[发明专利]用于将建造数据集中的位置与设备的构造部段中的位置相关联的设备和方法

说明书

一种设备，用于将建造数据集中的位置与该设备的构造部段中的位置相关联，该设备包括用于生成三维工件的构造部段，该构造部段被配置为接收包括边界表面的基础元件。该设备还包括照射单元，该照射单元被配置为生成辐射束并且使辐射束在预定扫描场上扫描，其中，预定扫描场包括基础元件的边界表面的至少一部分。该设备还包括检测单元和控制器，该检测单元被配置为检测在辐射束的光斑位置处发射的电磁辐射的电磁辐射强度。该控制器被配置为将所检测到的电磁辐射强度与指示辐射束的当前位置的位置信息相关联，基于所检测到的电磁辐射强度并且基于该位置信息来确定基础元件的边界表面关于扫描场的位置，以及基于边界表面的所确定的位置来将建造数据集中的位置与构造部段中的位置相关联。

技术领域

本发明大体上涉及用于将建造数据集中的位置与设备的构造部段中的位置相关联的设备和方法。特别地，本发明涉及用于将建造数据集中的位置与用于生成三维工件的构造部段中的位置相关联的设备和方法。

背景技术

粉末床熔合是添加分层工艺，粉状的、特别是金属和/或陶瓷原料可以通过该工艺被加工成形状复杂的三维工件。为此目的，原料粉末层被施加到承载件(包括例如基底板)上，并且依据待生产工件的几何形状以位点选择性方式经受辐射(例如，激光或粒子辐射)。穿透至粉末层中的辐射引起加热并因此使原料粉末颗粒熔化或烧结。然后将其他的原料粉末层依次施加到承载件上已经经受过辐射处理的层上，直到工件具有期望的形状和大小。可以采用粉末床熔合来基于CAD数据生产原型、工具、替换零件、高价值部件或医疗假体，诸如，例如牙齿或矫形假体。

还可以使用粉末床熔合技术用于所谓的混合生产，在此期间，在基础元件上生产添加元件，以便生成期望的最终工件。这里，可以已借助于常规技术诸如铣削、车削等生产基础元件，并且通过如上所述的粉末床熔合生产添加元件。由此，基础元件被固定到基底板，并且可以具有与基底板的表面基本平行的边界表面。在该种情况下，添加元件可以借助于粉末床熔合容易地添加到基础元件。

上述混合生产技术具有可以满足不同目标标准的优点。目标标准可以基于经济考虑。例如，由于生产成本，下述可以是有利的：例如，借助于常规技术构造简单的基础几何形状，而添加工件的更复杂的部分(例如，按常规生产不出来的部分)。应用混合生产的另一原因可能是基础元件太大而不能通过粉末床熔合生产(例如，因为基础元件大于设备的最大建造体积)，使得仅工件的复杂部段通过粉末床熔合添加。此外，机械标准也可能是使用混合生产的原因。例如，工件的特定特性(例如，强度)只能借助于常规技术来实现，使得工件的应展现这些特性的元件可以通过常规技术生产并且所有其他元件通过粉末床熔合添加。另一方面，例如，工件的特定特性只能借助于粉末床熔合来实现，使得工件的应展现这些特性的元件可以通过粉末床熔合生产并且所有其他元件都通过常规技术预先生产。

作为另外的可能性，可以应用混合生产来生产具有材料组合的工件，该材料组合包括至少两种不同材料。因此，不一定通过常规技术生产基础元件，而是也可以借助于使用第一材料的粉末床熔合生产该基础元件，并且通过使用第二材料的粉末床熔合添加该添加元件。因此，例如，可以使用具有至少两个不同构造部段的装置，每个构造部段用于生成特定材料的元件。在这种情况下，可以在装置的第一构造部段中生产基础元件，并且可以在装置的第二构造部段中将添加元件生产到基础元件上。可替代地，可以使用两个单独的装置。

为了借助于粉末床熔合生成添加元件，使用用于生产三维工件的设备。该设备具有构造部段，在开始构造该添加元件的过程之前，将基础元件定位在该构造部段中。然而，在将基础元件定位在构造部段中期间，可能发生空间容差，使得不能精确地满足基础元件在构造部段内的预定(或标称)定位。在这种情况下，当设备开始生成添加元件(即，生产添加元件的第一层)时，可能发生添加元件的起始层与基础元件的边界表面不匹配。换句话说，添加元件的添加边界表面可能不会精确地匹配基础元件的边界表面。在已借助于粉末床熔合生产了基础元件的情况下，并且假使发生这种偏移，可能发生添加元件的第一层的充填模式(pattern，图案)(填充模式)与基础元件的最上层的充填模式(填充模式)也不匹配。