[發(fā)明專利]用于檢查和校正的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710260273.3
• 申請(qǐng)日: 2017-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107457996B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·D·威廉斯;A·Y·莫舍;P·T·布希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類號(hào): B29C64/393
• 分類號(hào): B29C64/393;B29C64/118;B33Y50/02
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;楊薇

本申請(qǐng)涉及用于檢查和校正的方法和系統(tǒng)。具體地，用于直接寫(xiě)入系統(tǒng)的實(shí)時(shí)檢查和校正技術(shù)。所述方法可以包括以下步驟：操作直接寫(xiě)入裝置，該直接寫(xiě)入裝置被配置成通過(guò)尖端將材料沉積在基板上，以根據(jù)初始參數(shù)值提供產(chǎn)品的一部分；接收高光譜圖像幀，該高光譜圖像幀包括所沉積的材料的多個(gè)光譜圖像；處理所接收的高光譜圖像幀，以確定所沉積的材料的特性；比較所確定的特性與目標(biāo)特性；確定至少一個(gè)校正參數(shù)值，以使所確定的特性符合目標(biāo)特性；利用校正參數(shù)值更新初始參數(shù)值中的至少一個(gè)；以及操作直接寫(xiě)入裝置以根據(jù)校正參數(shù)值在基板上沉積添加材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)總體上涉及直接寫(xiě)入系統(tǒng)。更具體地說(shuō)，其涉及用于直接寫(xiě)入材料的實(shí)時(shí)檢查和校正系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

一種類型的直接寫(xiě)入是添加(additive)制造，其也被稱為三維(3D)打印，并且其有望成為用于低成本制造復(fù)雜部件的使能技術(shù)(enabling technology)。然而，3D打印部件通常受到顆粒污染、沉積均勻性、孔隙度、空隙缺陷、熱梯度以及沉積期間可變的溶劑含量的困擾。

采取各種步驟來(lái)減輕不必要的過(guò)程變量，包括使用高效微粒空氣(HEPA：HighEfficiency Particulate Air)過(guò)濾器、溫濕度控制、預(yù)封裝原材料以及沉積爐。遺憾的是，寬泛種類的添加方法結(jié)合大量的單個(gè)過(guò)程變量，使得利用開(kāi)環(huán)控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高度可重復(fù)的微結(jié)構(gòu)非常困難。

液體分配打印的新興市場(chǎng)不如傳統(tǒng)的塑料3D打印那么簡(jiǎn)單。液體分配可以用于寬泛種類的材料，包括電子墨水、玻璃、陶瓷粉末、聚合物復(fù)合材料、光致抗蝕劑以及生物介質(zhì)。這種廣泛的材料兼容性使得問(wèn)題更加困難。簡(jiǎn)單地說(shuō)，針對(duì)這種成套工具所需的寬泛種類的測(cè)試數(shù)據(jù)使其難以應(yīng)用許多標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械和電探針來(lái)進(jìn)行檢查。由此，需要用于實(shí)時(shí)測(cè)量沉積材料上的化學(xué)和空間數(shù)據(jù)以量化制造規(guī)則的方法。

用于添加制造的傳統(tǒng)計(jì)量工序和其中可以使用這些技術(shù)的許多其它環(huán)境是在制造后執(zhí)行的工序。由此，部件或組件被形成和/或干燥，然后從制造裝置中移除以執(zhí)行化學(xué)光譜法。因此，難以及時(shí)測(cè)量沉積和干燥條件以理解化學(xué)添加劑在復(fù)雜化學(xué)溶液中提供的獨(dú)特效果和工藝改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

在此公開(kāi)了根據(jù)各種示例的系統(tǒng)和方法，其提供用于檢查正在通過(guò)直接寫(xiě)入工序制造的產(chǎn)品，并且用于響應(yīng)于檢查而實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)制造參數(shù)，以便改進(jìn)該產(chǎn)品的質(zhì)量或特性。在一些示例中，將高光譜成像用于捕獲光譜圖像，然后對(duì)其進(jìn)行處理和分析以確定應(yīng)當(dāng)調(diào)節(jié)的參數(shù)。

根據(jù)示例，描述了一種用于在添加制造工序期間進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查和校正的方法。所述方法可以包括以下步驟：操作直接寫(xiě)入裝置，該直接寫(xiě)入裝置被配置成，通過(guò)尖端將材料沉積在基板上，以根據(jù)初始參數(shù)值提供產(chǎn)品的一部分；接收高光譜圖像幀，該高光譜圖像幀包括所沉積的材料的光譜圖像和空間分辨圖像中的至少一個(gè)的多個(gè)；處理接收的高光譜圖像幀，以確定沉積的材料的特性；比較所確定的特性與目標(biāo)特性；確定至少一個(gè)校正參數(shù)值，以使所確定的特性符合所述目標(biāo)特性；利用所述校正參數(shù)值更新所述初始參數(shù)值中的至少一個(gè)；以及操作所述直接寫(xiě)入裝置以根據(jù)校正參數(shù)值在基板上沉積添加材料。

根據(jù)另一示例，一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以包括：存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器包括指令；和處理器，該處理器被配置成允許指令，以執(zhí)行包括以下的操作：操作直接寫(xiě)入裝置，該直接寫(xiě)入裝置被配置成，通過(guò)尖端將材料沉積在基板上，以根據(jù)初始參數(shù)值提供產(chǎn)品的一部分；接收高光譜圖像幀，該高光譜圖像幀包括沉積的材料的多個(gè)光譜圖像；處理所接收的高光譜圖像幀，以確定沉積的材料的特性，比較所確定的特性與目標(biāo)特性，確定至少一個(gè)校正參數(shù)值，以使所確定的特性符合目標(biāo)特性，利用校正參數(shù)值來(lái)更新初始參數(shù)值中的至少一個(gè)，以及操作直接寫(xiě)入裝置以根據(jù)校正參數(shù)值在基板上沉積添加材料。

所述系統(tǒng)和方法可以包括以下步驟：對(duì)一個(gè)或更多個(gè)光譜圖像執(zhí)行邊緣檢測(cè)和線段檢測(cè)，以測(cè)量所沉積的材料的寬度和高度中的至少一個(gè)；并且將寬度和高度中的測(cè)量的所述至少一個(gè)與存儲(chǔ)在尺寸數(shù)據(jù)庫(kù)中的寬度和高度中的預(yù)定的至少一個(gè)進(jìn)行比較。