[發明專利]用于在增材制造處理中監測粉末層的裝置，系統和方法

在審

• 申請號: 202010723866.0
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN112296338A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 比約恩·洛弗生;克里斯托弗·卡爾松
• 申請（專利權）人: 阿爾卡姆公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y50/02
• 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

公開了用于在增材制造中監測粉末層的裝置，系統和方法。一種方法包括：從光學耦合到布置在移動粉末分配器上的多根前光纖和多根后光纖的圖像信號處理器接收前圖像數據和后圖像數據，前圖像數據和后圖像數據對應于粉末層的圖像；選擇位于前感興趣區域內的粉末床上的至少一個點；確定該點的第一特性；當該點由于移動粉末分配器的移動而位于后感興趣區域內時，確定該點的第二特性；將第一特性與第二特性進行比較，以監測由移動粉末分配器分配的粉末層。

技術領域

本公開涉及用于在增材制造處理中監測粉末層的裝置，系統和方法，并且更具體地，涉及用于在粉末分配器經過粉末層之前和之后收集與粉末層有關的圖像數據的裝置，系統和方法。

背景技術

在增材制造處理中，尤其是那些利用粉末層的電子束熔化來制造制品的處理中，可能需要確保均勻的粉末以精確地制造制品。可以使用粉末分配器來更均勻地分配粉末層，但是有時在粉末分配器經過粉末層之后分配可能不完全。因此，可能需要在粉末分配器經過粉末層之后確定粉末層是否充分分配，以及粉末分配不均勻的各個位置，以便粉末分配器可以隨后經過該位置以均勻地分配粉末。

發明內容

在第一方面A1中，一種監測由構建室中的移動粉末分配器分配的粉末層的方法，該方法包括由處理裝置從圖像信號處理器接收前圖像數據。圖像信號處理器光學耦合到布置在移動粉末分配器的前側上的多根前光纖。前圖像數據對應于多根前光纖的視場內的前感興趣區域中的粉末層的多個圖像。該方法還包括由處理裝置從圖像信號處理器接收后圖像數據，圖像信號處理器光學耦合到布置在移動粉末分配器的后側上的多根后光纖。后圖像數據對應于多根后光纖的視場內的后感興趣區域中的粉末層的多個圖像。該方法還包括由處理裝置從前圖像數據中選擇位于前感興趣區域內的粉末床上的至少一個點。該方法還包括通過處理裝置確定該至少一個點的一個或多個第一特性。該方法還包括當該至少一個點由于移動粉末分配器的移動而位于后感興趣區域內時，由處理裝置確定該至少一個點的一個或多個第二特性。該方法還包括由處理裝置將該至少一個點的一個或多個第一特性與該至少一個點的一個或多個第二特性進行比較，以監測由移動粉末分配器分配的粉末層。

第二方面A2包括第一方面A1的方法，其中，接收前圖像數據和接收后圖像數據各自包括接收與從粉末層發射的輻射量相對應的輻射圖。

第三方面A3包括第一至第二方面A1-A2中任一項的方法，其中，接收前圖像數據和接收后圖像數據各自包括接收與相對于移動粉末分配器的移動而捕獲粉末層的多個圖像的時間相對應的時間戳。

第四方面A4包括第一至第三方面A1-A3中任一項的方法，進一步包括基于比較將反饋提供給構建室的一個或多個部件。

第五方面A5包括第一至第四方面A1-A4中任一項的方法，進一步包括基于比較來引導移動粉末分配器的移動。

第六方面A6包括第一至第五方面A1-A5中任一項的方法，進一步包括基于比較來確定一個或多個粉末缺陷。

在第七方面A7中，用于監測粉末層的系統包括定位在增材制造系統的構建室外部的圖像信號處理器。構建室包括粉末分配器。該系統還包括光學系統，光學系統包括布置在粉末分配器的前側上并光學耦合到圖像信號處理器的多根前光纖，以及布置在粉末分配器的后側上并光學耦合到圖像信號處理器的多根后光纖。圖像信號處理器從由多根前光纖獲得的圖像生成前圖像數據，并且從由多根后光纖獲得的圖像生成后圖像數據。光學系統還包括通信地耦合到圖像信號處理器的分析部件。分析部件構造成從圖像信號處理器接收前圖像數據和后圖像數據，從前圖像數據中確定前感興趣區域并且從后圖像數據中確定后感興趣區域，選擇位于前感興趣區域內的粉末床上的至少一個點，確定該至少一個點的一個或多個第一特性，當粉末分配器移動使得該至少一個點位于后感興趣區域內時，確定該至少一個點的一個或多個第二特性，以及將一個或多個第一特性與一個或多個第二特性進行比較以監測粉末層。