CN110023057B - 增材制造环境中的能量密度映射 - Google Patents

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Abstract

提供了用于生成将要在增材制造环境中被构建的对象的能量密度图的***和方法。某些实施例提供了一种用于利用增材制造来构建对象的方法，该方法包括：接收用于构建对象的作业文件，其中作业文件包括对象的多个切片，并且其中对象的第一切片指示用于将能量源施加到构建材料以构建对象的第一切片的扫描线；确定能量源的操作参数；以及基于作业文件和能量源的操作参数来生成对象的第一切片的第一能量密度图，其中第一能量密度图指示每构建材料面积的来自能量源的、针对对象的第一切片而被施加到构建材料的能量的量。

Description

增材制造环境中的能量密度映射
技术领域
本申请涉及用于在增材制造环境中构建对象的空间能量分布。更具体地，本申请涉及用于生成将要在增材制造环境中被构建的对象的能量密度图的***和方法。
背景技术
扫描***(例如，激光扫描***、电子束扫描***等)被使用在许多不同应用中。这些应用之一是增材制造的领域，其中三维固体对象基于数字模型被形成。因为制造的对象是三维的，所以增材制造通常被称为三维(“3D”)打印。在增材制造中对扫描***的使用在立体光刻、激光烧结(“LS”)和激光熔融制造技术中特别普遍。这些技术使用扫描***来将能量源(例如，激光束、电子束等)引导到指定位置，以便聚合或固化用于创建期望的三维(“3D”)对象的构建材料的层。
在诸如烧结的产生对象的过程中，扫描***的能量源提供聚合、烧结或熔融构建材料的层所需要的能量。聚合或固化构建材料的层的能量的加热或提供可能影响所产生的对象的不同方面。
发明内容
本公开的某些实施例提供了一种用于在利用增材制造来构建对象的同时确定被施加到构建材料的能量的方法，该方法包括：接收用于构建对象的作业文件，其中作业文件包括对象的数字表示，对象的数字表示包括对象的多个切片，并且其中对象的第一切片指示用于将能量源施加到构建材料以构建对象的第一切片的扫描线；确定能量源的操作参数，其中操作参数包括能量源的功率；以及基于作业文件和能量源的操作参数来生成对象的第一切片的第一能量密度图，其中第一能量密度图指示每构建材料面积的来自能量源的、针对对象的第一切片而被施加到构建材料的能量的量，从而指示在构建对象的同时被施加到构建材料的能量。
本公开的某些当前未要求保护的实施例提供了一种用于利用增材制造来构建对象的装置，该装置包括：存储器；以及处理器，被配置为：接收用于构建对象的作业文件，其中作业文件包括对象的多个切片，并且其中对象的第一切片指示用于将能量源施加到构建材料以构建对象的第一切片的扫描线；确定能量源的操作参数；以及基于作业文件和能量源的操作参数来生成对象的第一切片的第一能量密度图，其中第一能量密度图指示每构建材料面积的来自能量源的、针对对象的第一切片而被施加到构建材料的能量的量。
本公开的某些实施例提供了一种用于在利用增材制造来构建对象的同时确定被施加到构建材料的能量中使用的装置，该装置包括：用于接收用于构建对象的作业文件的部件，其中作业文件包括对象的数字表示，对象的数字表示包括对象的多个切片，并且其中对象的第一切片指示用于将能量源施加到构建材料以构建对象的第一切片的扫描线；用于确定能量源的操作参数的部件，其中操作参数包括能量源的功率；以及用于基于作业文件和能量源的操作参数来生成对象的第一切片的第一能量密度图的部件，其中第一能量密度图指示每构建材料面积的来自能量源的、针对对象的第一切片而被施加到构建材料的能量的量，从而指示在构建对象的同时被施加到构建材料的能量。
本公开的某些实施例提供了一种计算机可读存储介质，具有存储于其上的指令，该指令用于执行用于在利用增材制造来构建对象的同时确定被施加到构建材料的能量的方法，该方法包括：接收用于构建对象的作业文件，其中作业文件包括对象的数字表示，对象的数字表示包括对象的多个切片，并且其中对象的第一切片指示用于将能量源施加到构建材料以构建对象的第一切片的扫描线；确定能量源的操作参数，其中操作参数包括能量源的功率；以及基于作业文件和能量源的操作参数来生成对象的第一切片的第一能量密度图，其中第一能量密度图指示每构建材料面积的来自能量源的、针对对象的第一切片而被施加到构建材料的能量的量，从而指示在构建对象的同时被施加到构建材料的能量。
附图说明
图1图示了与对象的层相对应的扫描图案的一个示例。
图2是图示了示例能量源的各种动态行为的曲线图。
图3图示了针对对象的层的能量密度图的视觉表示的一个示例。
图4图示了根据本公开的某些方面的用于生成针对对象的层的能量密度图的示例操作。
图5图示了对象的3D能量模型的视觉表示的一个示例。
图6图示了根据本公开的某些方面的用于标识对象中的关键区段的示例操作。
图7A图示了在调节对象的标识的关键区段的构建之前针对对象的层的能量密度图的视觉表示的一个示例。
图7B图示了在调节对象的标识的关键区段的构建之后针对对象的层的能量密度图的视觉表示的一个示例。
图8是用于设计和制造3D对象的***的一个示例。
图9图示了图8中示出的计算机的一个示例的功能框图。
图10示出了用于使用增材制造***来制造3D对象的高级过程。
具体实施方式
以下描述和附图涉及某些具体实施例。在任何特定上下文中描述的实施例不旨在将本公开限制于指定的实施例或任何特定用途。本领域技术人员将意识到，所公开的实施例、方面和/或特征不限于任何特定实施例。
本文描述的***和方法可以使用各种增材制造和/或三维(3D)打印***和技术来执行。通常，增材制造技术从将形成的3D对象的数字表示开始。一般而言，数字表示被划分成一系列横截面层或“切片”，其被叠加以作为整体形成对象。这些层表示3D对象，并且可以使用由计算设备执行的增材制造建模软件来生成。例如，软件可以包括计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)软件。关于3D对象的横截面层的信息可以被存储为横截面数据。增材制造(例如，3D打印)机器或***利用横截面数据用于在逐层的基础上构建3D对象的目的。因此，增材制造允许直接根据对象的计算机生成的数据(诸如计算机辅助设计(CAD)文件或STL文件)来制作3D对象。增材制造提供在没有工具并且无需不同部分的组装的情况下快速制造简单部分和复杂部分两者的能力。
增材制造过程一般包括从能量源(例如，激光、电子束等)提供能量以固化(例如，聚合)构建材料(例如，塑料、金属等)的层。例如，增材制造机器可以基于作业文件选择性地将来自能量源的能量施加到(例如，扫描)构建材料。作业文件可以包括关于将要使用增材制造过程构建的对象的数字表示的切片的信息。例如，对于每个切片，作业文件可以包括关于针对能量源将能量施加到(例如，用于扫描的激光、用于扫描的电子束等)构建材料与该切片相对应的物理层的扫描图案的信息。应当指出，如本文所讨论的，术语切片和层可以可互换使用。扫描图案可以包括一个或多个矢量，每个矢量指示将能量施加到构建材料的层的空间位置和将能量施加到构建材料的方向(例如，在扫描的同时在构建材料之上移动激光束、电子束或气体能量源的方向)。
增材制造机器通过根据如作业文件中所指示的针对每个个体层的扫描图案将能量施加到(例如，扫描)构建材料的层来在逐层的基础上构建对象。例如，增材制造机器可以根据针对第一切片的扫描图案来扫描与对象的数字表示的第一切片相对应的物理构建材料的第一层。增材制造机器可以然后根据针对第二切片的扫描图案来扫描对应于与第一切片相邻的第二切片的构建材料的第二层。增材制造机器继续扫描与作业文件中的所有切片相对应的构建材料的层，直到与最后一个切片相对应的层被扫描。
在扫描过程期间，在逐层的基础上将能量从能量源施加到构建材料，以在逐层的基础上构建对象。在一些方面中，对象的一些区段或区可以接收与对象的其他区段不同量的能量。例如，构建材料的不同层的不同区段或区可以接收不同量的能量。施加到对象的层的不同区段的这些不同量的能量可能影响最终构建对象。例如，对象的不同区段的质量，诸如强度、厚度、多孔性、大小、形状、光洁度等可以基于施加到区段的能量的量。因此，控制在对象的构建过程期间施加到构建材料的能量的量可以影响最终构建对象的总体质量。
例如，当施加到对象的能量的量导致多孔性时，这还将可能影响诸如机械强度、硬度或疲劳寿命的材料性质。在对象的其中能量密度低的区域中，原材料可能不会完全烧结或熔融，并且因此多孔性可能存在。在对象的其中能量密度高的区域中，多孔性可能由于材料在高温的退化和/或诸如锁眼多孔性的新类型的多孔性的形成而存在。高多孔性的区域可以在结构上较弱和/或易于疲劳。
在一些实施例中，施加到一个单位的构建材料或包含于一个单位的构建材料中的能量的量是其能量密度。能量的量可以每单位体积、每单位面积或1D、2D或3D空间中的每单位度量来考虑。能量的数量可以处于对象的切片中或切片的部分中。能量的数量可以处于切片的子集中，例如处于给定切片以及位于正上方的一个或多个切片和/或者位于正下方的一个或多个切片中。能量密度可以根据这些几何结构中的任一个或根据任何空间单位来计算。能量密度可以是给定空间中的实际能量密度，或者可以是基于模型的模拟能量密度。在一些实施例中，能量密度的一个或多个变型被计算，诸如累积能量密度、最大能量密度、最小能量密度、均值能量密度、或平均能量密度。
因此，本文中的某些实施例提供用于生成将要在增材制造环境中被构建的对象的能量密度图的***和方法。例如，能量密度图可以针对对象的数字表示的每个切片而生成(例如，作业文件)。能量密度图可以指示当制造对象的层时每构建材料层面积的来自能量源的施加到构建材料层的能量的量(例如，能量的估计量或实际施加的能量)。
在一些实施例中，能量密度图用于标识对象(例如，区或体积)的关键区段(例如，当构建时具有潜在错误的区段，其可以被称为不一致)，或者区段具有错误或不一致的概率。例如，能量密度图可以用于标识对象的可能不具有足够质量的区段(例如，对象中的空洞，是畸形的，较弱的，高多孔性，等等)。在一些实施例中，能量密度图可以用于估计或确定具有几何不一致的区段(例如，构建对象的实际得到尺寸与对象的数字表示的尺寸之间的差异)。在一些实施例中，能量密度图用于优化对象的构建。例如，可以调节来自能量源的能量在对象的标识的关键区段处到构建材料的施加。例如，扫描图案、能量源的功率水平、在扫描的同时能量源被移动的速率、来自能量源的射束形状、和/或来自能量源的射束直径可以被调节。在一些实施例中，扫描图案可以通过修改在对象的标识的关键区段处的作业文件(例如，包括更多或更少的扫描线)来调节。在一些实施例中，可以以自动化方式修改来自能量源的能量在标识的关键区段处到构建材料的施加。因此，能量密度图的生成可以有利地允许对增材制造过程的增强控制，并且导致使用增材制造过程被构建的对象的更高质量。
选择性激光烧结(LS)是用于3D打印对象的增材制造技术。LS装置通常使用高功率激光器(例如，二氧化碳激光器)来将小颗粒的塑料、金属、陶瓷、玻璃粉末或其他合适的材料“烧结”(即融合)成3D对象。LS装置可以使用激光器根据CAD设计或作业文件来扫描粉末床的表面上的横截面。此外，LS装置可以在一层已经完成之后将制造平台降低一层厚度并且添加新的一层材料以便新的一层可以被形成。在一些实施例中，LS装置可以对粉末进行预加热，以便使激光器更易于在烧结过程期间升高温度。尽管本文描述的实施例可以参考LS来描述，但是与如本领域普通技术人员将理解的，这些实施例也可以其他合适的增材制造技术一起使用。
图1图示了与对象的层相对应的扫描图案100的一个示例。例如，扫描图案100是针对与对象的层相对应的对象的数字表示的切片的。切片可以是由增材制造机器用于构建对象的作业文件的一部分的多个切片之一。如所示出的，扫描图案100包括一组线105。扫描图案100的线105向增材制造机器指示将要在哪里将来自能量源的能量施加到与对象的层相对应的构建材料。例如，增材制造机器可以以与扫描图案100的线105匹配的图案来将能量源(例如，激光束、电子束等)在构建材料层之上进行扫描。在一些方面中，线105包括矢量。线105的矢量指示将能量施加到构建材料层的空间位置和移动能量源并将能量施加到构建材料的方向(例如，在扫描的同时在构建材料之上移动激光束、电子束或气体能量源的方向)。
在一些实施例中，计算设备可以存储和访问针对对象的作业文件。如所讨论的，作业文件包括对象的数字表示。对象的数字表示可以包括与对象的层相对应的多个切片。切片中的每个切片可以包括诸如扫描图案100的扫描图案。在一些实施例中，计算设备被配置为基于针对对象的作业文件中的对应切片来生成针对对象的每层的能量密度图。
在一些实施例中，计算设备基于(例如，作业文件中的)针对层的扫描图案和用于构建对象的增材制造机器的能量源的操作参数来生成针对对象的层的能量密度图。例如，(例如，针对激光束的)操作参数可以包括能量源的功率、能量源的扫描速率、从能量源发射的射束的大小(例如，直径)、以及从能量源发射的射束的形状中的一个或多个。在一些方面中，诸如在能量源包括电子束的情况下，操作参数可以包括能量源的功率、能量源的扫描速率、加速电压以及能量源的电流中的一个或多个。如所讨论的，作业文件包括对象的数字表示，包括与对象的层相对应的切片。切片包括扫描图案(例如，扫描图案100)。
计算设备可以基于对应切片的扫描图案来确定用于扫描与对象的层相对应的构建材料层的能量源的空间位置。具体地，如所讨论的，扫描图案可以指示该空间位置和将能量施加到构建材料层的方向。计算设备还可以计算由能量源在能量将要被施加到构建材料层的每个区处施加的能量的量。
例如，计算设备可以基于扫描图案和能量源的操作参数来计算将要由能量源施加在每个区处的能量。具体地，在一些实施例中，计算设备使用能量源的空间位置以及可选地(例如，针对激光束的)射束形状和/或射束大小(例如，对于激光束)或加速电压和/或电流(例如，对于电子束)来确定构建材料上能量将要被施加到的区。另外，计算设备使用能量源在扫描的同时将要被移动的扫描速率和/或方向来确定能量将要在每个区处被施加的持续时间。计算设备然后使用能量源的功率水平和能量源将要在每个区处被施加的持续时间来确定将要在构建材料的每个区处施加的能量的量。例如，计算设备可以针对构建材料的每个区将能量将要被施加的持续时间乘以能量源的功率水平。在另一示例中，计算设备可以针对构建材料的每个区将能量源的功率水平除以能量源在构建材料之上移动的速度(例如，扫描速率)，以确定由能量源在每个区处施加的能量。
在一些实施例中，计算设备基于(例如，作业文件中的)针对层的扫描图案和用于构建对象的增材制造机器的能量源的操作参数并且还基于能量源的动态行为来生成针对对象的层的能量密度图。能量源的动态行为可以包括能量源的扫描器的动态行为，诸如操纵激光束的镜的移动。能量源的动态行为还可以包括能量本身的动态行为，诸如能量源(例如，激光器)的功率水平的上升时间和下降时间。例如，能量源的动态行为可以包括能量源的上升时间、建立时间、延迟时间、加速时间、以及减速时间中的一个或多个。图2是图示了示例能量源的各种动态行为的曲线图200。具体地，x轴表示时间，并且y轴表示能量源的功率水平。例如，能量源的上升时间tr可以是能量源到达用于扫描构建材料的功率水平的百分比(例如，98％)的时间。能量源的加速时间可以是在到达稳态扫描速率之前的时间。延迟时间td可以是能量源在接收生成能量的命令之后开始生成能量所花费的时间。建立时间ts可以是能量源到达稳态(例如，在用于扫描构建材料的功率水平的2％-5％之内)的时间。能量源的减速时间可以是在能量源的移动被停止之前的时间。
动态行为可以连同先前讨论的扫描图案和操作参数一起由计算设备用于确定能量在每个区处被施加的持续时间以及能量源在每个区处施加的功率水平。如先前所讨论的，计算设备然后使用能量源的功率水平和能量源将要在每个区处施加的持续时间来确定将要在构建材料的每个区处施加的能量的量。在另一示例中，动态行为可以连同先前讨论的扫描图案和操作参数一起由计算设备用于确定能量在每个区处被施加的速度以及能量源在每个区处施加的功率水平。计算设备可以针对构建材料的每个区将能量源的功率水平除以能量源在构建材料之上移动的速度(例如，扫描速率)，以确定由能量源在每个区处施加的能量。在一些方面中，能量源的速度基于功率水平来调整。
在一些方面中，针对特定能量源的能量源的动态行为可以基于能量源和包括能量源的增材制造设备的方面来确定。在一些方面中，耦合到增材制造设备并被配置为控制增材制造设备的操作的控制器被配置为标识能量源的这样的动态行为并将这样的信息提供给计算设备。在一些方面中，控制器本身是计算设备。在一些方面中，能量源的动态行为以及因此能量的估计量可以在没有实际构建对象的情况下被确定。
计算设备可以相应地基于扫描图案和能量源的操作参数以及可选地基于能量源的动态行为来确定将要在构建材料层的每个区处施加的能量的估计量。例如，能量的量可以被表示为每构建材料面积的焦耳的数目(例如，J/mm2)。在每个区处的能量的量可以被汇编在一起并用于生成指示将要在构建材料层的每个区处施加的能量的量的能量密度图。在一些方面中，能量的估计量可以在没有实际构建对象的情况下被确定。在没有实际构建对象的情况下被计算的这样的能量密度图可以是预构建能量密度图的示例。因此，计算设备确定在构建材料层的每个区处施加多少能量。在一些实施例中，针对层的能量密度图包括一组值，其指示与构建材料的区的空间位置(例如，坐标、大小、形状等)相关的能量的量。图3图示了针对对象的层的能量密度图300的视觉表示的一个示例。在密度图300的每个区处的阴影水平可以指示针对该层在构建材料的每个区处的能量密度(例如，施加的能量的量)。例如，较暗的阴影指示较高的能量密度，并且较浅的阴影指示较低的能量密度。在一些方面中，计算设备可以向用户(例如，在屏幕上)视觉地显示能量密度图300以允许用户标识将要构建的对象的潜在关键区段(例如，具有太低或太高能量密度的区域)。
在一些实施例中，预构建能量密度图被用作用于基于模拟的分析的输入。例如，所模拟的构建可以在实际构建之前被生成，以便预测构建的错误或次优特征。构建或构建的区段中的层的能量密度图可以用作用于构建的模拟的输入。在某些实施例中，能量密度图可以包括针对构建中的所有切片的能量密度信息。备选地，能量密度图可以包括来自选择的切片的能量密度信息。针对模拟的计算负担可以被减轻，尤其是在针对构建的能量密度图包括针对表示整个对象的选择的体积(例如，包括两个或更多个切片的体积)的能量密度计算的情况下。尽管包括从每个切片获取的能量密度计算的能量密度图可以是大的，但是针对对象的能量密度图的较小版本可以包括从包括多个切片而不是所有切片的整体的体积获取的平均能量密度计算。
在一些实施例中，除了基于扫描图案和能量源的操作参数以及可选地基于能量源的动态行为来估计将要在构建材料层的每个区处施加的能量的量或者作为其备选方案，计算设备确定在每个区处施加的能量的实际量。例如，计算设备可以确定在每个区处施加的能量的实际量被用作对实际构建部分的质量的检查、用作对增材制造设备的操作的检查、用作对在估计量不同于实际量的情况下是否修改作业文件以用于对象的后续构建的检查，等等。在一些实施例中，增材制造设备的控制器在对象被构建的同时在构建过程期间随时间确定(例如，日志记录、监测等)能量源的实际位置和/或速度以及可选地确定能量源的实际功率水平。控制器可以将能量的施加的位置信息、持续时间信息、和/或速度提供给计算设备。计算设备然后基于能量源的功率水平以及能量在每个区处被施加的持续时间和/或速度以确定在构建材料的每个区处施加的能量的量来确定在构建材料的每个区处实际施加的能量的量。如本文所讨论的，计算设备可以然后生成针对层的能量密度图。基于当实际构建对象时收集的信息而计算的这样的能量密度图可以是后构建能量密度图的示例。
在一些方面中，预构建能量密度图和后构建能量密度图两者都可以针对对象被生成。可以由计算设备比较后构建能量密度图和预构建能量密度图，以标识不同能量密度图之间的偏差。在一些方面中，偏差可以由计算设备用于确定增材制造设备的操作是否有错误。例如，大的偏差可以由于关于增材制造设备的错误。
在另外的方面中，能量密度图可以在构建期间被生成。以这种方式，在对象被构建时的实际能量密度可以与诸如预测的能量密度、预构建能量密度图或阈值的参考进行比较。在实际能量密度图偏离参考的位置中，可能存在高错误概率。鉴于具有高错误概率的区域，计算设备可以停止构建和/或采取校正动作。
图4图示了根据本公开的某些方面的、用于生成针对对象的层的能量密度图的示例操作400。在405处，接收对象的层的数字表示。例如，计算设备可以接收包括对象的数字表示的多个切片的作业文件。每个切片可以表示对象的层。另外，每个切片可以指示针对对象的层的扫描图案(例如，用于将能量源施加到构建材料以构建对象的层的扫描线)。在410处，确定能量源的用于构建对象的操作参数。例如，计算设备可以如所讨论的那样确定能量源的一个或多个操作参数。进一步地，在415处，基于能量源的操作参数和对象的层的扫描图案来生成对象的层的能量密度图。能量密度图指示每构建材料面积的来自能量源的、针对对象的层而被施加到构建材料的能量的量。在一些方面中，能量密度图还基于能量源的动态行为和/或能量源在实际构建对象的同时的实际位置来生成。
在一些实施例中，计算设备可以基于针对对象的每层而生成的2D能量密度图来生成3D能量模型(例如，体素模型)。例如，计算设备可以将与对象的每层相对应的能量密度图“堆叠”，以便生成对象的3D能量模型。在一些方面中，计算设备可以向用户(例如，在屏幕上)视觉地显示3D能量模型，以允许用户标识将要构建的对象的潜在关键区段(例如，具有太低或太高能量密度的区)。图5图示了对象的3D能量模型的视觉表示的一个示例。
3D能量模型可以是对象的所选择的层(或切片)的“堆叠”。3D能量模型可以包括特定层和在z方向上位于特定层正上方的一个或多个层。3D能量模型可以包括特定层和在z方向上位于该层正下方的一个或多个层。无论是2D还是3D的能量密度图都可以包括从整个层或层的部分或这些的任何组合而做出的计算。
计算设备还可以利用对象的2D能量密度图和/或3D能量模型来标识对象(例如，区或体积)的关键区段(例如，当构建时具有错误可能性的区段)。例如，计算设备可以利用对象的2D能量密度图和/或3D能量模型来标识对象的可能不具有足够质量的区段(例如，2D区或3D体积)和/或具有几何不一致的区段。在一个示例中，计算设备可以利用对象的2D能量密度图和/或3D能量模型来确定对象的给定区段具有错误的概率。在一些方面中，在对象的给定区段具有错误的概率高于阈值的情况下，计算设备可以将区段标记为关键区段。
在一些实施例中，计算设备还可以利用对象的2D能量密度图和/或3D能量模型来调节对对象的这样的标识的关键区段的构建。例如，可以调节来自能量源的能量在对象的标识的关键区段处到构建材料的施加。例如，扫描图案、能量源的功率水平、在扫描的同时能量源被移动的速度、来自能量源的射束形状、来自能量源的射束大小、加速电压和/或电流可以被调节。在一些实施例中，扫描图案可以通过修改对象的标识的关键区段处的作业文件(例如，包括更多或更少的扫描线)来调节。在一些实施例中，来自能量源的能量在标识的关键区段处到构建材料的施加可以通过以下以自动化方式来修改：使用计算的错误概率或与阈值的偏差作为计算或调节来自能量源的能量的施加的函数的输入。
在一些实施例中，(例如，基于作业文件)将要被构建的对象的区段包括错误(例如，可能的缺陷或错误)的概率可以利用对象的3D能量模型来确定。例如，在一些方面中，3D能量模型是对象的体积的数字表示。计算设备可以将3D能量模型的体积划分成各自具有它们自己的体积的多个区段或区域。多个区域可以各自具有均匀体积，或者可以具有不同体积。计算设备可以然后针对多个区域中的每个区域确定该区域包括错误的概率。在一些实施例中，如果针对区域的概率高于阈值水平，则计算设备将该区域标识为关键区域。
在一些实施例中，计算设备基于3D能量模型来计算给定区域中每体积的能量的总体量。例如，针对给定区域中的每个面积的能量的量通过区域的总体体积来计算并除以区域的总体体积。计算设备然后将每体积的能量的量与至少一个阈值进行比较。例如，如果区域的每体积的能量的量低于第一阈值能量的量，则区域可以包括可能的缺陷并且被标记为关键区域。在另一示例中，如果区域的每体积的能量的量高于第二阈值能量的量(不同于第一阈值能量的量)，则区域可以包括可能的缺陷并且被标记为关键区域。在一些方面中，第一阈值和/或第二阈值对于对象的所有区域可以是相同的。例如，能量的下界量和/或上界量可以被确定以用于确保对象的特定构建质量。在一些方面中，第一阈值和/或第二阈值对于3D能量模型的每个区域可以是不同的。例如，针对区域的阈值可以是自适应的并且基于接近(例如，邻近)给定区域的区域中的每体积的能量的总体量。
在一些方面中，代替基于给定区域中的每体积的能量的总体量与一个或多个阈值的比较来将区域直接标识为关键区域，计算设备使用比较来将区域标识为潜在的关键区域。在一些方面中，计算设备然后确定潜在的关键区域包括错误的概率。例如，计算设备基于以下中的一个或多个来确定潜在的关键区域包括错误的概率：区域的体积、区域的纵横比、周围区域中的能量的量以及给定区域中的能量的量。计算设备可以将概率确定为例如基于这些因素的加权计算。
例如，对于被标识为具有低于阈值的每体积的能量的总体量的区域，区域的体积越大，所分配的概率越高，并且区域的体积越低，所分配的概率越低。例如，较大的体积可以具有在体积中包含缺陷的较高概率。在另一示例中，对于被标识为具有低于阈值的每体积的能量的总体量的区域，区域的纵横比越低(例如，区域的不同维度的值之间的差异越低)，所分配的概率越高，并且区域的纵横比越高，所分配的概率越低。例如，针状的区域可以具有比球形区域小的具有缺陷的概率。在另一示例中，对于被标识为具有低于阈值的每体积的能量的总体量的区域，周围区域中(例如，在围绕具有特定厚度的区域的壳状区域中)的能量的量越高，所分配的概率越低，并且周围区域中的能量的量越低，所分配的概率越高。例如，如果周围区域中的能量的量较高，则其可以部分地补偿给定区域中的较低量的能量。在另一示例中，对于被标识为具有低于阈值的每体积的能量的总体量的区域，给定区域中的每体积的能量的量越低，所分配的概率越高，并且给定区域中的每体积的能量的量越高，所分配的概率越低。
例如，对于被标识为具有高于阈值的每体积的能量的总体量的区域，区域的体积越大，所分配的概率越高，并且区域的体积越低，所分配的概率越低。例如，较大的体积可以具有在体积中包含缺陷的较高概率。在另一示例中，对于被标识为具有高于阈值的每体积的能量的总体量的区域，区域的纵横比越低(例如，区域的不同维度的值之间的差异越低)，所分配的概率越高，并且区域的纵横比越高，所分配的概率越低。例如，针状的区域可以具有比球形区域低的具有缺陷的概率。在另一示例中，对于被标识为具有高于阈值的每体积的能量的总体量的区域，周围区域中(例如，在围绕具有特定厚度的区域的壳状区域中)的能量的量越高，所分配的概率越高，并且在一些情况下，周围区域中的能量的量越低，所分配的概率越低。在另一示例中，对于被标识为具有高于阈值的每体积的能量的总体量的区域，给定区域中的每体积的能量的量越低，所分配的概率越低，并且给定区域中的每体积的能量的量越高，所分配的概率越高。
在一些方面中，针对每个区域的概率可以由计算设备存储并呈现给用户。在一些方面中，针对每个区域的概率可以与阈值进行比较，并且如果针对区域的概率高于阈值水平，则计算设备将该区域标识为关键区域。
在一些实施例中，计算设备可以基于针对对象的2D能量密度图来确定针对对象的潜在的关键区。例如，如由计算设备针对3D能量模型执行的类似计算可以代替地利用2D能量密度图以2D来执行。
在一些实施例中，计算设备基于层的2D能量密度图来确定该层的给定区段中每面积的能量的总体量。计算设备然后将每面积的能量的量与至少一个阈值进行比较。例如，如果区段的每面积的能量的量低于第一阈值能量的量，则区段可以包括可能的缺陷并且被标记为关键区域。在另一示例中，如果区段的每面积的能量的量高于第二阈值能量的量(不同于第一阈值能量的量)，则区段可以包括可能的缺陷并且被标记为关键区段。在一些方面中，第一阈值和/或第二阈值对于对象的层的所有区段可以是相同的。例如，能量的下界量和/或上界量可以被确定以用于确保对象的特定构建质量。在一些方面中，第一阈值和/或第二阈值对于2D能量密度图的每个区段可以是不同的。例如，针对区段的阈值可以是自适应的，并且基于接近(例如，邻近)给定区段的区段中的每面积的能量的总体量。
在一些方面中，代替基于给定区段中的每面积的能量的总体量与一个或多个阈值的比较来将区段直接标识为关键区段，计算设备使用比较来将区段标识为潜在的关键区段。在一些方面中，计算设备然后确定潜在的关键区段包括错误的概率。例如，计算设备基于以下中的一个或多个来确定潜在的关键区段包括错误的概率：区段的面积、周围区段中的能量的量以及给定区段中的能量的量。计算设备可以将概率确定为例如基于这些因素的加权计算。例如，区段的面积越大，所分配的概率越高，并且区段的面积越低，所分配的概率越低。例如，较大的面积可以具有在面积中包含缺陷的较高概率。在另一示例中，周围区段中(例如，在围绕具有特定厚度的区段的壳状区段中)的能量的量越高，所分配的概率越低，并且周围区段中的能量的量越低，所分配的概率越高。例如，如果周围区段中的能量的量较高，则其可以部分地补偿给定区段中的较低量的能量。在另一示例中，给定区段中的每面积的能量的量越低，所分配的概率越高，并且给定区段中的每面积的能量的量越高，所分配的概率越低。
在一些方面中，针对每个区段的概率可以由计算设备存储并呈现给用户。在一些方面中，针对每个区段的概率可以与阈值进行比较，并且如果针对区段的概率高于阈值水平，则计算设备将该区域标识为关键区段。
图6图示了根据本公开的某些方面的用于标识对象中的关键区段的示例操作600。在605处，接收将要被施加到对象的能量的量的数字表示。例如，计算设备可以接收对象的3D能量模型和/或对象的层的2D能量密度图。在610处，接收到的将要被施加到对象的能量的量的数字表示被划分成区段。例如，计算设备可以将对象的3D能量模型和/或2D能量密度图划分成具有定义的体积或面积的区段。在615处，确定区段是关键区段的概率。例如，如所讨论的，区段是关键区段的概率可以基于一个或多个因素来确定，一个或多个因素诸如区段的每体积或面积的能量的量与一个或多个阈值的比较。在620处，具有作为高于阈值的关键区段的概率的任何区段被标识为关键区段。
在一些实施例中，(例如，基于作业文件)将要被构建的对象的区段包括错误(例如，可能的缺陷或错误)的概率可以利用对象的3D能量模型来预测当由增材制造设备构建时对象的真实尺寸而被确定。例如，计算设备可以通过基于施加到对象的能量的量(例如，在不同空间方向上)缩放对象的数字表示来基于对象的3D能量模型而预测将要被构建的对象的真实尺寸。在一些方面中，对象的表示还可以被缩放(例如，施加的XY缩放)以校正制造的热效应。缩放到针对对象的设计界限之外的任何区段可以被标识为与关键区段相对应的几何不一致。
在一些实施例中，计算设备还可以利用对象的2D能量密度图和/或3D能量模型来调节对象的标识的关键区段的构建。例如，可以调节来自能量源的能量在对象的标识的关键区段处到构建材料的施加。例如，扫描图案、能量源的功率水平、在扫描的同时能量源被移动的速率、来自能量源的射束形状、来自能量源的射束直径、能量源的加速电压和/或电流可以被调节。在一些实施例中，扫描图案可以通过修改对象的标识的关键区段处的作业文件(例如，包括更多或更少的扫描线)来调节。在一些实施例中，可以以自动化方式修改来自能量源的能量在标识的关键区段处到构建材料的施加。例如，在被标识为具有低能量密度(例如，每体积或面积的能量的量低于第一阈值)的区段(或者对于那些区段的一个或多个矢量)，附加的矢量中的一个或多个可以被添加到针对该区段的(一个或多个)扫描图案，(一个或多个)扫描图案的一个或多个矢量可以被加长，(一个或多个)扫描图案的一个或多个矢量可以被拆分，能量源的用于在区段中进行扫描的功率水平可以被增大，能量源在区段中移动的速率可以被减小，能量源的射束大小(例如，直径)可以被减小(例如，以聚集每面积的更多能量)，射束形状可以被改变(例如，以聚集每面积的更多能量)，电流可以被改变(例如，增大)，并且/或者加速电压可以被改变(例如，增大)。在被标识为具有高能量密度(例如，每体积或面积的能量的量高于第二阈值)的区段(或者对于那些区段的一个或多个矢量)，矢量中的一个或多个可以在针对区段的(一个或多个)扫描图案中被移除或缩短，(一个或多个)扫描图案的一个或多个矢量可以被拆分，能量源的用于在区段中进行扫描的功率水平可以被减小，能量源在区段中移动的速率可以被减小，能量源的射束大小(例如，直径)可以被增大(例如，以聚集每面积的更少能量)，射束形状可以被改变(例如，以聚集每面积的更少能量)，电流可以被改变(例如，减小)，并且/或者加速电压可以被改变(例如，减小)。
例如，图7A图示了在调节对象的标识的关键区段的构建之前针对对象的层的能量密度图的视觉表示的一个示例。图7B图示了在调节对象的标识的关键区段的构建之后针对对象的层的能量密度图的视觉表示的一个示例。能量密度图中的线中的每条线表示扫描线。如所示出的，扫描线已经在图7A与图7B之间被调节。例如，在圆形区域705中，附加的扫描线已经被添加到图7B的能量密度图。另外，在圆形区域710中，扫描线已经从图7B的能量密度图被移除。扫描线已经被调节的区可以是目标用于后构建检测或后处理的区。
在一些方面中，在将要被构建的对象的标识的关键区段包括当由增材制造设备构建时对象的预测的真实尺寸与对象的数字表示(例如，CAD文件、作业文件等)的尺寸之间的差异时，来自能量源的能量在对象的标识的关键区段处到构建材料的施加可以被调节，因此当构建时对象的预测的真实尺寸与对象的数字表示的尺寸更好对准。
在另外的方面中，能量密度图可以用于确定至少一个感兴趣区域(ROI)。ROI可以是如以上所描述的关键区域或关键区段。ROI可能先前已经被标识为关键区段，例如，给定区段中的每面积的能量的总体量与一个或多个阈值进行比较并被确定为具有高错误概率的关键区段的区。在该ROI中，校正动作可以被采取，并且然后新能量密度图可以在ROI处被评估。备选地，ROI可以是基于特定几何结构、诸如热应力的应力或其他因素而易于具有缺陷的区带，并且可以基于除能量密度之外的其他测量或计算来标识。这样的计算的一个示例是预测金属的激光熔融中诱发的热残余应力的模型。在一些实施中，ROI可以是被标识为易于具有缺陷但是能量密度计算不指示与能量密度相关的高错误概率的区带。因此，可能能够消除能量密度作为错误中的潜在因素。在某些实施例中，能量密度计算可以指示能量密度可能是易于出错的根本因素，即使ROI先前使用其他测量或计算被标识。
在一些实施中，ROI可以是应当进行针对多孔性、结构完整性、疲劳等的附加测量的特定区带。例如，CT扫描可以在对象的ROI上执行，而不是在完整对象上执行。高分辨率扫描可以在ROI上执行，而同时较低分辨率扫描可以在对象的剩余部分上执行。最终，ROI可以是执行后处理流程的区，后处理流程诸如仅施加到ROI的局部热处理，例如以改进仅在该区域处的体积性质或者以改变诸如表面光洁度和/或表面多孔性的表面性质。如由能量密度图确定的ROI可以以自动化方式来确定以用于构建，并且例如在视觉显示器中被呈现给用户。
在某些实施例中，使用各种测量中的至少一种来标识对象中的区域，在此之后在该区域中进行能量密度计算以确认该区域具有错误或易于出错。示例性测量是温度、熔池动态、对诸如光学图像、CT扫描、IR图像的图像中的特征的检测、以及对象的物理特性或动态行为的其他度量。在一些实施例中，AM构建腔中的传感器用于在构建期间进行测量。当区域中的实际测量偏离了预期的测量时，能量密度图可以被生成以便确认可以在那些区域中预期到偏差，例如，因为对象具有已知的易于出错的区域。相反，当偏差出现但是未由对象中的特征预期到或容易解释的情况下，能量密度图可以提供针对问题或可能的错误的第二次检查。
在一些方面中，对针对将要被构建的对象的能量密度图的确定可以用于减小用于实际上构建对象的扫描时间。例如，多个扫描策略可以由计算设备针对对象生成。针对对象的扫描策略可以包括针对对象的每个层的扫描图案。不同的扫描策略可以具有针对对象的一个或多个层的彼此不同的扫描图案。用于使用扫描策略中的每一个来构建对象的时间可以由计算设备计算。另外，用于每个扫描策略的能量密度图可以由计算设备生成。因此，每个扫描策略包括相关联的扫描时间和相关联的一组能量密度图(以及可选地3D能量模型)。用于实际上构建对象的扫描策略中的一个扫描策略可以基于其能量密度图的质量/均匀度以及扫描时间来选择。例如，在一些方面中，一些均匀度可以为更快的扫描时间而做出牺牲。在一些方面中，一些时间可以为均匀度做出牺牲。在一些方面中，具有最快扫描时间的策略被选择并且关键区段如本文所讨论的被调节。
在某些方面中，能量密度图可以被用作用于进一步质量检测的参考。当能量密度图指示能量的量在将预测低错误概率的阈值之内时，该能量密度图可以被用作用于构建未来对象的标准或参考比较。因此，当被制造的对象的能量密度图基本上与参考能量密度图相同时，对象可以被预计为具有低错误概率。能量密度图还可以被用作用于质量认证的基础，例如，在制造的对象伴随有其自己的指示低错误概率的能量密度图的情况下，或者通过其能量密度图与参考图的比较。在一些实施例中，指示低错误概率的能量密度图可以用于验证对象中的任何错误是其他因素而不是能量密度的结果。
本发明的实施例可以被实践于用于设计和制造3D对象的***之内。转到图8，示出了适合用于实现3D对象设计和制造的计算机环境的一个示例。环境包括***800。***800包括一个或多个计算机802a-802d，其可以例如为任何工作站、服务器、或能够处理信息的其他计算设备。在一些方面中，计算机802a-802d中的每一个可以通过任何合适的通信技术(例如，互联网协议)而连接到网络805(例如，互联网)。因此，计算机802a-802d可以经由网络805在彼此之间发送和接收信息(例如，软件、3-D对象的数字表示、操作增材制造设备的命令或指令等)。
***800还包括一个或多个增材制造设备(例如，3-D打印机)808a-808b。如所示出的，增材制造设备808a直接连接到计算机802d(并且通过计算机802d经由网络805而连接到计算机802a-802c)并且增材制造设备808b经由网络805连接到计算机802a-802d。因此，本领域技术人员将理解，增材制造设备808可以直接连接到计算机802、经由网络805而连接到计算机802、和/或经由另一计算机802和网络805而连接到计算机802。
应当指出，尽管参考网络和一个或多个计算机描述***800，但是本文描述的技术还适用于单个计算机802，其可以直接连接到增材制造设备808。计算机802a-802d中的任一个可以被配置为用作参考图1-图7而描述的计算设备和/或控制器。另外，计算机802a-802d中的任一个可以被配置为执行本文描述的操作，包括参考图4和图6描述的操作400和600。
图9图示了图8的计算机的一个示例的功能框图。计算机802a包括与存储器920、输入设备930以及输出设备940处于数据通信的处理器910。在一些实施例中，处理器还与可选的网络接口卡990处于数据通信。尽管单独描述，但是应当理解，参考计算机502a描述的功能块不需要是单独的结构元件。例如，处理器910和存储器920可以被实施于单个芯片中。
处理器910可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件、或被设计为执行本文描述的功能的其任何适合的组合。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核心、或者任何其他这样的配置。
处理器910可以经由一个或多个总线而耦合以从存储器920读取信息或将信息写入存储器920。处理器可以附加地或在备选方案中包含存储器，诸如处理器寄存器。存储器920可以包括处理器高速缓存，包括其中不同级具有不同容量和访问速度的多级分层高速缓存。存储器920还可以包括随机存取存储器(RAM)、其他易失性存储设备、或非易失性存储设备。存储装置可以包括硬盘驱动器、光盘(诸如压缩碟(CD)或数字视频碟(DVD))、闪存、软盘、磁带、以及Zip驱动器。
处理器910还可以耦合到输入设备930和输出设备940以用于分别从计算机802a的用户接收输入和将输出提供给计算机802a的用户。合适的输入设备包括但不限于键盘、按钮、按键、开关、指向设备、鼠标、操纵杆、远程控制、红外检测器、条形码读取器、扫描仪、视频相机(可能与视频处理软件耦合以例如检测手势或面部姿态)、运动检测器、或麦克风(可能耦合到音频处理软件以例如检测语音命令)。合适的输出设备包括但不限于视觉输出设备(包括显示器和打印机)、音频输出设备(包括扬声器、头戴式耳机、耳机、以及报警器)、增材制造设备、以及触觉输出设备。
处理器910还可以耦合到网络接口卡990。网络接口卡990准备由处理器910生成的数据以用于根据一个或多个数据传输协议经由网络传输。网络接口卡990还对根据一个或多个数据传输协议经由网络接收的数据进行解码。网络接口卡990可以包括发送器、接收器、或两者。在其他的一些实施例中，发送器和接收器可以是两个分离的组件。网络接口卡990可以被实施为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件、或被设计为执行本文描述的功能的其任何适合的组合。
图10图示了用于制造3D对象或设备的过程1000。如所示出的，在步骤1005处，使用计算机(诸如计算机802a)来设计对象的数字表示。例如，2-D或3-D数据可以被输入到计算机802a以用于辅助设计3-D对象的数字表示。在步骤1010处继续，将信息从计算机802a发送到增材制造设备，诸如增材制造设备808，并且设备808根据接收到的信息来开始制造过程。在步骤1015处，增材制造设备808继续使用合适的材料(诸如液态树脂)来制造3-D对象。在步骤1020处，对象被最终构建。
这些合适的材料可以包括但不限于光致聚合物树脂、聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、诸如聚合物-陶瓷复合材料的可吸收材料等。商业上可用的材料的示例是：来自DSM Somos的DSM
Figure GDA0002358549040000221
系列材料7100、8100、9100、9420、10100、11100、12110、14120和15100；来自Stratasys的ABSplus-P430、ABSi、ABS-ESD7、ABS-M30、ABS-M30i、PC-ABS、PC ISO、PC、ULTEM9085、PPSF以及PPSU材料；来自3-Systems的AccuraPlastic、DuraForm、CastForm、Laserform和VisiJet材料线；来自EOS GmbH的PA材料线、PrimeCast和PrimePart材料以及Alumide和CarbonMide。来自3-Systems的VisiJet材料线可以包括Visijet Flex、Visijet Tough、Visijet Clear、Visijet HiTemp、Visijet e-stone、Visijet Black、Visijet Jewel、Visijet FTI等。其他材料的示例可以包括Objet材料，诸如Objet Fullcure、Objet Veroclear、Objet数字材料、Objet Duruswhite、ObjetTangoblack、Objet Tangoplus、Objet Tangoblackplus等。材料的另一示例可以包括来自Renshape 5000和7800系列的材料。另外，在步骤820处，生成3D对象。
本文公开的各个实施例提供控制器或计算机控制***的使用。技术人员将容易认识到这些实施例可以使用许多不同类型的计算设备来实现，许多不同类型的计算设备包括通用计算***环境或配置和/或专用计算***环境或配置。可以适合于结合以上阐述的实施例使用的公知的计算***、环境和/或配置的示例可以包括但不限于个人计算机、服务器计算机、手持或膝上型设备、多处理器***、基于微处理器的***、可编程消费电子设备、网络PC、微型计算机、大型计算机、包括以上***或设备中的任何的分布式计算环境等。这些设备可以包括所存储的指令，所存储的指令当由计算设备中的微处理器执行时使得计算机设备执行指定动作以实现指令。如本文所使用的，指令是指用于处理***中的信息的计算机实现的步骤。指令可以以软件、固件或硬件来实现并且包括由***的组件承担的任何类型的经编程的步骤。
微处理器可以是任何传统通用单芯片微处理器或多芯片微处理器，例如
Figure GDA0002358549040000231
处理器、
Figure GDA0002358549040000232
Pro处理器、8051处理器、
Figure GDA0002358549040000233
处理器、Power
Figure GDA0002358549040000234
处理器或者
Figure GDA0002358549040000235
处理器。另外，微处理器可以是任何传统专用微处理器，例如数字信号处理器或图形处理器。微处理器通常具有传统地址线、传统数据线以及一个或多个传统控制线。
本文公开的本发明的方面和实施例可以使用用于产生软件、固件、硬件或其任何组合的标准编程或工程技术而被实现为方法、装置或制品。如本文所使用的术语“制品”是指被实现在硬件或诸如光学存储设备的非暂态计算机可读介质以及易失性存储器设备或非易失性存储器设备或诸如信号、载波等的暂态计算机可读介质中的代码或逻辑。这样的硬件可以包括但不限于现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、可编程逻辑阵列(PLA)、微处理器或其他类似的处理设备。

Claims (15)

1.一种用于在利用增材制造来构建对象的同时确定被施加到构建材料的能量的方法，所述方法包括：
接收用于构建所述对象的作业文件，其中所述作业文件包括所述对象的数字表示，所述对象的所述数字表示包括所述对象的多个切片，并且其中所述对象的第一切片指示用于将能量源施加到构建材料以构建所述对象的所述第一切片的扫描线；
确定所述能量源的操作参数，其中所述操作参数包括所述能量源的功率，其中所述能量源包括激光或电子束，并且其中所述能量源的所述操作参数还包括所述能量源的射束的大小；以及
基于所述作业文件和所述能量源的所述操作参数来生成所述对象的所述第一切片的第一能量密度图，其中所述第一能量密度图指示每构建材料面积的来自所述能量源的、针对所述对象的所述第一切片而被施加到所述构建材料的能量的量，
从而指示在构建所述对象的同时被施加到所述构建材料的所述能量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述能量源的所述操作参数还包括以下中的至少一项：所述能量源的扫描速率、所述能量源的射束的形状、电流和加速电压。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述扫描线包括指示用于将所述能量源施加到所述构建材料的位置和方向的矢量。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述能量源的动态行为，动态行为包括所述能量源沿着所述扫描线的上升时间、建立时间、延迟时间、加速时间和减速时间中的至少一项，并且其中生成所述对象的所述第一能量密度图还基于所述能量源的所述动态行为。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述作业文件来构建所述对象；以及
通过在构建所述对象的每个切片的同时随时间日志记录所述能量源的位置、所述能量源的速度和所述能量源的功率水平中的至少一项，在计算设备中确定在所述对象的每个切片处被施加的能量的实际量，从而基于在构建所述对象时所收集的信息来生成所述对象的能量密度图。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述作业文件和所述能量源的所述操作参数来生成所述对象的所述多个切片的多个能量密度图；
基于所述多个能量密度图来生成所述对象的三维能量分布；以及
当所述三维能量分布的体积的一部分具有为低于第一阈值或高于第二阈值中的至少一项的能量水平时，确定在构建所述对象中的潜在不一致。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
基于确定所述潜在不一致来调节所述能量源到与所述三维能量分布的所述体积的所述一部分相对应的构建材料的施加，其中调节所述能量源的施加包括以下中的至少一项：调节所述扫描线、调节所述能量源的功率水平、调节所述能量源的速率、调节所述能量源的射束形状、以及调节所述能量源的射束大小。
8.根据权利要求6所述的方法，还包括：
基于所述三维能量分布来估计所述对象的几何不一致；以及
调节所述能量源到与所估计的所述几何不一致相对应的构建材料的施加，其中调节所述能量源的施加包括以下中的至少一项：调节所述扫描线、调节所述能量源的功率水平、调节所述能量源的速率、调节所述能量源的射束形状、以及调节所述能量源的射束大小。
9.根据权利要求6所述的方法，其中确定潜在不一致还基于以下中的至少一项：所述一部分的体积、所述一部分的纵横比、以及围绕所述一部分的区域中的能量水平。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括：当所述第一能量密度图的面积的一部分具有为低于第一阈值或高于第二阈值中的至少一项的能量水平时，确定在构建所述对象中的潜在不一致。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：基于确定所述潜在不一致来调节所述能量源到与所述第一能量密度图的所述面积的所述一部分相对应的构建材料的施加，其中调节所述能量源的施加包括以下中的至少一项：调节所述扫描线、调节所述能量源的功率水平、调节所述能量源的速率、调节所述能量源的射束形状、以及调节所述能量源的射束大小。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括：调节所述能量源到与所确定的几何不一致相对应的构建材料的施加，其中调节所述能量源的施加包括以下中的至少一项：调节所述扫描线、调节所述能量源的功率水平、调节所述能量源的速率、调节所述能量源的射束形状、以及调节所述能量的射束大小。
13.根据权利要求11所述的方法，其中调节所述能量源的施加包括调节所述扫描线，调节所述扫描线包括缩短、加长、添加或删除所述扫描线的矢量。
14.一种用于在利用增材制造来构建对象的同时确定被施加到构建材料的能量中使用的装置，所述装置包括：
用于接收用于构建所述对象的作业文件的部件，其中所述作业文件包括所述对象的数字表示，所述对象的所述数字表示包括所述对象的多个切片，并且其中所述对象的第一切片指示用于将能量源施加到构建材料以构建所述对象的所述第一切片的扫描线；
用于确定所述能量源的操作参数的部件，其中所述操作参数包括所述能量源的功率，其中所述能量源包括激光或电子束，并且其中所述能量源的所述操作参数还包括所述能量源的射束的大小；以及
用于基于所述作业文件和所述能量源的所述操作参数来生成所述对象的所述第一切片的第一能量密度图的部件，其中所述第一能量密度图指示每构建材料面积的来自所述能量源的、针对所述对象的所述第一切片而被施加到所述构建材料的能量的量，
从而指示在构建所述对象的同时被施加到所述构建材料的所述能量。
15.一种计算机可读存储介质，具有存储于其上的指令，所述指令用于执行用于在利用增材制造来构建对象的同时确定被施加到构建材料的能量的方法，所述方法包括：
接收用于构建所述对象的作业文件，其中所述作业文件包括所述对象的数字表示，所述对象的所述数字表示包括所述对象的多个切片，并且其中所述对象的第一切片指示用于将能量源施加到构建材料以构建所述对象的所述第一切片的扫描线；
确定所述能量源的操作参数，其中所述操作参数包括所述能量源的功率，其中所述能量源包括激光或电子束，并且其中所述能量源的所述操作参数还包括所述能量源的射束的大小；以及
基于所述作业文件和所述能量源的所述操作参数来生成所述对象的所述第一切片的第一能量密度图，其中所述第一能量密度图指示每构建材料面积的来自所述能量源的、针对所述对象的所述第一切片而被施加到所述构建材料的能量的量，
从而指示在构建所述对象的同时被施加到所述构建材料的所述能量。
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