[發(fā)明專(zhuān)利]裝置和設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202080060505.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114302782A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卡斯頓·紐曼;阿恩·尼夫;巴斯蒂安·蘭伯特;丹尼爾·布呂克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: SLM方案集團(tuán)股份公司
• 主分類(lèi)號(hào): B22F12/00
• 分類(lèi)號(hào): B22F12/00;B22F10/28;B22F12/41;B22F12/90;B22F12/44;B22F12/49;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 北京派特恩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 孟媛;李維鳳

本發(fā)明描述了對(duì)用于制造三維工件的設(shè)備的照射系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的裝置，該照射系統(tǒng)包括用于將照射射束選擇性地照射到照射平面上的照射單元，其中，該裝置包括：控制單元，該控制單元被配置成對(duì)照射系統(tǒng)進(jìn)行控制，以將照射射束照射到照射平面上；以及聯(lián)接到控制單元的光學(xué)檢測(cè)單元，其中，光學(xué)檢測(cè)單元包括光學(xué)檢測(cè)器和物鏡，以對(duì)照射平面的一部分進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)，其中，光學(xué)檢測(cè)單元被配置成對(duì)照射射束在照射平面上的光斑的位置進(jìn)行檢測(cè)，其中，物鏡適于相對(duì)于照射射束的照射射束路徑被布置在光學(xué)檢測(cè)器和照射系統(tǒng)的照射射束掃描器之間，其中，光學(xué)檢測(cè)單元被配置成根據(jù)光學(xué)檢測(cè)單元的可調(diào)節(jié)的焦距在多個(gè)焦平面中對(duì)照射射束的光斑的位置進(jìn)行檢測(cè)，其中，所述光學(xué)檢測(cè)單元被配置成：響應(yīng)于所述光學(xué)檢測(cè)單元檢測(cè)到所述照射射束在所述照射平面上的光斑的位置，向所述控制單元輸出信號(hào)，并且其中，控制單元被配置成根據(jù)從光學(xué)檢測(cè)單元輸出到控制單元的信號(hào)對(duì)照射系統(tǒng)進(jìn)行控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及對(duì)用于制造三維工件的設(shè)備的照射系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的裝置、以及使用增材制造技術(shù)制造三維工件的設(shè)備和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在增材制造方法中，通過(guò)產(chǎn)生一系列固化的且相互連接的工件層來(lái)逐層地制造工件。這些過(guò)程可以通過(guò)原材料的類(lèi)型和/或使所述原材料固化以制造工件的方法來(lái)區(qū)分。

例如，粉末床熔融是一種增材制造工藝，通過(guò)粉末床熔融可以將粉末(特別是金屬原材料和/或陶瓷原材料)加工成具有復(fù)雜形狀的三維工件。為此，原材料粉末層被施加到承載部上、并且根據(jù)待制造的工件的期望的幾何形狀以位置選擇性的方式經(jīng)受例如激光輻射。激光輻射穿入粉末層中導(dǎo)致加熱，從而使原材料粉末顆粒熔融或燒結(jié)。然后，進(jìn)一步的原材料粉末層被相繼地施加到承載部上的已經(jīng)經(jīng)受了激光處理的層上，直到工件具有期望的形狀和尺寸。特別地，選擇性激光熔融或激光燒結(jié)可以用于根據(jù)CAD數(shù)據(jù)制造原型、工具、替換部件或醫(yī)療假體(例如牙科假體或矯形假體)。

另一方面，熔融沉積成型或材料噴射成型代表了不同類(lèi)型的增材制造工藝。在這種情況下，非固化的原材料被供應(yīng)到一種打印頭部，該打印頭部將所述材料沉積到承載部上，然后在承載部上固化。

增材構(gòu)造方法的重要參數(shù)是所制造的工件的質(zhì)量。由于質(zhì)量可能受到被各種參數(shù)影響，已知的解決方案并不總是能達(dá)到期望的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

因此，特別地，本發(fā)明的目的是提高使用增材制造技術(shù)制造的工件的質(zhì)量。因此，可以考慮照射平面的圖像獲取、照射單元的校準(zhǔn)以及特別是在制造過(guò)程期間對(duì)三維工件的質(zhì)量進(jìn)行檢查。

在獨(dú)立權(quán)利要求中對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明。在從屬權(quán)利要求中對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了概述。

根據(jù)本公開(kāi)的第一方面，本發(fā)明提供了對(duì)用于制造三維工件的設(shè)備的照射系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的裝置，該照射系統(tǒng)包括用于將照射射束選擇性地照射到照射平面上的照射單元，其中，該裝置包括：控制單元，該控制單元被配置成對(duì)照射系統(tǒng)進(jìn)行控制，以將照射射束照射到照射平面上；以及聯(lián)接到控制單元的光學(xué)檢測(cè)單元，其中，該光學(xué)檢測(cè)單元包括光學(xué)檢測(cè)器和用于對(duì)照射平面的(至少)一部分進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)的物鏡，其中，光學(xué)檢測(cè)單元被配置成檢測(cè)照射射束在照射平面上的光斑，其中，物鏡適于相對(duì)于照射射束的照射射束路徑被布置在光學(xué)檢測(cè)器和偏轉(zhuǎn)器單元之間，該偏轉(zhuǎn)器單元用于對(duì)檢測(cè)單元的、穿過(guò)照射平面的至少一部分的視場(chǎng)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，其中，光學(xué)檢測(cè)單元能夠(被配置成)根據(jù)光學(xué)檢測(cè)單元的可調(diào)節(jié)的焦距在多個(gè)焦平面中對(duì)照射射束的光斑進(jìn)行檢測(cè)，其中，光學(xué)檢測(cè)單元被配置成：響應(yīng)于光學(xué)檢測(cè)單元檢測(cè)到照射射束在照射平面上的光斑，向控制單元輸出信號(hào)，進(jìn)行檢測(cè)，并且其中，控制單元被配置成根據(jù)從光學(xué)檢測(cè)單元輸出到控制單元的信號(hào)對(duì)照射系統(tǒng)進(jìn)行控制。

在一些示例中，照射平面可以被理解為在加工腔室內(nèi)側(cè)的場(chǎng)區(qū)，該場(chǎng)區(qū)被照射射束的可能的照射點(diǎn)跨過(guò)。之所以選擇術(shù)語(yǔ)“照射平面”是因?yàn)檫@些照射點(diǎn)通常位于平面內(nèi)。然而，位于照射射束的照射范圍內(nèi)而不位于平面內(nèi)的點(diǎn)(例如在涂覆機(jī)的表面上的、位于照射范圍內(nèi)的點(diǎn))也可以被理解為位于本申請(qǐng)意義內(nèi)的照射平面內(nèi)。