[发明专利]用于确定对象的温度的系统和方法

说明书

本发明公开了一种用于确定对象的温度的系统，该系统包括三维(3D)打印机，该三维打印机被配置为连续沉积第一材料层、第二材料层和第三材料层以形成该对象。该3D打印机被配置为在该第二材料层中形成凹部。该材料为金属。该系统还包括温度传感器，该温度传感器被配置为至少部分地定位在该凹部内并且将该第三层沉积在该温度传感器上。该温度传感器被配置为测量该第一材料层、该第二材料层、该第三材料层或它们的组合的温度。

技术领域

本教导内容整体涉及三维(3D)打印，并且更具体地，涉及用于确定由3D打印机打印的对象的温度的系统和方法。

背景技术

3D打印工艺通常通过在层上连续沉积材料层来从计算机辅助设计(CAD)模型构建三维对象。例如，可将第一层沉积在基底上，然后可将第二层沉积在第一层上。第一层的温度和沉积在第一层上以形成第二层的材料的温度应各自在预定范围内，以使层能够适当地结合在一起并具有期望的特性。

通常，非接触式温度传感器用于在3D打印过程期间监测温度，以便不妨碍或以其他方式干扰3D打印过程。所使用的一种类型的非接触式温度传感器被称为高温计，该高温计在3D打印过程期间测量对象的表面的辐射率。辐射率是指发射热能作为热辐射的效果。高温计具有其中存储有数据的存储器，该数据对应于被打印材料的类型。使用所测量的辐射率和对应于被打印材料的类型的数据，高温计可(例如，使用查找表)确定(例如，预测)对象的温度。

然而，被打印材料的表面光洁度和/或表面含量可变化，这可导致来自高温计的温度确定不准确。因此，具有用于确定由3D打印机打印的对象的温度的改进系统和方法将是有益的。

发明内容

以下给出简要的发明内容，以便提供对本教导内容的一个或多个实施方案的一些方面的基本理解。这个发明内容不是全面的概述，也并不旨在标识本教导内容的关键或重要元素，也并不旨在描述本公开的范围。相反，其主要目的仅仅是以简化形式呈现一个或多个概念，作为后面所呈现的具体实施方式的前序。

公开了一种用于确定对象的温度的系统。该系统包括三维(3D)打印机，该三维打印机被配置为连续沉积第一材料层、第二材料层和第三材料层以形成该对象。该3D打印机被配置为在该第二材料层中形成凹部。该材料为金属。该系统还包括温度传感器，该温度传感器被配置为至少部分地定位在该凹部内并且将该第三层沉积在该温度传感器上。该温度传感器被配置为测量该第一材料层、该第二材料层、该第三材料层或它们的组合的温度。

还公开了一种用于确定对象的温度的方法。该方法包括使用三维(3D)打印机将第一材料层沉积到基底上。该方法还包括将温度传感器定位在该第一材料层上。该方法还包括使用该3D打印机将第二材料层沉积到该第一材料层和该温度传感器上。该方法还包括使用该温度传感器测量该第一材料层、该第二材料层或两者的温度。

在另一个实施方案中，该方法包括使用三维(3D)打印机将第一材料层沉积到基底上。该方法还包括使用该3D打印机将第二材料层沉积到该第一材料层上。该方法还包括在该第二材料层中形成凹部。该方法还包括将温度传感器至少部分地定位在该凹部中，使得该温度传感器与该第一材料层、该第二材料层或两者接触。该温度传感器为热电偶，该热电偶包括由不同材料制成的两个电导体。该方法还包括使用该3D打印机将第三材料层沉积到该第二材料层和该温度传感器上。该第一材料层、该第二材料层和该第三材料层包括金属。该方法还包括使用该温度传感器测量关闭第一材料层、该第二材料层、该第三材料层或它们的组合的温度。

还公开了由三维(3D)打印机打印的对象。该对象包括由该3D打印机打印的多个材料层。当该材料层在被该3D打印机打印之后冷却并固化时，该材料层结合在一起以形成该对象。该对象还包括温度传感器，该温度传感器被放置成当该材料层由该3D打印机打印时与该层中的一个或多个层接触。在该材料层冷却并固化以形成该对象之后，该温度传感器与该对象保持接触。该温度传感器被配置为在该材料层冷却并固化以形成该对象之后测量该对象的温度。