CN114302782B - 使用增材制造技术制造三维工件的设备和系统 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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。
对照射射束在照射平面上的光斑进行检测可以被理解为对照射射束在照射平面上的光斑的特征或特性进行检测，即光斑的几何特征或特性(如形状和/或位置)和/或强度分布和/或光谱。特别地，考虑到从整个本公开所描述的根据示例实施例的方法，照射射束的光斑在照射平面上的位置(相应地，照射射束的光斑在光学检测单元的视场中的位置和/或光斑相对于另一光斑或特征的相对位置)看起来是有利的。因此，照射射束的光斑的位置可以是在光学检测单元的视场内例如相对于布置在设备中的另一光斑或另一特征的位置，使得光斑的位置不一定与光斑的绝对位置相关。应当指出的是，随后无论何时说明时，照射射束在照射平面上的位置仅是示例性的，并且可以被理解为照射射束在照射平面上的光斑的任何特征或特性，特别是如上文所述的。
在整个本公开中，任何关于照射射束的光斑的引用可以涉及例如单个圆形或其他形状的标记，或者涉及照射射束的图案或其他空间布置。在一些示例中，这种图案或空间布置可能是通过将照射射束适当地扫描在照射平面上而产生的。
特别有利的是将物镜相对于射束照射的照射射束路径布置在光学检测器和偏转器单元(例如，照射射束扫描器)之间，因为这特别使得能够实现用于对光学检测单元的焦距进行调节的紧凑的装备。此外，相反地，偏转器单元和照射平面之间的透镜可能不利地导致必须使用相对大的透镜，该透镜可能不用于调节光学检测单元的焦距，而可能仅用于焦点跟踪。
考虑到给定的光学检测器和物镜的高分辨率，可以实现用于质量控制的在层被照射之前和/或之后的各个层。透镜可以是远心的或者向心的。在具有足够的放大倍数的情况下，可以对照射射束的光斑(例如照射射束的光斑直径)进行在线监测、或者对单个照射射束相对于照射平面的水平的焦点位置进行监测。
在一些示例中，光学探测单元被配置成根据以下各项中的一项或多项对照射射束在照射平面上的光斑(例如，光斑的位置)进行检测：从照射平面散射的照射射束、从照射平面反射的照射射束、由冲击到照射平面上的照射射束导致的热致热辐射、以及发射的过程光，特别是来自由冲击到照射平面上的照射射束导致的熔融池的过程光。
在一些示例中，该设备进一步包括用于对光学检测单元的焦距进行调节的焦距调节单元。由此可以提高照射平面的图像的分辨率。
应当注意，在整个本公开中，关于“图像”等的任何引用可以另外地或替代地应用于一个或多个图像系列和/或一个或多个视频。
在装置的一些示例中，物镜的焦点是可调节节的。通过调节物镜的焦点，可以调节光学检测单元的焦距。
在一些示例中，装置进一步包括具有可调节的焦距的第二透镜。通过调节第二透镜的焦距，可以调节光学检测单元的焦距。
在一些示例中，该装置进一步包括图像处理单元，该图像处理单元被配置成将照射平面的部分的由光学检测单元拍摄的多个图像拼接在一起，以获得照射平面的整个表面的图像。与对照射平面的整个表面拍摄单个图像相比，当拍摄照射平面的部分的多个图像并随后将这些多个图像拼接在一起时，分辨率可以提高。另外地或可替代地，可以使用特别是用于所谓的超分辨率成像的一个或多个分辨率增强软件算法。
在一些示例中，该装置进一步包括所述照射系统，其中，光学检测单元被布置成相对于照射射束偏离轴线。因此，光学检测单元可以被配置成根据从照射平面散射的照射射束对照射射束光斑进行检测。
在一些示例中，检测单元包括用于将照射射束扫描在照射平面上的照射射束扫描器。
我们进一步描述了使用增材制造技术制造三维工件的设备，该设备包括：照射单元，该照射单元包括至少一个照射射束扫描器，其中，照射单元被配置成将至少一个照射射束选择性地照射到照射平面上，以及光学检测单元，该光学检测单元被配置成对至少一个照射射束在照射平面上的光斑进行光学检测，其中，光学检测单元包括：光学检测器，该光学检测器特别是相机；以及焦距调节器，该焦距调节器特别是物镜，该焦距调节器用于调节光学检测单元的焦距，其中，焦距调节器相对于至少一个(或多个)照射射束中的一个照射射束的照射射束路径被布置在光学检测器和至少一个(或多个)照射射束扫描器中的一个照射射束扫描器之间，并且其中，光学检测单元能够根据光学检测单元的可调节的焦距在多个焦平面中对至少一个照射射束的光斑进行检测。
用于对照射系统进行校准的装置的部件中的一部分或全部可以合并到用于制造三维工件的设备中。特别地，设备的光学检测单元可以包括光学检测器和用于对照射平面的一部分进行光学检测的物镜。
在一些示例中，光学检测单元被布置成相对于从照射单元到照射平面的至少一个照射射束的照射射束路径偏离轴线，以对来自从照射平面散射的至少一个照射射束的光进行检测。当多个照射射束被扫描到照射平面上时，光学检测单元可以被布置成相对于从照射单元(或用于产生照射射束的对应的照射单元)到照射平面的照射射束中的一个(或多个)照射射束的照射射束路径偏离轴线，同时光学检测单元可以相对于一个或多个其他照射射束路径/扫描器被布置在轴线上。另外地或可替代地，光学探测单元被进一步配置成根据以下各项中的一项或多项对照射射束在照射平面上的光斑(例如，光斑的位置)进行检测：从照射平面反射的照射射束、由冲击到照射平面上的照射射束导致的热致热辐射、以及发射的过程光，特别是来自由冲击到照射平面上的照射射束导致的熔融池的过程光。
在一些示例中，设备可以包括用于对光学检测单元的焦距进行调节的焦距调节单元。另外地或可替代地，物镜的焦点是可调节的。另外地或可替代地，设备包括(光学检测单元的)具有可调节的焦距的第二透镜。另外地或可替代地，该设备包括图像处理单元，该图像处理单元被配置成将照射平面的部分的由光学检测单元拍摄的多个图像拼接在一起，以获得照射平面的整个表面的图像。
在设备的一些示例中，照射单元被配置成将第一所述照射射束和第二所述照射射束照射到照射平面上。其中，光学检测单元被配置成对第一照射射束在照射平面上的第一所述光斑以及第二照射射束在照射平面上的第二所述光斑进行光学检测，其中，该设备进一步包括：校准单元，该校准单元被联接到光学检测单元和照射单元，并且其中，校准单元被配置成根据光学检测单元对照射平面上的第一光斑和第二光斑的光学检测来对照射单元进行校准，以相对于彼此控制第一照射射束和第二照射射束。这可能使得能够在具有高分辨率光学检测单元的情况下相对于第二照射单元/射束对第一照射单元/射束进行精确地校准。
在一些示例中，该设备进一步包括：第一所述照射射束扫描器，第一所述照射射束扫描器用于根据第一照射射束图案将第一照射射束扫描在照射平面上，以及第二所述照射射束扫描器，第二所述照射射束扫描器用于根据第二照射射束图案将第二照射射束扫描在照射平面上，其中，光学检测单元被配置成：对第一照射射束图案和第二照射射束图案进行检测，将第一照射射束图案与第二照射射束图案进行比较，以及根据所述比较输出比较信号，并且其中，该设备被配置成根据比较信号对照射单元进行校准，以对第一照射射束和第二照射射束进行控制。在一些示例中，第一照射图案和第二照射图案可以是同中心的圆、线、交替线、游标图案。
在一些示例中，使用一个或多个分辨率增强软件算法来执行对第一照射射束图案与第二照射射束图案的比较。
在设备的一些示例中，第一照射射束图案与第二照射射束图案的比较包括：确定(i)第一照射射束和第二照射射束的照射强度加权平均值的轨迹，和/或(ii)第一照射射束和第二照射射束的峰值强度。由此可以相对于第二照射单元/射束对第一照射单元/射束进行精确的校准。
在设备的一些示例中，光学检测单元被配置成对于光学检测单元的同一观察方向、在多个焦平面中对照射射束在照射平面上的光斑进行检测。因此，对于光学检测单元的同一观察方向的多个焦平面，可以提高分辨率。
在设备的一些示例中，光学检测单元被配置成在多个焦平面中的每个焦平面中确定照射平面的图像的聚焦区域，并且其中，该设备被配置成根据多个焦平面中的每个焦平面的确定的聚焦区域来确定关于照射平面的表面的三维信息。这可以使得能够精确地确定三维工件的质量。在设备的一些示例中，光学检测单元被配置成生成照射平面的超焦图像。
在一些示例中，该设备进一步包括图像处理单元，该图像处理单元被配置成将照射平面的部分的由光学检测单元拍摄的多个图像拼接在一起，以获得照射平面的整个表面的图像。可以基于不同的视角/角度和/或在不同的时间拍摄多个图像。由此可以获得照射平面的整个表面(和/或较小的部分)的高分辨率图像。该过程也可以用分辨率低于预定阈值的低分辨率相机来执行。
在设备的一些示例中，照射单元被配置成将照射光斑和/或图案照射到照射平面上，并且其中，图像处理单元被配置成基于使在所述图像中的相应图像中的照射光斑和/或图案对齐来使图像对齐，照射光斑和/或图案在这些图像中可见(即在图像中能观察到)。这使得能够改善照射平面的整个表面的图像。
在一些示例中，照射射束扫描器被配置成将照射射束和/或照射光斑和/或图案扫描到照射平面上，其中，该设备被配置成根据扫描器相对于照射平面的位置使用三角测量来确定照射平面的至少一部分的三维表面。为了控制例如照射平面的水平(即光学探测单元和/或照射单元与照射平面之间的距离)可能不需要进一步的装置。只要能够进行基于软件的调节，就可以特别地对照射单元进行调节，而不需要机械改动。
在一些示例中，该设备包括多个照射射束扫描器，并且其中，该设备被配置成根据照射射束扫描器中的每个照射射束扫描器相对于照射平面的位置使用三角测量来确定照射平面的至少一部分的三维表面。在一些示例中，该设备被配置成根据扫描器中的每个扫描器的位置以及被相应的扫描器扫描到照射平面上的照射射束的交点、使用三角测量来确定照射平面的高度。
在设备的一些示例中，照射单元被配置成将细长的图案和/或带状的图案照射到照射平面上，并且其中，光学检测单元被配置成对细长的图案和/或带状的图案在照射平面上的位置进行检测。由此可以精确地测量照射平面和/或衬底表面。
在一些示例中，装置或设备包括参照板，参照板包括一个或多个具有已知位置的标记，其中，该装置或设备被配置成：特别地在第一方向上，确定所述标记相对于由扫描器投射到所述标记上的图案的位置，特别地，所述图案是由所述照射射束扫描器大体在不同于(例如垂直于或基本垂直于)第一方向的第二方向上投射到所述标记上的图案，并且根据确定的位置对所述照射射束扫描器进行校准。在一些示例中，该图案包括来自由扫描器扫描在参照板上的照射射束的一条或多条线。
我们进一步描述了使用增材制造技术制造三维工件的系统，该系统包括：多个偏转单元，其中，偏转单元中的至少一个偏转单元被配置成使光路朝向系统的表面转向，特别是测试样品和/或由系统使用增材制造技术固化的和/或待固化的材料；以及传感器，该传感器被配置成通过偏转单元中的第一偏转单元对表面和/或所述材料进行检测，一个或多个照射装置，一个或多个照射装置被配置成生成被投射到表面和/或材料上的一个或多个照射光斑和/或图案，其中照射光斑和/或图案中的第一个能通过偏转单元中的第二偏转单元偏转到表面和/或材料上，和/或照射光斑和/或图案中的第二个能通过偏转单元中的第三偏转单元偏转到表面和/或材料上，和/或系统在传感器的检测范围内包括至少一个校准标记，传感器通过偏转单元的第一偏转单元对表面和/或材料进行检测，并且其中，系统被配置成：通过传感器对第一照射光斑和/或图案的在表面和/或材料上的第一特征进行检测，传感器通过偏转单元中的第一偏转单元对表面和/或材料进行检测，和/或通过传感器对第二照射光斑和/或图案的第二特征进行检测，传感器通过偏转单元中的第一偏转单元对表面和/或材料进行检测，和/或通过传感器对校准标记的第三特征进行检测，传感器通过偏转单元中的第一偏转单元对表面和/或材料进行检测；并且其中，该系统被进一步配置成：确定第一特征与第二特征和/或第三特征的关联，特别是第一照射光斑和/或图案与第二照射光斑和/或图案之间的相对距离和/或第一照射光斑和/或图案与校准标记之间的相对距离，以及根据在表面和/或材料上的第一特征与第二特征的确定的关联，对偏转单元的第二偏转单元和/或偏转单元的第三偏转单元进行校准，特别是使偏转单元的第二偏转单元和/或第三偏转单元相对于彼此进行校准，和/或根据在表面和/或材料上的第一特征与第三特征的确定的关联，对偏转单元中的第二偏转单元进行校准。
表面可以特别是该系统的内部表面，例如测试样品的表面和/或使用增材制造技术在其上使材料固化的承载部和/或涂覆机的用于制备待固化的材料的层的表面。
在一些示例中，材料是粉末材料。
在一些示例中，传感器是相机。
在一些示例中，该系统可以进一步包括一个或多个校准标记，这些校准标记在照射平面上或靠近照射平面被布置在通过偏转装置中的至少一个偏转装置偏转的至少一个传感器的视场内。
应当注意，术语偏转单元和扫描器可以在整个公开中互换使用。
在一些示例中，通过使用所述偏转单元将光斑/照射射束扫描到表面和/或材料上来形成图案。
在校准过程中不包括第一偏转单元可能是特别有利的，因为通过传感器观察到的表面的焦点可以与可以通过第一偏转单元偏转的照射射束无关地且独立地进行调节。
在一些示例中，该系统被配置成根据以下各项中的一项或多项将所述光斑和/或图案与来自所述照射装置的照射射束相关联：光斑和/或图案的对于照射装置中的对应的一个照射装置和/或所述偏转单元中的对应的一个偏转单元独特的几何形状和/或尺寸和/或强度和/或强度分布，产生照射射束的时间段，以及表面和/或材料的、光斑和/或图案被期望位于其中或位于其上的区域或部分的位置。这可以使得能够容易地将光斑和/或图案与照射射束相关联。
在一些示例中，该系统被配置成使用所述光斑和/或图案在表面和/或材料上的参照位置来校准多个偏转单元，其中，参照位置根据以下各项中的一项或多项：被偏转单元中的预先确定的一个偏转单元偏转的所述光斑和/或图案中的预先确定的一个，其中，该系统被配置成对于所述校准将参照位置与所述光斑和/或图案中的另一个的所述位置之间的实际距离和目标距离进行比较；第一光斑和/或图案的第一所述位置，第一所述位置具有到其他光斑和/或图案的其他位置的目标平均相对距离的最小第一偏离；以及第二所述位置，第二所述位置在表面和/或材料上具有距目标位置的最小第二偏离。因此可以特别精确地进行校准。
在一些示例中，照射装置中的一个照射装置被配置成生成第三所述照射光斑和/或图案，该第三所述照射光斑和/或图案通过偏转单元中的第一偏转单元投射到表面和/或材料上，并且其中，用于通过传感器观察表面和/或材料的观察路径和第三照射光斑和/或图案的照射射束路径在两者之间形成角度，其中，该角度不同于零。这可以使得对于观测能够不以照射射束光斑或图案为中心，使得观测不会受到发射回传感器的射束或图案的负面影响。
附图说明
现在将参照附图，仅以示例的方式进一步描述本发明的这些方面和其它方面，在附图中：
图1示出了根据在此描述的一些示例实施例的系统的示意图；
图2a至图2d示出了根据在此描述的一些示例实施例的图案的示意图；
图3示出了根据在此描述的一些示例实施例的照射(激光)射束和照射平面的示意图。
图4示出了根据在此描述的一些示例实施例的布置的示意图；
图5示出了根据在此描述的一些示例实施例的设备的示意性框图；
图6示出了根据在此描述的一些示例实施例的系统的示意图；以及
图7示出了根据在此描述的一些示例实施例的系统的示意图。
具体实施方式
本公开尤其涉及在大的(例如50cm×50cm×50cm)图像场上的高分辨率的、灵活的图像捕获。
到目前为止，用于较大照射平面或更高要求任务(例如混合构造)的质量控制系统的相机系统在分辨率和校准方面有其局限性。该问题可以通过高分辨率透镜和部分的图像(在不同时间点和/或不同位置和/或不同视角得到的)的获取来避免，部分的图像可以使用图像处理软件(拼接)组合成完整图像。
在此描述的装置和设备的示例提供了在照射(例如激光)处理之前/之后的增材制造工艺中为了进行质量控制而使用的对于各个层的高分辨率控制。
在足够的放大倍数下，实现了对光斑直径的在线监测和/或相对于照射平面/水平对单个照射单元(例如激光器)的焦点位置的在线监测。
在此描述的装置和设备的示例使得能够对照射平面上的激光光斑位置进行高精度检测。这可以用于使两个照射单元(例如激光器)相互对齐。
可以使用在此描述的装置和设备的示例来执行对在建造平台上的部件的位置的测量。
例如在混合构造中，对照射平面上的激光光斑位置的检测以及对建造平台上的部件的位置的测量使得能够相对于现有部件对激光精确地定位。
在修复和/或混合构造期间，现有部件可以被安装在衬底板上，然后在衬底板上可以使用增材制造工艺建造进一步的层。对于该过程，待施加的层可能需要精确地匹配这些现有部件的形状和/或位置和/或对齐。为此，在现有部件被安装在设备/装置中之后，可能需要确定现有部件相对于装置/设备和/或扫描器坐标系的确切位置，并且用于构造工作的模型(例如CAD模型)可能需要相应地单独调整。该过程可以与寻找校准结构相同，只是在一些示例中，这样确定的坐标可以不(或不仅)用于对控制单元/扫描器的校准进行调节，而且(还)可以用于确定安装在衬底板上的部件的精确位置和/或对齐，从而使用这些坐标来校正用于建造工作的模型。
根据本公开的示例还可以用于确定在参照板上的一个或多个标记的位置。如果插入对应地制造的参照板(例如具有低热膨胀的平坦的玻璃陶瓷，例如或)，在参照板上施加对应的标记(例如孔的网格和/或凹槽和/或标高)，则这些标记的精确测量可以用于计算相应的扫描器的图像场校正文件，并且不会烧毁和评估样品。
在此描述的装置和设备的示例使得能够从由光学检测单元(例如相机)得到的多个图像中获取照射平面的整个图像，其中多个图像中的每个图像仅包含整个照射平面的相应的部分。
在此描述的装置和设备的示例可以包括具有用于对照射平面的一部分进行高分辨率成像的透镜的相机。透镜可以是远心的或者向心的。
装置/设备可以进一步包括焦距调节装置/单元，例如具有可调节的焦点的物镜和/或具有可调节的焦距的附加透镜。
装置/设备可以进一步包括用于装置/系统的计算机控制的对齐的装置或单元。在一些示例中，对齐装置/单元包括用于具有透镜的光学检测单元(例如相机)的枢转系统(移动/倾斜)，和/或能以两个角度电动调节的镜子，和/或具有至少两个镜子的系统(例如x/y检流计扫描器)。
装置/设备可以进一步包括用于对光学检测单元(例如相机)/透镜/对齐进行控制的系统或单元。
图像获取和处理可以由光学检测单元执行。因此，装置和/或设备的光学系统可以对齐。如有必要，光学系统的对齐可以通过先前记录的校正或校准数据来进行调整。
可以设置焦点，并且可以在系统的同一观察方向上获取多个焦平面(焦点堆叠)的图像。
可以对各个图像进行组合以形成整个建造平台的图像。可选地或另外地，对于相同的图像位置和不同的焦点位置(时间组合)可以对各个图像进行组合。
可以使用多个光学检测单元(例如多个相机)以覆盖可能无法通过单个光学检测单元覆盖的扩大的区域/表面。
可以对各个图像的焦点设置和组合进行组合，使得能够计算深度信息和/或产生超焦距图像(通过为各个图像部段选择最清晰的图像)。
此外，用于控制光学检测单元(例如相机)/透镜/对齐的系统或单元可以用于检测部件位置和误差。
观察方向的对齐可以例如通过一个或多个具有足够精度的检流计扫描器实现。
一个或多个光学相机的透视扭曲的校正可以借助于在整个构造场平面上的以及对于各个选定区域(即，在之前限定的位置处的部分图像)的适当的校准板来执行、以及通过对任何点进行适当的内插来执行。
如果例如对于新涂覆的层由于例如缺少结构/对比而不能对单个的图像进行拼接，则可以通过扫描器使用照射单元(例如IR激光器)(以低功率)或引导射束来投射光斑或图案。如果该光图案在两个待合并的图像中可见，则该光图案可以用于使相邻区域的图像对齐。在有光图案和没有光图案的情况下，每个观察角度拍摄一张照片使得图像能够拼接在一起，并且因此不会干扰光图案。
在焦点位置的已知信息以及识别清晰图像区域的图像处理之前，针对一个或多个透镜的不同焦距的图像的获取使得能够计算三维信息。如果部件在平台上的确切位置和高度是未知的，这对混合构造可能是有用的。
图1示出了根据在此描述的一些示例实施例的系统100的示意图。
在该示例中，示出了具有镜面偏转的变型。
系统100包括装置101，在该示例中该装置包括相机102和具有可调节的焦点的物镜104。
系统100进一步包括可移动的偏转单元106，例如x/y检流计扫描器。
大于捕获的图像区域的衬底板108或照射区域的图像可以用相机102、物镜104以及可移动的偏转单元106来拍摄。
该示意图进一步示出了用于拼接的两个至少部分重叠的图像区域110以及当前成像区域112。在一些示例中，区域110可以不相互重叠，而是直接彼此邻接。
与可以拍摄整个图像场的单个图像的透镜控制系统相机(具有相同或相似的光学参数，例如分辨率和/或芯片尺寸等)相比，该系统使得能够在整个图像场上具有更高的空间分辨率。
在扫描器的光学系统之中或之后的内联相机(inline camera)相比，该光学系统更简单，其中内联相机可能需要例如附加分束器。
此外，来自现有激光扫描器的投射的光图案使得这些扫描器能够彼此对齐或与平台上的部件对齐。
此外，焦点位置信息使得能够得到整个板的超焦距图像以及提取深度信息(三维信息)。
应当注意，对于具有多个扫描器单元的选择性激光熔融或烧结系统，在建造工作期间可能发生漂移(在三个空间方向中的一个或多个方向上)，使得各个扫描器光学器件的最初对齐的构造场在加工平面(x/y)中示出偏移。这可能导致在两个光学器件的过渡区域的部件的偏移。到目前为止，在正在进行的构造过程期间，很难检查和纠正在整个照射平面上的这些漂移。在此描述的装置和设备的示例可以使得能够在重叠区域中对x/y校准扫描器光学器件中的相对偏移进行控制和校正。这在具有大量的光学器件(例如4个或更多的光学器件(在一些示例中，使用两个光学器件))以及大的构造区域(例如0.5m×0.5m)的系统中可能特别有利。
高分辨率的相机系统可以用于在粉末级的过程中直接使激光器彼此对齐。可以使用相对较低分辨率的相机系统，因此预测可能不太准确和/或仅对于较小的图像区域可以获得精确的信息。
相机可以仅对构造平面/照射平面的位于待调节的两个光学器件的共同区域内的一小部分进行成像，并且对该物场聚焦。对齐可以通过枢转和/或上游可移动的镜子和/或x/y偏转单元(扫描器)来执行。可移动的透镜、具有能电子调节的焦距的透镜或自动聚焦透镜可以用于聚焦。扫描器和/或聚焦光学器件可以是激光扫描器(内联相机)。在一些示例中，内联相机可以与扫描器关联，该扫描器用于另外两个扫描器相对于彼此进行校准。
在该示例中，扫描器相对于彼此的对齐由两个扫描器同时地、相继地或交替地将合适的图案的光投射到粉末平面上来控制。
对于投射，将照射单元(例如光纤激光器)的射束设置为低功率(可能被调制为脉冲序列)，或者使用照射单元的引导射束。强度可能很低，使得在粉末床中不会发生相关的熔融过程。
相机可能将该图案记录为视频或各个图像的序列。通过合适的图像处理软件，可以将各个激光器的线段(分别来自按照视频或各个图像的序列的对应的各个投射光斑)组合成整体图案，并且使用一个或多个分辨率增强软件算法进行评估。可以评估质心(即强度加权平均值)的精确轨迹或激光射束的峰值强度。
在该过程中，图像读出速率和/或图像曝光时间可以与激光器的行进速度配合。
在建造工作开始时，应用该过程可以提供初始值，该初始值可以在运行过程期间通过连续的控制以及对偏移进行对应的调节而保持不变。
对于所有的扫描器光学器件，检查可以是成对地进行的。根据重叠情况，所有扫描器光学器件可以被单个的扫描器光学器件、几个扫描器光学器件、或者仅各个相邻的扫描器光学器件参照。
图2a至图2d示出了根据在此描述的一些示例实施例的图案的示意图。
在图2a中，示出了同心圆或多边形，并且对同心圆或多边形的各自的中心点进行了评估。
在图2b中，示出了重叠的直线(对于光学器件1和2相继地记录)。在图2b的顶部部分中可以看到完美的重叠，而在图2b的底部部分中，线之间的重叠不好。
在图2c中，示出了在交点处对偏移进行评估的空间交替图案。
在图2d中，相对的或重叠的平行线形成游标(游尺)，以与已知的游标尺相似的方式对最好的匹配进行评估。在该示例中，在图2d中顶部的线3可以看到最好的重叠。
应当理解，可以使用除了图2a至图2d所示的图案之外的其他图案。
该装置/设备使得能够执行在粉末床中对照射射束(例如激光)光斑位置直接进行相机和图像分析支持的评估的方法。
由于空间分辨率和场深度不足，绘制整个工作平面的相机无法提供所需的测量精度。扫描器系统中的同轴的相机可能不合适，至少在相机属于待校准的两个扫描器中的一个扫描器的情况下不合适。可能需要另一个用于聚焦的透镜。如果相机与激光光斑中的一个激光光斑一起移动，那么根据以上建议的图案进行评估可能是不可能的，因为光斑可能看起来是静止的。这也可能导致曝光时间的问题：静止的光斑的像素可能比其他扫描器的像素积累更多的光。
与之前使用的通过烧掉的箔进行图像场校正的控制相比，该方法也可以用于制造三维工件的过程，而不需要任何进一步的辅助设备。
使用具有可聚焦透镜和较小的高分辨率图像场的单独的相机提供了必要的光学分辨率和灵活性，并且通过使用光学滤波器(通过频带、偏振等)和图像处理提供了许多优化的可能性。
扫描器的图像场校正可以发生在某个Z平面中，该Z平面例如由所使用的图像场校正板的位置或被激光烧蚀的层的位置决定。在记录了图像场校正数据之后，可能需要在稍后阶段确保每次设置涂覆机时，待处理的粉末表面尽可能准确地位于该(虚拟)平面中。该平面的位置可能最终由光学单元的位置决定，而不是由建造平台决定。特别是在构造面积较大的情况下，可能很难在建造平台的周围找到用于对涂覆机进行调节的足够精确的参照点。可能需要在构造工作开始时设置或检查系统，而不需要任何进一步的测量或辅助设备。应该注意的是，只有通过涂覆过程相对于光学器件产生的粉末表面可能是重要的。衬底板的位置可能仅与三维工件的第一层相关。
在该示例中，该装置可以包括具有重叠区域或能直接处理相邻区域的至少两个扫描光学器件、以及具有足够分辨率的相机系统。
该过程可以使得能够对衬底板和/或粉末表面相对于执行图像场校正的平面的高度进行检查。
该过程可以进一步使得能够对当前粉末水平到校准水平的Z位置或倾斜度的偏差进行软件校正：如果由软件补偿误差，则可能不需要机械调节工作。
校准板或粉末表面相对于光学器件的坐标系的位置对于图像场校正是相关的。在新的构造工作之前设置机器时，可能假定光学器件的校准仍然是正确的。在启动之前可以排除温度漂移等情况。
为了校正/调节目的，扫描器光学器件本身可以用来检查位置。
校正板或粉末平面的高度可以通过对两个光学器件的射束路径以及两个光学器件在平面上的交点进行三角测量来确定。激光射束在当前平面上的位置可以通过相机系统观察。
相机可以仅对工作平面的位于两个光学器件的共同区域内的一小部分进行成像，并且对该物场聚焦。对齐可以通过枢转或上游可移动的镜子或x/y偏转单元(扫描器)来执行。可移动的透镜、具有能电子调节的焦距的透镜或自动聚焦透镜可以用于聚焦。
图3示出了根据在此描述的一些示例实施例的激光射束和照射平面的示意图。在图像场校准期间，至少两个扫描器可以被设置成使得它们的射束在曝光表面上的一点处相遇。为此，光斑本身或合适的图案可以通过相应的光学器件来测量和投射。
为此，可以使用加工照射单元(激光器)本身(以降低的功率)或引导射束。
当校准图像场时，可以保存该图像的精确扫描器角度/位置。
随后，能够对用于偏离z高度的两个射束的相应位置和/或扫描角度进行测量，这些位置和/或扫描角度可以被保存。
相机可以将光斑和/或图案的位置记录为视频和/或单个图像的序列。通过合适的图像处理软件，可以将各个激光器的投射的线段组合成整体图案，并且可以评估质心(即强度加权平均值)的精确轨迹，或者照射(激光)射束的峰值。
通常，在任何示例实施例中，特别地在对质心的轨迹或照射射束的峰值进行评估的实施例中，可以使用多种方法来提高精度(例如拟合和/或峰值检测和/或平均和/或相移动和/或像素移位)。
在构造工作开始之前，可以使用存储的值再次精确地移动到同一Z位置，并且对应地设置涂覆机。
可选地或另外地，在构造开始时，可以用涂覆机的当前设置施加粉末的层，并且粉末表面到校准平面的相对位置可以借助在不同的z高度的校准期间确定的值和照射(激光)三角测量来确定。在这种情况下，如果偏差保持在限定的误差范围内，则涂覆机的重新调节可以省略。
可以使用的图案对应于在图2a至图2d中示出的图案。
该方法直接使用现有扫描器根据三角测量原理来确定高度。由于只有相关的测量的变量(粉末平面相对于扫描器坐标系的位置)保留在测量链中，所以可以排除所有其他误差源。
该过程可以是自动的，简化了机器的操作，消除了在设置期间操作者的主观影响。
照射平面可以通过激光线投射或结构光投射以三维的方式测量。为了在正在进行的构造期间保证质量，并且在粉末涂覆部件出现故障的情况下保护涂覆机，可以使用粉末或衬底表面的三维测量。
可以确保均匀地涂覆粉末。
可以实现对于凸出部分的当前层的控制(例如由于热应力而导致的支撑的脱落)。
通过在z方向的足够的分辨率，可以产生粉末表面的高度轮廓，在该高度轮廓上，辐射(例如激光)和因此压实的表面的轮廓变得可见且可核实。
如进一步在上文概述的，现有部件被安装在设备/装置中之后，可能需要确定现有部件相对于装置/设备和/或扫描器坐标系的确切位置，并且用于构造工作的模型(例如CAD模型)可能需要相应地单独调节。该过程可以与寻找校准结构相同，只是在一些示例中，这样确定的坐标可以不(或不仅)用于对控制单元/扫描器的校准进行调节，而且(还)可以用于确定安装在衬底板上的部件的精确位置和/或对齐，从而使用这些坐标来校正用于建造工作的模型。
图4示出了在参照板上的激光线投射可以如何用于特征检测。在该示例中，参照板在精确地已知的位置处有圆的网格。圆可以表示在参照板中的钻孔。在示意图中的顶部左侧圆与由待校准的扫描器投射的一系列水平线重叠。通过图像分析算法可以确定孔相对于线图案的竖直位置。为了提高分辨率，可以使用一系列具有移动的竖直位置的图案。
顶部右侧圆示出了同样的用于确定图案相对于圆的水平位置的竖直线图案。
该过程不需要相机系统的高时间分辨率，因为位置是垂直于激光光斑移动来确定的。不需要光斑位置的实时信息。
通常，使用一个以上的扫描器，测量的精度可能足以确定衬底板(或粉末)相对于光学器件的位置，而不会对相机光学器件的质量提出过高要求。如上文所述，衬底板或粉末平面的高度可以通过对两个光学器件的射束路径以及两个光学器件的射束路径在平面上的交点进行三角测量来确定。
在该示例中，该系统包括用作检测器的相机(例如透镜控制系统相机)。相机与扫描器一起形成了可以用于三角测量的角度。作为光源，照射单元(例如纤维激光器)可以以低功率、引导激光器使用，或者两者相继地使用。此外，还可以考虑使用附加的带状光投射器。
任何图案都可以使用扫描器进行投射。
在相机的曝光时间期间，只有在该时间期间内扫描的图案的部分可以被捕获，使得在表面上的全部带状的图案是通过图像处理得到的，在图像处理中，捕获的图案被接合在一起。使用多激光机器，投射可以同时或相继地使用多个扫描器进行，因此相机、物体以及各个扫描器之间的不同角度可以进一步提高分辨率。在一些示例中，图案可以在单个图像中被捕获，然后可以被拼接在一起，或者曝光时间可以更长同时图像中覆盖的距离更长。
与在涂覆之前和/或之后的层的单个图像相比，该过程提供了改进的空间分辨率。由于结构照射，表面轮廓的测量可能不需要表面的对比。
图5示出了根据在此描述的一些示例实施例的设备500的示意性框图。
在该示例中，设备500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502。在一些示例中，设备包括多个照射单元502。
设备500进一步包括光学检测单元504，该光学检测单元包括光学检测器506以及用于对光学检测单元504的焦距进行调节的焦距调节器(例如物镜)508，其中，光学检测单元504被配置成对照射平面的一部分进行光学检测。
设备500进一步包括控制单元510，该控制单元被配置成对照射系统/照射单元502进行控制，以将照射射束照射到照射平面上。
设备500进一步包括用于对光学检测单元504的焦距进行调节的焦距调节单元512。焦距调节单元512可以集成到光学检测单元504。
设备500进一步包括具有可调节的焦距的物镜514。物镜514可以集成到光学检测单元504。
设备500进一步包括图像处理单元516，该图像处理单元例如被配置成将光学检测单元504拍摄的照射平面的部分的多个图像拼接在一起，以获得照射平面的整个表面的图像。在一些示例中，图像处理单元516可以将在不同时间和/或在不同位置和/或从不同视角拍摄的图像拼接在一起。
设备500进一步包括校准单元518，该校准单元被配置成对照射单元502进行校准，例如根据光学检测单元504对照射平面上的各个照射光斑的光学检测来相对于彼此控制两个照射射束。为了控制各个照射射束，设备500进一步包括第一扫描器520和第二扫描器522。在一些示例中，第一扫描器520和/或第二扫描器522可以是照射单元502的部分。
图6示出了根据在此描述的一些示例实施例的系统的示意图。
在该示例中，系统(特别是选择性激光熔融系统)装备有N个偏转单元(为了简明起见只示出了三个)(和能量射束源，从而能够使多个或全部偏转单元使用同一能量射束源)以及M(<＝N)个传感器(特别是空间分辨传感器，特别是相机)(为了简明起见只示出了两个)，这些传感器在将它们的观察范围在偏转单元的一部分上延伸到表面(特别是粉末床)上。如图7所示，观察路径和加工路径(即用于对材料(可能是粉末)进行照射的照射射束的照射射束路径)的光轴可能相同，也可能相对于彼此成一角度(该角度≠0)。该系统通过包括以下步骤的方法来确定在表面上相互冲击的点的位置：
偏转单元D1用于将相机C1的观察射束偏转到粉末床、固化材料、或测试样品(例如涂覆机的表面或板)上的表面A。冲击平面可以但不一定与建造平面对应。
来自源S2至SN(为了简明起见，仅示出N个源S1至SN中的两个源)的能量通过偏转单元D2至DN偏转到区域A内的位置P2和PN。在最简单的情况下是简单的点，但是也可以产生图案(通过例如射束成形或扫描器快速移动)。在一些示例中，偏转单元D1本身也可以发射射束，这会在曝光平面上产生点或图案。
材料同时或连续地被源S2-SN(或S1)的能量射束照射，并且在照射期间和/或照射之后拍摄一个或多个图像。检测到的辐射是反射的激光辐射、热致热辐射或发射的过程光，或它们的任何组合。被照射的材料可以但不必须在该过程期间熔融。
在表面A内和/或在表面A上提供校准标记(在一些示例中提供多个校准标记)。一个或多个校准标记的特征可以通过传感器(例如相机C1)来检测。例如，这种特征可以包括校准标记的几何特征或特性(如形状)以及位置中的一个或多个。校准标记可以被布置或产生在粉末床内、基底板上、参照板上或紧挨着粉末床，或它们的任何组合。特别优选地，参照标记可以紧挨着粉末床布置在粉末床(或者如果没有粉末被铺在衬底板的表面上，则为衬底板)与加工腔室底板之间的间隙中和/或间隙上。很明显，系统内可以布置多于一个校准标记。
通过记录的数据(即感测的数据)来确定相对位置P2至PN。为此，如果需要，单个的图像可以相互重叠。通过使用每个射束不同的图案与曝光时间(对应的单个图像)的相关性或通过彼此的空间布置(即通过位置被期望在的区域来分配)将不同的位置P分配给射束。在一些示例中，除其他位置之外，还可以确定P1。在所述确定中不包括P1的优点可以是，可以独立于发射的(即通过偏转单元D1偏转的)射束来调节观察区域的焦点。然而，可以通过D1发射射束，然而优选地，这仅用来向操作员指示观察区域已经定位，即只用作关于正确运行的信息。如上所述，处理射束/照射射束的光轴和观察路径之间可以具有不同于零的角度，该角度也可以被选择成大到使得处理点P1位于观察范围之外。以一角度对路径进行调节或布置使得观察不会聚焦或覆盖例如熔融池或通常照射射束冲击到待固化的材料上的地方可能特别有利。
根据相对位置，至少对偏转单元D2至DN进行图像校正。在此可以确定观察区域的具体位置，和/或点/图案彼此之间的距离(优选地，甚至不确定绝对位置)。
仅为了清楚起见，应当注意S2-SN和D2-DN分别可以表示能量射束和偏转单元的任何子集。
为了确定点/图案彼此之间的距离(而不确定绝对位置)，可以通过图像评估算法来识别各个射束，并且可以在不确定在粉末床上或观察区域中的绝对位置的情况下确定距离。因此，位置可以不与预期位置进行比较，而是仅与预期的偏移进行比较。这可能具有如下的优点：因为不考虑观察范围本身的位置，不一定在使观察范围偏转的光学器件的射束路径中对传感器进行精细校准。对传感器进行粗略的校准可能就足够了，这仅确保待检测的全部的点都位于观察范围内。优选地，因此，选择在至少一个维度上具有延伸部的待投射的图案，使得能够确定坐标系(x，y)的方向。这样，不仅可以检测正确的偏移，还可以检测各个扫描器坐标系的任何角度偏差(例如，如果扫描器2的x轴不平行于扫描器3的x轴)。在图2c中示出了特别合适的图案。
此外，可以确定参照特征(特别是所述校准标记)在成像区域中的位置和/或参照特征到位置P2至PN的距离。当投射到测试对象/样品上时，这特别有用，但参照特征可以另外地或可选地为投射到照射平面(例如粉末床)上的具有特定校准位置的网格。
如果没有记录参照特征并且射束位置或偏转单元只能相对于彼此校准，则例如可以将偏转单元的射束位置定义为参照，并且将确定的距离与标称距离比较。可选地或另外地，首先将全部的位置相互比较，然后将距其他射束的其他位置的目标距离的偏差最小的位置定义为参照。作为另一选择方案，或者另外地，也可以选择与观察区域中的预期位置偏离最小的位置作为参照。如果获得了绝对参照，全部的位置可以直接与该参照进行比较，或者首先与参照位置进行比较，然后与参照特征进行比较。因为后面将与绝对特征进行比较，因此参照位置的选择是不相关的。
所描述的过程可以在附加表面上重复，即将观察区域和射束位置移动到不同的位置。
同样对于N个偏转单元的其他子集，进一步的M个相机被进一步的扫描器偏转，并且上述过程可以重复。特别地，因此位置P1至其他的射束位置可以确定。如果该系统包括多于一个传感器(例如，多个相机)，则该过程也可以对N个偏转单元的不同子集同时执行。
以下示例也被包含在本公开中，并且可以全部或部分地并入实施例中：
1.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根据从照射平面散射的照射射束来对照射射束在照射平面上的光斑的位置进行检测，
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的位置，向控制单元输出信号，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。
2.根据示例1的装置，该装置进一步包括用于对光学检测单元的焦距进行调节的焦距调节单元。
3.根据示例1或2的装置，其中，物镜的焦点是可调节的。
4.根据前述示例中任一示例的装置，其中，该装置进一步包括具有可调节的焦距的第二透镜。
5.根据前述任一示例的装置，该装置进一步包括图像处理单元，该图像处理单元被配置成将由光学检测单元拍摄的、照射平面的部分的多个图像拼接在一起，以获得照射平面的整个表面的图像。
6.根据前述任一示例的装置，该装置进一步包括所述照射系统，其中，光学检测单元被布置成相对于照射射束偏离轴线。
7.使用增材制造技术制造三维工件的设备，该设备包括：
用于将照射射束选择性地照射到照射平面上的照射单元，以及
光学检测单元，该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光学检测，其中，光学检测单元被布置成相对于从照射单元到照射平面的照射射束的照射射束路径偏离轴线，以对来自从照射平面散射的照射射束的光进行检测。
8.根据示例7的设备，其中，照射单元被配置成将第一所述照射射束和第二所述照射射束照射到照射平面上。
其中，光学检测单元被配置成对第一照射射束在照射平面上的第一所述光斑的第一所述位置以及第二照射射束在照射平面上的第二所述光斑的第二所述位置进行光学检测，
其中，该设备进一步包括：校准单元，该校准单元被联接到光学检测单元和照射单元，并且其中，校准单元被配置成根据光学检测单元对照射平面上的第一光斑和第二光斑的光学检测来对照射单元进行校准，以相对于彼此控制第一照射射束和第二照射射束。
9.根据示例7的设备，该设备进一步包括：
第一扫描器，该第一扫描器用于根据第一照射射束图案将第一照射射束扫描在照射平面上，以及
第二扫描器，该第二扫描器用于根据第二照射射束图案将第二照射射束扫描在照射平面上，
其中，该光学检测单元被配置成：
对第一照射射束图案和第二照射射束图案进行检测，
将第一照射射束图案与第二照射射束图案进行比较，以及
根据所述比较输出比较信号，并且
其中，该设备被配置成根据比较信号对照射单元进行校准，以对第一照射射束和第二照射射束进行控制。
10.根据示例9的设备，其中，使用一个或多个分辨率增强软件算法来执行对第一照射射束图案与第二照射射束图案的比较。
11.根据示例9或10所述的设备，其中，第一照射射束图案与第二照射射束图案的比较包括确定(i)第一照射射束和第二照射射束的照射强度加权平均值的轨迹，和/或(ii)第一照射射束和第二照射射束的峰值强度。
12.根据示例7至11中任一示例的设备，其中，光学检测单元的焦距是可调节的，并且其中，光学检测单元被配置成对于光学检测单元的同一观察方向、在多个焦平面中对照射射束在照射平面上的光斑进行检测。
13.根据示例12的设备，其中，光学检测单元被配置成确定照射平面的图像在多个焦平面中的每个焦平面中的聚焦区域，并且其中，该设备被配置成根据多个焦平面中的每个焦平面的确定的聚焦区域来确定与照射平面的表面相关的三维信息。
14.根据示例12或13的设备，其中，光学检测单元被配置成生成照射平面的超焦图像。
15.根据示例7至14中任一示例的设备，该设备进一步包括图像处理单元，该图像处理单元被配置成将由光学检测单元拍摄的、照射平面的部分的多个图像拼接在一起，以获得照射平面的整个表面的图像。
16.根据示例15的设备，其中，照射单元被配置成将照射光斑和/或图案照射到照射平面上，并且其中，图像处理单元被配置成基于使在所述图像中的相应图像中的照射光斑和/或图案对齐来使图像对齐，照射光斑和/或图案在这些图像中可见。
17.根据示例7至16中任一示例的设备，该设备包括扫描器，该扫描器用于将照射射束和/或照射光斑和/或图案扫描到照射平面上，其中，该设备被配置成根据扫描器相对于照射单元的位置使用三角测量来确定照射平面的三维表面。
18.根据示例17的设备，该设备包括多个扫描器，并且其中，该设备被配置成根据扫描器中的每个扫描器相对于照射单元的位置使用三角测量来确定照射平面的三维表面。
19.根据示例18的设备，其中，该设备被配置成根据扫描器中的每个扫描器的位置以及被相应的扫描器扫描到照射平面上的照射射束的交点、使用三角测量来确定照射平面的高度。
20.根据示例7至19中任一示例所述的设备，其中，照射单元被配置成将细长的图案和/或带状的图案照射到照射平面上，并且其中，光学检测单元被配置成对细长的图案和/或带状的图案在照射平面上的位置进行检测。
21.根据示例1至6中任一示例的装置，或根据示例7至20中任一示例的设备，该装置或设备进一步包括参照板，该参照板包括具有已知的位置的一个或多个标记，其中，该装置或设备被配置成：
特别地在第一方向上，确定所述标记相对于由扫描器投射到所述标记上的图案的位置，特别地，所述图案是由扫描器大体在不同于第一方向的第二方向上投射到所述标记上的图案，并且
根据确定的位置对所述扫描器进行校准。
22.根据示例21所述的装置或设备，其中，该图案包括一条或多条线，所述一条或多条线来自由扫描器扫描在参照板上的照射射束。
毫无疑问，本领域技术人员将会提出许多其他有效的替代方案。应当理解，本发明不限于所描述的实施例和示例实施方式，并且包括对本领域技术人员来说明显的并且在所附权利要求的范围内的变型。
Claims (7)
1.使用增材制造技术制造三维工件的系统，所述系统包括：
多个偏转单元，其中，所述偏转单元中的至少一个偏转单元被配置成使光路朝向以下各项转向：
所述系统的表面，和/或
由所述系统使用所述增材制造技术固化的和/或待固化的材料；以及
传感器，所述传感器被配置成通过所述偏转单元中的第一偏转单元对所述表面和/或所述材料进行检测；
一个或多个照射装置，所述一个或多个照射装置被配置成生成被投射到所述表面和/或所述材料上的一个或多个照射光斑和/或图案，其中
所述一个或多个照射光斑和/或图案中的第一照射光斑和/或图案能通过所述偏转单元中的第二偏转单元偏转到所述表面和/或所述材料上，和/或所述一个或多个照射光斑和/或图案中的第二照射光斑和/或图案能通过所述偏转单元中的第三偏转单元偏转到所述表面和/或所述材料上，以及
所述系统在所述传感器的检测范围内包括至少一个校准标记，所述传感器通过所述偏转单元的第一偏转单元对所述表面和/或所述材料进行检测；
并且其中，所述系统被配置成：
通过所述传感器对所述第一照射光斑和/或图案的在所述表面和/或所述材料上的第一特征进行检测，所述传感器通过所述偏转单元中的第一偏转单元对所述表面和/或所述材料进行检测，
通过所述传感器对所述第二照射光斑和/或图案的第二特征进行检测，所述传感器通过所述偏转单元中的第一偏转单元对所述表面和/或所述材料进行检测，以及
通过所述传感器对所述校准标记的第三特征进行检测，所述传感器通过所述偏转单元中的第一偏转单元对所述表面和/或所述材料进行检测；
并且其中，所述系统被进一步配置成：
确定所述第一特征与所述第二特征的关联，和/或，所述第一特征与所述第三特征的关联，以及
根据在所述表面和/或所述材料上的所述第一特征与所述第二特征的确定的关联，对所述偏转单元的第二偏转单元和/或所述偏转单元的第三偏转单元进行校准，
和/或根据在所述表面和/或所述材料上的第一特征与所述第三特征的确定的关联，对所述偏转单元中的第二偏转单元进行校准。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统被配置成根据以下各项中的一项或多项将所述光斑和/或图案的所述特征与来自所述照射装置的照射射束相关联：
所述光斑和/或图案的对于所述照射装置中的对应的一个照射装置和/或所述偏转单元中的对应的一个偏转单元独特的几何形状和/或尺寸和/或强度和/或强度分布，
产生所述照射射束的时间段，以及
所述表面和/或所述材料的、所述光斑和/或所述图案被期望位于其中或位于其上的区域或部分的位置。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述系统被配置成使用所述光斑和/或图案在所述表面和/或所述材料上的参照位置来校准所述多个偏转单元，其中，所述参照位置根据以下各项中的一项或多项：
被所述偏转单元中的预先确定的一个偏转单元偏转的所述光斑和/或图案中的预先确定的一个，其中，所述系统被配置成对于所述校准将所述参照位置与所述光斑和/或图案中的另一个的所述位置之间的实际距离和目标距离进行比较；
第一光斑和/或图案的第一所述位置，所述第一所述位置具有到其他光斑和/或图案的其他位置的目标平均相对距离的最小第一偏离；以及
第二所述位置，所述第二所述位置在所述表面和/或所述材料上具有距目标位置的最小第二偏离。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述照射装置中的一个照射装置被配置成生成所述一个或多个照射光斑和/或图案中的第三照射光斑和/或图案，所述第三照射光斑和/或图案通过所述偏转单元中的第一偏转单元投射到所述表面和/或所述材料上，并且其中，用于通过所述传感器观察所述表面和/或所述材料的观察路径和所述第三照射光斑和/或图案的照射射束路径在两者之间形成角度，其中，所述角度不同于零。
5. 根据权利要求1所述的系统，其中，当所述光路朝向所述系统的表面转向时，所述偏转单元中的至少一个偏转单元被配置为使光路朝向测试样品转向。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一特征与所述第二特征的关联包括：所述第一照射光斑和/或图案与所述第二照射光斑和/或图案之间的相对距离，并且
所述第一特征与所述第三特征的关联包括：所述第一照射光斑和/或图案与所述校准标记之间的相对距离。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，在对所述偏转单元的第二偏转单元和/或所述偏转单元的第三偏转单元进行校准时，所述系统被配置成：根据在所述表面和/或所述材料上的所述第一特征与所述第二特征的确定的关联，使所述偏转单元的第二偏转单元和第三偏转单元相对于彼此进行校准。
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