]在另一個變型中，料盒200包括存儲器模塊260，其本地存儲包含相關料盒和/或材料相關數據的計算機文件。在該變型中，料盒200還可包括無線傳輸器250或無線收發器，其將計算機文件或來自計算機文件的選擇數據直接無線播送到增材制造裝置100，如圖5A中所示。可選地，料盒200可包括一組電觸點270，其中一旦將料盒200插入到接收器150中，其經由與增材制造裝置100建立的有線連接將全部的計算機文件或來自其中的選擇數據傳送到增材制造裝置100，如圖5B中所示。在該變型中，增材制造裝置100可將諸如構建周期數據的附加數據直接寫入到料盒200內的存儲器模塊。
[0082]然而，料盒200可以通過任何其他合適方式將特定于料盒200和/或特定于其中所包含的粉末材料的標識符、選擇料盒或材料數據或完整的計算機文件傳送到增材制造裝置 100。
[0083]2.4附加傳感器
[0084]如圖5A中所示，料盒200的一個變型進一步包括環境傳感器280，其聯接到容器210的內部體積并輸出對應于容器210內檢測的氧氣量的信號。在該變型中，環境傳感器280用于檢測料盒200內的環境的質量，諸如料盒200中的氧氣量(例如，千分之一)或水分量(濕度)。例如，環境傳感器280可隨時間對料盒200內的環境進行取樣，諸如在料盒200的壽命內或者構建周期期間每五秒一次，并且料盒200內的處理器可隨時間整合料盒200內的所檢測的氧氣和水分的百分比，以計算其中所包含的粉末材料的氧氣暴露和水分暴露。處理器可進一步計算料盒200內的粉末材料的降解，諸如基于在存在氧氣和水的情況下的粉末材料的已知反應度。如果關于氧氣的暴露、關于水分的暴露以及/或者所計算的粉末材料的降解超過所存儲的閾值，則處理器可因此發出標志或觸發警告，并且料盒內的無線傳輸器可將該警告或標志傳輸到增材制造裝置100，以指示增材制造裝置100料盒200內的粉末材料不適于用于制造三維結構。可選地，料盒200可諸如經由到增材制造裝置100的有線或無線連接將這些環境相關數據中的任一個傳輸到增材制造裝置100，并且增材制造裝置100可分析這些數據，以確定粉末材料滿足當前或即將到來的構建周期的材料要求，并相應地標志或接收料盒200，如下面所描述。
[0085]料盒200可類似地包括侵擾傳感器，其檢測可重新密封蓋子230、容器210的損害或者容器210的內部體積和容器210的外部之間其他障礙物。在該變型中，料盒200可將通過侵擾傳感器檢測的侵擾事件直接傳送到增材制造裝置100，傳送給操作者，或者傳送到材料處理系統，以將料盒200標志為受損的，從而防止使用其中所包含的粉末材料用于隨后的構建周期。例如，料盒200可進一步包括數字顯示器(例如，電子墨水顯示器)，其響應于料盒200的所檢測的狀態變化更新，諸如如果料盒200內的環境變化超過預設閾值(例如，千分之一的閾值氧氣濃度)，如果料盒載入增材制造裝置，如果料盒200被重新裝載有新的或再循環的材料等等。料盒200還可包括輸入區域(例如，按鈕)，以使操作者可通過選擇輸入區域循環通過本地存儲在料盒200上的料盒相關信息。
[0086]然而，料盒200可包含任何其他合適的傳感器，用于檢測料盒200和/或其中所包含的粉末材料的狀態或使用，并且料盒200可以任何其他方式起作用，以便以任何其他合適方式將料盒200的檢測狀態或使用或者料盒200內容傳送到增材制造裝置100。
[0087]3.方法和應用
[0088]如圖6中所示，用于在增材制造裝置內構造三維結構的方法包括:在方框SllO中從暫時到載入增材制造裝置100中的料盒讀取標識符；在方框S150中開始構建周期；在方框S160中，將一層粉末材料從料盒200分配到增材制造裝置100的構建室120中；在方框164中，在構建周期期間，選擇性地熔化該層的區域；在方框S170中，響應于構建周期的完成，將一定體積的疏松粉末材料從構建室120分配到料盒200中；以及在方框S180中，經由計算機網絡通過屬于構建周期的數據更新計算機文件，該計算機文件特定于料盒200并根據標識符進行訪問。
[0089]如圖7所示，方法的一種變型包括:在方框S140中，使鄰近料盒的出口的增材制造裝置100的區域充滿惰性氣體，該料盒載入到增材制造裝置100中；在方框S142中，開啟料盒200的出口 ；在方框S160中，從料盒200將一層粉末材料分配通過出口，到達增材制造裝置100的構建室內120 ;在方框S164中，在構建周期期間，選擇性地熔化一層粉末材料的區域；在方框S170中，響應于構建周期的完成，將一定體積的疏松粉末材料從構建室120分配到料盒200中；在方框S172中，使料盒200充滿惰性氣體；以及在方框S174中，重新密封具有一定體積的疏松粉末材料和惰性氣體的所述料盒200的出口。
[0090]如圖8所示，方法的另一個變型包括:在方框SI 10中，從暫時地載入增材制造裝置100的料盒讀取標識符；在方框S120中，基于標識符，從計算機網絡取回用于料盒200內包含的粉末材料的激光熔化簡檔；在方框S160中，跨越增材制造裝置100內的構建平臺122，使從料盒200分配的一定體積的粉末材料成一層大致均勻的厚度水平；以及在方框S164中，根據激光熔化簡檔中定義的熔化參數選擇性地熔化該層的區域。
[0091]如圖9中所示，方法的另一個變型包括:在方框SI 10中，從暫時地載入增材制造裝置100中的第一料盒讀取第一標識符；在方框S112中，從暫時地載入增材制造裝置100中的第二料盒讀取第二標識符；在方框S130中，基于第一標識符，為第一料盒內包含的粉末材料從數據庫取回第一構建周期歷史記錄數據；在方框S132中，基于第二標識符，為第二料盒內包含的粉末材料從數據庫取回第二構建周期歷史記錄數據；在方框S136中，基于第一構建周期歷史記錄數據和第二構建周期歷史記錄數據，為第一料盒和第二料盒設置分配順序；在方框S160中，從第一料盒將粉末材料分配到增材制造裝置100內的構建室120中；以及在方框S162中，響應于第一料盒內的粉末材料的耗盡，根據分配順序從第二料盒將粉末材料分配到構建室120中。
[0092]通常，可通過如上所述的增材制造裝置100實施方法，以再循環疏松粉末材料，其被分配到構建室120中但未被熔化到三維結構中，一旦完成構建周期，則回到在增材制造裝置100中載入的一個或多個料盒中。具體地，增材制造裝置100可實施方法，以控制和維持粉末材料所暴露的環境，包括從料盒200到構建室120并返回，從而控制材料的降解(即，氧化)并延長其可使用壽命。方法可附加地或可選地由裝置實施，以便為載入增材制造裝置100中的粉末材料的一個或多個料盒取回構建參數、材料數據、料盒歷史記錄數據等等。具體地，增材制造裝置100可實施方法，以從料盒200取回標識符，將該標識符傳遞到本地或遠程數據庫，并接收相應構建、材料和/或料盒數據。增材制造裝置100可然后根據方法操縱這些數據，以在其中的三維結構的增材制造期間控制各種構建參數。
[0093]3.1標識符和相應數據
[0094]方法的方框SllO詳述從暫時地載入增材制造裝置100的料盒讀取標識符。通常，方框SllO用于收集料盒200 (或其中包含的材料)到附加數據的鏈接，該附加數據通過從料盒200遠程地存儲與料盒200有關(或與其中所包含的材料有關)。在以上所述的各種示例中，方框SllO可從布置在料盒200上的射頻識別標簽接收唯一數字序列號，或者方框SllO可掃描被施加在料盒200的外部上的代碼，并將代碼轉化為字母數字標識符。
[0095]如圖9所示，方法的一個變型還包括方框S112，其詳述從暫時地載入增材制造裝置100中的第二料盒讀取第二標識符。方框SI 12可因此實施類似于方框SllO的方法或技術，以收集標識符，其特定于第二料盒并與特定于(第一)料盒的標識符不同。在一個實施中，當如上所述的接收器150和/或支架將第一料盒轉位到分配位置中時，方框SllO從第一料盒讀取標識符，并且一旦已經倒空并在分配位置中通過第二料盒替換第一料盒，則方框S112隨后從第二料盒讀取第二標識符。可選地，方框SllO和S112可協作用于大致同時或立刻順序地從載入增材制造裝置100中的第一和第二(和其他)料盒讀取標識符。然而，方框SllO和SI 12可以通過任何其他方式起作用，以從載入增材制造裝置100的相應料盒收集標識符。
[0096]方法的方框S120詳述基于標識符從計算機網絡取回料盒200內包含的粉末材料的激光熔化簡檔。通常，方框S120用于取回熔化粉末材料的參數，該參數通過標識符鏈接到料盒200內包含的材料。例如，方框S120可將在方框SllO中收集的標識符傳遞到遠程服務器，其連接到存儲計算機文件的數據庫，該計算機文件鏈接到當前操作的或“在現場”的每個料盒，并且方框S120可接收完整的計算機文件或來自計算機文件的選擇數據，以對應于所接收的標識符。
[0097]在一個實施中，方框S120接收熔化掃描速度和激光熔化功率，以實現粉末材料的顆粒之間的所需的熔融和所需的熔化質量。在該實施中，熔化掃描速度可定義其中能量束在構建平臺122上掃描的速度，平行掃描路徑之間的跨過距離以及/或者先行或后行參數等等。此外，激光熔化功率可定義脈沖時間、操作頻率或波長、占空比、一組激光二極管的總輸出功率以及/或者布置在增材制造裝置100內的一個或多個激光二極管的任何其他操作參數。增材制造裝置100可因此通過根據熔化掃描速度和相關參數控制X和Y軸，以及通過根據激光熔化功率和相關參數控制激光二極管132在方框S164中實施這些參數。在該實施中，方框S120可附加地或可選地接收料盒200內所包含的粉末材料的目標熔化溫度或目標熔化溫度范圍，并且增材制造裝置可在方框S164中通過在掃描周期期間檢測熔化位置內的最大溫度、平均溫度和/或溫度梯度以及執行閉環反饋來實施這些參數，以便調節激光二極管132的功率輸出和/或一個或多個致動器的掃描速度，以在掃描周期期間實現跨越不同熔化位置的目標熔化溫度，如圖8中所示。
[0098]方框S120可類似地(從計算機網絡或數據庫)取回激光退火簡檔，以實現粉末材料的先前熔融區域的所需應力釋放。增材制造裝置100可在方框S164中類似地實施這些參數(例如，退火掃描速度和激光退火功率)，以便當增材地制造結構時，逐層地使材料的熔化區域退火。
[0099]方框S120還可從數據庫取回目標層厚度。方框S120可基于從數據庫接收的材料類型、從數據庫接收的顆粒尺寸(例如，4-5μπι)以及/或者排隊用于當前或隨后構建周期的零件文件中所指定的制造公差可選地計算目標層厚度。增材制造裝置100可然后在方框S160中通過以對應于(所接收或所計算的)目標層厚度的距離向下轉位平臺、將一定體積的材料分配為至少與目標層厚度和構建平臺122的寬度和長度的產品同樣大，以及然后跨越構建平臺122掃視再涂葉片182來實施目標層厚度，以平整一定體積的分配材料。
[0100]方框S120可類似地收集構建參數，其對應于載入增材制造裝置100中的第二料盒。然而，方框S120可取回任何其他相關構建參數數據，其與在方框SllO中從料盒200收集的標識符關聯，并且增材制造裝置100可通過任何其他合適方式實施這些參數。可選地，方框SllO和S120可協作用于直接從料盒200取回這些數據，諸如以上所描述。
[0101]如圖9中所示，在另一個變型中，方法包括方框S130，其詳述基于第一標識符從數據庫取回第一料盒內所包含的粉末材料的第一構建周期歷史記錄數據。通常，方框S130用于取回屬于料盒200中所包含的粉末材料的歷史記錄的信息。
[0102]在一個實施中，方框S130取回料盒200的再循環歷史記錄。例如，如果料盒200為新的且包含新的粉末材料，則方框S130可收集指示相同的料盒歷史記錄。類似地，如果料盒200先前用于構建周期中，以將舊的粉末材料供應到增材制造裝置，但然后被倒空、清理并再填充有新(即，新的)粉末材料，則數據庫可清除與料盒200關聯的粉末歷史記錄，并通過料盒200填充有新粉末的日期來更新計算機文件，并且除了料盒200的使用期限、供應商和/或打開和重新密封周期的數目等等以外，方框S130可取回該日期。在這些示例中，方框S130可因此接收料盒200內所包含的材料的使用期限，其基于其中料盒200(再)填充有新材料的日期。
[0103]可選地，如果料盒200包含已經從先前構建周期再循環的材料，則方框S130可收集對應于這些先前構建周期的數據以及與在這些構建周期期間供應粉末材料的其他料盒相關的數據。例如，增材制造裝置可在構建周期期間將來自多個料盒的粉末材料分配到構建室120中，并且這些料盒可包含具有不同使用期限、再循環歷史記錄等等的粉末材料。然而，由于來自這些料盒的材料在構建周期期間被分配到大體積中，并且一旦完成構建周期，可在再循環過程期間的傳輸回到料盒的期間混合，因此一個料盒可被再填充有通過另一個料盒被原始地供應到增材制造裝置100的粉末材料。可因此通過其他料盒中所包含的材料的歷史記錄更新料盒的計算機文件，該其他料盒在相同的構建周期期間將材料供應到相同的增材制造裝置，并且方框S130可因此取回料盒的歷史記錄數據，其為料盒200內所包含的粉末材料指定所有可能的源。例如，如果包含新材料的第一料盒與具有單個再循環周期關聯的第二料盒載入增材制造裝置中，則一旦在增材制造裝置100處完成構建周期，可通過第二料盒的單個再循環歷史記錄以及當前構建周期數據更新與第一料盒關聯的計算機文件。在該示例中，第三新料盒可與第一料盒載入第二增材制造裝置，并且一旦在第二增材制造裝置處完成構建周期，則通過第一料盒的再循環歷史記錄、第二料盒的再循環歷史記錄以及當前構建周期數據更新與第三料盒關聯的計算機文件。此外，在該示例中，當第三料盒載入到第三增材制造裝置中，以用于隨后的構建時，方框S130可提取第三料盒中所包含的材料的最大或平均(例如，按重量或體積)可能使用年限、再循環周期的數目等等。
[0104]方框S130還可通過標識符收集與料盒200相關的其他數據，諸如材料的原產地、材料制造商、材料制造日期、材料發貨日期、材料類型、料盒侵擾歷史記錄、料盒環境或泄漏數據等等。
[0105]在該變型中，方法可類似地包括方框S132，其詳述基于第二標識符從數據庫取回第二料盒內所包含的粉末材料的第二構建周期歷史記錄數據，如圖9中所示。方框S132可因此如方框S130 —樣用于基于第二標識符收集第二料盒的歷史記錄。
[0106]3.2材料檢查
[0107]如圖9所示，方法的一個變型包括方框S134，其詳述確認料盒200內的粉末材料以用于構建結構。通常，方框S136用于相對被分配到增材制造裝置100或構建文件以用于即將到來的構建周期的構建需求，檢查為料盒200收集的數據以及/或者方框S120、S130和/或S132中的材料，諸如材料使用期限、周期歷史記錄、材料類型、侵擾事件或料盒泄漏歷史記錄。方框S136可因此選擇地批準或防止粉末材料從一個或多個料盒到增材制造裝置100的分配。
[0108]在一個實施中，方框S136相對被指定用于排隊構建文件中的三維結構的材料類型和最大材料使用期限來檢查如在方框S130中收集的料盒內所包含的粉末材料的類型和使用年限。因此，如果料盒200中所包含的材料超過最大使用年限要求或者包含除了被指定用于即將到來的構建周期之外的材料，則方框S136可被動地放棄從料盒200將粉末材料供應到構建室120以用于即將到來的構建周期。方框S136還可觸發可聽和/或可見警告來提示操作者移除有問題的料盒以及通過具有合適材料類型和使用年限的另一個料盒替換。
[0109]在另一個實施中，方框S136相對用于即將到來的構建周期的再循環要求來檢查料盒中所包含的粉末的再循環歷史記錄(如在方框130中所收集的)。例如，方框S136可在料盒200的操作歷史記錄期間，基于料盒200的再循環歷史記錄以及與料盒200載入各種增材制造裝置的其他料盒的再循環歷史記錄來推斷完成料盒200中所包含的粉末材料的可能再循環周期的最大數目。在該示例中，方框S136可將料盒200內的材料的再循環周期