具有光学过程监测的增材制造制造技术

具有光学过程监测的增材制造。一种用于有监测地进行物体的增材制造的系统(1)，包括：制造单元(20)，其用于在制造体(21)中基于含金属的制造材料进行物体的增材制造，借助于以下处理建造物体：以规定的量重复逐层提供制造材料，并且至少部分地、精确定位地对所提供的制造材料进行成形。系统还包括具有投影器和摄像头的光学检查单元(10)以及控制及处理单元。制造体(21)包括透光区域，投影器和摄像头设置在制造体(21)外部，被对准以使各光轴(12a、12b)穿过各透光区域；投影器在制造区(23)上生成投影，摄像头至少拍摄制造区(23)中可以覆盖投影的公共部分。至少摄像头(15a、15b)与制造体(21)热分离。

【技术实现步骤摘要】
具有光学过程监测的增材制造
本专利技术涉及用于检查借助于增材制造来生产物体的方法和相应装置。
技术介绍
在许多应用
中，存在以高精度或关于成分来测量物体的要求。这尤其适用于制造工业，对于制造工业，工件表面的测量和检查具有很重要，尤其是还为了质量控制。例如，能够精确测量物体表面的几何形状的坐标测量机(通常在微米精度)被用于这种应用。例如，待测量的物体可以是发动机机体、变速器和工具。已知的坐标测量机通过建立机械接触并扫描表面来测量表面。其示例是例如在DE4325337或DE4325347中描述的龙门式测量机。另一种系统是基于铰接臂的使用，该系统的测量传感器被设置在多部件臂的末端，该测量传感器可以沿着表面移动。例如，在US5,402,582或EP1474650中描述的通用铰接臂。坐标表面测量使得能够建立工件上相对于相应的目标值的几何偏差。因此，可以关于此制定针对制造精度的高精度规范。因此可以确定生产的零件的形状和尺寸是否位于指定的公差范围内，并且确定该部件是废弃的或良好的零件。尤其是，物体表面的几何考虑自然地并且通常不考本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于有监测地进行物体的增材制造的系统，该系统(1)包括：/n制造单元(20)，具体地为3D打印机，所述制造单元(20)被设计成在制造体(21)中基于含金属的制造材料进行所述物体的增材制造，具体地该制造材料为粉末、粒状和/或线形制造材料，其中，能够通过重复以下处理在制造循环中建造所述物体：/n□以规定的量逐层提供所述含金属的制造材料，并且/n□至少部分地、精确定位地对所提供的制造材料进行成形，具体地通过部分熔融所述制造材料，/n●光学检查单元(10)，该光学检查单元(10)至少包括：/n□一个投影器(11)，和/n□第一摄像头(15a)，以及/n●控制及处理单元，该控制及处理单元被设计成...

【技术特征摘要】
20180615 EP 18178024.81.一种用于有监测地进行物体的增材制造的系统，该系统(1)包括：
制造单元(20)，具体地为3D打印机，所述制造单元(20)被设计成在制造体(21)中基于含金属的制造材料进行所述物体的增材制造，具体地该制造材料为粉末、粒状和/或线形制造材料，其中，能够通过重复以下处理在制造循环中建造所述物体：
□以规定的量逐层提供所述含金属的制造材料，并且
□至少部分地、精确定位地对所提供的制造材料进行成形，具体地通过部分熔融所述制造材料，
●光学检查单元(10)，该光学检查单元(10)至少包括：
□一个投影器(11)，和
□第一摄像头(15a)，以及
●控制及处理单元，该控制及处理单元被设计成至少控制所述制造单元(20)，
所述系统(1)的特征在于
●所述制造体(21)包括至少一个透光区域(22、22a、22b)，
●所述投影器(11)和所述第一摄像头(15a)被设置在所述制造体(21)外部，并被对准从而：
□由所述第一摄像头(15a)和所述投影器(11)限定的各个光轴(12、12a、12b)各自延伸通过至少一个透光区域(22、22a、22b)，
□借助于投影器(11)能够在所述制造体(21)内的制造区(23)上生成投影，以及
□能够借助于所述第一摄像头(15a)拍摄所述制造区(23)中能够覆盖所述投影的至少一部分，以及
□能够基于所述投影的拍摄生成关于所述制造区和/或关于所提供的和/或所成形的制造材料的制造信息，
●所述制造信息能够被传递到所述控制及处理单元，以及
●所述控制及处理单元被设计成接收和处理所述制造信息并且基于所述制造信息在制造循环期间或在两个制造循环之间调整所述制造单元(20)的控制。


2.根据权利要求1所述的系统(1)，
所述系统(1)的特征在于
●所述光学检查单元(10)包括第二摄像头(15b)，并且
●所述第二摄像头(15b)被设置在所述制造体(21)外部并且被对准从而：
□由所述第一摄像头(15a)和所述第二摄像头(15b)以及所述投影器(11)限定的各个光轴(12、12a、12b)各自延伸通过透光区域(22、22a、22b)，以及
□在各个情况下，能够通过所述第一摄像头(15a)和所述第二摄像头(15b)至少拍摄所述制造区(23)中能够覆盖所述投影的公共部分。


3.根据权利要求2所述的系统(1)，
所述系统(1)的特征在于
至少所述第一摄像头(15a)和/或所述第二摄像头(15b)、特别地所述投影器(11)被配置成
●与所述制造体(21)基本上热分离，和/或
●与所述制造体(21)的位置关系固定，和/或
●对于使用所述摄像头(15a、15b)对所述制造区(23)进行的拍摄，或使用所述投影器(11)在所述制造区(23)上进行的投影，分别满足沙姆条件。


4.根据权利要求2或3所述的系统(1)，
所述系统(1)的特征在于
所述控制及处理单元包括测量功能，在执行所述测量功能时，至少执行以下操作：
●使用所述第一摄像头(15a)第一次拍摄第一图像，
●使用所述第二摄像头(15b)第二次拍摄第二图像，以及
●基于拍摄的第一图像和拍摄的第二图像，具体地基于在所述制造区(23)的图像中拍摄到的能够覆盖所述投影的公共部分，并且考虑到所述已知的位置关系，得出制造信息，
具体地，其中
●借助于图像处理得出所述制造信息，和/或
●在拍摄所述第一图像和所述第二图像的期间，将投影光投影到所述制造区(23)上，和/或
●基于拍摄的所述第一图像和拍摄的所述第二图像，得出关于所述制造区(23)和/或关于提供的和/或成形的制造材料的三维表示作为所述制造信息，具体地，其中，三维表示是3D点云。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统(1)，
所述系统(1)的特征在于
所述制造信息表示关于以下各项的信息：
●提供的和/或成形的制造材料的一个或更多个独立层的平均层厚度，或者
●在所述制造区(23)的区域内的层厚度变化，或者
●由于应用特定数量的独立层而导致的所述物体的几何增长，或者
●所述物体的表面粗糙度，
具体地，其中，能够通过比较两个或更多个连续施加的层的光学测量数据来得出所述制造信息，具体地，其中，考虑所述制造区的下降。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统(1)，
所述系统(1)的特征在于
所述制造体(21)被设计成隔热的，并且所述透光区域被设计成透光窗口(22、22a、22b)。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统(1)，
所述系统(1)的特征在于
●借助于所述控制及处理单元能够主动调节所述摄像头(15a、15b)中的至少一个的温度，其中，设置通风和/或帕尔帖元件并且能够借助于所述控制及处理单元控制该通风和/或帕尔帖元件，
和/或
●所述第一摄像头(15a)和所述第二摄像头(15b)以及所述投影器(11)被设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·延森，杨征，J·斯蒂格瓦尔，
申请(专利权)人：赫克斯冈技术中心，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH