BR102016025015A2 - sistema de manufatura aditiva, método para manufatura de uma peça e dispositivo de imageamento - Google Patents

Abstract

trata-se de um sistema de manufatura aditiva (100) que inclui uma superfície (112) que retém um particulado (114) e uma fonte de energia focada (104) configurada para gerar pelo menos um feixe (132) que se move ao longo da superfície para aquecer o particulado a um ponto de fusão criando um trajeto de fusão. uma câmera (136) é configurada para gerar uma imagem (200, 300, 302) da superfície conforme o pelo menos um feixe se move ao longo da superfície. a câmera tem um campo de visão e é posicionada em relação à superfície de modo que o campo de visão abranja uma porção do trajeto de fusão que define uma pluralidade de rastreamentos (202). a câmera gera uma imagem de exposição no tempo pelo menos da porção do trajeto de fusão que define a pluralidade de rastreamentos.

Description

"SISTEMA DE MANUFATURA ADITIVA, MÉTODO PARA MANUFATURA DE UMA PEÇA E DISPOSITIVO DE IMAGEAMENTO" Antecedentes da Invenção [001] A matéria revelada no presente documento refere-se, de maneira geral, a sistemas de manufatura aditiva e, mais particularmente, a sistemas de manufatura aditiva que incluem dispositivos de imageamento para imagear particulado fundido durante um processo de manufatura aditiva.

[002] Pelo menos alguns sistemas de manufatura aditiva envolvem a acumulação de um componente de metal para fazer uma malha, ou componente de formato semelhante à malha. Esses sistemas produzem componentes complexos a partir de materiais caros com um custo reduzido e com eficiência de manufatura melhorada. Alguns sistemas de manufatura aditiva conhecidos, tais como Fusão a Laser de Metal Direta (DMLM), Sinterização a Laser Seletiva (SLS), Sinterização a Laser de Metal Direta (DMLS), Fusão a Laser Seletiva (SLM) e sistemas de LaserCusing, fabricam componentes com o uso de uma fonte de energia focada, tal como um dispositivo de laser ou um gerador de feixe de elétrons, e um particulado, tal como um metal em pó.

[003] Em alguns sistemas de manufatura aditiva conhecidos, a qualidade do componente é reduzida devido ao excesso de calor e/ou à variação no calor que é transferido para o pó de metal pela fonte de energia focada dentro da poça de fusão. Por exemplo, algumas vezes ocorre superaquecimento local, particularmente em saliências. Além disso, em alguns sistemas de manufatura aditiva conhecidos, a qualidade da superfície de componente, particularmente em saliências ou superfícies voltadas para baixo, é reduzida devido à variação na transferência de calor condutiva entre o metal em pó e o material sólido circundante do componente. Por exemplo, a poça de fusão produzida pela fonte de energia focada algumas vezes se torna muito grande o que resulta no espalhamento do metal fundido no metal em pó circundante bem como a poça de fusão penetrar mais fundo no leito de pó, arrastando pó adicional para dentro da poça de fusão. O tamanho e profundidade da poça de fusão aumentados, e o fluxo de metal fundido resulta em um acabamento de superfície ruim da saliência ou da superfície voltada para baixo.

[004] Além disso, em alguns sistemas de manufatura aditiva conhecidos, a precisão dimensional do componente e a resolução de acessórios diminutos é reduzida devido às variações da poça de fusão, devido à variabilidade de condutividade térmica das estruturas de subsuperfície e do pó metálico. Conforme o tamanho da poça de fusão varia, a precisão de estruturas impressas varia, especialmente nas bordas de acessórios.

[005] Pelo menos alguns sistemas de manufatura aditiva conhecidos incluem dispositivos de ímageamento para gerar imagens de porções da poça de fusão durante o processo de fabricação. Os dispositivos de Ímageamento incluem uma câmera com um obturador que fica aberto por períodos de tempo extremamente curtos. Os dispositivos de Ímageamento rastreiam a fonte de energia focada para capturar luz durante o processo de fusão. No entanto, os dispositivos de Ímageamento geram imagens apenas de porções da poça de fusão. Além disso, os dispositivos de Ímageamento geram imagens de porções da poça de fusão sem referência a posições específicas. Além disso, os dispositivos de ímageamento exigem programação e aparelhos complexos adaptados para o sistema de manufatura aditiva específico.

Descrição Resumida [006] Em um aspecto, um sistema de manufatura aditiva inclui uma superfície que retém um particulado e uma fonte de energia focada configurada para gerar pelo menos um feixe que se move ao longo da superfície para aquecer o particulado a um ponto de fusão que cria um trajeto de fusão. Uma câmera é configurada para gerar uma imagem da superfície conforme o pelo menos um feixe se move ao longo da superfície. A câmera tem um campo de visão e é posicionada em relação à superfície de modo que o campo de visão abranja uma porção do trajeto de fusão que define uma pluralidade de rastreamentos. A câmera gera uma imagem de exposição no tempo pelo menos da porção do trajeto de fusão que define a pluralidade de rastreamentos.

[007] Em outro aspecto, um método para manufatura de uma peça com o uso de um sistema de manufatura aditiva inclui depositar uma camada de particulado em uma superfície. O particulado é aquecido a um ponto de fusão do particulado com o uso de uma fonte de energia focada. Um feixe da fonte de energia focada é direcionado para o particulado e é formada uma poça de fusão que emite uma luz de poça de fusão. O feixe é movido para gerar um trajeto de poça de fusão. Uma câmera é exposta à luz da poça de fusão e é gerada uma imagem de exposição no tempo de pelo menos uma porção do trajeto de poça de fusão com a câmera.

[008] Em ainda outro aspecto, é fornecido um dispositivo de imageamento para uso em um sistema de manufatura aditiva inclui uma superfície que retém um particulado e uma fonte de energia focada configurada para gerar pelo menos um feixe que se move ao longo da superfície para aquecer o particulado a um ponto de fusão. O dispositivo de imageamento inclui uma câmera. A câmera inclui um sensor e um revestimento que define uma abertura para que a luz se desloque através e atinja o sensor. O dispositivo de imageamento inclui adicionalmente um disparador configurado para receber um sinal relacionado a uma característica de operação da fonte de energia focada e para controlar o deslocamento de luz através da abertura com base no sinal, de modo que a câmera gere uma imagem de exposição no tempo do particulado durante a operação da fonte de energia focada.

Figuras [009] Esses e outros recursos, aspectos e vantagens da presente revelação serão mais bem entendidos quando a descrição detalhada a seguir for lida em referência às figuras anexas nas quais caracteres semelhantes representam partes semelhantes por todas as figuras, em que: A Figura 1 é uma vista esquemática de um sistema de manufatura aditiva, exemplificativo que inclui um dispositivo de imageamento exemplificativo; A Figura 2 é uma fotografia de uma imagem de exposição no tempo exemplificativa gerada com o uso do dispositivo de imageamento mostrado na Figura 1 durante a operação do sistema de manufatura aditiva mostrado na Figura 1; A Figura 3 é uma fotografia de uma imagem de exposição no tempo exemplificativa gerada com o uso do dispositivo de imageamento mostrado na Figura 1 durante a formação de um componente que inclui um acessório saliente; e A Figura 4 é uma fotografia de uma imagem de exposição no tempo exemplificativa gerada com o uso do dispositivo de imageamento mostrado na Figura 1 durante a formação de um componente que inclui um acessório saliente.

[010] A menos que indicado de outra forma, as figuras fornecidas no presente documento são destinadas a ilustrar os recursos das realizações da revelação. Acredita-se que esses recursos são aplicáveis em uma ampla variedade de sistemas que compreende uma ou mais realizações da revelação. Assim, as figuras não são destinadas a incluir todos os recursos convencionais, conhecidos pelas pessoas de habilidade comum na técnica, a serem exigidos para a prática das realizações reveladas no presente documento.

Descrição Detalhada [011] No relatório descritivo e nas reivindicações a seguir, será feita referência a inúmeros termos, que devem ser definidos com os significados a seguir.

[012] As formas singulares “um”, “uma”, “o” e “a” incluem referências plurais, a menos que o contexto determine claramente o contrário.

[013] “Opcional” ou “opcionalmente” significa que o evento ou circunstância descrito subsequentemente pode ou não ocorrer e que a descrição inclui exemplos em que o evento ocorre e exemplos em que o evento não ocorre.

[014] A linguagem aproximada, conforme usada no presente documento ao longo da especificação e das reivindicações, pode ser usada para modificar qualquer representação quantitativa que poderia variar de forma permissível sem resultar em uma mudança na função básica a qual é relacionada. Consequentemente, um valor modificado por um termo ou termos, tais como “cerca de”, "aproximadamente" e "substancialmente", não se limita ao valor preciso especificado. Em pelo menos alguns casos, a linguagem de aproximação pode corresponder à precisão de um instrumento para medição do valor. No presente contexto e ao longo do relatório descritivo e das reivindicações, as limitações de faixa podem ser combinadas e/ou alternadas; tais faixas são identificadas e incluem todas as subfaixas contidas nas mesmas, a menos que o contexto ou a linguagem indiquem o contrário.

[015] Conforme usados no presente documento, os termos “processador” e “computador” e termos relacionados, por exemplo, “dispositivo de processamento”, “dispositivo de computação” e “controlador”, não se limitam apenas àqueles circuitos integrados denominados na técnica como um computador, mas, se referem amplamente a um microcontrolador, a um microcomputador, a um controlador lógico programável (PLC), a um circuito integrado de aplicação específica e a outros circuitos programáveis, e esses termos são usados de modo intercambiável no presente documento. Nas realizações descritas no presente documento, a memória pode incluir, porém, sem limitações, uma mídia legível por computador, tal como uma memória de acesso aleatório (RAM) e uma mídia não volátil legível por computador, tal como uma memória flash. Alternativamente, um disco flexível, um disco compacto de memória somente de leitura (CD-ROM), um disco magneto-óptico (MOD) e/ou um disco versátil digital (DVD) também podem ser usados. Também, nas realizações descritas no presente documento, os canais de entrada adicionais podem ser, porém, sem limitações, periféricos de computador associados a uma interface de operador, tal como um mouse e um teclado. Alternativamente, outros periféricos de computador também podem ser usados e podem incluir, por exemplo, porém, sem limitações, um digitalizador. Adicionalmente, na realização exemplificativa, canais de saída adicionais podem incluir, porém, sem limitações, um monitor de interface de operador.

[016] Adicionalmente, conforme usados no presente documento, os termos “software” e “firmware” são intercambiáveis e incluem qualquer armazenamento de programa de computador em memória para execução por computadores pessoais, estações de trabalho, clientes e servidores.

[017] Conforme usado no presente documento, o termo “mídias legíveis por computador não transitórias” é destinado a representar qualquer dispositivo com base em computador tangível implantado em qualquer método de tecnologia para armazenamento a curto prazo ou a longo prazo de informações, tais como instruções legíveis por computador, estruturas de dados, módulos e submódulos de programa ou outros dados em qualquer dispositivo. Portanto, os métodos descritos no presente documento podem ser codificados como instruções executáveis incorporadas em uma mídia legível por computador não transitória tangível, que inclui, porém, sem limitações, um dispositivo de armazenamento e/ou um dispositivo de memória. Essas instruções, quando executadas por um processador, fazem com que o processador realize pelo menos uma porção dos métodos descritos no presente documento. Além disso, conforme usado no presente documento, o termo “mídias legíveis por computador não transitórias” inclui todas as mídias legíveis por computador, tangíveis, que incluem, porém, sem limitações, dispositivos de armazenamento de computador não transitórios, que incluem, porém, sem limitações, mídias voláteis e não voláteis e mídias removíveis e não removíveis, tais como firmware, armazenamento físico e virtual, CD-ROMs, DVDs e qualquer outra fonte digital, tal como uma rede ou a Internet, assim como, meios digitais ainda a serem desenvolvidos, sendo que a única exceção é um sinal de propagação transitório.

[018] Adicionalmente, conforme usado no presente documento, o termo “tempo real” se refere a pelo menos um dentre o tempo de ocorrência dos eventos associados, o tempo de medição e coleta de dados predeterminados, o tempo para processar os dados e o tempo de uma resposta de sistema aos eventos e ao ambiente. Nas realizações descritas no presente documento, essas atividades e eventos ocorrem substancialmente de modo instantâneo.

[019] Como usado no presente documento, os termos “imagem de exposição no tempo” e “imagem de exposição longa” se referem a uma imagem gerada pela exposição de um sensor de um dispositivo de imageamento à luz por um período de tempo extenso.

[020] Os sistemas e métodos descritos no presente documento se referem a sistemas de manufatura aditiva, tais como sistemas de Fusão a Laser de Metal Direta (DMLM). As realizações descritas no presente documento incluem uma fonte de energia focada e um dispositivo de imageamento. Durante a operação da fonte de energia focada, o dispositivo de imageamento gera uma imagem de exposição no tempo de um particulado fundido que forma uma poça de fusão. Em algumas realizações, a poça de fusão substancialmente inteira é capturada na imagem de exposição no tempo. A imagem de exposição no tempo ilustra a intensidade de luz emitida por toda a poça de fusão. Em algumas realizações, a imagem de exposição no tempo é inspecionada para determinar variações e defeitos no processo de manufatura aditiva. Como resultado, os erros no processo de manufatura aditiva são corrigidos e o processo é aprimorado. Em algumas realizações, a imagem de exposição no tempo é usada em um processo de alimentação antecipada para aprimorar a manufatura de componentes subsequentes.

[021] A Figura 1 é uma vista esquemática de um sistema de manufatura aditiva exemplificativo 100 que inclui um dispositivo de imageamento 102. Na realização exemplificativa, o sistema de manufatura aditiva é um sistema de fusão a laser de metal direta (DMLM). O sistema de manufatura aditiva 100 inclui adicionalmente uma fonte de energia focada 104 acoplada opticamente à óptica 106 e aos galvanômetros 108 para controlar a varredura da fonte de energia focada 104. Na realização exemplificativa, a fonte de energia focada 104 é um dispositivo de laser. Em realizações alternativas, o sistema de manufatura aditiva 100 inclui quaisquer fontes de energia focada 104 que permitam que o sistema de manufatura aditiva 100 opere conforme descrito no presente documento. Por exemplo, em algumas realizações, o sistema de manufatura aditiva 100 tem uma primeira fonte de energia focada 104 que tem uma primeira potência e uma segunda fonte de energia focada 104 que tem uma segunda potência diferente da primeira potência. Em realizações adicionais, o sistema de manufatura aditiva 100 tem pelo menos duas fontes de energia focada 104 que têm substancialmente a mesma saída de potência. Em realizações adicionais, o sistema de manufatura aditiva 100 inclui pelo menos uma fonte de energia focada 104 que é um gerador de feixe de elétrons.

[022] Na realização exemplificativa, o sistema de manufatura aditiva 100 inclui adicionalmente um alojamento 110 que define uma superfície 112 configurada para reter um partículado 114. O alojamento 110 inclui uma parede inferior 116 que define a superfície 112, uma parede superior 118 oposta à parede inferior 116, e uma parede lateral 120 que se estende, pelo menos parcialmente, entre a parede inferior 116 e a parede superior 118. Em realizações alternativas, o alojamento 110 inclui quaisquer paredes e superfícies que permitam que o sistema de manufatura aditiva 100 opere conforme descrito no presente documento. Na realização exemplificativa, a parede lateral 120 define uma porta de visão 122 na mesma. Em realizações alternativas, a porta de visão 122 é definida por qualquer porção de alojamento 110 que permita que o sistema de manufatura aditiva 100 opere conforme descrito no presente documento. Por exemplo, em algumas realizações, a porta de visão 122 é definida, pelo menos parcialmente, pela parede superior 118. Em realizações adicionais, o alojamento 110 define uma pluralidade de portas de visão 122.

[023] Na realização exemplificativa, o dispositivo de imageamento 102 é posicionado adjacente à porta de visão 122 no exterior do alojamento 110. Um eixo geométrico de imagem 126 se estende entre o dispositivo de imageamento 102 e o partículado 114 na superfície 112. Consequentemente, na realização exemplificativa, o eixo geométrico de imagem 126 se estende através da porta de visão 122. O dispositivo de imageamento 102 é afastado a uma distância 124 a partir da superfície 112 medida ao longo do eixo geométrico de imagem 126. Em particular, o eixo geométrico de imagem 126 se estende através da abertura 148 do dispositivo de imageamento 102. Em algumas realizações, a distância 124 fica em uma faixa entre cerca de 15 centímetros (cm) (6 polegadas) e cerca de 152 cm (60 polegadas). Em realizações adicionais, a distância 124 fica em uma faixa entre cerca de 30 cm (12 polegadas) e cerca de 91 cm (36 polegadas). Na realização exemplificativa, a distância 124 é aproximadamente 61 cm (24 polegadas). Em realizações alternativas, o dispositivo de imageamento 102 fica afastado a qualquer distância 124 a partir de superfície 112 que permita que o dispositivo de imageamento 102 opere conforme descrito no presente documento. Na realização exemplificativa, o eixo geométrico de imagem 126 forma um ângulo 128 com a superfície 112. Em algumas realizações, o eixo geométrico de imagem 126 e a superfície 112 formam um ângulo 128 em uma faixa entre cerca de 70° e cerca de 40°. Em realizações adicionais, o eixo geométrico de imagem 126 e a superfície 112 formam um ângulo 128 em uma faixa entre cerca de 80° e cerca de 20 °. Na realização exemplificativa, o eixo geométrico de imagem 126 e a superfície 112 formam um ângulo 128 de aproximadamente 45°. Em realizações alternativas, o ângulo 128 é qualquer ângulo que permite que o dispositivo de imageamento 102 opere conforme descrito no presente documento.

[024] Como usado no presente documento, o termo “campo de visão” se refere à extensão de um objeto que o dispositivo de imageamento 102 captura em uma imagem. Na realização exemplificativa, o campo de visão do dispositivo de imageamento 102 é em referência à superfície 112 e depende da posição e orientação do dispositivo de imageamento 102 em relação à superfície 112. O campo de visão do dispositivo de imageamento 102 é ajustado através do ajuste dos componentes de dispositivo de imageamento 102, tais como óptica, e da distância entre a superfície 112 e o dispositivo de imageamento 102. Na realização exemplificativa, o dispositivo de imageamento 102 tem um campo de visão da superfície 112 de aproximadamente 250 milímetros (mm) x 250 mm. Em realizações alternativas, o dispositivo de imageamento 102 tem qualquer campo de visão que permita que o dispositivo de imageamento 102 opere conforme descrito no presente documento. Por exemplo, em algumas realizações, o dispositivo de imageamento 102 é disposto adjacente à parede superior 118 e tem um campo de visão da superfície 112 de aproximadamente 250 mm x 280 mm. Em realizações adicionais, uma pluralidade de dispositivos de imageamento 102 são usados para criar um campo de visão suficiente para cobrir uma superfície maior 112 sem reduzir substancialmente a resolução.

[025] Na realização exemplificativa, o sistema de manufatura aditiva 100 também inclui um sistema de controle por computador, ou controlador 130. Os galvanômetros 108 são controlados pelo controlador 130 e defletir um feixe 132 da fonte de energia focada 104 ao longo de um trajeto predeterminado na superfície 112. Em algumas realizações, os galvanômetros 108 incluem galvanômetros de varredura bidimensional (2D), galvanômetros de varredura tridimensional (3D), galvanômetros de focalização dinâmica, e/ou qualquer outro sistema de galvanômetro que deflita o feixe 132 da fonte de energia focada 104. Em realizações alternativas, os galvanômetros 108 defletem uma pluralidade de feixes 132 ao longo de pelo menos um trajeto predeterminado.

[026] O sistema de manufatura aditiva 100 é operado para fabricar um componente 134 por um processo de manufatura camada a camada. O componente 134 é fabricado a partir de uma representação eletrônica da geometria 3D do componente 134. Em algumas realizações, a representação eletrônica é produzida em um arquivo de projeto auxiliado por computador (CAD) ou similar. Em realizações alternativas, a representação eletrônica é qualquer representação eletrônica que permita que o sistema de manufatura aditiva 100 opere conforme descrito no presente documento. Na realização exemplificativa, o arquivo CAD do componente 134 é convertido em um formato camada a camada que inclui uma pluralidade de parâmetros de construção para cada camada. Na realização exemplificativa, o componente 134 é disposto eletronicamente em uma orientação almejada em relação à origem do sistema de coordenadas usado no sistema de manufatura aditiva 100. A geometria do componente 134 é fatiada em uma pilha de camadas de uma espessura almejada, de modo que a geometria de cada camada seja um contorno do corte transversal através do componente 134 naquele local de camada particular. Um “trajeto de ferramenta” ou “trajetos de ferramenta” são gerados através da geometria de uma camada respectiva. Os parâmetros de construção são aplicados ao longo do trajeto de ferramenta ou trajetos de ferramenta para fabricar aquela camada do componente 134 a partir do material usado para construir o componente 134. As etapas são repetidas a cada camada respectiva da geometria do componente 134. Uma vez que o processo seja concluído, é gerado um arquivo eletrônico de construção por computador (ou arquivos) que inclui todas as camadas. O arquivo de construção é carregado no controlador 130 do sistema de manufatura aditiva 100 para controlar o sistema durante a fabricação de cada camada.

[027] Após o arquivo de construção ser carregado no controlador 130, o sistema de manufatura aditiva 100 é operado para gerar o componente 134 através da implantação do processo de manufatura camada a camada, tal como um método DMLM. O processo de manufatura aditivo camada a camada exemplificativo não usa um artigo pré-existente como o precursor para o componente final, em vez disso o processo produz o componente 134 a partir de uma matéria prima em uma forma configurável, tal como o particulado 114. Por exemplo, sem limitação, um componente de aço é manufaturado aditivamente com o uso de um pó de aço. O sistema de manufatura aditiva 100 permite a fabricação de componentes com o uso de uma ampla faixa de materiais, por exemplo, sem limitação, metais, cerâmicas e polímeros. Em realizações alternativas, o DMLM fabrica componentes a partir de qualquer material que permita que o sistema de manufatura aditiva 100 opere conforme descrito no presente documento.

[028] Como usado no presente documento, o termo “parâmetro” se refere a características que são usadas para definir as condições de operação do sistema de manufatura aditiva 100, tal como uma saída de potência de fonte de energia focada 104, uma velocidade de varredura vetorial da fonte de energia focada 104, uma saída de potência de rastreamento da fonte de energia focada 104, um velocidade de varredura de rastreamento da fonte de energia focada 104, um trajeto de ferramenta de rastreamento da fonte de energia focada 104, e um perfil de saída de potência da fonte de energia focada 104 dentro do sistema de manufatura aditiva 100. Em algumas realizações, os parâmetros são inicialmente inseridos por um usuário no controlador 130. Os parâmetros representam um dado estado de operação do sistema de manufatura aditiva 100. Em geral, durante a varredura rastreada, o feixe 132 é varrido sequencialmente ao longo de uma série de linhas substancialmente retas separadas e paralelas entre si. Durante a varredura vetorial, o feixe 132 é, em geral, varrido sequencialmente ao longo de uma série de linhas ou vetores substancialmente retos, em que as orientações dos vetores entre si variam algumas vezes. Em geral, o ponto final de um vetor coincide com o ponto inicial do próximo vetor. A varredura vetorial é, em geral, usada para definir os contornos externos de um componente, enquanto que a varredura rastreada é, em geral, usada para “preencher” os espaços envolvidos pelo contorno, em que o componente é sólido.

[029] Na realização exemplificativa, o dispositivo de imageamento 102 inclui uma câmera 136 que inclui uma lente 138, um sensor 140, um revestimento 142, um filtro 144 e um obturador 146. O revestimento 142 define uma abertura 148 para que a luz entre em um espaço interno 150 definido pelo revestimento 142. A lente 138, o filtro 144 e o obturador 146 são dispostos adjacentes à abertura 148. A lente 138 direciona e focaliza a luz no sensor 140, que é disposto no espaço interno 150. O filtro 144 filtra a luz e impede superexposição do sensor 140. Na realização exemplificativa, o filtro 144 é configurado para reduzir a luz intensa emitida pela fonte de energia focada 104. Em realizações alternativas, a câmera 136 inclui quaisquer componentes que permitam que o dispositivo de imageamento 102 opere conforme descrito no presente documento.

[030] Na realização exemplificativa, o obturador 146 é posicionável entre uma posição aberta que permite que a luz se desloque através da abertura 148 e uma posição fechada que impede a luz se desloque através da abertura 148. Na realização exemplificativa, o obturador 146 é configurado para ser mantido na posição aberta e na posição fechada por períodos de tempo predeterminados. Por exemplo, em algumas realizações, o obturador 146 fica na posição aberta por um período de tempo mais longo do que cerca de 1 minuto. Em realizações adicionais, o obturador 146 fica na posição aberta por um período de tempo mais longo do que cerca de dez minutos. Na realização exemplificativa, o obturador 146 fica na posição aberta por um período de tempo em uma faixa entre cerca de 1 minuto e cerca de 10 minutos. Em algumas realizações, o período de tempo é determinado, pelo menos em parte, com base no tempo de construção de um componente formado pelo sistema de manufatura aditiva 100. Em realizações alternativas, o obturador 146 fica na posição aberta e na posição fechada por quaisquer períodos de tempo que permitam que o dispositivo de imageamento 102 opere conforme descrito no presente documento. Por exemplo, em algumas realizações, o obturador 146 se move entre a posição aberta e a posição fechada em uma sequência de exposições que são configuradas para gerar a imagem de exposição no tempo. Em algumas realizações, o tempo total que o obturador 146 fica na posição aberta durante a sequência de exposições é mais longo do que cerca de 1 minuto. A sequência de exposições reduz a quantidade de luz difusa a partir de porções adjacentes da construção que é incluída na imagem de exposição no tempo. Como resultado, em algumas realizações, a imagem de exposição no tempo gerada a partir de uma sequência de exposições é mais detalhada do que uma imagem gerada a partir de uma exposição com o obturador mantido na posição aberta.

[031] Na realização exemplificativa, o dispositivo de imageamento 102 inclui um componente disparador 152 para controlar a exposição do sensor 140 à luz. O componente disparador 152 facilita que o obturador 146 fique na posição aberta de modo que o sensor 140 seja exposto à luz suficiente para gerar uma imagem de exposição no tempo. Em realizações alternativas, componente disparador 152 é qualquer mecanismo que permita que o dispositivo de imageamento 102 opere conforme descrito no presente documento. Na realização exemplificativa, o componente disparador 152 recebe um sinal relacionado a uma característica de operação da fonte de energia focada 104. Por exemplo, em algumas realizações, o componente disparador 152 recebe um sinal no início e na conclusão de uma camada de construção. Em algumas realizações, o componente disparador recebe um sinal com base na quantidade de luz na poça de fusão durante a operação de fonte de energia focada 104. Em realizações adicionais, o componente disparador 152 recebe sinais com base em dados de entrada, informações do sensor e quaisquer outras informações que permitam que o dispositivo de imageamento 102 opere conforme descrito no presente documento. Em algumas realizações, com base nos sinais recebidos, o componente disparador 152 faz com que o obturador 146 se mova para a posição aberta ou a posição fechada e permaneça na posição selecionada por um período tempo predeterminado ou até que o componente disparador 152 receba outro sinal.

[032] Durante a operação do dispositivo de imageamento 102, o obturador 146 fica posicionado na posição aberta de modo seja permitido que a luz se desloque através da abertura 148 e atinja o sensor 140. A luz ativa o sensor 140 e é convertida para sinais eletrônicos. Na realização exemplificativa, o sensor 140 inclui uma pluralidade de pixels (não mostrada) que são ativados por luz. Em realizações alternativas, o sensor 140 é qualquer sensor que permita que o dispositivo de imageamento 102 opere conforme descrito no presente documento. Na realização exemplificativa, o obturador 146 é movido a partir da posição aberta para a posição fechada e uma imagem é gerada com base na exposição do sensor 140 enquanto o obturador 146 estiver na posição aberta. Em realizações alternativas, o obturador 146 é movido entre a posição aberta e a posição fechada enquanto o obturador está exposto à luz. A imagem de exposição no tempo é gerada com base na exposição cumulativa do sensor 140 e/ou com base em exposições distintas somadas digitalmente. Na realização exemplificativa, a imagem é transmitida para um processador 154 acoplado à câmera 136. Em algumas realizações, o processador 154 é configurado para reconhecer as diferenças na intensidade de luz na imagem.

[033] Na realização exemplificativa, o obturador 146 é movido para a posição aberta antes que a fonte de energia focada 104 gere o feixe 132. O obturador 146 é mantido na posição aberta de modo que o sensor 140 seja ativado pela luz emitida a partir da poça de soldagem conforme o feixe 132 se move ao longo da poça de soldagem. Quando o obturador 146 é movido para a posição fechada, uma imagem de exposição no tempo da poça de soldagem é gerada. Em realizações alternativas, obturador 146 é movido para a posição aberta e a posição fechada em quaisquer tempos que permitam que o sistema de manufatura aditiva 100 opere conforme descrito no presente documento. Por exemplo, em algumas realizações, o obturador 146 é movido para a posição aberta após a ativação da fonte de energia focada 104 e movido para a posição fechada antes da desativação da fonte de energia focada 104.

[034] Na realização exemplificativa, o controlador 130 é qualquer controlador fornecido tipicamente por um fabricante do sistema de manufatura aditiva 100 para controlar a operação do sistema de manufatura aditiva 100. Em algumas realizações, o controlador 130 é um sistema de computador que inclui pelo menos um processador (não mostrado) e pelo menos um dispositivo de memória (não mostrado). Em algumas realizações, o controlador 130 inclui, por exemplo, um modelo 3D do componente 134 a ser fabricado pelo sistema de manufatura aditiva 100. Em algumas realizações, o controlador 130 executa operações para controlar a operação do sistema de manufatura aditiva 100 com base, pelo menos parcialmente, em instruções a partir de operadores humanos. As operações executadas pelo controlador 130 incluem controlar a saída de potência da fonte de energia focada 104 e ajustar os galvanômetros 108 para controlar a velocidade de varredura da fonte de energia focada 104 dentro do sistema de manufatura aditiva 100.

[035] Na realização exemplificativa, um dispositivo de computação 156 é acoplado ao dispositivo de imageamento 102 e à fonte de energia focada 104. O dispositivo de computação 156 inclui um dispositivo de memória 158 e o processador 154 acoplado ao dispositivo de memória 158. Em algumas realizações, o processador 154 inclui uma ou mais unidades de processamento, tais como, sem limitação, uma configuração multinúcleo. Na realização exemplificativa, o processador 154 inclui uma matriz de portas programável em campo (FPGA). Alternativamente, o processador 154 é qualquer tipo de processador que permita que o dispositivo de computação 156 opere conforme descrito no presente documento. Em algumas realizações, as instruções executáveis são armazenadas no dispositivo de memória 158. O dispositivo de computação 156 é configurável para realizar uma ou mais operações descritas no presente documento através da programação do processador 154. Por exemplo, o processador 154 pode ser programado codificando-se uma operação como uma ou mais instruções executáveis e fornecendo-se as instruções executáveis no dispositivo de memória 158. Na realização exemplificativa, o dispositivo de memória 158 é um ou mais dispositivos que possibilitam armazenamento e recuperação de informações, tais como, instruções executáveis ou outros dados. Em algumas realizações, o dispositivo de memória 158 inclui uma ou mais mídias legíveis por computador, tais como, sem limitação, memória de acesso aleatório (RAM), RAM dinâmica, RAM estática, um disco de estado sólido, um disco rígido, memória somente de leitura (ROM), ROM programável apagável, ROM programável apagável eletricamente ou memória RAM não volátil. Os tipos de memórias acima são apenas exemplificativos e, portanto, não são limitantes, aos tipos de memória usáveis para armazenar um programa de computador.

[036] Em algumas realizações, o dispositivo de memória 158 é configurado para armazenar parâmetros de construção que incluem, sem limitação, valores de parâmetro de construção em tempo real e históricos, ou qualquer outro tipo de dados. Na realização exemplificativa, o dispositivo de memória 158 armazena imagens geradas pelo dispositivo de imageamento 102. Em realizações alternativas, o dispositivo de memória 158 armazena quaisquer dados que permitam que o sistema de manufatura aditiva 100 opere conforme descrito no presente documento. Em algumas realizações, o processador 154 remove ou “purga” dados a partir do dispositivo de memória 158 com base na idade dos dados. Por exemplo, o processador 154 sobrescreve dados gravados e armazenados previamente associado a um tempo ou evento subsequente. Além disso, ou alternativamente, o processador 154 remove dados que excedem um intervalo de tempo predeterminado. Além disso, o dispositivo de memória 158 inclui, sem limitação, dados, algoritmos e comandos suficientes para facilitar o monitoramento e a medição de parâmetros de construção e as condições geométricas do componente 134 fabricado pelo sistema de manufatura aditiva 100.

[037] Em algumas realizações, o dispositivo de computação 156 inclui uma interface de apresentação 160 acoplada ao processador 154. A interface de apresentação 160 apresenta informações, tais como imagens geradas pelo dispositivo de imageamento 102, para um usuário. Em uma realização, a interface de apresentação 160 inclui um adaptador de visor (não mostrado) acoplado a um dispositivo de exibição (não mostrado), tal como um tubo de raios catódicos (CRT), um visor de cristal líquido (LCD), um visor de LED orgânico (OLED) ou um visor de "tinta eletrônica". Em algumas realizações, a interface de apresentação 160 inclui uma ou mais dispositivos de exibição. Além disso, ou alternativamente, a interface de apresentação 160 inclui um dispositivo de saída de áudio (não mostrado), por exemplo, sem limitação, um adaptador de áudio ou um alto-falante (não mostrado).

[038] Em algumas realizações, o dispositivo de computação 156 inclui uma interface de entrada de usuário 162. Na realização exemplificativa, a interface de entrada de usuário 162 é acoplada ao processador 154 e recebe entrada a partir do usuário 156. Em algumas realizações, a interface de entrada de usuário 162 inclui, por exemplo, sem limitação, um teclado, um dispositivo de apontamento, um mouse, uma caneta óptica, um painel sensível ao toque, tal como, sem limitação, um touch pad ou uma tela sensível ao toque, e/ou uma interface de entrada de áudio, tal como, sem limitação, um microfone. Em realizações adicionais, um único componente, tal como uma tela sensível ao toque, funciona tanto como um dispositivo de exibição de interface de apresentação 160 como uma interface de entrada de usuário 162.

[039] Na realização exemplificativa, uma interface de comunicação 164 é acoplada ao processador 154 e é configurada para ser acoplada em comunicação com um ou mais dispositivos adicionais, tais como o dispositivo de imageamento 102, e para realizar operações de entrada e saída em relação a estes dispositivos ao mesmo tempo em que atua como um canal de entrada. Por exemplo, em algumas realizações, a interface de comunicação 164 inclui, sem limitação, um adaptador de rede por fio, um adaptador de rede sem fio, um adaptador de telecomunicações móvel, um adaptador de comunicação serial ou um adaptador de comunicação paralela. A interface de comunicação 164 recebe um sinal de dados a partir de ou transmite um sinal de dados para um ou mais dispositivos remotos. Por exemplo, em uma realização alternativa, a interface de comunicação 164 do dispositivo de computação 156 se comunica com o controlador 130.

[040] A interface de apresentação 160 e a interface de comunicação 164 são ambas capazes de fornecer informações adequada para o uso com os métodos descritos no presente documento, tal como, fornecer informações para o usuário ou o processador 154. Consequentemente, a interface de apresentação 160 e a interface de comunicação 164 são denominadas como dispositivos de saída. De modo semelhante, a interface de entrada de usuário 162 e a interface de comunicação 164 têm capacidade para receber informações adequadas para o uso com os métodos descritos no presente documento e são denominadas como dispositivos de entrada.

[041] A Figura 2 é uma fotografia de uma imagem de exposição no tempo 200 gerada com o uso do dispositivo de imageamento 102 durante a operação do sistema de manufatura aditiva 100. A imagem de exposição no tempo 200 mostra uma poça de fusão que inclui uma pluralidade de rastreamentos 202. Como usado no presente documento, o termo “rastreamentos” se refere a uma série de linhas paralelas ao longo de um trajeto de fusão. Conforme mostrado na Figura 2, os rastreamentos 202 são luz alternada, isto é, mais intensa e escura, isto é, menos intensa. A direção de deslocamento de feixe 132 gera os rastreamentos alternados 202 que têm intensidade maior e intensidade menor. Em particular, a imagem de exposição no tempo 200 ilustra os rastreamentos 202 que têm uma intensidade maior ao longo do trajeto de feixe 132 em direção ao dispositivo de imageamento 102 e que têm uma intensidade menor ao longo do trajeto de feixe 132 em uma direção afastada a partir do dispositivo de imageamento 102. Em algumas realizações, a imagem de exposição no tempo 200 indica características da poça de fusão, tais como a intensidade de luz emitida pela poça de fusão. Por exemplo, na realização ilustrada, a imagem de exposição no tempo 200 inclui uma porção de alta intensidade 204, que indica um defeito na poça de fusão. Consequentemente, a imagem de exposição no tempo 200 facilita que os operadores façam ajustes para corrigir o defeito durante a formação de componentes subsequentes.

[042] As Figuras 3 e 4 são fotografias de imagens de exposição no tempo 300, 302 geradas com o uso do dispositivo de imageamento 102 durante a formação de um componente que inclui um acessório saliente 304. A imagem de exposição no tempo 300 ilustra que a poça de fusão retraiu, pelo menos parcialmente, adjacente a acessório saliente 304. A imagem de exposição no tempo 302 ilustra que o acessório saliente 304 foi, pelo menos parcialmente, preenchido durante a formação de camadas subsequentes. Os operadores que inspecionam e comparam as imagens de exposição no tempo 300, 302 determinarão quaisquer correções necessárias ao processo de manufatura para a formação de acessório saliente 304 nos componentes subsequentes.

[043] Em referência às Figuras 1 a 4, um método exemplificativo para a manufatura de uma peça com o uso do sistema de manufatura aditiva 100 inclui depositar uma primeira camada de particulado 114 na superfície 112. O obturador 146 do dispositivo de imageamento 102 é movido para a posição aberta e mantido na posição aberta. Em algumas realizações, o obturador 146 é mantido na posição aberta por mais do que 1 minuto. Na realização exemplificativa, o obturador 146 é mantido na posição aberta por um período de tempo em uma faixa entre cerca de 1 minuto e cerca de 10 minutos. Em realizações alternativas, o obturador 146 é mantido na posição aberta por qualquer período de tempo que permita que o dispositivo de imageamento 102 opere conforme descrito no presente documento.

[044] Na realização exemplificativa, o feixe 132 é direcionado à primeira camada de particulado 114 na superfície 112 e o particulado 114 é aquecido a um ponto de fusão. O particulado 114 funde, pelo menos parcialmente, para formar uma poça de fusão que emite luz. Em algumas realizações, o controlador 130 controla o sistema de manufatura aditiva 100 para dirigir o feixe 132 a partir da fonte de energia focada 104 em direção ao particulado 114. O controlador 130 controla o movimento dos galvanômetros 108 para varrer o feixe 132 através do particulado 114 na superfície 112 de acordo com um trajeto predeterminado definido pelo arquivo de construção para o componente 134 para formar um trajeto de fusão. A câmera 136 é posicionada em relação à superfície 112 de modo que o campo de visão da câmera 136 abranja uma porção do trajeto de fusão que define os rastreamentos 202. Na realização exemplificativa, a luz a partir da poça de fusão se desloca através da abertura 148 e atinge o sensor 140 enquanto o obturador 146 é mantido na posição aberta. O obturador 146 é movido para a posição fechada e a câmera 136 gera as imagens de exposição no tempo 200, 300 e 304 da poça de fusão. Em algumas realizações, a câmera gera uma imagem de exposição no tempo 200, 300, e 304 pelo menos da porção do trajeto de fusão que define os rastreamentos 202. Em algumas realizações, uma segunda camada de particulado 114 é depositada na superfície 112 e a segunda camada de particulado 114 é aquecida pelo feixe 132. Em realizações adicionais, a câmera 136 gera uma pluralidade de imagens de exposição no tempo 200, 300 e 304 de um componente. Na realização exemplificativa, a imagem de exposição no tempo 200, 300, e 304 é inspecionada para determinar as características da poça de fusão. Em algumas realizações, a imagem de exposição no tempo 200, 300, e 304 é comparada a uma imagem eletrônica do componente para determinar variações entre a imagem de exposição no tempo e a imagem eletrônica.

[045] Os sistemas e métodos descritos acima se referem a sistemas de manufatura aditiva, tais como sistemas de Fusão a Laser de Metal Direta (DMLM). As realizações descritas acima incluem uma fonte de energia focada e um dispositivo de imageamento. Durante a operação da fonte de energia focada, o dispositivo de imageamento gera uma imagem de exposição no tempo de um particulado fundido que forma uma poça de fusão. Em algumas realizações, a poça de fusão substancialmente inteira é capturada na imagem de exposição no tempo. A imagem de exposição no tempo ilustra a intensidade de luz por toda a poça de fusão. Em algumas realizações, a imagem de exposição no tempo é inspecionada para determinar variações e defeitos no processo de manufatura aditiva. Como resultado, os erros no processo de manufatura aditiva são corrigidos e o processo é aprimorado. Em algumas realizações, a imagem de exposição no tempo é usada em um processo de alimentação antecipada para aprimorar a manufatura de componentes subsequentes.

[046] Um efeito técnico exemplificativo dos métodos e sistemas descritos no presente documento inclui pelo menos um dentre: (a) imagear substancialmente toda a poça de fusão em uma única camada durante a formação de um componente; (b) determinar a intensidade de luz a partir da poça de fusão em pontos diferentes; (c) relacionar as imagens da poça de fusão às posições; (d) reduzir o tempo e os recursos exigidos para imagear a poça de fusão; (e) aumentar a compatibilidade de dispositivos de imageamento com sistemas de manufatura aditiva diferentes; (f) detectar defeitos durante o processo de manufatura aditiva; (g) reduzir o tempo de ciclo de desenvolvimento de produto; (h) aumentar o controle da máquina para geometrias precisas e (i) fornecer retroalimentação visual da poça de fusão.

[047] Algumas realizações envolvem o uso de um ou mais dispositivos eletrônicos ou de computação. Tais dispositivos incluem, tipicamente, um processador ou um controlador, tais como, sem limitação, uma unidade de processamento central (CPU) de propósito geral, uma unidade de processamento gráfico (GPU), um microcontrolador, uma matriz de portas programável em campo (FPGA), um processador de computador de conjunto de instruções reduzido (RISC), um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), um circuito lógico programável (PLC) e/ou qualquer outro circuito ou processador que tenha capacidade para executar as funções descritas no presente documento. Em algumas realizações, os métodos descritos no presente documento são codificados como instruções executáveis incorporadas em uma mídia legível por computador, que inclui, sem limitação, um dispositivo de armazenamento e/ou um dispositivo de memória. Essas instruções, quando executadas por um processador, fazem com que o processador realize pelo menos uma porção dos métodos descritos no presente documento. Os exemplos acima são apenas exemplificativos e, dessa forma, não são destinados a limitar, de nenhuma forma, a definição e/ou o significado do termo processador.

[048] As realizações exemplificativas para aperfeiçoar os parâmetros de construção para fazer componentes por manufatura aditiva são descritas acima em detalhes. O aparelho, os sistemas e os métodos não são limitados às realizações específicas descritas no presente documento, mas, em vez disso, as operações dos métodos e os componentes dos sistemas podem ser utilizados independente e separadamente de outras operações ou componentes descritos no presente documento. Por exemplo, os sistemas, os métodos e o aparelho descritos no presente documento podem ter outras aplicações industriais ou de consumidor e não são limitados à prática com componentes conforme descrito no presente documento. Em vez disso, uma ou mais realizações podem ser implantadas e utilizadas em conexão com outras indústrias.

[049] Embora funções específicas de várias realizações da invenção possam ser mostradas em algumas figuras e não em outras, isso é apenas para propósitos de conveniência. De acordo com os princípios da invenção, qualquer recurso de uma figura pode ser referenciado ou reivindicado em combinação com qualquer recurso de qualquer outra figura.

[050] Essa descrição escrita usa exemplos para revelar a invenção, que incluem o melhor modo, e também para capacitar qualquer pessoa versada na técnica a praticar a invenção, o que inclui fazer e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e realizar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram às pessoas versadas na técnica. Tais outros exemplos se destinam a estar dentro do escopo das reivindicações caso os mesmos tenham elementos estruturais que não se diferenciem da linguagem literal das reivindicações ou caso os mesmos incluam elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais da linguagem literal das reivindicações.

Lista de Componentes sistema de DMLM .................................100 dispositivo de imageamento.......................102 dispositivo de laser ............................104 óptica ..........................................106 Galvanômetros ...................................108 superfície ......................................110 particulado .....................................112 alojamento ......................................114 parede inferior..................................116 parede superior..................................118 parede lateral ..................................120 porta de visão ...............................122 distância.....................................124 eixo geométrico de imagem ....................126 ângulo .......................................128 Controlador...................................130 feixe.........................................132 componente ...................................134 câmera........................................136 lente.........................................138 sensor .......................................140 invólucro.....................................142 sistema de filtragem .........................144 obturador ....................................146 abertura .....................................148 espaço interno ...............................150 componente disparador.........................152 processador ................................. 154 dispositivo de computação.....................156 dispositivo de memória .......................158 Interface de apresentação ....................160 interface de entrada de usuário ..............162 interface de comunicação .....................164 imagem com lapso de tempo ....................200 rastreamentos.................................202 porção de alta intensidade....................204 imagem com lapso de tempo ....................300 imagem com lapso de tempo ....................302 recurso de suspensão .........................304 Reivindicações

Claims (10)

1. SISTEMA DE MANUFATURA ADITIVA (100) caracterizado pelo fato de que compreende: uma superfície (112) que retém um particulado (114); uma fonte de energia focada (104) configurada para gerar pelo menos um feixe (132) que se move ao longo da dita superfície para aquecer o particulado a um ponto de fusão criando um trajeto de fusão; e uma câmera (136) configurada para gerar uma imagem (200, 300, 302) da dita superfície conforme o pelo menos um feixe se move ao longo da dita superfície, sendo que a dita câmera tem um campo de visão, a dita câmera é posicionada em relação à dita superfície de modo que o campo de visão abranja uma porção do trajeto de fusão que define uma pluralidade de rastreamentos (202), em que a dita câmera gera uma imagem de exposição no tempo pelo menos da porção do trajeto de fusão que define a pluralidade de rastreamentos.

2. SISTEMA DE MANUFATURA ADITIVA (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um processador (154) para processar a imagem de exposição no tempo (200, 300, 302), sendo que o dito processador é configurado para reconhecer diferenças em intensidade de luz dentro da imagem de exposição no tempo.

3. SISTEMA DE MANUFATURA ADITIVA (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um obturador (146) posicionável entre uma posição aberta que permite que a luz se desloque através de uma abertura (148) e uma posição fechada que impede que a luz se desloque através da abertura, em que o obturador controla o tempo de exposição da câmera (136).

4. SISTEMA DE MANUFATURA ADITIVA (100), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um disparador (152) acoplado à dita câmera (136), sendo que o dito disparador é configurado para controlar o posicionamento do dito obturador (146).

5. MÉTODO PARA MANUFATURA DE UMA PEÇA (134) com o uso de um sistema de manufatura aditiva (100), sendo que o dito método é caracterizado pelo fato de que compreende: depositar uma camada de particulado (114) em uma superfície (112); aquecer o particulado a um ponto de fusão do particulado com o uso de uma fonte de energia focada (104); direcionar um feixe (132) da fonte de energia focada para o particulado; formar uma poça de fusão do particulado, em que a dita poça de fusão emite uma luz de poça de fusão; mover o feixe da fonte de energia focada para gerar um trajeto de poça de fusão; expor uma câmera (136) à luz de poça de fusão; e gerar uma imagem de exposição no tempo (200, 300, 302) de pelo menos uma porção do trajeto de poça de fusão com a câmera.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que mover um feixe (132) da fonte de energia focada (104) compreende mover um feixe da fonte de energia focada ao longo de filas no particulado (114), em que as filas no particulado formam uma pluralidade de rastreamentos (202).

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente posicionar um obturador (146) de uma câmera (136) em uma posição aberta por um período de tempo mais longo do que aproximadamente 1 minuto.

8. DISPOSITIVO DE IMAGEAMENTO (102) para uso em um sistema de manufatura aditiva (100) que inclui uma superfície (112) que retém um particulado (114) e uma fonte de energia focada (104) configurada para gerar pelo menos um feixe (132) que se move ao longo da superfície para aquecer o particulado a um ponto de fusão, sendo que o dito dispositivo de imageamento é caracterizado pelo fato de que compreende: uma câmera (136) que compreende: um sensor (140); um revestimento (142) que define uma abertura (148) para que a luz se desloque através do dito sensor e atinja o mesmo; e um disparador (152) configurado para receber um sinal relacionado a uma característica de operação da fonte de energia focada e para controlar o deslocamento de luz através da abertura com base no sinal, de modo que a dita câmera gere uma imagem de exposição no tempo (200, 300, 302) do particulado durante a operação da fonte de energia focada.

9. DISPOSITIVO DE IMAGEAMENTO (102), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um obturador (146) posicionável entre uma posição aberta que permite que a luz se desloque através da abertura (148) e uma posição fechada que impede que a luz se desloque através da abertura, em que o dito disparador é configurado para reter o dito obturador na posição aberta por um período de tempo mais longo do que aproximadamente 1 minuto.

10. DISPOSITIVO DE IMAGEAMENTO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um processador (154) para processar a imagem de exposição no tempo (200, 300, 302), em que o dito processador é configurado para detectar a intensidade de luz na imagem de exposição no tempo.