质量检查方法和质量检查装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于三维打印的质量检查方法和质量检查装置。和质量检查装置。和质量检查装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】质量检查方法和质量检查装置


[0001]本专利技术涉及根据权利要求1所述的质量检查方法和根据权利要求10所述的质量检查装置。

技术介绍

[0002]已知的是，“增材制造机器”、即所谓的“3D打印机”通常使用摄像机来监控逐层打印过程。这尤其在金属印刷领域中、例如在使用所谓的“选择性激光熔化”或所谓的砂印、诸如所谓的“粘合剂喷射”时进行。
[0003]在此情况下通常相应的新覆层的质量一般通过粉末床摄像机来监控，该粉末床摄像机被用于识别缺少的或不均匀的粉末散布。
[0004]存在许多尝试基于单个图像识别缺陷的方案，这些单个图像典型地在新覆层之后被拍摄。以下两个参考文献是这种方案的良好示例：
[0005]Luke Scime，Jack Beuth,Anomaly detection and classification in a laser powder bed additive manufacturing process using a trained computer vision algorithm，Additive Manufacturing，第19卷，2018年,第114
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126页，ISSN 2214
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8604。
[0006]EP 3 459 715 A1，其涉及在激光粉末床熔体中对再覆层问题的预测。
[0007]这些解决方案起作用，因为在许多情况下可以根据相应层的唯一的图像清楚地识别出缺陷。但是，这些解决方案的可靠性具有限制，因为也存在如下情况，在这些情况下根据唯一的图像识别出缺陷困难得多，并且这些解决方案不提供错误检测或提供错误的错误检测。
[0008]WO 2015/020939 A1尝试对此的改进，该文献使用摄像机图像和渲染之间的比较来进行检测。渲染在此由所谓的“切片机”根据CAD模型产生。
[0009]此外即使渲染的使用也具有在纯粹的单个图像使用的情况下的缺点，因为利用渲染只提供“抽象”表示，该表示不能令人满意地消除根据单个图像的更困难的错误检测的缺点，尤其因为在渲染中不存在关于在真实图像中观察到的灰度值模式的信息。
[0010]如果在相应层中打印薄的或精细的结构，则该检测问题变得更加糟糕，因为那时缺少的粉末仅仅利用少量像素才可见。这尤其在粉末床摄像机的空间分辨率常常相当有限的背景下产生。

技术实现思路

[0011]因此，本专利技术所基于的任务是说明一种克服现有技术的缺点的解决方案。
[0012]该任务基于根据权利要求1的前序部分的质量检查方法以及通过根据权利要求10所述的质量检查装置分别通过特征部分的特征来解决。
[0013]在根据本专利技术的用于诸如根据所谓的“增材制造”方法的三维打印的质量检查方法中，其中产生三维打印对象，使得该打印对象虚拟地被划分为层并且打印模型的连续的相继的层通过打印机来打印，使得：
[0014]a.为此针对每个根据要打印的虚拟层的层进行用粉末新覆层，
[0015]b.尤其利用激光、粘合剂或电子束固定新覆层，
[0016]针对每个层
[0017]c.产生被固定的层的至少一个第一数字图像照片(Bildaufnahme)，
[0018]d.产生新覆层的至少一个第二数字图像照片，
[0019]e.进行第一图像照片的至少一个虚拟分割和第二图像照片的至少一个虚拟分割，使得第一图像照片和第二图像照片分别被划分为子区域，使得所有子区域针对每个图像照片覆盖整个图像照片至少一次，并且进行第一分割，使得第一图像照片的子区域在位置和尺寸上对应于第二图像照片的子区域以及第一图像照片的子区域的总和对应于第二图像照片的子区域的总和，
[0020]f.基于第一图像照片的通过相同位置和相同尺寸所确定的子区域和第二图像照片的通过相同位置和相同尺寸所确定的子区域进行检查，使得所述子区域经受尤其由机器学习支持的相关和聚合，
[0021]g.至少针对第一图像照片和第二图像照片的每个通过相同位置和相同尺寸定义的子区域对重复相关和聚合，其中每个其他的子区域对的位置连续地根据笛卡尔坐标系在x和/或y方向上被移位，
[0022]h.如果基于至少一个所执行的相关和/或聚合用信号通知至少在当前层上的缺陷，则启动错误方法。
[0023]通常被定义为本体的伸展的尺寸在此在本公开的范围内被定义，使得因此表示子区域的大小，所述子区域例如根据笛卡尔坐标系通过在x方向上的第一数量的像素和在y方向上的第二数量的像素来伸张。
[0024]因此根据本专利技术的方法区别于图像的纯粹的逐像素的比较，因为由子区域形成的区域被用作检查的基础。由此例如，使所拍摄的材料的灰度值失真的亮度差异不导致或在明显更小的程度上导致错误的检查结果。这通过根据本专利技术的用粉末覆层的层的照片和尤其通过激光曝光、电子辐照或粘合剂所固定的层的照片的区域对的方案还被增强，因为根据创造性的考虑，在这些层之间存在关系，这些关系能够利用根据本专利技术的检查基于相关性被明确，并且因此尤其几乎消除由外部影响造成的失真。根据创造性的考虑，由此将在覆层之前的图像与在覆层之后的图像进行比较，使得可以在这种前/后比较期间基本上借助于两个图像显示局部相似的内容识别出缺少粉末。由于根据本专利技术但是不仅执行相关而且执行聚合，所以这被增强并且也变得更精确。这被实现，因为根据本专利技术，被固定的层和被新覆层的层的照片的相邻子区域同样被输送给相关。相邻子区域按照根据本专利技术的考虑同样彼此具有关系，该关系通过结合聚合的相关来明确，使得可以提供对缺陷、如缺少粉末的更可靠的指示。该指示、即错误的检测根据本专利技术因此还通过如下方式来改进：由此根据本专利技术不仅进行相关而且进行聚合。也就是说，每个区域的相关的结果都以适当的方式经受集体考虑，使得相邻子区域的所提到的关系被明确为错误信息。
[0025]根据本专利技术的用于诸如根据所谓的“增材制造”方法的三维打印的质量检查装置，其中产生三维打印对象，使得该打印对象虚拟地被划分为层并且打印模型的连续的相继的层通过打印机来打印，使得
[0026]a.为此针对每个根据要打印的虚拟层的层进行用粉末新覆层，
[0027]b.尤其利用激光、粘合剂或电子束固定新覆层，
[0028]具有用于执行根据本专利技术的方法的构件。
[0029]由此得出如下优点：提供根据本专利技术的方法的实施，使得该装置尤其也具有在根据本专利技术的方法的情况下所说明的优点。
[0030]本专利技术的其他的有利的设计方案和改进方案通过从属权利要求说明。
[0031]在本专利技术的一个改进方案中，优选地进行第一图像照片的虚拟分割和第二图像照片的虚拟分割，使得形成第一子区域，这些第一子区域具有第一尺寸，并且形成第二子区域，这些第二子区域具有第二尺寸，其中第二尺寸大于第一尺寸，
[0032]a.进行相关，使得针对每个位于一个第二子区域对之内的第一子区域对形成相关系数，其中每个其他的子区域对的位置连续地根据笛卡尔坐标系在x和/或y方向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于三维打印的质量检查方法，所述三维打印诸如根据所谓的“增材制造”方法，其中产生三维打印对象，使得所述打印对象虚拟地被划分为层并且打印模型的连续的相继的层通过打印机来打印，使得：a.为此针对每个根据要打印的虚拟层的层进行用粉末新覆层，b.尤其利用激光、粘合剂或电子束固定新覆层，其特征在于，针对每个层c.产生被固定的层的至少一个第一数字图像照片，d.产生所述新覆层的至少一个第二数字图像照片，e.进行所述第一图像照片的至少一个虚拟分割和所述第二图像照片的至少一个虚拟分割，使得所述第一图像照片和所述第二图像照片分别被划分为子区域，使得所有子区域针对每个图像照片覆盖整个图像照片至少一次，并且进行所述第一分割，使得所述第一图像照片的子区域在位置和尺寸上对应于所述第二图像照片的子区域，以及所述第一图像照片的子区域的总和对应于所述第二图像照片的子区域的总和，f.基于所述第一图像照片的通过相同位置和相同尺寸所确定的子区域和所述第二图像照片的通过相同位置和相同尺寸所确定的子区域进行检查，使得所述子区域经受尤其由机器学习支持的相关和聚合，g.至少针对所述第一图像照片和所述第二图像照片的每个通过相同位置和相同尺寸定义的子区域对重复所述相关和聚合，其中每个其他的子区域对的位置连续地根据笛卡尔坐标系在x和/或y方向上被移位，h.如果基于至少一个所执行的相关和/或聚合用信号通知至少在当前层上的缺陷，则启动错误方法。2.根据上一权利要求所述的方法，其特征在于，a.进行所述第一图像照片的虚拟分割和所述第二图像照片的虚拟分割，使得形成第一子区域，所述第一子区域具有第一尺寸，并且形成第二子区域，所述第二子区域具有第二尺寸，其中所述第二尺寸大于所述第一尺寸，b.进行相关，使得针对每个位于一个第二子区域对之内的第一子区域对形成相关系数，其中每个其他的子区域对的位置连续地根据笛卡尔坐标系在x和/或y方向上被移位，c.进行聚合，使得针对每个第二子区域在所有被定位在该第二子区域之内的第一对第一子区域上形成相关系数的总和，d.至少基于所述总和与第一阈值的比较，如果超过所述阈值，则启动所述错误方法。3.根据上一权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：