DE60010943T2

DE60010943T2 - Herstellungsverfahren und -Vorrichtung für ein Steuerungssystem in einem selektiv ablagernden Modellierungssystem

Info

Publication number: DE60010943T2
Application number: DE60010943T
Authority: DE
Inventors: Edward J. Camarillo Dacey
Original assignee: 3D Systems Inc
Current assignee: 3D Systems Inc
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: ATE267656T1; DE60010943D1; EP1031392A3; EP1031392B1; EP1031392A2; JP2001058357A; JP4339484B2; US6490496B1

Description

Diese Erfindung betrifft Techniken für ein Steuerungssystem in einem System zur selektiven Ablagerungsmodellierung, welches verwendet wird zur Bildung von dreidimensionalen (3D) Objekten auf eine im wesentlichen Schicht-für-Schicht-Basis mit verbesserter Auflösung. Die Erfindung betrifft spezieller Techniken zur Verwendung bei der Steuerung von Aufträgen, welchen dreidimensionalen Objekten entsprechen, die in einem System zur selektiven Ablagerungsmodellierung aufgebaut werden sollen.
Rapid Prototyping und Manufacturing (RP&M) ist der Name, dem dem Gebiet der Technologien gegeben wurde, welche verwendet werden können, um dreidimensionale Objekte schnell und automatisch von dreidimensionalen Computerdaten zu erzeugen, welche diese Objekte repräsentieren. Von RP&M wird angenommen, dass es drei Klassen von Technologien umfasst: (1) Stereolithografie, (2) laminierte Objektherstellung und (3) selektive Ablagerungsmodellierung.
Die Stereolithografieklasse der Techniken erzeugt dreidimensionale Objekte basierend auf der aufeinanderfolgenden Bildung von Schichten aus einem fluidähnlichen Medium benachbart zu vorhergehend gebildeten Schichten des Mediums und der selektiven Befestigung dieser Schichten gemäß Querschnittsdaten, welche aufeinanderfolgende Scheiben der dreidimensionalen Objekte repräsentieren, um Schichten zu bilden und aneinander zu binden. Eine spezielle Stereolithografie-Technologie ist einfach als Stereolithografie bekannt und verwendet ein flüssiges Medium, welches selektiv verfestigt wird, indem es einer vorgeschriebenen Stimulation ausgesetzt wird. Das flüssige Medium ist typischerweise ein Photopolymer und die vorgeschriebene Stimulation ist typischerweise eine sichtbare oder ultraviolette elektromagnetische Strahlung. Flüssigkeitsbasierte Stereolithografie ist in verschiedenen Patenten, Anmeldungen und Veröffentlichungen offenbart, von denen eine Anzahl im Bereich der verwandten Anmeldungen im folgenden kurz beschrieben wird. Eine andere Stereolithografie-Technologie ist als selektives Lasersintern (SLS) bekannt. SLS basiert auf der selektiven Verfestigung von Schichten aus einem pulverförmigen Medium, in dem die Schichten einer infraroten elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt werden, um die Partikel zu sintern oder zu verschmelzen. SLS ist in dem US-Patent mit der Nummer 4,863,538 beschrieben, welches am 5. September 1989 an Deckard erteilt wurde. Eine dritte Technologie ist als dreidimensionales Drucken (3DP) bekannt. 3DP basiert auf der selektiven Verfestigung von Schichten eines pulverförmigen Mediums, welche verfestigt werden, indem selektiv ein Binder daran abgelagert wird. 3DP ist in dem US-Patent mit der Nummer 5,204,055 beschrieben, welches am 20. April 1993 an Sachs erteilt wurde.
Die laminierten Objektherstellungstechniken, LOM, umfassen die Bildung von dreidimensionalen Objekten, indem Bahnen von Material aufeinandergestapelt, aneinandergeklebt und selektiv ausgeschnitten werden, in einer bestimmten Reihenfolge, gemäß der Querschnittsdaten, welche die herzustellenden dreidimensionalen Objekte repräsentieren. LOM ist in den US-Patenten mit den Nummern 4,752,352, erteilt am 21. Juni 1988 an Feygin und 5,015,312, erteilt am 14. Mai 1991 an Kinzie und in der PCT-Veröffentlichung mit der WO 95/18009 beschrieben, welche am 6. Juli 1995 veröffentlicht wurde und Morita als Erfinder nennt.
Die selektive Ablagerungsmodellierung, SDM, umfasst das Aufbauen von dreidimensionalen Objekten, indem selektiv verfestigbares Material in einer Schicht-für-Schicht-Basis gemäß den Querschnittsdaten abgelagert wird, welche Scheiben der dreidimensionalen Objekten entsprechen. Eine solche Technik wird Ablagerungsschmelzmodellierung (fused deposition modelling) FDM genannt und umfasst die Extrusion von Strömen von erwärmtem, fließfähigem Material, welche verfestigen, wenn sie auf den vorhergehend gebildeten Schichten des Objektes abgelagert werden. FDM wird in dem US-Patent mit der Nummer 5,121,329 beschrieben, welches am 9. Juni 1992 an Crump erteilt wurde. Eine weitere Technik wird ballistische Partikelherstellung (balistic particle manufacturing) BPM ge nannt, welche einen 5-Achsen-Tinenstrahldispenser verwendet, um Partikel aus Material auf vorher verfestigten Lagen des Objektes zu richten. BPM ist in der PCT-Veröffentlichung mit der Nummer WO 96/12607 beschrieben, welche am 2. Mai 1996 veröffentlicht wurde und Brown als Erfinder nennt, WO 96/12608, welche am 2. Mai 1996 veröffentlicht wurde und Brown als einen Erfinder nennt; WO 96/12609 veröffentlicht am 2. Mai 1996, welche Menhennett als einen Erfinder nennt und der WO 96/12610 veröffentlicht am 2. Mai 1996, welche Menhennett als einen Erfinder nennt, wobei alle der BPM Technology, Inc. zugewiesen sind. Eine dritte Technik wird Multistrahlmodellierung (multijet modelling) genannt und umfasst die selektive Ablagerung von Tröpfchen aus Material von mehren Tintenstrahlöffnungen, um den Aufbauvorgang zu beschleunigen. Die Multistrahlmodellierung wird in den PCT-Veröffentlichungen mit der Nummer WO 97/11835 beschrieben, welche am 3. April 1997 veröffentlicht wurde und Leyden als einen Erfinder nennt, und WO 97/11837 veröffentlicht am 3. April 1997, welche Earl als einen Erfinder nennt (beide, wie in der vorliegenden Erfindung, der 3D Systems, Inc. zugewiesen). Ein viertes Beispiel ist die thermische Stereolithografie (thermal stereolithography TSL) wie sie im US-Patent mit der Nummer 5,141,680 beschrieben ist, welches am 25. August 1992 an Almquist et al erteilt wurde.
Die WO 97/19798 offenbart ein System zur Herstellung von festen Prototypen, welches auf einem LAN (local area network) existiert, welches dazu geeignet ist, gepufferte Dateien von einem Server anzunehmen, Warteschlangen von Anfragen zu verarbeiten und auf Anfragen mit Statusinformationen zu antworten.
Wenn die selektive Ablagerungsmodellierung (genauso wie andere RP&M-Aufbautechniken) verwendet werden, hängt die Geeignetheit von verschiedenen Verfahren und Geräten zur Produktion nützlicher Objekte von einer Anzahl von Faktoren ab. Da diese Faktoren typischerweise nicht gleichzeitig optimiert werden können, umfasst eine Auswahl von geeigneten Aufbautechniken und zugehörigen Verfahren und Geräten Kompromisse, welche von den speziellen Erfordernissen und Umständen abhängen. Einige Faktoren, die betrachtet werden sollen, können umfassen: 1) Anlagenkosten, 2) Betriebskosten, 3) Produktionsgeschwindigkeit, 4) Objektgenauigkeit, 5) Oberflächenfinish des Objektes, 6) Materialeigenschaften des gebildeten Objektes, 7) voraussichtliche Verwendung des Objektes, 8) Verfügbarkeit von Sekundärprozessen zur Erzielung unterschiedlicher Materialeigenschaften, 9) Bedienungsfreundlichkeit und Einschränkungen des Bedieners, 10) benötigte oder gewünschte Betriebsumgebung, 11) Sicherheit und 12) Nachverarbeitungszeit und Aufwand.
In dieser Hinsicht gab es eine lang existierende Notwendigkeit, gleichzeitig so viele dieser Parameter wie möglich zu optimieren, um effektiver dreidimensionale Objekte aufzubauen. Als ein erstes Beispiel gab es die Notwendigkeit, die Objekterzeugungsgeschwindigkeit zu verbessern und die Anlaufzeit und die Dateivorbereitungszeit zu senken, wenn Objekte unter Verwendung einer selektiven Ablagerungsmodellierungstechnik (SDM) aufgebaut wurden, wobei gleichzeitig die Anlagenkosten beibehalten oder verringert werden. Ein kritisches Problem in dieser Hinsicht war die Notwendigkeit für eine effiziente Technik zur Verarbeitung von Aufträgen, welche einem dreidimensionalen Objekt entsprechen, die in einer Auftragswarteschlange gespeichert werden. Ein anderes kritisches Problem umfasst die Notwendigkeit für eine effiziente Technik zur Darstellung und Modifizierung der Aufträge in der Auftragswarteschlange.
Dementsprechend gibt es eine seit langem gefühlte aber unerreichte Notwendigkeit für Verfahren, Geräte und Gegenstände der Herstellung, um Aufträge entsprechend den dreidimensionalen Objekten zu steuern, welche in einem selektiven Ablagerungsmodellierungssystem aufgebaut werden sollen, um die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
Daher sind die Techniken der vorliegenden Erfindung, wie oben erwähnt, primär auf die selektive Objektherstellung durch Ablagerungsmodellierung gerichtet, wobei angenommen wird, dass die Techniken Anwendung in anderen RP&M- Technologien finden können. Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Rapid-Prototyping-System:
Mittel zum Annehmen von mehren Aufträgen, die in einer Auftragswarteschlange angeordnet werden sollen, wobei jeder Auftrag eine Anfrage zum Aufbauen eines dreidimensionalen Objektes zumindest ein Rapid-Prototyping-Gerät umfasst; und
Mittel zum Kombinieren von zwei oder mehreren Aufträgen in einem von dem Rapid-Prototyping-Gerät durchgeführten Aufbauprozess.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Objektes in einem Rapid-Prototyping-System die Schritte:
Annehmen mehrerer Aufträge, die in einer Auftragswarteschlange angeordnet werden sollen, wobei jeder Auftrag eine Anfrage zum Aufbauen eines dreidimensionalen Objektes durch zumindest ein Rapid-Prototyping-Gerät umfasst; und
Manipulieren der Aufträge, um zwei oder mehrere Aufträge in einem Aufbauprozess zu kombinieren, der durch das Rapid-Prototyping-Gerät durchgeführt wird.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen eine Anzahl von Techniken (inklusive Verfahren und Geräte), die allein oder in Kombination verwendet werden können, um eine Anzahl von Problemen anzusprechen, die der Steuerung von Aufträgen zum Bilden von 3D-Objekten durch selektive Ablagerungsmodellierung zugeordnet sind. Obwohl die im folgenden beschriebenen Techniken primär auf die selektiven Ablagerungsmodellierungs-Techniken gerichtet sind, können sie in einer Vielzahl von Möglichkeiten auf andere RP&M-Technologien angewandt werden, wie sie oben beschrieben wurden, um den Durchsatz des Systems zu verbessern, indem verbessern Objekterzeugungstechniken bereitgestellt werden. Weiterhin können die hierin beschriebenen Techniken auf selektive Ab lagerungsmodellierungssysteme angewandt werden, welche eines oder mehrere Aufbaumaterialien und/oder Unterstützungsmaterialien verwenden, wobei eines oder mehrere der Materialien selektiv abgelagert werden, wobei andere nicht selektiv abgelagert werden und wobei erhöhte Temperaturen verwendet oder nicht verwendet werden können für alle oder Teile der Materialien, um ihre selektive Ablagerung zu unterstützen.
Die Techniken können auf selektive Ablagerungsmodellierungssysteme angewandt werden, wobei das Aufbaumaterial ein Festkörper sein kann, welcher auf einer heißen Platte geschmolzen wird, wobei das Material nach dem Ausgeben verfestigt wird, indem das Lösungsmittel entfernt wird (z. B. durch Erhitzen des ausgegebenen Materials, durch Ausgeben des Materials in eine teilweise evakuierte (d.h. Vakuum-) Aufbaukammer, oder indem einfach genügend Zeit gelassen wird, damit das Lösungsmittel verdampfen kann). Weiterhin können verschiedene Ausgabetechniken verwendet werden, wie das Ausgeben mittels Tintenstrahlgeräten mit Einzelstrahl oder mehreren Strahlen, umfassend Heißschmelztintenstrahler, Bubblejets, etc. und kontinuierlichem oder teil-kontinuierlichem Fluss, Extrusionsdüsen oder -köpfe mit einzelnen oder mehreren Öffnungen.
Die 1 illustriert ein bevorzugtes Gerät, um selektive Ablagerungsmodellierung durchzuführen,
2 illustriert eine andere Ansicht einer Aufbauplattform,
3 illustriert ein bevorzugtes Gerät zur Kommunikation zwischen mehren Client-Computern und einem selektiven Ablagerungsmodellierungssystem,
4 ist ein Flussdiagramm, welches die Schritte illustriert, die durch die Steuerungen des selektiven Ablagerungsmodellierungssystems durchgeführt werden, um eine Voransicht eines Auftrages zu ermöglichen,
5 ist ein Flussdiagramm, welches die Schritte illustriert, die durch die Steuerungen eines Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung durchgeführt werden, um die Manipulation eines Auftrages zu ermöglichen, und
6 ist ein Flussdiagramm, welches die Schritte illustriert, die durch die Steuerungen eines System zur selektiven Ablagerungsmodellierung durchgeführt werden, tun mehrere Aufträge zu kombinieren, um einen einzelnen Aufbauprozess zu erzeugen.
Wie vorher diskutiert, ist die vorliegende Anmeldung auf Steuerungssystemtechniken zur Steuerung von Aufträgen in einem System zur selektiven Ablagerungsmodellierung (selective deposition modelling) gerichtet. Die detaillierte Beschreibung der Erfindung wird mit einer Beschreibung von bevorzugten Systemen zur selektiven Ablagerungsmodellierung begonnen, wobei Details von Ausführungsformen an passender Stelle beschrieben werden. Ein bevorzugtes Gerät zur Durchführung der selektiven Ablagerungsmodellierung ist in den 1 und 2 dargestellt. Das Gerät umfasst einen Ausgabeträger 10, an dem der Ausgabekopf 12 angeordnet ist (z. B. ein Tintenstrahlkopf mit mehreren Öffnungen) und ein Einebner (z. B. eine rotierende und/oder erhitzte Rolle) 14. Der Ausgabeträger 10 ist benachbart zu einer Aufbauplattform 20 in X-Richtung gelagert und vor- und zurückbewegbar, wobei die X-Richtung auch als Hauptscannrichtung bekannt ist. Der Abstand zwischen dem Kopf 12 und dem Ausgabeträger 10 ist in 1 übertrieben dargestellt, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. In der Praxis wäre der Abstand klein genug, um es dem Einebner 14 zu ermöglichen, Material, das auf der Aufbauplattform 20 durch den Kopf 12 abgelagert wurde zu berühren. Die Bewegung des Ausgabeträgers 10 wird durch einen geeigneten Antriebsmotor und einen Steuerungscomputer oder Mikroprozessor (nicht dargestellt) gesteuert.
Weiterhin sind an jeder Seite des Ausgabeträgers 10 und/oder zwischen dem Einebner 14 und dem Ausgabekopf 12 ein oder mehrere Lüfter 15 befestigt, um Luft vertikal nach unten zu blasen, um zur Kühlung des ausgegebenen Materials und des Substrats beizutragen, so dass die gewünschte Aufbautemperatur beibehalten wird. Natürlich sind andere Montageschemata für die Lüfter und/oder andere Kühlsysteme möglich, umfassend die Verwendung von Nebeleinrichtungen zum Richten von verdampften Flüssigkeiten (z. B. Wasser, Alkohol oder Lösungsmittel) auf die Oberfläche des Objektes. Kühlsysteme können aktive oder passive Techniken zur Entfernung der Wärme umfassen, und sie können in Kombination mit Temperaturmesseinrichtungen computergesteuert sein, um das ausgegebene Material innerhalb des gewünschten Aufbautemperaturbereichs beizubehalten.
Der Ausgabekopf 12 (welcher auch als Druckkopf oder Dispenser bezeichnet wird) kann beispielsweise ein kommerzieller Druckkopf sein, welcher eingerichtet ist, um farbige Heißschmelztinten (z. B. Thermoplaste oder wachsartige Materialien) auszuspritzen und modifiziert und/oder gesteuert sein, zur Verwendung in einem dreidimensionalen Modelliersystem, worin der Druckkopf 12 Vor- und Zurückbewegungen und Beschleunigungen erfährt. In einem Beispiel ist der Kopf ein mehrfarbiger kommerzieller Druckkopf mit 352 Düsen, welche durch Tectronics, Inc. hergestellt wird. Eine Gruppe der Düsen umfasst vier Düsen 16, welche in einem Farbdruckkopf vier Farben repräsentieren würden. Drei Düsen liegen auf der gleichen X-Linie, und eine Düse an dem Ende der Reihe der vier Düsen ist leicht zu dieser X-Linie versetzt angeordnet (d.h. an einem Ort mit einem unterschiedlichen Y-Wert bzgl. den anderen drei Düsen).
Der Druckkopf 12 wird mit Heißschmelzmaterial in fließbarem Zustand aus einem Reservoir (nicht dargestellt) bereitgestellt, um selektiv von dem Druckkopf ausgespritzt zu werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden alle 352 Düsen an dem Druckkopf 12 computergesteuert, um selektiv Tropfen abzufeuern, wenn jede Öffnung (d.h. Düse) geeignet angeordnet ist, um Tropfen auf gewünschte Orte einer Aufbauplattform 20 abzugeben. In der Praxis werden Kommandos zu jeder Düse gesendet, um selektiv jede zum Feuern zu steuern (d.h. einen Tropfen abzugeben) oder nicht zu feuern (d.h. keinen Tropfen abzugeben) in Abhängigkeit von der Düsenposition und der gewünschten Orte zur Materialablagerung. In der Praxis werden die Feuerkommandos auch bevorzugt gleichzeitig zu allen Düsen gesendet. Daher ist in einer Ausführungsform der Kopf computergesteuert, so dass er selektiv die Düsen abfeuert, um simultan Tropfen des geschmolzenen Materials durch eine oder mehrere Düsen abzugeben. Natürlich sollte erkannt werden, dass in alternativen Ausführungsformen Köpfe mit unterschiedlichen Anzahlen von Düsen verwendet werden können, unterschiedliche Feuerfrequenzen möglich sind und bei geeigneten Umständen ein nicht-simultanes Feuern der Düsen möglich ist.
Der Druckkopf 12 definiert ein Muster von Öffnungen, welche in ihrer Anzahl der Anzahl der Düsen entsprechen. Mit Bezug auf die 1 sind die Öffnungen so ausgerichtet, dass die Materialtropfen von der Unterseite des Ausgabeträgers 10 emittieren können. In einer Ausführungsform wird der Ausgabekopf 12 (d.h. die Anordnung der Öffnungen) unter einem Winkel zu der Hauptscannrichtung (z. B. die X-Richtung) befestigt und so konfiguriert, dass die N = 352 individuell steuerbaren Öffnungen in achtundachtzig Gruppen von vier Düsen angeordnet sind.
Jeder Dispenser (d.h. Düse) ist mit einem piezoelektrischen Element ausgestattet, das eine Druckwelle erzeugt, die durch das Material fortschreitet, wenn ein elektrischer Feuerpuls auf das Element aufgebracht wird, in Übereinstimmung mit der wohlbekannten Tintenstrahlkopf-Technologie. Die Druckwelle bewirkt, dass ein Materialtropfen von der Öffnung ausgegeben wird. Die 352 Dispenser werden durch den Steuerungscomputer gesteuert, der die Rate und das Timing der Feuerpulse, welche auf die individuellen Dispenser aufgebracht werden, steuert und daher die Rate und das Timing der Tropfen, welche von den Öffnungen ausgegeben werden.
Eine Ausführungsform verwendet das Rasterscannen, um den Druckkopf und die Öffnungen zu positionieren, um Material an den gewünschten Tröpfchenpositionen abzugeben. Der Druckprozess für jede Lage wird durch eine Serie von Rela tivbewegungen zwischen dem Kopf und den gewünschten Tropfenpositionen auf der Aufbauplattform 20 oder vorherig geformten Lagen bewerkstelligt. Das Drukken geschieht typischerweise wenn der Kopf sich relativ in einer Hauptscannrichtung bewegt. Dies wird gefolgt durch eine Bewegung der Ausbauplattform 20 in einer sekundären Scannrichtung (d.h. Y-Richtung), wobei keine Abgabe geschieht. Als nächstes bewegt sich der Ausgabeträger 10 in einer umgekehrten Hauptscannrichtung, d.h. in der umgekehrten X-Richtung von der Bewegungsrichtung, in der er im vorherigen Durchlauf abgegeben hatte, während die Ausgabe geschieht. Dies wird gefolgt durch einen anderen Scan in der Hauptscannrichtung, in der die Ausgabe wiederum geschieht. Alternativ kann die Ausgabe nur in einer X-Richtung geschehen. Dieser Prozess geschieht wiederholt, bis die Lage komplett abgelagert wurde. Dieses Prozedere wird dann für jede nachfolgende Lage wiederholt.
Andere alternative Ausführungsformen können Vektorscanntechniken oder eine Kombination aus Vektorscannen oder Rasterscannen verwenden. Andere alternative Ausführungsformen können Haupt- und Sekundärscannrichtungen verwenden, welche im Wesentlichen nicht rechtwinklig aufeinander stehen, zusammen mit Techniken, die zu einer richtigen Platzierung der Tröpfen führen.
In anderen alternativen Ausführungsformen können mehrere Druckköpfe verwendet werden, welche Ende-zu-Ende angeordnet sind (sich in der sekundären Scannrichtung erstrecken) und/oder welche Rückseite an Rückseite aufeinandergestapelt sind (in der Hauptscannrichtung gestapelt sind). Wenn sie Rückseite an Rückseite gestapelt sind, können die Druckköpfe Öffnungen aufweisen, welche in der Hauptscannrichtung ausgerichtet sind, so dass sie über die gleiche Linie drucken oder alternativ können sie voneinander versetzt sein, so dass das Material entlang unterschiedlicher Hauptscannlinien ausgegeben wird. Im Speziellen könnte es wünschenswert sein, dass die Druckköpfe, welche Rückseite an Rückseite angeordnet sind, voneinander in der sekundären Scannrichtung, um den gewünschten Rasterlinienabstand, versetzt sind, um die Anzahl der Hauptscanndurchläufe, die auftreten, zu minimieren. In anderen alternativen Ausführungsformen können die Daten definierenden Ablagerungsorte nicht durch Pixel angeordnet sein, welche ein rechteckiges Muster definieren, sondern sie könnten stattdessen durch Pixel angeordnet sein, die in einem anderen Muster (z. B. einem versetzten oder gestaffelten Muster) angeordnet sind. Spezieller können die Ablagerungsorte vollständig oder teilweise von Schicht zu Schicht variiert werden, um ein partielles Versetzen der Pixeltröpfchenorte durchzuführen, für eine gesamte Lage oder für einen Teil einer Lage basierend auf den speziellen Eigenschaften eines zu spritzenden Bereichs.
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein Einebner 14 einen erhitzten rotierenden Zylinder mit einer glatten Oberfläche. Seine Funktion ist, Bereiche der zuletzt abgegebenen Materiallage zu schmelzen, zu transferieren und zu entfernen, sie zu glätten, sie auf eine gewünschte Dicke für die zuletzt geformte Lage einzustellen und die verbleibende Oberfläche der letzten geformten Lage auf ein gewünschtes Niveau einzustellen (d.h. die gewünschte Arbeitsoberfläche oder das gewünschte Arbeitsniveau zur Bildung einer nächsten Lage des Objekts). Das Bezugszeichen 22 identifiziert eine Materiallage, welche gerade durch den Druckkopf abgelagert wurde. Der rotierende Zylinder-Einebner 14 ist auf dem Ausgabeträger 10 so montiert, dass er von der Unterseite der Plattform um einen gewünschten Wert in Z-Richtung hervorstehen kann, so dass er das Material 22 auf der Aufbauplattform 20 auf einem gewünschten Niveau unter der Platte der Öffnungen berührt (der Abstand zwischen dem Einebner 14 und dem Material 22 ist in 1 übertrieben dargestellt, um die Elemente des Systems klarer darzustellen).
Die Drehung des Einebner-Zylinders fegt Material von der gerade abgelagerten Lage, wobei eine glatte Oberfläche zurückbleibt. Das gerade abgelagerte Material bleibt an der glatten erhitzten Oberfläche des Zylinders kleben und wird verschoben, bis es einen Abstreifer (nicht dargestellt) berührt. Der Abstreifer ist so angeordnet, dass er effektiv das Material von der Oberfläche des Zylinders "abkratzt". Dieses Material, welches immer noch fließfähig ist, wird entweder entsorgt oder recycelt. Mit Bezugnahme auf die 1 definiert eine Ausbauplattform 20 eine Oberfläche, auf der das dreidimensionale Objekt oder Teil Schicht für Schicht aufgebaut wird. Diese Plattform 20 ist vorzugsweise beweglich gelagert und in der Y-Richtung vor und zurück angetrieben (d.h. in der Index-Richtung oder sekundären Scannrichtung) unter der Steuerung eines Computers. Die Aufbauplattform 20 ist auch beweglich gelagert und auf und ab angetrieben (typischerweise während des Aufbauprozesses nach unten fortschreitend) in Z-Richtung unter Steuerung durch einen Computer.
Um einen Querschnitt eines Teils aufzubauen, bewegt sich die Aufbauplattform 20 in der Z-Richtung relativ zu dem Druckkopf 12, so dass die zuletzt aufgebaute Lage (d.h. ausgegeben und möglicherweise eingeebnet) des Teils sich um einen geeigneten Wert unterhalb der Öffnungsplatte 18 des Druckkopfes 12 befindet. Der Druckkopf 12 wird einmal oder mehrmals über die X/Y-Aufbauregion bewegt (der Kopf streicht in X-Richtung vor und zurück, wobei die Y-Plattform das teilweise geformte Objekt in Y-Richtung bewegt). Die Kombination der zuletzt geformten Schicht des Objektes und jeglichen Unterstützungsstrukturen, die damit zugeordnet werden, definieren die Arbeitsoberfläche zur Ablagerung der nächsten Schicht und jeden Unterstützungsstrukturen, die damit zugeordnet werden. Während der Bewegung in den X/Y-Richtungen werden die Düsen des Druckkopfes in einer registrierten An und Weise abgefeuert, mit vorher abgelagerten Schichten, um Material in einem gewünschten Muster oder einer Sequenz zum Aufbauen der nächsten Schicht des Objektes abzulagern. Während des Ausgabeprozesses wird ein Teil des ausgegebenen Materials durch den Einebner entfernt in der Art und Weise, wie sie oben diskutiert wurde. Die X-, Y- und Z-Bewegungen, das Ausgeben und das Einebnen werden wiederholt, um das Objekt aus einer Mehrzahl von selektiv abgegebenen und aneinander haftenden Schichten aufzubauen. In einer alternativen Ausführungsform kann der Schritt des Einebnens unabhängig von den Ausgabeschritten durchgeführt werden. In anderen alternativen Ausführungsformen könnte der Einebner nicht für alle Schichten verwendet werden, aber stattdessen für ausgewählte oder periodische Schichten verwendet werden.
Wie vorher erwähnt, wird in einem bevorzugten Aspekt der Druckkopf so geführt, dass er ein Rastermuster abfährt. Das Rastermuster umfasst eine Reihe von Rasterlinien, R(1), R(2), ...., R(N), welche in X-Richtung oder der Hauptscannrichtung verlaufen und entlang der Y-Richtung aufgereiht sind (d.h. in Indexrichtung oder in sekundärer Scannrichtung). Die Rasterlinien sind voneinander durch einen Abstand d_r beabstandet, welcher in einer Ausführungsform 1/300 Inch (ungefähr 3,3 mils oder ungefähr 83,8 μm) ist.
Dies wird durchgeführt, indem einem zweistufigen Prozess gefolgt wird. Der erste Schritt umfasst das Abwechseln der Hauptscannrichtungsdurchläufe mit Bewegungen in der sekundären Scannrichtung um einen Wert, welcher der gewünschten Rasterlinienauflösung entspricht, bis alle Rasterlinien zwischen ursprünglichen Linien, welche durch zwei benachbarte Düsen ausgegeben werden, gescannt sind. Danach umfasst ein zweiter Schritt, dass ein großes Inkrement in Indexrichtung durchgeführt wird. Die ersten und zweiten Schritte werden wiederholt bis die Indexrichtungsinkremente und die gescannten Linien ausreichend sind, um Material auf allen Rasterlinien abzulagern, die benötigt werden, um die Objektschicht oder den Querschnitt zu bilden (inklusive aller notwendigen Unterstützungsstrukturen zur Bildung nachfolgender Querschnitte).
Das Abfeuern der Tintenstrahlöffnungen wird durch eine rechteckige Bitmap gesteuert, welche in einem Steuerungscomputer oder Speichergerät vorliegt. Die Bitmap besteht aus einem Gitter von Speicherzellen, wobei jede Speicherzelle einem Pixel der Arbeitsoberfläche entspricht und in der die Reihen des Gitters sich in der Hauptscannrichtung (X-Richtung) erstrecken und die Spalten des Gitters sich in der sekundären Scannrichtung (Y-Richtung) erstrecken. Die Breite (oder der Abstand zwischen) den Reihen (der Abstand entlang der Y-Richtung) kann unterschiedlich sein von der Breite (oder Länge oder einem Abstand zwischen) der Spalte (der Abstand entlang der X-Richtung), was dazu führt, dass unterschiedliche Datenauflösungen entlang den X- und Y-Richtungen existieren können. In alternativen Ausführungsformen ist eine ungleichmäßige Pixelgröße innerhalb einer Lage oder zwischen Lagen möglich, wobei entweder die Pixelbreite oder -länge oder beide aufgrund der Position des Pixels variiert werden. In anderen Ausführungsformen sind andere Pixelausrichtungsmuster möglich. Zum Beispiel können Pixel auf benachbarten Reihen durch einen Bruchteilswert des Abstandes zwischen den Pixeln in der Hauptscannrichtung in Hauptscannrichtung versetzt sein, so dass ihre Mittelpunkte nicht mit den Mittelpunkten der Pixel in den benachbarten Reihen ausgerichtet sind. Der Bruchteilswert kann 1/2 sein, so dass ihre Mittelpunkte mit den Pixelumrandungen von benachbarten Reihen ausgerichtet sind. Er kann 1/3 sein oder einen anderen Wert aufweisen, so dass zwei oder mehr Zwischenreihen der Pixel zwischen den Reihen angeordnet sind, wobei die Pixel in der Hauptscannrichtung wiederum ausgerichtet sind. In weiteren Alternativen kann die Pixelausrichtung von der Geometrie des Objektes oder der Unterstützungsstruktur, welche ausgegeben wird, abhängen. Zum Beispiel könnte es wünschenswert sein, die Pixelausrichtung zu verschieben, wenn ein Bereich eines Unterstützungsmusters gebildet wird, welches eine Lücke zwischen zwei Unterstützungssäulen schließen soll. Diese und andere alternative Pixelausrichtungsschemata können implementiert werden, in dem Pixelkonfiguration modifiziert werden oder alternativ eine höhere Pixelauflösungsanordnung (in X- und/oder Y-Richtung) definiert wird und Pixelfeuermuster verwendet werden, welche nicht an jedem Pixelort feuern, sondern stattdessen an ausgewählt beabstandeten Pixelorten feuern, welche gemäß einem gewünschten zufälligen, vorbestimmten oder objektbasierten Muster variieren können.
Die Datenauflösung in der Hauptscannrichtung kann in Werten der Hauptrichtungspixel (main direction pixels, MDPs) definiert werden. MDPs können beschrieben werden in Werten der Pixellänge oder in Werten der Anzahl der Pixel pro Einheitslänge. In einer Ausführungsform ist MDP gleich 300 Pixel pro Inch (26,67 mils pro Pixel oder 677,4 μm pro Pixel). In anderen Ausführungsformen ist MDP = 1200 Pixel pro Inch (8,89 mils pro Pixel oder 225,8 μm pro Pixel). Ähnlich kann die Datenauflösung in der sekundären Scannrichtung definiert werden in Werten der Sekundärrichtungspixel (secondary direction pixels, SDPs) und die SDPs können beschrieben werden in Werten der Pixelbreite oder in Werten der Anzahl der Pixel pro Einheitslänge. In einer Ausführungsform sind die SDP gleich der MDP = 300 Pixel pro Inch (26,67 mils/Pixel oder 677,4 μm/Pixel). Die SDP können äquivalent oder nicht äquivalent zu dem Abstand zwischen den Rasterlinien sein und die MDP können oder können nicht äquivalent zu dem Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Tropfenpositionen entlang jeder Rasterlinie sein. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Rasterlinien kann definiert werden als sekundäre Tropfenpositionen (secondary drop locations, SDLs), wobei der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Tropfenpositionen entlang jeder Rasterlinie als Haupttropfenpositionen (main drop locations, MDLs) definiert werden kann. Ähnlich zu den SDPs und MDPs können die SDLs und MDLs in Werten von Tropfen pro Einheitslänge oder Tropfen pro Abstand definiert werden.
Wenn SDP gleich SDL ist, gibt es eine eins zu eins Übereinstimmung zwischen Daten und Tropfenorten entlang der sekundären Scannrichtung und der Pixelabstand ist gleich zu dem des Rasterlinienabstandes. Wenn MDP gleich MDL ist, gibt es eine eins zu eins Übereinstimmung zwischen Daten und Tropfenpositionen entlang der Hauptscannrichtung.
Wenn SDL und/oder MDL größer ist als SDP und MDP werden entsprechend mehr Tropfen benötigt, welche abgefeuert werden sollen, als Daten existieren. Daher wird jedes Pixel verwendet, um mehr als ein Tropfen, welcher ausgegeben werden soll, zu bewirken. Die Abgabe dieser Extratropfen kann in einem von zwei Wegen durchgeführt werden, entweder indem die Tropfen an Zwischenpunkten zwischen den Mittelpunkten aufeinanderfolgender Pixel abgegeben werden (d.h. Zwischentropfen, intermediate droping, "ID"), oder alternativ direkt auf die Pixelmittelpunkte (d.h. direktes Tropfen, direct droping, "DD"). In jedem Fall wird diese Technik als "Überdrucken" bezeichnet und führt zu einem schnelleren Aufbau von Material und vereinfacht mechanische Designbeschränkungen, welche die maximalen Scanngeschwindigkeiten und Beschleunigungsraten umfassen, da der gleiche Z-Aufbau auftreten kann, während der Druckkopf und/oder das Objekt langsamer bewegt wird.
Wenn SDL und/oder MDL kleiner ist als SDP und/oder MDP, werden die Tropfen entsprechend bei weniger Positionen abgefeuert, als dafür Daten existieren, zumindest für einen gegebenen Durchgang des Druckkopfes. Diese Datensituation kann verwendet werden, um die versetzten Pixel und/oder nicht gleichförmige Pixelgrößentechniken, wie sie oben diskutiert wurden, zu implementieren.
Um einen Querschnitt aufzubauen, wird die Bitmap zunächst mit den Daten geladen, welche den gewünschten Querschnitt repräsentieren (genauso wie jegliche Unterstützungsstrukturen, welche aufgebaut werden sollen). Angenommen, wie bei dieser Ausführungsform, das ein einziges Aufbau- und Unterstützungsstrukturmaterial verwendet wird, wird, wenn es gewünscht ist, Material an einer gegebenen Pixelposition abgegeben, dann die Speicherzelle, welche dieser Position entspricht, geeignet markiert (mit einem flag versehen) (d.h. mit einem binären "1" geladen) und wenn kein Material abgelagert werden soll, wird die gegenteilige Markierung (flag) verwendet (d.h. eine binäre "0"). Wenn mehrere Materialien verwendet werden, werden die Zellen, die den Ablagerungsorten entsprechen, geeignet markiert, um nicht nur den Tropfenpositionsort anzuzeigen, sondern auch die Materialart, welche abgelagert werden soll. Zur Vereinfachung der Datenhandhabung können komprimierte Daten, welche ein Objekt oder einen Unterstützungsstrukturbereich definieren (beispielsweise An-/Aus-Positionspunkte entlang jeder Rasterlinie) mit einer Füllmusterbeschreibung, welche für die spezielle Region verwendet werden soll, mittels Boolscher Operationen verknüpft werden, um eine Ziel-Bitmap-Repräsentation zu erhalten, welche zum Abfeuern der Ausgabedüsen verwendet wird. Die Rasterlinien, welche das Gitter erzeugen, werden dann individuellen Öffnungen zugewiesen, in der früher beschriebenen An und Weise. Dann wird eine spezielle Öffnung über einem Pixel ausgerichtet, um abzufeuern oder nicht, abhängig davon, wie die entsprechende Zelle in der Bitmap markiert ist.
Client und Verbindung selektiver Ablagerungsmodellierung
3 zeigt ein bevorzugtes Gerät zur Kommunikation zwischen mehreren Client-Computern und einem selektiven Ablagerungsmodellierungssystem. Clients (d.h. Client-Computer) 40, 42 und 44 sind über ein Netzwerk 50 mit einem System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46 verbunden. Konventionelle Systeme erfordern typischerweise, dass ein Client-Computer sich mit einem Drukkerserver verbindet, welcher eine Auftragsliste von Aufträgen speichert und die Aufträge an ein Modellierungssystem überträgt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Auftragswarteschlangenfunktionen in einem System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 implementiert, was den Anwendern ermöglicht, sich direkt mit dem System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 über Client-Computer 40, 42 und 44 zu verbinden, um Aufträge der Auftragswarteschlange bereitzustellen, eine Vorschau der Auftragswarteschlange anzuzeigen und die Auftragswarteschlange zu manipulieren.
Die Client-Computer 40, 42 und 44 umfassen im Allgemeinen unter anderem einen Prozessor, frei zugreifbaren Speicher (RAM), Datenspeichereinrichtungen (z. B. Festplatten, Diskettenlaufwerke und/oder CD-ROM-Laufwerke, etc.), Datenkommunikationsgeräte (z. B. Modems, Netzwerkschnittstellen, etc.), einen Monitor (z. B. einen Röhrenbildschirm (CRT), ein LCD-Display, etc.), eine Mauszeigeeinrichtung und eine Tastatur. Es ist vorgesehen, dass andere Geräte an den Client-Computern 40, 42 und 44 angeschlossen werden können, wie beispielsweise Nur-Lese-Speicher (ROM), eine Videokarte, Busschnittstellen, Drucker, etc. Fachleute werden erkennen, dass jede Kombination der oben genannten Komponenten oder jede Anzahl von unterschiedlichen Komponenten, Peripheriegeräten und anderen Geräten zusammen mit den Client-Computern 40, 42 und 44 verwendet werden können.
Das System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46 umfasst im Allgemeinen unter anderem einen Prozessor, Frei-Zugriffsspeicher (RAM), Datenspeicherein richtungen (d.h. Festplatten und/oder CD-ROM-Laufwerke, etc.), und Datenkommunikationseinrichtungen (z. B. Modems, Netzwerkschnittstellen, etc.). Es ist vorgesehen, dass an das System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46 andere Geräte, wie beispielsweise ein Monitor, eine Maus und eine Tastatur angeschlossen werden können. Fachleute werden erkennen, dass jede Kombination der o. g. Komponenten oder jede Anzahl von unterschiedlichen Komponenten, Peripheriegeräten und anderen Geräten zusammen mit dem System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46 verwendet werden können.
Die Client-Computer 40, 42 und 44 und das System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46 werden unter der Steuerung eines Betriebssystems (OS) betrieben. Das Betriebssystem steuert die Ausführung von einem oder mehreren Computerprogrammen auf den Client-Computern 40, 42 und 44 und des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46. Die vorliegende Erfindung ist im allgemeinen in diesen Computerprogrammen implementiert.
Das Betriebssystem und die Computerprogramme bestehen aus Anweisungen, welche, wenn sie von den Client-Computern 40, 42 und 44 und dem System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46 gelesen und ausgeführt werden, bewirken, dass die Client-Computer 40, 42 und 44 und das System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46 die Schritte ausführen, welche notwendig sind, um die vorliegende Erfindung zu implementieren und/oder zu verwenden.
Daher können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung implementiert werden, als ein Verfahren, ein Gerät, einen "Artikel der Hestellung" der Standardprogrammier- und/oder Ingenieurstechniken verwendet, um Software zu erzeugen, Firmware, Hardware oder jede Kombinationen daraus. Der Begriff "Artikel der Herstellung" (oder alternativ "Computerprogrammprodukt"), wie er hierin verwendet wird, sollte ein Computerprogramm umfassen, das von jeder An von computerlesbarem Gerät, Datenträger oder Medium erhalten werden kann. Natürlich werden Fachleute erkennen, dass viele Modifikationen an dieser Konfigurati on getätigt werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Fachleute werden erkennen, dass die exemplarische Umgebung, welche in 3 dargestellt ist, nicht die vorliegende Erfindung einschränken soll. Tatsächlich werden Fachleute erkennen, dass andere alternative Hardwareumgebungen verwendet werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Im Speziellen umfasst das System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46 Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 der vorliegenden Erfindung. In einem bevorzugten Aspekt der Erfindung können die Client-Computer 40, 42 und 44 direkt mit dem System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46 kommunizieren und Befehle an die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 bereitstellen.
Die Client-Computer 40, 42 und 44 stellen Befehle zum Aufbauen von dreidimensionalen Teilen oder Objekten bereit. Wie oben diskutiert, wird das Abfeuern der Tintenstrahlöffnungen durch einen Querschnitt gesteuert, der in einer rechteckigen Bitmap enthalten ist, welche in einem Steuerungscomputer oder anderen Speichergeräten gehalten wird. Jeder Client-Computer 40, 42 und 44 kann die Querschnittsbitmaps erzeugen, die für das schichtweise Aufbauen der dreidimensionalen Objekte verwendet werden (wobei jeder Querschnitt einer Schicht entspricht). Die Client-Computer 40, 42 und 44 übertragen die Bitmaps zu dem System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46.
Jeder der Client-Computer 40, 42 und 44 unterhält eine lokale Auftragswarteschlange. Jeder Auftrag hat einen Auftrag, der das aufzubauende Objekt repräsentiert. Das System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46 kennt die lokalen Auftragswarteschlangen der Client-Computer 40, 42 und 44 nicht. Die Client-Computer 40, 42 und 44 können einen einzigen Auftrag für mehrere Objekte er zeugen, z. B. eine Kugel und einen Würfel, so lange die Objekte auf die Aufbauplattform passen. Zusätzlich kann in einer Ausführungsform das Überlappen der Objekte toleriert werden, wenn beispielsweise die Objekte durch Unterstützungsstrukturen getrennt werden können. Die Client-Computer 40, 42 und 44 können in ihren lokalen Auftragswarteschlangen Aufträge speichern und Kommandos an das System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46 übertragen, um diese Aufträge in die Auftragswarteschlange einzufügen, die durch die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 gesteuert wird.
Die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 stellen unter anderem eine Steuerung zur Verwaltung der Auftragswarteschlange bereit. Die Auftragswarteschlange wird von den Steuerungen des System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 gespeichert und unterhalten. Die Auftragswarteschlange hat eine "Spitze" oder einen "Kopf", was das vordere Ende der Auftragswarteschlange ist und ein "Ende", welches das hintere Ende der Auftragswarteschlange ist. Wenn die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 ein Befehl zum Aufbauen eines Objektes empfangen, fügen die Steuerungen des System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 einen Auftrag, welcher dieses Objekt repräsentiert, an das "Ende" der Auftragswarteschlange an. Jedoch könnten in alternativen Ausführungsformen die Aufträge in der Auftragswarteschlange gespeichert werden, auf der Basis eines Prioritätsschemas, wie beispielsweise eines Dringlichkeitslevels, der jedem Auftrag zugeordnet ist, der Größe jedes Auftrags, der Quelle jedes Auftrags, anderen Faktoren, die geeignet sind, eine Prioritätsreihenfolge zu definieren oder Kombinationen von solchen Faktoren.
Die Auftragswarteschlange umfasst Aufträge bei unterschiedlichen Aufbauphasen. Einige Aufträge warten auf ihre Verarbeitung. Das sind Aufträge, welche zu der Auftragswarteschlange hinzugefügt wurden, ohne weitere Bearbeitung. Die Auftragswarteschlange umfasst auch Aufträge, die vorbereitet werden. Dies sind Aufträge, welche für das Pre-Processing ausgewählt wurden, beispielsweise wäh rend andere Objekte auf der Aufbauplattform aufgebaut werden, oder während der Initialisierung des Systems. Die Auftragswarteschlange umfasst auch Aufträge, die aufgebaut werden. Dies sind Aufträge, die auf der Aufbauplattform aufgebaut werden. Der Begriff "Aufbau" bezieht sich auf einen Auftrag, der aufgebaut werden soll. Wie unten diskutiert wird, kann ein "Aufbau" mehrere Aufträge umfassen.
Auftragvorschau anzeigen
Die Steuerung des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung ermöglicht es, dass ein Benutzer bei einem Client-Computer alle Aufträge in der Auftragswarteschlange vorher anschauen kann. Ob ein Benutzer dem Client-Computer einen bestimmten Auftrag bereitgestellt hat oder nicht, der Benutzer könnte den Auftrag vorher anschauen, bzw. sich eine Vorschau anzeigen lassen. In einer alternativen Ausführungsform könnte ein spezieller Benutzer (z. B. ein Administrator) oder ein Client-Computer ausgewählt werden, der der Einzige ist, welcher Zugang zum Anzeigen einer Vorschau von allen Aufträgen erhält. In anderen Ausführungsformen könnte der Benutzer nur jene Aufträge vorher anschauen, die der Benutzer eingereicht hat.
Gewöhnliche Systeme stellen typischerweise nur eine Liste der Aufträge bereit, ohne ein dreidimensionales Rendern bereitzustellen. Auf der anderen Seite stellt eine Ausführungsform der Erfindung eine Liste der Aufträge und/oder Bilder der Aufträge bereit und ermöglicht es einem Benutzer, einen Auftrag auszuwählen, der in einer Vorschau angezeigt werden soll, in dem z. B. eine Maus verwendet wird, um auf den Auftrag in der Liste oder ein Bild des Auftrages zu "klicken". In weiteren Ausführungsformen können andere geeignete Benutzerschnittstellen als Alternative zu einer Maus verwendet werden, umfassend aber nicht darauf beschränkt auf andere Formen einer Cursorsteuerung, wie beispielsweise ein Touch-Screen, Tastatur oder Ähnliches.
Um eine Vorschau eines Auftrages anzuschauen sendet der Client-Computer eine Anfrage an das System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46, um eine Vorschau eines Auftrages in der Auftragswarteschlange anzusehen. Als Antwort stellt das System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46 dem Client-Computer eine Liste der Aufträge in der Auftragswarteschlange bereit. Der Client-Computer stellt dann dem System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46 Daten bereit, welche einen Auftrag in der Liste identifizieren, der durch den Benutzer ausgewählt wurde. Die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 bereiten die Daten in der Auftragswarteschlange auf, welche auf einem Monitor des Client-Computers in dreidimensionaler Form angezeigt werden sollen. Die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 können die Bitmaps verwenden, die dem Auftrag zugeordnet sind, um diese Vorschau bereitzustellen. Die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 übertragen die Daten an den Client-Computer. Die Daten werden zur Verwendung durch den Benutzer auf dem Client-Computer angezeigt. Die angezeigten Daten zeigen das Objekt, wie es von dem System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46 gerendert werden wird. Zusätzlich, wenn mehrere Objekte von unterschiedlichen Aufträgen kombiniert werden, wie es unten diskutiert wird, zeigen die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 die Kombination dieser Objekte, so wie diese gerendert werden.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das die Schritte illustriert, die durch die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 durchgeführt werden, um die Vorschau eines Auftrages anzuzeigen. Die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 stellen eine Liste der Aufträge oder Bilder der Aufträge an einen Client-Computer bereit, wie durch den Block 50 repräsentiert, beispielsweise in Antwort auf eine Anfrage für solch eine Liste von dem Client-Computer. Die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung empfangen eine Auswahl eines Auftrages von dem Client-Computer, wie durch den Block 52 repräsentiert. Die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 bereiten die Daten auf, um den aus gewählten Auftrag in dreidimensionaler Form zu rendern, wie es durch den Block 54 illustriert ist. Dann übertragen die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 die Daten an den Client-Computer, um den ausgewählten Auftrag in dreidimensionaler Form auf dem Client-Computer zu rendern, wie es durch den Block 56 repräsentiert wird.
Manipulieren von Aufträgen
Die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 ermöglichen es Benutzern, an einem Client-Computer einen wartenden Auftrag in der Auftragswarteschlange zu manipulieren. Im Speziellen ermöglichen es die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 einem Benutzer, einen Auftrag in der Auftragswarteschlange zu einer bestimmten Position hochzustufen. Aufträge werden an dem "Ende" der Auftragswarteschlange gespeichert und bewegen sich in der Auftragswarteschlange nach oben, wenn Aufträge über ihnen bearbeitet werden. In einer Ausführungsform werden die Aufträge in einer FIFO- (first in, first out) Reihenfolge bearbeitet, jedoch werden wie es weiter unten diskutiert wird, in anderen Ausführungsformen die Aufträge nicht in der FIFO-Reihenfolge bearbeitet. Das durch Höherstufen eines Auftrages in der Auftragswarteschlange ist ein Benutzer in der Lage, sicherzustellen, dass der Auftrag vor Aufträgen durchgeführt wird, welche über dem höhergestuften Auftrag gespeichert sind, wenn Aufträge von der Spitze der Auftragswarteschlange zur Bearbeitung ausgewählt werden. Andererseits ermöglichen die Steuerungen des System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 es auch, dass ein Benutzer einen Auftrag auf eine bestimmte Position herunterstufen kann, um sicher zu gehen, dass der Auftrag nach Aufträgen bearbeitet wird, welche hinter dem herabgestuften Auftrag gespeichert sind, wenn Aufträge von der Spitze der Auftragswarteschlange zur Bearbeitung ausgewählt werden. Zusätzlich ermöglichen die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 es einem Benutzer, einen Auftrag zu der Spitze der Auftragswarteschlange oder zu dem Ende der Auftragswarteschlange zu senden. Weiterhin ermöglichen die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 es dem Benutzer, einen Auftrag zu löschen.
Ein Benutzer an einem Client-Computer manipuliert die Auftragswarteschlange, welche in dem System zur selektiven Ablagerungsmodellierung 46 gespeichert ist. In einer Ausführungsform ermöglichen die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 es jedem Benutzer, die Auftragswarteschlange zu manipulieren. In einer alternativen Ausführungsform wird nur einem ausgewählten Benutzer (z. B. einem Systemadministrator) erlaubt die Auftragswarteschlange zu manipulieren.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das die Schritte illustriert, die durch die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 durchgeführt werden, um die Manipulation eines Auftrages zu ermöglichen. Wie durch den Block 60 repräsentiert, empfangen die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 eine Anfrage zur Manipulation eines Auftrages in einer Auftragswarteschlange. Wenn die Anfrage darin liegt, einen Auftrag höher zu stufen, wie durch Block 62 repräsentiert, bewegen die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 den Auftrag in der Schlange nach oben zu einer bestimmten Position, wie durch den Block 64 repräsentiert. Wenn die Anfrage darin liegt, einen Auftrag herunterzustufen, wie durch den Block 66 repräsentiert, bewegen die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 den Auftrag in der Schlange zurück zu einer bestimmten Position, wie durch den Block 68 repräsentiert. Wenn die Anfrage darin liegt, einen Auftrag an die "Spitze" zu bewegen, wie durch den Block 70 repräsentiert, bewegen die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 den Auftrag an das vordere Ende der Schlange, wie durch den Block 72 repräsentiert. Wenn die Anfrage darin liegt, einen Auftrag an das "Ende" zu bewegen, wie durch den Block 74 repräsentiert, bewegen die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 den Auftrag an das Ende der Schlange, wie durch den Block 76 repräsentiert. Wenn die Anfrage darin liegt, einen Auftrag zu löschen, wie durch den Block 78 repräsentiert, löschen die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 den Auftrag von der Schlange, wie durch Block 80 repräsentiert.
Kombinieren von mehreren Aufträgen in einen Aufbauprozess
Die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 kombinieren automatisch mehrere Aufträge in einer Auftragswarteschlange in einen Aufbauprozess. Das bedeutet, dass die Objekte, die den kombinierten Aufträgen entsprechen, zur gleichen Zeit auf der Aufbauplattform aufgebaut werden. Im Speziellen speichern die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 Aufträge an dem "Ende" der Auftragswarteschlange. Jedoch können die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 die Aufträge in der Reihenfolge bearbeiten, wie sie empfangen werden, oder in jeder anderen Reihenfolge. Wenn der Aufbau eines Auftrages fast abgeschlossen ist, schauen die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 in die Auftragswarteschlange, um zu bestimmen, welcher Auftrag oder welche Aufträge als nächstes bearbeitet werden sollen. Typischerweise werden die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 einen Auftrag, der aufgebaut werden soll, vorbereiten, während ein anderer Auftrag fertiggestellt wird.
Einer der Gründe, Aufträge zu kombinieren, liegt darin, die Aufträge effizienter zu bearbeiten. Der teuerste Faktor ist eine Z-Dimension (d.h. die Höhe), wobei der am wenigsten teuere Faktor die Y-Dimension (d.h. die Größe der Ausbauplattform) ist. Daher ist es nützlich, mehrere Objekte zur Bearbeitung zu kombinieren, um soviel wie möglich der Ausbauplattform für jeden Aufbauprozess zu verwenden. Wie weiter unten diskutiert, ist es ebenfalls nützlich, Objekte basierend auf der Höhe zu kombinieren.
Wenn bestimmt werden soll, welcher Auftrag oder welche Aufträge als nächstes bearbeitet werden, werden die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablage rungsmodellierung 48 die Auftragswarteschlange durchsuchen, um Aufträge zu identifizieren, die kombiniert und zur gleichen Zeit aufgebaut werden können. Die Aufträge, die kombiniert werden können, müssen alle komplett auf die Ausbauplattform passen. Zusätzlich kann in einer Ausführungsform ein Überlappen in einer Richtung (z. B. der Z-Dimension) toleriert werden, wenn beispielsweise die Objekte durch Unterstützungsstrukturen getrennt werden können. Die Kombination der Aufträge wird der nächste Aufbauprozess.
Es gibt drei Elemente, welche die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 davon abhalten, Aufträge zu kombinieren. Als erstes kann ein Benutzer einen Auftrag von einem Client-Computer bereitstellen mit einer Indizierung (d.h. einem Flag oder Zustand), dass der Auftrag nicht kombiniert werden soll. Ein Benutzer könnte das tun, so dass beispielsweise ein kurzes Objekt nicht mit einem großen Objekt kombiniert wird, was die Fertigstellung des Aufbaus des kurzen Objektes verzögern würde. Wenn die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 auf einen Auftrag mit solch einer Indizierung treffen, kombinieren die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung den Auftrag nicht mit einem anderen. Als zweites, wenn die Auftragswarteschlange nur einen Auftrag enthält, werden die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 diesen Auftrag bearbeiten, ohne zu versuchen den Auftrag zu kombinieren. In einer alternativen Ausführungsform könnten die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 die Verarbeitung des einzelnen Auftrages in der Auftragswarteschlange aufschieben und auf andere Aufträge warten, die in die Auftragswarteschlange eingegeben werden, um zu versuchen, die Aufträge zu kombinieren. Drittens, wenn die Aufbauplattform voll ist (mit einem großen Auftrag oder einer Gruppe von Aufträgen, die bereits kombiniert wurden), versuchen die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 nicht, diesen großen Auftrag oder die Gruppe von Aufträgen mit einem anderen Auftrag zu kombinieren, der in der Auftragswarteschlange wartet.
Es gibt mehrere alternative Techniken, um Aufträge zu kombinieren. In einer Ausführungsform der Erfindung wird der erste Auftrag in der Auftragswarteschlange ausgewählt und dann wird die Aufragswarteschlange auf Aufträge durchsucht, die mit dem ausgewählten Auftrag kombiniert werden können. In einer anderen Ausführungsform wird der beste Satz von Objekten, welche den Aufträgen in der Auftragswarteschlange entsprechen, kombiniert, ohne ihre Position in der Auftragswarteschlange (d.h. Erster, Zweiter, etc.) zu beachten. In einer weiteren anderen Ausführungsform kann ein gemeinsames Merkmal verwendet werden, um Aufträge zu kombinieren. Zum Beispiel kann die Höhe der Objekte für die Aufträge verwendet werden, um Aufträge auszuwählen, die kombiniert werden sollen (d.h. alle kurzen Objekte werden in einem Aufbauprozess kombiniert). Wenn nur immer kurze Objekte zur Kombination ausgewählt werden, gibt es die Möglichkeit, dass ein großes Objekt nie zum Aufbauen ausgewählt wird. Daher liegt eine alternative Ausführungsform darin, Aufträge auszuwählen, in aufsteigender Reihenfolge der Eigenschaft, wie beispielsweise Höhe (d.h. zunächst werden Aufträge einer Höhe von 1 Inch oder weniger ausgewählt, dann die Aufträge mit einer Höhe von 1,25 Inch oder weniger ausgewählt, etc.). Eine andere Ausführungsform der Erfindung markiert einen Auftrag als "n-malig übersprungen" (wobei n = 1,2, etc.), um anzuzeigen, dass der Auftrag "n"-mal übersprungen wurde und nicht mehr wieder übersprungen werden sollte. Dies würde sicherstellen, dass die Verarbeitung eines Auftrages an der Spitze der Auftragswarteschlange nicht verzögert würde, um Aufträge zu bearbeiten, die nach diesem Auftrag zu der Auftragswarteschlange hinzugefügt wurden. Das bedeutet, dass Aufträge in der Auftragswarteschlange durch den Kombinationsprozess nach vorne bewegt werden können, ohne die Verarbeitung von anderen Aufträgen in der Auftragswarteschlange zu verzögern.
Daher überwachen die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 die Auftragswarteschlange, bestimmen, welche Aufträge kombinierbar sind und bestimmen, welche Aufträge überhaupt nicht kombiniert werden können.
6 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Schritte illustriert, die durch die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 durchgeführt werden, um die Kombination von mehreren Aufträgen zu ermöglichen, um einen einzelnen Aufbau zu erzeugen. Die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 durchsuchen die Auftragswarteschlange, um Aufträge zu identifizieren, die in einem Aufbau kombiniert werden können, basierend auf einen oder mehreren vorbestimmten Faktoren, wie durch den Block 90 repräsentiert. Dann kombinieren die Steuerungen des Systems zur selektiven Ablagerungsmodellierung 48 die identifizierten Aufträge, um einen einzelnen Aufbau zu erzeugen.
Schlussfolgerung
Während Ausführungsformen und Anwendungen dieser Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, sollte es für Fachleute offensichtlich sein, dass noch viel mehr Modifikationen möglich sind, ohne von dem Schutzbereich der Patentansprüche abzuweichen.

Claims

Ein Rapid-Prototyping-System, aufweisend: Mittel zum Annehmen von mehreren Aufträgen, die in einer Auftragswarteschlange angeordnet werden sollen, wobei jeder Auftrag eine Anfrage zum Aufbauen eines dreidimensionalen Objektes durch zumindest ein Rapid-Prototyping-Gerät umfasst; und Mittel zum Kombinieren von zwei oder mehreren Aufträgen in einem von dem Rapid-Prototyping-Gerät durchgeführten Aufbauprozess.
Das System gemäß Anspruch 1, in dem die Auftragswarteschlange sich bei dem Rapid-Prototyping-Gerät befindet.
Das System gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, umfassend Mittel zum Identifizieren von zu kombinierenden Aufträgen in der Auftragswarteschlange.
Das System gemäß einem der vorherigen Ansprüche, umfassend Mittel zum Identifizieren, dass ein Auftrag als nicht kombinierbar gekennzeichnet ist.
Das System gemäß einem der vorherigen Ansprüche, umfassend Mittel zum Identifizieren, dass eine bestimmte Kombination von Aufträgen zu Objekten führen würde, die überlappenden Aufträgen entsprechen.
Das System gemäß einem der vorherigen Ansprüche, umfassend Mittel zum Identifizieren, dass eine Kombination von Aufträgen eine Aufbauplattform füllt.
Das System gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mittel zum Kombinieren der Aufträge für eine Maximierung einer Y-Dimension oder einer Z-Dimension bereitgestellt werden.
Das System gemäß einem der vorherigen Ansprüche, umfassend ein Mittel zum Manipulieren der Aufträge in der Auftragswarteschlange.
Das System gemäß Anspruch 8, wobei das Mittel zum Manipulieren Mittel zum Höherstufen eines Auftrags in der Auftragswarteschlange umfasst.
Das System gemäß Anspruch 8, wobei das Mittel zum Manipulieren Mittel zum Zurückstufen eines Auftrags in der Auftragswarteschlange umfasst.
Das System gemäß Anspruch 8, wobei das Mittel zum Manipulieren Mittel zum Bewegen eines Auftrags zu einer Spitze der Auftragswarteschlange umfasst.
Das System gemäß Anspruch 8, wobei das Mittel zum Manipulieren Mittel zum Bewegen eines Auftrags an ein Ende der Auftragswarteschlange umfasst.
Das System gemäß Anspruch 8, wobei das Mittel zum Manipulieren Mittel zum Löschen eines Auftrags in der Auftragswarteschlange umfasst.
Das System gemäß Anspruch 8, wobei das Mittel zum Manipulieren Mittel zum Empfangen eines Befehls von einem Client-Computer umfasst, um einen Auftrag in der Auftragswarteschlange zu manipulieren.
Das System gemäß einem der vorherigen Ansprüche, umfassend zumindest einen Client-Computer zur Kommunikation mit dem Rapid-Prototyping-System, in dem das Mittel zum Akzeptieren mehrerer Aufträge bereitgestellt ist, um Aufträge von dem Client-Computer zu empfangen, um ein oder mehrere dreidimensionale Objekte zu erzeugen.
Das System gemäß Anspruch 15, in dem der zumindest eine Client-Computer direkt mit dem Rapid-Prototyping-Gerät verbunden ist.
Das System gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Rapid-Prototyping-System ein System zur selektiven Ablagerungsmodelierung, ein Stereolithographiegerät, ein Gerät zur Herstellung laminierter Objekte oder ein Laser-Sinter-Gerät ist.
Das System gemäß einem der vorherigen Ansprüche, umfassend Mittel zum Anzeigen einer Vorschau eines dreidimensionalen Objekts in dreidimensionaler Form, welches einem Auftrag in der Auftragswarteschlange entspricht.
Das System gemäß Anspruch 18 aufweisend: Mittel zum Bereitstellen einer Liste von Aufträgen an einen Client-Computer; und Mittel zum Empfangen einer Auswahl eines Auftrags von dem Client-Computer, die als Vorschau angezeigt werden soll.
Das System gemäß Anspruch 18 oder Anspruch 19 umfassend: Mittel zum Bereitstellen von Darstellungen an einen Client-Computer, die den Aufträgen in der Auftragswarteschlange zugeordnet sind; und Mittel zum Empfangen einer Auswahl einer Darstellung von dem Client-Computer, die als Vorschau angezeigt werden soll.
Das System gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, umfassend Mittel zum Übertragen von Daten an einen Client-Computer zum Rendern bzw. grafischen Aufbauen des dreidimensionalen Objekts in dreidimensionaler Form auf dem Client-Computer.
Das System gemäß Anspruch 21, umfassend Mittel zum simultanen Rendern mehrerer Objekte in dreidimensionaler Form auf dem Client-Computer.
Das System gemäß Anspruch 22, wobei jedes der mehreren Objekte einem anderen Auftrag entspricht.
Ein Verfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Objekts in einem Rapid-Prototyping-System, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Annehmen mehrerer Aufträge, die in einer Auftragswarteschlange angeordnet werden sollen, wobei jeder Auftrag eine Anfrage zum Aufbauen eines dreidimensionalen Objektes durch zumindest ein Rapid-Prototyping-Gerät umfasst; und Manipulieren der Aufträge, um zwei oder mehrere Aufträge in einem Aufbauprozess zu kombinieren, der durch das Rapid-Prototyping-Gerät durchgeführt wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 24, umfassen ein Identifizieren von Aufträgen, die kombiniert werden sollen, in der Auftragswarteschlange.
Das Verfahren gemäß Anspruch 24 oder Anspruch 25 umfassend ein Identifizieren, dass ein Auftrag als nicht kombinierbar gekennzeichnet ist.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 26, umfassend ein Identifizieren, dass eine bestimmte Kombination von Aufträgen zu Objekten führen würde, die überlappenden Aufträgen entsprechen.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 27, umfassend ein Identifizieren, dass eine Kombination von Aufträgen eine Aufbauplattform füllt.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 28, in dem die Aufträge kombiniert werden, indem eine Z-Dimension oder eine Y-Dimension maximiert wird.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 29, umfassend ein Höherstufen eines Auftrags in der Auftragswarteschlange.
Das Verfahren gemäß Anspruch 30, umfassend ein Bewegen eines Auftrags zu einer Spitze der Auftragswarteschlange.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 31, umfassend ein Zurückstufen eines Auftrags in der Auftragswarteschlange.
Das Verfahren gemäß Anspruch 32, umfassend ein Bewegen eines Auftrags zu einem Ende der Auftragswarteschlange.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 33, umfassend ein Löschen eines Auftrags in der Auftragswarteschlange.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 34, umfassen ein Empfangen eines Befehls von einem Client-Computer, um einen Auftrag in der Auftragswarteschlange zu manipulieren.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 35, umfassend: Verbinden zumindest eines Client-Computers mit dem Rapid-Prototyping-Gerät; und Empfangen von Befehlen von dem zumindest einem Client-Computer auf dem Rapid-Prototyping-Gerät.
Das Verfahren gemäß Anspruch 36, in dem zumindest ein Client-Computer direkt mit dem Rapid-Prototyping-Gerät verbunden ist.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 37, wobei das Rapid-Prototyping-System ein System zur selektiven Ablagerungsmodulierung, ein Stereolithographie-Gerät, ein Gerät zur Herstellung laminierter Objekte oder ein Laser-Sinter-Gerät ist.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 38, umfassend ein Anzeigen einer Vorschau eines dreidimensionalen Objektes in dreidimensionaler Form, die einem Auftrag in der Auftragswarteschlange entspricht.
Das Verfahren gemäß Anspruch 39, umfassend: Bereitstellen einer Liste von Aufträgen an einen Client-Computer; und Empfangen einer Auswahl eines Auftrags von dem Client-Computer, die als Vorschau angezeigt werden soll.
Das Verfahren gemäß Anspruch 39, umfassend: Bereitstellen von Darstellungen in einem Client-Computer, die den Aufträgen in der Auftragswarteschlange zugeordnet sind; und Empfangen einer Auswahl einer Darstellung von dem Client-Computer, die als Vorschau angezeigt werden soll.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 39 bis 41, weiterhin aufweisend den Schritt des Übertragens von Daten an einen Client-Computer, um das dreidimensionale Objekt auf dem Client-Computer in dreidimensional Form zu Rendern bzw. grafisch aufzubauen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 42 weiterhin aufweisend den Schritt des simultanen Renderns mehrerer Objekte in dreidimensionaler Form auf dem Client-Computer.
Das Verfahren gemäß Anspruch 43, wobei jedes der mehreren Objekte einem anderen Auftrag entspricht.
Ein Computerprogrammprodukt zum Erzeugen eines dreidimensionalen Objekts in einem Rapid-Prototyping-System, wobei das Computerprogramm Anweisungen umfasst, die durch einen Computer ausführbar sind, um die folgenden Schritte durchzuführen: Akzeptieren mehrerer Aufträge, die in einer Auftragswarteschlange angeordnet werden sollen, wobei jeder Auftrag eine Anfrage zum Aufbauen eines dreidimensionalen Objektes durch zumindest ein Rapid-Prototyping-Gerät umfasst; und Manipulieren der Aufträge, um zwei oder mehrere Aufträge in einen Aufbauprozess zu kombinieren, der durch das Rapid-Prototyping-Gerät durchgeführt wird.