[发明专利]装置和设备

说明书

本发明描述了对用于制造三维工件的设备的照射系统进行校准的装置，该照射系统包括用于将照射射束选择性地照射到照射平面上的照射单元，其中，该装置包括：控制单元，该控制单元被配置成对照射系统进行控制，以将照射射束照射到照射平面上；以及联接到控制单元的光学检测单元，其中，光学检测单元包括光学检测器和物镜，以对照射平面的一部分进行光学检测，其中，光学检测单元被配置成对照射射束在照射平面上的光斑的位置进行检测，其中，物镜适于相对于照射射束的照射射束路径被布置在光学检测器和照射系统的照射射束扫描器之间，其中，光学检测单元被配置成根据光学检测单元的可调节的焦距在多个焦平面中对照射射束的光斑的位置进行检测，其中，所述光学检测单元被配置成：响应于所述光学检测单元检测到所述照射射束在所述照射平面上的光斑的位置，向所述控制单元输出信号，并且其中，控制单元被配置成根据从光学检测单元输出到控制单元的信号对照射系统进行控制。

技术领域

本发明总体上涉及对用于制造三维工件的设备的照射系统进行校准的装置、以及使用增材制造技术制造三维工件的设备和系统。

背景技术

在增材制造方法中，通过产生一系列固化的且相互连接的工件层来逐层地制造工件。这些过程可以通过原材料的类型和/或使所述原材料固化以制造工件的方法来区分。

例如，粉末床熔融是一种增材制造工艺，通过粉末床熔融可以将粉末(特别是金属原材料和/或陶瓷原材料)加工成具有复杂形状的三维工件。为此，原材料粉末层被施加到承载部上、并且根据待制造的工件的期望的几何形状以位置选择性的方式经受例如激光辐射。激光辐射穿入粉末层中导致加热，从而使原材料粉末颗粒熔融或烧结。然后，进一步的原材料粉末层被相继地施加到承载部上的已经经受了激光处理的层上，直到工件具有期望的形状和尺寸。特别地，选择性激光熔融或激光烧结可以用于根据CAD数据制造原型、工具、替换部件或医疗假体(例如牙科假体或矫形假体)。

另一方面，熔融沉积成型或材料喷射成型代表了不同类型的增材制造工艺。在这种情况下，非固化的原材料被供应到一种打印头部，该打印头部将所述材料沉积到承载部上，然后在承载部上固化。

增材构造方法的重要参数是所制造的工件的质量。由于质量可能受到被各种参数影响，已知的解决方案并不总是能达到期望的质量。

发明内容

因此，特别地，本发明的目的是提高使用增材制造技术制造的工件的质量。因此，可以考虑照射平面的图像获取、照射单元的校准以及特别是在制造过程期间对三维工件的质量进行检查。

在独立权利要求中对本发明进行了说明。在从属权利要求中对本发明的优选实施例进行了概述。

根据本公开的第一方面，本发明提供了对用于制造三维工件的设备的照射系统进行校准的装置，该照射系统包括用于将照射射束选择性地照射到照射平面上的照射单元，其中，该装置包括：控制单元，该控制单元被配置成对照射系统进行控制，以将照射射束照射到照射平面上；以及联接到控制单元的光学检测单元，其中，该光学检测单元包括光学检测器和用于对照射平面的(至少)一部分进行光学检测的物镜，其中，光学检测单元被配置成检测照射射束在照射平面上的光斑，其中，物镜适于相对于照射射束的照射射束路径被布置在光学检测器和偏转器单元之间，该偏转器单元用于对检测单元的、穿过照射平面的至少一部分的视场进行偏转，其中，光学检测单元能够(被配置成)根据光学检测单元的可调节的焦距在多个焦平面中对照射射束的光斑进行检测，其中，光学检测单元被配置成：响应于光学检测单元检测到照射射束在照射平面上的光斑，向控制单元输出信号，进行检测，并且其中，控制单元被配置成根据从光学检测单元输出到控制单元的信号对照射系统进行控制。

在一些示例中，照射平面可以被理解为在加工腔室内侧的场区，该场区被照射射束的可能的照射点跨过。之所以选择术语“照射平面”是因为这些照射点通常位于平面内。然而，位于照射射束的照射范围内而不位于平面内的点(例如在涂覆机的表面上的、位于照射范围内的点)也可以被理解为位于本申请意义内的照射平面内。