[发明专利]用于校准用于通过增材制造来生产物体的设备的方法以及用于该方法的设备

说明书

本发明涉及一种用于校准用于通过增材制造生产物体的设备的方法。所述设备包括：处理室，用于接纳材料浴，所述材料浴可通过暴露于电磁辐射而被固化；支撑件，用于相对于所述材料浴的表面水平定位所述物体；以及固化装置，用于通过电磁辐射在表面水平上固化材料的选择性层部分固化。根据本发明的方法包括：在支撑件上或支撑件附近设置面向固化装置的校准标记的步骤，以及提供具有可指向所述支撑件的成像单元的校准系统的步骤。进一步的步骤包括：确定校准标记的位置的步骤；形成与校准标记相关的固化标记，并确定所述固化标记的位置的测量值；以及基于校准标记和固化标记两者的位置利用校准系统确定至少一个校正矢量。

技术领域

本发明涉及一种用于校准用于通过增材制造生产物体的设备的方法。

背景技术

3D打印或增材制造是指用于制造三维物体的各种工艺中的任一种工艺。传统技术(例如，注塑成型)对于制造诸如大量聚合物产品可能是较便宜的，但是当生产相对少量的三维物体时，3D打印或增材制造可能更快、更灵活且更便宜。

可以预料，增材制造在未来变得越来越重要，这是因为不断增加的竞争压力迫使公司不仅以恒定的高产品质量更经济地制造，而且在产品开发领域中节约时间和成本。产品的寿命被持续地缩短。除了产品质量和产品成本之外，市场引入的时刻对于产品的成功也变得越来越重要。

三维物体可以通过以层状方式选择性地固化粉末、纸张或片材材料以产生三维3D物体来生产。特别地，可以使用计算机控制的增材制造设备，所述增材制造设备顺序地烧结多个层，从而以逐层方式构建期望的物体。主要使用添加工艺，在添加工艺中，在计算机控制下铺设连续的材料层。这些物体可以是几乎任何形状或几何形状，并且从3D模型或其它电子数据源生成。

为了打印三维物体，例如，要用计算机设计包或经由3D扫描仪来创建可打印模型。通常，输入是3D CAD文件，例如STL文件、STEP文件或IGS文件。在由CAD文件打印物体之前，文件要由一个软件处理，该软件将模型转换成一系列薄的后续层。此外，设备设定和矢量被生成以控制后续层中的每一个的创建。

包括在计算机控制的增材制造设备中的激光器遵循这些设定和矢量以固化材料的连续层，从而由一系列横截面构建3D物体。这些层对应于来自CAD模型的虚拟横截面，在该过程期间，这些层同时被接合或融合以创建最终的3D物体。

在三维物体的制造中，特别是在金属物体的增材制造中的挑战之一是如何精确地固化层的选择性部分。

US5,832,415公开了一种用于校准激光束的偏转控制的方法。所公开的方法包括用激光束产生测试图案的步骤。将激光束在数字化测试图案上的实际位置与预定的期望坐标进行比较。该信息用于生成校正表。然后使用该校正表来控制激光束的偏转。

用已知方法获得的校准的精度和速度不满足增材制造中的当前要求。

发明内容

因此，本发明的目的是提高用于通过增材制造来生产物体的设备的精度。

为此，本发明提供了一种用于校准用于通过增材制造生产物体的设备的方法。在该方法中，所述设备包括：

-处理室，所述处理室用于接纳材料浴，所述材料浴能够通过暴露于电磁辐射而被固化；

-支撑件，所述支撑件用于相对于所述材料浴的表面水平定位所述物体；

-固化装置，所述固化装置用于通过电磁辐射在所述表面水平上固化所述材料的选择性层部分。

根据本发明的方法包括以下步骤：在支撑件上或在支撑件附近提设置面向固化装置的校准标记；以及提供具有可指向所述支撑件的成像装置的校准系统。

根据本发明，该方法还包括以下步骤：

a)利用所述成像装置确定所述校准标记的位置的测量值；