本公開涉及燒結(jié)方法，特別是涉及用于燒結(jié)生坯對象以形成所需對象的燒結(jié)方法。特別地，本公開適用于通過增材制造方法生產(chǎn)的生坯對象的燒結(jié)，在所述增材制造方法中顆粒材料(諸如金屬粉末)以多層的形式被沉積到構(gòu)建區(qū)域中，每層的各部分在每層沉積期間或之后被結(jié)合在一起以形成對象的部分，借此由一系列層在構(gòu)建區(qū)域中形成所述對象。對象的每層的結(jié)合部分通常也被結(jié)合到先前層的結(jié)合部分，使得對象通過成功沉積的各層以連續(xù)的方式被形成。結(jié)合通常是通過結(jié)合劑的選擇性沉積來進(jìn)行。本公開還涉及包含燒結(jié)方法的制造對象的方法，用于在對象制造方法中處理對象數(shù)據(jù)的方法，以及數(shù)據(jù)載體和用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理方法的對象數(shù)據(jù)處理器。

背景技術(shù)：

其中所需對象通過將構(gòu)造材料的各部分結(jié)合在一起以形成對象而被構(gòu)建的增材制造方法被廣泛認(rèn)為是為傳統(tǒng)的減材制造方法提供重要和有利的替代方案，在所述減材制造方法中所需對象通過去除部分材料以限定對象表面而被形成。

在許多種類的增材制造中，構(gòu)造材料以一系列層被沉積到構(gòu)建區(qū)域中，每層的各部分被結(jié)合在一起并且還與下層的先前結(jié)合部分結(jié)合在一起，以便建立待制造的所需對象。增材制造的一種特殊類型，通常稱為3d打印，涉及顆粒材料的順序?qū)拥綐?gòu)建區(qū)域中的沉積，和在每個層的沉積之后或期間，通過從例如被布置成跨過沉積的層行進(jìn)并被布置成在每個沉積的層上的期望位置選擇性地沉積結(jié)合劑的噴墨頭選擇性施加液體結(jié)合劑，將層的各部分選擇性地結(jié)合在一起。

一類3d打印技術(shù)使用顆粒構(gòu)造材料，例如金屬或非金屬粉末，其在施加結(jié)合劑之后形成所謂的生坯，然后生坯在合適的條件下被燒結(jié)，例如施加增加的溫度和/或壓力。燒結(jié)生坯可降低相對孔隙率，增加坯體密度，借此提高坯體的機械性能，如強度。

然而，當(dāng)燒結(jié)生坯以形成被制造的對象時，有時會發(fā)生對象的變形。因此，需要降低在燒結(jié)過程中生坯變形的發(fā)生率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開的第一方面，提供了一種燒結(jié)生坯對象以形成制造對象的方法。該方法包括提供生坯對象。生坯對象包括通過結(jié)合劑結(jié)合在一起的顆粒構(gòu)造材料。該方法包括提供用于支撐生坯對象的生坯支撐體。生坯支撐體包括通過結(jié)合劑結(jié)合在一起的顆粒構(gòu)造材料。該方法包括用生坯支撐體支撐生坯對象。該方法包括將生坯支撐體與由生坯支撐體支撐的生坯對象一起燒結(jié)。

根據(jù)本公開的第二方面，提供了一種制造對象的方法。該方法包括沉積構(gòu)造材料的第一多個層。該方法包括將第一多個層中的每個沉積層的各部分選擇性地結(jié)合以形成生坯支撐體。該方法包括沉積構(gòu)造材料的第二多個層。該方法包括選擇性地結(jié)合第二多個層的每個沉積層的部分以形成由生坯支撐體支撐的生坯對象。該方法包括將生坯支撐體與由生坯支撐體支撐的生坯對象一起燒結(jié)。

在一個實施方式中，生坯對象和生坯支撐體在燒結(jié)期間顯示出基本相同的線收縮百分比。

在一個實施方式中，該方法還包括在燒結(jié)工藝之前的對由生坯支撐體支撐的生坯對象進(jìn)行脫離結(jié)合的過程。

在一個實施方式中，生坯支撐體和生坯對象由通過相同結(jié)合劑結(jié)合的相同構(gòu)造材料形成。

根據(jù)本公開的第三方面，提供了一種處理對象數(shù)據(jù)的方法。該方法包括獲取表示待被制造的對象主體的對象數(shù)據(jù)。該方法包括基于對象數(shù)據(jù)生成支撐數(shù)據(jù)，支撐數(shù)據(jù)表示用于支撐生坯對象的支撐體主體。該方法包括組合支撐數(shù)據(jù)和對象數(shù)據(jù)，以獲得表示由支撐體支撐的對象主體的組合數(shù)據(jù)。該方法包括輸出組合數(shù)據(jù)。

在一個實施方式中，生坯支撐體具有平坦的基表面，支撐體在支撐對象時能夠倚靠在該基表面上。

在一個實施方式中，生坯支撐體具有用于支撐生坯對象的支撐表面，支撐表面提供與生坯對象的間斷接觸面。

在一個實施方式中，間斷接觸面由支撐表面的凸起、凹陷或波紋中的至少一個形成。

在一個實施方式中，生坯支撐體適于符合生坯對象的形狀。

在一個實施方式中，生坯支撐體適于在生坯對象上的多個位置處接觸生坯對象。

在一個實施方式中，生坯支撐體被定尺寸成支撐整個生坯對象。

在一個實施方式中，生坯支撐體通過結(jié)合劑被連接到生坯對象。

在一個實施方式中，生坯支撐體是從生坯對象分開的。

根據(jù)本公開的第四方面，提供了一種攜帶程序指令的數(shù)據(jù)載體，該程序指令被配置為當(dāng)執(zhí)行時，使數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行根據(jù)第三方面的方法。

根據(jù)本公開的第五方面，提供了一種對象數(shù)據(jù)處理器。處理器包括對象數(shù)據(jù)獲取單元，其可操作用于獲取表示待被制造的對象的對象數(shù)據(jù)。處理器包括支撐數(shù)據(jù)生成單元，其可操作用于基于對象數(shù)據(jù)生成支撐數(shù)據(jù)。支撐數(shù)據(jù)表示用于支撐生坯對象的支撐體。處理器包括組合單元，其可操作以組合支撐數(shù)據(jù)和對象數(shù)據(jù)，以獲得表示由支撐體支撐的對象的組合數(shù)據(jù)。處理器包括用于輸出組合數(shù)據(jù)的組合數(shù)據(jù)輸出單元。

附圖說明

為了更好地理解本公開內(nèi)容并示出本公開可以如何被實施，將僅作為示例參考附圖，其中：

圖1-6表示增材制造工藝中的步驟；

圖7是表示增材制造工藝的流程圖；

圖8表示與從本公開的實施方式得到的支撐一起的生坯對象；

圖9表示圖8的配置的變型；

圖10表示圖8配置的另一種變型；

圖11表示圖8的配置的另一個變型；

圖12示出了表示作為本公開的實施方式的處理數(shù)據(jù)方法的流程圖；

圖13表示用于作為本公開的實施方式的處理對象數(shù)據(jù)的裝置。

具體實施方式

圖1示出其中可以實施本公開的概念的制造裝置。圖1的裝置10具有帶有上表面11a的臺11。這里，上表面11a是平坦的。設(shè)在臺11的表面11a中的是凹阱12，其側(cè)面由從臺的表面11a沿垂直方向延伸的側(cè)壁11b限定。布置在凹阱12中并且在臺的表面的平面(xy平面)中具有與凹阱延伸范圍相匹配的延伸范圍的是支撐板13。支撐板13也具有平坦的上表面13a并且可移動地被布置在凹阱12中，使得凹阱在垂直于臺11的表面11a的方向(z方向)的深度使得在臺11的表面11a和支撐板13的表面13a之間的凹阱的深度是可變的。例如，支撐板13可以通過活塞14移動，活塞14適于根據(jù)來自裝置的控制單元(未示出)的指令升高和降低支撐板13。

雖然圖1是在截面(xz平面中的截面)中畫出，但凹阱、臺和板都具有在進(jìn)入頁面的方向(y方向)的延伸范圍。例如凹阱12，以及因此支撐板13可以是矩形、正方形、圓形、橢圓形，或者當(dāng)從垂直于臺11的表面11a，即進(jìn)入凹阱的方向觀察時可以具有其它形狀。

當(dāng)然，盡管臺11的表面在這里被公開為平坦的，但是表面可以是彎曲的或傾斜的，并且在一些構(gòu)造中可以稍微向上或向下遠(yuǎn)離凹阱傾斜。

在臺11的表面上方，打印頭15被布置成至少在x方向上平移。例如，可以設(shè)置軌道16，其在x方向上延伸，打印頭15可以被布置成通過例如滑輪、齒輪齒條傳動或蝸桿傳動來沿著該軌道平移。打印頭15可以在裝置的控制單元的控制下移動。這里的打印頭15具有兩個分配組件：構(gòu)造材料沉積單元15a，其被布置成當(dāng)打印頭15橫過凹阱12時沉積顆粒狀構(gòu)造材料到凹阱12中；結(jié)合劑沉積單元15b，其被布置成當(dāng)打印頭15橫過凹阱12時在凹阱12中的選定位置分配結(jié)合劑(例如液體結(jié)合劑)以將先前沉積的顆粒構(gòu)造材料的部分結(jié)合在一起。

每個構(gòu)造材料沉積單元15a和結(jié)合劑沉積單元15b可以被偶聯(lián)到適當(dāng)?shù)牟牧蟽Υ嫫?，每個材料儲存器可以被設(shè)置為打印頭15的一部分，或者可以被設(shè)置在裝置10的另一部分上，或者可以從外部被設(shè)置。

打印頭15可以被布置成僅沿著一個方向(x方向)跨過凹阱12正向和反向平移，或者也可以被設(shè)置成沿與第一方向呈一定角度的另一個方向，例如垂直方向(y方向)平移。

在本配置中，打印頭15被布置成僅在凹阱12之上沿一個方向(x方向)上行進(jìn)。為了允許構(gòu)造材料沉積單元15a跨過凹阱12的沿垂直于打印頭15平移方向的方向(y方向)的整個寬度上沉積顆粒狀構(gòu)造材料，構(gòu)造材料沉積單元15a可以具有在垂直于打印頭15行進(jìn)方向的方向(y方向)上與凹阱12的最大寬度方向相同或更大的延伸范圍，并且可以提供一個或多個構(gòu)造材料沉積位置，從所述位置構(gòu)造材料可以在控制單元的控制下被分配，以便跨過凹阱的寬度沉積均勻的粉末層。例如，構(gòu)造材料沉積單元15a可以具有跨過凹阱12的整個寬度延伸的狹縫形狀的單個大的分配孔，或者可以被設(shè)置有跨過凹阱12的寬度以陣列布置的幾個較小的分配孔，分配孔足夠緊密地被間隔開以便沉積均勻的粉末層到凹阱中。

通過這種配置，隨著打印頭15沿著導(dǎo)軌16跨過凹阱12橫過時，基本均勻的粉末層可以被分配到凹阱中，其厚度可以由顆粒狀構(gòu)造材料從構(gòu)造材料沉積單元15a中分配的速率和打印頭15橫過凹阱12的速度來確定。

打印頭15還可以被設(shè)置有例如刮刀或平滑輥的平滑裝置，其可以相對于其中打印頭15在從構(gòu)造材料沉積單元15a分配構(gòu)造材料的同時運動的向前方向(x方向)被布置在構(gòu)造材料沉積單元15a的后面，以便平滑在那次移動期間沉積的構(gòu)造材料層的深度中的任何不規(guī)則性。平滑單元可以相對于打印頭15縮回，或者可以相對于臺11的表面11a在高度上固定或相對于構(gòu)造材料沉積單元15a的一個或多個分配孔的高度被固定。

結(jié)合劑沉積單元15b相對于打印頭15在從構(gòu)造材料沉積單元15a沉積構(gòu)造材料的同時行進(jìn)的行進(jìn)方向被布置在構(gòu)造材料沉積單元15a的后面。結(jié)合劑沉積單元15b適于在凹阱12中的各個位置選擇性地沉積結(jié)合劑，以便將先前沉積的構(gòu)造材料的部分結(jié)合在一起，以在沉積的層中形成接合區(qū)域。

在本配置中，結(jié)合劑沉積單元15b是噴墨式打印頭，其被設(shè)置成根據(jù)來自裝置的控制單元的指令噴射結(jié)合劑的液滴。結(jié)合劑沉積單元15b可以被設(shè)置有以預(yù)定的間隔跨過凹阱12的寬度方向延伸的一組孔，每個孔可獨立地被控制，以便當(dāng)打印頭15沿導(dǎo)軌16橫向跨過凹阱12時在跨過沉積的層的不同位置選擇性地沉積結(jié)合劑。在另一種配置中，結(jié)合劑沉積單元15b可以僅具有從其中結(jié)合劑可以噴射的一個或更小數(shù)量的孔，并且可以被布置成在垂直于打印頭15跨過凹阱12行進(jìn)方向的方向上跨過打印頭15平移。在第一配置中，結(jié)合劑被沉積的位置由被活化以沉積結(jié)合劑的孔和打印頭15跨過凹阱12的位置確定，而在第二配置中，結(jié)合劑沉積單元15b跨過凹阱12的寬度方向的位置也決定結(jié)合劑沉積的位置。

在一些配置中，打印頭15從初始位置跨過凹阱12進(jìn)行第一次通過，其中構(gòu)造材料層被沉積，然后返回到初始位置，然后在相同方向上進(jìn)行第二次通過，其中結(jié)合劑被沉積在先前沉積的層上。在另一種配置中，構(gòu)造材料從構(gòu)造材料沉積單元15a沉積，并且結(jié)合劑在整個層被沉積之前在同一次通過中從結(jié)合劑沉積單元15b中選擇性沉積。這兩種配置中的后者在下面被采用，盡管前者是可選實施例。

如果由結(jié)合單元15b沉積的結(jié)合劑不需要特定的固化處理，例如，如果結(jié)合劑在與空氣接觸時固化，或者如果結(jié)合劑通過兩個同時或順序噴射的組分的組合形成，這些組分一起反應(yīng)和固化，不需要額外固化單元。然而，結(jié)合劑可以例如是可輻射固化的，并且可能需要施加例如紫外光來硬化和固化結(jié)合劑。在這種配置中，打印頭15可以包括在其中當(dāng)沉積結(jié)合劑時打印頭15移動的向前方向上被布置在結(jié)合劑沉積單元之后的固化單元，使得由結(jié)合劑沉積單元15b沉積的結(jié)合劑可以通過施加來自固化單元的uv光固化，在本配置中，假定使用的結(jié)合劑不需要固化單元，因此沒有顯示固化單元。

在另外可能的配置中，結(jié)合劑是可熱固化的，并且打印裝置可以被配置成提高凹阱的溫度以烘烤和固化結(jié)合劑。

打印頭的移動，構(gòu)造材料沉積單元的激活以及結(jié)合劑沉積單元的激活和控制可以均由裝置的控制單元單獨地控制，使得當(dāng)打印頭橫過凹阱12時均勻的粉末層可以被沉積，并且該層的選定區(qū)域可以被結(jié)合在一起以形成該層的結(jié)合區(qū)域。

總體上，層的厚度被控制成使得由結(jié)合劑沉積單元15b噴射的結(jié)合劑不僅將穿透層的整個厚度，且因?qū)⒋藢拥娜亢穸冉Y(jié)合在一起，而且還將滲透到足夠下方的層以將一層的結(jié)合部分與下層的結(jié)合部分結(jié)合。如果更厚的層待被沉積，則控制單元可以反轉(zhuǎn)每單位面積的沉積層所沉積的結(jié)合劑的量，如果更薄的層待被沉積，則可以減少該量。

在圖2所示的配置中，支撐板13已經(jīng)從表面11a降低了至少待被沉積的一層構(gòu)造材料的厚度。從圖2所示的位置，打印頭15橫過凹阱12，并從構(gòu)造材料沉積單元15a沉積一層構(gòu)造材料，同時將沉積的層的部分與從結(jié)合劑沉積單元15b沉積的結(jié)合劑結(jié)合在一起。這導(dǎo)致圖3所示的配置，其中具有選擇性地結(jié)合在一起的部分的構(gòu)造材料層7在凹阱12中位于支撐板13的上表面13a上，并且其中打印頭15現(xiàn)在位于凹阱的與圖2所示的起始位置相反的相反側(cè)上。從圖3所示的位置，打印頭15返回到如圖2所示的起始位置，且支撐板13進(jìn)一步被降低另一層的厚度，如圖4所示。隨后的打印層可以具有與第一層相同的厚度，或者可以具有不同的厚度。在本配置中，為了簡單起見，假設(shè)所有層具有相同的厚度。

從圖4所示的配置，打印頭15跨過凹阱12進(jìn)行進(jìn)一步通過，以在凹阱12中在層7的頂部上沉積另外的層8，如關(guān)聯(lián)從圖2到圖3的過渡所描述的，如圖5所示。層8的部分被接合在一起且結(jié)合劑足夠滲透層8以將層8的接合部分接合至直接下方的層7的接合部分。在從圖4到圖5的過渡中的過程然后被重復(fù)用于所需數(shù)量的層，層的數(shù)量和厚度以及每個層的其中結(jié)合劑沉積的位置根據(jù)待被制造的對象的設(shè)計來控制。最終，最后一層被打印，且可選擇地，在烘烤工藝固化結(jié)合劑之后，打印對象從凹阱12中被取出，得到圖6所示的配置。從該配置，支撐板13可以由活塞14升起以實現(xiàn)圖1所示的配置。從該點打印可以重新開始。

制造裝置10的控制，并且至少每個層上沉積結(jié)合劑的位置的具體控制由控制單元(未示出)根據(jù)限定待制造對象的預(yù)定的制造指令集執(zhí)行。通常對于如圖1所示的裝置，制造指令定義了一系列連續(xù)的通過待被制造的對象的切片，每個切片代表待被沉積的單個層以及關(guān)于每個層上結(jié)合劑待被沉積的且因此在其上構(gòu)成層的顆粒將被接合在一起的位置的信息。這樣的信息可以被設(shè)置為，例如作為連續(xù)xy平面上的一組沉積矢量，或者替代地，作為連續(xù)xy平面的一組像素圖像。

在一些配置中，控制單元可以被配置為接受其他格式的對象定義信息，并且通過將對象數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)靥幚沓啥x一系列層的數(shù)據(jù)來控制裝置10以產(chǎn)生由這樣的數(shù)據(jù)定義的對象。例如，對象可以由定義對象的cad數(shù)據(jù)被定義為待被結(jié)合在一起的對象的一組表面包圍區(qū)域，作為從一組幾何圖元形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，或者作為三維光柵網(wǎng)格上的體元數(shù)據(jù)。為了處理這樣的表示，控制單元可以將由對象數(shù)據(jù)表示的待被制造的對象劃分成一系列平面或切片，然后可以確定每個平面或切片上的在其處結(jié)合劑待被沉積以形成對象的位置。

圖1至圖6所示并由制造裝置實現(xiàn)的制造工藝可以是如圖7所示的更大的制造工藝的一部分。在圖7所示的工藝中，在圖16中所示的打印工藝由步驟s2表示，在打印工藝之前，在打印工藝中使用的顆粒構(gòu)造材料可以在制備步驟中被制備，例如可以進(jìn)行清潔以除去表面雜質(zhì)，或者可以進(jìn)行表面處理以活化表面，以便更好地與所施加的結(jié)合劑結(jié)合。這種制備過程如圖7步驟s1所示。

在打印工藝之后，如果在打印工藝中沒有發(fā)生結(jié)合劑的固化，則結(jié)合劑可以在步驟s3中例如通過加熱對象至固化溫度來固化。這樣的步驟可以在制造裝置的凹阱或其他地方中進(jìn)行。接下來，對象可以在步驟s4中被清潔，例如使用液體或氣體噴射和/或振動以從對象的外表面去除多余的未結(jié)合的粉末來去除多余的構(gòu)造材料。

接下來，可以執(zhí)行脫離結(jié)合步驟，如步驟s5所示，其中對象的溫度被升高和/或適當(dāng)?shù)臍夥毡皇┘?，以便蒸發(fā)或分解結(jié)合劑。例如，取決于結(jié)合劑或粉末，脫離結(jié)合可以在低于燒結(jié)溫度的升高的溫度下發(fā)生，或者可能在室溫下發(fā)生。例如，脫離結(jié)合溫度可以不超過構(gòu)造材料的熔點的90％，不超過80％，不超過70％或不超過60％。脫離結(jié)合可以例如在空氣氣氛、低真空(例如小于800mbar)、中真空(例如小于1mbar)或高真空(例如小于0.001mbar)、反應(yīng)性氣氛例如催化氣氛、氧化氣氛或還原氣氛、或惰性氣氛如氮氣或氬氣下進(jìn)行。氧化氣氛可包括氧氣。催化氣氛可以包括硝酸。還原氣氛可以包括氫氣。脫離結(jié)合的條件的選擇將取決于所使用的結(jié)合劑和構(gòu)造材料的組成，并且可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員通過直接的實驗來優(yōu)化。

最后，在步驟s6中，對象可被加熱至升高的溫度并保持在該溫度，使得顆粒構(gòu)造材料在步驟s6中燒結(jié)在一起。步驟s5和s6可以在相同的位置進(jìn)行，例如在熱處理室或其它地方。燒結(jié)溫度可以不超過構(gòu)造材料的熔點90％，不超過80％，或不超過70％。

在諸如通過增材制造而制造以及通過諸如直接注射金屬模制的其他方法制造的那些生坯對象的燒結(jié)的現(xiàn)有方法中，通常將對象放置在諸如金屬或陶瓷板的支撐平臺上，其在燒結(jié)過程之前和期間支撐生坯對象。然而，在這樣的現(xiàn)有工藝中，觀察到燒結(jié)后的對象從預(yù)期配置變形。

本發(fā)明人已經(jīng)注意到這種現(xiàn)象，并且不希望受任何特定理論的限制，已經(jīng)表明觀察到的部件的變形是由于燒結(jié)過程中的生坯對象隨著對象密度的增加而收縮。具體地說，生坯對象在燒結(jié)期間收縮，而支撐平臺不收縮或略微膨脹，使得對象和支撐平臺之間的相互作用力傾向于使對象變形。由3d打印形成的生坯對象在這種情況下可能特別脆弱并且可能特別容易受到這種變形的影響。

因此，本發(fā)明人特此公開了一種方法，其中待要燒結(jié)的生坯對象被放置在具有相當(dāng)或基本相同的線性收縮的支撐體上。特別地，如果是提供以與待燒結(jié)對象相似的方式被形成為生坯支撐體的支撐體，使得生坯支撐體也由通過結(jié)合劑結(jié)合在一起的顆粒構(gòu)造材料形成，當(dāng)生坯對象在燒結(jié)過程中收縮，支撐體在燒結(jié)過程中也會收縮。因此，支撐體與對象之間的相互作用力也將減小。因此，對象的變形不太可能發(fā)生，并且可以被減少或消除。

雖然生坯支撐體不需要由相同的構(gòu)造材料和結(jié)合劑制成，或者實際上由與生坯對象相同的工藝或在與生坯對象相同的工藝中制成，但由于主體收縮的相似性避免了變形，可以通過用相同的材料，相同的工藝或甚至以與生坯對象的相同工藝制造生坯支撐體來確保收縮的相似性?；蛘?，生坯支撐體可以由不同的材料或不同的工藝制成，使得用于制造生坯支撐體的成本或時間可能小于制造生坯對象的成本或時間。在一些情況下，生坯支撐體可以通過金屬注射成型制造，而生坯對象可以通過3d打印形成，每個工藝使用與其他工藝相似的顆粒構(gòu)造材料和結(jié)合劑。然而，如下面將進(jìn)一步解釋的那樣，在許多情況下，優(yōu)選使用相同的方法(優(yōu)選地通過3d打印工藝)制造兩個對象，使得支撐體的形狀可以適應(yīng)待被支撐的對象的形狀，在相同的工藝中提供生坯支撐體和待由支撐體支撐的生坯對象。

例如，根據(jù)本公開的一種配置在圖8中示出。在圖8中，生坯對象20被支撐在生坯支撐體30上。生坯對象20在這里具有倒立的馬蹄形，但可以采取任何所需的形狀。支撐體30在這里呈平板的形式，其被布置成總體地在生坯對象20的底下，使得生坯對象20由生坯支撐體30的上部支撐面31支撐。生坯支撐體30然后可以被放置在燒結(jié)室內(nèi)，進(jìn)行燒結(jié)工藝，使生坯支撐體30的基表面32與燒結(jié)室的底部接觸。

生坯對象和生坯支撐體的構(gòu)造材料和結(jié)合劑被選擇成使得當(dāng)生坯對象20被支撐在生坯支撐體30上燒結(jié)時，生坯支撐體30和生坯對象20的線性尺寸成比例地減少相同的量或相當(dāng)量，且在燒結(jié)完成之前其之間沒有產(chǎn)生或產(chǎn)生相當(dāng)小的使生坯對象20變形的相互作用力。因此，圖8所示的配置可以解決燒結(jié)期間生坯對象的變形的問題。

類似的效果可以通過僅支撐生坯對象的作為生坯對象的更易受變形影響的部分而實現(xiàn)。在這種配置中，生坯支撐體不需要完全位于生坯對象下方。

圖9示出了其中生坯支撐體30的上支撐表面31被設(shè)置有脊或波紋的變型配置，所述脊或波紋具有至少在表面31的與生坯對象20接觸的區(qū)域中界定槽凹部的峰突出部的形式。在所示的配置中，盡管可選地，支撐體30的整個上表面被設(shè)置有這種波紋。通過設(shè)置這種波紋/或者通過提供支撐體30的與生坯對象20的紋理化、圖案化、有孔、凹入或脊?fàn)畹慕佑|表面，這些主體之間的接觸表面積可以適當(dāng)?shù)乇粶p小。通過提供這種減小的接觸表面，在燒結(jié)之前和/或燒結(jié)期間生坯支撐體與生坯對象之間的粘附也可以被減少。

在圖10中示出了另一變型。在圖10中，支撐部分30被設(shè)置有從支撐體30向上延伸的突出部33，以支撐生坯對象20的凹進(jìn)或凹部20，其相對于具有支撐部分的生坯對象的下接觸表面凹入或成凹形。如圖10所示的配置，可以具有從生坯支撐體30的表面向上延伸的一個或多個突起，所述突起對應(yīng)于對象20的一個或多個凹進(jìn)或凹部，可以在燒結(jié)過程之前或過程中避免在自身重量下生坯對象下垂或其它變形的傾向，同時避免由于不均勻收縮引起的變形。

圖11示出了該方法的另一變體方法，其中生坯支撐對象30的上表面31被設(shè)置有突起33，該突起在形狀和尺寸上符合生坯對象20的下表面中的凹部。盡管圖11中所示的對象的形式相對簡單，可以想象對象20可以具有更復(fù)雜的形式，然后突起33可以調(diào)整形狀以對應(yīng)于并符合對象20的形狀，從而提供對于對象甚至在對象的凹部區(qū)域內(nèi)的優(yōu)異的支撐。通過這樣的配置，由于下垂引起的變形和收縮引起的變形的極好的抑制可以被實現(xiàn)?？梢岳斫?，由于收縮的生坯對象與金屬或陶瓷支撐對象的相互作用可能導(dǎo)致燒結(jié)過程中對象的嚴(yán)重變形或破壞，那些在圖11中的配置不能通過由金屬或陶瓷制成的不具有收縮傾向或可能具有膨脹趨勢的常規(guī)支撐來實現(xiàn)。

根據(jù)本公開的配置有利地可以通過在相同的3d打印工藝中制造生坯對象和生坯支撐體而形成。這樣做特別允許選擇生坯支撐體的形狀和尺寸被選擇成最適當(dāng)?shù)仄ヅ?、借此支撐生坯對象的形狀。支撐體和對象一起制造的工藝作為示例可以類似于圖1至6所示的實例，其中在第一多個層中，結(jié)合劑到每個層的選擇性沉積被用于構(gòu)成生坯支撐體的至少一部分，之后，代表待制造的對象的生坯對象的至少一部分通過結(jié)合劑到順序沿積于第一多個層的第二多個層中的擇性地沉積來制造。值得注意的是，并且參考圖11示例，可以理解，第一和第二多個層的一個或多個中間層可以包括屬于對象和支撐體兩者的結(jié)合區(qū)域，例如參考圖11，包括突起33的部分的層也可以包括對象20的部分。

通過這種方法，生坯對象和支撐對象可以一起被制造，可以一起從構(gòu)建凹阱中移除，然后可以被清潔，經(jīng)受脫離結(jié)合，然后可以一起燒結(jié)，支撐體恰當(dāng)?shù)剡m應(yīng)于支撐所需對象。

在一些配置中，通過在增材制造期間在生坯支撐體的最終層的頂部上設(shè)置對象的第一層，可以在生坯對象和生坯支撐體之間提供弱連接。特別是當(dāng)圖9所示的間斷表面在生坯支撐體和生坯對象之間被設(shè)置，弱連接可以通過簡單的機械手段容易地斷開。在其他配置中，在生坯支撐體和生坯對象之間可以設(shè)置間隙，其被填充有未結(jié)合的構(gòu)造材料。例如，參考圖10和圖11，這并不意味著制造過程中的整個沉積層需要保持在未結(jié)合狀態(tài)，而是限定對象的結(jié)合部分和限定生坯主體的結(jié)合部分不是連續(xù)的，并且在所有方向上都被未結(jié)合的材料分開。再次參考圖11，可以理解，包括突起33的部分的中間層也可以包括對象20的部分，但是在對象和支撐主體30之間的所有位置，可能存在間隙以實現(xiàn)分離。

在上文中，已經(jīng)描述了如何通過適當(dāng)?shù)牟僮髟霾闹圃煅b置，對象可以與適當(dāng)?shù)闹误w一起被制造，其在燒結(jié)時可以避免變形。

此外，本文公開的概念也可用于轉(zhuǎn)換描述待被制造的對象的形式的對象定義數(shù)據(jù)，使得當(dāng)對象定義數(shù)據(jù)被用作傳統(tǒng)3d打印設(shè)備的輸入或控制傳統(tǒng)3d打印設(shè)備時，有利結(jié)果可能會實現(xiàn)。

現(xiàn)在將參考圖12描述用于轉(zhuǎn)換對象數(shù)據(jù)的這種方法。圖12示出了轉(zhuǎn)換對象數(shù)據(jù)的過程的流程圖，所述對象數(shù)據(jù)是描述待在三維上制造的對象的數(shù)據(jù)，以獲得如下數(shù)據(jù)：其表示相同的對象連同適當(dāng)?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)，使得支撐結(jié)構(gòu)可以被用于在燒結(jié)期間支撐對象，以避免如上所述的變形。

在圖12中所示的第一步驟d1中，獲得對象數(shù)據(jù)。該對象數(shù)據(jù)可以是計算機輔助設(shè)計(cad)軟件的輸出，并且可以將待被制造的對象表示為包圍對象的實心部分的一系列表面，可以定義對象為預(yù)定組幾何圖元的組合，或可以將對象表示為在3d空間中的光柵網(wǎng)格上定義對象的一組體素?；蛘撸瑢ο髷?shù)據(jù)可以已經(jīng)被表示為通過對象的一系列切片，將對象分成層，每個層具有要被結(jié)合在一起的限定區(qū)域，例如通常用于控制3d打印裝置。

在圖12中的方法的步驟d2中，表示待被制造對象的對象數(shù)據(jù)被處理，以生成表示支撐對象的數(shù)據(jù)。這可以通過各種方法來實現(xiàn)，這些方法可以取決于其中輸入數(shù)據(jù)被設(shè)置的格式。例如，可以通過計算來確定平面，所述平面表示對象理論上能夠倚靠的表面。然后，面對該平面并被布置在該平面上方的對象的各種外部部分的高度可以被識別，并且識別出相應(yīng)的突出高度以限定用于支撐對象的凹部部分的一個或多個突起?；蛘?，使用遞歸算法，支撐表面的不同部分的每一個的高度可以依次增加，直到支撐表面的相應(yīng)部分被計算為接觸對象，然后支撐表面的另一部分的高度被調(diào)節(jié)，使得結(jié)合支撐表面的各個部分的表面近似于對象的凹部部分。

然后，在工藝d2中獲得的支撐對象數(shù)據(jù)在工藝d3中與先前獲得的對象數(shù)據(jù)組合，以生成表示支撐體和對象的組合的數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)對象數(shù)據(jù)和支撐數(shù)據(jù)各自表示為連續(xù)層的柵格時，每個柵格具有表示其中結(jié)合劑被分配的位置的邏輯1值，和表示其中結(jié)合劑不被分配的位置的邏輯0值，對象數(shù)據(jù)和支撐數(shù)據(jù)的組合可以通過在表示組合對象的相應(yīng)層的柵格之間的邏輯and運算來實現(xiàn)。

然后，表示對象和支撐體的組合的數(shù)據(jù)在工藝d4中以適當(dāng)?shù)母袷捷敵觯缦惹爸甘緸檫m合于輸入到工藝的那些格式的任何格式。在一些配置中，特別是在其中輸出工藝d4直接用于控制增材制造裝置的配置中，輸出可以被提供為表示待在增材制造工藝中沉積的順序?qū)拥囊幌盗袞鸥瘛?/p>

圖12的工藝可以在如圖13所示的對象數(shù)據(jù)處理裝置100中實現(xiàn)。裝置100是適于執(zhí)行圖12的方法的數(shù)據(jù)處理裝置。在圖13中，裝置100由一系列離散模塊表示。這些可以被實現(xiàn)為諸如離散的微處理器或數(shù)據(jù)處理單元之類的硬件模塊，它們集成在相同芯片上，設(shè)置在離散的板上，或設(shè)置為較大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的不同部分?；蛘?，每個模塊可以被設(shè)置為在一個或多個微處理器上運行的軟件模塊，如本領(lǐng)域中公知的。

設(shè)備100具有適于從數(shù)據(jù)源讀取對象數(shù)據(jù)的對象數(shù)據(jù)獲取單元110，數(shù)據(jù)源由數(shù)據(jù)存儲單元s表示。然而，獲取單元110還可以從例如網(wǎng)絡(luò)存儲器獲取對象數(shù)據(jù)，從另一個數(shù)據(jù)處理單元獲取數(shù)據(jù)流，或者可以通過從例如激光掃描器或能夠獲得表示3d對象的數(shù)據(jù)的其它對象測量系統(tǒng)讀取來獲得對象數(shù)據(jù)，如本領(lǐng)域已知的。

由獲取單元110獲得的對象數(shù)據(jù)被發(fā)送到支撐數(shù)據(jù)生成單元120。支撐數(shù)據(jù)生成單元120對獲得的對象數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，以生成表示對應(yīng)的支撐對象的數(shù)據(jù)。然后，表示對應(yīng)的支撐對象的數(shù)據(jù)從支撐數(shù)據(jù)生成單元發(fā)送到數(shù)據(jù)組合單元130，其中表示對象的數(shù)據(jù)與表示支撐體的數(shù)據(jù)組合以產(chǎn)生表示組合的數(shù)據(jù)。這樣生成的組合數(shù)據(jù)被傳送到輸出單元140，其中數(shù)據(jù)被適當(dāng)?shù)馗袷交⑤敵觥Ｈ鐖D13的示例所示，對象數(shù)據(jù)被輸出到網(wǎng)絡(luò)n，也可以被輸出到本地數(shù)據(jù)存儲器或能夠處理數(shù)據(jù)的任何其他設(shè)備。在一個變型中，輸出數(shù)據(jù)可以直接用于控制如就圖1至圖6所示和所述的制造裝置。

本公開的概念也可以作為軟件模塊被分發(fā)，用于在通用計算機上執(zhí)行或在常規(guī)制造裝置的控制系統(tǒng)中執(zhí)行。在后一種情況下，特別地，傳統(tǒng)的對象數(shù)據(jù)可以由裝置的用戶提供，并且制造裝置本身隨后用于產(chǎn)生相應(yīng)的支撐數(shù)據(jù)并根據(jù)本公開與支撐體一起制造該對象。數(shù)據(jù)處理裝置可以被設(shè)置為常規(guī)制造裝置的一部分，作為硬件單元或軟件，例如在常規(guī)制造裝置的控制單元中執(zhí)行。這樣的軟件可以作為包括軟件指令的機器可讀表示的數(shù)據(jù)載體來分發(fā)，所述軟件指令在由適當(dāng)配置的處理器執(zhí)行時使得處理器執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的概念的方法。

不言而喻，上述公開內(nèi)容應(yīng)該被認(rèn)為是純粹的示例，并且本公開可以通過替代、變化、省略或添加各種元素而以各種各樣的配置來體現(xiàn)，以實現(xiàn)各種工程要求。

因此，所附權(quán)利要求被認(rèn)為是提供可提供本公開的優(yōu)點的主題的特定組合。