能量射束大小验证制造技术

一种用于验证能量射束点的大小的方法，所述方法包括以下步骤：在工件上的第一位置处提供具有预定大小和功率的第一射束点，为所述第一射束点变化聚焦和/或像散透镜设置，直到检测到针对射束点的最大强度为止，将用于射束点的所述最大强度的所述聚焦透镜和/或像散透镜的所检测的设置与用于具有所述预定大小和功率的射束点的所述聚焦透镜和/或像散透镜的所存储的设置比较，为不同的预定射束功率重复步骤a‑c，为所述工件上的不同位置重复步骤a‑d，其中如果所述聚焦透镜和/或像散透镜的每个检测的设置从所述聚焦透镜和/或像散透镜的对应存储的设置偏离得小于预定值，则所述射束点大小被验证。

Energy beam size verification

A method for the size of the verification point of energy beam, the method comprises the following steps: having a predetermined size and power of the first beam provided at a first position on the workpiece, the first beam is set to change focus and / or astigmatic lens, until the detected maximum intensity of needle beam spot. To be used for the detection of the setting and focusing lens beam spot with the maximum intensity and / or astigmatic lens the beam spot focusing lens having a predetermined size and power and / or astigmatic lens of the stored settings compared to repeat steps a different predetermined beam power C, for different positions of repeat steps on the workpiece of a D, which if each detection of the focus lens and / or astigmatic lens set from the corresponding storage of the focus lens and / or astigmatic lens. When the deviation is less than a predetermined value, the beam spot size is verified.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景相关领域本专利技术的各种实施例涉及用于能量射束的射束点的大小验证的方法和相关联的系统。还提供合并的大小和偏转速度验证方法和系统。
技术介绍
自由成型制作或增量制造是用于通过施加到工作台的粉末层的选定部分的接连熔合而形成三维物品的方法。在US2009/0152771中公开根据此技术的方法和装置。这样的装置可以包括：将在其上形成三维物品的工作台；粉末分配器，其被布置成在工作台上铺设粉末的薄层以用于形成粉末床；能量射束源，其用于向粉末递送能量射束点，由此发生粉末的熔合；用于粉末床上的能量射束点的控制以用于通过粉末床的部分的熔合而形成三维物品的横截面的元件；以及控制计算机，在其中存储关于三维物品的相继横截面的信息。三维物品通过由粉末分配器接连铺设的粉末层的相继形成的横截面的相继熔合来形成。为了在特定位置处熔化粉末材料，存在除了别的之外尤其验证射束点的大小的需要。需要知道在粉末床的不同区域处的能量射束的不同功率水平对应于期望的射束点大小。在本领域中存在对于以下的需要：用于验证诸如激光射束或电子射束之类的能量射束的射束点大小的简单且高效的方法。仍另外地，为了在特定位置处熔化粉末材料，存在除了别的之外尤其验证能量射束点的偏转速度的需要。需要知道在粉末床的不同区域处的不同偏转速度对应于期望的偏转速度。在本领域中存在对于以下的需要：用于验证诸如激光射束或电子射束之类的能量射束的偏转速度的简单且高效的方法。
技术实现思路
在有此背景的情况下，本专利技术的目的是提供用于验证能量射束的经校准的射束点大小的方法和相关联的系统，其与现有技术方法相比不太复杂。以上提及的目的由根据本文包含的权利要求的特征来实现。在本专利技术的第一方面中，提供一种用于验证能量射束点的大小的方法，该方法包括以下步骤：a）在工件上的第一位置处提供具有预定大小和功率的第一能量射束点，b）为第一能量射束点变化聚焦和/或像散透镜设置，直到检测到针对第一射束点的最大强度为止，c）将用于第一能量射束点的所检测的最大强度的聚焦透镜和/或像散透镜的至少一个设置与用于具有预定大小和功率的第一能量射束点的聚焦透镜和/或像散透镜的对应存储的设置比较，d）为不同的预定射束功率重复步骤a-c，e）为工件上的不同位置重复步骤a-d，其中如果聚焦透镜和/或像散透镜的每个检测的设置从聚焦透镜和/或像散透镜的对应存储的设置偏离得小于预定值，则第一能量射束点大小被验证。该方法的示例性且非限制性优点在于：其是用于用最少的特殊设备来验证射束点大小的容易且快速的方法。另一个优点在于：它可以在没有手动劳动的任何牵涉的情况下被瞬时地和自动地执行。在本专利技术的各种示例性实施例中，预定的射束点大小是最小的点大小。可用专利技术的方法验证点的任何大小。在本专利技术的另外的各种示例性实施例中，在用于不同的预定射束功率的重复步骤之前执行用于不同位置的重复步骤。在仍另一个示例性实施例中，在用于不同的预定射束功率的重复步骤之后执行用于不同位置的重复步骤。至少这些实施例的示例性且非限制性优点在于：可用专利技术的方法验证在不同位置处的不同射束功率，以具有给定的射束点大小。在本专利技术的各种示例性且非限制性实施例中，能量射束点是电子射束点，并且像散透镜和/或聚焦透镜设置分别是对像散线圈和/或聚焦线圈的线圈电流设置。在本专利技术的各种示例性且非限制性实施例中，能量射束点是激光射束点，并且像散透镜和/或聚焦透镜设置分别是沿着至少一个像散透镜和/或至少一个聚焦透镜的光轴和/或在所述光轴处和/或绕所述光轴的定位和/或倾斜和/或旋转。这些实施例的示例性且非限制性优点在于：本专利技术如同可适用于电子射束那样等同地可适用于激光射束。在本专利技术的各种示例性且非限制性实施例中，位置由至少一个IR相机、至少一个CCD相机、至少一个数码相机、至少一个CMOS相机和/或至少一个NIR相机检测。该实施例的示例性且非限制性优点在于：能量射束的位置可以由各种种类的相机检测，这取决于质量和/或分辨率要求。在本专利技术的各种示例性且非限制性实施例中，该方法还包括以下步骤：如果聚焦透镜和/或像散透镜的所检测的设置中的任何一个从聚焦透镜和/或像散透镜的对应存储的设置偏离得多于预定值，则发出告警信号/消息。该实施例的示例性且非限制性优点在于：不仅验证方法可以是全自动的，而且还可以使耦合的软件和/或操作者注意到能量射束参数设置中的任何故障。在本专利技术的各种示例性实施例中，该方法还包括以下步骤：在工件上的第一位置处提供具有预定大小和功率的第二能量射束点，为第二能量射束点变化聚焦和/或像散透镜设置，直到检测到针对第二能量射束点的最大强度为止，将针对第一能量射束点的最大强度与针对第二能量射束点的最大强度比较，其中如果第一能量射束点的最大强度从第二能量射束点的最大强度偏离得小于预定值，则第一和第二能量射束点被验证。该实施例的示例性且非限制性优点在于：多个能量射束源可以通过仅仅彼此比较其在给定位置中所检测的最大强度而被验证。如果来自不同能量射束源的最大强度的偏离大于预定值，则能量射束源可以被给予未被验证的状态。在本专利技术的各种示例性实施例中，第一和第二能量射束点具有相等的最大射束功率。该实施例的示例性且非限制性优点在于：可简化验证过程。在本专利技术的各种示例性实施例中，该方法还包括以下步骤：在其中检测第一强度的第一预定持续时间期间，在第一位置处提供第一能量射束点，在其中检测第二强度的第二预定持续时间期间，在第一位置处提供第一能量射束点，计算第一与第二强度之间的比率，其中如果第一与第二强度之间的所计算的比率小于对应校准的比率，则第一能量射束点大小和/或射束点功率被验证。该实施例的示例性且非限制性优点在于：其提供射束点大小和/或射束点功率的快速且准确的验证。在本专利技术的各种示例性实施例中，为不同的射束功率和/或能量射束点持续时间重复比率的计算的步骤。该实施例的示例性且非限制性优点在于：可以快速和准确地验证许多能量射束功率和/或能量射束点持续时间。在本专利技术的另一方面中，提供在增量制造装置中使用根据示例性实施例中的任何一个的验证方法，其中能量射束点用于按层熔合粉末材料，用于形成三维物品。第一和第二能量射束可以相继地和/或同时地熔合粉末材料。在本专利技术的又一方面中，该方法还包括接收和在一个或多个存储器存储区域内存储至少一个三维物品的模型的步骤；并且经由一个或多个计算机处理器的执行来履行变化、比较或重复步骤中的至少一个。在本专利技术的又一方面中，该方法还被配置成（除了验证大小之外）用于验证所述至少一个能量射束点的偏转速度。在这样的实施例中，该方法还包括以下步骤：在工作台上用能量射束点生成预定图案，而同时用第一偏转速度偏转能量射束点；检测工作台上用第一偏转速度创建的能量射束点的第一位置；在工作台上用能量射束点生成预定图案，而同时用第二偏转速度偏转能量射束点；检测工作台上用第二偏转速度创建的能量射束点的第二位置；并且比较第一和第二位置，其中如果第一位置中的每一个从第二位置中的对应位置偏离得小于预定距离，则偏转速度被验证。在本专利技术的又一方面中，提供一种程序元件。该程序元件被配置成当在计算机上被执行时实现一种方法，该方法包括以下步骤：在工件上的第一位置处从第一能量射束源生成具有预定大小和功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自动验证至少一个能量射束点的大小的方法，所述方法包括以下步骤：a.在工件上的第一位置处从第一能量射束源生成具有预定大小和功率的第一能量射束点，b.为所述第一能量射束点变化聚焦透镜设置或像散透镜设置中的至少一个，直到检测到针对第一射束点的最大强度为止，c.将用于第一能量射束点的所述检测的最大强度的所述聚焦透镜和/或像散透镜的至少一个设置与用于具有所述预定大小和功率的第一能量射束点的所述聚焦透镜和/或像散透镜的对应存储的设置比较，d.为不同的预定射束功率重复步骤a‑c，以及e.为所述工件上的不同位置重复步骤a‑d，其中如果所述聚焦透镜和/或像散透镜的每个检测的设置从所述聚焦透镜和/或像散透镜的对应存储的设置偏离得小于预定值，则所述第一能量射束点大小被验证。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.20 US 62/039626;2014.12.18 US 62/093882;201.一种用于自动验证至少一个能量射束点的大小的方法，所述方法包括以下步骤：a.在工件上的第一位置处从第一能量射束源生成具有预定大小和功率的第一能量射束点，b.为所述第一能量射束点变化聚焦透镜设置或像散透镜设置中的至少一个，直到检测到针对第一射束点的最大强度为止，c.将用于第一能量射束点的所述检测的最大强度的所述聚焦透镜和/或像散透镜的至少一个设置与用于具有所述预定大小和功率的第一能量射束点的所述聚焦透镜和/或像散透镜的对应存储的设置比较，d.为不同的预定射束功率重复步骤a-c，以及e.为所述工件上的不同位置重复步骤a-d，其中如果所述聚焦透镜和/或像散透镜的每个检测的设置从所述聚焦透镜和/或像散透镜的对应存储的设置偏离得小于预定值，则所述第一能量射束点大小被验证。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定射束点大小是最小的点大小。3.根据权利要求1所述的方法，其中在为不同的预定射束功率的重复步骤之前执行为不同位置的重复步骤。4.根据权利要求1所述的方法，其中第一能量射束点是电子射束点。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述像散透镜和/或聚焦透镜设置分别是对至少一个像散线圈和/或至少一个聚焦线圈的线圈电流设置。6.根据权利要求1所述的方法，其中第一能量射束点是激光射束点。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述像散透镜和/或聚焦透镜设置分别是沿着至少一个像散透镜和/或至少一个聚焦透镜的光轴的定位。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述位置由至少一个IR相机、至少一个CCD相机、至少一个数码相机、至少一个CMOS相机和/或至少一个NIR相机检测。9.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：如果所述聚焦透镜和/或像散透镜的所述检测的设置中的任何一个从所述聚焦透镜和/或像散透镜的对应存储的设置偏离得多于预定值，则发出告警信号/消息。10.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：f.在所述工件上的所述第一位置处从第二能量射束源提供具有预定大小和功率的第二能量射束点，g.为所述第二能量射束点变化聚焦和/或像散透镜设置，直到检测到针对所述第二能量射束点的最大强度为止，以及h.将针对所述第一能量射束点的所述检测的最大强度与针对所述第二能量射束点的所述检测的最大强度比较，其中如果所述第一能量射束点的所述检测的最大强度从所述第二能量射束点的所述检测的最大强度偏离得小于预定值，则所述第一和第二能量射束点大小被验证。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一和第二能量射束点具有相等的最大射束点功率。12.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：f.在其中检测第一强度的第一预定持续时间期间，在所述第一位置处提供所述第一能量射束点，g.在其中检测第二强度的第二预定持续时间期间，在所述第一位置处提供所述第一能量射束点，h.计算所述第一与第二强度之间的比率，其中如果所述第一与第二强度之间的所述计算的比率从在所述第一和第二持续时间的情况下所述第一射束的对应校准的比率偏离得小于预定值，则所述第一能量射束点大小和/或射束点功率被验证。13.根据权利要求12所述的方法，其中为不同射束功率和/或持续时间重复步骤g-h。14.根据权利要求1所述的方法，其中：所述方法还包括接收和在一个或多个存储器存储区域内存储至少一个三维物品的模型的步骤；以及经由一个或多个计算机处理器的执行来履行变化、比较或重复步骤中的至少一个。15.根据权利要求1所述的方法，其中：所述方法还被配置用于验证所述至少一个能量射束点的偏转速度；并且所述方法还包括以下步骤：在工作台上用所述能量射束点生成预定图案，而同时用第一偏转速度偏转所述能量射束点；检测所述工作台上用所述第一偏转速度创建的所述能量射束点的第一位置；在工作台上用所述能量射束点生成所述预定图案，而同时用第二偏转速度偏转所述能量射束点；检测所述工作台上用所述第二偏转速度创建的所述能量射束点的第二位置；以及比较所述第一和第二位置，其中如果所述第一位置中的每一个从所述第二位置中的对应位置偏离得小于预定距离，则所述偏转速度被验证。16.一种程序元件，其被配置和布置成当在计算机上被执行时实现用于自动验证至少一个能量射束点的大小的方法，所述方法包括以下步骤：a.在工件上的第一位置处从第一能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：A斯尼斯，
申请(专利权)人：阿卡姆股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE