d物体700的示例，该3d物体700具有从材料床714的暴露表面突出的部分716。校平器713可与3d物体的从材料床的暴露表面突出的部分716碰撞，因为其超过校平器与材料床的暴露表面之间的间隙712。在图7a所示的示例中，数字760表示“全局矢量”。全局矢量可以是(a)(例如，局部)重力场矢量，(b)与逐层3d物体形成的方向相反的方向上的矢量，以及/或者(c)在与3d物体相反的方向上垂直于支撑
3d物体的平台的表面的矢量。
129.测量3d物体的至少一部分从材料床的暴露表面突出的程度的传感器可包括光的图案(例如，暗部分和亮部分的图案)。该图案可例如以预定和/或受控方式随时间改变。可(例如，通过光学检测器)检测与图案的任何偏差。例如，可检测与目标表面的任何垂直偏差(例如，归因于突出)。垂直偏差可沿着z轴(例如，如图7b所示)。图7b示出了照射在目标表面707(例如，材料床的暴露表面)上的亮条纹705和暗条纹706的图案的顶视图示例。用于3d物体从材料床的暴露表面突出的检测系统的示例可以在以下文献中找到：2017年2月16日提交的国际专利申请序列号pct/us17/18191、2017年2月16日提交的专利申请序列号us15/435,065、2017年2月17日提交的专利申请序列号ep17156707，或者2018年1月3日提交的国际专利申请号pct/us18/12250，这些文献中的每一项都以引用方式整体并入本文。
130.变量可与制造机构的光学元件和/或光学元件的性能有关。例如，变量可与能量束在目标表面上的光斑尺寸(例如，足迹尺寸)、目标表面处的功率密度、光斑均匀性、焦点位置、任何热透镜化、能量束的功率密度、光斑(例如，足迹)均匀性、光斑(例如，光斑稳定性)的任何变化、光学光斑的尾部、光斑位置或多个光束之间光斑的相对位置偏移有关。变量可包括能量束(例如，用于测试的变形束或其他束)的任何模糊。
131.在一些实施方案中，qa程序有助于评估形成3d物体的过程是否在预期的控制水平之下以及/或者形成(例如，打印)过程的控制水平如何。可利用对各种项目、度量和/或变量进行检查来评估对形成过程的控制(例如，水平)。例如，目标表面、大气清洁度和任何光学部件的状态都可允许此类评估。目标表面可以是材料床的暴露表面。例如，可评估材料床的暴露表面中的任何高度差(例如，图14中所示)，并且可检查暴露表面的任何突出物体和/或将其与预期值进行比较。
132.在一些实施方案中，qa程序可考虑由一个或多个传感器收集的一个或多个信号的统计分布变化。信号可包括光束散射、热信号、光束反射、表面成像、地形映射(高度传感器和/或高度映射器)。在一些实施方案中，可能无法知道某个位置处存在问题(例如，哪个问题可能是与变量的预期值的偏差)。有时，有可能知道多个变量(例如，共同地)偏离预期值，这反过来可允许(例如，快速)理解该过程(i)偏离预期性能和/或(ii)偏离预期控制水平。一个或多个变量的偏离幅度和/或方向可指示该过程(i)偏离预期性能和/或(ii)偏离预期控制水平。一个或多个变量的偏离幅度和/或方向(例如，以及哪些变量偏离)可指示该过程经历哪种类型的偏离。一个或多个变量的偏离幅度和/或方向(例如，以及哪些变量偏离)可指示该过程经历哪种类型的控制水平偏离。多个变量与预期水平的共同偏离可增加评估该过程(i)偏离预期性能和/或(ii)偏离预期控制水平的准确性和/或置信度。与预期性能的偏差可能与形成3d物体的至少一部分的预期结果的偏差相关。
133.在一些实施方案中，qa程序可以可操作地耦合(例如，直接地或通过数据库)到多个制造机构(例如，打印机)。在一些实施方案中，qa程序可从多个系统和多个制造机构(例如，打印机)收集变量(例如，数据)。qa程序可比较制造机器、它们的任何部件(例如，传感器、层分配器、变形剂、光学部件和/或气体运输系统)。在一些实施方案中，qa程序可帮助比较多个制造机构(例如，多个打印系统)。可相互比较和/或与标准进行比较。qa程序可帮助校准和/或确定一个或多个制造机构的校准。
134.在一些实施方案中，qa程序包括一个或多个模块。这些模块可以是交互式的或被
动的。用户可在模块中选择一个或多个选项。可在模块中向用户呈现一个或多个选项/指示符。例如，用户可例如在多个制造机构中选择制造机构(例如，在本文中也称为“工具”)。用户可查看工具的状态(例如，工具的健康)。例如，用户可检查工具的所有部件是否正常运行和/或是否对齐，或者是否存在任何差异或故障部件。用户可检查任何消耗品(例如，预变形材料、过滤器和/或气体供应)的状态。用户可检查工具是正在运行(例如，打印)、空闲还是断开连接(例如，关闭)。用户可检查工具处于某个状态多长时间。用户可检查它运行、空闲和/或断开连接多长时间(例如，工具正常运行时间)。用户可检查要打印多少层、估计打印3d物体的时间是多少、剩余多少时间、剩余多少层、已打印多少层、工具打印多长时间或者它们的任何组合。qa程序可向用户呈现任何数据组合以有助于检查。图11示出了作为qa程序的一部分的模块的示例。该模块可向用户表示为在可操作地耦合到处理器的屏幕(例如，计算机屏幕)上的投影。处理器可被编程为执行qa程序(例如，具有代码，例如计算机可读代码)。图11的示例所示的屏幕投影包括用户界面1100。用户界面1100包括布置在功能区1107中的选项(例如，工具(指制造机器)、工具概览、工具健康、消耗品和工具正常运行时间)。选项1108是交互式的并且提供选择的若干工具的下拉菜单(例如，在打印机1、打印机2和打印机3中)。(例如，打印机1-3的)的制造机构中的每一个都被描绘在显示工具名称(例如，打印机1)的矩形中。1105中是完成打印周期形成的时间估计，其将打印机周期完成的百分比可视地显示为数字1105下的行。打印周期的标识(例如，作业id 1101)和打印周期的主题(例如，打印作业1102)。图11示出了空闲制造机器打印机2的示例，期指示空闲状态1106。
135.在一些实施方案中，qa程序向用户提供关于制造机构(例如，工具)的状态和/或与制造机构和/或过程相关的一个或多个变量的状态的详细信息。变量可与工具的部件有关。例如，qa程序可指示变量/部件/工具是否具有适当的值(例如，在公差内)、故障(例如，具有错误)、不存在该变量/部件/工具的数据以及/或者存在变量/部件/工具的状态的旧数据。qa程序可指示变量/部件/工具状态的年龄。qa程序可指示获得变量/部件/工具的最后状态的时间。公差可以是预设的、自动设置的、由用户设置的、可改变的或不可改变的(例如，由用户)。可通过与部件相关的变量来指示部件状态。图11示出了指示四个工具(例如，打印机1-4)的状态的用户界面1150的示例。用户可能能够切换指示工具的状态及其部件/变量的状态的子屏幕。图11示出了专用于打印机1的矩形1160的示例，其示出了与打印机1相关的各种变量/部件(例如，束稳定性、激光对准、热传感器和焦点、粉末床)以及指示其状态(例如，正常、错误、超过x天的结果、无数据)的符号的示例。数字1159下方的天数x应当是一个数值，以图例1161表示。图11示出了专用于打印机2的矩形1170的示例，其示出了与打印机2相关的各种变量/部件(例如，束稳定性、激光对准、热传感器和焦点、粉末床)以及指示其状态(例如，正常、错误、超过x天的结果、无数据)的符号的示例。图11所示的示例中的打印机2的状态与打印机1的状态不同。例如，打印机1的光束稳定性数据较旧，而打印机1的光束稳定性不存在。用户可能能够在变量/部件的状态与工具和3d打印过程的状态之间切换。图11示出了指示打印机3的打印状态的矩形1180中的示例。打印机3似乎处于操作和打印中，如由图案化线1184可视地指示，该图案化线表示已打印的3d物体相对于表示要打印的3d物体的相对百分比的白线1187的相对百分比。该表示可以是视觉的或数字的(例如，以百分比值或相对值形式)。在图11所示的示例中，打印的层数与要打印的总层数的数值用1186表示。也可指示消耗品的任何状态。打印机3的消耗品状态被指示为满意(例如，ok)。图11示出了
指示打印机4的打印状态的矩形1190中的示例。打印机4似乎处于非运行中，因为它被指示为“暂停”，黑线1194表示已打印的3d物体相对于表示要打印的3d物体的相对百分比的白线1197的相对百分比。黑线指示错误，如图例1161所描绘。打印机4的消耗品状态被指示为低。变量/部件的状态指示符的图例和指示打印状态的视觉线可匹配或可不匹配。专用于工具的矩形可包括便于在打印状态与部件/变量状态之间切换的字段。这种字段的示例是具有数字1160、1170、1180或1190右侧的弯曲箭头的圆。
136.在一些实施方案中，qa程序阐明(i)要形成的3d物体的模型，(ii)已经形成、正在形成或将要形成的3d物体的层，以及/或者(iii)已经形成或将要形成的3d物体的多个层。qa程序可显示和/或分配3d物体和/或3d物体的层的识别号。qa程序可显示客户端名称、构建名称(例如，由用户例如客户端给出)。qa程序可显示形成3d物体的开始时间以及估计的结束时间1185、1195。qa程序可编译用于形成3d物体的估计结束时间。qa程序可有效地耦合和/或接受来自另一程序的输入，用于估计构建结束时间、公差、阈值和/或最佳(例如，请求的)变量值。qa程序使用和/或输出的数据可被加密。qa程序可编译报告。报告可包括由qa程序显示和/或处理的任何项目。报告中包括的项目可以是预定义的。报告中包括的一个或多个项目可以是用户定义的。报告中一个或多个项目的顺序可以是预定义的或用户定义的。可在qa程序的用户界面中计算和/或显示平台上方和/或打印体积(例如，材料床)中的3d物体的配置。图12示出了各种用户界面的示例。图12的示例中所示的用户界面1200在平台上方的构建体积1202中显示3d物体1201，该物体在名为打印机1的工具中打印。显示1203用于打印的各种识别数据(例如，构建识别号(id no.)、构建名称、总层数中已打印的层数、开始时间和数据以及结束时间和日期)。qa显示构建完成的可视时间线1204(指示完成)。qa程序用户界面(ui)指示需要注意1205。qa程序ui提供生成(例如，并显示)报告1206的选项。qa程序ui可以指示与构建进度相关的任何参数。例如，平均吞吐量、中断次数、最大中断持续时间、警告次数、预变形材料(例如，粉末)识别、剩余的预变形材料、粉末再循环过滤器的状态、筛分的层数、用户名称、用户的最后日志和/或qa程序的版本。qa程序ui可具有各种窗口、选项卡、下拉菜单或按钮。qa程序ui中显示的任何特征可以是或可以不是交互式的(例如，对于用户)。qa程序ui可以散文形式、可视地、在总累积打印上平均地、在多个层(例如，1207)上平均地和/或实时地显示任何打印机部件/过程/传感器状态。us接口可指示部件/过程/传感器的任何状态。图12示出了与被监测项目(例如，热图)相关的三个被监测变量的示例1207。图12中所示的三个传感器包括氧气水平、再循环过滤器和剩余粉末。这些传感器状态在每250层上进行平均并被指示为合规(例如，“符合规格”)、各种水平的不合规(例如，“警告”和“警报”)以及缺乏数据(“没有数据”)。图12示出了可以由用户切换的两个选项卡(例如，构建进度1209和构建配置1208)。构建配置选项卡可以包括要形成的3d物体的总体积、其表面积、形成3d物体所需的总层数、形成其的材料、估计的总构建时间、客户、构建文件名、集成软件的任何版本(例如，不同于qa软件的flow软件)、准备文件的日期以及使用的特定切片操作(例如，切片到位置)。
137.用于估计构建结束时间、公差、阈值和/或最佳(例如，请求的)变量值的程序示例可以在以下文献中找到：2019年7月29日提交的国际专利申请序列号pct/us19/42637或2019年6月28日提交的国际专利申请序列号pct/us19/39909，这些文献中的每一项都以引用方式整体并入本文。加密的示例可以在2018年11月07日提交的美国专利申请序列号16/
183,557中找到，该专利申请以引用方式整体并入本文。预变形材料循环和/或运输系统的示例可以在2018年3月27日提交的国际专利申请序列号pct/us18/24667中找到，该国际专利申请以引用方式整体并入本文。
138.在一些实施方案中，qa程序ui可显示变量的定时状态。图13示出了用户界面1300的示例，该用户界面显示被监测项目(例如，剩余粉末)以及与热图相关的各种被监测变量(例如，氧气水平、再循环过滤器和剩余粉末)。被监测变量可以与被监测项目相同或不同。有时，被监测项目需要整合多个被监测变量。在图13所示的示例中，被监测项目需要一个被监测变量(例如，剩余粉末1305)。被监测变量和/或项目可以显示为时间的函数(例如，1307)和/或层数的函数(例如，1302)。被监测变量和/或项目可以显示为平均值、类别(例如，具有阈值)或者显示为数值或相对值(例如，1308，示出百分比值)。qa程序可允许用户重置任何显示数据的缩放1306。图13示出了时间与粉末剩余百分比(例如，在层分配器中)的依赖性的示例。依赖性(以图形表示显示)可以被放大或缩小，即可例如根据用户做出的请求或多或少详细地显示百分比和/或时间。
139.在一些实施方案中，材料床的层和/或暴露表面可以是显示器。材料床的暴露层可或可不包括形成/正在形成的硬化材料层，例如作为3d物体的一部分。可呈现暴露层的图像(例如，如通过一个或多个传感器获得的)。图像可以是(例如，至少部分地由不同的应用程序，或作为qa程序的一部分)处理一个或多个传感器的信号的结果。在qa程序的ui中显示的任何图像可(例如，1411)或可不包括网格。qa程序ui可显示被监测的项目(例如，高度映射器1402)、打印细节1403(例如，工具名称、构建id、构建名称、构建开始的时间戳(例如，开始日期和时间)以及要构建和/或已构建的总层数)。图14示出了qa程序ui的示例，其示出了与材料床的暴露表面相关的数据，该数据至少部分地使用用于对材料床的暴露表面进行地形映射的方法和/或装置(例如，高度映射器)提取。图14的示例中所示的打印机1构建的物体总数为7342。层3316的暴露表面显示在ui的部分1405中。用户可能能够访问和/或滚动通过与由qa程序处理并提供给用户(例如，至少部分地通过数据库)的任何层相关的数据。图14示出了在形成材料床的可用层7341中层3316的暴露表面的1404中的示例。可显示材料床的一个或多个(例如，处理过的)图像。例如，图14示出了同一暴露表面(例如，经历不同处理和/或由不同传感器获得)的五个不同图像的示例。例如，图14示出了重涂质量图像、重涂高度映射图像、重涂相机图像、激光高度映射和激光相机图像的示例。在一些实施方案中，词语“重涂”是指在平台上方沉积新的预变形材料平面层以形成材料床。不同的传感器在它们相对于点的位置方面可不同，和/或在传感器类型方面可不同。任何图像都可被放大和缩小1406(例如，由用户)。任何图像都可被下载1407(例如，由用户)。每个项目、变量和/或传感器数据可加盖时间戳和/或位置戳(例如，与3d物体的层相关和/或与设置在平台上方的预变形材料层相关)。可关联以下项中的至少两项：3d物体的层数、设置在平台上方的预变形材料层的数量以及重涂操作(例如，层分配操作)的数量。图14示出了具有时间戳(例如，2019/06/19 05:55:49)和层戳(例如，3316)的激光相机图像的示例，该图像示出了材料床的暴露表面，其具有预变形材料1409、变形材料1408和不含预变形材料的材料床边缘1410(例如，与图3的390中的外壳的一侧相关)。
140.qa程序ui可显示与用于其预期目的制造结构的功能相关的一个或多个项目。这些项目可与工具和/或其各种部件的校准有关。例如，qa程序ui可显示与变形剂(例如，能量
束)有关的各种数据。可在qa程序显示器上显示和/或选择(例如，由用户)各种工具。可在qa程序显示器上显示和/或选择(例如，由用户)所选项目的各种变量和/或度量。可例如根据各种度量、项目和/或变量将工具相互比较。比较可以图形或散文形式显示。图15示出了在ui上显示的工具健康模块1502的示例，其中从各种工具选项1505(下拉菜单未示出)中选择工具(例如，打印机1)，从各种度量/变量选项1506(下拉菜单未示出)中选择度量(例如，束稳定性)。图15示出了两种变形剂(例如，激光器1和激光器2)之间的比较的示例，其被显示为图形时间(例如，表示为日期1507)与相对热透镜化1508的依赖性，该相对热透镜化是对照值(例如，当光学装置在初始照射时是冷的时)。qa程序ui可指示某个时间时项目/变量/度量的状态和/或位置。位置可包括制造机构内的位置。例如，qa程序ui可指示变形剂在打印系统中某个位置处的稳定性。图15示出了光学盒(例如，图3，331)和光学窗口(例如，图3，335和315)中的束稳定性度量1509的示例。
141.在一些实施方案中，成形剂包括能量束。有时，能量束被引导到目标表面的至少一部分的指定区域上持续指定时间段。目标表面中或目标表面上的材料(例如，诸如粉末床的顶表面中的粉末材料)可以吸收来自能量束的能量，因此，材料的局部区域的温度可以升高。在一些情况下，在材料床(例如，单个材料床；同一材料床)中生成一个、两个或更多个3d物体。可同时或顺序地在料床中生成多个3d物体。可并排生成至少两个3d物体。可一个在另一个之上生成至少两个3d物体。在材料床中生成的至少两个3d物体可在它们之间具有间隙(例如，填充有预变形材料的间隙)。在材料床中生成的至少两个3d物体可不相互接触(例如，不连接)。在一些实施方案中，3d物体可独立地构建在另一个之上。在材料床中生成多个3d物体可允许连续创建3d物体。
142.预变形材料可以是粉末材料。预变形材料层(或其一部分)可以具有至少约0.1微米(μm)、0.5μm、1.0μm、10μm、50μm、100μm、150μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或1000μm的厚度(例如，层高)。预变形材料层(或其一部分)可具有上述层厚度值(例如，约0.1μm至约1000μm、约1μm至约800μm、约20μm至约600μm、约30μm至约300μm或约10μm至约1000μm)中的任何值。
143.有时，预变形材料包括粉末材料。预变形材料可包括固体材料。预变形材料可包括一种或多种颗粒或簇。如本文所用，术语“粉末”通常是指具有细颗粒的固体。粉末也可称为“颗粒材料”。粉末可以是粒状材料。粉末颗粒可包括微粒。粉末颗粒可包括纳米颗粒。在一些示例中，粉末包括平均fls为至少约5纳米(nm)、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、1μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm或100μm的颗粒。在一些实施方案中，粉末可具有以上列出的平均颗粒基本长度尺度的任何值(例如，约5nm至约100μm、约1μm至约100μm、约15μm至约45μm、约5μm至约80μm、约20μm至约80μm或约500nm至约50μm)的平均基本长度尺度。材料床中的粉末在打印期间可以是可流动的(例如，保持其流动性)。
144.有时，粉末由单个颗粒组成。单个颗粒可以是球形、椭圆形、棱柱形、立方体或不规则形状的。颗粒可以具有fls。粉末可以由形状均质的颗粒混合物组成，使得所有颗粒在至多约1％、5％、8％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、50％、60％或70％fls分布内具有基本上相同的形状和基本长度尺度大小。在一些实施方案中，粉末可具有以上列出的平均颗粒fls的任何值(例如，至多约1％至约70％、约1％至约35％或约35％至约70％)的fls
分布。在一些实施方案中，粉末可以是异质混合物，使得颗粒具有可变的形状和/或基本长度尺度大小。
145.有时，使层的至少一部分变形为变形材料，该变形材料随后形成硬化(例如，固化)3d物体的至少一部分(在本文中也使用“部分”)。有时，变形或硬化材料层可包括3d物体的横截面(例如，水平横截面)。有时，变形或硬化材料层可包括与3d物体横截面的偏差。偏差可包括垂直或水平偏差。
146.有时，针对3d物体请求和/或预先确定预变形材料。可以选择预变形材料，使得该材料是针对3d物体请求和/或以其他方式预先确定的材料。3d物体的层可包括单种类型的材料。例如，3d物体的层可包括单种金属合金类型。在一些示例中，3d物体内的层可包括几种类型的材料(例如，元素金属和合金、几种合金类型、几种合金相或它们的任何组合)。在某些实施方案中，每种类型的材料仅包含该类型的单一成员。例如，金属合金(例如，铝铜合金)的单一成员。在一些情况下，3d物体的一层包括不止一种类型的材料。在一些情况下，3d物体的一层包括一种材料类型的不止一个成员。
147.在一些情况下，元素金属包括碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土元素金属或其他金属。碱金属可以是锂、钠、钾、铷、铯或钫。碱土金属可以是铍、镁、钙、锶、钡或镭。过渡金属可以是钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铂、金、钅卢、钅杜、钅喜、钅波、钅黑、钅麦、钅哥、铌、铱、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铪、钽、钨、铼或锇。过渡金属可以是汞。稀土金属可以是镧系元素或锕系元素。镧系元素金属可以是镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱或镥。锕系元素金属可以是锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘或铹。其他金属可以是铝、镓、铟、锡、铊、铅或铋。
148.在一些情况下，金属合金包括铁基合金、镍基合金、钴基合金、铬基合金、钴铬基合金、钛基合金、镁基合金、铜基合金或它们的任何组合。合金可包括耐氧化或耐腐蚀合金。合金可包括超合金(例如，inconel)。超合金可包括inconel 600、617、625、690、718或x-750。金属(例如，合金或元素)可包括用于以下行业的应用：包括航空航天(例如，航空航天超合金)、喷射发动机、导弹、汽车、船舶、机车、卫星、国防、石油和天然气、能源生产、半导体、时尚、建筑、农业、打印或医疗。金属(例如，合金或元素)可包括用于以下产品的合金：包括设备、医疗设备(人类和兽医)、机器、手机、半导体设备、发电机、涡轮机、定子、马达、转子、叶轮、发动机、活塞、电子器件(例如，电路)、电子设备、农业设备、齿轮、变速器、通信设备、计算设备(例如，膝上型计算机、手机、苹果平板电脑)、空调、发电机、家具、音乐设备、艺术品、珠宝、烹饪设备或运动装备。叶轮可以是在一个3d打印程序期间被生产为一件(例如，包括叶片和盖)的有罩(例如，覆盖)叶轮。3d物体可包括叶片。叶轮可用于泵(例如，涡轮泵)。叶轮和/或叶片的示例可以在以下文献中找到：2017年2月16日提交的美国专利申请号15/435,128；2017年2月16日提交的pct专利申请号pct/us17/18191；或者2017年2月17日提交的欧洲专利申请号ep17156707.6，这些文献的标题都为“accurate three-dimensional printing”，在不矛盾的情况下，这些文献中的每一项都以引用方式整体并入本文。金属(例如，合金或元素)可包括用于以下人类和/或兽医应用的产品的合金：包括植入物或假体。金属合金可包括用于以下领域的应用的合金：包括人类和/或兽医手术、植入物(例如，牙科)或假体。
149.在一些情况下，合金包括超合金。合金可包括高性能合金。合金可包括表现出以下
项中的至少一项的合金：优异的机械强度、抗热蠕变变形性、良好的表面稳定性、抗腐蚀性和抗氧化性。合金可包括面心立方奥氏体晶体结构。合金可包括hastelloy、inconel、waspaloy、rene合金(例如，rene-80、rene-77、rene-220或rene-41)、haynes合金、incoloy、mp98t、tms合金、mtek(例如，mtek等级mar-m-247、mar-m-509、mar-m-r41或mar-m-x-45)或cmsx(例如，cmsx-3或cmsx-4)。合金可以是单晶合金。
150.在一些情况下，铁合金包括elinvar、fernico、铁合金、invar、铁氢复合物、kovar、spiegeleisen、staballoy(不锈钢)或钢。在一些情况下，金属合金是钢。铁合金可包括硼铁、铈铁、铬铁、镁铁、锰铁、钼铁、镍铁、磷铁、硅铁、钛铁、铀铁或钒铁。铁合金可包括铸铁或生铁。钢可包括bulat钢、chromoly、crucible钢、damascus钢、hadfield钢、高速钢、hsla钢、马氏体时效钢、马氏体时效钢(m300)、reynolds 531、硅钢、弹簧钢、不锈钢、工具钢、耐候钢或wootz钢。高速钢可包括mushet钢。不锈钢可包括al-6xn、alloy 20、celestrium、海洋级不锈钢、马氏体不锈钢、外科不锈钢或zeron 100。工具钢可包括银钢。钢可包括不锈钢、镍钢、镍铬钢、钼钢、铬钢、铬钒钢、钨钢、镍铬钼钢或硅锰钢。钢可由任何汽车工程师协会(sae)等级钢组成，诸如440f、410、312、430、440a、440b、440c、304、305、304l、304l、301、304ln、301ln、2304、316、316l、316ln、316、316ln、316l、316l、316、317l、2205、409、904l、321、254smo、316ti、321h或304h。钢可包括选自由以下项组成的组的至少一种晶体结构的不锈钢：奥氏体、超奥氏体、铁素体、马氏体、双相和沉淀硬化马氏体。双相不锈钢可以是精益双相、标准双相、超级双相或超双相。不锈钢可包括手术级不锈钢(例如，奥氏体316、马氏体420或马氏体440)。奥氏体316不锈钢可包括316l或316lvm。钢可包括17-4沉淀硬化钢(例如，630型、铬-铜沉淀硬化不锈钢、17-4ph钢)。
151.在一些情况下，钛基合金包括α合金、近α合金、α和β合金或β合金。钛合金可包括1、2、2h、3、4、5、6、7、7h、8、9、10、11、12、13、14、15、16、16h、17、18、19、20、21、2、23、24、25、26、26h、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38级或更高级。在一些情况下，钛基合金包括ti-6al-4v或ti-6al-7nb。
152.在一些情况下，镍合金包括alnico、alumel、chromel、白铜、镍铁、德银、哈氏合金、inconel、蒙氏金属、镍铬合金、镍-碳、nicrosil、nisil、镍钛诺或磁性“软”合金。磁性“软”合金可包括mu金属、坡莫合金、超莫合金或黄铜。黄铜可包括镍氢、不锈钢或货币银。钴合金可以包括megallium、stellite(例如，talonite)、ultimet或vitallium。铬合金可包括氢氧化铬或nichrome。
153.在一些情况下，铝合金包括aa-8000、al
–
li(铝-锂)、alnico、duralumin、hiduminium、kryron magnalium、nambe、钪-铝或y合金。镁合金可包括elektron,magnox或t-mg
–
al
–
zn(bergman相)合金。
154.在一些情况下，铜合金包括砷铜、铍铜、比朗金合金、黄铜、青铜、康铜、氢化铜、铜钨、科林斯青铜、cunife、白铜、cymbal合金、devarda合金、electrum、hepatizon、heusler合金、manganin、molybdochalkos、镍银、北欧金、shakudo或tumbaga。黄铜可包括菱锌矿黄铜、中国银、荷兰金属、镀金金属、蒙次金属、pinchbeck、prince金属或tombac。青铜可包括铝青铜、砷青铜、钟金属、佛罗伦萨青铜、guan
í
n、炮铜、glucydur、磷青铜、ormolu或speculum金属。铜合金可以是高温铜合金(例如，grcop-84)。
155.在一些情况下，金属合金是难熔合金。难熔金属和合金可用于热线圈、热交换器、
炉部件或焊接电极。难熔合金可包括高熔点、低膨胀系数、强机械性、高温下低蒸气压、高热导率或高电导率。
156.在一些示例中，材料(例如，预变形材料)包括其中其成分(例如，原子或分子)容易失去其外壳电子从而在它们原本坚实的排列中形成自由流动的电子云的材料。在一些示例中，材料的特征在于具有高电导率、低电阻率、高热导率或高密度(例如，如在环境温度(例如，室温或20℃)下测量)。高电导率可以为至少约1*105西门子每米(s/m)、5*105s/m、1*106s/m、5*106s/m、1*107s/m、5*107s/m或1*108s/m。符号“*”表示数学运算“乘”或“乘以”。高电导率可以为上述电导率值之间的任何值(例如，约1*105s/m至约1*108s/m)。低电阻率最多可为至多约1*10-5
欧姆乘米(ω*m)、5*10-6
ω*m、1*10-6
ω*m、5*10-7
ω*m、1*10-7
ω*m、5*10-8
或1*10-8
ω*m。低电阻率可以为上述电阻率值之间的任何值(例如，约1*10-5
ω*m至约1*10-8
ω*m)。高热导率可为至少约20瓦特每米乘开尔文(w/mk)、50w/mk、100w/mk、150w/mk、200w/mk、205w/mk、300w/mk、350w/mk、400w/mk、450w/mk、500w/mk、550w/mk、600w/mk、700w/mk、800w/mk、900w/mk或1000w/mk。高热导率可以为上述热导率值之间的任何值(例如，约20w/mk至约1000w/mk)。高密度可为至少约1.5克每立方厘米(g/cm3)、2g/cm3、3g/cm3、4g/cm3、5g/cm3、6g/cm3、7g/cm3、8g/cm3、9g/cm3、10g/cm3、11g/cm3、12g/cm3、13g/cm3、14g/cm3、15g/cm3、16g/cm3、17g/cm3、18g/cm3、19g/cm3、20g/cm3或25g/cm3。高密度可以为上述密度值之间的任何值(例如，约1g/cm3至约25g/cm3、约1g/cm3至约10g/cm3或约10g/cm3至约25g/cm3)。
157.有时，金属材料(例如，元素金属或金属合金)包含少量的非金属材料，诸如氧、硫或氮。在一些情况下，金属材料可以包含痕量的非金属材料。痕量可以为至多约百万分之100000(ppm)、10000ppm、1000ppm、500ppm、400ppm、200ppm、100ppm、50ppm、10ppm、5ppm或1ppm(基于重量，w/w)的非金属材料。痕量可以包括至少约10ppt、100ppt、1ppb、5ppb、10ppb、50ppb、100ppb、200ppb、400ppb、500ppb、1000ppb、1ppm、10ppm、100ppm、500ppm、1000ppm或10000ppm(基于重量，w/w)的非金属材料。痕量可以为上述痕量之间的任何值(例如，约万亿分之10(ppt)至约100000ppm、约1ppb至约100000ppm、约1ppm至约10000ppm或约1ppb至约1000ppm)。
158.在一些实施方案中，外壳内的预变形材料是粉末、线材、片材或液滴的形式。材料(例如，预变形、变形和/或硬化)可包含元素金属、金属合金、陶瓷、元素碳的同素异形体、聚合物和/或树脂。元素碳的同素异形体可包括无定形碳、石墨、石墨烯、金刚石或富勒烯。富勒烯可选自由球形、椭圆形、线形和管状富勒烯组成的组。富勒烯可包括巴基球或碳纳米管。陶瓷材料可包括水泥。陶瓷材料可包括氧化铝、氧化锆或碳化物(例如，碳化硅或碳化钨)。陶瓷材料可包括高性能材料(hpm)。陶瓷材料可包括氮化物(例如，氮化硼或氮化铝)。材料可包括沙子、玻璃或石头。在一些实施方案中，材料可包括有机材料，例如聚合物或树脂(例如，114w树脂)。有机材料可包括烃。聚合物可包括苯乙烯或尼龙(例如，尼龙11)。聚合物可包括热塑性塑料。有机材料可包含碳和氢原子。有机材料可包含碳和氧原子。有机材料可包含碳和氮原子。有机材料可包含碳和硫原子。在一些实施方案中，材料可不包括有机材料。材料可包括固体或液体。在一些实施方案中，材料可包括基于硅的材料，例如基于硅的聚合物或树脂。材料可包括基于有机硅的材料。材料可包含硅和氢原子。材料可包含硅和碳原子。在一些实施方案中，材料可不包括基于硅的材料。粉末材料可通过涂层(例如，有机涂层，诸如有机材料(例如，塑料涂层))进行涂覆。材料可不含有机材料。液体材料可被分隔成
反应器、囊泡或液滴。分隔材料可被分隔成一层或多层。材料可以是包含次要材料的复合材料。次要材料可以是加强材料(例如，形成纤维的材料)。加强材料可包括碳纤维、超高分子量聚乙烯或玻璃纤维。材料可以包括粉末(例如，粒状材料)和/或线材。粘结的材料可以包括化学键合。变形可以包括化学键合。化学键合可以包括共价键合。预变形材料可以是粉状的。打印的3d物体可以由单种材料(例如，单种材料类型)或多种材料(例如，多种材料类型)制成。有时，3d物体和/或材料床的一部分可包括一种材料，而另一部分可包括不同于第一材料的第二材料。材料可以是单种材料类型(例如，单种合金或单种元素金属)。材料可包括一种或多种材料类型。例如，材料可包括两种合金、合金和元素金属、合金和陶瓷或者合金和元素碳。材料可包括合金和合金元素(例如，用于孕育)。材料可包括材料类型的共混物。材料可包括与元素金属或与金属合金的共混物。材料可包括不包括(例如，不具有)元素金属或包括(例如，具有)金属合金的共混物。材料可包括不锈钢。材料可包括钛合金、铝合金和/或镍合金。
159.在一些实施方案中，目标表面由检测系统检测。检测系统可包括至少一个传感器。检测系统可包括光源，该光源可操作以照明3d形成(例如，打印)系统外壳(例如，目标表面)的一部分。光源可被配置为照明到目标表面上。照明可使得检测器的视场中的物体被(例如，基本上)均匀地照明。例如，足够的均匀性可以是使得在整个构建平面上(对于物体)至多存在阈值级别(例如，25个级别)的灰度强度变化的均匀性。照明可包括照明变化的光强度的图(例如，由变化的光强度构成的图片)。照明装置的示例包括灯(例如，闪光灯)、led、卤素灯、白炽灯、激光或荧光灯。检测系统可包括照相机系统、ccd、cmos、检测器阵列、光电二极管或线扫描ccd(或cmos)。检测系统可以是高度映射器。控制系统、检测系统和/或照明的示例可以在2017年2月16日提交的标题为“accurate three-dimensional printing”的专利申请序列号us15/435,090中找到，该专利申请以引用方式整体并入本文。检测系统的示例可以在以下文献中找到：2017年2月16日提交的国际专利申请序列号pct/us17/18191、2017年2月16日提交的专利申请序列号us15/435,065、2017年2月17日提交的专利申请序列号ep17156707、2018年1月3日提交的国际专利申请号pct/us18/12250或2015年12月11日提交的国际专利申请序列号pct/us15/65297，这些文献中的每一项都以引用方式整体并入本文。
160.在一些实施方案中，制造设备包括光学系统。光学系统可用于控制一种或多种变形剂(例如，能量束)。能量束可包括单模束(例如，高斯束)或多模束。光学系统可与外壳联接或分离。光学系统可被包封在光学外壳(例如，图3，331)中。在一些实施方案中，光学系统的各方面由打印机的一个或多个控制器控制。例如，一个或多个控制器可控制(例如，检流计扫描仪的)一个或多个镜子，这些镜子实时引导一个或多个能量束的移动。光学系统及其部件的各方面的示例可以在以下文献中找到：2017年2月16日提交的标题为“accurate three-dimensional printing”的美国专利申请号15/435,128；2017年2月16日提交的标题为“accurate three-dimensional printing”的国际专利申请号pct/us17/18191；2017年2月17日提交的标题为“accurate three-dimensional printing”的欧洲专利申请号ep17156707.6；2017年12月4日提交的标题为“optics,detectors,and three-dimensional printing”的国际专利申请号pct/us17/64474；或者2018年1月3日提交的标题为“optics in three-dimensional printing”的国际专利申请号pct/us18/12250，这些文献中的每一
项都以引用方式整体并入本文。
161.在一些情况下，光学系统修改一个或多个能量束在目标表面处的焦点(或与其相邻处，例如在目标表面上方或下方，以在目标表面处形成散焦束光斑)。在一些实施方案中，能量束(例如，基本上)在目标表面处聚焦。在一些实施方案中，能量束在目标表面处散焦。在目标表面处聚焦的能量束可在目标表面处具有(例如，基本上)最小的光斑尺寸。在目标表面处散焦的能量束在目标表面处的光斑尺寸可(例如，基本上)大于最小的光斑尺寸，例如大预定量。例如，在目标表面处散焦的高斯能量束的光斑尺寸可以在距能量束焦点(本文也称为束腰)的瑞利距离外。
162.在一些情况下，一个或多个控制器控制制造设备的一个或多个部件的操作。例如，一个或多个控制器可控制层形成设备的一个或多个方面(例如，移动和/或速度)。一个或多个控制器可控制能量源的一个或多个方面(例如，能量束功率、扫描速度和/或扫描路径)。一个或多个控制器可控制能量束光学系统的一个或多个方面(例如，能量束扫描路径和/或能量束聚焦)。一个或多个控制器可控制气流系统的一个或多个操作(例如，气流速度和/或方向)。在一些实施方案中，一个或多个控制器控制多个部件或系统的各方面。例如，第一控制器可以控制能量源的各方面，第二控制器可以控制层形成装置的各方面，并且第三控制器可以控制气流系统的各方面。在一些实施方案中，一个或多个控制器控制一个部件或系统的方面。例如，多个控制器可控制光学系统的各方面。例如，第一控制器可以控制一个或多个能量束的路径，第二控制器可控制一个或多个能量束的扫描速度，并且第三控制器可控制一个或多个能量束的聚焦。作为另一个示例，多个控制器可控制能量源的各方面。例如，第一控制器可以控制一个或多个能量束的功率，第二控制器可控制一个或多个能量束的脉冲(例如，脉冲与连续速率或脉冲速率)，并且第三控制器可控制一个或多个能量束随时间的功率分布(例如，斜升和斜降)。有时，第一控制器、第二控制器和第三控制器是相同的控制器。有时，第一控制器、第二控制器和第三控制器中的至少两个是不同的控制器。一个或多个控制器的任何组合可控制打印机的一个或多个部件或系统的各方面。一个或多个控制器可控制打印之前、期间和/或之后的操作，或打印的一部分(照射操作)。控制器可包括电路系统、一根或多根电线、信号接收器和/或信号发射器。控制器可经由连接器和/或信号通信可操作地耦合到形成装置的一个或多个部件。连接可以是有线和/或无线的。控制器可经由信号接收和/或传输进行通信。信号可包括电信号、光学信号或音频信号。
163.在一些情况下，控制器可以包括(例如，电气)电路，其被配置为生成输出(例如，电压信号)以用于指导本文所述的装置(或其任何部分)的一个或多个方面。从属控制器可以是内部控制器。控制器(例如，或从属控制器)可包括比例-积分-微分(pid)回路。从属控制器可以是作为第一控制器的一部分的第二控制器。从属控制器可以是线性控制器。控制器可被配置为控制成型工具的一个或多个部件。控制器可被配置为控制变形剂发生器(例如，能量源、粘结剂和/或反应剂的分配器)、引导机构(例如，扫描仪和/或致动器)、层分配器的至少一个部件、(例如，预变形材料和/或变形剂的)分配器、气流系统的至少一个部件、其中形成3d物体的室的至少一个部件(例如，门、升降机、阀门、泵和/或传感器)。控制器可控制形成装置(诸如形成剂(例如，变形剂))的至少一个部件。例如，控制器可被配置为控制(例如，在3d打印的至少一部分期间实时)可控特性，包括：(i)能量束功率(例如，递送到材料床)，(ii)材料床中某个位置的温度(例如，在正在形成的3d物体上)，(iii)能量束速度，
(iv)能量束功率密度，(v)能量束停留时间，(vi)能量束照射光斑(例如，在材料床的暴露表面上)，(vii)能量束焦点(例如，聚焦或散焦)，或(viii)能量束横截面(例如，束腰)。控制器可被配置为控制(例如，在3d打印的至少一部分期间实时)可控(例如，粘结剂和/或反应剂)特性，包括：(i)强度(例如，反应速率)，(ii)体积(例如，递送到材料床)，(iii)密度(例如，在材料床的某个位置上)，或(iv)停留时间(例如，在材料床上)。可控特性可以是控制变量。控制可用于维持正在形成的一个或多个3d物体的目标参数(例如，温度)。目标参数可随时间(例如，实时)和/或位置变化。位置可包括材料床的暴露表面处的位置。位置可包括(例如，正在形成的)3d物体的顶表面处的位置。目标参数可与可控特性相关。(例如，输入的)目标参数可随时间和/或在材料床中(例如，在正在形成的3d物体上)的位置变化。从属控制器可接收(能量束的)每单位面积的预定功率、温度和/或计量(例如，高度)目标值。例如，从属控制器可接收目标参数(例如，温度)以保持正在形成的3d物体的至少一个特性(例如，方向上的尺寸和/或温度)。控制器可以接收多种(例如，三种)类型的目标输入：(i)变形剂(例如，能量束功率)的特性，(ii)温度，以及(iii)几何形状。任何目标输入都可以是用户定义的。几何形状可包括几何物体预打印校正。几何信息可从3d物体(或其校正偏离(例如，改变)的模型)中导出。几何形状可包括3d物体的以前打印部分的几何信息(例如，包括给定层下方的局部厚度、局部构建角度、局部构建曲率、与给定层上的边缘的接近度或者与层边界的接近度)。几何形状可以是控制器的输入(例如，经由开环控制方案)。一些目标值可用于形成用于生成3d物体的3d形成指令。形成指令可实时动态地调整。控制器可监测(例如，连续地)来自一个或多个传感器的一个或多个信号以提供反馈。例如，控制器可监测能量束功率、材料床中某个位置的温度和/或目标表面(例如，材料床的暴露表面)上某个位置的计量(例如，高度)。目标表面上的位置可以是正在形成的3d物体。监视器可以是连续的或不连续的。监视器在3d打印期间可以是实时的。监视器可能正在使用一个或多个传感器。形成指令可实时动态地调整(例如，使用来自一个或多个传感器的信号)。目标参数与感测参数之间的变化可用于估计该参数值的误差。从属控制器可使用该变化(例如，误差)来调整形成指令。控制器可(例如，连续地)控制(例如，实时)一个或多个参数。控制器可使用(例如，参数的)历史数据。历史数据可能是以前打印的3d物体或以前打印的3d物体层。配置可包括建造、构造、设计、图案化或布置。控制器的硬件可包括控制模型。控制模型可以是线性的或非线性的。例如，控制模型可以是非线性的。控制模型可包括线性或非线性模式。控制模型可包括可使用表征过程估计的自由参数。表征过程可在3d打印之前、期间和/或之后。控制模型可连线到控制器。控制模型可以被配置到控制器中(例如，在3d打印之前和/或期间)。控制器、从属控制器和/或控制模型的示例可以在以下文献中找到：专利申请序列号pct/us16/59781、专利申请序列号pct/us17/18191、专利申请序列号us15/435,065、专利申请序列号ep17156707和/或专利申请序列号pct/us17/54043，这些文献中的每一项都以引用方式整体并入本文。
164.在一些实施方案中，能量源被调制。调制可被记录在数据库中(例如，并加盖时间戳)。由能量源发射的能量(例如，光束)可以被调制。调制器可以包括幅度调制器、相位调制器或偏振调制器。调制可改变能量束的强度。调制可改变供应给能量源的电流(例如，直接调制)。调制可影响(例如，改变)能量束(例如，外部调制，诸如外部光调制器)。调制器可以包括声光调制器或电光调制器。调制器可以包括吸收调制器或折射调制器。调制可改变用
于调制能量束的材料的吸收系数。调制器可改变用于调制能量束的材料的折射率。
165.扫描仪可以包括在光学系统中，其被配置为将能量从能量源引导到(目标)表面(例如，材料床的暴露表面)上的预定位置。光学系统的至少一个部件的配置可被记录在数据库中(例如，并加盖时间戳)。至少一个控制器可以被编程以在光学系统的帮助下控制能量源的轨迹。至少一个控制器的编程和/或操作可被记录在数据库中(例如，并加盖时间戳)。控制器可以调节能量从能量源到预变形材料的供应(例如，在目标表面处)以形成变形材料。光学系统可被包封在光学外壳中。光学外壳和/或系统的示例可以在以下文献中找到：2017年12月4日提交的名称为“optics,detectors,and three-dimensional printing”的专利申请序列号pct/us17/64474、2018年1月3日提交的名称为“optics in three-dimensional printing”的专利申请序列号pct/us18/12250，或者2018年1月3日提交的名称为“optics in three-dimensional printing”的国际专利申请号pct/us18/12250，这些文献中的每一项都以引用方式整体并入本文。
166.能量束(例如，转换能量束)可包括高斯能量束。能量束可具有包括椭圆形(例如，圆形)或多边形的任何横截面形状。能量束可具有fls为至少约20μm、50μm、75μm、100μm、150μm、200μm或250μm、0.3毫米(mm)、0.4mm、0.5mm、0.8mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm的横截面(例如，能量束在目标表面上的交叉处)。能量束的横截面可为上述值中的任何值。fls可在能量束的全宽半最大强度下测量。fls可在能量束的1/e2强度下测量。在一些实施方案中，能量束是在目标表面处的聚焦能量束。在一些实施方案中，能量束是在目标表面处的散焦能量束。能量束的能量分布可以是(例如，基本上)均匀的(例如，在能量束的撞击目标表面的横截面区域中)。能量束的能量分布在曝光时间(例如，本文也称为停留时间)期间可以是(例如，基本上)均匀的。能量束的曝光时间(例如，在目标表面处)可为至少约0.1毫秒(ms)、0.5ms、1ms、10ms、50ms、100ms、200ms、500ms、1000ms、2500ms或5000ms。曝光时间可介于任何上述曝光时间之间。在一些实施方案中，能量束被配置为连续的或非连续的(例如，脉冲的)。能量束的特性可被记录在数据库中(例如，并加盖时间戳)。能量束的特性可包括功率密度、其足迹在目标表面上的位置、整个足迹上的功率分布、整个目标表面上的扫描速度或整个目标表面上的扫描轨迹。
167.当提及范围时，除非另有规定，否则所述范围意指包含在内。例如，值1与值2之间的范围意指包含在内，并且包括值1和值2。包含范围将跨越约值1至约值2的任何值。除非另有规定，否则如本文所用的术语“之间”意指包含在内。例如，x与y之间在本文中被理解为意指x至y。
168.在一些实施方案中，至少一个能量源可以提供能量密度为至少约50焦耳/cm2(j/cm2)、100j/cm2、200j/cm2、300j/cm2、400j/cm2、500j/cm2、600j/cm2、700j/cm2、800j/cm2、1000j/cm2、1500j/cm2、2000j/cm2、2500j/cm2、3000j/cm2、3500j/cm2、4000j/cm2、4500j/cm2或5000j/cm2的能量束。至少一个能量源可以提供能量密度为至多约50j/cm2、100j/cm2、200j/cm2、300j/cm2、400j/cm2、500j/cm2、600j/cm2、700j/cm2、800j/cm2、1000j/cm2、500j/cm2、1000j/cm2、1500j/cm2、2000j/cm2、2500j/cm2、3000j/cm2、3500j/cm2、4000j/cm2、4500j/cm2或5000j/cm2的能量束。至少一个能量源可以提供能量密度为介于上述值之间的值的能量束。能量源的特性可被记录在数据库中(例如，并加盖时间戳)。能量源的特性可包括功率。
169.在一些实施方案中，能量束的功率密度(例如，每单位面积的功率)为至少约100瓦特每平方毫米(w/mm2)、200w/mm2、300w/mm2、400w/mm2、500w/mm2、600w/mm2、700w/mm2、800w/mm2、900w/mm2、1000w/mm2、2000w/mm2、3000w/mm2、5000w/mm2、7000w/mm2、8000w/mm2、9000w/mm2、10000w/mm2、20000w/mm2、30000w/mm2、50000w/mm2、60000w/mm2、70000w/mm2、80000w/mm2、90000w/mm2或100000w/mm2。能量束的功率密度可为上述值之间的任何值。能量束可以步进和重复序列向目标表面发射能量流。目标表面可包括能量束的暴露表面、先前形成的3d物体部分或平台。
170.有时，能量源提供峰值波长的功率。例如，能量源可以提供峰值波长为至少约100纳米(nm)、400nm、500nm、750nm、1000nm、1010nm、1020nm、1030nm、1040nm、1050nm、1060nm、1070nm、1080nm、1090nm、1100nm、1200nm、1500nm、1600nm、1700nm、1800nm、1900nm或2000nm。能量束可以提供上述峰值波长值中的任何值之间的峰值波长的能量。能量源(例如，激光)可具有至少约0.5瓦特(w)、1w、5w、10w、50w、100w、250w、500w、1000w、2000w、3000w或4000w的功率。能量源可具有介于上述激光功率值中的任何值之间(例如，约0.5w至约4000w、约0.5w至约1000w或约1000w至约4000w)的功率。
171.有时，能量束例如在轨迹中以给定速率(例如，扫描速度)相对于表面(例如，目标表面)平移。能量束的扫描速度可为至少约50毫米每秒(mm/sec)、100mm/sec、500mm/sec、1000mm/sec、2000mm/sec、3000mm/sec、4000mm/sec或50000mm/sec。能量束的扫描速度可为上述值之间的任何值。能量束可以是连续的或非连续的(例如，脉冲的)。能量束的能量分布在曝光时间(例如，本文也称为停留时间)期间可以是(例如，基本上)均匀的。能量束的曝光时间(例如，在目标表面处)可为至少约0.1毫秒(ms)、0.5ms、1ms、10ms、50ms、100ms、500ms、1000ms、2500ms或5000ms。曝光时间可为上述曝光时间之间的任何值。曝光时间(例如，照射时间)可以是停留时间。停留时间可为至少1分钟或1小时。
172.在一些实施方案中，使用多个能量束和/或能量源来形成(例如，打印)至少一个3d物体。有时，至少两种变形剂(例如，能量源(例如，产生至少两种能量束))可具有彼此共同的至少一个特性值。有时，至少两种能量源可具有彼此不同的至少一个特性值。变形剂的特性可包括变形密度(或变形强度)、轨迹、足迹在目标表面上的fls、影线间距、扫描速度或扫描方案。变形密度可指变形剂在给定时间内变形的材料的体积或重量。足迹在目标表面上的fls可指能量束在目标表面上的fls，即分配在目标表面上的粘结物流的fls。能量束的特性可包括波长、功率密度、幅度、轨迹、足迹在目标表面上的fls、强度、能量、能量密度、注量、安德鲁数、影线间距、扫描速度、扫描方案或电荷。扫描方案可包括连续、脉冲或平铺扫描方案。电荷可以是电荷和/或磁荷。安德鲁数与照射能量的功率与其速度(例如，扫描速度)乘以影线间距的乘积成比例。安德鲁数有时被称为照射能量的区域填充能力。在一些实施方案中，能量源和/或束中的至少两个可以以不同的速率(例如，速度)平移。
173.在一些实施方案中，3d物体包括一个或多个辅助特征。辅助特征可以由材料(例如，粉末)床支撑。如本文所用的术语“辅助特征”或“支撑结构”通常是指作为打印的3d物体的一部分但不是要求的、预期的、设计的、安排的、建模的或最终的3d物体的一部分的特征。辅助特征(例如，辅助支撑件)可在3d物体形成期间和/或之后提供结构支撑。3d物体可具有任意数量的支撑件。支撑件可具有任何形状和尺寸。在一些示例中，支撑件包括杆、板、翼、管、轴、柱或它们的任何组合。在一些情况下，辅助支撑件支撑3d物体的某些部分，而不支撑
3d物体的其他部分。在一些情况下，支撑件(例如，直接地)联接到3d物体的底表面(例如，相对于平台)。在一些实施方案中，支撑件在形成3d物体期间锚定到平台。在一些示例中，支撑件用于支撑3d物体的具有特定(例如，复杂或简单)几何形状的部分。3d物体可以具有可以由材料床(例如，粉末床)支撑并且不接触和/或锚定到平台、容纳材料床的容器或外壳底部的辅助特征。处于完全或部分形成状态的3d零件(3d物体)可以完全由材料床支撑(例如，而不接触平台、容纳粉末床的容器或外壳)。处于完全或部分形成状态的3d物体可以完全由粉末床支撑(例如，而不接触除粉末床之外的任何东西)。处于完全或部分形成状态的3d物体可以无锚地悬浮在粉末床中，而不搁置和/或锚定到任何附加的支撑结构上。在一些情况下，处于完全或部分形成(例如，初生)状态的3d物体可自由地(例如，无锚地)漂浮在材料床中。辅助特征可使得能够从正在形成的3d物体移除能量。在一些情况下，辅助支撑件是包围3d物体或其一部分的支架。支架可包括轻度烧结或轻度熔融的粉末材料。在一些示例中，3d物体可能不锚定(例如，连接)到平台和/或限定材料床的壁(例如，在形成期间)。有时，3d物体可能不触及(例如，接触)平台和/或限定和/或包围材料床的容器壁(例如，在形成期间)。3d物体悬浮(例如，漂浮)在材料床中。支架可包括至多1毫米(mm)、2mm、5mm或10mm的连续烧结(例如，轻微烧结)结构。支架可包括尺寸介于任何上述尺寸(例如，约1mm至约10mm、约5mm至约10mm或约1mm至约5mm)之间的连续烧结的结构。在一些示例中，可在没有支撑支架的情况下打印3d物体。支撑支架可吞没3d物体。支撑支架可漂浮在材料床中。可在不使用辅助特征的情况下打印打印的3d物体，可使用减少数量的辅助特征进行打印，或者可使用间隔开的辅助特征进行打印。辅助支撑结构的示例可以在2015年6月19日提交的名称为“apparatuses,systems and methods for three-dimensional printing”的专利申请序列号pct/us15/36802中找到，该专利申请以引用方式整体并入本文。打印的3d物体可包括使人联想到单个辅助支撑特征的单个辅助支撑标记。单个辅助特征(例如，辅助支撑或辅助结构)可以是平台(例如，构建平台，诸如基部或基板)或模具。辅助支撑件可粘附到平台或模具上。在一些实施方案中，3d物体包括指示3d形成程序的分层结构，该分层结构没有一个或多个辅助支撑特征或一个或多个辅助支撑特征标记(其指示一个或多个辅助支撑特征的存在或去除)。辅助特征的示例包括散热翅片、线材、锚定件、柄部、支撑件、支柱、柱、框架、底脚、支架、凸缘、突出部、突起、模具或其他稳定特征。图16示出了3d物体的垂直横截面的示例，其包括两个基本上水平的层(例如，1621和1622)，以及包括不连续性区域并在层1621和1622中引入几何变形(例如，1620)的垂直辅助支撑件1623，该几何变形是由辅助支撑件的存在引起的，无法以其他方式解释(因此表明它的存在)。
174.在一些实施方案中，采用3d打印方法来形成(例如，打印)基本上是二维的至少一个3d物体(诸如线材或平面物体)(或其部分，诸如壁架)。3d物体可包括平面状结构(本文称为“平面物体”、“三维平面”或“3d平面”)。与相对较大的表面积相比，3d平面可具有相对较小的厚度。相对于其宽度和长度，3d平面可具有相对较小的高度。例如，相对于较大的水平平面，3d平面可具有较小的高度。3d平面可以是平面的、弯曲的或呈现无定形的3d形状。3d平面可以是条带、叶片或壁架。3d平面可包括曲率。3d平面可以是弯曲的。3d平面可以是平面的(例如，平坦的)。3d平面可具有弯曲围巾的形状。术语“3d平面”在本文中被理解为一般的(例如，弯曲的)3d表面。例如，3d平面可以是弯曲的3d表面。3d物体内的一个或多个层可以是基本上平面的(例如，平坦的)。该层的表面或边界的平面度可以是(例如，基本上)均匀
的。基本上均匀的可与3d物体的预期目的有关。可将该层在某个位置处的高度与平均分层平面进行比较。分层平面可以指3d物体的层在打印期间(例如，基本上)取向的平面。3d物体的两个相邻硬化材料(打印)层之间的边界可限定分层平面。边界可通过例如一个或多个熔池末端(例如，底部或顶部)变得明显。3d物体可包括多个分层平面(例如，每个分层平面对应于每个层)。在一些实施方案中，分层平面(例如，基本上)彼此平行。平均分层平面可由线性回归分析(例如，硬化材料层表面的最顶部部分的最小二乘平面拟合)限定。平均分层平面可以是通过平均硬化材料层的顶表面上每个所选点处的材料高度而计算的平面。所选点可在3d物体的指定区域内。与硬化材料平面层表面上任何点的偏差可为硬化材料层高度(例如，厚度)的至多20％、15％、10％、5％、3％、1％或0.5％。
175.有时，一个或多个控制器被配置为控制(例如，指导)一个或多个装置和/或操作。控制可包括调节、调制、调整、维护、改动、改变、治理、管理、约束、限制、指导、引导、监督、管理、保持、维持、约束、调和或变化。控制配置(例如，“被配置为”)可包括编程。控制器可包括电子电路系统和电入口或电出口。配置可包括促进(例如，并引导)动作或力。力可以是磁性的、电动的、气动的、液压的和/或机械的。促进可包括允许使用环境(例如，外部)力(例如，重力)。促进可包括警告和/或允许：使用手动力和/或动作。警告可包括发信号(例如，引导信号)，其包括视觉、听觉、嗅觉或触觉信号。
176.在一些实施方案中，至少一个传感器可操作地耦合到制造机器(例如，打印机)。在一些实施方案中，至少一个传感器可操作地耦合到控制系统(例如，计算机控制系统)。制造机器可以可操作地耦合到控制系统。控制系统可包括一个或多个控制器。传感器可包括光传感器、声传感器、振动传感器、化学传感器、电传感器、磁传感器、流动性传感器、运动传感器、速度传感器、位置传感器、压力传感器、力传感器、密度传感器、距离传感器或接近传感器。传感器可包括温度传感器、重量传感器、材料(例如，粉末)水平传感器、计量传感器、气体传感器或湿度传感器。计量传感器可包括测量传感器(例如，高度、长度、宽度、角度和/或体积)。计量传感器可包括磁传感器、加速度传感器、取向传感器或光学传感器。传感器可发送和/或接收声音(例如，回声)信号、磁信号、电子信号和/或电磁信号。电磁信号可包括可见光信号、红外线信号、紫外线信号、超声波信号、无线电波信号或微波信号。计量传感器可测量目标表面的至少一部分的垂直、水平和/或角度位置。计量传感器可测量间隙。计量传感器可测量材料层的至少一部分。材料层可以是预变形材料(例如，粉末)、变形材料或硬化材料。计量传感器可测量3d物体的至少一部分。计量传感器可测量至少一个熔池的fls(例如，深度)。计量传感器可测量从材料床的暴露表面突出的3d物体的高度。计量传感器可测量偏离材料床的暴露表面的平均值和/或均值的3d物体的高度。气体传感器可感测任何气体。距离传感器可以是一种类型的计量传感器。距离传感器可包括光学传感器或电容传感器。温度传感器可以包括辐射热计、双金属条、热量计、排气温度计、火焰检测器、gardon计、golay探测器、热通量传感器、红外测温仪、微测辐射热计、微波辐射计、净辐射计、石英温度计、电阻温度检测器、电阻温度计、硅带隙温度传感器、特殊传感器微波/成像仪、温度计、热敏电阻、热电偶、温度计(例如，电阻温度计)或高温计。温度传感器可包括光学传感器。温度传感器可包括或可操作地耦合到光纤。温度传感器可包括图像处理。温度传感器可耦合到处理器，该处理器将通过使用至少一个传感器生成的信号来执行图像处理。温度传感器可包括照相机(例如，ir照相机、ccd照相机)。
177.控制器可包括处理电路系统(例如，处理单元)。处理单元可以是中央的。处理单元可包括中央处理单元(本文为“cpu”)。控制器或控制机构(例如，包括计算机系统)可被配置为(例如，被编程为)实现本公开的方法。控制器可控制本文所公开的系统和/或装置的至少一个部件。图18是计算机系统1800的示意性示例，该计算机系统被编程或以其他方式被配置为有助于根据本文提供的方法形成3d物体。计算机系统1800可以控制(例如，指导和/或调节)本公开的打印方法、装置和系统的各种特征，诸如生成用于形成3d物体的形成指令。生成的形成指令可包括预变形材料的施加、向选定位置发射的一定量的能量(例如，辐射)的施加、检测系统的激活和去激活、传感器数据和/或信号采集、图像处理、工艺参数(例如，分配器层高度、平面化、室压力)或它们的任何组合。计算机系统1800可以实施至少一种数据保证措施。数据保证措施可包括对例如与所请求的3d物体的形成指令有关的文件的至少一部分的安全(例如，级别)和/或误差检测。计算机系统1800可以是打印系统或装置(诸如本公开的3d打印系统或装置)的一部分或与之通信。处理器可耦合到本文所公开的一个或多个机构和/或其任何部分。例如，计算机可耦合到一个或多个能量源、光学元件、处理室、构建模块、平台、传感器、阀门、开关、马达、泵或它们的任何组合。
178.计算机系统1800可以包括处理单元1806(本文也使用“处理器”、“计算机”和“计算机处理器”)。计算机系统可包括存储器或存储器位置1802(例如，随机存取存储器、只读存储器、闪存存储器)、电子存储单元1804(例如，硬盘)、用于与一个或多个其他系统通信的通信接口1803(例如，网络适配器)以及外围设备1805，诸如高速缓存、其他存储器、数据存储和/或电子显示适配器。存储器1802、存储单元1804、接口1803和外围设备1805通过通信总线(实线)诸如母板与处理单元1806通信。存储单元可以是用于存储数据的数据存储单元(或数据存储库)。计算机系统可以在通信接口的帮助下可操作地耦合到计算机网络(“网络”)1801。网络可以是因特网、互联网和/或外联网，或者与互联网通信的内联网和/或外联网。在一些情况下，网络是电信和/或数据网络。网络可以包括可以实现分布式计算诸如云计算的一个或多个计算机服务器。在一些情况下，在计算机系统的帮助下，网络可以实现对等网络，这可使耦合到计算机系统的设备能够充当客户端或服务器。
179.处理单元可以执行可以体现在程序或软件中的一系列机器可读指令。指令可存储在存储器位置诸如存储器1802中。指令可针对处理单元，该处理单元可随后编程或以其他方式配置处理单元以实现本公开的方法。由处理单元执行的操作的实例可以包括获取、解码、执行和写回。处理单元可解释和/或执行指令。处理器可包括微处理器、数据处理器、中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、片上系统(soc)、模块上系统(som)、协处理器、网络处理器、专用集成电路(asic)、专用指令集处理器(asip)、控制器、可编程逻辑设备(pld)、芯片组、现场可编程门阵列(fpga)或它们的任何组合。处理单元可以是电路诸如集成电路的一部分。系统1800的一个或多个其他部件可以包括在电路中。
180.存储单元1804可以存储文件，诸如驱动程序、库和保存的程序。存储单元可以存储用户数据，例如用户偏好和用户程序。存储单元可存储一个或多个几何模型。存储单元可存储加密和/或解密密钥。在一些情况下，计算机系统可以包括一个或多个附加数据存储单元，这些附加数据存储单元在计算机系统外部，诸如位于通过内联网或互联网与计算机系统通信的远程服务器上。
181.计算机系统可以通过网络与一个或多个远程计算机系统通信。例如，计算机系统
可以与用户(例如，操作者)的远程计算机系统通信。远程计算机系统的示例包括个人计算机(例如，便携式pc)、平板电脑或平板个人计算机(例如，ipad、galaxy tab)、电话、智能电话(例如，iphone、支持android的设备、)或个人数字助理。用户可以经由网络访问计算机系统。
182.本文所述的方法可以通过存储在计算机系统的电子存储位置(诸如存储器1802或电子存储单元1804)上的机器(例如，计算机处理器)可执行代码来实现。机器可执行或机器可读代码可以以软件的形式提供。在使用期间，处理器1806可以执行代码。在一些情况下，可以从存储单元中检索代码并将其存储在存储器上以供处理器随时访问。在一些情况下，可以排除电子存储单元，并将机器可执行指令存储在存储器上。
183.图19示出了示例计算机系统1900，在其上可以实践所描述的各种布置。计算机系统(例如，图19，1900)可以控制和/或实施(例如，指导和/或调节)本公开的打印方法、装置和/或系统操作的各种特征。例如，计算机系统可以用于实例化形成指令引擎。形成指令引擎可生成控制能量源参数、处理室参数(例如，室压力、气流和/或温度)、能量束参数(例如，扫描速率、路径和/或功率)、平台参数(例如，位置和/或速度)、层形成装置参数(例如，速度、位置和/或真空)或它们的任何组合的指令。形成指令引擎可生成用于以逐层(例如，一片接一片)方式形成3d物体的指令。所生成的指令可取决于默认和/或指定(例如，覆盖)形成(例如，打印)过程。形成指令可被提供给至少一个控制器(例如，图19，1906)。至少一个控制器可实施至少一种数据保证措施。数据保证措施可包括对例如与所请求的3d物体的形成指令有关的文件的至少一部分的安全(例如，级别)和/或误差检测。计算机系统可以是一个或多个3d打印机(例如，图19，1902)或它们的任何(例如，子)部件的一部分或与之通信。计算机系统可以包括一个或多个计算机(例如，图19，1904)。计算机可以可操作地耦合到打印机的一个或多个机构。例如，计算机可以可操作地耦合到打印机的一个或多个传感器、阀门、开关、致动器(例如，马达)、泵、光学部件和/或能量源。在一些情况下，计算机经由一个或多个控制器(例如，图19，1906)控制打印机的各方面。控制器可被配置为指导一个或多个打印机的一个或多个操作。例如，控制器可被配置为指导打印机的一个或多个致动器。在一些情况下，控制器是计算机的一部分(例如，在同一单元内)。在一些情况下，控制器与计算机是分开的(例如，是单独的单元)。在一些情况下，计算机经由一个或多个输入/输出(i/o)接口(例如，图19，1908)与控制器通信。输入/输出(i/o)接口可包括一个或多个有线或无线连接以与打印机通信。在一些实施方案中，i/o接口包括蓝牙技术以与控制器通信。
184.计算机(例如，图19，1904)可具有任意数量的部件。例如，计算机可包括一个或多个存储单元(例如，图19，1909)、一个或多个处理器(例如，图19，1905)、一个或多个存储器单元(例如，图19，1913)和/或一个或多个外部存储接口(例如，图19，1912)。在一些实施方案中，存储单元包括硬盘驱动器(hdd)、磁带驱动器和/或软盘驱动器。在一些实施方案中，存储器单元包括随机存取存储器(ram)和/或只读存储器(rom)和/或闪存存储器。在一些实施方案中，外部存储接口包括磁盘驱动器(例如，光盘驱动器或软盘驱动器)和/或通用串行总线(usb)端口。外部存储接口可被配置为提供与一个或多个外部存储单元(例如，图19，1915)的通信。外部存储单元可包括便携式存储介质。外部存储单元可以是非易失性数据源。在一些情况下，外部存储单元是光盘(例如，cd-rom、dvd、blu-ray disc
tm
)、usb-ram、硬盘驱动器、磁带驱动器和/或软盘。在一些情况下，外部存储单元可包括磁盘驱动器(例如，
光盘驱动器或软盘驱动器)。计算机的各种部件可经由通信总线(例如，图19，1925)可操作地耦合。例如，一个或多个处理器(例如，图19，1905)可通过一个或多个连接(例如，图19，1919)可操作地耦合到通信总线。存储单元(例如，图19，1909)可通过一个或多个连接(例如，图19，1928)可操作地耦合到通信总线。通信总线(例如，图19，1925)可包括母板。
185.在一些实施方案中，将本文所述的方法实现为一个或多个软件程序(例如，图19，1922和/或1924)。例如，可将预形成环境实现为软件程序。软件程序可在一个或多个计算机(例如，图19，1904)内执行。软件可在非暂态计算机可读介质上实现。软件程序可包括机器可执行代码。机器可执行代码可包括程序指令。程序指令可由计算机(例如，图19，1904)执行。机器可执行代码可存储在存储设备(例如，图19，1909)中。机器可执行代码可存储在外部存储设备(例如，图19，1915)中。机器可执行代码可存储在存储器单元(例如，图19，1913)中。存储设备(例如，图19，1909)和/或外部存储设备(例如，图19，1915)可包括非暂态计算机可读介质。处理器可被配置为读取软件程序(例如，图19，1922和/或1924)。在一些情况下，机器可执行代码可以从存储设备和/或外部存储设备中检索，并存储在存储单元(例如，图19，1906)上以供处理器(例如，图19，1905)访问。在一些情况下，访问是实时的(例如，在打印期间)。在一些情况下，可以排除存储设备和/或外部存储设备，并且机器可执行代码存储在存储单元上。机器可执行代码可被预编译并被配置用于与具有经调适以执行机器可执行代码的处理器的机器一起使用，或者可以在运行时间期间(例如，实时)被编译。机器可执行代码可以以编程语言提供，可以选择该编程语言以使机器可执行代码能够以预编译或编译后的方式执行。
186.在一些实施方案中，计算机可操作地与一个或多个设备(例如，图19，1910)耦合或者包括一个或多个设备。在一些实施方案中，设备(例如，图19，1910)被配置为向计算机提供一个或多个(例如，电子)输入。在一些实施方案中，设备(例如，图19，1910)被配置为从计算机接收一个或多个(例如，电子)输出。计算机可经由一个或多个输入/输出(i/o)接口(例如，图19，1907)与设备通信。输入/输出(i/o)接口可包括一个或多个有线或无线连接。设备可以包括一个或多个用户界面(ui)。ui可包括一个或多个键盘、一个或多个指针设备(例如，鼠标、触控板、触摸板或操纵杆)、一个或多个显示器(例如，计算机监视器或触摸屏)、一个或多个传感器和/或一个或更多开关(例如，电子开关)。在一些情况下，ui可以是基于网络的用户界面。有时，ui提供要打印的3d物体的模型设计或图形表示。传感器可包括光传感器、热传感器、音频传感器(例如，麦克风)和/或触觉传感器。在一些情况下，传感器是打印机(例如，图19，1902)的一部分。例如，传感器可位于打印机的处理室内(例如，以监测其中的气氛)。传感器可被配置为监测在打印操作期间生成的一个或多个信号(例如，热和/或光信号)。在一些情况下，传感器是与打印机分开的部件或装置的一部分。在一些情况下，设备是预打印处理装置。例如，在一些情况下，设备可以是用于扫描3d物体(例如，尺寸)的一个或多个扫描仪(例如，2d或3d扫描仪)。在一些情况下，设备是打印后处理装置(例如，对接站、拆包站和/或热等静压装置)。在一些实施方案中，i/o接口包括蓝牙技术以与设备通信。
187.在一些实施方案中，计算机(例如，图19，1904)、控制器(例如，图19，1906)、打印机(例如，图19，1902)和/或设备(例如，图19，1910)包括一个或多个通信端口。例如，一个或多个i/o接口(例如，图19，1907或1908)可以包括通信端口。通信端口可以是串行端口或并行端口。通信端口可以是通用串行总线端口(即usb)。usb端口可以是微型或迷你usb。usb端口
可能与包括00h、01h、02h、03h、05h、06h、07h、08h、09h、0ah、0bh、0dh、0eh、0fh、10h、11h、dch、e0h、efh、feh或ffh的设备类有关。通信端口可包括插头和/或插座(例如，电气设备、ac电源、dc电源)。通信端口可包括适配器(例如，ac和/或dc电源适配器)。通信端口可包括电源连接器。电源连接器可以是电功率连接器。电源连接器可包括磁耦合(例如，附接)的电源连接器。电源连接器可以是对接连接器。连接器可以是数据和电源连接器。连接器可包括引脚。连接器可包括至少10、15、18、20、22、24、26、28、30、40、42、45、50、55、80或100个引脚。
188.在一些实施方案中，计算机被配置为与一个或多个网络(例如，图19，1920)通信。网络可包括广域网(wan)或局域网(lan)。在一些情况下，计算机包括被配置为促进与网络的通信的一个或多个网络接口(例如，图19，1911)。网络接口可包括有线和/或无线连接。在一些实施方案中，网络接口包括调制器解调器(调制解调器)。调制解调器可以是无线调制解调器。调制解调器可以是宽带调制解调器。调制解调器可以是“拨号”调制解调器。调制解调器可以是高速调制解调器。wan可以包括互联网、蜂窝电信网络和/或专用wan。lan可以包括内联网。在一些实施方案中，lan经由连接可操作地与wan耦合，该连接可包括防火墙安全设备。wan可通过高容量连接可操作地耦合到lan。在一些情况下，计算机可以经由lan和/或wan与一个或多个远程计算机通信。在一些情况下，计算机可与用户(例如，操作者)的远程计算机通信。用户可经由lan和/或wan访问计算机。在一些情况下，计算机(例如，图19，1904)将数据存储到位于经由lan和/或wan通信的一个或多个远程计算机上的数据存储单元和/或该从数据存储单元访问数据。远程计算机可以是客户端计算机。远程计算机可以是服务器计算机(例如，网络服务器或服务器群)。远程计算机系统可以包括台式计算机、个人计算机(例如，便携式个人计算机)、平板电脑或平板个人计算机(例如，ipad、galaxy tab)、电话、智能电话(例如，iphone、支持android的设备、)或个人数字助理。
189.有时，处理器(例如，图19，1905)包括一个或多个核。计算机系统可包括单核处理器、多核处理器或用于并行处理的多个处理器。处理器可包括一个或多个中央处理单元(cpu)和/或图形处理单元(gpu)。多个核可设置在物理单元(例如，中央处理单元或图形处理单元)中。处理器可以是单个物理单元。物理单元可以是管芯。物理单元可包括高速缓存相干电路系统。处理器可包括多个物理单元。物理单元可包括集成电路芯片。集成电路芯片可包括一个或多个晶体管。集成电路芯片可包括至少约0.2十亿晶体管(bt)、0.5bt、1bt、2bt、3bt、5bt、6bt、7bt、8bt、9bt、10bt、15bt、20bt、25bt、30bt、40bt或50bt。集成电路芯片可包括至多约7bt、8bt、9bt、10bt、15bt、20bt、25bt、30bt、40bt、50bt、70bt或100bt。集成电路芯片可包括上述数量之间的任何数量的晶体管(例如，约0.2bt至约100bt、约1bt至约8bt、约8bt至约40bt或约40bt至约100bt)。集成电路芯片可具有至少约50mm2、60mm2、70mm2、80mm2、90mm2、100mm2、200mm2、300mm2、400mm2、500mm2、600mm2、700mm2或800mm2的面积。集成电路芯片可具有至多约50mm2、60mm2、70mm2、80mm2、90mm2、100mm2、200mm2、300mm2、400mm2、500mm2、600mm2、700mm2或800mm2的面积。集成电路芯片可具有上述值之间的任何值(例如，约50mm2至约800mm2、约50mm2至约500mm2或约500mm2至约800mm2)的面积。多个核可极为靠近地设置。极为靠近可允许基本上保留在核之间传播的通信信号。极为靠近可减少通信信号退化。如本文所理解的，核是具有独立中央处理能力的计算部件。计算系统可包括设置在单个计算部件上的多个核。多个核可包括两个或更多个独立中央处理单元。独立中央处理单
元可构成读取和执行程序指令的单元。独立中央处理器可构成并行处理单元。并行处理单元可以是核和/或数字信号处理片(dsp片)。多个核可以是并行核。多个dsp片可以是并行dsp片。多个核和/或dsp片可以并行运行。多个核可包括至少约2、10、40、100、400、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、11000、12000、13000、14000或15000个核。多个核可包括至多约1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、11000、12000、13000、14000、15000、20000、30000或40000个核。多个核可包括介于上述数量之间的任何数量的核(例如，约2至约40000、约2至约400、约400至约4000、约2000至约4000、约4000至约10000、约4000至约15000或约15000至约40000个核)。在一些处理器(例如，fpga)中，核可等效于多个数字信号处理器(dsp)片(例如，片)。多个dsp片可等于本文提及的多个核值中的任何值。处理器可包括数据传输中的低延迟(例如，从一个核到另一个核)。延迟可指处理器中物理变化(例如，信号)的原因与结果之间的时间延迟。延迟可指将分组从源(例如，第一核)发送到接收它的目的地(例如，第二核)所经过的时间(也称为双点延迟)。单点延迟可指将分组(例如，信号)从源(例如，第一核)发送到接收它的目的地(例如，第二核)以及指定将分组发送回源(例如，进行往返的分组)所经过的时间。延迟可能足够低，以允许每秒进行大量浮点运算(flops)。flops的数量可为至少约1万亿次每秒浮点运算(t-flops)、2t-flops、3t-flops、5t-flops、6t-flops、7t-flops、8t-flops、9t-flops或10t-flops。每秒浮点运算的数量可为至多约5t-flops、6t-flops、7t-flops、8t-flops、9t-flops、10t-flops、20t-flops、30t-flops、50t-flops、100t-flops、1p-flops、2p-flops、3p-flops、4p-flops、5p-flops、10p-flops、50p-flops、100p-flops、1exa-flop、2exa-flops或10exa-flops。flops的数量可为介于上述值(例如，约0.1t-flop至约10exa-flops、约0.1t-flops至约1t-flops、约1t-flops至约4t-flops、约4t-flops至约10t-flops、约1t-flops至约10t-flops或约10t-flops至约30t-flops、约50t-flops至约1exa-flop或约0.1t-flop至约10exa-flops)之间的任何值。在一些处理器(例如，fpga)中，每秒的操作可被测量为(例如，千兆)每秒的乘法累加运算(例如，mac或gmac)。mac值可以等于本文提到的任何t-flops值，分别测量为tera-mac(t-mac)而不是t-flops。flops可以根据基准来测量。基准可以是hpc挑战基准。基准可包括数学运算(例如，方程计算，诸如线性方程)、图形运算(例如，渲染)或加密/解密基准。基准可包括高性能linpack、矩阵乘法(例如，dgemm)、到/从内存的持续内存带宽(例如，stream)、阵列转置率测量(例如，ptrans)、随机访问、快速傅立叶变换速率(例如，在使用广义cooley-tukey算法的大型一维向量上)或通信带宽和延迟(例如，基于有效带宽/延迟基准的以mpi为中心的性能测量)。linpack可指用于在数字计算机上执行数值线性代数的软件库。dgemm可指双精度通用矩阵乘法。stream基准可指被设计用于测量可持续内存带宽(以mb/s为单位)和四个简单向量内核(复制、缩放、增加和三元组)的对应计算速率的合成基准。ptrans基准可指系统可以转置大型阵列(全局)的速率测量。mpi是指消息传递接口。
190.有时，计算机系统包括超线程技术。计算机系统可包括具有集成变换、照明、三角形设置、三角形裁剪、渲染引擎或它们的任何组合的芯片处理器。渲染引擎可能能够每秒处理至少约1000万个多边形。渲染引擎可能能够每秒处理至少约1000万个计算结果。例如，gpu可包括nvidia、ati technologies、s3 graphics、advanced micro devices(amd)或matrox的gpu。处理器可能能够处理包括矩阵或向量的算法。核可包括复杂指令集计算核
(cisc)或精简指令集计算(risc)。
191.有时，计算机系统包括可再编程的电子芯片(例如，现场可编程门阵列(fpga)，例如应用程序编程单元(apu))。例如，fpga可包括tabula、altera或xilinx fpga。电子芯片可包括一个或多个可编程逻辑块(例如，阵列)。逻辑块可计算组合函数、逻辑门或它们的任何组合。计算机系统可包括定制硬件。定制硬件可包括算法。
192.有时，计算机系统包括可配置计算、部分可重新配置计算、可重新配置计算或它们的任何组合。计算机系统可包括fpga。计算机系统可包括执行算法的集成电路。例如，可重新配置计算系统可包括fpga、apu、cpu、gpu或多核微处理器。可重新配置计算系统可包括高性能可重新配置计算架构(hprc)。部分可重新配置计算可包括基于模块的部分重新配置或基于差异的部分重新配置。
193.有时，计算系统包括执行算法(例如，控制算法)的集成电路。物理单元(例如，其内的高速缓存相干电路系统)可具有至少约0.1吉比特每秒(gbit/s)、0.5gbit/s、1gbit/s、2gbit/s、5gbit/s、6gbit/s、7gbit/s、8gbit/s、9gbit/s、10gbit/s或50gbit/s的时钟时间。物理单元可具有介于上述值(例如，约0.1gbit/s至约50gbit/s、约5gbit/s至约10gbit/s)之间的任何值的时钟时间。物理单元可在至多约0.1微秒(μs)、1μs、10μs、100μs或1毫秒(ms)内产生算法输出。物理单元可在介于上述时间(例如，约0.1μs至约1ms、约0.1μs至约100μs或约0.1μs至约10μs)之间的任何时间内产生算法输出。
194.在一些情况下，控制器(例如，图14，1406)使用实时测量结果和/或计算结果来调节打印机的一个或多个部件。在一些情况下，控制器调节能量束的特性。传感器(例如，打印机上)可以至少约0.1khz、1khz、10khz、100khz、1000khz或10000khz的速率提供信号(例如，控制器和/或处理器的输入)。传感器可以是温度和/或位置传感器。传感器可以介于上述速率中的任何速率之间(例如，约0.1khz至约10000khz、约0.1khz至约1000khz或约1000khz至约10000khz)的速率提供信号。处理器的存储带宽可为至少约1千兆字节每秒(gbyte/s)、10gbyte/s、100gbyte/s、200gbyte/s、300gbyte/s、400gbyte/s、500gbyte/s、600gbyte/s、700gbyte/s、800gbyte/s、900gbyte/s或1000gbyte/s。处理器的存储带宽可为至多约1千兆字节每秒(gbyte/s)、10gbyte/s、100gbyte/s、200gbyte/s、300gbyte/s、400gbyte/s、500gbyte/s、600gbyte/s、700gbyte/s、800gbyte/s、900gbyte/s或1000gbyte/s。处理器的存储带宽可具有介于上述值之间(例如，约1gbyte/s至约1000gbyte/s、约100gbyte/s至约500gbyte/s、约500gbyte/s至约1000gbyte/s或约200gbyte/s至约400gbyte/s)的任何值。传感器测量可以是实时测量。实时测量可在3d打印过程的至少一部分中进行。实时测量可以是3d打印系统和/或装置中的原位测量。实时测量可在3d物体形成的至少一部分期间进行。在一些情况下，处理器可使用从至少一个传感器获得的信号来提供处理器输出，该输出由处理系统以至多约100分钟(min)、50min、25min、15min、10min、5min、1min、0.5min(即30秒(sec))、15sec、10sec、5sec、1sec、0.5sec、0.25sec、0.2sec、0.1sec、80毫秒(ms)、50ms、10ms、5ms或1ms的速度提供。在一些情况下，处理器可使用从至少一个传感器获得的信号来提供处理器输出，该输出以介于上述值之间(例如，约100min至约1ms、约100min至约10min、约10min至约1min、约5min至约0.5min、约30sec至约0.1sec或约0.1sec至约1ms)的任何值的速度提供。处理器输出可包括对某个定位的属性(例如，温度)、某个定位的位置(例如，垂直和/或水平)或定位图的评估。定位可能在目标表面上。图可包括拓扑和/或属性(例如，温
度)相关图。
195.有时，处理器(例如，图14，1405)在用于控制能量束的算法中使用从一个或多个传感器(例如，打印机上)获得的信号。算法可包括能量束的路径。在一些情况下，算法可用于改变能量束在目标表面上的路径。路径可偏离与所请求的3d物体对应的模型的横截面。处理器可在用于确定可对所请求的3d物体的模型进行切片的方式的算法中使用输出。处理器可在用于配置与3d打印程序相关的一个或多个参数和/或装置的算法中使用从至少一个传感器获得的信号。参数可包括能量束的特性。参数可包括平台和/或材料床的移动。参数可包括气流系统的特性。参数可包括层形成装置的特性。参数可包括能量束和材料床的相对移动。在一些情况下，能量束、平台(例如，设置在平台上的材料床)或两者都可平移。另选地或另外地，控制器(例如，图14，1410)可使用历史数据进行控制。另选地或另外地，处理器可在其一个或多个算法中使用历史数据。参数可包括设置在外壳中的预变形材料层的高度和/或冷却元件(例如，散热器)与目标表面分离的间隙。目标表面可以是材料床的暴露层。
196.有时，存储器(例如，图14，1406)包括随机存取存储器(ram)、动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)、同步动态随机存取存储器(sdram)、铁电随机存取存储器(fram)、只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、可擦可编程只读存储器(eprom)、电可擦可编程只读存储器(eeprom)、闪存存储器或它们的任何组合。闪存存储器可包括负and(nand)或nor逻辑门。nand门(负and)可以是仅在其所有输入为真时才产生为假的输出的逻辑门。nand门的输出可与and门的输出互补。存储器可包括硬盘(例如，磁盘、光盘、磁光盘、固态盘等)、压缩盘(cd)、数字多功能盘(dvd)、软盘、盒式磁带、磁带和/或其他类型的计算机可读介质，以及相应的驱动器。
197.有时，软件程序(例如，图14，1427)的全部或部分通过wan或lan网络进行通信。例如，此类通信可实现将软件程序从一个计算机或处理器加载到另一计算机或处理器中，例如，从管理服务器或主计算机加载到应用服务器的计算机平台中。因此，可承载软件元件的另一种类型的介质包括光波、电波和电磁波，诸如跨本地设备之间的物理接口、通过有线和光学陆线网络以及在各种空中链路上使用的。承载此类波的物理元件(诸如有线或无线链路、光学链路等)也可被认为是承载软件程序的介质。如本文所用，除非限于非暂态有形“存储”介质，否则术语诸如计算机或机器“可读介质”是指参与向处理器提供指令以供执行的任何介质。因此，机器可读介质诸如计算机可执行代码可采取许多形式，包括但不限于有形存储介质、载波介质或物理传输介质。非易失性存储介质包括例如光盘或磁盘，诸如任何计算机等中诸如可用于实现数据库的任何存储设备。易失性存储介质可以包括动态存储器，诸如这种计算机平台的主存储器。有形传输介质可以包括同轴电缆、电线(例如，铜线)和/或光纤，包括构成计算机系统内的总线的电线。载波传输介质可采取电信号或电磁信号或者声波或光波的形式，诸如在射频(rf)和/或红外(ir)数据通信期间产生的那些。因此，计算机可读介质的常见形式包括例如：软盘、可折叠盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、cd-rom、dvd或dvd-rom、任何其他光学介质、穿孔卡片纸带、任何其他带有孔图案的物理存储介质、ram、rom、prom和eprom、flash-eprom、任何其他存储芯片或盒式磁带、传输数据或指令的载波、传输此类载波的电缆或链路、计算机可从中读取编程代码和/或数据的任何其他介质或者它们的任何组合。存储器和/或存储装置可包括在设备外部和/或可从设备移除的存储设备，诸如通用串行总线(usb)记忆棒或/和硬盘。许多这些形式的计算机可读介质可涉
及将一个或多个指令的一个或多个序列传送到处理器以供执行。
198.有时，计算机系统监测和/或控制3d打印机的各方面。在一些情况下，控制经由控制器(例如，图14，1406)进行。控制可以是手动的和/或编程的。控制可包括开环控制或闭环控制(例如，包括前馈和/或反馈)控制方案。闭环控制可利用来自一个或多个传感器的信号。控制可利用历史数据。控制方案可以是预编程的。控制方案可考虑来自连接到控制单元(即，控制系统或控制机构)和/或处理器的一个或多个传感器(本文所述)的输入。计算机系统(包括处理器)可存储关于3d打印系统的操作的各方面的历史数据。可在预定时间和/或随心所欲地检索历史数据。操作者和/或用户可访问历史数据。历史数据、传感器数据和/或操作数据可在输出单元诸如显示单元中提供。输出单元(例如，监视器)可实时或延迟输出3d打印系统(如本文所述)的各种参数。输出单元可输出当前的3d打印物体、安排的3d打印物体或这两者。输出单元可输出3d打印物体的打印进度。输出单元可输出打印3d物体时的总时间、剩余时间和扩展时间中的至少一项。输出单元可输出(例如，显示、语音通知和/或打印)传感器的状态、它们的读数和/或它们的校准或维护时间。输出单元可输出所使用材料的类型和材料的各种特性，诸如预变形材料的温度和流动性。输出单元可输出经由综合和/或自适应控制控制的至少一个控制变量的(例如，当前或历史)状态。输出可包括经由综合控制控制的至少两个控制变量(例如，其中的哪一个)的指示。输出可包括(例如，任何)处理操作的指示，该处理操作包括自适应控制。输出可包括在自适应控制下的处理操作的自适应时序的指示(例如，持续时间)。计算机可在预定时间、根据请求(例如，来自操作者)和/或随心所欲地生成包括3d打印系统、方法和/或物体的各种参数的报告。输出单元可包括屏幕、打印机、光源(例如灯)或扬声器。控制系统可提供报告。报告可包括被列举为任选地由输出单元输出的任何项目。
199.有时，本文所公开的系统、方法和/或装置包括为与形成所请求的3d物体相关的指令数据提供数据保证。可考虑所请求的3d物体来生成指令数据。请求可以包括所请求的3d物体的几何模型(例如，cad文件)。另选地或另外地，可生成所请求的3d物体的模型。该模型可用于生成(例如，3d形成)指令。软件程序(例如，图14，1422和/或1424)可包括3d形成指令。3d形成指令可不包括3d模型。3d形成指令可基于3d模型。3d形成指令可考虑3d模型。3d形成指令可另选地或另外地基于模拟(例如，控制模型)。3d形成指令可使用3d模型。3d形成指令可包括使用考虑3d模型、模拟、历史数据、传感器输入或它们的任何组合的计算结果(例如，嵌入在软件程序中)。3d形成指令可被提供给实现至少一种数据保证(例如，措施)的至少一个控制器(例如，图14，1406)。数据保证措施可包括对例如与所请求的3d物体的形成指令有关的文件的至少一部分的安全(例如，级别)和/或误差检测。数据保证措施可包括计算计算结果(例如，哈希值)。至少一个控制器可在生成形成指令期间、在生成布局指令期间、在3d形成程序之前、在3d形成程序之后或它们的任何组合中计算计算结果。至少一个控制器可在3d形成程序期间(例如，实时)、在3d物体形成期间、在3d形成程序之前、在3d形成程序之后或它们的任何组合中计算计算结果。至少一个控制器可计算在变形剂的激活之间的时间间隔的计算结果。例如，在能量束的脉冲之间，在能量束的停留时间期间，在能量束平移到新位置之前，当能量束没有平移时，当能量束未撞击目标表面时，当(例如，至少一个)能量束撞击目标表面时，或它们的任何组合。例如，在粘结剂的沉积之间，在粘结剂的存留时间期间，在分配器(例如，提供粘结剂)平移到新位置之前，当分配器没有平移时，当粘
结剂未被提供给目标表面时，当粘结剂被提供给目标表面时，或它们的任何组合。当至少一个光学元件移动(例如，平移)到新(例如，第二)位置时，处理器可计算至少一个引导(例如，光学)元件从第一位置移动到第二位置之间的时间间隔的计算结果。例如，处理器可在能量束平移并且基本上不撞击暴露表面时计算计算结果。例如，处理器可在能量束不平移并且撞击暴露表面时计算计算结果。例如，处理器可在能量束基本上不平移并且基本上不撞击暴露表面时计算计算结果。例如，处理器可在能量束平移并且撞击暴露表面时计算计算结果。变形剂可沿着对应于3d物体模型的横截面的路径提供。例如，能量束的平移可以是沿着至少一个能量束路径的平移。例如，分配器运动可沿着至少一个分配器路径。
200.虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方案，但是对于本领域技术人员显而易见的是，此类实施方案仅作为示例提供。本发明并不旨在受说明书内提供的具体示例的限制。虽然已经参考前述说明书描述了本发明，但是本文的实施方案的描述和说明并不意味着被解释为限制性的。在不脱离本发明的情况下，本领域技术人员现在将想到许多变化、改变和替换。此外，应当理解，本发明的所有方面不限于本文阐述的具体描述、配置或相对比例，其取决于各种条件和变量。应当理解，在实践本发明时可采用本文所述的本发明的实施方案的各种替代。因此，预期本发明还应涵盖任何此类替代、修改、变化或等同物。以下权利要求旨在限定本发明的范围，并且由此涵盖这些权利要求及其等同物范围内的方法和结构。