装置和设备制造方法及图纸

本发明专利技术描述了对用于制造三维工件的设备的照射系统进行校准的装置，该照射系统包括用于将照射射束选择性地照射到照射平面上的照射单元，其中，该装置包括：控制单元，该控制单元被配置成对照射系统进行控制，以将照射射束照射到照射平面上；以及联接到控制单元的光学检测单元，其中，光学检测单元包括光学检测器和物镜，以对照射平面的一部分进行光学检测，其中，光学检测单元被配置成对照射射束在照射平面上的光斑的位置进行检测，其中，物镜适于相对于照射射束的照射射束路径被布置在光学检测器和照射系统的照射射束扫描器之间，其中，光学检测单元被配置成根据光学检测单元的可调节的焦距在多个焦平面中对照射射束的光斑的位置进行检测，其中，所述光学检测单元被配置成：响应于所述光学检测单元检测到所述照射射束在所述照射平面上的光斑的位置，向所述控制单元输出信号，并且其中，控制单元被配置成根据从光学检测单元输出到控制单元的信号对照射系统进行控制。对照射系统进行控制。对照射系统进行控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】装置和设备


[0001]本专利技术总体上涉及对用于制造三维工件的设备的照射系统进行校准的装置、以及使用增材制造技术制造三维工件的设备和系统。

技术介绍

[0002]在增材制造方法中，通过产生一系列固化的且相互连接的工件层来逐层地制造工件。这些过程可以通过原材料的类型和/或使所述原材料固化以制造工件的方法来区分。
[0003]例如，粉末床熔融是一种增材制造工艺，通过粉末床熔融可以将粉末(特别是金属原材料和/或陶瓷原材料)加工成具有复杂形状的三维工件。为此，原材料粉末层被施加到承载部上、并且根据待制造的工件的期望的几何形状以位置选择性的方式经受例如激光辐射。激光辐射穿入粉末层中导致加热，从而使原材料粉末颗粒熔融或烧结。然后，进一步的原材料粉末层被相继地施加到承载部上的已经经受了激光处理的层上，直到工件具有期望的形状和尺寸。特别地，选择性激光熔融或激光烧结可以用于根据CAD数据制造原型、工具、替换部件或医疗假体(例如牙科假体或矫形假体)。
[0004]另一方面，熔融沉积成型或材料喷射成型代表了不同类型的增材制造工艺。在这种情况下，非固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.对用于制造三维工件的设备的照射系统进行校准的装置，所述照射系统包括用于将照射射束选择性地照射到照射平面上的照射单元，其中，所述装置包括：控制单元，所述控制单元被配置成对所述照射系统进行控制，以将所述照射射束照射到所述照射平面上，以及联接到所述控制单元的光学检测单元，其中，所述光学检测单元包括光学检测器和物镜，以对所述照射平面的一部分进行光学检测，其中，所述光学检测单元被配置成对所述照射射束在所述照射平面上的光斑进行检测，其中，所述物镜适于相对于所述照射射束的照射射束路径被布置在所述光学检测器和偏转器单元之间，所述偏转器单元用于对所述检测单元的、穿过所述照射平面的至少一部分的视场进行偏转，其中，所述光学检测单元能够根据所述光学检测单元的可调节的焦距、在多个焦平面中对所述照射射束的光斑进行检测，其中，所述光学检测单元被配置成：响应于所述光学检测单元检测到所述照射射束在所述照射平面上的光斑，向所述控制单元输出信号，并且其中，所述控制单元被配置成根据从所述光学检测单元输出到所述控制单元的信号对所述照射系统进行控制。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光学检测单元被配置成根据以下各项中的一项或多项来对所述照射射束在所述照射平面上的光斑进行检测：从所述照射平面被散射的照射射束，从所述照射平面被反射的照射射束，由冲击到所述照射平面上的照射射束导致的热致热辐射，以及发射的过程光，所述发射的过程光特别地来自由冲击到所述照射平面上的所述照射射束导致的熔融池。3.根据权利要求1或2所述的装置，所述装置进一步包括用于对所述光学检测单元的焦距进行调节的焦距调节单元。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述物镜的焦点是可调节的。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置进一步包括具有可调节的焦距的第二透镜。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，所述装置进一步包括图像处理单元，所述图像处理单元被配置成将所述照射平面的部分的由所述光学检测单元拍摄的多个图像拼接在一起，以获得所述照射平面的整个表面的图像。7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，所述装置进一步包括所述照射系统，其中，所述光学检测单元被布置成相对于所述照射射束偏离轴线。8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述检测单元包括用于将所述照射射束扫描在所述照射平面上的照射射束扫描器。9.使用增材制造技术制造三维工件的设备，所述设备包括：照射单元，所述照射单元包括至少一个照射射束扫描器，其中，所述照射单元被配置成将至少一个照射射束选择性地照射到照射平面上，以及光学检测单元，所述光学检测单元被配置成对所述至少一个照射射束在所述照射平面上的光斑进行光学检测，其中，所述光学检测单元包括：
光学检测器，所述光学检测器特别是相机，以及焦距调节器，所述焦距调节器特别是物镜，所述焦距调节器用于调节所述光学检测单元的焦距，其中，所述焦距调节器相对于所述至少一个照射射束中的一个照射射束的照射射束路径被布置在所述光学检测器和所述至少一个照射射束扫描器中的一个照射射束扫描器之间，并且其中，所述光学检测单元能够根据所述光学检测单元的可调节的焦距在多个焦平面中对所述至少一个照射射束的光斑进行检测。10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述光学检测单元被布置成相对于从所述照射单元到所述照射平面的所述至少一个照射射束的照射射束路径偏离轴线，以对来自从所述照射平面散射的所述至少一个照射射束的光进行检测。11.根据权利要求9或10所述的设备，其中，所述光学检测单元被进一步配置成根据以下各项中的一项或多项来对所述照射射束在所述照射平面上的光斑进行检测：从所述照射平面被反射的照射射束，由冲击到所述照射平面上的照射射束导致的热致热辐射，以及发射的过程光，所述发射的过程光特别地来自由冲击到所述照射平面上的所述照射射束导致的熔融池。12.根据权利要求9至11中任一项所述的设备，其中，所述照射单元被配置成将第一所述照射射束和第二所述照射射束照射到所述照射平面上。其中，所述光学检测单元被配置成对第一照射射束在所述照射平面上的第一所述光斑以及第二照射射束在所述照射平面上的第二所述光斑进行光学检测，其中，所述设备进一步包括校准单元，所述校准单元被联接到所述光学检测单元和所述照射单元，并且其中，所述校准单元被配置成根据所述光学检测单元对所述照射平面上的第一光斑和第二光斑的光学检测来对所述照射单元进行校准，以相对于彼此控制所述第一照射射束和所述第二照射射束。13.根据权利要求9至12中任一项所述的设备，所述设备进一步包括：第一所述照射射束扫描器，所述第一所述照射射束扫描器用于根据第一照射射束图案将所述第一照射射束扫描在所述照射平面上，以及第二所述照射射束扫描器，所述第二所述照射射束扫描器用于根据第二照射射束图案将所述第二照射射束扫描在所述照射平面上，其中，所述光学检测单元被配置成：对所述第一照射射束图案和所述第二照射射束图案进行检测，将所述第一照射射束图案与所述第二照射射束图案进行比较，以及根据所述比较输出比较信号，并且其中，所述设备被配置成根据所述比较信号对所述照射单元进行校准，以对所述第一照射射束和所述第二照射射束进行控制。14.根据权利要求13所述的设备，其中，使用一个或多个分辨率增强软件算法来执行对所述第一照射射束图案与所述第二照射射束图案的比较。15.根据权利要求13或14所述的设备，其中，所述第一照射射束图案与所述第二照射射束图案的比较包括确定(i)所述第一照射射束和所述第二照射射束的照射强度加权平均值
的轨迹和/或(ii)所述第一照射射束和所述第二照射射束的峰值强度。16.根据权利要求9至15中任一项所述的设备，其中，所述光学检测单元被配置成对于所述光学检测单元的同一观察方向、在多个焦平面中对所述照射射束在所述照射平面上的光斑进行检测。17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述光学检测单元被配置成确定所述照射平面的图像在所述多个焦平面中的每个焦平面中的聚焦区域，并且其中，所述设备被配置成根据所述多个焦平面中的每个焦平面的确定的聚焦区域来确定与所述照射平面的表面有关的三维信息。18.根据权利要求16或17所述的设备，其中，所述光学检测单元被配置成生成所述照...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯顿，
申请(专利权)人：SLM方案集团股份公司，
类型：发明
国别省市：