[发明专利]增材制造方法及设备

说明书

本发明涉及一种监测增材制造设备的方法。该方法包括：在对工件进行构建期间从该增材制造设备处接收一个或多个传感器信号，将该一个或多个传感器信号与多个可接受过程变化中的相应可接受过程变化进行比较，并且基于该比较生成日志。该多个可接受过程变化中的每个可接受过程变化与该工件的构建进展的至少一个状态相关联，并且当生成该一个或多个传感器信号时该相应可接受过程变化是与该构建进展的该状态相关联的该可接受过程变化。

技术领域

本发明涉及一种增材制造方法及设备，并且具体地涉及一种用于监测，并且可选地控制增材制造过程的方法及设备。

背景技术

用于生产部件的增材制造方法或快速原型成型方法包括对可流动材料进行逐层固化。存在各种增材制造方法，包括粉末床系统，诸如，选择性激光熔化(SLM)、选择性激光烧结(SLS)、电子束熔化(EBM)以及立体光刻，和非粉末床系统，诸如，包括电弧增材制造的熔融沉积成型。

在选择性激光熔化中，粉末层沉积在构建室中的粉末床上并且跨越粉末层的部分扫描激光束，该粉末层对应于正在被构建的工件的横截面(切片)。激光束熔化或烧结粉末以便形成固化层。在对层进行选择性固化之后，粉末床被降低了最新固化层的厚度，并且根据需要将另外一层粉末在表面上铺展并固化。在单个构建中，可以构建多于一个的工件，部件在粉末床中间隔开。

已经开发了各种系统用于监测增材制造过程。例如，WO 2015/040433公开了用于监测穿过用于操纵激光束的光学模块的熔池的设备和方法。通过引用结合在此的PCT/GB2016/051720公开了用于感测增材过程的属性的被动声传感器的使用。

S.Clijsters、T.Craeghs、S.Buls、K.Kempen、J-P.Kruth(2014)“使用高速实时熔池监测系统对选择性激光熔化过程的原位质量控制(In situ quality control of theselective laser melting process using a high-speed,real-time melt poolmonitoring system)”，《先进制造技术国际期刊》，1089页至1101页中公开了使得操作员能够在线监测SLM作业的质量并且估计部件质量的系统。为了验证质量，预定义了熔池的预期传感器值。这种参考值是根据实验结果预测的。填充(fill)和轮廓扫描矢量的传感器值的总体可以被用于计算统计参数，诸如某个矢量类的总体分布的平均值和标准偏差。除了这些标准参数之外，可以在能够简化解释过程的参考数据上计算置信区间。置信区间是质量估计的基础。

期望提供改进的增材制造过程的过程控制(in-process control)。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种监测增材制造设备的方法，该方法包括：在对工件进行构建期间从增材制造设备处接收一个或多个传感器信号，将该一个或多个传感器信号与多个可接受过程变化中的相应可接受过程变化进行比较，并且基于该比较生成日志，其中，该多个可接受过程变化中的每个可接受过程变化与工件的构建进展的状态相关联，并且当生成该一个或多个传感器信号时该相应可接受过程变化是与构建进展的状态相关联的可接受过程变化。

以这种方式，考虑到随着构建进展影响可接受过程变化的因素(诸如工件的几何形状)，多个可接受过程变化可以对于工件的构建是被定制的。可接受变化可以包括传感器信号自身或源自传感器信号的值的变化。