一种增材制造系统被构造成制造部件。增材制造系统包括构建平台、重涂覆器、监测照相机和控制器。部件设置在构建平台上。重涂覆器包括重涂覆器叶片，该重涂覆器叶片被构造成将粉末状构建材料铺展在形成粉末床的构建平台和部件上。监测照相机被定位成对重涂覆器叶片成像。监测照相机被构造成获取重涂覆器叶片的多个图像。控制器被构造成接收来自监测照相机的多个图像。控制器被构造成基于从监测照相机接收到的多个图像来检测粉末床中的缺陷。
System and method for monitoring powder spreading in additive manufacturing system
【技术实现步骤摘要】
用于监测增材制造系统中粉末铺展的系统和方法
本公开领域大体涉及增材制造系统，并且更具体地，涉及用于监测增材制造系统中粉末铺展的系统和方法。
技术介绍
至少一些增材制造系统涉及粉末状材料的堆积以制造部件。这些技术可以以降低成本和提高制造效率的方式从粉末材料中生产复杂的部件。至少一些已知的增材制造系统(例如DMLM系统)使用激光器装置、构建平台、重涂覆器和粉末材料(例如但不限于粉末状金属)来制造部件。激光器装置产生激光束，其能熔化在激光束入射到粉末材料上的区域内或区域周围的构建平台上的粉末材料，形成熔池。熔池冷却成固结的、坚实的部件顶层。构建平台降低了一些量，例如，10至100微米，并且重涂覆器在顶层铺展附加的粉末状构建材料。可替换地，粉末分配器和激光器装置可以向上平移，重涂覆器将下一粉末层铺展在先前固结的粉末床上，并且激光器装置将新层固结在新的高度。重复该过程，直到系统制造出完整的部件为止。然而，粉末床中可能会形成缺陷(例如短进料(shortfeeds)或沉孔)，如果没有检测和校正粉末床缺陷，随后将导致部件的缺陷或构建失败。具体地，关于沉孔，由于在先前的层上形成了附加层，沉孔可能扩大，从而在粉末床中形成非预期的空隙，这会损害所制造部件的完整性。粉末床中的潜在缺陷的监测和检测可以防止部件缺陷的形成，提高增材构建的产量，从而减少制造过程的成本。
技术实现思路
在一方面，提供了一种被构造成制造部件的增材制造系统。增材制造系统包括构建平台、重涂覆器、监测照相机和控制器。部件设置在构建平台上。重涂覆器包括重涂覆器叶片，其被构造成将粉末状构建材料铺展在形成粉末床的构建平台和部件上。监测照相机被定位成对重涂覆器叶片成像。监测照相机被构造成获取重涂覆器叶片的多个图像。控制器被构造成从监测照相机接收多个图像。控制器被构造成基于从监测照相机接收到的多个图像来检测粉末床中的缺陷。在另一方面，提供了一种用于在增材制造系统中使用的控制器。增材制造系统包括构建平台、重涂覆器、监测照相机和控制器。该重涂覆器包括重涂覆器叶片。监测照相机被定位成对重涂覆器叶片成像。监测照相机还被构造成获取重涂覆器叶片的多个图像。该控制器包括处理制造和联接到该处理装置的存储器装置。控制器被构造成从监测照相机接收多个图像。控制器还被构造成分析多个图像，基于重涂覆器的多个图像检测粉末床中的至少一个缺陷。在又一方面，提供了一种利用增材制造系统制造部件的方法。增材制造系统包括构建平台、重涂覆器、监测照相机和控制器。该重涂覆器包括重涂覆器叶片。监测照相机被定位成对重涂覆器叶片成像。监测照相机被构造成获取重涂覆器叶片的多个图像。部件设置在构建平台上。该方法包括使用重涂覆器将粉末状构建材料铺展在构建平台和部件上，以形成粉末床。该方法还包括使用监测照相机获取重涂覆器的多个图像。该方法进一步包括使用控制器分析重涂覆器的多个图像以检测粉末床中的至少一个缺陷。附图说明当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点，其中在整个附图中，类似的字符表示类似的部分，其中：图1是以包括示例性构建平台、重涂覆器和监测照相机的直接金属激光熔化(DMLM)系统的形式示出的示例性增材制造系统的示意图；图2是图1中所示的增材制造系统的示例性构建平台、重涂覆器和监测照相机的示意性俯视图；图3是通过监测照相机获取的图1中所示的增材制造系统的示例性构建平台和重涂覆器的图像；图4是通过监测照相机获取的图3中所示的示例性关注区域的二进制图像；图5是图4中所示的二进制图像的数字表示的输出图；图6是图4中所示的二进制图像的数字表示的输出图；图7是在可替换的配置中的图1中所示的增材制造系统的示例性构建平台、重涂覆器和监测照相机的示意性俯视图；和图8是利用图1中所示的增材制造系统制造部件的方法的流程图。除非另有说明，否则本文提供的附图旨在说明本公开的实施例的特征。这些特征被认为适用于包括本公开的一个或多个实施例的多种系统中。这样，附图并不意味着包括本领域普通技术人员已知的、在实践本文所公开的实施例时所需的所有常规特征。具体实施方式在下面的说明书和权利要求中，将参考多个术语，这些术语应被限定为具有以下含义。除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数形式。“可选的”或“可选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件发生的实例和事件未发生的实例。如在本文的整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言可以用于修饰任何可允许变化的定量表示，而不会导致与之相关的基本功能的改变。因此，通过诸如“大约”、“近似”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。在此以及整个说明书和权利要求中，可以组合和/或互换范围限制，除非上下文或语言另有指示，否则这种范围被识别并且包括其中包含的所有子范围。如本文所使用的，术语“处理器”和“计算机”以及相关术语(例如“处理装置”和“计算装置”)，不仅限于在本领域中称为计算机的那些集成电路，而是广泛地指微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其他可编程电路，并且这些术语在本文中可以互换使用。在本文描述的实施例中，存储器可以包括但不限于诸如随机存取存储器(RAM)的计算机可读介质和诸如闪存的计算机可读非易失性介质。可替换地，也可以使用软盘、光盘–只读存储器(CD-ROM)、磁-光盘(MOD)和/或数字通用磁盘(DVD)。另外，在本文所描述的实施例中，附加的输入通道可以是但不限于是与诸如鼠标和键盘之类的操作员界面相关联的计算机外围设备。可替换地，还可以使用其他计算机外围设备，例如，其可以包括例如但不限于扫描仪。此外，在示例性实施例中，附加的输出通道可以包括但不限于操作员界面监测器。如本文中所使用的，术语“非暂时性计算机可读介质”旨在表示以任何方法或技术实现的用于短期和长期存储信息的任何有形的基于计算机的装置，例如计算机可读指令、数据结构、程序模块和子模块，或任何装置中的其他数据。因此，本文描述的方法可以被编码为体现在有形的、非暂时性的、计算机可读介质(包括但不限于存储装置和/或存储器装置)中的可执行指令。当由处理器执行时，这样的指令使处理器执行本文描述的方法的至少一部分。此外，如本文所使用的，术语“非暂时性计算机可读介质”包括所有有形的、计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机存储装置，包括但不限于易失性和非易失性介质，以及可移除和不可移除介质(例如固件、物理和虚拟存储器、CD-ROM、DVD和任何其他数字源(例如网络或因特网))，以及尚未开发的数字手段，唯一的例外是暂时性的传播信号。此外，如本文所使用的，术语“实时”是指相关联事件的发生时间、预定数据的测量和收集时间、数据处理时间以及系统响应于事件和环境的时间的至少一个。在本文所描述的实施例中，这些活动和事件基本上是瞬时发生的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种构造成制造部件的增材制造系统，其特征在于，所述增材制造系统包括：/n构建平台，所述部件设置在所述构建平台上；/n重涂覆器，所述重涂覆器包括重涂覆器叶片，所述重涂覆器叶片被构造成将粉末状构建材料铺展在形成粉末床的所述构建平台和所述部件上；/n监测照相机，所述监测照相机定位成对所述重涂覆器叶片成像，所述监测照相机被构造成获取所述重涂覆器叶片的多个图像；和/n控制器，所述控制器被构造成接收来自所述监测照相机的所述多个图像，其中所述控制器被构造成基于从所述监测照相机接收到的所述多个图像来检测所述粉末床中的缺陷。/n
【技术特征摘要】
20181213 US 16/219,4321.一种构造成制造部件的增材制造系统，其特征在于，所述增材制造系统包括：
构建平台，所述部件设置在所述构建平台上；
重涂覆器，所述重涂覆器包括重涂覆器叶片，所述重涂覆器叶片被构造成将粉末状构建材料铺展在形成粉末床的所述构建平台和所述部件上；
监测照相机，所述监测照相机定位成对所述重涂覆器叶片成像，所述监测照相机被构造成获取所述重涂覆器叶片的多个图像；和
控制器，所述控制器被构造成接收来自所述监测照相机的所述多个图像，其中所述控制器被构造成基于从所述监测照相机接收到的所述多个图像来检测所述粉末床中的缺陷。
2.根据权利要求1所述的增材制造系统，其特征在于，其中，所述控制器进一步被构造成识别所述多个图像中的每个图像中的关注区域。
3.根据权利要求2所述的增材制造系统，其特征在于，其中，所述关注区域从所述重涂覆器叶片的外边缘延伸至所述重涂覆器叶片的内边缘，并且从关注区域高度延伸至重涂覆器叶片的底部边缘。
4.根据权利要求3所述的增材制造系统，其特征在于，其中，所述控制器进一步被构造成识别所述关注区域中的所述粉末状构建材料的堆积部。
5.根据权利要求1所述的增材制...
【专利技术属性】
技术研发人员：维克托·彼得罗维什·奥斯特罗弗霍夫，杰森·哈里斯·卡普，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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