制造防伪三维制品的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种制造和鉴定三维制品(200)的装置和方法，其包括以下步骤：(1)通过用电磁辐射(106)扫描金属粉末(116)的选定部分的增材制造工艺，用金属粉末(116)相继地建造制品，(2)在增材制造工艺过程中在制品中形成防伪标记(206)，以及(3)确定制品是否包括防伪标记(206)。

【技术实现步骤摘要】

本公开总体涉及增材制造，并且更具体地涉及增材制造具有防伪认证的三维制品的装置和方法。
技术介绍
增材制造(通常被称为3D打印)用一系列分层(layer)建造实体(通常在几何上是复杂的物体)，每一层被“打印”在前一层的顶部上。与更常规的“减材”工艺如CNC铣磨或机械加工相比，增材制造使得能够由三维计算机辅助设计(3D CAD)数据快速、灵活且成本有效地生产三维物体。近年来，增材制造已经成为对制造金属功能部件有吸引力的解决方案。增材制造法使用粉末材料作为基础材料。从粉末底座(bed)直接生成所制造的部件。由于具有直接从粉末底座生成非常复杂的设计的能力，增材制造技术允许制造高性能和复杂形状的零件。然而，随着增材制造技术改善，它为造假者提供了完美的工具。伪造产品不仅有可能被制造和销售到消费市场；在不被原始设备制造商(OEM)知道的情况下，伪造部件还可能进入正品的OEM供应链。传统防伪标记技术对金属部件不适用。这是因为金属零件比可用于标记零件的任何油墨或聚合物具有更高的熔融温度。其它防伪标记或记号技术如镶嵌纳米颗粒、印花、涂层、钻孔中的粘结剂或DNA标记增加了制造零件的成本和处理时间。因此，本领域技术人员继续致力于增材制造领域的研究和发展。
技术实现思路
在一个实施例中，所公开的制造三维制品的方法可以包括以下步骤：(1)通过用电磁辐射扫描金属粉末的选定部分的增材制造工艺，用金属粉末相继地建造制品，以及(2)在增材制造工艺过程中在制品中形成防伪标记。在另一实施例中，所公开的增材制造的三维制品可以包括通过用电磁辐射扫描金属粉末的选定部分的增材制造工艺由金属粉末相继地建造的分层，以及在增材制造工艺过程中在所述分层的至少一个分层中形成的防伪标记。在另一实施例中，所公开的增材制造装置可以包括被配置为发射电磁辐射
的电磁辐射源、成像系统、连接至电磁辐射源和成像系统的处理器，以及包含指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在由处理器执行时(1)生成表示三维制品的三维模型，(2)生成防伪图像，(3)组合防伪图像与三维模型，(4)基于三维模型，通过用电磁辐射扫描金属粉末的增材制造工艺，用金属粉末相继地建造制品，(5)基于防伪图像，在增材制造工艺过程中通过用电磁辐射扫描金属粉末的选定部分，在制品中形成防伪标记，以及(6)在增材制造工艺过程中，通过用成像系统检查制品，确定制品是否包括防伪标记。所公开的装置和方法的其它实施例将通过以下详细描述、附图和随附权利要求变得显而易见。附图说明图1是所公开的增材制造环境的一个实施例的框图；图2是图1公开的增材制造装置的示意性透视图；图3是图1的增材制造装置的电磁辐射源和建造平台的一个实施例的示意性侧立面图；图4是图3的增材制造装置的电磁辐射源和建造平台的示意性侧立面图，其示出增材制造的三维制品的第一层的形成；图5是图4的增材制造装置的电磁辐射源和建造平台的示意性侧立面图；图6是图5的增材制造装置的电磁辐射源和建造平台的示意性侧立面图，其示出增材制造的三维制品的第二层的形成；图7是图1公开的增材制造的三维制品的一个实施例的示意性透视图；图8是图1公开的增材制造的三维制品的一个实施例的示意性俯视平面图；图9A是所公开的增材制造三维制品的方法的一个实施例的流程图的第一部分；图9B是所公开的增材制造三维制品的方法的一个实施例的流程图的第二部分；图10是数据处理系统的一个实施例的示意性框图；图11是飞行器生产和维护方法的框图；以及图12是飞行器的示意性说明。具体实施方式以下详细描述提及附图，其图示说明本公开的具体实施例。具有不同结构
和操作的其它实施例并不偏离本公开的范围。在不同附图中相似的附图标记可以指代相同元件或部件。图1示出增材制造环境100的一个实施例。可以由增材制造装置(在此通常被称为“装置”102)制造三维制品(在此通常被称为“制品”200)。如本文所用，术语“制品”指代任何三维物体、零件、部件、产品等，其具有几乎任何形状或几何形体并且通过增材制造工艺生产。增材制造工艺包括制造三维制品的任何工艺或操作，其中例如在计算机控制下铺设基础材料的相继分层。装置102可以包括电磁辐射源108。可以通过相继添加预定厚度t1、面积a和/或外形(contour)c的粉末层104来制造制品200，所述粉末层104被电磁辐射源108的电磁辐射106熔融。粉末层104可包括基础材料。作为一个示例，粉末层104的基础材料可以包括金属粉末116。金属粉末116包括粉末形式的任何金属或金属合金。因此，作为一个示例，装置102可以用于制造由金属制成的制品200。作为一个示例，金属粉末116可以包括与制品200相同的材料。例如，金属粉末116可以为不具有额外填料材料的纯材料。作为另一示例，金属粉末116可以包含与制品200的材料不同的额外材料。例如，金属粉末116可以包含额外的填料材料。电磁辐射源108可以生成和/或发射能够照射粉末层104的金属粉末116的电磁辐射106，以形成固体均质材料块(例如，制品200)。电磁辐射106可以采取电磁辐射或能量的集中束的形式。装置102利用电磁辐射源108，例如，在计算机控制下通过用电磁辐射106逐层选择性地熔融金属粉末116成为固体均质金属块来形成制品200。作为一个一般的非限制性示例，电磁辐射源108可以包括电子束发生器(例如，电子束熔融(“EBM”))。电子束发生器生成和/或发射能够选择性地熔融金属粉末116以形成制品200的电子束(例如，电磁辐射106)。作为另一个一般的非限制性示例，电磁辐射源108可以包括激光束发生器(例如，选择性激光熔融(“SLM”))。激光束发生器生成和/或发射能够选择性地熔融金属粉末116以形成制品200的激光束(例如，电磁辐射106)。增材制造工艺中使用的电子束发生器和/或激光束发生器可以产生(例如，生成和/或发射)足够量的辐射能量(例如，分别为电子束或激光束)以促进金属粉末116的熔融。有利地，通过增材制造工艺(例如，电子束熔融或激光熔融技术)生产的制品200是完全致密、无空隙和极强的。参考图1并参考图2，在增材制造工艺过程中，电磁辐射源108可以相对于制品200(或建造平台130)能够移动。电磁辐射源108相对于制品200的移动可以适当地定位电磁辐射源108并因此定位电磁辐射106，以便选择性地熔融金属粉末116(例如，粉末层104的至少一部分)。作为一个示例，电磁辐射源108可以相对于制品200(或建造平台130)能够线性地移动。例如，电磁辐射源108可以沿X轴线性地移动(例如，沿箭头122的方向)、沿Y轴线性地移动(例如，沿箭头124的方向)、沿Z轴线性地移动(例如，沿箭头126的方向)或其组合。作为另一示例，电磁辐射源108可以相对于制品200(或建造平台130)可旋转地移动。例如，电磁辐射源108可以围绕Z轴可旋转地移动(例如，沿箭头128的方向)。作为另一示例，电磁辐射源108可以相对于制品200(或建造平台130)能够非线性地移动。例如，电磁辐射源108可以相对于制品200自由地移动，例如用以形成复杂形状。装置102可以进一步包括电磁辐射源驱动机构118。电磁辐射源驱动机构118可以可操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造三维制品(200)的方法(300)，所述方法包括：通过用电磁辐射(106)扫描金属粉末(116)的选定部分的增材制造工艺，用所述金属粉末(116)相继地建造所述制品(200)；以及在所述增材制造工艺过程中在所述制品(200)中形成防伪标记(206)。

【技术特征摘要】
2015.02.04 US 14/613,5041.一种制造三维制品(200)的方法(300)，所述方法包括：通过用电磁辐射(106)扫描金属粉末(116)的选定部分的增材制造工艺，用所述金属粉末(116)相继地建造所述制品(200)；以及在所述增材制造工艺过程中在所述制品(200)中形成防伪标记(206)。2.根据权利要求1所述的方法(300)，其进一步包括：建立所述制品(200)的制品微观结构(204)；以及建立所述防伪标记(206)的防伪标记微观结构(214)，其中所述防伪标记微观结构(214)与所述制品微观结构(204)不同。3.根据权利要求2所述的方法(300)，其中建立所述制品微观结构(204)包括设定所述增材制造工艺的工艺参数(112)，以及其中建立所述防伪标记微观结构(214)包括操纵所述增材制造工艺的所述工艺参数(112)。4.根据权利要求1所述的方法(300)，其中建造所述制品(200)包括：沉积粉末层(104)到建造平台(130)上；用所述电磁辐射(106)熔融所述粉末层(104)的选定部分；在每个先前粉末层(104)上沉积后续粉末层(104)；用所述电磁辐射(106)熔融每个后续粉末层(104)的选定部分；固化所述粉末层(104)的所述选定部分和所述每个后续粉末层(104)的所述选定部分以形成所述制品(200)；以及建立所述制品(200)的制品微观结构(204)。5.根据权利要求13所述的方法(300)，其中形成所述防伪标记(206)包括：熔融所述后续粉末层(104)的最顶粉末层(104)的选定部分；固化所述后续粉末层(104)的所述最顶粉末层(104)的所述选定部分以在所述制品(200)中形成所述防伪标记(206)；以及建立所述防伪标记(206)的防伪标记微观结构(214)，其中所述防伪标记微观结构(214)与所述制品微观结构(204)不同。6.根据权利要求15所述的方法(300)，其中建立所述制品微观结构(204)包括设定所述增材制造工艺的工艺参数(112)，以及其中建立所述防伪标记微观结构(214)包括操纵所述增材制造工艺的所述工艺参数(112)。7.根据权利要求1所述的方法(300)，其进一步包括：生成表示所述制品(200)的三维模型(158)；生成表示所述制品(200)的分层(202)的所述三维模型(158)的横截面切片(180)；生成用于所述增材制造工艺的制品工艺参数(156)以建立制品微观结构(204)；以及提供所述横截面切片(180)和所述制品工艺参数(156)给增材制造装置(102)。8.据权利要求17所述的方法(300)，其进一步包括：生成表示所述防伪标记(206)的防伪图像(160)；生成用于所述增材制造工艺的防伪标记(206)工艺参数(112)以建立防伪标记微观结构(214)；以及提供所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·M·迪特里希，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US