[发明专利]内部缺陷检测系统和方法、以及三维层叠造形装置

说明书

本申请涉及一种对粉末床照射激光来进行层叠造形的三维层叠造形装置的造形缺陷检测系统。本系统根据在粉末床的激光的被照射部测量到的局部温度的变化量，来确定造形缺陷的候补位置。并且，根据温度分布来计算候补位置处的冷却速度，并根据该冷却速度来判断是否存在造形缺陷。

技术领域

本公开涉及一种通过对铺设的粉末照射光束、电子束等波束来进行层叠造形从而制造三维形状物的三维层叠造形装置的造形缺陷检测系统、具备该系统的三维层叠造形装置、通过该系统实施的造形缺陷检测方法、利用了该造形缺陷检测方法的三维层叠造形物的制造方法、以及通过该制造方法制造的三维层叠造形物。

背景技术

已知一种用于通过对铺设成层状的粉末照射光束、电子束等波束来进行层叠造形从而制造三维形状物的三维层叠造形技术。专利文献1中公开了这种技术的一例，并记载了：对由粉末形成的粉末层照射光束来形成烧结层，并重复，从而将多个烧结层层叠成一体，由此来制造三维形状物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-1900号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述专利文献1那样的三维层叠造形方法中，由于通过重复层叠层状的烧结层来形成大的三维形状物，因此在其完成之前需要长的作业时间。特别地，在使用铁、铜、铝或钛等金属粉末的情况下，实际情况是其作业时间长达几十个小时。

此外，在这种三维层叠造形方法中，以往，并没有在进行造形作业的过程中检查造形缺陷的技术，因此，通过在一连串造形作业结束之后实施不良品检查，来进行品质评价。特别地，对于所制造的三维形状物中存在的内部缺陷，无法从外观来判别，因而通过无损检验来检测。在通过这样的造形作业后的检查发现了内部缺陷的情况下，不得不将该三维形状物作为不良品而废弃处理，在此之前花费的长的作业时间则成为浪费。这会妨碍三维层叠造形法的生产率提高。

本发明的至少一种实施方式是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种能够在造形作业中实时地检知内部缺陷的内部缺陷检测系统、具备该内部缺陷检测系统的三维层叠造形装置、以及内部缺陷检测方法。此外，其目的还在于，通过利用该造形缺陷检测方法而提供一种具有良好品质的三维层叠造形物的制造方法、以及通过该制造方法制造的三维层叠造形物。

用于解决课题的手段

(1)本发明的至少一种实施方式的三维层叠造形装置的内部缺陷检测系统是为了解决上述课题而向粉末床照射波束来进行层叠造形的三维层叠造形装置的内部缺陷检测系统，其具备：局部温度检测传感器，其用于测量所述粉末床中的所述波束的被照射部的局部温度；温度分布检测传感器，其用于检测所述粉末床中包含所述被照射部的检测对象区域的温度分布；候补位置确定部，其根据由所述局部温度检测传感器检测的所述局部温度相对于所述粉末床上的面内位置的变化量，来确定在所述检测对象区域内的内部缺陷的候补位置；冷却速度计算部，其根据由所述温度分布检测传感器检测的所述温度分布来计算在所述候补位置处的冷却速度；以及缺陷判断部，其根据在所述候补位置处的所述冷却速度，来判断在所述候补位置是否存在内部缺陷。

根据上述(1)的结构，通过局部温度检测传感器来测量粉末床上的被照射波束的被照射部的局部温度。候补位置确定部针对局部温度检测传感器的测量结果来计算相对于粉末床上的面内位置的变化量，并根据该变化量来确定检测对象区域内的内部缺陷的候补位置。另一方面，通过温度分布检测传感器来检测包含被照射部的检测对象区域的温度分布。冷却速度计算部根据温度分布检测传感器的测量结果来计算由候补位置确定部确定出的候补位置处的冷却速度。并且，缺陷判断部根据由冷却速度计算部计算出的冷却速度，来判断在候补位置是否存在内部缺陷。