【

具体实施方式

】

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。

图1为本申请实施例提供的一种三维物体成型方法的流程图，如图1所示，上述三维物体成型方法可以包括：

步骤101，根据第n成型层在各个曝光区域的实际温度与目标温度，确定第n+1粉末层在各个曝光区域所需的补偿温度。

对第n粉末层进行曝光得到第n成型层之后，可检测第n成型层的实际温度。具体的，可根据预先划分的多个曝光区域，分别确定第n成型层在各个曝光区域的实际温度。

本申请实施例中，目标温度指的是，第n成型层在各个曝光区域所期望达到的温度。目标温度可以根据实际情况的需要预先设置。目标温度可以分为成型区域的目标温度以及非成型区域的目标温度。其中，成型区域指的是，包含有打印数据的区域。非成型区域指的是，不含打印数据的空白区域。

由于粉末层在各个曝光区域吸热性能以及散热性能的差异，各个曝光区域的实际温度可能各不相同，与目标温度之间的差值也不尽相同。本申请实施例可分别计算第n成型层在各个曝光区域的实际温度与目标温度之间的差值，将得到的各个差值作为第n+1粉末层在各个曝光区域所需的补偿温度。从而，可根据得到的补偿温度，对第n+1粉末层各个曝光区域的温度场进行调控。

本申请实施例中，n的取值为正整数。

步骤102，根据补偿温度，确定第n+1粉末层在各个曝光区域所需的曝光能量。

本申请实施例中，首先，可根据打印数据，确定第n+1粉末层与第n粉末层之间的各个重叠曝光区域。然后，可根据补偿温度，确定第n+1粉末层在各个重叠曝光区域的曝光能量。

具体的，本申请实施例中，温度与能量之间具有设定的函数关系。可根据第n+1粉末层在各个重叠曝光区域的补偿温度，得到第n+1粉末层在各个重叠曝光区域的补偿能量。

然后，可根据第n+1粉末层在各个重叠曝光区域的补偿能量，确定第n+1粉末层在各个重叠曝光区域的曝光能量。

一种可能的实现方式中，可根据第n+1粉末层在各个重叠曝光区域的补偿能量，以及第n+1粉末层对应的预设能量，得到第n+1粉末层在各个重叠曝光区域的曝光能量。示例性的，可将补偿能量与第n+1粉末层的预设能量的和值，作为各个重叠曝光区域的曝光能量。

另一种可能的实现方式中，可根据第n+1粉末层在各个重叠曝光区域的补偿能量，以及第n粉末层的曝光能量，得到第n+1粉末层在各个重叠曝光区域的曝光能量。示例性的，可将补偿能量与第n粉末层的曝光能量的和值，作为各个重叠曝光区域的曝光能量。

上述第n粉末层的曝光能量的确定方式与第n+1粉末层相同。示例的，当n大于1时，第n粉末层的曝光能量为第n-1粉末层的曝光能量和根据第n-1成型层得到的补偿能量的和值；特别的，当n＝1时，第n粉末层的曝光能量等于第n粉末层的预设能量。

需要说明的是，每一层粉末层都具有各自对应的预设能量。预设能量可根据每一层粉末层的实际温度和目标温度确定。

具体的，以上述第n+1粉末层为例进行说明。可根据第n+1粉末层在各个曝光区域的实际温度以及目标温度，确定第n+1粉末层在各个曝光区域所需的预设温度。示例性的，可将目标温度与第n+1粉末层的实际温度的差值温度，确定为所需的预设温度。然后，可根据温度与能量之间的设定函数关系，确定第n+1粉末层在各个曝光区域对应的预设能量。

其中，第n+1粉末层在各个曝光区域的实际温度与目标温度可通过下述方法确定。

对于第n+1粉末层在各个曝光区域的实际温度，可在第n成型层上形成第n+1粉末层之后，对第n+1粉末层进行预热。然后，可对预热后的第n+1粉末层进行温度检测，得到第n+1粉末层在各个曝光区域的实际温度。

进一步的，对于第n+1粉末层在各个曝光区域的目标温度，可根据第n+1粉末层的打印数据确定。具体的，如果该曝光区域不包含打印数据，那么，对应的目标温度为非成型区域的目标温度。反之，对应的目标温度为成型区域的目标温度。非成型区域的目标温度以及成型区域的目标温度的取值可预先设定。

步骤103，基于第n+1粉末层在各个曝光区域所需的曝光能量，对第n+1粉末层进行面曝光，得到第n+1成型层。

本申请实施例中，曝光能量可通过曝光时间和/或曝光强度控制。面曝光形式可以是点源阵列排布的面光源，还可以是投影式激光面光源。

进一步地，面曝光形式可独立控制各个曝光区域的曝光能量大小，曝光区域大小根据面曝光形式确定。从而，可以通过调控各个曝光区域的曝光能量，实现粉末层温度场的均匀分布，提高三维物体的成型质量。

具体的，当面曝光形式为点源阵列排布的面光源时，可以通过控制各点源的曝光强度和/或曝光时间调控对应曝光区域的能量，从而调节各曝光区域的温度。

例如，各点采用相同的曝光时间时，可以通过控制不同点的曝光强度，调控对应曝光区域的能量。反之，各点采用相同的曝光强度时，可以通过控制不同点位的曝光时间，调控对应曝光区域的能量。

当面曝光形式为投影式激光面光源时，可以通过控制各曝光区域的曝光时间，调控对应曝光区域的能量，从而实现粉末层温度场的均匀分布。

本申请实施例中，可利用成型层的温度场与目标温度的温差差值，对后续粉末层每个曝光区域的曝光能量进行独立调控。从而可实现更为精准的温度控制，提高后续粉末层温度场的均匀性，进而提高三维物体的成型质量。

并且，本申请实施例基于面曝光形式，利用面光源以面状图案形式将能量提供至粉末层。相比传统粉末成型技术，如选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，SLS)中使用点光源将粉末材料逐点逐层加热的方法，可大大提高生产效率。

图2为本申请实施例提供的另一种三维物体成型方法的流程图。如图2所示，本申请实施例提供的三维物体成型方法可包括：

步骤201，根据三维物体的数字模型，生成打印数据。

本申请实施例中，获取三维物体的数字模型的方法可以是，通过扫描方式获取三维物体的原始数据，然后进行三维建模得到三维物体的数字模型。还可以是，通过设计构建三维物体的数字模型。

得到三维物体的数字模型之后，可将数字模型转换为切片软件可识别的格式。示例性的，可以转换为光固化立体造型术(Stereolithography，STL)格式、多边形档案(Polygon File Format，PLY)格式、虚拟现实语言(Virtual Reality Language，WRL)格式等。

然后，可使用切片软件对模型进行切片分层，得到切片层图像数据，并进一步得到打印数据。打印数据可用来表示物体形状的信息。

步骤202，形成第n粉末层。

本申请实施例中，可通过提供粉末材料形成粉末层。其中，粉末材料可以是尼龙、塑料、陶瓷、金属等等。粉末层具体的形成方式可参考本领域常规技术手段，本申请不做限制。

如图3a所示，在具体实施例中，可以使用供应部件2提供粉末材料1至成型平台3(在图4中示出)上形成粉末层。

步骤203，预热第n粉末层。

本申请实施例中，如图3b所示，在形成第n粉末层后，预热部件5可对第n粉末层进行预热。

预热温度的取值与所用的粉末材料1的属性有关。在一种可选的实现方式中，预热温度可低于粉末材料1的熔点或熔融温度。从而，可在提供部分热量至粉末材料1的同时，防止非成型区域中粉末材料1的熔融。

通过对粉末层进行预热，有利于减小后续能量供应部件7(在图4中示出)对粉末层进行曝光时所需的功耗，降低输出功率，提升能量供应部件7(在图4中示出)使用的安全性能。

步骤204，根据第n粉末层的打印数据，对第n粉末层进行面曝光，以形成第n成型层。

本申请实施例中，如图3c所示，可利用能量供应部件7，根据第n粉末层的打印数据，并基于第n粉末层在各个曝光区域所需的曝光能量，以面状图案形式对第n粉末层进行面曝光，以形成成型区域31，即第n成型层。

特别的，当n＝1时，对第n粉末层进行面曝光的曝光能量可以等于第n粉末层对应的预设能量。

第1粉末层的预设能量可以根据第1粉末层的实际温度与目标温度的差值得到。具体实现方式可参考前述实施例中对预设能量的说明，此处不做赘述。

步骤205，根据第n成型层在各个曝光区域的实际温度与目标温度，确定第n+1粉末层在各个曝光区域所需的补偿温度。

本申请实施例中，如图3d所示，可利用温度传感器6检测第n成型层的温度场。第n成型层的温度场可包括第n成型层在各个曝光区域的实际温度。然后，将第n成型层在各个曝光区域的实际温度与目标温度求差值，可得到补偿温度。

步骤206，在第n成型层上形成第n+1粉末层。

本申请实施例中，如图3e所示，可以使用供应部件2提供粉末材料1至第n成型层上，形成第n+1粉末层。

步骤207，根据补偿温度，确定第n+1粉末层在各个曝光区域所需的曝光能量。

本申请实施例中，可根据第n层以及第n+1层的打印数据，分别确定第n+1粉末层与第n粉末层之间的重叠曝光区域以及非重叠曝光区域。

对于上述重叠曝光区域，可根据温度与能量之间的设定函数关系，得到补偿温度对应的补偿能量。进而，可根据补偿能量，确定第n+1粉末层在各个重叠曝光区域的曝光能量。具体的，可根据补偿能量以及第n+1粉末层的预设能量，确定第n+1粉末层在各个重叠曝光区域所需的曝光能量。或者，可根据补偿能量以及第n粉末层的曝光能量，确定第n+1粉末层在各个重叠曝光区域所需的曝光能量。

示例的，当n＝3时，第n+1粉末层在各个重叠曝光区域所需的曝光能量为第n粉末层的曝光能量与第n+1粉末层的补偿能量的和值。第n粉末层的曝光能量为第n-1粉末层的曝光能量与第n粉末层的补偿能量的和值。第n-1粉末层的曝光能量为第n-2粉末层的曝光能量与第n-1粉末层的补偿能量的和值。即，第4粉末层在各个重叠曝光区域所需的曝光能量为第1粉末层的预设能量、第2粉末层补偿能量、第3粉末层补偿能量、第4粉末层补偿能量的和值。

对于上述非重叠曝光区域，可将第n+1粉末层对应的预设能量确定为曝光能量。

步骤208，基于第n+1粉末层在各个曝光区域所需的曝光能量，对第n+1粉末层进行面曝光，得到第n+1成型层。

本申请实施例中，如图3f所示，可利用能量供应部件7，根据第n+1粉末层的打印数据，以面状图案形式提供曝光能量至第n+1粉末层的各个曝光区域，以形成第n+1成型层。

步骤209，重复形成粉末层并进行面曝光，直至得到第n+m成型层。

本申请实施例中，如图3g所示，在三维物体成型过程中，每得到一个成型层，成型平台3(在图4中示出)均会在升降结构4的驱动下，下降至少一个层厚的距离。然后，供应部件2会在先前得到的成型层之上提供新的粉末层。从而，能量供应部件7可对成型区域31上新的粉末层进行面曝光，以形成新的成型层。

本申请实施例可重复执行上述过程，直至得到第n+m成型层。第n+m成型层为三维物体W的最后一层，其中，m为正整数。

本申请实施例提供的三维物体成型方法，可利用成型层的温度场对后续粉末层的曝光能量进行精准调控，从而提高后续粉末层温度场的均匀性，进而提高三维物体的成型质量。

图4为本申请实施例提供的一种三维物体成型装置的结构示意图。如图4所示，上述三维物体成型装置可以包括：控制器8以及能量供应部件7。

控制器8，用于根据第n成型层在各个曝光区域的实际温度与目标温度，确定第n+1粉末层在各个曝光区域所需的补偿温度。

控制器8还用于，根据补偿温度，确定第n+1粉末层在各个曝光区域所需的曝光能量。

能量供应部件7，用于基于第n+1粉末层在各个曝光区域所需的曝光能量，对第n+1粉末层进行面曝光，得到第n+1成型层。其中，n为正整数。

一种具体的实现方式中，上述装置还包括：温度传感器6，用于检测第n成型层在各个曝光区域的实际温度。

一种具体的实现方式中，温度传感器6还用于检测未成型的粉末层在各个曝光区域的实际温度。

一种具体的实现方式中，温度传感器6还用于将检测的温度反馈给控制器8。

一种具体的实现方式中，温度传感器6为红外热成像仪、光学测温探头中的任意一种。

一种具体的实现方式中，能量供应部件7提供的能量密度范围为0.1～200W/cm³。

一种具体的实现方式中，能量供应部件7提供的面光源可以是点源阵列排布的面光源，还可以是投影式激光面光源。其中，投影式激光面光源包括激光组件、投影组件。激光组件包括红外激光器和激光调节器。其中，激光调节器可用于调节红外激光器的输出功率。投影组件包括数字微镜设备(Digital Micromirror Device，DMD)芯片。DMD芯片可将激光光束投影到粉末层，以对粉末层上的粉末材料进行加热。控制器8可控制激光调节器和DMD芯片的投影形状。DMD芯片具有多个微镜反射面，微镜反射面的大小决定曝光区域的大小，控制器8可以单独控制DMD的每个微镜反射面，从而独立控制每个曝光区域的曝光能量。

一种具体的实现方式中，上述装置还包括供应部件2，用于提供粉末材料1以形成粉末层L0。

一种具体的实现方式中，供应部件2包括铺粉器21、升降器22和储粉腔23。其中，铺粉器21可用于将储粉腔23中的粉末材料1铺展到成型平台3上，以形成粉末层L0。常用的铺粉器21可以是铺粉棍或刮板。储粉腔23用于存储粉末材料1，储粉腔23内部具有可移动的支撑板231。升降器22与支撑板231连接，可带动支撑板231在Z方向上升或下降。

一种具体的实现方式中，上述装置还包括成型平台3，用于承载粉末层L0。

一种具体的实现方式中，上述装置还包括升降机构4，升降机构4与成型平台3连接，可用于驱动成型平台3沿竖直方向上升或下降。

一种具体的实现方式中，上述装置还包括预热部件5，预热部件5用于预热粉末层L0。

一种具体的实现方式中，预热部件5可选自紫外灯、红外灯、微波发射器、加热丝、加热片、加热板中的一种或多种。

一种具体的实现方式中，预热部件5、温度传感器6、能量供应部件7可以按顺序安装在导轨9上，并能在导轨9上移动。

图5为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图5所示，上述电子设备可以包括至少一个处理器；以及与上述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：存储器存储有可被处理器执行的程序指令，上述处理器调用上述程序指令能够执行本申请实施例提供的三维物体成型方法。

其中，上述电子设备可以为桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。

图5示出了适于用来实现本申请实施方式的示例性电子设备的框图。图5显示的电子设备仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，电子设备以通用计算设备的形式表现。电子设备的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器410，存储器430，连接不同系统组件(包括存储器430和处理器410)的通信总线440。

通信总线440表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture；以下简称：ISA)总线，微通道体系结构(Micro Channel Architecture；以下简称：MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics StandardsAssociation；以下简称：VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral ComponentInterconnection；以下简称：PCI)总线。

电子设备典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

存储器430可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(Random Access Memory；以下简称：RAM)和/或高速缓存存储器。电子设备可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。尽管图5中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如：光盘只读存储器(Compact Disc Read Only Memory；以下简称：CD-ROM)、数字多功能只读光盘(Digital Video Disc Read Only Memory；以下简称：DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与通信总线440相连。存储器430可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本申请各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块的程序/实用工具，可以存储在存储器430中，这样的程序模块包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块通常执行本申请所描述的实施例中的功能和/或方法。

电子设备也可以与一个或多个外部设备(例如键盘、指向设备、显示器等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备交互的设备通信，和/或与使得该电子设备能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过通信接口420进行。并且，电子设备还可以通过网络适配器(图5中未示出)与一个或者多个网络(例如局域网(Local Area Network；以下简称：LAN)，广域网(Wide AreaNetwork；以下简称：WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信，上述网络适配器可以通过通信总线440与电子设备的其它模块通信。应当明白，尽管图5中未示出，可以结合电子设备使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Drives；以下简称：RAID)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理器410通过运行存储在存储器430中的程序，从而执行各种功能应用以及三维物体成型，例如实现本申请实施例提供的三维物体成型方法。

图6为本申请实施例提供的一种存储介质的结构示意图。如图6所示，所述存储介质60中可存储程序61。在程序61运行时，存储介质60所在设备可执行上述的三维物体成型方法。

上述存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(Read OnlyMemory；以下简称：ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read OnlyMemory；以下简称：EPROM)或闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

需要说明的是，本申请实施例中所涉及的终端可以包括但不限于读写设备、耗材芯片、打印机、个人计算机(Personal Computer；以下简称：PC)、个人数字助理(PersonalDigital Assistant；以下简称：PDA)、无线手持设备、平板电脑(Tablet Computer)、手机、MP3播放器、MP4播放器等。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。