[发明专利]用于增材制造的控制系统和方法

说明书

用于组件(1)的增材制造的基材(2)的库存(30)的质量控制方法，包括：从库存(30)的多个索引批次中选择基材(2)的批次，其中，被分配相同批次索引(BI)的基材(2)指示相应基材(2)的质量；将所选择的批次的一些基材(2)装载到制造系统(100)中；从基材来增材制造组件(1)，其中，将所选择的批次的基材(2)暴露于建造区域(50)中的制造条件，并且根据所述暴露来更新从增材制造留在建造区域(50)中的基材(2)的批次索引(BI)。用于组件(1)的增材制造的基材(2)的库存(30)的控制系统(10)，该控制系统(10)包括用于保存基材(2)的多个容器(15)，其中，控制系统(10)被配置成：在多个制造工作期间跟踪基材(2)及其质量，其中，库存(30)被再分为多个批次的基材(2)。

本发明涉及用于组件的增材制造的基材的库存的质量控制方法，优选地用于多个增材制造工作。此外，本发明涉及用于处理和确保基材的库存的质量的控制系统和包括该控制系统的设施。此外，本发明涉及计算机可读介质。

例如，粉末床制造方法(诸如选择性激光熔化或选择性激光烧结)是用于从粉末材料中制作、成型或制造部件或组件的相对公知的方法。用于这样的方法的常规设备或装备通常包括制造或建造平台，在馈送可以例如通过激光束的能量随后被熔化并且随后凝固的一层基材之后，在该制造或建造平台上逐层建造组件。层厚度由在粉末床上方例如自动移动且移除多余材料的擦拭器确定。典型的层厚度共计20μm或40μm。在制造期间，所述激光束在表面上扫描并且熔化选定区域上的粉末，该选定区域可以由CAD文件根据要制造的组件的几何形状预先确定。

在增材制造领域中，对于研究和大量生产两者而言，目前关于使用回收或再利用粉末对制造的组件或部件的最终质量的影响知之甚少。因此，需要允许对基材库存(优选地，粉末库存)的可靠跟踪和/或管理的系统。为此，本发明优选地针对基于粉末床的制造工艺。

事实上，在最先进的增材制造中，必需处理大量各种类型的基材，这些基材通常存在多个再循坏状态。这使得其通常非常难以跟踪质量并且管理可能存在于系统的许多容器、制造系统或粉末桶中的基材的一部分的移动。

提及的“回收”将特别涉及以下基材：一旦所述材料已经存在于制造空间或建造区域中或暴露于相应的制造条件(如暴露于用于凝固基材的激光束或电子束)，所述基材就被再次用于或要被再次用于组件的制造工作或建造。

目前，提及的制造条件对基材(如粉末)的质量或性能的影响没有被很好地定义和或理解，原因在于，例如粉末的质量取决于各种不同方面，例如激光参数，特别是在建造区域中基材暴露于热量。因此，需要提供粉末控制系统和质量控制方法。具体地，本发明的目的在于，提供一种方法，使得能够实现或改进在增材制造研究和/或工业期间的质量保证和/或基材处理。

提及的目的通过独立权利要求的主题来实现。有利实施方式是从属权利要求的主题。

提及的“组件”可以是任何陶瓷组件或金属组件或塑料组件。优选地，组件可以与涡轮机(如燃气轮机)的组件相关。

制造的上下文中的术语“增材”将特别指代逐层生成和/或自下而上制造的工艺。如在本文中描述的增材制造可以是快速原型制作或者与快速原型制作有关。

本发明的一方面涉及控制系统，用于确保用于组件的增材制造的基材的质量和/或用于处理用于组件的增材制造的基材的库存或存货，其中，控制系统包括用于保留基材的多个容器。该控制系统还被配置成：在组件的多个制造工作或建造工艺期间跟踪或追踪基材或基材的位置(优选地，基材的质量)，其中，库存是或者可以被再分为相应基材的多个批次，其中，每个批次包括相同质量的基材。优选地，该批次也保存关于基材类型的信息，例如，制造线或材料系统。具体地，所述跟踪是有利的，以在大量制造工作中保持向控制系统的用户或操作员通知存在于相应制造系统中的粉末的质量。

术语“批次”优选地涉及虚拟和/或物理索引，而且与材料的物理量有关。

在实施方式中，基材是相应组件的粉状或粒状材料。