用于增材制造在建评估和校正激光指向精度的系统和方法技术方案

增材制造系统包括激光设备，构建板，第一扫描设备和对齐系统。激光设备构造为生成激光束。构建板具有相对于激光设备的位置。第一扫描设备构造成选择性地将激光束引导穿过构建板。激光束在构建板上生成熔池。对齐系统包括基准标记投影仪，其构造成在构建板上投射多个基准标记。每个基准标记在构建板上具有位置。对齐系统还包括光学检测器，其构造成检测构建板上的每个基准标记的位置。对齐系统构造成检测构建板相对于激光设备的位置。

System and method for evaluating and correcting laser pointing accuracy in additive manufacturing under construction

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增材制造在建评估和校正激光指向精度的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年1月11日提交的美国临时专利申请No.62/445,046的优先权，该申请的公开内容通过引用被整体并入本文中。
本公开的领域一般涉及增材制造系统，更具体地，涉及用于使构建板与DMLM系统对齐的系统和方法。
技术介绍
至少一些增材制造系统涉及粉末材料的堆积以制造部件。该方法可以以降低的成本和提高的制造效率用昂贵的材料生产复杂的部件。至少一些已知的增材制造系统，例如直接金属激光熔化(DMLM)系统，使用激光设备，构建板和粉末材料(例如但不限于粉末金属)制造部件。激光设备生成激光束，该激光束熔化构建板上的在激光束入射到粉末材料上的区域内和周围的粉末材料，从而形成熔池。一些已知的部件可能需要不同的激光温度和不同的粉末材料用于部件的不同部分。另外，一些已知的DMLM过程可以构建到现有部件上。因此，一些已知部件可能需要多个DMLM系统来完成部件。将未完成的部件从第一DMLS系统转移到第二DMLS系统，可以减少部件的构建时间。然而，如果构建板未在第二DMLM系统中正确对齐，则可能发生第二DMLM系统中的部件的未对齐。
技术实现思路
在一个方面，提供了一种增材制造系统。增材制造系统包括激光设备，构建板，第一扫描设备和对齐系统。激光设备构造来生成激光束。构建板具有相对于激光设备的位置。第一扫描设备构造成选择性地将激光束引导穿过构建板。激光束在构建板上生成熔池。对齐系统包括基准标记投影仪，其构造成在构建板上投射多个基准标记。每个基准标记具有在构建板上的位置。对齐系统还包括光学检测器，其构造成检测构建板上的每个基准标记的位置。对齐系统构造成检测构建板相对于激光设备的位置。在另一方面，提供了一种增材制造系统。增材制造系统包括激光设备，构建板，第一扫描设备和对齐系统。激光设备构造为生成激光束。构建板具有相对于激光设备的位置，并且包括设置在构建板的顶侧上的多个基准标记。每个基准标记具有在构建板上的位置。第一扫描设备构造成选择性地将激光束引导穿过构建板。激光束在构建板上生成熔池。对齐系统还包括光学检测器，其构造成检测构建板上的每个基准标记的位置。对齐系统构造成检测构建板相对于激光设备的位置。在又一方面，提供了一种增材制造系统。增材制造系统包括激光设备，构建板，第一扫描设备和对齐系统。激光设备构造来生成激光束。构建板具有相对于激光设备的位置，并且包括设置在构建板的顶侧上的多个基准标记。每个基准标记具有在构建板上的位置。第一扫描设备构造成选择性地将激光束引导穿过构建板。激光束在构建板上生成熔池。对齐系统还包括光学检测器，其构造成检测构建板上的每个基准标记的位置。对齐系统构造成检测构建板相对于激光设备的位置。在另一方面，提供了一种增材制造系统。增材制造系统包括激光设备，移动构建板单元，第一扫描设备和对齐系统。激光设备构造来生成激光束。移动构建板单元包括构建板和光学检测器。构建板具有相对于激光设备的位置。第一扫描设备构造成选择性地将激光束引导穿过构建板。激光束在构建板上生成熔池。对齐系统包括基准标记投影仪，其构造成在构建板上投射多个基准标记。每个基准标记具有在构建板的位置。光学检测器构造成检测构建板上的每个基准标记的位置。对齐系统构造成检测构建板相对于激光设备的位置。附图说明当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征，方面和优点，附图中相同的字符在所有附图中表示相同的部分，其中：图1是以包括对齐系统的直接金属激光熔化(DMLM)系统的形式示出的示例性增材制造系统的示意图；图2是图1的增材制造系统的构建板的示意图；图3是以包括对齐系统的直接金属激光熔化(DMLM)系统的形式示出的示例性增材制造系统的示意图；图4是图3的增材制造系统的构建板的示意图；图5是以包括对齐系统的直接金属激光熔化(DMLM)系统的形式示出的示例性增材制造系统的示意图；图6是图5的增材制造系统的构建板的示意图；图7是以包括移动构建板单元和对齐系统的直接金属激光熔化(DMLM)系统的形式示出的示例性增材制造系统的示意图；和图8是图7的增材制造系统的构建板的示意图；除非另有说明，否则本文提供的附图旨在示出本公开的实施例的特征。相信这些特征适用于包括本公开的一个或多个实施例的各种系统。因此，附图并不意味着包括本领域普通技术人员已知的用于实践本文公开的实施例的所有传统特征。具体实施方式在以下说明书和权利要求书中，将参考许多术语，其应被定义为具有以下含义。除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”，“一个”和“该”包括复数指代。“任选的”或“任选地”表示随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件发生的实例和事件不发生的实例。在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言可以用于修改任何可以允许变化的定量表示，而不会导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语(例如“约”，“大约”和“基本上”)修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。这里和整个说明书和权利要求书中，范围限制可以组合和/或互换，这样的范围被识别并包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有说明。如这里所使用的，术语“处理器”和“计算机”以及相关术语(例如，“处理设备”和“计算设备”)不仅限于本领域中称为计算机的那些集成电路，而是广泛地指代微控制器，微计算机，可编程逻辑控制器(PLC)，专用集成电路和其他可编程电路，这些术语在本文中可互换使用。在本文描述的实施例中，存储器可以包括但不限于计算机可读介质，诸如随机存取存储器(RAM)，以及计算机可读非易失性介质，诸如闪存。或者，也可以使用软盘，光盘-只读存储器(CD-ROM)，磁光盘(MOD)和/或数字通用盘(DVD)。而且，在本文描述的实施例中，附加输入通道可以是但不限于与操作员界面相关联的计算机外围设备，诸如鼠标和键盘。或者，也可以使用其他计算机外围设备，其可以包括例如但不限于扫描仪。此外，在示例性实施例中，附加输出通道可以包括但不限于操作员界面监视器。如本文所使用的，术语“非暂时性计算机可读介质”旨在表示以用于短期和长期存储信息的任何方法或技术实现的任何有形的基于计算机的设备，例如计算机可读指令，数据结构，程序模块和子模块，或任何设备中的其他数据。因此，本文描述的方法可以被编码为体现在有形的，非暂时性的计算机可读介质中的可执行指令，包括但不限于存储设备和/或存储器设备。当由处理器执行时，这些指令使处理器执行本文描述的方法的至少一部分。此外，如本文所使用的，术语“非暂时性计算机可读介质”包括所有有形的计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机存储设备，包括但不限于易失性和非易失性介质，以及可移动的和不可移动的媒体，如固件，物理和虚拟存储，CD-ROM，DVD，以及任何其他数字源，如网络或互联网，以及尚未开发的数字手段，唯一的例外是短暂的，传播的信号。此外，如这里所使用的，术语“实时”指的是相关事件发生的时间，测量和收集预定数据的时间，处理数据的时间以及系统响应于事件和环境的时间中的至少一个。在本文描述的实施例中，这些活动和事件基本上立即发生。具有本文所述的对齐系统的增材制造系统的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增材制造系统，其特征在于，包括：激光设备，所述激光设备被构造为生成激光束；构建板，所述构建板具有相对于所述激光设备的位置；第一扫描设备，所述第一扫描设备被构造为选择性地在所述构建板上引导所述激光束，其中所述激光束在所述构建板上生成熔池；和对齐系统，所述对齐系统包括：基准标记投影仪，所述基准标记投影仪被构造为在所述构建板上投射多个基准标记，每个基准标记具有在所述构建板上的位置；和光学检测器，所述光学检测器被构造为检测所述构建板上的每个所述基准标记的所述位置，其中所述对齐系统被构造为检测所述构建板相对于所述激光设备的所述位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.11 US 62/445,046;2018.01.10 US 15/867,1041.一种增材制造系统，其特征在于，包括：激光设备，所述激光设备被构造为生成激光束；构建板，所述构建板具有相对于所述激光设备的位置；第一扫描设备，所述第一扫描设备被构造为选择性地在所述构建板上引导所述激光束，其中所述激光束在所述构建板上生成熔池；和对齐系统，所述对齐系统包括：基准标记投影仪，所述基准标记投影仪被构造为在所述构建板上投射多个基准标记，每个基准标记具有在所述构建板上的位置；和光学检测器，所述光学检测器被构造为检测所述构建板上的每个所述基准标记的所述位置，其中所述对齐系统被构造为检测所述构建板相对于所述激光设备的所述位置。2.根据权利要求1所述的增材制造系统，其特征在于，进一步包括控制器，所述控制器构造成使所述构建板与所述激光设备对齐。3.根据权利要求2所述的增材制造系统，其特征在于，其中所述控制器构造成使所述构建板与所述第一扫描设备对齐。4.根据权利要求2所述的增材制造系统，其特征在于，其中所述第一扫描设备包括多个镜子，所述多个镜子构造成在构建板上引导所述激光束，所述控制器进一步构造成使所述多个镜子与所述构建板对齐。5.根据权利要求1所述的增材制造系统，其特征在于，其中所述基准标记投影仪包括多个激光器，所述多个激光器构造成将所述多个基准标记投射在所述构建板上。6.一种增材制造系统，其特征在于，包括：激光设备，所述激光设备构造为生成激光束；构建板，所述构建板具有相对于所述激光设备的位置，所述构建板包括设置在所述构建板的顶侧上的多个基准标记，每个基准标记具有在所述构建板上的位置；第一扫描设备，所述第一扫描设备被构造为选择性地在所述构建板上引导所述激光束，其中所述激光束在所述构建板上生成熔池；和对齐系统，所述对齐系统包括光学检测器，所述光学检测器被构造为检测所述构建板上的每个所述基准标记的所述位置，其中所述对齐系统被构造为检测所述构建板相对于所述激光设备的所述位置。7.根据权利要求6所述的增材制造系统，其特征在于，进一步包括控制器，所述控制器构造成使所述构建板与所述激光设备对齐。8.根据权利要求7所述的增材制造系统，其特征在于，所述控制器构造成使所述构建板与所述第一扫描设备对齐。9.根据权利要求7所述的增材制造系统，其特征在于，其中所述第一扫描设备包括多个镜子，所述多个镜子被构造为在构建板上引导所述激光束，所述控制器进一步被构造为将所述多个镜子与所述构建板对齐。10.根据权利要求6所述的增材制造系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：维克托·彼得罗维奇·奥斯特韦克霍夫，哈里·柯克·小马修斯，贾斯汀·约翰·小甘伯恩，杰森·哈里斯·卡普，凯文·乔治·哈丁，斯科特·迈克尔·米勒，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US