叠层造形物的缺陷预测方法及叠层造形物的制造方法技术

本发明专利技术为一种叠层造形物的缺陷预测方法，其为使金属粉末熔融凝固而制造的叠层造形物的缺陷预测方法，其特征在于包括：亮度数据获取工序，获取从在所述金属粉末熔融凝固时所形成的熔融池发出的光的亮度数据；评价用数据选取工序，从所述亮度数据中选取评价用数据；及评价工序，使用所述评价用数据来推定所述叠层造形物有无缺陷，所述评价用数据包括亮度平均值及亮度标准偏差。值及亮度标准偏差。值及亮度标准偏差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】叠层造形物的缺陷预测方法及叠层造形物的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种叠层造形物的缺陷预测方法及叠层造形物的制造方法。

技术介绍

[0002]金属叠层造形法是向基板上的原料粉末供给激光束或电子束等热源，使原料粉末熔融凝固而形成凝固层，并重复所述操作而获得三维形状的金属叠层造形物。根据所述金属叠层造形法，可通过净成形或近净成形获得三维形状的金属叠层造形物。
[0003]关于所制造的零件是否有缺陷的判断方法，例如作为非破坏检查方法，有利用X射线计算机断层(Computed Tomography，CT)扫描法的内部缺陷的检测，或利用阿基米德法的密度测定。X射线CT扫描法除了计测需要时间以外，对于大型零件而言分辨率有限。而且，阿基米德法无法检测个别的缺陷，针对少量缺陷的检测精度低。因此，例如，根据专利文献1，提出检测被照射光束的被照射点的外观性状，并基于其获得更高精度的叠层造形物。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开2018/043349号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的问题
[0008]但是，专利文献1仅限于通过检测外观性状来判别是否产生烟气或溅射。
[0009]因此，在本专利技术中，提供一种能够推定叠层造形物有无缺陷的叠层造形物的缺陷预测方法及叠层造形物的制造方法。
[0010]解决问题的技术手段
[0011]本专利技术的叠层造形物的缺陷预测方法是使金属粉末熔融凝固而制造的叠层造形物的缺陷预测方法，其特征在于包括：亮度数据获取工序，获取从在所述金属粉末熔融凝固时所形成的熔融池发出的光的亮度数据；评价用数据选取工序，从所述亮度数据中选取评价用数据；及评价工序，使用所选取的所述评价用数据来推定所述叠层造形物有无缺陷，所述评价用数据包括亮度平均值及亮度标准偏差。
[0012]而且，优选为在所述评价用数据选取工序中，根据所述亮度平均值与所述亮度标准偏差算出变动系数CV，在所述评价工序中，使用所述变动系数CV来推定所述叠层造形物有无缺陷。
[0013]而且，本专利技术为一种叠层造形物的制造方法，其特征在于包括：粉末供给工序，供给金属粉末；叠层造形工序，包括：造形工序，对金属粉末照射热源，使所述金属粉末熔融及凝固而将叠层造形物造形；及亮度数据获取工序，获取从在所述金属粉末熔融时所形成的熔融池发出的光的亮度数据；以及检查工序，包括：评价用数据选取工序，从所述亮度数据中选取评价用数据；及评价工序，使用所述评价用数据来推定所述叠层造形物有无缺陷，所述评价用数据包括亮度平均值及亮度标准偏差。
[0014]而且，优选为在所述评价用数据选取工序中，根据所述亮度平均值与所述亮度标准偏差算出变动系数CV，在所述评价工序中，使用变动系数CV来推定所述叠层造形物有无缺陷。
[0015]而且，优选为在所述检查工序中，还包括：选择工序，决定是否继续所述叠层造形工序。
[0016]专利技术的效果
[0017]根据本专利技术，能够提供一种能够推定叠层造形物有无缺陷的叠层造形物的缺陷预测方法及叠层造形物的制造方法。
附图说明
[0018][图1]图1是表示推定叠层造形物有无缺陷的缺陷预测方法的流程的流程图。
[0019][图2]图2是表示叠层造形物的形状变化所伴随的亮度变动的图。
[0020][图3]图3是表示粉末床位置引起的亮度变动的图。
[0021][图4]图4是表示设定变动系数的范围的方法的图。
[0022][图5]图5是表示粉末床方式(选择性激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)法)的叠层造形装置的结构及叠层造形方法的例子的示意图。
[0023][图6]图6是表示叠层造形物的制造方法的流程的流程图。
具体实施方式
[0024]本专利技术是一种使金属粉末熔融凝固而制造的叠层造形物的缺陷预测方法，其特征之一在于包括：亮度数据获取工序，获取从在所述金属粉末熔融凝固时所形成的熔融池发出的光的亮度数据；评价用数据选取工序，从所述亮度数据中选取评价用数据；及评价工序，使用所述评价用数据来推定所述叠层造形物有无缺陷，所述评价用数据包括亮度平均值及亮度标准偏差。
[0025]以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。首先，使用图1～图4对叠层造形物的缺陷预测方法(缺陷的评价方法)进行说明，然后，使用图5～图6对叠层造形物的制造方法进行说明。
[0026]＜叠层造形物的缺陷预测方法＞
[0027][亮度数据获取工序(S101)][0028]首先，对金属粉末照射热源等，使金属粉末熔融，由此在形成熔融池时，获取从熔融地发出的光的亮度(亮度数据)。作为热源，可使用激光束等。
[0029]本实施方式所使用的光例如可使用照射激光束时的反射光、或者因熔融池或热影响部的温度上升所产生的光、对金属熔融所产生的金属蒸气照射激光束进行等离子体化所产生的等离子体光等。优选为对检测灵敏度高的亮度进行检测即可。具体而言，对从熔融池及其附近发出的光、换言之为波长为600nm以上、1100nm以下的范围的光进行检测即可。
[0030]作为光的亮度(亮度数据)的获取(检测)方法，例如可使用科学级金属氧化物半导体(scientific complementary metal oxide semiconductor，sCMOS)相机。作为sCMOS相机的规格，例如像素数为5万像素以上且拍摄速度为每秒1帧左右即可。更具体而言，可使用EOSTATE Exposure OT(EOS公司制造)。EOSTATE Exposure OT是通过将被从竖直上方照射
激光的造形区域所产生的亮度设置为斜上方的sCMOS相机对熔融地周边进行拍摄。sCMOS相机相对于造形面而设置于斜上方，但可通过在软件上修正距离、角度而转换为从上方观察的图像。由sCMOS相机获取的亮度(OT亮度)为造形中的近红外线区域的亮度即可。为了获取近红外线区域的亮度，例如在sCMOS相机设置带通滤波器即可。
[0031][评价用数据选取工序(S103)][0032]其次，从在亮度数据获取工序(S101)中所获得的亮度数据中选取评价用数据。评价用数据包括亮度平均值及亮度标准偏差。
[0033]亮度平均值是以Gv表示亮度的单位，以蓝色表示为零的情况，以红色表示为最大值4.5
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104，由此阶段性地进行颜色显示，将造形中每100msec(拍摄速度：100msec)的亮度(颜色程度)进行累计，亮度平均值即为累计所得者的平均值。即，亮度平均值是亮度图像的各像素亮度值的平均值(1像素图像中所获取的亮度的平均值)。而且，亮度标准偏差表示各层中的图像各像素亮度的偏差的评价。
[0034][评价工序(S105)][0035]然后，将预先设定的亮度平均值范围及亮度标准偏差范围与所述亮度平均值及所述标准偏差进行比较，推定叠层造形物有无缺陷。具体而言，作为缺陷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种叠层造形物的缺陷预测方法，其为使金属粉末熔融凝固而制造的叠层造形物的缺陷预测方法，其特征在于包括：亮度数据获取工序，获取从在所述金属粉末熔融凝固时所形成的熔融池发出的光的亮度数据；评价用数据选取工序，从所述亮度数据中选取评价用数据；及评价工序，使用所述评价用数据来推定所述叠层造形物有无缺陷，所述评价用数据包括亮度平均值及亮度标准偏差。2.根据权利要求1所述的叠层造形物的缺陷预测方法，其特征在于：在所述评价用数据选取工序中，根据所述亮度平均值与所述亮度标准偏差算出变动系数CV，在所述评价工序中，使用所述变动系数CV来推定所述叠层造形物有无缺陷。3.一种叠层造形物的制造方法，其特征在于包括：粉末供给工序，供给金属粉末；叠层造形工序，包括：造形工序，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑原孝介，牛晶，
申请(专利权)人：株式会社博迈立铖，
类型：发明
国别省市：