[發明專利]用于校準SLS系統或SLM系統的至少一個掃描系統的方法

有效

• 申請號: 201780002040.1
• 申請日: 2017-02-02
• 公開（公告）號: CN107708971B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: F·赫爾佐克;F·貝希曼;F·措伊爾納
• 申請（專利權）人: CL產權管理有限公司
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B29C64/386;B29C64/393;B33Y50/00;B33Y50/02;G05B19/401
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

本發明涉及一種具有權利要求1的前序部分的其它特征的、用于校準激光燒結系統或激光熔化系統的至少一個掃描系統的方法。

技術領域

本發明涉及一種用于校準激光燒結系統或激光熔化系統的至少一個掃描系統的方法。

背景技術

激光燒結系統或激光熔化系統被設置用于，通過借助于激光輻射固化尤其是粉末狀的建造材料而用快速制造工藝制造三維物體。在此情況下，光源(大多數情況下為激光)的光束通過掃描系統被導向到建造表面上，該建造表面上具有薄的建造材料層。被聚焦的激光束適用于使建造材料熔融或熔化，在由此形成的熔化池或熔化部位冷卻之后，在該部位上的建造材料固化并且通過依次地粘附和選擇地固化另外的層形成所述三維物體。

對于建造過程的精度和再現性而言，最重要的是，這種激光燒結系統或激光熔化系統的這個或這些掃描系統關于其光束聚焦位置準確地再現儲存在控制建造過程的建造程序中的內容，換言之，激光束在建造區平面的區域中的線路走向不偏離于被儲存的、應通過掃描系統成像的目標線路走向。

作為現有技術已知，將掃描器手動地盡可能精確地對準并且然后以軟件方式檢查這種手動的對準。這是耗時的，由此掃描系統的這種調節通常每年只進行一次或兩次。這種手動調節除了大的時間耗費之外，還具有許多的錯誤可能性。

發明內容

本發明的目的是，這樣地設計一種用于校準激光燒結系統或激光熔化系統的至少一個掃描系統的方法，即：使得該方法可以在短的時間內實施、可以自動地實施并且由此在理論上可以在每個單獨的建造過程之前實施。詳細地，該方法規定了以下的校準方法步驟。

首先，通過至少一個掃描系統在建造區的平面中的一表面上產生線條圖案、尤其是掃描網格形式的線條網格。為此具有兩種備選方案。第一備選方案規定，將線條圖案投射到一顯示該線條圖案的表面元件上，其中，在該表面元件上的顯示或者是暫時可見的或者是永久可見的。線條圖案的僅僅暫時性的顯示可以與線條圖案的永久性的顯示一樣被布置在建造區上方的、經校準的攝像機檢測并讀入存儲器。

備選地，在本發明的范圍中的是，將掃描器產生的線條圖案投射到校準板的表面上，該校準板在其表面上已經具有被施加上的目標線條圖案。然后可以通過一個或者所述布置在建造區上方的攝像機來檢測通過所述至少一個掃描系統產生的線條圖案與目標線條圖案之間的偏差，并也將所述偏差讀入存儲器中。對根據第一備選方案的被儲存的數據或者根據第二備選方案的偏差數據進行分析，并由在處理器中進行的這種電子分析，通過計算修正數據實施線條圖案的場修正，所述修正數據含有用于修正線條圖案、尤其是掃描網格的可能的失真/扭曲/畸變所需要的信息。談及的尤其是例如方形圖案或其它目標圖案或類似物的枕頭形的、桶形的、菱形的或矩形的失真。修正在任何方面都是可以想象的。

到目前為止，所描述的方法是基于僅校準一個掃描器，當然，兩個掃描器可以分別自己和必要時彼此獨立地以上述方式進行修正。在該方法的擴展方案中，現在可能的是，在同一個建造區上方有多個掃描系統的情況下，在修正線條圖案的可能存在的失真之后進行照射和此時產生位置線條圖案，并且然后對相應的多個掃描系統的這些位置線條圖案、尤其是位置網格相互間進行調節，這些位置線條圖案在可能的失真方面本身已經從掃描系統內部做了修正。為此，這樣地計算關于系統相互間的涉及必要時需要的旋轉、偏錯、縮放和/或位移的另外的修正數據，使得通過將這些另外的修正數據應用于多個掃描系統上，實現多個掃描系統相互間的相互對準和調節。由此例如可以使多個掃描系統的線條圖案精確地吻合或者在側向上相互相鄰地精確地對準。

在此情況下，如果針對每個掃描系統都單獨地進行另外的修正數據的計算，那么可以借助于這些修正數據單獨地訪問每個掃描系統并且可以使該掃描系統關于相鄰的掃描系統或者建造區的邊緣被精確地對準。但是也可以將針對每個掃描系統求得的修正數據整合成涉及所有系統的總修正數據集。這個總修正數據集在所有掃描系統上的應用則因此導致多個掃描系統彼此精確地對準。另外的修正數據的計算也可以基于建造區的外邊界來進行，從而例如使位置線條圖案的邊緣與建造區的邊緣平行。