CN113661048A - 通过增材制造以生产物体的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

用于通过增材制造来生产物体的方法包括以下步骤：‑通过第一确定单元确定在电磁辐射的束的第一位置处所述电磁辐射的束的特性，并且优选地，同时通过第二确定单元确定在第二位置处所述电磁辐射的束的所述特性；‑在考虑了由所述第一确定单元确定的所述电磁辐射的束的所述特性的情况下，通过所述控制单元校准所述第二确定单元。用于通过增材制造来制造物体的设备。

Description

通过增材制造以生产物体的方法和设备
技术领域
根据第一方面，本公开涉及用于使用一设备通过增材制造来生产物体的方法。
根据第二方面，本公开涉及用于通过增材制造来制造物体的设备。
背景技术
3D打印或增材制造是指用于制造三维物体的多种不同工艺中的任何一种，其中在计算机控制下结合或固化材料以创建三维物体，其中通常是逐层地将材料添加在一起。对于制造例如大批量的聚合物产品，诸如注塑成型的传统技术可能较便宜，但是在生产相对少量的三维物体时，3D打印或增材制造可以更快、更灵活且更便宜。
三维物体可以通过以层状的方式选择性地固化粉末材料以生产三维(3D)物体被生产。特别地，可以使用计算机控制的增材制造设备，该设备顺序地烧结多个层以便以逐层的方式构建所需的物体。主要使用增材过程，其中在计算机控制下铺设连续的材料层。这些物体几乎可以是任何形状或几何结构，并且由3D模型或其他电子数据源来生成。
例如，为了打印三维物体，通过计算机设计包或通过3D扫描仪来创建可打印的模型。通常，输入是3D CAD文件，诸如STL文件、STEP文件或IGS文件。在从CAD文件打印该物体之前，将由软件处理该文件，该软件将模型转换为一系列的薄的顺序层。此外，生成设备设定和矢量以用于控制该顺序层的每一层的创建。
由计算机控制的增材制造设备所包括的固化装置(优选地为激光器)遵循这些设定和矢量来固化连续的材料层，以便从一系列横截面构建3D物体。对应于来自CAD模型的虚拟横截面的这些层在此过程期间同时结合或融合以创建最终的3D物体。
用于打印三维物体的已知系统包括：
加工室，所述加工室用于接收通过暴露于电磁辐射而能够被固化的粉末材料的熔池；
支撑件，所述支撑件用于相对于所述粉末材料的熔池的表面水平定位所述物体；
固化装置，所述固化装置被布置成用于在所述水平表面上发射电磁辐射的束，用于固化所述粉末材料的选择性部分；和
控制单元，所述控制单元用于控制所述设备。
已知系统(特别是对于通过增材制造来生产金属物体的已知系统)的挑战之一是如何在实现相对大的制造输出的同时进一步提高所制造的物体的质量。
发明内容
本公开的目的是提供通过增材制造来生产物体的设备和方法，该设备和方法允许在实现相对大的制造输出的同时提高所制造的物体的质量。
该目的通过根据本公开的方法使用一设备来实现，该设备包括：
第一确定单元，所述第一确定单元用于确定所述电磁辐射的束在所述电磁辐射的束的第一位置处的特性；
第二确定单元，所述第二确定单元用于确定所述电磁辐射的束在第二位置处的所述特性，其中所述第二位置相对于所述第一位置、与在使用中沿着所述电磁辐射的束朝向所述固化装置移位的位置相关，或者其中所述第二位置沿着电磁辐射的另一束，其中所述电磁辐射的另一束是从所述电磁辐射的束分离出的。
通过设置第一确定单元，可以在第一位置处确定所述电磁辐射的束的特性。为此目的，第一确定单元被布置和定位成用于确定所述电磁辐射的束在所述电磁辐射的束的所述第一位置处的特性。换言之，第一确定单元被布置和定位成使得所述电磁辐射的束在所述电磁辐射的束的所述第一位置处的特性是可确定的。第一位置可以例如定位在与所述粉末材料的熔池的水平表面相关的位置处。第一位置可以例如设置在加工室中的与所述粉末材料的熔池的所述水平表面的高度相同的高度处。这样的第一位置有利于获得关于所述电磁辐射的束的信息，其中在所述第一位置处的所述特性可以等于或至少非常类似于在生产所述物体时固化所述粉末材料的实际过程期间在固化所述粉末材料的位置处的所述电磁辐射的束的特性。
本公开至少部分地依赖于以下见解：确定在制造所述物体的过程期间在粉末材料被固化的加工位置处电磁辐射的束的特性可以有利于实现相对高的产品质量。在考虑了由第一确定单元确定的特性的情况下，例如可以主动地控制固化装置以便校正在制造过程期间被检测到的所述电磁辐射的束的特性的变化。然而，该第一位置可能不利于实现相对较大的制造输出。例如，第一位置可能需要将电磁辐射的束从加工位置移开，并且由此中断所述电磁辐射的束与所述粉末材料的相互作用，从而增加了加工时间并且潜在地对产品质量产生负面影响。
通过设置第二确定单元，可以在所述电磁辐射的束的第二位置处确定所述电磁辐射的束的所述特性。为此目的，第二确定单元被布置和定位成用于确定所述电磁辐射的束在所述电磁辐射的束的所述第二位置处的特性。换言之，第二确定单元被布置和定位成使得所述电磁辐射的束在所述电磁辐射的束的所述第二位置处的特性是可确定的。第二位置可以或者相对于所述第一位置与在使用中沿着所述电磁辐射的束朝向所述固化装置移位的位置有关，或者与沿着电磁辐射的另一束的位置有关，其中所述电磁辐射的另一束是从所述电磁辐射的束分离出的。以这种方式，在无需中断制造过程的情况下，可以在所述材料的制造过程期间确定所述特性。第二确定单元有利于在确定所述电磁辐射的束的特性的同时允许相对大的制造输出。
确定所述电磁辐射的束在所述第二位置处的特性的缺点在于：例如由所述第二确定单元确定的所述特性的值可能不同于例如在所述第一位置处和所述加工位置处的所述特性的值。根据本公开的第一方面的方法克服了该缺点，因为该方法包括以下步骤：
确定步骤，通过所述第一确定单元确定所述电磁辐射的束在所述电磁辐射的束的所述第一位置处的所述特性，并且优选地，同时通过所述第二确定单元确定在所述第二位置处的所述特性；
校准步骤，在考虑了由所述第一确定单元确定的所述电磁辐射的束的所述特性的情况下，通过所述控制单元校准所述第二确定单元。
通过确定所述电磁辐射的束在所述第一位置和所述第二位置处的所述特性、并且在考虑了由所述第一确定单元确定的所述电磁辐射的束的所述特性的情况下校准第二确定单元，可以在实现较大的制造输出的同时获得所制造的物体的相对高质量。通过使用第一确定单元的测量结果校准第二确定单元，可以通过所述第二确定单元获得所述特性的值，该值与在所述第一位置处的所述特性的所述值相对良好地相关。
优选地，控制单元能够通信地联接到第一确定单元和第二确定单元以用于所述校准。
优选地，所述第一确定单元和所述第二确定单元同时确定所述电磁辐射的束的所述特性。这有利于在例如由所述第一确定单元确定的所述特性的值与由所述第二确定单元确定的所述特性的值之间实现相对高的关联因子。
在一实施例中，所述特性是所述电磁辐射的束的功率、焦散和聚焦位置中的至少一者。
有利的是，所述方法进一步包括以下步骤：
移位步骤，在执行所述确定步骤之前，通过移位单元使所述电磁辐射的束相对于所述第一确定单元移位。
使所述电磁辐射的束移位有利于允许在所述设备内部的相对实用的位置处确定所述特性。例如，可以选择第一位置，使得第一确定单元不受加工室中所存在的环境条件的影响，或仅在有限程度上受到加工室中所存在的环境条件的影响。例如，可以将第一确定单元维持在一位置中，其中温度被控制到对第一确定单元有利的水平。
在根据本公开的第一方面的方法的一非常实用的实施例中，所述第二确定单元被布置成用于检测在所述物体的所述制造期间所述电磁辐射的束在所述第二位置处的所述特性，
其中，所述方法进一步包括以下步骤：
控制步骤，在考虑了在所述物体的所述制造期间所述电磁辐射的束在所述第二位置处的所检测的特性的情况下，通过所述控制单元来控制所述固化装置；
其中，在所述校准步骤之后执行所述控制步骤。
在制造期间，在考虑了所述检测的特性的情况下，控制所述固化装置有利于补偿所述特性的在物体的制造期间可能发生的变化，并且由此实现相对较高的产品质量。
优选地，在所述控制步骤期间，控制所述固化装置使得所述电磁辐射的束的所述特性基本上维持恒定。这有利于在物体的制造期间实现相对恒定的固化过程，并由此实现相对较高的产品质量。
如果所述设备包括容纳所述第一确定单元的测量室，则是有益的。该测量室有利于实现第一确定单元可以处于有利的环境条件中。测量室例如可以维持在对第一确定单元有利的预定的温度范围内。
优选地，所述测量室与所述加工室分开。与加工室分开的测量室有利于实现第一确定单元不受加工室中所存在的环境条件的影响或仅在有限程度上受到加工室中所存在的环境条件的影响。
在这方面，如果在所述移位步骤期间，通过所述移位单元使所述固化装置相对于所述第一确定单元移位来使所述电磁辐射的束移位，则是有利的。这有利于允许在距离所述加工室相对较大的距离处设置所述测量室，从而实现第一确定单元可以处于有利的环境条件。
如果所述第一位置使得由所述第一确定单元确定的所述电磁辐射的束的所述特性的值是对所述电磁辐射的束在所述水平表面处的所述特性的绝对度量，则是有利的。这有利于允许比较来自单个设备的不同固化装置的电磁辐射的束特性或来自不同设备的不同固化装置的电磁辐射的束的特性。
优选地，所述设备包括多个所述固化装置和对应的多个所述第二确定单元，其中所述第二确定单元中的每一个与所述多个固化装置中的一固化装置相关联，以确定在使用中从对应的所述固化装置发射的所述电磁辐射的束的所述特性；其中，所述方法包括以下步骤：
对于所述固化装置中的每一个，通过所述第一确定单元确定所述电磁辐射的束在所述电磁辐射的束的所述第一位置处的所述特性，并且优选地，同时通过对应的所述第二确定单元确定所述电磁辐射的束在所述第二位置处的所述特性；
在考虑了由所述第一确定单元确定的所述电磁辐射的束的所述特性的情况下，通过所述控制单元校准对应的所述第二确定单元中的每一个。
可替代地，第二确定单元被布置成用于确定在第二位置处的与所述电磁辐射的束的所述特性相关的另一特性，其中，所述第二位置相对于所述第一位置、与在使用中沿着所述电磁辐射的束朝向所述固化装置移位的位置相关，或者其中所述第二位置沿着电磁辐射的另一束，其中所述电磁辐射的另一束是从所述电磁辐射的束分离出的。
优选地，所述另一特性是所述电磁辐射的束的功率、焦散和聚焦位置中的至少一者。
优选地，所述固化装置包括所述第二确定单元。
在根据本公开的第一方面用于使用一设备通过增材制造来生产物体的方法的另一实施例中，所述设备包括：
所述加工室，所述加工室用于接收通过暴露于电磁辐射而能够被固化的所述粉末材料的熔池；
所述支撑件，所述支撑件用于相对于所述粉末材料的熔池的水平表面定位所述物体；
所述固化装置，所述固化装置被布置成用于发射电磁辐射的束到所述水平表面上，用于固化所述粉末材料的选择性部分；其中所述固化装置包括所述第二确定单元，所述第二确定单元用于确定所述电磁辐射的束在所述第二位置处的所述特性，
所述第一确定单元，所述第一确定单元用于确定所述电磁辐射的束在所述电磁辐射的束的所述第一位置处的所述特性；和
所述控制单元，所述控制单元用于控制所述设备；
其中，所述方法包括以下步骤：
确定步骤，通过所述第一确定单元确定所述电磁辐射的束在所述电磁辐射的束的所述第一位置处的所述特性，并且优选地，同时通过所述第二确定单元确定在所述第二位置处的所述特性；
校准步骤，在考虑了由所述第一确定单元确定的所述电磁辐射的束的所述特性的情况下，通过所述控制单元校准所述第二确定单元。
根据第二方面，本公开涉及一种用于通过增材制造来制造物体的设备，所述设备包括：
加工室，所述加工室用于接收通过暴露于电磁辐射而能够被固化的粉末材料的熔池；
支撑件，所述支撑件用于相对于所述粉末材料的熔池的水平表面定位所述物体；
固化装置，所述固化装置被布置成用于发射电磁辐射的束到所述水平表面上，用于固化所述粉末材料的选择性部分；
第一确定单元，所述第一确定单元用于在使用中确定所述电磁辐射的束在所述电磁辐射的束的第一位置处的特性；
第二确定单元，所述第二确定单元用于在使用中确定所述电磁辐射的束在第二位置处的所述特性，其中所述第二位置相对于所述第一位置、在使用中沿着所述电磁辐射的束朝向所述固化装置移位，或者其中所述第二位置沿着电磁辐射的另一束，其中所述电磁辐射的另一束是从所述电磁辐射的束分离出的；和
控制单元，所述控制单元被布置成在考虑了由所述第一确定单元在使用中确定的所述电磁辐射的束的所述特性的情况下，校准所述第二确定单元。
根据第二方面的设备的实施例对应于根据本公开的第一方面的方法的实施例。根据第二方面的设备的优点对应于根据本公开的第一方面的方法的先前呈现的优点。
优选地，所述第一确定单元和/或所述第二确定单元被布置成用于确定以下项中的至少一者：
所述电磁辐射的束的功率、焦散和聚焦位置。
优选地，第一确定单元被布置和定位成用于确定所述电磁辐射的束在所述电磁辐射的束的所述第一位置处的特性。换言之，第一确定单元被布置和定位成使得所述电磁辐射的束在所述电磁辐射的束的所述第一位置处的特性是可确定的。
优选地，第二确定单元被布置和定位成用于确定所述电磁辐射的束在所述电磁辐射的束的所述第二位置处的特性。换言之，第二确定单元被布置和定位成使得所述电磁辐射的束在所述电磁辐射的束的所述第二位置处的特性是可确定的。
如果所述设备包括被布置成用于使所述电磁辐射的束相对于所述第一确定单元移位的移位单元，则是有利的。设置移位单元有利于使所述电磁辐射的束相对于所述第一确定单元移位，并由此允许在所述设备内部的相对实用的位置处确定所述特性。例如，可以选择第一位置，使得第一确定单元不受加工室中所存在的环境条件的影响，或仅在有限程度上受到加工室中所存在的环境条件的影响。例如，可以将第一确定单元维持在一位置中，其中温度被控制到对第一确定单元有利的水平。
优选地，所述设备包括容纳所述第一确定单元的测量室。这有利于实现第一确定单元可以处于有利的环境条件中。测量室例如可以维持在对第一确定单元有利的预定的温度范围内。
在这点上，如果所述测量室与所述加工室分开，则是有利的。与加工室分开的测量室有利于实现第一确定单元不受加工室中所存在的环境条件的影响或仅在有限程度上受到加工室中所存在的环境条件的影响。
在这点上，如果所述移位单元被布置成使所述固化装置相对于所述第一确定单元移位，则是有利的。这有利于允许在距离所述加工室相对较远的距离处设置所述测量室，从而实现第一确定单元可以处于有利的环境条件。
优选地，所述第一位置使得在所述设备的使用中由所述第一确定单元确定的所述电磁辐射的束的所述特性的值是对所述电磁辐射的束在所述水平表面处的所述特性的绝对度量。
在根据第二方面的设备的实施例中，所述第二位置使得所述电磁辐射的束的所述特性在所述物体的所述制造期间在所述第二位置处是可确定的。确定在制造期间在所述第二位置处的所述特性有利于允许：在所述物体的制造期间，在考虑了所述检测到的特性的情况下，控制所述固化装置以便补偿所述特性在物体的制造期间可能发生的变化，并且由此实现相对较高的产品质量
优选地，所述固化装置包括所述第二确定单元。
附图说明
接下来将通过附图来解释根据本公开的设备和方法。在图中：
图1：示出了根据本公开的第二方面的设备的示意性概览。
图2：示出了根据本公开的第二方面的另一系统的示意性概览。
图3：示出了根据本公开的第一方面的方法的示意性概览；
图4：示出了根据本公开的第一方面的另一方法的示意性概览。
具体实施方式
图1示出了用于通过增材制造来生产物体2的设备1的概览。设备1由多个框架部分11、12、13构成。该设备包括加工室3，该加工室3用于接收能够被固化的材料4的熔池(bath)。在下部框架部分11中形成轴，其中设置支撑件5以用于相对于材料4的熔池的水平表面L对物体2(或甚至多个物体)进行定位。支撑件5能够移动地设置在轴中，使得在层固化之后，支撑件5可以降低，并且可以在物体2的已经形成的部分的顶部上固化另一层材料。在设备1的顶部部分13中设置固化装置7，用于固化所述材料4的选择性部分。在所示的实施例中，固化装置7是激光装置，该激光装置被布置成用于产生激光形式的电磁辐射，以熔化在支撑件5上所提供的粉末材料4，然后该粉末材料在冷却之后形成待生产的物体2的固化部分。然而，本发明不限于该类型的固化装置。可以看出，借助于包括偏转器单元15的移位单元来偏转由激光装置7发射的电磁辐射9，该偏转器单元15使用可旋转的光学元件17以朝向材料4的层的表面L引导发射的辐射9。取决于偏转器单元15的位置，例如可以根据射线19、21来发射辐射。
设备1进一步包括第一确定单元23、第二确定单元25和控制单元31。第一确定单元23可以例如包括用于在第一位置处检测所述电磁辐射9的束的功率、焦散和/或聚焦位置的检测器。所述第一位置对应于所述水平表面L的高度。第一确定单元23设置在测量室33中。测量室33被设置成靠近加工室3，并且优选地该测量室33至少部分地与加工室3热解耦(thermally decouple)。替代热解耦或者除了热解耦之外，测量室33可以联接到调节装置(未示出)用于调节所述测量室33的接收空间的，由此将所述第一确定单元23维持处在经调节的环境中。当确定所述电磁辐射9的束的所述特性时，将所述第一确定单元23维持处在经调节的环境中有利于减少由于第一确定单元23造成的测量误差。
第二确定单元25设置在第二位置处。该第二位置相对于所述第一位置在使用中沿着所述电磁辐射9的束朝向所述固化装置7移位。第二确定单元25可以例如包括用于检测所述电磁辐射9的束的功率、焦散和/或聚焦位置的检测器。可替代地，所述固化装置7可以包括所述第二确定单元25。
控制单元31能够通信地联接至所述第一确定单元23、所述第二确定单元25和所述固化装置7。将第一确定单元23和第二确定单元25两者通信地联接到控制单元31，有利于在考虑了由所述第一确定单元23确定的所述电磁辐射9的束的所述特性的情况下，由所述控制单元31校准所述第二确定单元25。
设备101与设备1的主要区别在于：所述第二位置沿着电磁辐射10的另一束，其中所述电磁辐射10的另一束是从所述电磁辐射9的束分离出。沿着所述电磁辐射10的另一束定位所述第二位置允许检测在所述物体2的所述制造期间所述电磁辐射的束在所述第二位置处的所述特性，同时减少或至少最小化由第二确定单元25在所述电磁辐射9的束上引起的任何干扰。设备101的与设备1的元件类似的元件设有与设备1中的元件的附图标记相同的附图标记。
方法201包括：通过移位单元15使所述电磁辐射9的束相对于所述第一确定单元23移位的移位步骤207。在该移位步骤207期间，通过所述偏转器单元15使电磁辐射9的束朝向所述第一确定单元23偏转，使得所述电磁辐射9的束撞击到所述第一确定单元23上，以确定所述电磁辐射9的束的所述特性。
方法201进一步包括：通过所述第一确定单元23确定所述电磁辐射9的束在所述电磁辐射9的束的所述第一位置处的所述特性的确定步骤203。在确定步骤203期间，第二确定单元25还确定在所述第二位置处的所述特性。
在所述第一位置和所述第二位置处确定所述电磁辐射9的束的所述特性之后，由所述控制单元31执行校准步骤205。在所述校准步骤205期间，在考虑了由所述第一确定单元23确定的所述电磁辐射9的束的所述特性的情况下，校准所述第二确定单元25。换言之，所述第二确定单元25的输出被转换为所述第一确定单元23的输出。
在所述物体2的制造期间，可以在控制步骤209期间使用经校准的第二确定单元25。在控制步骤209期间，通过所述控制单元31，在考虑了所述电磁辐射9的束在所述第二位置处的所检测的特性的情况下，控制所述固化装置7。优选地，在所述控制步骤209期间，控制所述固化装置7使得所述电磁辐射9的束的所述特性基本上维持恒定。
方法301与方法201的主要区别在于：通过所述第二确定单元25在另一确定步骤211期间确定电磁辐射9的束的所述特性。在两个不同的步骤203和211期间确定在第一位置处的特性和在第二位置处的特性。方法301的与方法201的步骤类似的步骤设有与方法201中的步骤的附图标记相同的附图标记。

Claims (17)

1.一种使用一设备(1、101)通过增材制造来生产物体(2)的方法(201、301)，所述设备(1、101)包括：
加工室(3)，所述加工室(3)用于接收通过暴露于电磁辐射而能够被固化的粉末材料(4)的熔池；
支撑件(5)，所述支撑件(5)用于相对于所述粉末材料(4)的熔池的水平表面(L)定位所述物体(2)；
固化装置(7)，所述固化装置(7)被布置成用于发射电磁辐射(9)的束到所述水平表面(L)上，用于固化所述粉末材料(4)的选择性部分；
第一确定单元(23)，所述第一确定单元(23)用于确定所述电磁辐射(9)的束在所述电磁辐射(9)的束的第一位置处的特性；
第二确定单元(25)，所述第二确定单元(25)用于确定所述电磁辐射(9)的束在第二位置处的所述特性，其中所述第二位置相对于所述第一位置、与在使用中沿着所述电磁辐射(9)的束朝向所述固化装置(7)移位的位置相关，或者其中所述第二位置沿着电磁辐射(27)的另一束，其中所述电磁辐射(27)的另一束是从所述电磁辐射(9)的束分离出的；和
控制单元(31)，所述控制单元(31)用于控制所述设备(1、101)；
其中，所述方法(201、301)包括以下步骤：
确定步骤(203)，通过所述第一确定单元(23)确定所述电磁辐射(9)的束在所述电磁辐射(9)的束的所述第一位置处的所述特性，并且优选地，同时通过所述第二确定单元(25)确定在所述第二位置处的所述特性；
校准步骤(205)，在考虑由所述第一确定单元(23)确定的所述电磁辐射(9)的束的所述特性的情况下，通过所述控制单元(31)校准所述第二确定单元(25)。
2.根据权利要求1所述的用于生产物体的方法(201、301)，其中，所述特性是所述电磁辐射的束的功率、焦散和聚焦位置中的至少一者。
3.根据权利要求1或2所述的用于生产物体的方法(201、301)，其中，所述方法(201、301)进一步包括以下步骤：
移位步骤(207)，在执行所述确定步骤之前，通过移位单元(15)使所述电磁辐射(9)的束相对于所述第一确定单元(23)移位。
4.根据前述权利要求中任一项所述的用于生产物体的方法(201、301)，其中，所述第二确定单元被布置成用于检测在所述物体的所述制造期间所述电磁辐射的束在所述第二位置处的所述特性，
其中，所述方法进一步包括以下步骤：
控制步骤(209)，在考虑在所述物体的所述制造期间所述电磁辐射的束在所述第二位置处的所检测的特性的情况下，通过所述控制单元来控制所述固化装置；
其中，在所述校准步骤之后执行所述控制步骤。
5.根据权利要求4所述的用于生产物体的方法(201、301)，其中，在所述控制步骤期间，控制所述固化装置使得所述电磁辐射的束的所述特性基本上维持恒定。
6.根据前述权利要求中任一项所述的用于生产物体的方法(201、301)，其中，所述设备包括容纳所述第一确定单元(23)的测量室(33)。
7.根据权利要求6所述的用于生产物体的方法(201、301)，其中，所述测量室(33)与所述加工室(3)分开。
8.根据前述权利要求中任一项所述的用于生产物体的方法(201、301)，其中，所述第一位置使得由所述第一确定单元确定的所述电磁辐射的束的所述特性的值是对所述电磁辐射的束在所述水平表面处的所述特性的绝对度量。
9.根据前述权利要求中任一项所述的用于生产物体的方法，其中，所述设备包括多个所述固化装置和对应的多个所述第二确定单元，其中所述第二确定单元中的每一个与所述多个固化装置中的固化装置相关联，用于确定在使用中从对应的所述固化装置发射的所述电磁辐射的束的所述特性；
其中，所述方法包括以下步骤：
对于所述固化装置中的每一个，通过所述第一确定单元确定所述电磁辐射的束在所述电磁辐射的束的所述第一位置处的所述特性，并且优选地，同时通过对应的所述第二确定单元确定在所述第二位置处的所述特性；
在考虑由所述第一确定单元确定的所述电磁辐射的束的所述特性的情况下，通过所述控制单元校准对应的所述第二确定单元中的每一个。
10.一种用于通过增材制造来制造物体(2)的设备(1、101)，所述设备(1、101)包括：
加工室(3)，所述加工室(3)用于接收通过暴露于电磁辐射而能够被固化的粉末材料(4)的熔池；
支撑件(5)，所述支撑件(5)用于相对于所述粉末材料(4)的熔池的水平表面(L)定位所述物体(2)；
固化装置(7)，所述固化装置(7)被布置成用于发射电磁辐射(9)的束到所述水平表面(L)上，用于固化所述粉末材料(4)的选择性部分；
第一确定单元(23)，所述第一确定单元(23)用于在使用中确定所述电磁辐射(9)的束在所述电磁辐射(9)的束的第一位置处的特性；
第二确定单元(25)，所述第二确定单元(25)用于在使用中确定所述电磁辐射(9)的束在第二位置处的所述特性，其中所述第二位置相对于所述第一位置、在使用中沿着所述电磁辐射(9)的束朝向所述固化装置(7)移位，或者其中所述第二位置沿着电磁辐射(27)的另一束，其中所述电磁辐射(27)的另一束是从所述电磁辐射(9)的束分离出的；和
控制单元(31)，所述控制单元(31)被布置成在考虑在使用中由所述第一确定单元(23)确定的所述电磁辐射(9)的束的所述特性的情况下，校准所述第二确定单元(25)。
11.根据权利要求10所述的用于制造物体的设备，其中，所述第一确定单元和/或所述第二确定单元被布置成用于确定以下项中的至少一者：
所述电磁辐射的束的功率、焦散和聚焦位置。
12.根据权利要求10或11所述的用于制造物体的设备，其中，所述设备包括移位单元，所述移位单元被布置成使所述电磁辐射的束相对于所述第一确定单元移位。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的用于制造物体的设备，其中，所述设备包括容纳所述第一确定单元的测量室。
14.根据权利要求13所述的用于制造物体的设备，其中，所述测量室与所述加工室分开。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的用于制造物体的设备，其中，所述第一位置使得在所述设备的使用中由所述第一确定单元确定的所述电磁辐射的束的所述特性的值是对所述电磁辐射的束在所述水平表面处的所述特性的绝对度量。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的用于制造物体的设备，其中，所述第二位置使得在所述物体的所述制造期间在所述第二位置处能够确定所述电磁辐射的束的所述特性。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的用于制造物体的设备，其中，所述固化装置包括所述第二确定单元。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160184893A1 (en) * 2014-08-22 2016-06-30 Sigma Labs, Inc. Method and system for monitoring additive manufacturing processes
US20180348492A1 (en) * 2017-05-30 2018-12-06 General Electric Company Calibration systems for calibrating build platforms of additive manufacturing systems and related program products
US20180354034A1 (en) * 2014-11-24 2018-12-13 Additive Industries B.V. Apparatus for producing an object by means of additive manufacturing
WO2019059761A1 (en) * 2017-09-21 2019-03-28 Additive Industries B.V. METHOD OF CALIBRATING AN APPARATUS FOR PRODUCING AN OBJECT USING ADDITIVE MANUFACTURE

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2013861B1 (en) * 2014-11-24 2016-10-11 Additive Ind Bv Apparatus for producing an object by means of additive manufacturing.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160184893A1 (en) * 2014-08-22 2016-06-30 Sigma Labs, Inc. Method and system for monitoring additive manufacturing processes
US20180354034A1 (en) * 2014-11-24 2018-12-13 Additive Industries B.V. Apparatus for producing an object by means of additive manufacturing
US20180348492A1 (en) * 2017-05-30 2018-12-06 General Electric Company Calibration systems for calibrating build platforms of additive manufacturing systems and related program products
WO2019059761A1 (en) * 2017-09-21 2019-03-28 Additive Industries B.V. METHOD OF CALIBRATING AN APPARATUS FOR PRODUCING AN OBJECT USING ADDITIVE MANUFACTURE

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