辐射装置、铺粉装置、及3D打印设备.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020404416.0 (22)申请日 2020.03.25 (73)专利权人 上海联泰科技股份有限公司 地址 201612 上海市松江区莘砖公路258号 漕河泾松江新产业科技园40幢102 (72)发明人 于清晓 (74)专利代理机构 上海巅石知识产权代理事务 所(普通合伙) 31309 代理人 陈逸婷王再朝 (51)Int.Cl. B22F 3/105(2006.01) B33Y 10/00(2015.01) B33Y 30/00(2015.01) B33Y 50/02。

2、(2015.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 辐射装置、 铺粉装置、 及3D打印设备 (57)摘要 本申请公开一种辐射装置、 铺粉装置、 及3D 打印设备。 其中， 辐射装置包括移动机构和经排 布的多个能量束发射器。 所述移动机构用于沿所 述3D打印设备的打印面移动； 所述经排布的多个 能量束发射器整体设置在所述移动机构上， 用于 在沿所述打印面移动期间， 按照所获取的横截图 像将铺设在所述3D打印设备的构件平台与打印 面之间间隙内的粉末材料进行选择性辐射处理， 以形成对应所述横截图像的横截层。 本申请通过 多点扫描或线扫描或面投影的方式显著提高了 打印。

3、效率， 并且本申请中的铺粉装置可将铺粉、 预热及能量辐射集成为一体， 在沿打印面从一侧 到另一侧的过程中即可完成一层横截层的打印， 有效提高打印效率。 权利要求书2页 说明书25页 附图5页 CN 212264533 U 2021.01.01 CN 212264533 U 1.一种辐射装置， 用于3D打印设备， 其特征在于， 包括： 移动机构， 用于沿所述3D打印设备的打印面移动； 经排布的多个能量束发射器， 其整体设置在所述移动机构上， 用于在沿所述打印面移 动期间， 按照所获取的横截图像将铺设在所述3D打印设备的构件平台与打印面之间间隙内 的粉末材料进行选择性辐射处理， 以形成对应所述横截。

4、图像的横截层。 2.根据权利要求1所述的辐射装置， 其特征在于， 各所述能量束发射器排布成线状、 或 排布成面阵列状。 3.根据权利要求2所述的辐射装置， 其特征在于， 所述面阵列状包括： 根据移动方向而 形成的矩阵排布的点阵状的面阵列， 或者根据移动方向而形成的交错排布的点阵状的面阵 列。 4.根据权利要求1所述的辐射装置， 其特征在于， 所述辐射装置的第一辐射范围覆盖所 述打印面的打印宽度/打印长度。 5.根据权利要求1所述的辐射装置， 其特征在于， 所述能量束发射器包括激光发射端子 和振镜； 其中， 在移动期间， 各所述振镜根据相应激光发射端子移动的瞬时位置调整所述激 光发射端子所发出的。

5、能量束的角度。 6.根据权利要求1所述的辐射装置， 其特征在于， 各所述能量束发射器依据各自的第二 辐射范围间隔排布。 7.根据权利要求6所述的辐射装置， 其特征在于， 所述第二辐射范围包括： 相应能量束 发射器扫描的范围、 或者相应能量束发射器所发出的能量束的范围。 8.根据权利要求1所述的辐射装置， 其特征在于， 在移动期间， 各所述能量束发射器依 据所移动的瞬时位置与所述横截图像中的像素位置的对应关系调整所辐射的角度以进行 能量辐射。 9.根据权利要求8所述的辐射装置， 其特征在于， 经各所述能量束发射器调整辐射角度 而制造出与移动方向垂直的横截层。 10.根据权利要求1所述的辐射装置，。

6、 其特征在于， 在移动期间， 各所述能量束发射器依 据所移动的瞬时位置与所述横截图像的像素位置的对应关系选择性地进行能量辐射。 11.根据权利要求10所述的辐射装置， 其特征在于， 经各所述能量束发射器选择性能量 辐射而制造出与移动方向垂直的横截层。 12.根据权利要求1所述的辐射装置， 其特征在于， 所述能量束发射器所辐射的能量为 光能量。 13.根据权利要求1所述的辐射装置， 其特征在于， 还包括与各能量束发射器相连的能 量源。 14.一种铺粉装置， 用于3D打印设备， 其特征在于， 所述铺粉装置包括： 如权利要求1-13中任一所述的辐射装置； 以及 刮刀机构， 设置在所述辐射装置的移动机。

7、构上， 与所述经排布的多个能量束发射器整 体移动， 用于将粉末材料铺设于所述3D打印设备的构件平台与打印面之间的间隙中。 15.根据权利要求14所述的铺粉装置， 其特征在于， 还包括预热装置， 设置在所述辐射 装置的移动机构上， 用于将所铺设的粉末材料进行预热， 以供所述经排布的多个能量束发 射器将所预热的间隙内的粉末材料进行辐射处理。 权利要求书 1/2 页 2 CN 212264533 U 2 16.根据权利要求15所述的铺粉装置， 其特征在于， 所述预热装置对称设置于刮刀机构 的两侧； 在移动期间， 跟随所述刮刀机构的其中一侧的预热装置执行预热操作。 17.根据权利要求14所述的铺粉装置。

8、， 其特征在于， 所述辐射装置对称设置于刮刀机构 的两侧； 在移动期间， 跟随所述刮刀机构的其中一侧的经排布的多个能量束发射器执行辐 射操作。 18.一种3D打印设备， 其特征在于， 用于利用粉末材料制造三维物体， 其中， 所述3D打印 设备包括： 构件平台， 用于承载逐层制造的三维物体； Z轴移动机构， 用于带动所述构件平台移动以使所述构件平台与打印面之间的间隙被 填充粉末材料； 补料装置， 设置于构件平台的至少一侧， 用于为制造所述三维物体的横截层提供粉末 材料； 如权利要求14-17中任一所述的铺粉装置。 19.根据权利要求18所述的3D打印设备， 其特征在于， 所述补料装置对称设置于构。

9、件平 台的两侧。 20.根据权利要求18所述的3D打印设备， 其特征在于， 还包括成型腔体， 其中， 所述构件 平台在成型腔体中移动。 权利要求书 2/2 页 3 CN 212264533 U 3 辐射装置、 铺粉装置、 及3D打印设备 技术领域 0001 本申请涉及3D打印技术， 尤其涉及一种辐射装置、 铺粉装置、 及3D打印设备。 背景技术 0002 目前的SLS打印设备在一些实施方式中采用点激光的方式， 根据预先规划的扫描 路径， 通过调整振镜来实现聚辐射范围内的激光由点到线、 由线到面的形式， 完成3D打印每 层图形的扫描成型， 在扫描完一层后利用刮刀铺粉， 再通过加热装置对粉末预热后。

10、进行下 一层的扫描。 但是， 这种逐点扫描的方式扫描效率不高， 影响做件效率； 其次， 在每一层扫描 后均需要分别铺粉及预热的动作也增加了做件时间， 影响3D打印效率。 发明内容 0003 鉴于以上所述相关技术的缺点， 本申请的目的在于提供一种辐射装置、 铺粉装置、 及3D打印设备， 用于解决3D打印设备打印时间长、 效率低的技术问题。 0004 为实现上述目的及其他相关目的， 本申请第一方面提供一种辐射装置， 用于3D打 印设备， 包括： 移动机构， 用于沿所述3D打印设备的打印面移动； 经排布的多个能量束发射 器， 其整体设置在所述移动机构上， 用于在沿所述打印面移动期间， 按照所获取的横。

11、截图像 将铺设在所述3D打印设备的构件平台与打印面之间间隙内的粉末材料进行选择性辐射处 理， 以形成对应所述横截图像的横截层。 0005 在本申请第一方面的某些实施方式中， 各所述能量束发射器排布成线状、 或排布 成面阵列状。 0006 在本申请第一方面的某些实施方式中， 所述面阵列状包括： 根据移动方向而形成 的矩阵排布的点阵状的面阵列， 或者根据移动方向而形成的交错排布的点阵状的面阵列。 0007 在本申请第一方面的某些实施方式中， 所述辐射装置的第一辐射范围覆盖所述打 印面的打印宽度/打印长度。 0008 在本申请第一方面的某些实施方式中， 所述能量束发射器包括激光发射端子和振 镜； 其。

12、中， 在移动期间， 各所述振镜根据相应激光发射端子移动的瞬时位置调整所述激光发 射端子所发出的能量束的角度。 0009 在本申请第一方面的某些实施方式中， 各所述能量束发射器依据各自的第二辐射 范围间隔排布。 0010 在本申请第一方面的某些实施方式中， 所述第二辐射范围包括： 相应能量束发射 器扫描的范围、 或者相应能量束发射器所发出的能量束的范围。 0011 在本申请第一方面的某些实施方式中， 在移动期间， 各所述能量束发射器依据所 移动的瞬时位置与所述横截图像中的像素位置的对应关系调整所辐射的角度以进行能量 辐射。 0012 在本申请第一方面的某些实施方式中， 经各所述能量束发射器调整辐。

13、射角度而制 造出与移动方向垂直的横截层。 说明书 1/25 页 4 CN 212264533 U 4 0013 在本申请第一方面的某些实施方式中， 在移动期间， 各所述能量束发射器依据所 移动的瞬时位置与所述横截图像的像素位置的对应关系选择性地进行能量辐射。 0014 在本申请第一方面的某些实施方式中， 经各所述能量束发射器选择性能量辐射而 制造出与移动方向垂直的横截层。 0015 在本申请第一方面的某些实施方式中， 所述能量束发射器所辐射的能量为光能 量。 0016 在本申请第一方面的某些实施方式中， 还包括与各能量束发射器相连的能量源。 0017 本申请第二方面提供一种铺粉装置， 用于3D。

14、打印设备， 所述铺粉装置包括： 如本申 请第一方面的实施方式中任一所述的辐射装置； 以及刮刀机构， 设置在所述辐射装置的移 动机构上， 与所述经排布的多个能量束发射器整体移动， 用于将粉末材料铺设于所述3D打 印设备的构件平台与打印面之间的间隙中。 0018 在本申请第二方面的某些实施方式中， 还包括预热装置， 设置在所述辐射装置的 移动机构上， 用于将所铺设的粉末材料进行预热， 以供所述经排布的多个能量束发射器将 所预热的间隙内的粉末材料进行辐射处理。 0019 在本申请第二方面的某些实施方式中， 所述预热装置对称设置于刮刀机构的两 侧； 在移动期间， 跟随所述刮刀机构的其中一侧的预热装置执。

15、行预热操作。 0020 在本申请第二方面的某些实施方式中， 所述辐射装置对称设置于刮刀机构的两 侧； 在移动期间， 跟随所述刮刀机构的其中一侧的经排布的多个能量束发射器执行辐射操 作。 0021 本申请第三方面提供一种3D打印设备， 用于利用粉末材料制造三维物体， 其中， 所 述3D打印设备包括： 构件平台， 用于承载逐层制造的三维物体； Z轴移动机构， 用于带动所述 构件平台移动以使所述构件平台与打印面之间的间隙被填充粉末材料； 补料装置， 设置于 构件平台的至少一侧， 用于为制造所述三维物体的横截层提供粉末材料； 如本申请第二方 面的实施方式中任一所述的铺粉装置。 0022 在本申请第三方。

16、面的某些实施方式中， 所述补料装置对称设置于构件平台的两 侧。 0023 在本申请第三方面的某些实施方式中， 还包括成型腔体， 其中， 所述构件平台在成 型腔体中移动。 0024 上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果： 0025 本申请中的辐射装置可在沿打印面移动的过程中令多个能量束发射器依据横截 图像， 并根据各自的瞬时位置向打印面上的各辐射位置辐射能量， 从而将铺设在所述3D打 印设备的构件平台与打印面之间间隙内的粉末材料进行选择性辐射处理形成对应所述横 截图像的横截层， 由此通过多点扫描或线扫描或面投影的方式显著提高了打印效率。 其次， 本申请中的铺粉装置可将铺粉、 预热及能量辐。

17、射集成为一体， 在沿打印面从一侧到另一侧 的过程中即可完成一层横截层的打印， 有效提高打印效率。 另外， 通过本申请所制造出的三 维物体后续的后处理流程及工艺简单， 有效节省使用维护成本。 附图说明 0026 本申请所涉及的发明的具体特征如所附权利要求书所显示。 通过参考下文中详细 说明书 2/25 页 5 CN 212264533 U 5 描述的示例性实施方式和附图能够更好地理解本申请所涉及发明的特点和优势。 对附图简 要说明书如下： 0027 图1显示为本申请中的能量束发射器的排布方式在一实施方式中的示意图。 0028 图2显示为本申请中的能量束发射器的排布方式在另一实施方式中的示意图。 。

18、0029 图3显示为本申请中的能量束发射器的排布方式在再一实施方式中的示意图。 0030 图4显示为本申请中辐射装置的控制方法在一实施方式中的示意图。 0031 图5显示为本申请中辐射装置的控制方法在另一实施方式中的示意图。 0032 图6显示为本申请中的3D打印设备在一实施方式中的结构示意图。 0033 图7显示为本申请中3D打印设备的控制方法在一实施方式中的示意图。 0034 图8显示为本申请中3D打印设备的控制装置在一实施方式中的示意图。 具体实施方式 0035 以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式， 熟悉此技术的人士可由本说明 书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。 0。

19、036 在下述描述中， 参考附图， 附图描述了本申请的若干实施例。 应当理解， 还可使用 其他实施例， 并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、 结构、 电气以 及操作上的改变。 下面的详细描述不应该被认为是限制性的， 并且本申请的实施例的范围 仅由公布的专利的权利要求书所限定。 这里使用的术语仅是为了描述特定实施例， 而并非 旨在限制本申请。 空间相关的术语， 例如 “上” 、“下” 、“左” 、“右” 、“下面” 、“下方” 、“下部” 、 “上方” 、“上部” 等， 可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特 征的关系。 0037 虽然在一些实例中术语第。

20、一、 第二等在本文中用来描述各种元件或参数， 但是这 些元件或参数不应当被这些术语限制。 这些术语仅用来将一个元件或参数与另一个元件或 参数进行区分。 例如， 第一辐射范围可以被称作第二辐射范围， 并且类似地， 第二辐射范围 可以被称作第一辐射范围， 而不脱离各种所描述的实施例的范围。 第一辐射范围和第二辐 射范围均是在描述一个辐射范围， 但是除非上下文以其他方式明确指出， 否则它们不是同 一个辐射范围。 0038 再者， 如同在本文中所使用的， 单数形式 “一” 、“一个” 和 “该” 旨在也包括复数形 式， 除非上下文中有相反的指示。 应当进一步理解， 术语 “包含” 、“包括” 表明存在。

21、所述的特 征、 步骤、 操作、 元件、 组件、 项目、 种类、 和/或组， 但不排除一个或多个其他特征、 步骤、 操 作、 元件、 组件、 项目、 种类、 和/或组的存在、 出现或添加。 此处使用的术语 “或” 和 “和/或” 被 解释为包括性的， 或意味着任一个或任何组合。 因此，“A、 B或C” 或者 “A、 B和/或C” 意味着 “以 下任一个： A； B； C； A和B； A和C； B和C； A、 B和C” 。 仅当元件、 功能、 步骤或操作的组合在某些方 式下内在地互相排斥时， 才会出现该定义的例外。 0039 诚如背景技术中所述， 目前的SLS打印设备采用点激光的方式， 根据预先规。

22、划的扫 描路径， 通过调整振镜来实现聚辐射范围内的激光由点到线、 由线到面的形式， 完成3D打印 每层图形的扫描成型， 但由于是通过逐点扫描的方式使粉末成型， 因此整个图形扫描效率 不高， 影响做件速度。 另外， 在打印完一层截面后， 需要通过刮刀将打印粉末铺设在打印面 上， 并且还需要利用加热装置对新铺的粉末进行预热， 由此导致做件时间的进一步延迟， 从 说明书 3/25 页 6 CN 212264533 U 6 而影响整个3D打印的效率。 0040 在一些实施方式中， 虽然通过多喷头喷射的方式对粉末喷射不同的粘接剂或其他 特殊液剂使粉末粘结成型来避免预热以提高打印效率， 但是采用这种方式需。

23、要对打印后的 产品进行后处理， 由此一方面会增加后处理的流程， 同样降低了打印效率； 另一方面喷头容 易发生堵塞， 且设备使用成本高。 0041 有鉴于此， 本申请第一方面的实施例中提供一种用于3D打印设备的辐射装置。 0042 应当理解， 所述3D打印是快速成型技术的一种， 它是一种以数字模型文件为基础， 运用粉末状金属或塑料等可粘合的粉末材料， 通过逐层打印的方式来构造物体的技术。 在 打印时， 首先对所述数字模型文件进行处理以实现向3D打印设备导入待打印的3D构件模 型。 在此， 所述3D构件模型包括但不限于基于CAD构件的3D构件模型， 其举例为STL文件， 控 制装置对导入的STL文。

24、件进行布局及切层处理。 所述3D构件模型可通过数据接口或网络接 口导入到控制装置中。 所导入的3D构件模型中的实体部分可以为任意形状， 例如， 所述实体 部分包括牙齿状、 球状、 房屋状、 齿状、 或带有预设结构的任意形状等。 其中， 所述预设结构 包括但不限于以下至少一种： 腔体结构、 包含形状突变的结构、 和对于实体部分中轮廓精度 有预设要求的结构等。 3D打印设备通过对光固化材料进行逐层曝光固化并累积各固化层的 方式打印3D构件。 0043 通常， 所述3D打印设备包括辐射装置、 用于盛放粉末材料的容器、 打印过程中位于 所述容器内的构件平台、 与所述构件平台连接的Z轴移动机构、 以及控。

25、制装置。 所述辐射装 置设置于所述容器上方， 用以在打印过程中辐射能量以使容器内的粉末材料成型。 所述构 件平台用于附着经能量辐射后得到的固化层， 以便经由所述固化层累积形成打印构件。 所 述Z轴移动机构可在打印过程中调整所述构件平台在Z轴方向上的位置， 以便在构件平台上 继续累积固化层。 所述控制装置电性连接所述辐射装置和Z轴移动机构， 从而控制辐射装置 和Z轴移动机构协同工作以执行打印任务。 0044 本申请中的辐射装置即为3D打印设备中提供辐射能量以使粉末材料成型的装置。 所述辐射装置的设置位置和类型可依据实际需求或3D打印设备的类型来确定。 0045 在本申请中， 所述3D打印设备可以。

26、为选区激光成型3D打印设备， 例如选择性激光 烧结(Selective Laser Sintering， 简称SLS)、 选择性激光熔化(Selective Laser Melting， 简称SLM)、 电子束熔炼(Electron Beam Melting， 简称EBM)等技术的3D打印设备， 也可以为顶面投影或曝光的3D打印设备， 例如顶面投影光机进行面曝光的DLP(Digital Light Procession， 数字光处理， 简称DLP)设备， 也可以为由顶面曝光的LCD(Liquid Crystal Display， 液晶面光源固化， 简称LCD)设备， 在一些实施方式中顶面曝光的。

27、3D打印 设备还可将LED作为光机的光源以使粉末材料成型。 0046 以选择性激光烧结SLS为例， 其是利用红外激光烧结粉末。 计算机将物体的三维数 据转化为一层层截面的2D数据并传输给打印机， 打印机控制激光在铺设好的粉末上方选择 性地对粉末进行照射， 激光能量被选区内的粉末吸收并转换为热能， 加热到烧结温度的粉 末颗粒间接触界面扩大、 气孔缩小、 致密化程度提高， 然后冷却凝固变成致密、 坚硬的烧结 体， 加工成当前层。 后续， 将新的一层粉末铺撒在已烧结的当前层之上， 设备调入新一层截 面的数据进行加工， 与前一层截面粘结， 此程逐层循环直至整个物体成型。 0047 以选择性激光熔化SL。

28、M为例， 其是将激光的能量转化为热能使金属粉末成型， 在制 说明书 4/25 页 7 CN 212264533 U 7 造过程中， 金属粉末加热到完全熔化后成型。 计算机将物体的三维数据转化为一层层截面 的2D数据并传输给打印机， 打印机控制激光在铺设好的粉末上方选择性地对粉末进行照 射， 激光能量被粉末吸收并转换为热能， 选区内的金属粉末加热到完全熔化后成型， 加工成 当前层。 后续， 将新的一层粉末铺撒在已烧结的当前层之上， 设备调入新一层截面的数据进 行加工， 与前一层截面粘结， 此程逐层循环直至整个物体成型。 0048 以电子束熔炼EBM为例， 其是使用高能电子束来熔化金属粉末。 计算。

29、机将物体的三 维数据转化为一层层截面的2D数据并传输给打印机， 打印机在铺设好的金属粉末上方选择 性地向金属粉末发射电子束， 电子的动能转换为热能， 选区内的金属粉末加热到完全熔化 后成型， 加工成当前层。 后续， 将新的一层金属粉末铺撒在已烧结的当前层之上， 设备调入 新一层截面的数据进行加工， 与前一层截面粘结， 此过程逐层循环直至整个物体成型。 0049 以液晶面光源固化LCD为例， 在LCD打印设备中， 包括位于所述容器上方的LCD液晶 屏、 在LCD液晶屏上方对正设置的光源。 辐射装置中的控制芯片将待打印切片的分层图像通 过LCD液晶屏投影到打印面， 利用LCD液晶屏所提供的图案辐射。

30、面将容器中的粉末材料固化 为相应的图案固化层。 0050 以数字光处理DLP为例， 在DLP打印设备中， 包括DMD芯片、 控制器和存储模块。 其 中， 所述存储模块中存储将3D构件模型分层的分层图像。 所述DMD芯片在接受到控制器的控 制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到容器顶面。 其中， DMD芯片外观看起来只是 一小片镜子， 被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内， 事实上， 这面镜子是由数十万乃至上 百万个微镜所组成的， 每一个微镜代表一个像素， 所投影的图像就由这些像素所构成。 DMD 芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片， 所述控制器通过控制DMD芯 片中各光开关。

31、来允许/禁止各微晶片反射光， 由此将相应分层图像经过容器的透明顶部照 射到光固化材料上， 使得对应图像形状的光固化材料被固化， 以得到图案化的固化层。 0051 为便于描述， 以下实施例中将主要以所述3D打印设备为选择性激光烧结SLS为例 进行说明， 但并不以此为限。 在其他实施例中， 也可采用其他可适用类型的3D打印设备。 对 应地， 本实施例中的粉末材料可以相应为SLS打印中常用的混合有树脂、 塑料等粉末材料。 0052 在SLS打印设备中， 所述容器包括补料装置和成型腔体， 为将补料装置中的粉末材 料刮扫到成型腔体中， 所述打印设备还包括作业平台和刮刀， 由于成型腔体的腔体口与补 料装置。

32、的出料口均位于作业平台上， 所述构件平台在打印过程中位于所述成型腔体内， 因 此通过成型腔体与补料装置的升降配合， 所述刮刀可沿作业平台将补料装置中的粉末材料 平铺在成型腔体内的构件平台上。 在SLS打印设备中， 打印面即位于所述作业平台的上表 面。 0053 通常， 所述打印面又叫打印基准面， 其根据辐射装置预先标定的辐射平面而确定 其在容器内相应高度的位置处， 在所述打印面与构件平台之前的间隙内铺设有粉末材料以 供所述辐射装置进行选择性辐射。 0054 在一个示例性的实施例中， 所述辐射装置包括： 移动机构、 以及多个能量束发射 器。 0055 所述移动机构可沿所述3D打印设备的打印面移动。

33、， 所述多个能量束发射器经排布 地整体设置在所述移动机构上。 在移动机构沿所述3D打印设备的打印面移动期间， 所述多 个能量束发射器按照所获取的横截图像将铺设在所述3D打印设备的构件平台与打印面之 说明书 5/25 页 8 CN 212264533 U 8 间间隙内的粉末材料进行选择性辐射处理， 从而形成与所述横截图像对应的横截层。 0056 所述移动机构设置在3D打印设备的容器外部且具有横跨打印面上的横梁， 多个能 量束发射器经排布地整体设置在所述横梁上， 所述移动机构还包括： 驱动组件， 其举例包括 导轨以及设置在导轨上的滑块， 所述导轨以及设置在导轨上的滑块可设置在容器的单侧或 双侧。 。

34、所述横梁固定在所述滑块上， 由此在滑块沿导轨移动的过程中带动所述多个能量束 发射器移动。 0057 由于多个能量束发射器是在所述移动机构的移动过程中进行辐射工作， 因此为使 构件平台与打印面之间间隙内的粉末材料成型， 所述移动机构的移动方式和移动速度可依 据所述多个能量束发射器的工作速度而配置。 例如， 当所述多个能量束发射器的工作速度 较快时(即可在较短时间内依照所获取的横截图像使其幅面内的粉末材料成型)， 则所述移 动机构可被配置为以较快的速度连续移动； 又如， 当所述多个能量束发射器的工作速度较 慢时， 则所述移动机构可被配置为以较慢的速度连续移动或间歇性移动， 从而给予所述多 个能量束。

35、发射器充分的时间以使所述3D打印设备的构件平台与打印面之间间隙内的粉末 材料成型。 0058 其中， 所述横截图像即为3D打印设备在选择性固化一横截层时对应3D模型中的切 片图像。 在一实施方式中， 所述辐射装置与3D打印设备的控制装置相连接， 从而将每一层的 打印任务中对应的横截图像发送给所述辐射装置， 以便辐射装置依据该横截图像将铺设在 所述3D打印设备的构件平台与打印面之间间隙内的粉末材料进行选择性辐射处理， 从而形 成对应所述横截图像的横截层(即图案固化层)。 0059 应当理解， 所述选择性辐射是指按照所述横截图像中各需打印的像素位置与打印 面上的辐射位置的对应关系选择相应的能量束发。

36、射器发射能量束， 从而形成对应所述横截 图像的横截层。 0060 所述能量束发射器即为能够发射使粉末材料成型的能量的装置。 能量束发射器的 类型可依据3D打印设备的类型而确定， 例如当3D打印设备为SLS、 SLM设备时， 所述能量束发 射器可为激光发射装置； 当3D打印设备为EBM设备时， 所述能量束发射器可为高能电子束； 当3D打印设备为LCD设备时， 所述能量束发射器可为LED光源。 0061 有鉴于此， 可以理解的是所述能量束发射器所辐射的能量在一些实施方式中可以 为光能量， 例如激光、 LED光源等。 或者， 所述各能量束发射器还可与一能量源相连， 从而接 收由所述能量源提供的能量，。

37、 例如所述能量源为激光器， 所述激光器通过激光光纤与各能 量束发射器相连以为各能量束发射器提供能量。 在本实施例中， 所述3D打印设备为SLS设 备， 所述能量束发射器为激光发射装置。 0062 在一个示例性的实施例中， 各所述能量束发射器排布成线状。 0063 请参阅图1， 其显示为本申请中的能量束发射器的排布方式在一实施方式中的示 意图。 0064 在本实施例中， 所述能量束发射器包括激光发射端子和位于每一激光发射端子射 出光路上的振镜。 其中， 所述振镜包含用于调整光路以改变激光发射端子所射出的能量束 的角度的反射镜面以及转动机构。 所述反射镜面举例为三菱镜或单面的反射镜。 0065 所。

38、述能量束发射器中的各激光发射端子按照所对应的振镜所能调整的能量束的 角度范围(又称第二辐射范围)而间隔排布， 以使辐射装置整机能够无间隙地在整个打印幅 说明书 6/25 页 9 CN 212264533 U 9 面的宽度/长度内辐射能量。 如图1所示， 各所述能量束发射器101位于同一直线上并由此排 布成线状， 所述激光发射端子发射出的激光为点状， 每一激光发射端子受控地调整输出激 光束的能量， 例如， 所述激光发射端子受控地发射预设功率的激光束以及停止发射该激光 束， 又如， 所述激光发射端子受控地提高激光束的功率以及降低激光束的功率。 激光发射端 子发出的激光通过振镜调整激光束的辐射角度以。

39、将激光束投射至理想位置， 从而使构件平 台与打印面之间间隙内的粉末材料成型。 0066 在辐射装置的移动机构移动过程中， 各振镜根据相应激光发射端子移动的瞬时位 置调整所述激光发射端子所发出的能量束的角度， 从而在所述能量束发射器随移动机构移 动并逐点扫描的过程中将铺设在所述构件平台与打印面之间间隙内的粉末材料进行选择 性辐射处理， 形成对应所述横截图像的横截层。 在此过程中， 由于能量束发射器的数量为多 个， 因此在同一时间各能量发射器均执行扫描操作， 以此提高打印效率。 0067 在可能的实施方式中， 在所述移动机构的移动期间， 各所述能量束发射器依据所 移动的瞬时位置与所述横截图像中的像。

40、素位置的对应关系调整所辐射的角度以进行能量 辐射。 0068 应当理解， 所述打印面上的各位置点与横截图像中的各像素点之间具有对应关 系， 在打印时， 各能量束发射器依据横截图像以及所述对应关系对粉末材料进行选择性辐 射处理， 以形成对应所述横截图像的横截层。 在此， 由于能量束发射器可通过调整振镜来调 整其能量束的发射角度， 因此当能量束发射器移动到相应瞬时位置后， 通过调整能量束发 射器的辐射角度即可依据横截图像中各像素点的像素位置在打印面上进行辐射。 0069 在一个示例性的实施例中， 请参阅图4， 其显示为本申请中辐射装置的控制方法在 一实施方式中的示意图。 0070 如图所示， 在步。

41、骤S410中， 控制所述辐射装置从打印面的一侧移动至另一侧。 0071 在此， 通过辐射装置的移动机构带动所排布的各能量束发射器整体地从打印面的 一侧移动至另一侧。 在移动期间， 辐射装置的各能量束发射器的辐射范围可覆盖整个打印 面。 其中， 所述打印面的一侧和打印面的另一侧是根据打印面的打印长度/打印宽度而言 的。 以打印面为长方形为例， 若辐射装置沿打印长度方向移动， 则其从打印面的短边的一侧 移动至打印面的短边的另一侧； 若辐射装置沿打印宽度方向移动， 则其从打印面的长边的 一侧移动至打印面的长边的另一侧。 0072 在一个示例性的实施例中， 对于包括有刮刀机构的3D打印设备而言， 所述。

42、辐射装 置还可被配置为与3D打印设备的刮刀机构联动设置， 从而在所述辐射装置从打印面的一侧 移动至另一侧的同时， 所述刮刀机构和辐射装置整体地从所述打印面的一侧移动至另一 侧。 例如， 可将所述辐射装置设置在所述刮刀机构上， 或者将刮刀机构设置在所述辐射装置 (例如设置在辐射装置的移动机构)上以实现整体移动； 又如， 可将所述辐射装置和所述刮 刀机构共同设置在一承载装置上或两者并排连接以实现整体移动。 0073 请继续参阅图4， 在步骤S420中， 在所述辐射装置移动期间， 根据所述辐射装置途 经的瞬时位置调整所述辐射装置所发出的至少一个能量束的角度， 以按照所述横截图像在 所述打印面上进行扫。

43、描。 0074 其中， 所述瞬时位置即为在移动期间的某一时刻中辐射装置所处在的位置。 0075 在一实施方式中， 所述瞬时位置是按照所述辐射装置的初始位置和移动速度而确 说明书 7/25 页 10 CN 212264533 U 10 定的。 例如， 以辐射装置连续移动为例， 所述辐射装置的移动机构在开始工作后， 已知当前 时间到工作开始时间的时间差， 则可通过辐射装置的初始位置、 移动速度确定辐射装置的 瞬时位置。 其中， 为确保辐射装置一边连续移动一边选择性辐射能量， 所述移动速度v与调 整能量束角度 之间满足vtan d， 其中， d表示能量束的发射速度， 以使经辐射得到的横 截层的轮廓精。

44、度满足设计需求。 在另一实施方式中， 所述瞬时位置还可以是由设置在所述 辐射装置的移动路线上的传感器所提供的。 例如， 以辐射装置间歇式移动、 或连续移动为 例， 在所述辐射装置的移动路线上设置有位移传感器， 当辐射装置到达某一传感器的位置 处时触发感应由此确定辐射装置的瞬时位置。 在再一实施方式中， 所述瞬时位置也还可设 置在所述辐射装置上的传感器所提供的。 例如， 在所述辐射装置上设置有位移传感器， 所述 辐射装置可根据位移传感器提供的数据而确定辐射装置的瞬时位置。 0076 在此， 所述辐射装置的移动机构从打印面的一侧移动到另一侧， 设置在所述移动 机构上的多个能量束发射器随移动机构沿打。

45、印面的一侧移动到另一侧并在移动过程中向 打印面辐射能量。 在移动期间， 移动机构每移动到一位置， 各能量束发射器均可对在该位置 上其能量可辐射到的范围内的打印面进行扫描。 基于此， 在移动机构的移动期间， 各能量束 发射器根据其途经的瞬时位置来调整所发射的能量束的角度， 由此可对该瞬时位置上所能 辐射到的范围进行扫描。 其中， 调整所发射的能量束的角度的方式可通过调整能量束发射 器中的振镜来实现。 0077 由于本申请中需要移动机构与能量束发射器之间协同工作以完成打印任务， 如果 移动机构移动得过快， 则能量束发射器无法在移动期间完成扫描任务； 如果移动机构移动 得过慢， 则影响打印效率。 因。

46、此， 移动机构与能量束发射器之间应当被配置为在移动机构的 移动期间能量束发射器刚好能将整个横截图像打印完毕以形成横截层。 为此， 一方面需要 合理控制移动机构的移动速度以使其移动速度满足各能量束发射器的打印速度； 另一方面 还需要确定在各瞬时位置处， 横截图像中的各像素位置在各能量束发射器所能扫描的范围 内对应的辐射位置， 从而合理规划打印策略。 0078 在可能的实施方式中， 首先依据各能量束发射器在瞬时位置处所能扫描的范围确 定在所述范围内横截图像的各像素位置及其对应的辐射位置， 再调整所述能量束发射器在 所述瞬时位置处所发出的能量束的角度， 以使所述能量束辐射到所确定的辐射位置。 007。

47、9 具体地说， 由于横截图像中的各像素与打印面中的各位置具有对应关系， 故在此 首先根据各能量束发射器在瞬时位置处的辐射范围(即所能扫描的范围)， 确定该范围映射 在横截图像中的相应范围内所包括的各像素位置， 以及该范围在打印面中所对应的各辐射 位置， 再令各能量束反射器在该瞬时位置处， 依据横截图像中的像素位置向辐射位置发射 能量。 假设在横截图像中需要被扫描的像素点为黑点， 不需要被扫描的像素点为白点， 则各 能量束发射器依据范围内的黑点像素位置， 调整振镜以使激光束向这些黑点像素位置对应 于打印面的辐射位置投射能量， 以将构件平台与打印面之间间隙内的粉末材料形成对应于 所述横截图像的横截。

48、层。 0080 以下将通过一示例说明本实施方式中的辐射装置在某一瞬时位置处的打印过程。 0081 请继续参阅图1， 在图1所示的示例中， 箭头方向为与移动机构的行径方向垂直的 方向， 各能量束发射器101的振镜最大摆动幅度为 角( 角的大小与移动机构的移动速度相 匹配)， 通过该 角可确定各能量束发射器的扫描范围。 说明书 8/25 页 11 CN 212264533 U 11 0082 在此， 可经各所述能量束发射器调整辐射角度而制造出与移动方向垂直的横截 层。 假设在一横截层中需要打印如图1中箭头方向上的一条直线(即横截图像中包括该直 线)， 首先根据各能量束发射器在移动过程中各瞬时位置处。

49、的扫描范围确定每一扫描范围 映射在横截图像中的相应像素范围， 从而确定每一像素范围中有关该待打印直线的像素位 置， 以及各有关所述直线的像素位置对应于打印面的辐射位置。 在移动机构的移动过程中， 当到达对应的瞬时位置时， 则控制各能量束发射器向该瞬时位置对应的辐射位置发出激光 束， 使构件平台与打印面之间间隙内的粉末材料成型以形成所述直线。 0083 在一实施方式中， 可将所述直线依据各所述能量束发射器的辐射范围分为若干线 段， 每一线段被配置为由不同的能量束发射器打印， 再进一步将每一线段分为若干打印点， 从而控制各能量束发射器在不同的瞬时位置处向对应线段中的部分打印点辐射能量， 由此 在经。

50、过多个瞬时位置后， 完成整条直线的打印。 0084 在一个示例性的实施例中， 为进一步提高打印效率， 所述辐射装置所辐射出的能 量可以为线状或是面状。 例如， 各所述能量束发射器可排布成面阵列状。 其中， 所述面阵列 状包括： 根据移动方向而形成的矩阵排布的点阵状的面阵列， 或者根据移动方向而形成的 交错排布的点阵状的面阵列。 0085 在一实施方式中， 请参阅图2， 其显示为本申请中的能量束发射器的排布方式在另 一实施方式中的示意图。 如图所示， 多个能量束发射器根据移动机构的移动方向(即图2中 的箭头a方向)形成一矩阵排布的点阵状面阵列201， 面阵列201中的每个能量束发射器受控 地调整。