[发明专利]校准辐照装置的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对生产地制作三维物体的设备的辐照装置进行校准的方法和装置。

背景技术

EP-1 048 441 A1描述了一种对生产地制作三维物体的设备的辐照装置进行校准的方法，其中所述设备将粉末状的构造材料一层一层地涂覆到设备的支架上，或者涂覆到之前已涂覆的层上，其中已涂覆的层定义工作面，然后通过辐照装置利用含能(Energiehaltig)辐射在对应于物体的位置照射构造材料，从而硬化在该位置的构造材料。支架定义相对于装置而言固定的机器坐标系。当进行校准时，在支架上准备可以检测的参考特征，据此算出机器坐标系。在机器坐标系中含能辐射相对于预先设定的给定位置发生偏转，而含能辐射入射点的实际位置与给定位置的偏差利用参考特征进行检测，然后根据该偏差校准辐照装置。这里可使用光敏介质(例如热塑性薄膜)和扫描器来测定入射点的实际位置。

EP-0 792 481 B1和WO 94/15265分别描述了一种同样也使用光敏介质的校准方法。US-5,123,734A描述了一种立体光刻设备的校准方法，其中使用多个传感器进行校准。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种对生产地制作三维物体的设备的辐照装置进行校准的方法和装置，能够全自动、成本更低并且更加精确地进行校准。

采用一种具有权利要求1所述特征对生产地制作三维物体的设备的辐照装置进行校准的方法，并且采用一种具有权利要求10所述特征的相应的装置，即可解决该任务。从属权利要求所述内容均为有益的改进实施方式。

以有益的方式，可以在整个工作面范围上进行全自动校准，此外既不需要光敏介质，也不需要扫描器，即可在设备之内执行全部校准操作。使用将激光转变成可测光的图像转换板，成本特别低廉，这是因为不需要使用具有很多传感器的装置。

附图说明

结合附图，通过对实施例的描述可以了解本发明的其它特征和适用性。其中：

图1示出一种制作三维物体的装置的示意图；

图2示出根据本发明的一种实施例对辐照装置进行校准的一种方法和装置的示意图；以及

图3根据本发明的实施例的一种图像转换板的示意图。

具体实施方式

图1所示为制作三维物体3的设备的示意图，在本实施例中该设备被构造为激光烧结设备。

激光烧结设备具有一个向上开口的框架1，其中有一个可以在垂直方向运动的支架5，用来支撑将要制作的三维物体3。支架5定义激光烧结设备的构造平面。框架1和支架5在内部定义构造空间。或者框架1和支架5可以构造一个可以更换的、能够从激光烧结设备中将其取出的更换框架。支架5与升降机构4相连，该升降机构在垂直方向移动支架，使得物体3相应的待硬化层处在工作面6之中。

此外设置用来涂覆粉末状构造材料11的层的涂覆器10。所有能够激光烧结的粉末都可以被用作粉末状构造材料11，例如可以激光烧结的塑料，如聚酰胺、聚苯乙烯，尤其是高温塑料，如聚醚醚酮(PEEK)，金属，陶瓷，型砂以及复合材料。可以使用任意金属及其合金以及含金属成分或者含非金属成分的混合物作为含金属的粉末状构造材料11。首先从涂覆器10的储料器中将粉末状构造材料11输送给框架1，然后使涂覆器10在框架1的上边缘2之上以预先规定的高度在工作面6中运动，使得粉末状构造材料11的层以定义的高度位于最后硬化的层之上。激光烧结设备还具有一个产生含能辐射8′的辐射源7。在本实施例中，辐射源7是激光器7。激光器7产生激光束8、8′形式的含能辐射8、8′，通过偏转装置9将激光束聚焦到工作面6中的任意点。偏转装置9是可以转动的反光镜，通过调整装置—例如步进电机—可以至少围绕两个轴线转动该反光镜，从而可以扫描整个工作面6。这样激光束8、8′就能在对应于待制作物体3横断面的所需位置，有选择地硬化粉末状构造材料11。激光器7和偏转装置9一起构成辐照装置。根据待硬化的构造材料的不同，可以使用CO₂激光器、固体激活器—例如Nd:YAG激光器—作为激光器。

框架1、支架5、升降机构4和涂覆器10均布置在工艺室100之中。工艺室100的上部区域具有用于引入激光束8、8′的开口。此外设置控制单元40，通过该控制单元协调地控制激光烧结设备以执行构造过程和校准方法。