阅读说明：本技术 箔材熔合增材制造系统和方法 (Foil fusion additive manufacturing system and method ) 是由 米切尔·洛伦·雷·梅勒 特洛伊·艾伦·霍沃思 马修·罗奇·索亚 于 2019-06-28 设计创作，主要内容包括：本申请涉及箔材熔合增材制造系统和方法。一种增材制造系统,包括箔材供应筒、熔化能量源和处理器。箔材供应筒配置为旋转以在由构建元件支撑的基底表面上分配箔片。熔化能量源配置为将一个或多个熔化能量束引导到位于基底表面上的箔片的非熔化区域上。处理器配置为基于物体的三维数字定义执行计算机可读程序指令,并且控制熔化能量束以使非熔化区域的至少一部分选择性地熔化成在基底表面上形成物体的材料层的熔化部分,同时从非熔化部分分离熔化部分,并且命令箔材供应筒旋转以在对应于数字定义制造物体的过程中分配箔片。(The present application relates to foil fusion additive manufacturing systems and methods. An additive manufacturing system includes a foil supply cartridge, a melting energy source, and a processor. The foil supply cartridge is configured to rotate to dispense foil on a substrate surface supported by the build element. The melting energy source is configured to direct one or more melting energy beams onto non-melted regions of the foil located on the surface of the substrate. The processor is configured to execute the computer-readable program instructions based on the three-dimensional digital definition of the object and control the beam of melting energy to selectively melt at least a portion of the non-melted regions into melted portions that form a layer of material of the object on the substrate surface while separating the melted portions from the non-melted portions and command the foil supply drum to rotate to dispense the foil in a process that manufactures the object corresponding to the digital definition.)

箔材熔合增材制造系统和方法

技术领域

本发明大体上涉及制造系统，更具体地，涉及一种用于通过使箔片 (foil sheet)熔化以根据物体的数字定义增量地形成一堆材料层来形成物体的增材制造系统。

背景技术

增材制造使得能够在统一主体中生产多种复杂形状的物体。粉末床增材制造涉及，在基底表面上沉积或散布薄的粉末材料层，然后使粉末材料熔化并熔合在一起。一层一层地重复该过程，直到物体完成为止。

虽然是一种有效的制造技术，但是粉末床增材制造是一个相对缓慢的过程，其需要大量具有复杂处理要求的粉末材料。另外，在制造过程完成时，物体被覆有必须移除的多余粉末。而且，某些粉末材料(例如金属粉末)的相对高的成本导致回收多余粉末。金属粉末的回收由于在处理期间和沉积期间金属粉末对污染的敏感性而是复杂的，并且由于某些类型的金属粉末的反应性质而可能需要特殊的控制。在制造过程完成时，物体可能需要消除应力，以减小在层的熔合过程中引起的热应力，和/或需要后加工以使表面平滑，或者使物体处于设计公差内。

如可看到的，本领域中需要一种以划算的方式快速制造物体且避免与粉末床增材制造相关联的上述特征的系统和方法。

发明内容

通过本发明来具体解决与增材制造相关联的上述需求，本发明提供了一种增材制造系统，其具有一个或多个箔材供应筒、一个或多个熔化能量源、以及处理器。箔材供应筒配置为旋转以在由构建元件支撑的基底表面上分配箔片。熔化能量源配置为将一个或多个熔化能量束引导到位于基底表面上的箔片的非熔化区域上。处理器配置为基于物体的三维数字定义执行计算机可读程序指令，并且控制熔化能量束以使非熔化区域的至少一部分选择性地熔化成熔化部分，在基底表面上形成物体的材料层，同时从非熔化部分分离或切割熔化部分，并且命令箔材供应筒旋转以在对应于数字定义制造物体的过程中分配箔片。

还公开了一种增材制造物体的方法。该方法包括步骤(a)：在由构建元件支撑的基底表面上从箔材供应筒分配箔片。另外，该方法包括步骤 (b)：将一个或多个熔化能量束从一个或多个熔化能量源引导到位于基底表面上的箔片的非熔化区域上。该方法还包括步骤(c)：使用熔化能量束将非熔化区域熔化成一个或多个熔化部分，以根据物体的三维数字定义在基底表面上形成材料层，同时从非熔化部分分离或切割熔化部分，以对应于数字定义形成材料层的周边边缘。而且，该方法包括步骤(d)：使箔材供应筒旋转以在最近施加的材料上分配箔片的另一非熔化区域。重复步骤 (a)至(d)，直到根据数字定义完成物体为止。

已经讨论的特征、功能和优点可在本发明的各种实施例中独立地实现，或者可在另一些实施例中组合，可参考以下描述和附图看到其进一步细节。

附图说明

在参考附图时，本发明的这些特征及其他特征将变得更显而易见，其中，通篇相同的数字指的是相同的部件，并且其中：

图1是用于基于物体的三维数字定义增材制造物体的系统的示例的框图；

图2是在箔材供应筒和箔材卷取筒(take-up drum)之间延伸并支撑于构建元件(例如构建板)的基底表面上的箔片的顶视图，通过熔化能量源使箔片在基底表面上熔化，以增量地形成一堆材料层，从而根据数字定义制造物体；

图3是具有一对箔材供应筒和一对相应的箔材卷取筒的制造系统的示例的透视图；

图4是可通过制造系统制造的物体的示例的透视图；

图5是图4的制造系统的另一透视图；

图6是熔化成不连续熔化段的熔化图案的箔片的一部分的透视图；

图7是图5的制造系统的顶视图，示出了朝着物体发***加工能量束的精加工能量源；

图8是图7的制造系统的侧视图；

图9是制造系统的一个示例，其中，箔材供应筒、箔材卷取筒和熔化能量源共同限定箔材施加头，其耦合到配置为机架的头部移动机构；

图10是制造系统的一个示例，其中，构建元件具有由元件移动机构支撑的三维种子形状，该元件移动机构例如机器人装置，其用于定向和定位构建元件，使得构建元件的一个或多个基底表面可定位在箔材施加头下方；

图11示出了在构建元件已经由机器人装置旋转成与图11中不同的方向之后以允许箔材施加头将材料层施加在构建元件的另一基底表面上的图10的制造系统；

图12是使用图10至图11的制造系统制造的物体的示例；

图13是制造系统的一个示例，其中，箔材施加头由机器人装置支撑，该机器人装置配置为在箔材施加头分配箔片同时使箔材施加头在基底表面上平移，以在固定构建元件的基底表面上通过熔化能量源熔化成材料层；

图14是在制造具有圆柱形形状的物体的过程中施加材料层的图13的箔材施加头的透视图；

图15是图14的箔材施加头的透视图，示出了由可包含在箔材施加头中的惰性气体源发射的惰性气体羽流；

图16是具有箔材供应筒和熔化能量源的箔材施加头的示例的侧视图，该熔化能量源用于当箔材施加头在基底表面上平移时使箔片熔化；

图17是具有箔材供应筒和箔材卷取筒的箔材施加头的另一示例的侧视图，该箔材卷取筒可与箔材供应筒同步旋转，以卷取包含非熔化部分的箔片。

图18是增材制造物体的方法的框图。

具体实施方式

大体上参考图1至图2，另外参考图3至图17，公开了一种用于基于物体416的三维数字定义306将物体416制造成网形部件的增材制造系统100。增材制造系统100可描述为一种分层箔材熔合制造系统。虽然在制造单个物体416的上下文中描述，但是可使用当前公开的增材制造系统 100和方法500(图18)以彼此并排的关系同时制造多个物体。

制造系统100包括一个或多个箔材供应筒150，其配置为旋转以在基底表面280上分配箔片400。箔片400可以是连续箔片400，其由任何材料形成，例如金属材料，包括但不限于，镁、铝、钢、钛、铬镍铁合金、钴、钨、或者多种其他金属材料或合金中的任何一种。箔片可以从0.001 英寸到0.008英寸或更大的箔片厚度提供。箔片400具有均匀厚度和均匀密度，这确保所完成的物体416的均质机械特性。基底表面280可描述为在其上施加材料层412的表面。构建元件260可配置为具有基底表面280 的构建板264。在其他示例中，构建元件260可具有两个或更多个基底表面280，其可接收多个由当前公开的用于形成物体416的制造系统100施加的材料层412。对构建元件260施加的初始材料层412的表面变成下一个材料层412的基底表面280，如下面更详细地描述的。

制造系统100包括一个或多个熔化能量源180，其配置为将一个或多个熔化能量束182引导到位于基底表面280上方的箔片400的非熔化区域 402上。如图2所示，非熔化区域402包括在基底表面280上选择性地熔化成熔化部分404以形成物体416的材料层412之前的箔片400的区域。非熔化区域402可与基底表面280平行地定向。图2中还示出了参考坐标系，通过该参考坐标系描述了当前公开的制造系统100。在本发明中，参考坐标系的X轴与非熔化区域402中的箔片400的纵向方向平行地定向。 Y轴与X轴垂直并与非熔化区域402内的箔片400平行。Z轴与非熔化区域402内的箔片400垂直。

如图1所示，制造系统100另外包括处理器300，其配置为基于物体 416的三维数字定义306执行计算机可读程序指令304。处理器300可包括或者可用作一个或多个控制器，其配置为控制制造系统100的部件。例如，处理器300控制一个或多个熔化能量源180发射一个或多个熔化能量束182以将非熔化区域402的至少一部分选择性地熔化成熔化部分404，从而在基底表面280上形成物体416的材料层412，同时从箔片400的非熔化部分406分离或切割熔化部分404。一个或多个熔化能量束182以这样的方式来控制，即，使得从非熔化部分406分离或切割熔化部分404，以根据物体416的数字定义306形成材料层312的周边边缘414。在一些实施例中，在形成每个材料层412之后，处理器300命令箔材供应筒150 (例如，经由下述线性驱动机构)和/或构建元件260以从最近施加的材料层412垂直分离箔片400的方式垂直平移(例如，沿着Z轴)。在一些实施例中，箔片400可与材料层412垂直地隔开不小于箔片厚度的距离。另外，在形成每个材料层412之后，处理器300命令箔材供应筒150旋转(例如，经由未示出的筒旋转电机)，以在最近施加的材料层412上分配额外长度(例如，另一非熔化区域402)的箔片400(例如，沿着X轴)，准备在最近施加的材料层412上熔化新的材料层412。

制造系统100包括一个或多个箔材卷取筒152，如图3、图5至图11，及图17所示，其形成箔材施加头120的一部分。处理器300可命令箔材卷取筒152与箔材供应筒150同步旋转。箔材供应筒150和箔材卷取筒152 共同限定箔材筒组。箔材供应筒150和箔材卷取筒152可彼此同步旋转(例如，分别经由未示出的筒旋转电机)，在此过程中，在施加每个材料层412 之后，当箔片400在基底表面280上前进时，在从箔材供应筒150分配箔片400的过程中，箔材卷取筒152卷取箔片400的非熔化部分406。箔材供应筒150和箔材卷取筒152可以这样的方式旋转，即，使得保持箔片400 (例如图2)的非熔化区域402中的张力，以防止箔片400的下垂，这可能干扰箔片的精确熔化，或者响应于箔材施加头120相对于构建元件260 的运动而干扰箔片400的面内旋转或平移。

在图1至图5和图7至图8中的制造系统100的示例中，箔材供应筒 150和箔材卷取筒152可位于构建元件260或构建板264的相对侧。然而，箔材供应筒150和箔材卷取筒152可相对于彼此安装在任何位置。例如，箔材供应筒150和箔材卷取筒152可相互叠放(例如图17)。替代地，箔材供应筒150和箔材卷取筒152可以彼此并排的关系布置(未示出)。另外，箔材供应筒150和/或箔材卷取筒152可安装成使得箔片400在箔材供应筒150或箔材卷取筒152上的方向与基底表面280上方的非熔化区域 402的方向不同。例如，箔材供应筒150和/或箔材卷取筒152可安装成使得箔材供应筒150和/或箔材卷取筒152的旋转轴线与非熔化区域402的 X-Y平面(例如图2)不平行。在这种布置中，箔片400可通过导辊132 的系统分别从箔材供应筒150和箔材卷取筒152递送及递送到箔材供应筒 150和箔材卷取筒152，该系统用于当箔片400从箔材供应筒150移动到基底表面280时改变箔片400的方向、以及用于当箔片400从基底表面280 移动到箔材卷取筒152时改变箔片400的方向。导辊132的系统可将箔片 400的非熔化区域402在基底表面280上方保持在恒定水平的方向。

处理器300配置为控制箔材供应筒150和箔材卷取筒152的旋转和静态位置，以将箔片400的非熔化区域402以张紧的、无下垂的方式支撑在基底表面280上方。导辊132的系统可帮助保持非熔化区域402中的张力。处理器300可命令箔材供应筒150和箔材卷取筒152的同步旋转，以导致箔片400在施加一个或多个材料层412之间以脉冲方式在基底表面280上前进。如上所述，处理器300配置为通过执行计算机可读程序指令304(例如，数控(NC)程序)来控制制造系统100的操作，该计算机可读程序指令304可存储在通信地耦合到处理器300的存储器302中。计算机可读程序指令304便于基于物体416的三维数字定义306来制造物体416。数字定义306可以是物体416的计算机辅助设计(CAD)模型308。存储器 302可存储多组不同的计算机可读程序指令304，每组对应于可由制造系统100制造的物体416的唯一数字定义306。

在制造系统100的一些示例中，箔材供应筒150和箔材卷取筒152可分别安装在材料轨道系统170(例如，图3至图8)的一对材料轨道172 上。这对材料轨道172可位于构建元件260的相对侧上并可经由筒架174 分别支撑箔材供应筒150和箔材卷取筒152。制造系统100可包括安装框架122(图1)，材料轨道系统170可耦合到安装框架122。例如，在箔片 400与最近施加的材料层412暂时垂直分离(例如在其上方平移)的情况下，可在处理器300的命令下提升(例如，经由驱动机构，例如螺旋驱动器——未示出)箔材供应筒150和箔材卷取筒152的材料轨道系统170，以允许箔片400在最近施加的材料层412上方前进，和/或允许箔片400 相对于基底表面280横向平移(例如，在Y方向上)，和/或允许箔片400 旋转(例如，围绕Z轴)。箔材供应筒150和箔材卷取筒152可暂时升高相对小的距离(例如，小于0.5英寸)，以使箔片400暂时升高到最近施加的材料层412的水平上方，此时，箔材供应筒150和箔材卷取筒152可在处理器300的命令下以同步方式旋转，以使箔片400的新的非熔化区域402 在基底表面280上方移动到位，在此之后，可降低箔材供应筒150和箔材卷取筒152，以使箔片400的非熔化区域402稍微高于或直接物理接触最近施加的材料层412的基底表面280。

替代地或另外地，可降低构建元件260或构建板264(例如，图10 至图11)，以在箔片400和最近施加的材料层412之间提供暂时的垂直分离。虽然未示出，但是构建元件260可在处理器300的命令下通过线性驱动机构(未示出)移动。在一些下述示例中，构建元件260可配置为在施加一个或多个材料层412之间围绕Z轴旋转(例如，图10至图11)。如上所述，可通过上述线性驱动机构(未示出)执行构建元件260(例如，构建板264)和/或箔材供应筒150和箔材卷取筒152的精确垂直定位，该线性驱动机构可配置为螺旋驱动器、滚珠丝杆、导螺杆、或者耦合到由处理器300命令的旋转电机(例如步进电机)的爱克米螺纹。

如上所述，制造系统100包括一个或多个熔化能量源180，其由处理器300控制并配置为将一个或多个熔化能量束182引导到位于基底表面 280上方的箔片400的非熔化区域402上。例如，制造系统100可包括两个或更多个熔化能量源180，其例如由处理器300控制并位于构建板264 上方且配置为将多个熔化能量束182的发射引导到箔片400上的熔化能量源180的阵列(线性阵列)。处理器300以控制一个或多个熔点(未示出) 的运动和定位的方式动态地控制熔化能量束182的方向，在该熔点处，熔化能量束182与箔片400相交。熔点可具有50-300微米或更大的直径。如上所述，每个熔化能量束182的熔点配置为使箔片400的所选部分熔化，并且从非熔化部分406分离或切割熔化部分404，从而在构建板264上或在之前形成的材料层412上形成物体416的材料层412，以对应于物体416 的数字定义306增量地制造物体416。每个熔化能量束182可用作用于局部加热和熔化箔片400的一部分的热源。一个或多个熔化能量源180可配置为激光装置，配置为电子束装置，或者以其他构造配置。电子束装置可提供比激光装置更快的熔化时间。然而，电子束装置可能需要在真空中操作。在一些示例中，处理器300可控制熔化能量源180导致熔化能量束182 在箔片400上以前后运动和/或以左右运动扫掠。制造系统100可以可选地包括激光光学装置(未示出)，其用于控制每个熔化能量束182的熔点的直径和/或用于控制熔化能量束182的定向扫掠运动。

简要地参考图6，在制造系统100的一些示例中，处理器300可导致一个或多个熔化能量源180将一个或多个熔化能量束182以在形成材料层 412的过程中形成不连续熔化段401的熔化图案408的方式引导到箔片400 的非熔化区域402上。例如，不连续熔化段410可形成为点阵图案或形成为棋盘图案。不连续熔化段410可由非熔化部分406(例如，非熔化带) 隔开，其可相交以形成非熔化部分406的网格。熔化段410可形成为多种形状中的任何一种，包括正交形状，例如立方体，和/或形成为圆形形状，例如球体或圆柱体。在箔片400相对于(例如，构建板264的)基底表面280运动的连续脉冲的过程中，可使熔化段410的一部分熔化。例如，可通过使形成材料层412所需的熔化段410的一部分熔化来初始地形成材料层412的一个部分，在此之后，在使完成材料层412所需的熔化段410的剩余部分熔化之前，可使构建元件260(例如，构建板264)或箔材施加头120(例如，箔材供应筒、箔材卷取筒152及可选地熔化能量源180) 平移或旋转到不同的位置或方向中。非熔化带的网可允许在箔材供应筒 150和箔材卷取筒之间的箔片400中保持张力。有利地，使箔片400熔化为不连续熔化段410的熔化图案408可提供一种管理热应力和/或使箔片 400变形的方式，并且还可优化箔材的使用。

在制造系统100(例如，图2至图8)的一些示例中，可包括构建室 266以至少部分地包围构建元件260的基底表面280和物体416。这种构建室266可配置为至少在围绕熔化部分404的熔融箔材的位置至少部分地包含惰性气体222。构建室266可配置为在围绕熔融箔材的区域中包含惰性气体222，例如氩气，作为防止氧气接触熔融箔材的一种方式。惰性气体222可避免熔融箔材的氧化，否则这可能导致所完成的物体416的机械特性(例如，强度特性)降低。惰性气体222可与由任何材料成分形成的箔片400一起使用，该材料成分包括诸如钛和铝的材料成分，其在高温下起反应。

如上所述，制造系统100可包括安装框架122(图1)，其配置为支撑制造系统部件，例如箔材供应筒150、箔材卷取筒152、以及熔化能量源 180，在一些示例中，这些部件可共同限定箔材施加头120，如图9至图 13所示。箔材施加头120可经由安装框架122耦合到头部移动机构106，例如机架108(例如，高架机架108——图9至图11)，或者耦合到机器人装置110的机械臂112(例如，图13)。无论配置如何，头部移动机构106 可配置为使箔材施加头120沿着箔片400的纵向方向(例如，与X轴平行) 在基底表面280上平移，同时以与箔材施加头120相对于基底表面280平移的速度相同的速度从箔材供应筒150分配箔片400。在一些示例中，安装框架122(未示出)可以是一对平行的板、支柱的组件、或者多种其他结构构造中的任何一种。如下面更详细地描述的，制造系统100可包括附加部件，其可耦合到安装框架122或耦合到头部移动机构106，包括以下部件，例如惰性气体源220、吹气装置240、用于包含惰性气体222的篷盖结构224、预热器、和/或其他下述部件。

处理器300可命令头部移动机构106使箔材施加头120在制造物体 416的过程中沿着多个不同方向中的任何一个或方向的组合移动。例如，在图9中，头部移动机构106可配置为机架108，其配置为使箔材施加头 120在施加一个或多个材料层412期间或之间沿着与基底表面280局部平行的方向平移。机架108可包括由一对垂直梁108b支撑的水平梁108a。箔材施加头120可耦合到水平梁108a并可围绕垂直轴(例如Z轴)旋转。水平梁108a可具有线性驱动机构(未示出)，例如耦合到电机的螺旋驱动器，处理器300可命令电机使水平梁108a水平平移，从而使箔材施加头 120水平平移。水平梁108a的相对端可分别耦合到这对垂直梁108b，并且可彼此一致地移动，以使水平梁108a垂直平移，从而使箔材施加头120 垂直平移。

在一个替代实施例中，头部移动机构106可配置为机器人装置110(图 13)，其具有机器人底座114和一个或多个机械臂112，箔材施加头120 的安装框架122可耦合到该一个或多个机械臂112。机器人底座114可围绕垂直轴线(图10)旋转，和/或机器人底座114可在水平面中平移(图 10)。处理器300可命令机器人装置110使箔材施加头120在施加一个或多个材料层412期间或之间沿着基底表面280(例如，在面内方向上或者与X轴平行)平移。头部移动机构106(例如，机架108、机器人装置110) 还可配置为使箔材施加头120沿着与基底表面280局部垂直的方向平移，例如沿着与Z轴(例如图2)平行的方向。头部移动机构106还可配置为使箔材施加头120围绕与基底表面280垂直的轴线或沿着与Z轴平行的方向旋转。

对于图9所示的机架108，安装框架122可包括头部旋转电机(未示出)，其配置为使箔材施加头120围绕Z轴旋转。头部移动机构106可移动箔材施加头120，作为在施加一个或多个材料层412之前或期间调节或改变箔片400相对于基底表面280的水平位置、垂直位置、和/或时钟方向的一种方式。无论头部移动机构106的配置如何，处理器300配置为命令头部移动机构106移动箔材施加头120，使得在运动完成时且在施加材料层412之前，箔片400的非熔化区域402大约水平地(例如在10度内) 定向并位于材料层412将施加于其上的基底表面280上方。然而，如下面更详细地描述的，制造系统100可配置为移动构建元件260，作为移动箔材施加头120的替代方式或附加方式。例如，箔材施加头120可以是固定的或静止的，而构建元件260可以是可移动的。替代地，箔材施加头120 可以是可移动的，而构建元件260可以是固定的或静止的。在另一些实施例中，箔材施加头120和构建元件260两者都可以是可移动的。

在制造系统100的一些示例中，箔材施加头120包括分配机构130(例如，图13至图17)，其配置为接收从箔材供应筒150分配的箔片400。分配机构130可在箔材施加头120沿着箔片400的纵向方向在基底表面280 上运动期间将箔片400直接施加在基底表面280上。分配机构130可作为分配靴(dispensing shoe)134和/或作为一个或多个导辊132(例如图17)提供，其配置为通过将箔片400挤压成与基底表面280直接物理接触而将箔片400直接施加在基底表面280上。

如上所述，在制造系统100的一些示例中(例如，图10至图11)，构建元件260可耦合到元件移动机构282，其配置为在处理器300的命令下移动构建元件260。例如，元件移动机构282可配置为机器人装置110，其具有支撑构建元件260的机械臂112，构建元件260具有可在其上施加材料层412的多个基底表面280。在另一示例中，元件移动机构282可配置为可旋转芯轴(未示出)，其包括或支撑构建元件260，该构建元件260 具有一个或多个基底表面280或包含可在其上施加材料层412的大体圆柱形或圆形的基底表面(未示出)。在一些示例中，构建元件260可具有非共面的和/或彼此不平行的至少两个基底表面280。在这方面，构建元件260 可具有三维种子形状262(例如，立方体、圆柱体、球体等)，其具有非共面的或彼此不平行的且各自用作可在其上施加材料层412以制造物体416 的基底表面280的多个基底表面280。构建元件260可耦合到元件移动机构282，以在处理器300的命令下使构建元件260旋转和/或平移。在这方面，构建元件260可以这样的方式旋转和/或平移，即，使得在任何时间，至少一个基底表面280面向上并定位在箔材施加头120下方。另外，元件移动机构282可配置为使构建元件260定向成使得基底表面280水平地定向和/或与箔片400基本上平行。

元件移动机构282(例如，机器人装置110——图10至图11，芯轴等) 可配置为在多个方向中的任何一个上移动构建元件260。例如，元件移动机构282可配置为使构建元件260沿着与箔片400的非熔化区域402局部平行(例如，与X-Y平面平行)的方向横向平移。元件移动机构282还可配置为使构建元件260沿着与箔片400的非熔化区域402局部垂直(例如，与Z轴平行)的方向垂直移动。元件移动机构282还可配置为使构建元件 260围绕任何轴线旋转，使得任何一个基底表面280面向上并水平定向，准备好从箔材施加头120接收材料层412。

制造系统100可包括任何数量的箔材供应筒150，其包含不同配置的箔片400。箔片400的不同配置可包括不同的材料成分(例如铝、钢、钛等)、相同材料成分的不同水平的箔材质量、不同的箔材厚度、和/或箔片 400的不同宽度。箔片400还可作为箔条(例如，小于1英寸宽)的多条阵列提供。在相同物体416的不同层中可使用不同的材料成分。例如，可使用更厚的和/或更低质量的且由此更便宜的箔片400来形成材料层412，其堆积以形成在使用制造系统100制造物体416的过程中形成相同物体 416的其他几何特征可能需要的结构支撑(未示出)。

图3、图5和图7示出了制造系统100的一个示例，其具有配置为分别分配第一箔片400a和第二箔片400b的第一箔材供应筒150a和第二箔材供应筒150b。第二箔片400b可具有与第一箔片400a相同的材料成分或不同的材料成分。第一箔材供应筒150a可以是可包括第一箔材卷取筒152a 的第一筒组的一部分。同样地，第二箔材供应筒150b可以是可包括第二箔材卷取筒152b的第二筒组的一部分。处理器300可命令第一箔材供应筒150a和第二箔材供应筒150b在物体416的制造过程中的不同时间分配第一箔片400a和第二箔片400b，以形成物体416的不同的材料层412。例如，处理器300可命令第一箔材供应筒150a分配第一箔片400a以形成物体416的第一若干材料层412，并且可命令第二箔材供应筒150b分配第二箔片400b以形成物体416的剩余材料层412。

如上所述，在一个示例中，制造系统100可包括上述材料轨道系统 170，在材料轨道系统170上可安装任何数量的箔材供应筒150和箔材卷取筒152。例如，在图3和图5至图8中，材料轨道系统170可包括一对材料轨道172，其位于构建元件260的相对侧以分别支撑第一箔材筒组(例如，第一箔材供应筒150a和第一箔材卷取筒152a)和第二箔材筒组(例如，第二箔材供应筒150b和第二箔材卷取筒152b)。筒150a、150b、152a、 152b中的每一者可耦合到线性驱动机构(未示出)，如上所述，以在处理器300的命令下使第一筒组和第二筒组沿着材料轨道系统170横向移动，作为将第一箔片400a或第二箔片400b定位在基底表面280上以施加第一箔片400a或第二箔片400b中的一个或多个材料层412的一种方式。

制造系统100可进一步包括至少一个精加工能量源190，其配置为发射一个或多个精加工能量束192，如图3、图5、图7和图8所示。精加工能量束192可通过在制造物体416期间和/或之后局部加热物体416的一个或多个表面来对物体416施加能量。精加工能量源190可配置为一个或多个激光装置和/或一个或多个电子束装置。在所示示例中，精加工能量源190可支撑于精加工轨道系统194上，该精加工轨道系统194可由制造系统100的安装框架122支撑。精加工轨道系统194可便于精加工能量源190 在处理器300的命令下平移和/或旋转。在所示示例中，精加工轨道系统 194允许精加工能量源190沿着垂直方向平移。然而，附加地或除垂直方向以外，精加工能量源190可沿着多个方向中的任何一个移动。示例制造系统100在构建室266中包括开口，以对从精加工能量源190朝着物体416 的一个或多个表面发射的精加工能量束192提供视线通道。处理器300可配置为以在制造物体416期间或之后在物体416上执行多个操作中的任何一个的方式操作精加工能量源190。例如，精加工能量源190可用于使物体416的熔化部分404的热时间历史标准化，以在施加一个或多个附加材料层412之前在处于部分构建状态的物体416上提供基本上均匀的温度分布。还可在施加一个或多个材料层412和/或预加热构建室266之前以局部预加热基底表面280的方式操作精加工能量源190。

另外，可以在制造物体416期间和/或在完成物体416之后以消除构建板264上的物体416的应力的方式操作精加工能量源190。在物体上施加精加工能量束192可减小物体表面中的残余应力。另外，可以加热处理物体416的方式操作精加工能量束192以改进机械特性，例如通过增加物体 416的硬度和/或最终强度。另外，精加工能量束192可通过使表面局部重新熔化并允许熔融箔材的表面张力使可能存在于物体表面(例如可能由于各个材料层412的周边边缘414中的偏移而出现)的不规则平滑而使物体 416的表面平滑。另外，精加工能量束192可使物体416的材料层412在周边边缘414处熔合在一起。

制造系统100可包括预热器200(图1)，其配置为在施加材料层412 之前和/或期间加热箔片400。在所示示例中，预热器200可位于箔片400 上方且接近基底表面280的区域。然而，预热器200可安装在任何位置。制造系统100可包括任何数量的安装在多个不同位置中的任何一个的预热器200。在所示示例中，预热器200可安装到安装框架122，其可以是箔材施加头120的一部分。通过预热器200预加热箔片400可在使箔片400 熔化以形成材料层412之前导致箔片400的温度增加。在这方面，箔片400 的预热可减小熔化能量束182使箔片400熔化所需的能量的量，从而可增加可连续形成材料层412并使其熔合在一起的速度。

预热器200可以多种配置中的任何一种提供。例如，制造系统100可包括配置为激光装置和/或电子束装置的一个或多个预热器200。替代地或另外地，预热器200可配置为用于朝着箔材供应筒、箔片400、和/或物体 416引导热空气的热空气预热器。更进一步，预热器200可配置为围绕构建元件260(例如构建板264)和/或构建室266周向隔开并与其耦合的多个加热元件，以将构建室266内的惰性气体222保持在预定的最小温度以上，作为通过对流加热保持物体416的最小温度的一种方式。在另一示例中，制造系统100可包括预热器200，其配置为对流炉(例如，环境外壳 102——图1)，其封闭至少构建板264和物体416，以保持物体416高于最小温度。在又一示例中，预热器200可配置为感应炉(未示出)，其配置为封闭一个或多个箔材供应筒150并在熔化成材料层412之前感应地加热物体416和箔片400。制造系统100还可包括一个或多个预热器200，其配置为经由辐射保持构建室266中的物体416的温度。制造系统100可包括其他用于保持构建元件260的温度的能量源，作为保持物体416的最小温度的一种方式。

制造系统100可包括惰性气体源220(图1)，其配置为发射惰性气体222(例如氩气)以包围熔融箔材，以防止氧气接触熔融箔材，从而防止处于熔融状态的箔材氧化。惰性气体源220可安装到箔材施加头120的安装框架122。在图15的示例中，惰性气体源220可以这样的方式发射惰性气体222，即，使得惰性气体羽流至少包围箔片400正熔化成材料层412 的位置。

在一些示例中，制造系统100可包括篷盖结构224(图1)，其可包含在箔材施加头120中。篷盖结构224可配置为包围熔融箔材并可以可选地包围熔化能量束182的至少一部分。篷盖结构224可包含由惰性气体源220 发射的惰性气体222。篷盖结构224可由任何合适的刚性或柔性的非金属和/或金属材料形成，该材料能够至少在熔融箔材周围的区域中至少部分地包含惰性气体222。惰性气体源220可连续地发射惰性气体222，或者仅在箔片400的熔化期间发射惰性气体222，同时熔化部分404处于熔融状态。

惰性气体源220可配置为在能够将物体416保持在最大温度以下的温度下发射惰性气体222，作为在施加材料层412期间和/或之间防止物体416 过热的一种方式。替代地，制造系统100可包括冷却气体源(未示出)，其用于发射冷却气体(例如，惰性气体)以将物体416的温度保持在预定的最大值以下。

制造系统100可以可选地包括吹气装置240(图1)，其配置为在制造过程期间朝着物体416吹气(例如，惰性气体222)。例如，惰性气体源 220可配置为用作吹气装置240，其用于朝着物体416吹送惰性气体222，作为从熔化区域吹走烟雾和/或烟灰的一种方式。这种烟雾和/或烟灰可作为箔片400的熔化的副产品而产生，并且可能干扰由熔化能量束182在箔片400上提供的熔化能量的量。另外，烟雾和/或烟灰可能减少激光束或电子束的集中。

制造系统100可以可选地至少部分封闭在环境外壳102(图1)内，如上所述。在一个示例中，环境外壳102可充满惰性气体222，以防止熔融箔材在物体416的制造过程中氧化。这种布置可能是以下实现方式所需的，其中，熔化能量源180是电子束装置和/或其中，箔材具有高反应性(例如钛)。环境外壳102可流体地耦合到真空源104，其配置为在环境外壳102内产生至少部分真空。环境外壳102内的真空可能是制造系统100的实施所需的，其中，一个电子束提供用于使箔片400熔化的熔化能量。

参考图18，公开了一种增材制造物体416的方法500。该方法包括步骤502(步骤a)：在由构建元件260支撑的基底表面280上分配箔片400。可在处理器300的命令下响应于箔材供应筒150的旋转来分配箔片400，如上所述。对于最初施加的材料层412，基底表面280可以是构建元件260 的表面。在施加后续材料层412的过程中，基底表面280可以是最近施加的材料层412的表面。在开始制造物体416之前，方法500可包括，用构建室266至少部分地包围构建元件260的基底表面280。如上所述，构建室266可配置为至少在熔化部分404的熔融箔材周围的位置包含惰性气体 222(例如，氩气)，以防止氧气接触熔融箔材，从而避免熔融箔材的氧化，当完成时，该氧化可能降低物体416的机械特性。

如上所述，箔材供应筒150是可包括箔材卷取筒152的箔材施加头120 的一部分。以具有箔材卷取筒152的制造系统100为例，使箔材供应筒150 旋转的步骤508可包括，使箔材卷取筒152与箔材供应筒150的旋转同步地旋转，以在从箔材供应筒150分配箔片400的过程中将箔片400缠绕在箔材卷取筒152上。

在一些示例中，箔材施加头120可耦合到头部移动机构106，例如机架108(图9至图11)或机器人装置110(图13)。在箔材施加头120耦合到头部移动机构106的示例中，在基底表面280上分配箔片400的步骤502可包括，使箔材施加头120沿着箔片400的纵向方向在基底表面280 上平移，同时从箔材供应筒150分配箔片400。在基底表面280上分配箔片400的步骤502可包括，在箔材施加头120在基底表面280上运动的过程中，使用箔材施加头120的分配机构130(图13至图17)将箔片400 施加到基底表面280上。可在分配机构130处接收从箔材供应筒150分配的箔片400。分配机构130可以是分配靴134或导辊132，其配置为通过将箔片400挤压成与基底表面280直接物理接触而将箔片400直接施加在基底上。

如上所述，制造系统100的一些示例可包括任何数量的箔材供应筒 150(例如图3、图5和图8)，其分别包含任何数量的箔片400的不同材料成分。在这种布置的一个示例中，在基底表面280上分配箔片400的步骤502可包括，在处理器300的命令下，分别从第一箔材供应筒150a和第二箔材供应筒150b分配第一箔片400a或第二箔片400b。可在物体416 的制造过程中的不同时间分配第一箔片400a和第二箔片400b，以形成物体416的不同的材料层412。第一箔片400a可具有与第二箔片400b不同的材料成分。在物体416的制造过程中的不同时间分配第一箔片400a和第二箔片400b可能需要在施加一个或多个材料层412之间沿着材料轨道系统170移动第一箔材筒组或第二箔材筒组，直到第一箔片400a或第二箔片400b定位于基底表面280上为止。

方法500的步骤504(步骤b)包括，将一个或多个熔化能量束182 引导到位于基底表面280上的箔片400的非熔化区域402上。如上所述，制造系统100包括一个或多个熔化能量源180，其配置为发射一个或多个熔化能量束182。例如，制造系统100可包括布置成熔化能量束182的阵列的两个或更多个熔化能量束182。将熔化能量束182引导到箔片400上的步骤504可包括，从激光装置、电子束装置或其组合发射一个或多个熔化能量束182。如上所述，可以使熔化能量束182在箔片400上以前后运动和/或左右运动扫掠的方式来控制熔化能量源180。该方法可使用激光光学装置(未示出)来控制每个熔化能量束的熔点的直径。

方法500的步骤506(步骤c)包括，使用一个或多个熔化能量束182 将非熔化区域402熔化成一个或多个熔化部分404，以根据物体416的三维数字定义306在基底表面280上形成材料层412。形成材料层412的过程包括，使用一个或多个熔化能量束从非熔化部分406分离或切割熔化部分404，以对应于数字定义306形成材料层412的周边边缘414。在形成材料层412之后和进一步分配箔片400之前，方法500可包括，使箔材供应筒150(以及箔材卷取筒152，如果包含在箔材施加头120中的话)和/ 或构建元件260垂直平移，作为使箔片400从材料层412暂时垂直分离的一种方式，以允许在基底表面280上分配箔片400的附加非熔化区域402，准备好在最近施加的材料层412上形成新的材料层412。在分配箔片400 之后，可使箔材供应筒150和/或构建元件260根据箔片400和基底表面 280之间的预期间隔垂直地平移回到其原始位置。然而，在其他示例中，箔片400可以垂直隔开的关系连续地支撑于基底表面280上方，因此在施加材料层412之间可能不需要垂直平移。

在一些示例中，将熔化能量束182引导到非熔化区域402上的步骤504 可包括，将一个或多个熔化能量束182以形成熔化图案408(图6)的方式引导到箔片400的非熔化区域402上。熔化图案408可具有任何配置，包括但不限于，不连续熔化段410的点阵图案或棋盘图案。熔化段410可通过相交以形成非熔化部分406的网格的非熔化带隔开，这允许在箔材供应筒150和箔材卷取筒152之间的箔片400上保持张力。在形成熔化图案 408以产生材料层412的至少一部分之后，可以将箔片400的非熔化区域 402的另一部分定位在基底表面280上的方式使箔片400平移和/或旋转，在此之后，熔化能量束182可在接近完成材料层412时形成一个或多个附加熔化图案408。

方法500的步骤508(步骤d)包括，使箔材供应筒150旋转以在最近施加的材料层412上分配箔片400的另一纵向段。如上所述，使箔材供应筒150旋转的步骤508可包括，使箔材卷取筒152与箔材供应筒150的旋转同步旋转，以在分配箔片400的非熔化区域402的过程中将箔片400 的非熔化部分406缠绕在箔材卷取筒152上。如上所述，可在使箔材供应筒150和/或构建元件260暂时垂直平移之后执行分配箔片400的附加非熔化区域402，以在箔片400和最近施加的材料层412的基底表面280之间产生垂直分离。

在一些示例中，使箔材供应筒150/箔材卷取筒152和/或构建元件260 垂直平移可包括，以协调方式升高箔材供应筒150和箔材卷取筒152，以从最近施加的材料层412垂直分离箔片400，从而在形成新的材料层412 之前允许箔片400前进。例如，可将箔材供应筒150和箔材卷取筒152暂时提升一定的量，使箔片400升高而离开最近施加的材料层412，此时，可使箔材供应筒150和箔材卷取筒152以同步方式旋转，从而使箔片400 在最近施加的材料层412上前进，在此之后，可使箔材供应筒150和箔材卷取筒152降低回到其原始位置，准备好形成新的材料层412。如上所述，箔片400可垂直定位为在基底表面280(例如，最近施加的材料层)上方稍微隔开(例如，小于1.0英寸)，或者箔片400可垂直定位为与最近施加的材料层412直接物理接触。作为使箔材供应筒150垂直平移以在箔片400 和最近施加的材料层412之间产生分离的替代或补充，该方法可包括使构建元件260(例如，构建板264)降低。例如，可在施加每个材料层412 之后，将构建板264增量地降低不小于(例如，基本上等于)箔材厚度的距离。

如上所述，制造系统100的箔材施加头120可耦合到头部移动机构 106。在这种示例中，方法500可包括，经由头部移动机构106(例如，机架108、机器人装置110)使箔材施加头120沿着多个方向中的任何一个移动。例如，该方法可包括，使箔材施加头120沿着与基底表面280局部平行的方向(例如，沿着水平方向)平移，如在分配箔片400(图13)的过程中和/或将箔材施加头120定位在构建元件260的多个基底表面280 中的任何一个上可能需要的。替代地或另外地，该方法可包括，使箔材施加头120沿着与基底表面280局部垂直的方向(例如，沿着垂直方向)增量地平移，如可能在叠放连续施加材料层412之间所需的。该方法还可包括，使箔材施加头120围绕与基底表面280垂直的轴线(例如，围绕Z轴) 旋转。箔材施加头120的平移和/或旋转可允许调节箔片400相对于基底表面280的水平位置、垂直位置、和/或时钟方向。这种平移和/或旋转可允许箔片400在施加连续的材料层412之间前进，或者可允许箔材施加头120 定位在相同构建元件260的不同基底表面280上方。例如，如图10至图 11所示，构建元件260可具有非共面的或相对于彼此不平行的多个基底表面280。另外，箔材施加头120的平移和/或旋转可允许用来制造物体416 的箔片400的百分比最大化，例如通过使用不连续熔化段410的熔化图案 408，如以上关于图6描述的。

作为使箔材施加头120移动的替代或补充，方法500可包括，使构建元件260以这样的方式移动，即，使得构建元件260的任何一个基底表面 280面向上且水平地定向并定位成使得箔片400的非熔化区域402直接位于基底表面280上方。构建元件260可耦合到元件移动机构282(例如，机器人装置110——图10至图11)，如上所述。可对具有非共面的和/或彼此不平行的至少两个基底表面280的构建元件260实现元件移动机构282。在这方面，构建元件260可具有三维种子形状262(例如，立方体、圆柱体、球体等)，其具有多个基底表面280，该多个基底表面280具有不同的方向和/或不同的相对位置，并且每个用作在其上施加材料层412以制造单个物体416(例如，图12)的基底表面280。在施加材料层412之前或者在施加一个或多个材料层412之间，元件移动机构282可改变构建元件260 的方向或位置，使得至少一个基底表面280位于箔材施加头120下方并与箔片400的非熔化区域402平行地定向。元件移动机构282可使构建元件 260在多个方向中的任何一个上移动，包括沿着与箔片400的非熔化区域 402局部平行的方向横向平移、沿着与箔片400的非熔化区域402局部垂直的方向垂直移动、和/或围绕任何轴线旋转。可在箔材施加头120固定的同时或在箔材施加头120运动的同时，使构建元件260移动(例如，旋转和/或平移)。

方法500的步骤510(步骤e)包括重复步骤502-508(步骤a到d)，直到根据数字定义306完成物体416为止。如上所述，制造系统100配置为叠放连续施加材料层412，直到完成物体416为止。每个材料层412形成有周边边缘414，切割周边边缘414以匹配材料层412的轮廓，如在物体416的数字定义306中描述的。如上所述，作为使用由处理器300控制的一个或多个熔化能量源180使箔片400熔化的结果，形成每个材料层 412，处理器300基于物体416的三维数字定义306来执行(例如，数控 (NC)程序的)计算机可读程序指令304。

在一些示例中，方法500可进一步包括，在施加一个或多个材料层412 之前和/或期间，使用预热器加热箔片400、箔材供应筒、物体416(例如，部分构建的)、和/或构建元件260。例如，当箔片400离开箔材供应筒150 时，可预先加热箔片400。如上所述，预热可允许通过减小熔化能量束182 将箔片400熔化成材料层412所需的能量的量来增加施加材料层412的速度。箔片400的加热可由激光装置或电子束装置执行，由将热空气引向箔材供应筒150和/或箔片400的热空气加热器(未示出)执行，和/或通过使用围绕构建元件260和/或构建室266周向隔开的多个加热元件来执行。在另一示例中，加热可由对流炉执行，或由感应炉执行，对流炉和感应炉中的任一个可配置为封闭箔材供应筒150、箔片400、基底表面280、和/ 或构建室266。在以上示例中的任何一个中，可以在由熔化能量束182熔化之前将箔片400保持在预定的最小温度以上的方式来执行加热。替代地或另外地，可以在构建室266中保持物体416的最小温度的方式通过辐射加热来执行加热。在又一些示例中，可通过将构建室266中的惰性气体222 保持在预定的最小温度以上以促进物体416的对流加热来执行加热。这种预热可有利地减小在材料层412的固化过程中出现的热应力和物体416中的变形。另外，预热可允许改进材料层412的冷却速度的管理，这可导致改进物体416的微观结构。而且，预热可减小对结构支撑件的需求，否则在施加材料层412的过程中可能需要该结构支撑件来抵抗物体416中的热变形。

方法500可包括，发射惰性气体222以包围熔融箔材并在箔材400的熔化过程中保护熔融箔材免于氧气。例如，如上所述，惰性气体源220可以形成至少包围熔融箔材的惰性气体222羽流的方式发射惰性气体222，例如氩气。为了帮助用惰性气体222包围熔融箔材，方法500可进一步包括使用篷盖结构224至少部分地包围熔融箔材，如上所述。篷盖结构224可在熔融箔材周围至少部分地包含惰性气体222，并且帮助防止氧气接触熔融箔材。方法500可进一步包括，在施加一个或多个材料层412的过程中，使用由惰性气体源220发射的惰性气体222将物体416保持在最大温度以下，以避免物体416过热。可控制惰性气体222的温度，作为控制物体416的温度的一种方式。例如，惰性气体222可比物体416周围的周围环境冷，因此可用作冷却气体。另一种可实施以将物体416保持在最大温度以下的技术是，定期停止制造过程和/或从制造系统100(例如，从构建室266)移除物体416，以在将物体416重新安装在制造系统100中并重新开始制造过程之前允许物体416冷却。

为使制造效率最大化，方法500可以可选地包括，朝着熔融箔材或朝着熔化能量束182的路径吹气。例如，如上所述，可使用吹气装置240(例如惰性气体源220)朝着熔融箔材吹气。该气体可以是空气，或者该气体可以是以从熔融箔材吹走烟雾和/或烟灰以及从熔化能量束182通过的区域吹走烟雾和/或烟灰的方式发射的惰性气体222。如上所述，烟雾或烟灰可以是箔片400的熔化的副产品，并且可能不受欢迎地干扰或减小处于用于使箔材400熔化的熔点处的熔化能量的量。

在一些示例中，方法500可包括，将制造系统100的一部分或全部封闭在环境外壳102内。环境外壳102可配置为至少封闭构建元件260、箔材供应筒、箔材卷取筒、和/或熔化能量源。环境外壳102可流体地耦合到用于在环境外壳102内形成至少部分真空的真空源104，如制造系统100 的某些配置可能需要的，或者对于某些箔材所需要的。例如，当熔化能量源180是电子束装置时，可能需要真空。

方法500可进一步包括，在完成物体416期间和/或之后朝着物体416 发射一个或多个精加工能量束192。精加工能量束192可以是激光束、电子束、或其他类型的能够局部加热物体416的部分的精加工能量束192。可从精加工能量源190朝着物体416的一个或多个表面发***加工能量束 192。精加工能量源190可沿着精加工轨道系统194或经由其他方式移动，以允许将精加工能量束192局部地施加到物体416的任何一个表面。可发***加工能量束192以执行多个操作中的任何一个。例如，可局部施加精加工能量束192以加热物体416，作为使热时间历史标准化的一种方式，以使物体416的不同位置处的温差最小化，从而在材料层412的固化和熔合的过程中使物体416的热变形最小化。如上所述，精加工能量束192可局部预热物体416的具体区域，作为在施加每个材料层412之前或期间建立物体416的均匀温度的一种方式。精加工能量束192还可执行物体416 的应力消除，并且可通过重新熔化并允许表面张力以使物体416表面中的不规则平滑来改进物体416的表面精加工。这种不规则可能由相邻材料层 412的周边边缘414中的偏移导致。另外，精加工能量束192可使物体416的材料层412熔合在一起，例如沿着周边边缘414。相对于使用粉末床增材制造来制造的物体，在物体416的制造过程中执行上述处理步骤的能力允许提高所完成的物体416的生产率和质量。

此外，本发明包括根据以下条款的实施例：

条款1.一种用于形成物体的增材制造系统，包括：

一个或多个箔材供应筒，其配置为旋转以在由构建元件支撑的基底表面上分配箔片；

一个或多个熔化能量源，其配置为将一个或多个熔化能量束引导到位于基底表面上的箔片的非熔化区域上；以及

处理器，其配置为基于物体的三维数字定义执行计算机可读程序指令，并且控制熔化能量束以将非熔化区域的至少一部分选择性地熔化成在基底表面上形成物体的材料层的熔化部分，同时从非熔化部分分离熔化部分，并且命令箔材供应筒旋转以在对应于数字定义增材制造物体的过程中分配箔片。

条款2.根据条款1所述的制造系统，进一步包括：

一个或多个箔材卷取筒，其配置为在处理器的命令下与箔材供应筒同步旋转，以在施加每个材料层之后在箔片相对于基底表面前进的过程中卷取箔片的非熔化部分。

条款3.根据条款2所述的制造系统，其中：

箔材供应筒和箔材卷取筒配置为，在处理器的命令下一致地升高，以从最近施加的材料层垂直分离箔片，从而允许箔片在箔片上前进，和/或允许箔片相对于基底表面横向平移或者允许箔片旋转。

条款4.根据条款1所述的制造系统，其中，构建元件配置为，在处理器的命令下在形成材料层之后在以下方向中的至少一个上移动：

相对于箔片降低；

围绕垂直轴线旋转。

条款5.根据条款1所述的制造系统，其中：

一个或多个熔化能量源是激光装置、电子束装置、或者其组合。

条款6.根据条款1所述的制造系统，其中：

处理器配置为导致熔化能量源将一个或多个熔化能量束以在施加一个或多个材料层的过程中形成由非熔化部分隔开的不连续熔化段的熔化图案的方式引导到箔片的非熔化区域上。

条款7.根据条款1所述的制造系统，进一步包括：

构建室，其至少部分地包围基底表面，并且配置为至少在熔化部分的熔融箔材周围的位置处至少部分地包含惰性气体。

条款8.根据条款1所述的制造系统，进一步包括：

安装框架，其配置为支撑箔材供应筒和熔化能量源；并且

安装框架、箔材供应筒和熔化能量源共同限定箔材施加头，其配置为耦合到头部移动机构，该头部移动机构配置为使箔材施加头在基底表面上平移。

条款9.根据条款8所述的制造系统，其中，箔材施加头进一步包括：

分配机构，其配置为接收从箔材供应筒分配的箔片，并且在箔材施加头沿着箔片的纵向方向在基底表面上运动的过程中将箔片施加在基底表面上。

条款10.根据条款1所述的制造系统，其中：

构建元件配置为耦合到元件移动机构，该元件移动机构配置为在处理器的命令下以这样的方式移动构建元件，即，使得任何一个基底表面面向上并定位为使得箔片位于基底表面上方。

条款11.根据条款1所述的制造系统，其中：

一个或多个箔材供应筒包括第一箔材供应筒和第二箔材供应筒，其配置为分别分配第一箔片和第二箔片，第二箔片具有与第一箔片相同的材料成分或不同的材料成分；并且

处理器配置为命令第一箔材供应筒和第二箔材供应筒在制造物体的过程中的不同时间分配第一箔片和第二箔片。

条款12.根据条款1所述的制造系统，进一步包括：

至少一个精加工能量源，其配置为发射一个或多个精加工能量束，以在构建物体期间和/或之后将能量施加到物体的一个或多个表面。

条款13.一种用于形成物体的增材制造系统，包括：

一个或多个箔材供应筒，其配置为旋转以在由构建元件支撑的基底表面上分配箔片；

一个或多个箔材卷取筒，其配置为在由箔材供应筒分配的过程中卷取箔片；

一个或多个熔化能量源，其配置为将一个或多个熔化能量束引导到位于基底表面上方的箔片的非熔化区域上；以及

处理器，其配置为基于物体的三维数字定义执行计算机可读程序指令，并且控制熔化能量束以将非熔化区域的至少一部分选择性地熔化成在基底表面上形成物体的材料层的熔化部分，同时从非熔化部分分离熔化部分，并且命令箔材供应筒和箔材卷取筒同步旋转以在对应于数字定义增材制造物体的过程中分配箔片。

条款14.一种增材制造物体的方法，包括：

(a)通过使箔材供应筒旋转在由构建元件支撑的基底表面上分配箔片；

(b)将一个或多个熔化能量束从一个或多个熔化能量源引导到位于基底表面上方的箔片的非熔化区域上；

(c)使用熔化能量束将非熔化区域熔化成一个或多个熔化部分，以根据物体的三维数字定义在基底表面上形成材料层，同时从非熔化部分分离或切割熔化部分，以对应于数字定义形成材料层的周边边缘；

(d)使箔材供应筒旋转，以在材料层上分配箔片的另一非熔化区域；以及

(e)重复步骤(a)到(d)，直到根据数字定义完成物体为止。

条款15.根据条款14所述的方法，进一步包括：

在材料层上分配箔片的非熔化区域的过程中，使箔材卷取筒与箔材供应筒的旋转同步地旋转。

条款16.根据条款14所述的方法，进一步包括：

在形成材料层之后且在使箔材供应筒旋转以分配另一非熔化区域之前，使箔材供应筒和/或构建元件垂直平移以从材料层垂直分离箔片。

条款17.根据条款14所述的方法，其中，使箔材供应筒和/或构建元件垂直平移的步骤包括：

在施加每个材料层之后，在处理器的命令下使构建元件降低。

条款18.根据条款14所述的方法，其中，引导熔化能量束的步骤包括：

从激光装置、电子束装置或其组合发射一个或多个熔化能量束。

条款19.根据条款14所述的方法，其中，将熔化能量束引导到非熔化区域上的步骤包括：

在施加一个或多个材料层的过程中，将一个或多个熔化能量束以形成由非熔化部分隔开的不连续熔化段的熔化图案的方式引导到箔片的非熔化区域上。

条款20.根据条款14所述的方法，其中，在引导熔化能量束之前，该方法包括：

用构建室至少部分地包围基底表面，该构建室配置为至少在熔化部分的熔融箔材周围的位置处至少部分地包含惰性气体。

条款21.根据条款14所述的方法，其中，将熔化能量源支撑于箔材施加头的安装框架上，该箔材施加头配置为耦合到头部移动机构，在基底表面上分配箔片的步骤包括：

使箔材施加头沿着箔片的纵向方向在基底表面上平移，同时以与箔材施加头平移的速度相同的速度分配箔片。

条款22.根据条款21所述的方法，其中，在基底表面上分配箔片的步骤进一步包括：

在箔材施加头在基底表面上运动的过程中使用箔材施加头的分配机构在基底表面上施加箔片。

条款23.根据条款14所述的方法，进一步包括：

在处理器的命令下经由元件移动机构以这样的方式移动构建元件，即，使得任何一个基底表面面向上并水平地定向和定位成使得箔片的非熔化区域位于基底表面上方。

条款24.根据条款14所述的方法，其中，在基底表面上分配箔片的步骤进一步包括：

在处理器的命令下，在物体的制造过程中的不同时间分配第一箔片和第二箔片，以形成物体的不同的材料层；并且

第一箔片具有与第二箔片不同的材料成分。

对于本领域普通技术人员来说，本发明的附加修改和改进可能是显而易见的。因此，本文描述和示出的部件的具体组合旨在仅代表本发明的某些实施例，并非旨在用作限制本发明的精神和范围内的替代实施例或装置。