[发明专利]对增材制造设备中的多个扫描器的校准方法

说明书

本发明涉及一种用于确定增材制造设备的属性的方法，该增材制造设备包括多个扫描器，多个扫描器(106a，106b，106c，106d)中的每个扫描器包括用于将相应的辐射束(118a，118b，118c，118d)引导到其中材料被成层固结的工作平面的光束转向光学器件(121a，121b，121c，121d)。该方法可以包括控制扫描器(106a，106b，106c，106d)中的一对扫描器的光束转向光学器件(121a，121b，121c，121d)，使得该一对扫描器的第一扫描器引导辐射束以在该工作平面中形成特征(202，205，213)，并且该特征处在该一对扫描器的第二扫描器的检测器(123a，123b，123c，123d)的视野(201，204)内，该检测器(123a，123b，123c，123d)用于检测来自该工作平面的由该第二扫描器(106a，106b，106c，106d)的光束转向光学器件(121a，121b，121c，121d)收集的辐射。另外地或可替代地，该方法可以包括控制扫描器(106a，106b，106c，106d)中的一对扫描器的第一扫描器和第二扫描器(106a，106b，106c，106d)的光束转向光学器件(121a，121b，121c，121d)，使得针对该第一扫描器和该第二扫描器(106a，106b，106c，106d)的检测器(123a，123b，123c，123d)的该工作平面的视野(208，209，211，212)至少重叠。

技术领域

本发明涉及一种用于在包括多个扫描器的增材制造设备中执行测量的方法和设备，每个扫描器用于将辐射束引导到工作平面。具体地但非唯一地，本发明涉及一种用于校准包括材料床(例如，粉末或树脂床)的增材制造设备的扫描器的方法。

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材料的逐层固化。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(eBeam)、基于树脂浴的系统诸如光固化立体造型；以及非粉末床系统，诸如熔融沉积成型，包括电弧增材制造(WAAM)。

在选择性激光熔化中，将粉末层沉积在构建室中的粉末床上，并且用激光束扫描粉末层的与正在构造的工件的截面(剖切面)相对应的部分。激光束将粉末熔化或烧结以便形成固化的层。在对层进行选择性固化之后，粉末床减低了新固化的层的厚度，并且根据需要将另外一层粉末在表面上摊开并固化。

为了精确地形成工件，扫描器必须被校准。

WO 94/15265披露了将上面印刷有大量正方形单元的聚酯薄膜片放置在目标表面上并且用激光束标记每个单元。随后通过用常规数字扫描器进行扫描来将片材转换成数字形式，并且使用相对于单元质心的激光标记的位置来更新该单元的校正因子。定期执行这种校准。

US 5832415披露了一种用于校准快速原型成型系统的激光束的偏转控制的方法。在预定位置将光敏介质暴露于激光束下以生成测试图案。摄像机跨越所产生的测试图案逐渐移动，以便用相机产生测试图案的相应图案部分。评估程序用于将数字化图案部分组合成整体图案。将整个图案的图片坐标与照相制版法产生的参考图案的数字化坐标进行比较。基于比较来修改控制用于偏转激光束的扫描器所需的校正表。

US 6483596披露了一种用于校准对快速原型成型系统中的辐射装置的控制的方法，其中校准板布置在快速原型成型系统中的限定位置处。校准板具有上侧，该上侧具有第一区域和与第一区域分开的第二区域。第一区域设置有光学可检测的参考十字，并且第二区域具有对辐射装置的辐射敏感的介质。通过在由位置坐标数据限定的预定期望位置处将介质暴露于辐射来产生十字的测试图案。例如借助于像素扫描器、摄像机或数码相机来将第一区域和第二区域数字化，并且通过将参考十字与测试图案的十字进行比较来计算校正数据。

EP 2186625披露了一种校正快速原型成型系统中使用的数字光投影仪的几何扭曲的方法。相机用于查看由每个数字投影仪创建的未经补偿的测试图案。将每个未经补偿的测试图案与理想测试图案进行比较以生成图案校正图。