[发明专利]用于在沉积焊接方法中的过程监控的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于在沉积焊接方法中的过程监控的装置和方法。本发明的目的在于提供一种用于在沉积焊接方法中的过程监控的进一步优化的装置，并且可以可靠地避免可能影响产品质量的处理偏差。令人惊奇的是，现有技术中已知的用于在沉积焊接中过程监控的装置可以改进成为基本上优化的过程监控，其中所述装置增加用于检测时间段的装置和用于自由中止沉积焊接处理的装置，在所述时间段中，所检测的所述表面区域比预定的最小值大，所述用于自由中止沉积焊接处理的装置在所检测的表面区域的时间段比预定的时间值大的时间段的情况下自动中止沉积焊接处理。

技术领域

本发明涉及用于在沉积焊接方法中的过程监控的装置和一种用于在沉积焊接方法中的过程监控的方法。

背景技术

在从单层一直到3D结构的增材制造领域中，除了其他方面，使用属于沉积焊接制造方法(或者也称为包层)的激光粉末沉积焊接。因此，工件表面的熔化在工件上通过局部热效应发生，而同时应用粉末状的几乎任何类型的金属材料。因此，现在主要使用高效能的二极管激光器或纤维激光器作为热源。

为了获得所需的质量与表面特性，需要连续的过程监控。使用相机系统可以创建待监控的区域的图像，相机系统光学对准熔化发生的点。因此，一般情况下，由熔化发生的点产生的温度值和温度强度可以在后面用于监测和控制该过程。

从DE102007032190A1已知一种通过加热进行工件表面的表面处理的装置。因此，有效范围的处理转换为图像信号，然后图像信号处理为控制信号以便根据有效范围的热量的状态控制工件的表面上的加热效果。控制信号引起一个或多个致动器的致动以改变加热效果。因此，为了处理图像信号，使用逐像素分析，其中图像根据灰度梯度显示，图像被分成具有较高热量的热区和具有较低热量的热区。因此，评估过程的进展和质量仅基于这两个热区的区域尺寸彼此的逐像素比较来进行。

从DE102004051876A1已知一种用于激光处理方法的局部解析温度测量的装置。因此，可以在以局部解析方式测量的光检测器上描述工件的指定处理区域。此外，滤光器布置在处理区域与光检测器之间的光路上，滤光器阻挡一个或多个激光处理光束的电磁辐射。其中，检测器所捕捉的图像可以用于确定处理区域的温度分布。为了评估所捕捉的图像，仅考虑超过指定的最大温度值的区域的形状和位置。

US2008/0296270A1公开了一种沉积焊接的实时控制系统，其中温度通过高温计监控，而熔池的形状通过相机监控。

从US6423926B1已知一种方法，其中喷嘴的温度在激光沉积焊接方法的过程中通过布置在处理头内的热元件监控。

US6940037B1公开了一种用于沉积焊接处理的控制系统，其中焊接参数根据包层点和测定几何因子来调整。

EP1600247A2示出了一种用于监控激光束机的喷嘴的装置，其中该装置与处理头分开布置进行监控，且使用电荷耦合器件(CCD)相机进行喷嘴的光学监控。

从US2004/0133298A1已知一种装置，其中激光沉积焊接方法通过光学检测沉积材料的粗糙度、包层尺寸和硬化速度来控制包层处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种装置，其中沉积焊接方法中的过程监控被进一步优化，并且会影响产品质量的处理偏差被可靠地避免。

通过根据本发明的一方面的一种用于在沉积焊接方法中的过程监控的装置以及通过根据本发明的另一方面的一种用于在沉积焊接方法中的过程监控的方法来实现该目的。

本发明的优选实施例和进一步实施例可以通过在本发明涉及的特征来实现。