[发明专利]用于校准SLS系统或SLM系统的至少一个扫描系统的方法

说明书

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的其它特征的、用于校准激光烧结系统或激光熔化系统的至少一个扫描系统的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于校准激光烧结系统或激光熔化系统的至少一个扫描系统的方法。

背景技术

激光烧结系统或激光熔化系统被设置用于，通过借助于激光辐射固化尤其是粉末状的建造材料而用快速制造工艺制造三维物体。在此情况下，光源(大多数情况下为激光)的光束通过扫描系统被导向到建造表面上，该建造表面上具有薄的建造材料层。被聚焦的激光束适用于使建造材料熔融或熔化，在由此形成的熔化池或熔化部位冷却之后，在该部位上的建造材料固化并且通过依次地粘附和选择地固化另外的层形成所述三维物体。

对于建造过程的精度和再现性而言，最重要的是，这种激光烧结系统或激光熔化系统的这个或这些扫描系统关于其光束聚焦位置准确地再现储存在控制建造过程的建造程序中的内容，换言之，激光束在建造区平面的区域中的线路走向不偏离于被储存的、应通过扫描系统成像的目标线路走向。

作为现有技术已知，将扫描器手动地尽可能精确地对准并且然后以软件方式检查这种手动的对准。这是耗时的，由此扫描系统的这种调节通常每年只进行一次或两次。这种手动调节除了大的时间耗费之外，还具有许多的错误可能性。

发明内容

本发明的目的是，这样地设计一种用于校准激光烧结系统或激光熔化系统的至少一个扫描系统的方法，即：使得该方法可以在短的时间内实施、可以自动地实施并且由此在理论上可以在每个单独的建造过程之前实施。详细地，该方法规定了以下的校准方法步骤。

首先，通过至少一个扫描系统在建造区的平面中的一表面上产生线条图案、尤其是扫描网格形式的线条网格。为此具有两种备选方案。第一备选方案规定，将线条图案投射到一显示该线条图案的表面元件上，其中，在该表面元件上的显示或者是暂时可见的或者是永久可见的。线条图案的仅仅暂时性的显示可以与线条图案的永久性的显示一样被布置在建造区上方的、经校准的摄像机检测并读入存储器。

备选地，在本发明的范围中的是，将扫描器产生的线条图案投射到校准板的表面上，该校准板在其表面上已经具有被施加上的目标线条图案。然后可以通过一个或者所述布置在建造区上方的摄像机来检测通过所述至少一个扫描系统产生的线条图案与目标线条图案之间的偏差，并也将所述偏差读入存储器中。对根据第一备选方案的被储存的数据或者根据第二备选方案的偏差数据进行分析，并由在处理器中进行的这种电子分析，通过计算修正数据实施线条图案的场修正，所述修正数据含有用于修正线条图案、尤其是扫描网格的可能的失真/扭曲/畸变所需要的信息。谈及的尤其是例如方形图案或其它目标图案或类似物的枕头形的、桶形的、菱形的或矩形的失真。修正在任何方面都是可以想象的。

到目前为止，所描述的方法是基于仅校准一个扫描器，当然，两个扫描器可以分别自己和必要时彼此独立地以上述方式进行修正。在该方法的扩展方案中，现在可能的是，在同一个建造区上方有多个扫描系统的情况下，在修正线条图案的可能存在的失真之后进行照射和此时产生位置线条图案，并且然后对相应的多个扫描系统的这些位置线条图案、尤其是位置网格相互间进行调节，这些位置线条图案在可能的失真方面本身已经从扫描系统内部做了修正。为此，这样地计算关于系统相互间的涉及必要时需要的旋转、偏错、缩放和/或位移的另外的修正数据，使得通过将这些另外的修正数据应用于多个扫描系统上，实现多个扫描系统相互间的相互对准和调节。由此例如可以使多个扫描系统的线条图案精确地吻合或者在侧向上相互相邻地精确地对准。

在此情况下，如果针对每个扫描系统都单独地进行另外的修正数据的计算，那么可以借助于这些修正数据单独地访问每个扫描系统并且可以使该扫描系统关于相邻的扫描系统或者建造区的边缘被精确地对准。但是也可以将针对每个扫描系统求得的修正数据整合成涉及所有系统的总修正数据集。这个总修正数据集在所有扫描系统上的应用则因此导致多个扫描系统彼此精确地对准。另外的修正数据的计算也可以基于建造区的外边界来进行，从而例如使位置线条图案的边缘与建造区的边缘平行。