[發明專利]用于在增材制造操作期間測量輻射熱能的系統和方法

在審

• 申請號: 202210307461.8
• 申請日: 2019-02-21
• 公開（公告）號: CN114643367A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 達倫·貝克特;斯科特·貝茨;馬丁·皮爾奇;R·布魯斯·馬迪根;拉爾斯·雅克麥登;格倫·維克勒;馬克·J·科拉;維韋克·R·達弗;阿爾貝托·M·卡斯特羅;羅杰·弗萊伊
• 申請（專利權）人: 西格馬實驗室公司
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;B22F10/85;B22F12/00;B22F12/90;B22F10/368;B22F10/364;B22F12/40;B22F12/49;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 景懷宇

1.一種增材制造方法，包括：

識別與粉末的材料特性相關聯的至少一個光譜峰值；

選擇與所識別的所述至少一個光譜峰值偏離的至少第一波長；

跨越所述粉末的層的至少一部分掃描能量源；

測量以所述第一波長從所述粉末的所述層的至少所述部分輻射的能量；以及

至少部分地基于所測量的能量來確定所述粉末的所述層的至少所述部分的溫度。

2.根據權利要求1所述的增材制造方法，其中，選擇至少第一波長包括：選擇第一波長和第二波長，所述第一波長和所述第二波長各自與所述至少一個光譜峰值偏離。

3.根據權利要求2所述的增材制造方法，進一步包括：測量以所述第二波長從所述粉末的所述層的至少所述部分輻射的能量。

4.根據權利要求3所述的增材制造方法，進一步包括：基于以所述第一波長輻射的能量與以所述第二波長輻射的能量的比率來確定所述粉末的所述層的至少所述部分的溫度。

5.根據權利要求3所述的增材制造方法，進一步包括：基于以所述第一波長輻射的能量與以所述第二波長輻射的能量的比率來確定所述粉末的所述層的至少所述部分的溫度變化。

6.根據權利要求5所述的增材制造方法，進一步包括：確定所述溫度變化在閾值范圍之外。

7.根據權利要求1所述的增材制造方法，進一步包括：通過以下步驟確定所述粉末的層的至少所述部分的面積：

確定所述能量源的第一掃描的開始點；

確定所述第一掃描的終點；以及

通過計算所述開始點與所述終點之間的距離來確定所述第一掃描的長度。

8.根據權利要求7所述的增材制造方法，進一步包括：通過以下步驟將熱能密度映射到由所述增材制造方法形成的零件內的位置：

接收能量源驅動信號數據，所述能量源驅動信號數據指示了所述能量源的跨越所述粉末的層的至少所述部分的路徑；以及

使用所述能量源驅動信號數據確定所述掃描的位置。

9.一種增材制造系統，所述增材制造系統包括：

能量源，其被配置為在包括粉末層的構建平面處引導能量束；

傳感器，其識別與所述粉末的材料特性相關聯的至少一個光譜峰值；

探測器，其測量當跨越所述構建平面的區域掃描所述能量源時從所述構建平面輻射的能量的量，其中所述探測器測量與所識別的所述至少一個光譜峰值偏離的波長處的能量；以及

處理器，其被配置為從所述探測器接收數據并確定所述構建平面的所述區域的溫度。

10.根據權利要求9所述的增材制造系統，其中，所述探測器是測量具有第一波長的能量的第一探測器，所述系統進一步包括：測量具有第二波長的能量的第二探測器，其中所述第二波長與所述至少一個光譜峰值偏離。

11.根據權利要求10所述的增材制造系統，其中，所述的處理器被配置成從所述第一探測器和所述第二探測器接收數據并且基于以所述第一波長輻射的能量與以所述第二波長輻射的能量的比率來確定所述構建平面的所述區域的溫度。

12.根據權利要求10所述的增材制造系統，其中，所述處理器被配置成基于以所述第一波長輻射的能量與以所述第二波長輻射的能量的比率來確定所述構建平面的所述區域的溫度變化。

13.根據權利要求12所述的增材制造系統，其中，所述處理器被配置成確定所述溫度變化是否在閾值范圍之外。

14.根據權利要求13所述的增材制造系統，其中，所述處理器被配置為響應于所述溫度變化在所述閾值范圍之外而生成警報。