DE102018112246A1

DE102018112246A1 - Kalibrierungssysteme zur Kalibrierung Energie emittierender Vorrichtungen von additiven Fertigungssystemen und zugehörige Programmprodukte

Info

Publication number: DE102018112246A1
Application number: DE102018112246.2A
Authority: DE
Inventors: Dean Andrew Snelling; Donnell Eugene Crear; Mikhail PAVLOV; Felix Martin Gerhard Roerig
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2018-05-22
Publication date: 2018-12-06
Also published as: US20180347969A1

Abstract

Es sind additive Fertigungssysteme (AMS) (100) offenbart. Das additive Fertigungssystem (100) kann eine Bauplattform (102) und eine oder mehrere Energie emittierende Vorrichtungen (128) enthalten, die oberhalb der Bauplattform 102 positioniert ist bzw. sind. Die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen (128) kann/können eingerichtet sein, um eine Testmarkierung (140) unmittelbar auf einer Bezugsoberfläche des additiven Fertigungssystems (100) zu bilden. Das additive Fertigungssystem (100) kann ferner ein Kalibrierungssystem (130) enthalten, das mit der einen oder den mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen (128) betriebsmäßig verbunden ist. Das Kalibrierungssystem (130) kann eine oder mehrere Messvorrichtungen (136), die eingerichtet ist/sind, um eine tatsächliche Position (142) der Testmarkierung (140) auf der Bezugsoberfläche zu bestimmen, und eine oder mehrere Rechenvorrichtungen (132) enthalten, die mit der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen (128) und der einen oder mehreren Messvorrichtungen (136) betriebsmäßig verbunden ist/sind. Die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen (132) kann/können eingerichtet sein, um die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen (128) durch Einstellung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen (128) als Reaktion auf die Feststellung, dass die tatsächliche Position (142) der Testmarkierung (140) auf der Bezugsoberfläche von einer vorbestimmten, gewünschten Position (142) auf der Bezugsoberfläche abweicht, zu kalibrieren.

Description

HINTERGRUND
Die Offenbarung betrifft allgemein additive Fertigungssysteme und insbesondere ein Kalibrierungssystem zur Kalibrierung Energie emittierender Vorrichtungen der additiven Fertigungssysteme und zugehörige Programmprodukte zur Kalibrierung der Energie emittierenden Vorrichtungen.
Komponenten oder Teile für verschiedene Maschinen und mechanische Systeme können unter Verwendung von additiven Fertigungssystemen gebaut werden. Additive Fertigungssysteme können derartige Komponenten durch kontinuierliche Schichtung eines Pulvermaterials in vorbestimmmten Bereichen und Durchführung eines Materialumwandlungsprozesses, wie etwa Sintern oder Schmelzen, an dem Pulvermaterial bauen. Der Materialumwandlungsprozess kann den physikalischen Zustand des Pulvermaterials von einer granularen Zusammensetzung zu einem festen Material verändern, um die Komponente zu bauen. Die mit den additiven Fertigungssystemen gebauten Komponenten weisen nahezu identische physikalische Merkmale wie herkömmliche Komponenten, die gewöhnlich durch Durchführung maschineller Bearbeitungsprozesse an einem Ausgangsmaterial hergestellt werden, auf. Jedoch können diese Komponente bestimmte geometrische Merkmale umfassen, die nur durch additive Fertigungsverfahren erhalten werden können.
Vielfältige Betriebseigenschaften für die Vorrichtungen und/oder Systeme des additiven Fertigungssystems können den Bau der durch additive Fertigungssysteme gebildeten Komponente beeinflussen. Zum Beispiel können Energie emittierende Vorrichtungen, die zur Umwandlung des Pulvermaterials verwendet werden, die Qualität und/oder Genauigkeit der durch das additive Fertigungssystem gebauten Komponente beeinflussen. Energie emittierende Vorrichtungen des additiven Fertigungssystems können Energie in Richtung auf das Pulvermaterial, das während des Aufbauprozesses auf einer Bauplatte angeordnet ist, ausstrahlen. Das Pulvermaterial kann auf der Bauplatte zur Bildung der Komponente aufgebracht werden, und die Energie emittierenden Vorrichtungen können eingerichtet sein, um Energie zu emittieren, damit diese mit dem aufgebrachten Pulvermaterial in Kontakt tritt und/oder das aufgebrachte Pulvermaterial umwandelt (zum Beispiel sintert, schmilzt, aushärtet), um die Komponente zu bilden. Der Pfad und/oder Strahl der durch die Energie emittierenden Vorrichtungen emittierten Energie kann innerhalb des additiven Fertigungssystems unter Verwendung zum Beispiel wenigstens eines Spiegels gesteuert, manipuliert und/oder gerichtet werden, der eingerichtet ist, um die emittierende Energie während des Bauprozesses zu empfangen und/oder in Richtung auf das Pulvermaterial zu richten.
Über die Betriebslebensdauer des additiven Fertigungssystems hinweg kann sich jedoch die Position der Energie emittierenden Vorrichtungen verändern und/oder der Emissionspfad für die emittierte Energie driften. Das heißt, nachdem mehrere Teile unter Verwendung des additiven Fertigungssystems gebildet worden sind, können die Energie emittierenden Vorrichtungen gegenüber einer gewünschten Position zur Bildung der Komponente verlagert sein, und/oder Pfad der durch die Energie emittierenden Vorrichtung emittierten Energie kann sich gegenüber einem gewünschten Pfad verschieben, wenn die Komponente unter Verwendung des additiven Fertigungssystems gebildet wird. In Folge der Verlagerung der Energie emittierenden Vorrichtungen und/oder der Verschiebung des Pfades der Energie kann die Bauqualität oder -genauigkeit des Bauprozesses zur Bildung der Komponente negativ beeinflusst sein. Zum Beispiel können dort, wo die Energie emittierende Vorrichtung verlagert ist und/oder der Pfad der durch die Energie emittierende Vorrichtung emittierten Energie gegenüber einem gewünschten Pfad verschoben ist, Teile des aufgebrachten Pulvermaterials, das die Komponente bildet, während des Bauprozesses gegebenenfalls nicht umgewandelt werden. Das aufgebrachte Pulvermaterial kann gegebenenfalls nicht umgewandelt werden, weil die verlagerten oder verschobenen Energie emittierenden Vorrichtungen Energie in einem Pfad emittieren können, der das aufgebrachte Pulvermaterial oder einen gewünschten Teil des aufgebrachten Pulvermaterials nicht umfasst oder nicht darüber verläuft. Weil nicht das gesamte aufgebrachte Pulvermaterial umgewandelt wird, kann die Komponente, die durch das additive Fertigungssystem gebildet wird, das verlagerte Energie emittierende Vorrichtungen enthält, gegebenenfalls strukturell minderwertige Bereiche oder Abschnitte (zum Beispiel nicht umgewandeltes Pulvermaterial) enthalten, die in der Komponente ausgebildet sind und eine negative Auswirkung auf die geometrische Genauigkeit haben können. In einigen Fällen kann dies schließlich die Betriebseffizienz und/oder Betriebslebensdauer der durch die additiven Fertigungssysteme gebauten Komponente reduzieren.
Die Verringerung der Bauqualität und der geometrischen Genauigkeit kann in additiven Fertigungssystemen, die mehrere Energie emittierende Vorrichtungen umfassen, die zur genauen Umwandlung des Pulvermaterials, um Komponenten zu bilden, aufeinander beruhen, in exponentieller Weise verstärkt oder offenkundig werden. Das heißt, wenn eine oder mehrere Energie emittierende Vorrichtungen gegenüber einer gewünschten Position zur Bildung der Komponente verlagert wird/werden und/oder der Pfad der durch die Energie emittierende Vorrichtung emittierten Energie sich gegenüber einem gewünschten Pfad bei der Bildung der Komponente verschieben kann, kann jede Energie emittierende Vorrichtung nicht die Gesamtheit des bestimmten Pulvermaterials genau umwandeln, wenn die Komponente gebildet wird. Wenn zum Beispiel eine oder mehrere Energie emittierende Vorrichtungen verlagert ist bzw. sind und/oder der Energiepfad verschoben ist, können Teile des Pulvermaterials gegebenenfalls überhaupt nicht umgewandelt werden. Dies kann nicht umgewandeltes oder unverändertes Pulvermaterial und/oder eine unvollendete Komponente zur Folge haben. Umgekehrt können dann, wenn eine oder mehrere Energie emittierende Vorrichtungen verlagert ist/sind und/oder der Energiepfad verschoben ist, Teile des Pulvermaterials zu stark umgewandelt oder in unerwünschter Weise der Energie von zwei Energie emittierenden Vorrichtungen (zum Beispiel einer doppelten Sinterung) ausgesetzt sein. Infolgedessen kann die Komponente strukturell minderwertige Bereiche oder Abschnitte (zum Beispiel doppelt gesinterte Abschnitte) umfassen, die die Betriebseffizienz und/oder Betriebslebensdauer der durch die additiven Fertigungssysteme gebauten Komponente reduzieren können.
KURZBESCHREIBUNG
Ein erster Aspekt der Offenbarung stellt ein additives Fertigungssystem bereit, das enthält: eine bewegbare Bauplattform; wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung, die oberhalb der bewegbaren Bauplattform positioniert ist, wobei die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung eingerichtet ist, um eine Testmarkierung unmittelbar auf einer Bezugsfläche zu bilden; und ein Kalibrierungssystem, das mit der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung betriebsmäßig verbunden ist, wobei das Kalibrierungssystem enthält: wenigstens eine Messvorrichtung, die oberhalb der bewegbaren Bauplattform positioniert ist, wobei die wenigstens eine Messvorrichtung eingerichtet ist, um eine tatsächliche Position der Testmarkierung der Bezugsfläche zu bestimmen; und wenigstens eine Rechenvorrichtung, die mit der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung und der wenigstens einen Messvorrichtung betriebsmäßig verbunden ist, wobei die wenigstens eine Rechenvorrichtung eingerichtet ist, um die wenigstens eine Energie emittiere Vorrichtung zu kalibrieren durch: Einstellung der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung als Reaktion auf eine Feststellung, dass die tatsächliche Position der Testmarkierung auf der Bezugsfläche von einer vorbestimmten gewünschten Position auf der Bezugsfläche abweicht.
In dem zuvor erwähnten additiven Fertigungssystem kann die wenigstens eine Rechenvorrichtung des Kalibrierungssystems eingerichtet sein, um die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung durch Veränderung einer Position wenigstens eines Spiegels der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung, bis die tatsächliche Position der Testmarkierung auf der Bezugsfläche mit der vorbestimmten gewünschten Position auf der Bezugsfläche identisch ist, einzustellen.
Zusätzlich kann die wenigstens eine Rechenvorrichtung des Kalibrierungssystem eingerichtet sein, um die Position des wenigstens einen Spiegels der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung durch wenigstens entweder eine Verlagerung des wenigstens einen Spiegels der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung und/oder eine Einstellung einer Neigung des wenigsten einen Spiegels der wenigstens einen Energie emittieren Vorrichtung zu verändern.
In jedem beliebigen vorstehend erwähnten additiven Fertigungssystem kann die Bezugsfläche wenigstens eine von einer Bauoberfläche auf einer Bauplatte, die auf der bewegbaren Bauplattform positioniert ist, einer Oberfläche der bewegbaren Bauplattform, einer Kalibrierungsoberfläche einer Kalibrierungsplatte, die auf der bewegbaren Bauplattform positioniert ist, oder einer freiliegenden Oberfläche eines Auflagetisches, der die bewegbare Platte im Wesentlichen umgibt, enthalten.
In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten additiven Fertigungssystem kann die wenigstens eine Rechenvorrichtung des Kalibrierungssystems eingerichtet sein, um die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung durch Veränderung der Position der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung einzustellen, bis die Testmarkierung im Wesentlichen über einer Bezugsmarkierung ausgebildet ist, die auf der Bezugsfläche an der vorbestimmten gewünschten Position ausgebildet ist.
Zusätzlich kann die wenigstens eine Rechenvorrichtung des Kalibrierungssystem eingerichtet sein, um die Position der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung durch entweder eine Verlagerung der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung und/oder eine Drehung der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung zu verändern.
In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten additiven Fertigungssystems kann die wenigstens eine Messvorrichtung entweder mit einer Beschichtervorrichtung, die unmittelbar über der Bezugsfläche positioniert ist, gekoppelt und/oder innerhalb einer Baukammer und oberhalb der Bezugsfläche positioniert und/oder über der Baukammer und oberhalb deren Bezugsfläche positioniert sein.
Ein zweiter Aspekt der Offenbarung stellt ein Kalibrierungssystem bereit, das mit wenigstens einer Energie emittierenden Vorrichtung eines additiven Fertigungssystem betriebsmäßig verbunden ist, wobei das Kalibrierungssystem enthält: eine Bezugsmarkierung, die auf einer Bezugsfläche an einer vorbestimmten gewünschten Position ausgebildet ist; wenigstens eines Messvorrichtung, die oberhalb der Bezugsfläche positioniert ist, wobei die wenigstens eine Messvorrichtung eingerichtet ist, um eine tatsächliche Position einer durch die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung auf der Bezugsfläche geschaffenen Testmarkierung zu bestimmen; und wenigstens eine Rechenvorrichtung, die mit der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung und der wenigstens einen Messvorrichtung betriebsmäßig verbunden ist, wobei die wenigstens eine Rechenvorrichtung eingerichtet ist, um die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung zu kalibrieren durch: Einstellung der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung als Reaktion auf eine Feststellung, dass die tatsächliche Position der Testmarkierung auf der Bezugsfläche von der Bezugsmarkierung, die an der vorbestimmten gewünschten Position auf der Bezugsfläche ausgebildet ist, abweicht.
In dem zuvor erwähnten Kalibrierungssystem kann die wenigstens eine Rechenvorrichtung eingerichtet sein, um die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung durch Veränderung einer Position wenigstens eines Spiegels der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung einzustellen, bis die tatsächliche Position der Testmarkierung auf der Bezugsfläche mit der vorbestimmten gewünschten Position auf der Bezugsfläche im Wesentlichen identisch ist.
Zusätzlich kann die wenigstens eine Rechenvorrichtung eingerichtet sein, um die Position des wenigstens einen Spiegels der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung durch wenigstens entweder eine Verlagerung des wenigstens einen Spiegels der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung und/durch ein Einstellen einer Neigung des wenigstens einen Spiegels der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung zu verändern.
In jedem beliebigen vorstehend erwähnten Kalibrierungssystem kann die Bezugsfläche wenigstens entweder eine Bauoberfläche einer Bauplatte, die auf einer bewegbaren Bauplattform des additiven Fertigungssystem positioniert ist, eine Oberfläche der bewegbaren Bauplattform des additiven Fertigungssystems, eine Kalibrierungsoberfläche einer auf der bewegbaren Bauplattform des additiven Fertigungssystems positionierten Kalibrierungsplatte und/oder eine freiliegende Oberfläche eines Auflagetisches enthalten, der die bewegbare Bauplattform des additiven Fertigungssystems im Wesentlichen umgibt.
In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten Kalibrierungssystem kann die wenigstens eine Rechenvorrichtung eingerichtet sein, um die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtdung durch Veränderung der Position der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung einzustellen, bis die Testmarkierung im Wesentlichen über der Bezugsmarkierung ausgebildet ist, die auf der Bezugsfläche an der vorbestimmten, gewünschten Position ausgebildet ist.
Zusätzlich oder als eine Alternative kann die wenigstens eine Rechenvorrichtung eingerichtet sein, um die Position der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung durch Verlagerung der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung und/oder durch Drehung der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtdung zu verändern.
In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten Kalibrierungssystems kann die wenigstens eine Messvorrichtung eines sein: mit einer Beschichtervorrichtung des additiven Fertigungssystems, die oberhalb der Bezugsoberfläche positioniert ist, gekoppelt sein, innerhalb einer Baukammer des additiven Fertigungssystems und oberhalb der Bezugsoberfläche positioniert sein oder über der Baukammer des additiven Fertigungssystems und oberhalb der Bezugsoberfläche positioniert sein.
Ein dritter Aspekt der Offenbarung stellt ein Computerprogrammprodukt bereit, das einen Programmcode enthält, der auf einem nicht-transitorischen computerlesbaren Speichermedium gespeichert ist, der, wenn er durch wenigstens eine Rechenvorrichtung ausgeführt wird, die wenigstens eine Rechenvorrichtung veranlasst, wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung eines additiven Fertigungssystems durch Durchführung von Prozessen zu kalibrieren, zu denen gehören: Einstellung der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung als Reaktion auf eine Feststellung, das eine tatsächliche Position einer Testmarkierung, die auf einer Bezugsfläche des additiven Fertigungssystems ausgebildet ist, von einer vorbestimmten, gewünschten Position auf der Bezugsfläche abweicht, wobei die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung eingerichtet ist, um die Testmarkierung unmittelbar auf der Bezugsfläche zu bilden.
In dem zuvor erwähnten Computerprogrammprodukt kann die Einstellung der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung eine Veränderung einer Position wenigstens eines Spiegels der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung enthalten, bis die tatsächliche Position der Testmarkierung auf der Bezugsfläche mit der vorbestimmten, gewünschten Position auf der Bezugsfläche im Wesentlichen identisch ist.
Zusätzlich kann die Veränderung der Position der wenigstens einen Spiegels der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung wenigstens entweder eine Verlagerung des wenigstens einen Spiegels der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung und/oder eine Einstellung einer Neigung des wenigstens einen Spiegels der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung enthalten.
In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten Computerprogrammproduktes kann die Einstellung der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung eine Veränderung der Position der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung enthalten, bis die Testmarkierung im Wesentlichen über einer Bezugsmarkierung gebildet ist, die auf der Bezugsfläche an der vorbestimmten, gewünschten Position ausgebildet ist.
Zusätzlich kann die Veränderung der Position der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung wenigstens entweder eine Verlagerung der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung und/oder eine Drehung der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung enthalten.
Die beispielhaften Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind dazu bestimmt, die hierin beschriebenen Probleme und/oder andere nicht erläuterte Probleme zu lösen.
Figurenliste
Diese und weitere Merkmale dieser Offenbarung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der verschiedenen Aspekte der Offenbarung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leichter verständlich, die verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung zeigen, in denen:

1 zeigt eine Vorderansicht eines additiven Fertigungssystems und eines Kalibrierungssystems, das eine oder mehrere Messvorrichtungen zur Kalibrierung einer oder mehrerer Energie emittierender Vorrichtungen enthält, gemäß Ausführungsformen.
2 zeigt eine Draufsicht von oben auf die Bauplatte des additiven Fertigungssystems nach 1, die eine Testmarkierung und eine Bezugsmarkierung enthält, die darauf ausgebildet sind, gemäß Ausführungsformen.
3 zeigt eine Draufsicht von oben auf die Bauplatte des additiven Fertigungssystems nach 1, die die Testmarkierung enthält, die über der Bezugsmarkierung ausgebildet ist, gemäß Ausführungsformen.
4 zeigt eine Draufsicht von oben auf die Bauplatte des additiven Fertigungssystems nach 1, die eine Testmarkierung und eine Bezugsmarkierung enthält, die darauf ausgebildet sind, gemäß weiteren Ausführungsformen.
5 zeigt eine Draufsicht von oben auf die Bauplatte des additiven Fertigungssystems nach 1, die eine Testmarkierung und eine Bezugsmarkierung, die darauf ausgebildet ist, enthält, gemäß einer weiteren Ausführungsform.
6 zeigt eine Vorderansicht eines additiven Fertigungssystems und eines Kalibrierungssystems, das eine oder mehrere Messvorrichtungen und eine Kalibrierungsplatte zur Kalibrierung einer oder mehrerer Energie emittierenden Vorrichtungen enthält, gemäß weiteren Ausführungsformen.
7 zeigt eine Vorderansicht eines additiven Fertigungssystems und eines Kalibrierungssystems, das eine oder mehrere Messvorrichtungen und eine Kalibrierungsplatte zur Kalibrierung einer oder mehrerer Energie emittierenden Vorrichtungen enthält, gemäß weiteren Ausführungsformen.
8 zeigt eine Vorderansicht eines additiven Fertigungssystems, eines Kalibrierungssystems, das eine oder mehrere Messvorrichtungen und eine Kalibrierungsphrase zur Kalibrierung einer oder mehrerer Energie emittierender Vorrichtungen enthält, und einer teilweise gebauten Komponente, gemäß Ausführungsformen.
9 zeigt eine Umgebung, die ein Kalibrierungssystem zur Kalibrierung einer oder mehrerer Energie emittierender Vorrichtungen der additiven Fertigungssysteme der 1 und 6-8 enthält, gemäß Ausführungsformen.

Es sei erwähnt, dass die Zeichnungen der Offenbarung nicht maßstabsgetreu sind. Die Zeichnungen sollen lediglich typische Aspekte der Offenbarung darstellen und sollten folglich nicht in einem den Geltungsbereich der Offenbarung beschränkenden Sinne betrachtet werden. In den Zeichnungen repräsentieren gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente unter den Zeichnungen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Als eine anfängliche Angelegenheit ist es, um die vorliegende Offenbarung deutlich zu beschreiben, erforderlich, eine bestimmte Terminologie zu wählen, wenn auf relevante Maschinenkomponenten innerhalb additiver Fertigungssysteme Bezug genommen wird und diese beschrieben werden. Dabei wird, wenn möglich, in der Industrie übliche Terminologie verwendet und in einer mit deren akzeptierter Bedeutung übereinstimmenden Weise eingesetzt. Sofern nicht anders angegeben ist, sollte eine derartige Terminologie entsprechend dem Kontext der vorliegenden Anmeldung und dem Schutzumfang der beigefügten Ansprüche weit ausgelegt werden. Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass häufig eine bestimmte Komponente unter Verwendung mehrerer verschiedener oder überlappender Ausdrücke bezeichnet werden kann. Was hierin als ein Einzelteil beschrieben sein kann, kann in einem anderen Kontext mehrere Kontinenten enthalten und als aus mehreren Komponenten bestehend bezeichnet werden. Alternativ kann das, was hierin als mehrere Komponenten enthaltend beschrieben sein kann, woanders als ein Einzelteil bezeichnet werden.
Wie oben erwähnt, betrifft die Offenbarung allgemein additive Fertigungssysteme und insbesondere ein Kalibrierungssystem zur Kalibrierung Energie emittierender Vorrichtungen der additiven Fertigungssysteme und zugehörige Programmprodukte zur Kalibrierung der Energie emittierenden Vorrichtungen.
Diese und weitere Ausführungsformen sind nachstehend unter Bezugnahme auf die 1-9 erläutert. Fachleute auf dem Gebiet werden jedoch erkennen, dass die detaillierte Beschreibung, die hierin in Bezug auf diese Figuren dargelegt ist, lediglich beispielhaften Zwecken dient und nicht als beschränkend ausgelegt werden sollte.
1 zeigt eine Vorderansicht eines additiven Fertigungssystems 100. Insbesondere zeigt 1 eine Vorderansicht des additiven Fertigungssystems 100, wobei ein Teil eines Umschließungsgehäuses oder einer Baukammer entfernt ist, um innere Komponenten und/oder Merkmale des additiven Fertigungssystems 100 aufzudecken. Wie hierin im Einzelnen erläutert, kann das additive Fertigungssystem 100 ein Kalibrierungssystem enthalten, das eingerichtet ist, um eine oder mehrere Energie emittierende Vorrichtungen des additiven Fertigungssystems 100 zu kalibrieren. Das additive Fertigungssystem 100, einschließlich des Kalibrierungssystems und des Prozesses zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen des additiven Fertigungssystems 100, wie hierin beschrieben, können die Qualität und/oder Genauigkeit einer Komponente, die durch das additive Fertigungssystem 100 aus einem Pulvermaterial gebaut wird, deutlich verbessern.
Wie in 1 veranschaulicht, kann das additive Fertigungssystem 100 (hier nachfolgend „AMS 100“) eine bewegbare Bauplattform 102 (hier nachfolgend „Bauplattform 102“) enthalten. Die Bauplattform 102 kann innerhalb einer Baukammer 104 des AMS 100 positioniert sein. Das heißt, die Bauplattform 102 kann wenigstens teilweise innerhalb einer Kammer oder eines Hohlraums 106 der Baukammer 104 wenigstens teilweise positioniert oder angeordnet sein, so dass die Baukammer 104 die Bauplattform 102 im Wesentlichen umgeben kann. Zusätzlich kann die Bauplattform 102 neben einem Auflagetisch 108 des AMS 100 und/oder innerhalb des Auflagetisches 108 positioniert sein. Wie in 1 veranschaulicht kann der Auflagetisch 108 eine freiliegende Oberfläche 109, die innerhalb des Hohlraums 106 positioniert ist, und eine Öffnung 110 enthalten, die eingerichtet ist, um die Bauplattform 102 aufzunehmen und/oder im Wesentlichen zu umgeben. Wie hierin erläutert, kann der Auflagetisch 108 verschiedene Komponenten des AMS 100 aufnehmen, mit diesen in Kontakt stehen und/oder diese stützen. Zusätzlich kann der Auflagetisch 108 in einem nicht beschränkenden Beispiel mit der Baukammer 104 gekoppelt sein und/oder als ein Teil der Baukammer 104 enthalten sein, so dass die Baukammer 104 und der Aufladetisch den Hohlraum 106 im Wesentlichen definieren. Der Auflagetisch 108, und insbesondere die freiliegende Oberfläche 109, kann in einem Kalibrierungsprozess verwendet werden, wie dies hierin erläutert ist, (vgl. 6).
Wie in 1 veranschaulicht, kann die Bauplattform 102 eingerichtet sein, um eine Bauplatte 112 aufzunehmen. Insbesondere kann die Bauplatte 112 unmittelbar auf und/oder über der Bauplattform 102 positioniert sein und kann sich in den Hohlraum 106 hinein und/oder neben diesem erstrecken. In einem nicht beschränkenden Beispiel, das in 1 veranschaulicht ist, kann die Bauplattform 102 eingerichtet sein, um sich in verschiedene Richtungen (D₁ , D₂ ) zur Einstellung der Höhe der Bauplattform 102 und/oder der Bauplatte 112 zu bewegen. Wie hierin erläutert, kann sich die Bauplattform 102 während eines Bauprozesses, der durch das AMS 100 durchgeführt wird, um eine Komponente (vgl. 8) aus einem Pulvermaterial (vgl. 8) auf der Bauplatte 112 zu bauen, in die verschiedenen Richtungen (D₁ , D₂ ) bewegen. Zusätzlich kann sich die Bauplattform 102 während eines Kalibrierungsprozesses, der durch Systeme des AMS 100 durchgeführt wird, wie hierin erläutert, in die verschiedenen Richtungen (D₁ , D₂ ) bewegen. In nicht beschränkenden Beispielen kann die Bauplattform 102 eingerichtet sein, um während eines Bauprozesses, der durch das AMS 100 durchgeführt wird, durch ein beliebiges geeignetes System, eine beliebige geeignete Vorrichtung und/oder einen beliebigen geeigneten Mechanismus, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, hydraulischer und/oder Aktuatorsysteme, in die Richtungen (D₁ , D₂ ) zu bewegen. In einem weiteren nicht beschränkenden Beispiel kann die Bauplattform 102 mit einem (nicht veranschaulichten) Nivellierungssystem gekoppelt sein und/oder in elektronischer Kommunikationsverbindung stehen. Das Nivellierungssystem kann eingerichtet sein, um die Bauplattform 102 in die Richtung (D) zu bewegen sowie die Neigung und/oder Schrägstellung der Bauplattform 102 einzustellen, um die Bauplattform 102 derart zu positionieren oder auszurichten, dass sie im Wesentlichen eben, mit anderen Komponenten des AMS 100 planar ausgerichtet ist und/oder eine gewünschte Neigung für den Kalibrierungs- oder Komponentenbauprozess, wie hierin erläutert, aufweist.
Die Bauplattform 102 kann aus einem beliebigen geeigneten Material ausgebildet sein, das das Pulvermaterial und die aus dem Pulvermaterial gebildete Komponente, wie hierin erläutert, aufnehmen und/oder tragen kann. Zusätzlich kann die Größe und/oder Geometrie der Bauplattform 102 des AMS 100 wenigstens zum Teil von der Menge des Pulvermaterials, das von dem AMS 100 zur Bildung der Komponente verwendet wird, der Größe der Komponente, der Geometrie der durch das AMS 100 gebildeten Komponente und/oder der Größe der Bauplatte 112, die unmittelbar auf der Bauplattform 102 positioniert ist, abhängig sein.
Die Baukammer 104 kann die Bauplattform 102 und die unmittelbar auf der Bauplattform 102 positionierte Bauplatte 112 wenigstens teilweise und/oder im Wesentlichen umgeben. Die Baukammer 104 kann gemeinsam mit dem Auflagetisch 108 als eine beliebige geeignete Struktur und/oder ein Umschließungsgehäuse ausgebildet sein, die bzw. das den Bauhohlraum 106 enthält, der die Bauplattform 102, die Bauplatte 112 und/oder weitere Komponenten des AMS 100 aufnehmen kann, die verwendet werden können, um eine Komponente zu bilden. Die Baukammer 104 kann aus einem beliebigen geeigneten Material ausgebildet sein, das in der Lage sein kann, die Merkmale des AMS 100 zu enthalten und/oder zu unterstützen. In nicht beschränkenden Beispielen kann die Baukammer 104 aus Metallen, Metallliegerungen, Keramik, Polymeren und anderen Materialien, die ähnliche physikalische, materialtechnische und/oder chemische Eigenschaften aufweisen, ausgebildet sein. Außerdem kann die Größe und/oder Geometrie der Baukammer 104 wenigstens zum Teil von der Größe und/oder der Geometrie der durch das AMS 100 gebildeten Komponente abhängen.
Die Bauplatte 112 kann auf der Bauplattform 102 positioniert, gehalten und/oder mit dieser lösbar gekoppelt sein und kann durch das AMS 100 verwendet werden, um Komponenten zu bauen, wie dies hierin erläutert ist. Die Bauplatte 112 kann unmittelbar auf der Bauplattform 102 des AMS 100 unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Kopplungstechnik und/oder eines beliebigen geeigneten Mechanismus positioniert und mit der Bauplattform 102 lösbar verbunden sein. Zum Beispiel kann die Bauplatte 112 mit der Bauplattform 102 unter Verwendung von Bolzen, Schrauben, Klammern, Haltezapfen und dergleichen lösbar verbunden sein. Weil sie mit der Bauplattform 102 lösbar gekoppelt ist, kann sich die Bauplatte 112 gemeinsam mit der Bauplattform 102 in verschiedene Richtungen (D₁ , D₂ ) bewegen.
Die Bauplatte 112 kann ferner eine freiliegende Bauoberfläche 118 enthalten, die Pulvermaterial zum Bau der Komponente unmittelbar auf der Bauoberfläche 118, wie hierin erläutert, aufnehmen kann. Wie in 1 veranschaulicht, kann die Bauoberfläche 118 innerhalb des Hohlraumes 106 der Baukammer 104 freigelegt sein und kann mit dem Auflagetisch 108 des AMS 100 vor dem Bau der Komponente aus dem Pulvermaterial (zum Beispiel in einem Vor-Bau-Zustand) im Wesentlichen planar ausgerichtet, im Wesentlichen auf einem Niveau und/oder im Wesentlichen eben angeordnet sein. Wie in einem nicht beschränkenden Beispiel hierin erläutert, kann eine Ausrichtung der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 mit dem Auflagetisch 108 des AMS 100 bei einer Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen des AMS 100 hilfreich sein. Außerdem, und wie hierin erläutert, kann die Bauplatte 112 wenigstens eine Bezugsmarkierung enthalten, die auf und/oder in der Bauoberfläche 118 ausgebildet ist und die verwendet werden kann, um die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen des AMS 100 zu kalibrieren.
Die Bauplatte 112 kann aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt sein, das in der Lage ist, den Prozessen zum Bau einer Komponente unter Verwendung des AMS 100 standzuhalten. In nicht beschränkenden Beispielen kann die Bauplatte 112 aus rostfreiem Stahl, Titan-, Nickel-, Kobalt- oder Eisen-Legierungen, Aluminium oder einem beliebigen sonstigen Material mit ähnlichen physikalischen, materialtechnischen und/oder chemischen Eigenschaften ausgebildet sein. Außerdem kann die Größe und/oder Geometrie der Bauplatte 112 des AMS 100 wenigstens zum Teil von der Menge des Pulvermaterials, das durch das AMS 100 verwendet wird, um die Komponente zu bilden, der Größe der Komponente, der Geometrie der durch das AMS 100 gebildeten Komponente und/oder der Größe der Bauplattform 102, die eingerichtet ist, um die Bauplatte 112 aufzunehmen und lösbar mit dieser verbunden zu sein, abhängen.
Das AMS 100 kann ferner eine Beschichtervorrichtung 120 enthalten. Wie in 1 veranschaulicht, kann die Beschichtervorrichtung 120 innerhalb des Hohlraums 106 positioniert sein. Insbesondere kann die Beschichtervorrichtung 120 des AMS 100 innerhalb des Hohlraums 106 positioniert sein und/oder von der Baukammer 104 und dem Auflagetisch 108 umgeben sein. Die Beschichtervorrichtung 120 kann auch über der Bauplattform 102, dem Auflagetisch 108 und/oder der Bauplatte 112, die unmittelbar auf der Bauplattform 102 positioniert ist, positioniert sein und kann mit diesen (wenigstens teilweise) ausgerichtet sein. Wie hierin erläutert, kann die Beschichtervorrichtung 120 verschiedene Komponenten, Vorrichtungen und/oder Systeme enthalten, mit verschiedenen Komponenten, Vorrichtungen und/oder Systemen gekoppelt und/oder betriebsmäßig verbunden sein, die eingerichtet sein können, um Pulvermaterial auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 für eine nachfolgende Umwandlung (Sinterung), um die Komponente mit dem AMS 100 schichtweise zu bauen, aufzubringen.
Die Beschichtervorrichtung 120 kann einen Pulvermaterialvorratsbehälter 122 (hier nachfolgend „Vorratsbehälter 122“) enthalten. Wie in 1 veranschaulicht kann der Vorratsbehälter 122 innerhalb des durch die Baukammer 104 definierten Hohlraums 106 positioniert sein und über der Bauplattform 102 bzw. der Bauplatte 112 positioniert sein. Der Vorratsbehälter 122 kann als eine beliebige geeignete Komponente ausgebildet sein, die eingerichtet sein kann, um Pulvermaterial, zum Beispiel Metall, Polymer, Keramik und dergleichen) aufzunehmen, zu fassen und/oder zu halten, das in dem Bauprozess zur Bildung einer Komponente auf der Bauplatte 112, wie hierin erläutert, verwendet werden kann. In einem nicht beschränkenden Beispiel kann der Vorratsbehälter 122 aus einem Tank, Container, Gefäß, einer Aufnahme, einer Kammer, einem Trichter und/oder dergleichen gebildet sein. Zusätzlich kann der Vorratsbehälter 122 in einem nicht beschränkenden Beispiel eingerichtet sein, um das Pulvermaterial auf der Bauplatte 112 aufzubringen, um die gebaute Komponente schichtweise zu bilden. Der Vorratsbehälter 122 kann das Pulvermaterial auf die Bauplatte 112 unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Materialauftragskomponente oder -vorrichtung aufbringen und kann das Pulvermaterial unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Materialauftragungstechnik oder eines beliebigen geeigneten Materialauftragungsprozesses aufbringen.
Wie in 1 veranschaulicht, kann die Beschichtervorrichtung 120 ferner wenigstens eine Klinge 124 enthalten. Die Klinge 124 der Beschichtervorrichtung 120 kann unter dem Vorratsbehälter 122 positioniert sein. Das heißt, die Klinge 124 kann unter dem Vorratsbehälter 122 positioniert sein und kann zwischen der Bauplatte 112 und dem Vorratsbehälter 122 positioniert sein. In dem nicht beschränkenden Beispiel kann die Klinge 124 auch oberhalb und unmittelbar benachbart zu der Bauplatte 112 positioniert sein, die unmittelbar auf der Bauplattform 102 positioniert ist. Die Klinge 124 kann mit dem Vorratsbehälter 124 über einen Klingenhalter 126 gekoppelt und/oder an diesem befestigt sein, um die Beschichtervorrichtung 120 zu bilden. Das heißt, der Klingenhalter 126 kann zwischen dem Vorratsbehälter 122 und der Klinge 124 positioniert und sowohl an den Vorratsbehälter 122 als auch an die Klinge 124 befestigt oder gekoppelt sein, und er kann folglich die Klinge 124 mit dem Vorratsbehälter 122 koppeln. Infolgedessen, und wie hierin erläutert, kann sich die Klinge 124, wenn sich die Beschichtervorrichtung 120 bewegt und das in dem Vorratsbehälter 122 aufbewahrte Pulvermaterial auf die Bauplatte 112 aufgebracht wird, ebenfalls gemeinsam mit der Beschichtervorrichtung 120 und/oder dem Vorratsbehälter 122 bewegen. Die Klinge 124 der Beschichtervorrichtung 120 kann das Pulvermaterial, das durch den Vorratsbehälter 122 während des durch das AMS 100 durchgeführten Bauprozesses aufgebracht wird, einebnen. Insbesondere kann die Klinge 124 das Pulvermaterial verteilen, einebnen, glätten und/oder flach machen, nachdem dieses durch den Vorratsbehälter 122 aufgebracht worden ist, um sicherzustellen, dass die aufgebrachte Schicht des Pulvermaterials eine gewünschte Dicke aufweist, bevor das Pulvermaterial umgewandelt wird, wie hierin erläutert. In nicht beschränkenden Beispielen kann die Klinge 124 der Beschichtervorrichtung 120 aus einer beliebigen geeigneten Komponente und einem beliebigen geeigneten Material ausgebildet sein, die bzw. das eingerichtet sein kann, um das aufgebrachte Pulvermaterial einzuebnen, um vor der Materialumwandlung eine ebene, gewünschte Dicke für das aufgebrachte Pulvermaterial zu schaffen. In nicht beschränkenden Beispielen kann die Klinge 124 aus einem keramischen Material, rostfreiem Stahl, Kautschuk, gesinterten Pulvermaterial ausgebildet sein und/oder kann als eine Bürste, die mehrere Borsten enthält, ausgebildet sein. Obwohl lediglich eine einzige Klinge 124 veranschaulicht ist, ist verständlich, dass die Beschichtervorrichtung 120 mehrere Klingen 124 und/oder Klingenhalter 126 enthalten kann.
Die Beschichtervorrichtung 120 kann auch mit einem (nicht veranschaulichten) Führungssystem des AMS 100 gekoppelt sein. Das Führungssystem kann eigerichtet sein, um eine Position der Beschichtervorrichtung 120 innerhalb der Baukammer 104 des AMS 100 über der Bauplatte 112 während des durch das AMS 100 durchgeführten Komponentenlaufprozesses, wie hierin erläutert, einzustellen und/oder die Beschichtervorrichtung 120 innerhalb der Baukammer 104 zu bewegen. Das Führungssystem kann als eine beliebige geeignete Komponente, Vorrichtung und/oder ein beliebiges geeignetes System ausgebildet sein, die bzw. das eingerichtet sein kann, um die Position der Beschichtervorrichtung 120 einzustellen und/oder diese zu bewegen. Zum Beispiel kann das Führungssystem als ein Vier-Pfosten-Führungssystem und eine Quertraversenstütze ausgebildet sein, die eingerichtet sein können, um die Beschichtervorrichtung 120 während des hierin erläuterten Komponenten Bauprozesses in eine Richtung in die Seite hinein und aus dieser heraus, über der Bauplatte 112 zu bewegen. In anderen nicht beschränkenden Beispielen kann das AMS 100 eine beliebige geeignete Komponente und/oder ein beliebiges geeignetes System enthalten, die bzw. das eingerichtet ist, um die Position der Beschichtervorrichtung 120 bei der Durchführung des Komponentenbauprozesses, wie hierin erläutert, einzustellen. Zum Beispiel kann die Beschichtervorrichtung 120 mit einem bewegbaren Anker gekoppelt und/oder an einem bewegbaren Anker fixiert sein, der die Position der Beschichtervorrichtung 120 in die verschiedenen erforderlichen Richtungen (zum Beispiel die Richtungen (D₁ , D₂ ), eine Richtung in die Seite hinein und aus dieser heraus) einstellen kann, um den Komponentenbauprozess, wie hierin erläutert, durchzuführen.
Das AMS 100 kann ferner wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung 128 enthalten. Wie hierin erläutert, kann die eine oder können die mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 eine beliebige Vorrichtung sein, die eingerichtet ist, um einen Materialumwandlungsprozess (zum Beispiel Sintern, Schmelzen) an verschiedenen Pulvermaterialien (zum Beispiel aus Metall, Polymer, Keramik und dergleichen) durchzuführen, die verwendet werden, um die Komponente auf der Bauplatte 112 zu bilden. Wie in 1 veranschaulicht, können die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 des AMS 100 im Wesentlichen oberhalb der Bauplattform 102 und/oder der Bauplatte 112 positioniert sein, die unmittelbar auf der Bauplattform 102 positioniert ist. Außerdem können, wie in 1 veranschaulicht, die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 oberhalb der Beschichtervorrichtung 120 positioniert sein. In dem in 1 veranschaulichten nicht beschränkenden Beispiel können die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 innerhalb der Baukammer 104 positioniert und mit der Baukammer 104 gekoppelt und/oder an dieser fixiert sein. In einem weiteren nicht beschränkenden Beispiel können die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 außerhalb und/oder über der Baukammer 104 des AMS 100 positioniert sein (siehe die in Phantomlinien veranschaulichte(n) Energie emittierende(n) Vorrichtung(en) 128). Die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 des AMS 100 können wenigstens einen verstellbaren Spiegel 129 enthalten. Die Position und/oder Neigung des einen oder der mehreren Spiegel 129 der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 kann/können während der Komponentenbauprozesse (kontinuierlich) eingestellt werden, um die emittierte Energie (zum Beispiel einen Laserstrahl, Elektronenstrahl) über der Bauplatte 112 zu lenken und/oder zu bewegen, um die Komponente zu bilden, wie hierin erläutert. In einem weiteren nicht beschränkenden Beispiel können die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 eingerichtet sein, um wenigstens teilweise in eine Richtung (R) gedreht zu werden, um eine Komponente auf der Bauplatte 112 durch Durchführung eines hierin beschriebenen Bauprozesses zu bilden. In weiteren nicht beschränkenden Beispiel können die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 mit einem (nicht veranschaulichten) anderen Führungssystem gekoppelt sein, das eingerichtet sein kann, um die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 bei der Durchführung eines hierin beschriebenen Bauprozesses einzeln in verschiedene Richtungen (zum Beispiel die Richtungen (D₁ , D₂ ), eine Richtung in die Seite hinein und aus der Seite heraus) zu bewegen.
Die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 können eine beliebige geeignete Vorrichtung sein, die eingerichtet und/oder in der Lage ist, eine Komponente auf der Bauplatte 112 aus einem Pulvermaterial zu bilden. Insbesondere können die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 eingerichtet und/oder in der Lage sein, um das Pulvermaterial schichtweise umzuwandeln (zum Beispiel zu sintern, schmelzen), um eine Komponente in der hierin erläuterten Weise zu bilden. In einem nicht beschränkenden Beispiel, das in 1 veranschaulicht ist, können die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 ein beliebiger geeigneter Laser oder eine beliebige geeignete Laservorrichtung sein, der bzw. die eingerichtet ist, um Licht auszustrahlen, das in der Lage ist, das Pulvermaterial umzuwandeln. In weiteren (nicht veranschaulichten) nicht beschränkenden Beispielen können die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 eine beliebige sonstige geeignete Strahlungsenergie- oder Bestrahlungsvorrichtung (zum Beispiel einen Elektronenstrahl) enthalten, die eingerichtet ist, um das Pulvermaterial umzuwandeln, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, einer Wärmequelle, einer Strahlungsemissionsvorrichtung, einer Mikrowellen-Emissionsvorrichtung und dergleichen. Außerdem sind zwei Energie emittierende Vorrichtungen 128 hierin in Bezug auf das AMS 100 veranschaulicht und erläutert. Jedoch ist es verständlich, dass die Anzahl der Energie emittierenden Vorrichtungen des AMS 100, die in den Figuren veranschaulicht sind, lediglich beispielhaft ist. An sich kann das AMS 100 mehr oder weniger Energie emittierende Vorrichtung(en) 128 als die hierin dargestellte und erläuterte Anzahl enthalten.
Während des Komponentenbauprozesses kann Pulver- oder Granulatmaterial vorbestimmten Bereichen der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 unter Verwendung der Beschichtervorrichtung 120 zugegeben werden. Insbesondere kann sich der Vorratsbehälter 122 der Beschichtervorrichtung 120 (zum Beispiel in der Richtung in die Seite hinein und aus dieser heraus) über der Bauplattform 102/Bauplatte 112 bewegen und Pulvermaterial auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 auftragen. Zusätzlich und im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Auftrag kann die Klinge 124 der Beschichtervorrichtung 120 ferner das aufgebrachte Pulvermaterial auf der Bauplatte 112 verteilen, einebnen, glätten und/oder verflachen, damit es eine im Wesentlichen planare Oberfläche aufweist und/oder eine vorbestimmte gewünschte Dicke aufweist. Sobald das Pulvermaterial durch die Beschichtervorrichtung 120 aufgebracht und eingeebnet worden ist, kann es anschließend durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 umgewandelt (zum Beispiel gesintert) werden, um eine Schicht der Baukomponente zu bilden. Sobald eine Schicht des Pulvermaterials durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 umgewandelt worden ist, können die Bauplattform 102 und die Bauplatte 112, die unmittelbar auf der Bauplattform 102 positioniert und mit dieser gekoppelt ist, in wenigstens eine erste Richtung (D₁ ) innerhalb der Öffnung 110 von der Beschichtervorrichtung 120 weg und/oder weiter nach unten verstellt und/oder bewegt werden. Das Auftragen, das Einebnen, die Materialumwandlung und der Prozess zur Verstellung der Bauplattform 102 können kontinuierlich durchgeführt werden, um die Komponente Schicht für Schicht aufzubauen. Sobald die Komponente auf der Bauoberfläche 1189 der Bauplattform 112 gebaut ist, kann die Komponente von der Bauplatte 112 entfernt werden, wobei die Bauplatte 112 durch das AMS 100 erneut verwendet und/oder einem weiteren Bauprozess unterzogen werden kann, wie hierin erläutert, um eine andere Komponente auf der Bauoberfläche 118 bauen zu lassen.
Wie in 1 veranschaulicht, kann das AMS 100 ferner ein Kalibrierungssystem 130 enthalten. Wie hierin erläutert, können das Kalibrierungssystem 130 und seine verschiedenen Komponenten mit Teilen, Komponenten, Vorrichtungen und/oder Systemen des AMS 100 (zum Beispiel der bewegbaren Bauplattform 102, der einen oder den mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 und dergleichen) betriebsmäßig verbunden sein, um die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 zu kalibrieren. Wie hierin im Einzelnen erläutert, können das Kalibrierungssystem 130 und die Prozesse zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 des AMS 100, und insbesondere der Pfad der durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 zur Umwandlung des Pulvermaterials generierten Energie, unter Verwendung des Kalibrierungssystems 130 die Qualität und/oder Genauigkeit einer durch das AMS 100 aus dem Pulvermaterial gebauten Komponente verbessern, indem sie sicherstellen, dass die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 vor dem Bauprozess und während des Bauprozesses innerhalb des oder benachbart zu dem AMS (100) positioniert und/oder ausgerichtet ist bzw. sind, um Energie in eine gewünschte Stelle (zum Beispiel über dem Pulvermaterial) zu emittieren.
Das Kalibrierungssystem 130 kann wenigstens eine oder mehrere Rechenvorrichtungen 132 enthalten, die eingerichtet ist/sind, um die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 zu kalibrieren. Die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 können mit verschiedenen Komponenten des AMS 100 über eine beliebige geeignete elektronische und/oder mechanische Kommunikationskomponente oder -technik in einer festverdrahteten Weise, drahtlos und/oder betriebsmäßig verbunden sein und/oder in Kommunikationsverbindung stehen. Insbesondere können die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 des Kalibrierungssystems 130 mit der bewegbaren Bauplattform 102, der einen oder den mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 und/oder wenigstens einer Messvorrichtung des AMS 100, wie hierin erläutert, in elektrischer Kommunikationsverbindung stehen und/oder betriebsmäßig verbunden sein. Die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und ihre verschiedenen hierin erläuterten Komponenten können ein einziges eigenständiges System sein, das gesondert von einem Betriebssystem AMS 100 (zum Beispiel der Rechenvorrichtung) funktioniert (nicht veranschaulicht), das wenigstens einen Teil der Betriebsvorgänge und/oder Funktionen des AMS 100 und ihre verschiedenen Komponenten (zum Beispiel die Bauplattform 102, die Beschichtervorrichtung 120, die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 und dergleichen) steuern und/oder einstellen kann. Alternativ können die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und ihre Komponenten innerhalb eines größeren Steuersystems AMS 100 (zum Beispiel der Rechenvorrichtung) (nicht veranschaulicht) integral ausgebildet sein, in Kommunikationsverbindung mit diesem stehen und/oder als ein Teil des größeren Steuersystems AMS 100 ausgebildet sein, das wenigstens einen Teil der Betriebsvorgänge und/oder Funktionen des AMS 100 und ihrer verschiedenen Komponenten steuern und/oder einstellen kann.
In verschiedenen Ausführungsformen können die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 ein Steuersystem 134 für die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen (hier nachfolgend „Steuersystem 134“) zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 enthalten. Weil die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 mit der bewegbaren Bauplattform 102, der einen oder den mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 und/oder der einen oder den mehreren Messvorrichtungen in betrieblicher Kommunikationsverbindung stehen, kann das Steuersystem 134 ebenfalls mit der bewegbaren Bauplattform 102, der einen oder den mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 und/oder der einen oder den mehreren Messvorrichtungen des AMS 100 in elektronischer Kommunikationsverbindung stehen und/oder betriebsmäßig verbunden sein und kann eingerichtet sein, um die Bauplattform 102 und/oder die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 zu betreiben und/oder zu bewegen. Das heißt, und wie hierin erläutert, die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 kann/können eingerichtet sein, um die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 durch Einstellung einer Position der bewegbaren Bauplattform 102, der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 und/oder des einen oder der mehren Spiegel 129 der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 basierend auf Testmarkierungen, die durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 gebildet werden, und Bezugsmarkierungen, die auf einer oder mehreren Bezugsoberflächen (zum Beispiel der freiliegenden Oberfläche 109, der Bauoberfläche 118, der Oberfläche der Bauplattform 102, der Kalibrierungsoberfläche (vgl. 6) und dergleichen) des AMS 100 ausgebildet sind, zu kalibrieren, um die Qualität und/oder Genauigkeit einer durch das AMS 100 aus einem Pulvermaterial gebauten Komponente zu verbessern.
Zusätzlich kann das Kalibrierungssystem 130 wenigstens eine Messvorrichtung 136 enthalten. Die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 können mit der einen oder den mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder dem Steuersystem 134 in elektronischer Kommunikationsverbindung stehen und/oder betriebsmäßig verbunden sein und können eingerichtet sein, um Messdaten zu der einen oder den mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder dem Steuersystem 134 zu liefern, die in dem hierin erläuterten Kalibrierungsprozess verwendet werden sollen. Außerdem können die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 innerhalb des und/oder benachbart zu dem AMS 100 positioniert sein, um eine tatsächliche Position einer Testmarkierung, die durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 gebildet wird, und eine gewünschte Position einer Bezugsmarkierung zu bestimmen, wie hierin erläutert. In einem nicht beschränkenden Beispiel können die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 innerhalb des Hohlraums 136 positioniert sein, der durch die Baukammer 104 und/oder den Auflagetisch 108 definiert ist. Außerdem können die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 in dem in 1 veranschaulichten nicht beschränkenden Beispiel an der Beschichtervorrichtung 120 und insbesondere an dem Klingenhalter 126 der Beschichtervorrichtung 120 positioniert und/oder mit dieser bzw. diesem gekoppelt sein. In Folge der Kopplung mit der Beschichtervorrichtung 120 können die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 ferner im Wesentlichen über der Bauplatte 112 und/oder im Wesentlichen in Ausrichtung mit dieser positioniert sein. In weiteren hierin erläuterten nicht beschränkenden Beispielen können die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 in an anderen Bereichen oder Abschnitten der Baukammer 104 des AMS 100 positioniert sein (vgl. 6), oder sie können alternativ über und/oder außerhalb des Hohlraums 106 positioniert sein, der durch die Baukammer 104 definiert ist (vgl. 7).
Die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 des Kalibrierungssystems 130 können eine beliebige geeignete Messvorrichtung, Komponente oder ein beliebiger geeigneter Sensor sein, die bzw. der eingerichtet ist, um eine tatsächliche Position einer durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 gebildeten Testmarkierung und/oder eine gewünschte Position einer auf Bezugsflächen des AMS 100 gebildeten Bezugsmarkierung zu erfassen und/oder zu bestimmen, wie hierin erläutert. Zum Beispiel, und wie in 1 veranschaulicht, können die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136, die mit der Beschichtervorrichtung 120 und insbesondere mit dem Klingenhalter 126 der Beschichtervorrichtung 120 gekoppelt sind, eine Kamera oder ein Kamerasystem sein. Die Kamera oder das Kamerasystem, die bzw. das die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 bildet, kann ein Videokamerasystem sein, das eingerichtet ist, um Videobilder von der Testmarkierung und/oder der Bezugsmarkierung, die auf der Bauoberfläche 118 (zum Beispiel der Bezugsoberfläche) der Bauplatte 112 ausgebildet ist, zu erfassen, wie hierin erläutert. In weiterten nicht beschränkenden Beispielen kann die Kamera oder das Kamerasystem, die bzw. das die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 bildet, eine Standbildkamera oder Fotografiekamera sein, die eingerichtet ist, um fotografische Bilder von der Testmarkierung und/oder von der Bezugsmarkierung, die auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 ausgebildet ist, zu erfassen.
In weiteren nicht beschränkenden Beispielen können die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 als ein Oberflächenscannersensor oder eine Oberflächenscannvorrichtung ausgebildet oder eingerichtet sein. Der die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 bildende Scannersensor kann die freiliegende oder Baufläche 118 der Bauplatte 112 abtasten, um Testmarkierungen und Bezugsmarkierungen zu erfassen und insbesondere die Positionen der Testmarkierungen und der Bezugsmarkierungen auf der Bauoberfläche 118 für eine Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtung 128 zu identifizieren, wie hierin erläutert. Die Scannersensoren können die Markierungen auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 zum Beispiel durch Erfassung und/oder Erkennung von Veränderungen der Farbe, der Oberflächenglattheit und/oder anderer Veränderungen der physikalischen Eigenschaften der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 detektieren, die durch durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 gebildeten Testmarkierungen und/oder durch die Bezugsmarkierungen verursacht sind. In weiteren nicht beschränkenden Beispielen können die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 ein(en) oder mehrere Zeilenscannersensoren oder -systeme, Infrarot-Kamerasysteme und Kamera- und Beleuchtungssysteme enthalten.
In dem in 1 veranschaulichten nicht beschränkenden Beispiel sind zwei Messvorrichtungen 136 veranschaulicht. Jedoch kann das Kalibrierungssystem 130 des AMS 100 in anderen nicht beschränkenden Beispielen mehr oder weniger Messvorrichtungen 136 enthalten (vgl. 6 und 7), solange die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 eingerichtet sein können, um die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 mit Informationen oder Daten zu versorgen, die die Testmarkierungen betreffen, die auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 gebildet werden, wie hierin erläutert. Das heißt, die Anzahl der Messvorrichtungen 136, die in 1 veranschaulicht ist, ist lediglich beispielhaft und nicht beschränkend.
Der Kalibrierungsprozess zur Kalibrierung einer oder mehrerer Energie emittierender Vorrichtungen 128 des AMS 100 kann nun erläutert werden. In einem nicht beschränkenden Beispiel kann der Kalibrierungsprozess zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 in einem „Vor-Bau-Stadium“ durchgeführt werden. Das Vor-Bau-Stadium kann vorliegen, bevor ein Pulvermaterial auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 durch die Beschichtervorrichtung 120 aufgetragen wird und bevor irgendein Teil einer Komponente auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 gebaut wird. Durch Durchführung des Kalibrierungsprozesses zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 in dem Vor-Bau-Stadium (zum Beispiel vor dem Beginn, die Komponente aus dem Pulvermaterial auf der Bauplatte 112 zu bauen), kann dieser sicherstellen, dass die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 innerhalb des oder benachbart zu dem AMS 100 positioniert oder ausgerichtet und/oder eingerichtet ist bzw. sind, um während des Bauprozesses Energie an eine exakte, gewünschte Position (zum Beispiel über dem Pulvermaterial) zu emittieren. Wie hierin erläutert, kann eine Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 wiederum die Baueffizienz und/oder Qualität der durch das AMS 100 gebildeten Komponente verbessern.
Indem auf 2 verwiesen und weiterhin auf 1 Bezug genommen wird, ist ein Abschnitt der Bauplatte 112 des AMS 100 veranschaulicht. In dem hierin erläuterten nicht beschränkenden Beispiel kann die Bezugsoberfläche, die die Bezugsmarkierungen enthält, die zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 verwendet werden, die Bauoberfläche 118 der Bauplatte 102 sein. Jedoch kann die Bezugsoberfläche in anderen nicht beschränkenden Beispielen sich auf andere freiliegende Oberflächen beziehen und/oder kann andere freiliegende Oberflächen enthalten, die mit einer oder mehreren benachbarten Messvorrichtungen 136 des Kalibrierungssystems 10 ausgerichtet und/oder benachbart zu diesen positioniert sind. Zu weiteren nicht beschränkenden Beispielen für die Bezugsoberfläche, die Bezugsmarkierungen enthält, können die freiliegende Oberfläche 109 des Auflagetisches 108 (vgl. 6 und 8), eine Oberfläche der bewegbaren Bauplattform 102 (dort, wo die Bauplatte 112 nicht auf der Bauplattform 102 positioniert ist) (vgl. 6) und/oder eine Kalibrierungsoberfläche einer Kalibrierungsplatte (vgl. 6) gehören.
Wie in den 1 und 2 veranschaulicht, kann die Bauplatte 112 eine Bezugsmarkierung 138 und eine Testmarkierung 140, die darin ausgebildet sind, enthalten. Insbesondere kann die Bauplatzte 112 die Bezugsmarkierung 128 und die Testmarkierung 140 enthalten, die in und/oder auf der freiliegenden Bauoberfläche 118 (zum Beispiel Bezugsfläche) ausgebildet sind. Die Anzahl der Bezugsmarkierungen 138 und/oder der Testmarkierungen 140, die in der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 ausgebildet sind, kann wenigstens zum Teil von der Anzahl der Energie emittierenden Vorrichtung(en) 128, die in dem AMS 100 enthalten ist (sind), der Position der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 innerhalb des AMS 100 und/oder den Bewegungsfähigkeiten (zum Beispiel den Richtungen (D₁ , D2), einer Richtung in die Seite hinein und aus dieser heraus) der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 innerhalb des AMS 100 abhängig sein. In dem in 1 veranschaulichten nicht beschränkenden Beispiel kann das AMS 100 zwei verschiedene Energie emittierende Vorrichtungen 128 enthalten. An sich, und wie in dem nicht beschränkenden Beispiel veranschaulicht, können zwei unterschiedliche Bezugsmarkierungen 138 auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 ausgebildet sein. Obwohl eine einzige Bezugsmarkierung 138 und Testmarkierung 140 hierin in Bezug auf die Durchführung des Kalibrierungsprozesses an der einen oder den mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 veranschaulicht und beschrieben sind, versteht es sich, dass der Prozess zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 an allen Energie emittierenden Vorrichtungen 128 des AMS 100 durchgeführt werden kann, die irgendwelche oder alle Bezugsmarkierungen 128 und/oder Testmarkierungen 140 verwenden, die auf der Bauoberfläche 180 der Bauplatte 112 ausgebildet sind.
Die Bezugsmarkierung 138 kann unmittelbar auf und/oder in der freiliegenden Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 ausgebildet und/oder physisch hergestellt sein. Die Bezugsmarkierung 138 kann an einer vorbestimmten, gewünschten Position 142 auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 gebildet sein. Die vorbestimmte, gewünschte Position 142 kann durch die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 des Kalibrierungssystems 130 bestimmt werden und kann verwendet werden, um die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 zu kalibrieren. Zusätzlich, und ähnlich der Anzahl der Markierungen 138, die auf der Bauplatte 112 gebildet sind, kann die vorbestimmte, gewünschte Position 142 für die Bezugsmarkierung 138 wenigstens zum Teil auf der Anzahl der Energie emittierenden Vorrichtungen 128, die in dem AMS 100 enthalten sind, der Position der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 innerhalb des AMS 100, dem Pfad oder den Bewegungsfähigkeiten der durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 emittierten Energie, wie durch einen oder mehrere Spiegel 129 bestimmt, und/oder den Bewegungsfähigkeiten (zum Beispiel den Richtungen (D₁ , D₂ ), einer Richtung in die Seite hinein und aus dieser heraus) der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 innerhalb des AMS 100 basieren. Die Bezugsmarkierung 138 kann an der vorbestimmten, gewünschten Position 142 auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 unter Verwendung beliebiger herkömmlicher Mess- und/oder maschineller Bearbeitungssysteme und/oder -techniken gebildet werden. Zum Beispiel kann/können, nachdem die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 des Kalibrierungssystems 130 die Position der vorbestimmten, gewünschten Stelle 142 bestimmt/bestimmen, die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 die Position einem Benutzer (zum Beispiel über einen Ausdruck) mitteilen, der die Position der vorbestimmten, gewünschten Stelle 142 von Hand messen und von Hand die Bezugsmarkierung 138 auf der Bauoberfläche 118 erzeugen kann, bevor die Bauplatte 112 auf der Bauplattform 102 positioniert wird. Alternativ können die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 die Position mehreren verschiedenen Systemen oder Maschinen mitteilen, zu denen eine Koordinatenmessmaschine und eine Fräsmaschine gehören, die wiederum die vorbestimmte, gewünschte Stelle 142 auf der Bauplatte 112 messen, bestimmen und/oder positionieren und anschließend vor einer Positionierung der Bauplatte 112 auf der Bauplattform 102 die Bezugsmarkierung 138 auf der Bauoberfläche 118 maschinell herstellen und/oder erzeugen.
Außerdem kann, wie in 2 veranschaulicht, die Bauplatte 112 die Testmarkierung 140 enthalten. Die Testmarkierung 140 kann unmittelbar in und/oder auf der Bauoberfläche 118 (zum Beispiel Bezugsoberfläche) der Bauplatte 112 ausgebildet sein. In einem nicht beschränkenden Beispiel kann die Testmarkierung 140 durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 des AMS 100 gebildet werden. Insbesondere kann eine einzige Testmarkierung 140 in der Bauoberfläche 118 durch eine einzige Energie emittierende Vorrichtung 128 gebildet werden, indem diese die Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 Energie aussetzt, die durch die Energie emittierende Vorrichtung 128 generiert und/oder emittier wird. Außerdem können die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 des Kalibrierungssystems 130 die vorbestimmte, gewünschte Position für die Testmarkierung 140 der einen oder den mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 mitteilen und können anschließend die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 anweisen und/oder betreiben, um die Testmarkierung 140 an der vorbestimmten, gewünschten Position 142 zu bilden. Die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 können dann wiederum die Testmarkierung 140 auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 bilden.
Sobald die Testmarkierung 140 auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 gebildet ist, können die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 des Kalibrierungssystems 130 eine tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140 bestimmen. Das heißt, die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 des Kalibrierungssystems 130 können Bilder sichten, erfassen und/oder die Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 scannen, um eine tatsächliche Position 144 der auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 gebildeten Testmarkierung zu bestimmen. In dem in 1 veranschaulichten nicht beschränkenden Beispiel, und wie hierin erläutert, können die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 auf der Beschichtervorrichtung 120 positioniert und/oder mit dieser gekoppelt sein. An sich kann die Beschichtervorrichtung 120, nachdem die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 die Testmarkierung 140 auf der Bauplatte 112 bilden, sich über die Bauplatte 112 bewegen oder darüber verfahren, so dass die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 Bilder sichten, erfassen und/oder die Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 scannen können, um die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung, die auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 gebildet ist, zu bestimmen. Sobald die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140 bestimmt ist, können die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140 zu der einen oder den mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder dem Steuersystem 134 des Kalibrierungssystem 130 liefern, um festzustellen, ob die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 eine Kalibrierung erfordert/erfordern.
Falls durch das Kalibrierungssystem 130 festgestellt wird, dass die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140 mit der vorbestimmten, gewünschten Position 142 der Bezugsmarkierung 138 (vgl. 3) übereinstimmt, identisch ist und/oder im Wesentlichen in demselben Bereich wie diese ausgebildet ist, kann das Kalibrierungssystem 130 anschließend feststellen, dass die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 an einer gewünschten und/oder idealen Position und/oder in einer gewünschten und/oder idealen Orientierung innerhalb des AMS 100 positioniert und/oder ausgerichtet ist bzw. sind und/oder der eine oder die mehreren Spiegel 129 der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 die generierte Energie auf eine genaue, gewünschte Stelle innerhalb des AMS 100 richtet/richten. Die gewünschte und/oder ideale Position und/oder Ausrichtung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 und/oder der gewünschte Pfad für die emittierte Energie, der durch den einen oder die mehreren Spiegel 129 bestimmt ist, kann/können sicherstellen, dass die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 während des Bauprozesses Energie in eine exakte, gewünschte Position (zum Beispiel über dem Pulvermaterial) emittieren können. Somit kann das Kalibrierungssystem 130 die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 nicht kalibrieren.
Falls jedoch festgestellt wird, dass die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140 auf der Bauoberfläche 118 (zum Beispiel Bezugsoberfläche) der Bauplatte 112 von der vorbestimmten, gewünschten Position 142 der Bezugsmarkierung 138 abweicht, kann das Kalibrierungssystem 130 anschließend die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 kalibrieren. Das heißt, die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 des Kalibrierungssystems 130 kann/können die Daten und/oder Bilder der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112, die durch die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 erfasst werden, empfangen und feststellen, ob die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140 auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 von der vorbestimmten, gewünschten Position 142 der Bezugsmarkierung 138 abweicht. Sobald die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 feststellt/feststellen, dass die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140 von der vorbestimmten, gewünschten Position 142 der Bezugsmarkierung 138 abweicht, können die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 durch die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 kalibriert werden. Eine Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 kann eine Einstellung/Verstellung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 innerhalb des AMS 100 umfassen. In hierin erläuterten, nicht beschränkenden Beispielen kann das Kalibrierungssystem 130 die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 während einer Kalibrierung durch Veränderung einer Position eines oder mehrerer Spiegel 129 der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 und/oder durch Veränderung der Position der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 ein-/verstellen, bis die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140, die auf der freiliegenden Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 gebildet ist, mit der vorbestimmten, gewünschten Position 142 der Bezugsmarkierung 138, die auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 gebildet ist, im Wesentlichen identisch ist.
Um die Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 weiter zu unterstützen, und wie in 2 veranschaulicht, können die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 des Kalibrierungssystems 130, die mit der einen oder den mehreren Messvorrichtungen 136 betriebsmäßig verbunden sind, eine Positionsabweichung (ΔP) zwischen der Testmarkierung 140 und der Bezugsmarkierung 130 bestimmen. Die Positionsabweichung (ΔP) kann durch Vergleichen und/oder Messen eines Abstands zwischen der tatsächlichen Position 144 der Testmarkierung 140, die durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 auf der Bauoberfläche 118 (zum Beispiel Bezugsfläche) der Bauplatte 112 gebildet wird, und einer vorbestimmten, gewünschten Position 142 für die Bezugsmarkierung 138 bestimmt werden. Außerdem kann die Bestimmung der Positionsabweichung (ΔP) eine Bestimmung der Richtung umfassen, in die die Testmarkierung 140 in Bezug auf die Bezugsmarkierung 138 verschoben und/oder verlagert ist. Unter Verwendung der ermittelten Positionsabweichung (ΔP) kann das Kalibrierungssystem 130 die exakte Bewegung und/oder Positions-/Ausrichtungsanpassung oder -veränderung bestimmen und/oder berechnen, um die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 derart zu kalibrieren, dass die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140 mit der vorbestimmten, gewünschten Position 142 der Bezugsmarkierung 138 identisch ist (vgl. 3). Außerdem kann die Positionsabweichung (ΔP) für jede Energie emittierende Vorrichtung 128 bestimmt werden und diese können miteinander verglichen werden, um bei dem Kalibrierungsprozess, wie hierin erläutert, zu unterstützen.
Das Kalibrierungssystem 130 kann die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 während des Kalibrierungsprozesses unter Verwendung verschiedener Komponenten des AMS 100 ein- bzw. verstellen. In einem in 1 veranschaulichten nicht beschränkenden Beispiel kann das Kalibrierungssystem 130, und insbesondere können die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134, mit der einen oder den mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128, und insbesondere mit dem einen oder den mehreren Spiegeln 129 der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128, in Kommunikationsverbindung stehen und/oder betriebsmäßig verbunden sein. Als Reaktion auf eine Feststellung, dass das Kalibrierungssystem 130 die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 kalibrieren sollte, können die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 eine Position eines oder mehrerer Spiegel 129 der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 verändern, bis die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140, die auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 gebildet ist, mit der vorbestimmten, gewünschten Position 142 der Bezugsmarkierung 138 im Wesentlichen identisch ist. Eine Veränderung der Position des bzw. der Spiegel(s) 129 der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 kann eine Verlagerung, Bewegung oder Anpassung einer Position des einen bzw. der mehreren Spiegel 129 der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 und/oder eine Einstellung einer Neigung des Spiegels bzw. der Spiegel 129 der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 umfassen. Durch Veränderung der Position des einen oder der mehreren Spiegel 129 der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 kann der Pfad oder Strahl der durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 emittierten Energie (zum Beispiel Laserstrahl, Elektronenstrahl) während des Bauprozesses, wie hierin erläutert, zu einem gewünschten Pfad oder einer gewünschten Position (zum Beispiel der vorbestimmten, gewünschten Stelle 142) angepasst und/oder verändert werden.
In einem weiteren in 1 veranschaulichten nicht beschränkenden Beispiel kann das Kalibrierungssystem 130, und können insbesondere die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134, mit der einen oder den mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 in Kommunikationsverbindung stehen und/oder betriebsmäßig verbunden sein. Als Reaktion auf die Feststellung, dass das Kalibrierungssystem 130 die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 kalibrieren sollte, können die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 138 und/oder das Steuersystem 134 die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 durch Veränderung der Position und/oder Bewegung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 in verschiedene Richtungen (zum Beispiel die Richtungen (D₁ , D₂ ), eine Richtung in die Seite hinein und aus dieser heraus) unter Verwendung zum Beispiel eines (nicht veranschaulichten) Führungssystems und/oder durch Drehung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 in eine Richtung (R) einstellen. Das heißt, um die Position der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 während des Kalibrierungsprozesses zu verändern, kann/können die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 verlagern (zum Beispiel in die Richtungen (D₁ , D₂ )) und/oder die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen in eine Richtung (R) verdrehen. In einem weiteren in 1 veranschaulichten nicht beschränkenden Beispiel kann das Kalibrierungssystem 130, und können insbesondere die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134, mit der bewegbaren Bauplattform 102 in Verbindung stehen und/oder betriebsmäßig verbunden sein. Als Reaktion auf die Feststellung, dass das Kalibrierungssystem 130 die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 kalibrieren sollte, können die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen durch Einstellung der Position und/oder Bewegung der Bauplattform 102 und der darauf positionierten Bauplatte 112 in verschiedene Richtungen (zum Beispiel in die Richtungen (D₁ , D₂ ), eine Richtung in die Seite hinein und aus der Seite heraus) kalibrieren.
Eine Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128, und insbesondere eine Veränderung der Position der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 des AMS 100 und/oder der Position des Spiegels oder der Spiegel 129 der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128, kann sicherstellen, dass die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 während des Bauprozesses Energie in eine spezielle, gewünschte Position (zum Beispiel über dem Pulvermaterial) emittiert/emittieren. Außerdem kann durch Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 das auf der Bauplatte 112 aufgebrachte Pulvermaterial durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 vollständig und/oder genau umgewandelt werden, die kalibriert sein kann/können, um Energie in die exakten Stellen auszustrahlen, die das Pulvermaterial enthalten. Dies kann schließlich die Bauqualität, Baugenauigkeit, Betriebseigenschaften und/oder Betriebslebensdauer der durch das AMS 100 gebauten Komponente verbessern.
In einem weiteren nicht beschränkenden Beispiel, das in 3 veranschaulicht ist, können die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 derart kalibriert sein, dass die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140, die auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 gebildet wird, sich im Wesentlichen nahe an und/oder benachbart zu der vorbestimmten, gewünschten Position 142 der Bezugsmarkierung 138 befindet. Das heißt, in einem weiteren nicht beschränkenden Beispiel können die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 derart kalibriert werden, dass die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140 (wie mit Phantomlinien veranschaulicht) sich innerhalb eines Toleranzabstands (T) von der vorbestimmten, gewünschten Position 142 der Bezugsmarkierung 138, jedoch nicht exakt an der gleichen Stelle wie die vorbestimmte, gewünschte Position 142 befindet. Obwohl sie mit der vorbestimmten, gewünschten Stelle 142 nicht exakt ausgerichtet ist und/oder nicht an derselben Position wie diese liegt, kann die innerhalb des Toleranzabstands (T) zu der vorbestimmten, gewünschten Position 142 gebildete Testmarkierung 140 dennoch die Bildqualität, Bildgenauigkeit, Betriebseigenschaften und/oder Betriebslebensdauer der durch das AMS 100 gebauten Komponente, wie hierin erläutert, verbessern.
4 zeigt ein weiteres, nicht beschränkendes Beispiel für die Bauplatte 112, die eine Bezugsmarkierung 138 und eine Testmarkierung 140 enthält. Anderes als in dem in 2 veranschaulichten Beispiel, in dem die dargestellte Testmarkierung 140 mit der Bezugsmarkierung 138 teilweise ausgerichtet (zum Beispiel horizontal ausgerichtet) ist, kann die in 4 veranschaulichte Testmarkierung 140 in zwei Richtungen in Bezug auf die Bezugsmarkierung 138 verlagert sein. Insbesondere kann sich die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140 von der vorbestimmten, gewünschten Position 142 der Bezugsmarkierung 138 in zwei unterschiedlichen Richtungen unterscheiden und/oder von dieser getrennt sein. Trotz der Verlagerung in zwei Richtungen kann das Kalibrierungssystem 130 eingerichtet sein, um Positionsabweichungen (ΔP) zwischen der Testmarkierung 140 und der Bezugsmarkierung 138 zu bestimmen. Ähnlich wie hierin erläutert, kann eine erste Positionsabweichung (ΔP₁ ) durch einen Vergleich und/oder eine Messung eines Abstands zwischen der tatsächlichen Position 144 der Testmarkierung 140, die durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 gebildet wird, und der vorbestimmten, gewünschten Position 142 für die Bezugsmarkierung 138 in einer ersten Richtung bestimmt werden. Zusätzlich kann eine zweite Positionsabweichung (ΔP₂ ) durch einen Vergleich und/oder eine Messung eines Abstands zwischen der tatsächlichen Position 144 der Testmarkierung 140, die durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 auf der Bauplatte 112 gebildet wird, und einer vorbestimmten, gewünschten Position 142 für die Bezugsmarkierung 138 in einer zweiten Richtung, im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung, die die erste Positionsabweichung (ΔP₁ ) betrifft, bestimmt werden. Die Bestimmung beider Positionsabweichungen (ΔP₁ , ΔP₂ ) kann bei der Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 unterstützen.
Obwohl eine einzige Testmarkierung 140 veranschaulicht ist, wie sie mehrere Positionsabweichungen (ΔP₁ , ΔP₂ ) enthält, ist es verständlich, dass mehrere Testmarkierungen 140 auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 gebildet werden können. Jede dieser mehreren Testmarkierungen 140 kann in einer ähnlichen Weise, wie hierin erläutert, analysiert werden, um Positionsabweichungen (ΔP₁ , ΔP₂ ) zu bestimmen, um bei der Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 zu unterstützen. Das heißt, es können mehrere Testmarkierungen 140 auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 gebildet werden und Positionsabweichungen (ΔP₁ , ΔP₂ ) für jede Testmarkierung 140 bestimmt werden, um die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 zu kalibrieren, wie hierin erläutert.
5 zeigt ein weiteres nicht beschränkendes Beispiel für die Bauplatte 112, die eine Bezugsmarkierung 138 und eine Testmarkierung 140 enthält. In dem in 5 veranschaulichten nicht beschränkenden Beispiel kann die in Phantomlinien dargestellte Bezugsmarkierung 138 nicht physisch in der Bauplatte 112 hergestellt, gebildet und/oder erzeugt sein. Das heißt, und im Unterschied zu der in 2 veranschaulichten Bezugsmarkierung 138, kann die vorbestimmte, gewünschte Position für die Bezugsmarkierung 138 durch die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 des Kalibrierungssystems 130 bestimmt und/oder berechnet werden, jedoch kann die Bezugsmarkierung 138 nicht auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 physisch gebildet werden. Vielmehr können in dem nicht beschränkenden Beispiel Informationen und/oder Daten, die die berechnete, vorbestimmte, gewünschte Position für die Bezugsmarkierung 138 betreffen, zu der einen oder den mehreren Messvorrichtungen 136 geliefert und/oder durch die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 des Kalibrierungssystem 130 vorgehalten werden. Sobald die Testmarkierung 140 auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 gebildet ist, kann die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140 unter Verwendung der einen oder mehreren Messvorrichtungen 136 bestimmt und/oder detektiert werden. Mit der Kenntnis der tatsächlichen Position 144 der Testmarkierung 140 und mit den bestimmten oder berechneten Koordinaten auf der Bauplatte 112 für die vorbestimmte, gewünschte Position 142 für die Bezugsmarkierung 138 kann/können die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 des Kalibrierungssystems 130 die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 ähnlich, wie hierin erläutert, kalibrieren (zum Beispiel, tatsächliche Position 144 ≠ vorbestimmte, gewünschte Position 142, Positionsabweichung (ΔP), Anpassung der Position der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 und/oder des oder der Spiegel 129, und so weiter).
6 und 7 zeigen Vorderansichten verschiedener nicht beschränkender Beispiele für das AMS 100. In den verschiedenen nicht beschränkenden Beispielen, die in den 6 und 7 veranschaulicht sind, kann das Kalibrierungssystem 130 eine Kalibrierungsplatte 146 anstelle der Bauplatte 112 enthalten. Die Kalibrierungsplatte 146 kann durch das Kalibrierungssystem 130 und/oder das AMS 100 zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128, wie hierin erläutert, verwendet werden. Außerdem kann das AMS 100 in den nicht beschränkenden Beispielen eine oder mehrere Messvorrichtungen 136 des Kalibrierungssystems 130 enthalten, die an unterschiedlichen Stellen des AMS 100 positioniert sind, und/oder das Kalibrierungssystem 130 kann unterschiedliche Anzahl der Messvorrichtungen 136, als hierin in Bezug auf 1 erläutert ist, enthalten. Die Unterschiede in diesen Komponenten des AMS 100 sowie der Unterschied bei der Durchführung des Kalibrierungsprozesses für diese nicht beschränkenden Beispiele sind hierin im Einzelnen erläutert. Es ist verständlich, dass ähnlich bezeichnete und/oder benannte Komponenten in im Wesentlichen ähnlicher Weise funktionieren können. Eine redundante Erläuterung dieser Komponenten ist der Verständlichkeit halber weggelassen worden.
Wie in den 6 und 7 veranschaulicht, kann das AMS 100 die Kalibrierungsplatte 146 enthalten. Insbesondere kann in dem nicht beschränkenden Beispiel das Kalibrierungssystem 130 des AMS 100 die Kalibrierungsplatte 146 enthalten, die unmittelbar auf der bewegbaren Bauplattform 102 positioniert ist. Somit, und anders als in dem in 1 veranschaulichten nicht beschränkenden Beispiel, kann die Kalibrierungsplatte 146 die Bauplatte 112 während des Kalibrierungsprozesses ersetzen, der durch das hierin erläuterte Kalibrierungssystem 130 durchgeführt wird. In weiteren (nicht veranschaulichten) nicht beschränkenden Beispielen kann die Kalibrierungsplatte 146 unmittelbar auf der Bauplatte 112 positioniert sein und/oder auf der freiliegenden Oberfläche 109 des Auflagetisches 108 positioniert sein.
Wie in den 6 und 7 veranschaulicht, kann die Kalibrierungsplatte 146 eine Kalibrierungsoberfläche 148 enthalten. Ähnlich der Bauplatte 112 und insbesondere der Bauoberfläche 118 können Bezugsmarkierungen 138 unmittelbar in und/oder unmittelbar auf der Kalibrierungsoberfläche 148 der Kalibrierungsplatte 146 gebildet werden. In nicht beschränkenden Beispielen kann die Kalibrierungsplatte 146 während eines Vor-Bau-Stadiums in einer ähnlichen Art oder Weise wie die Bauplatte 112 zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 verwendet werden. Das heißt, eine Testmarkierung 140 kann auf der Kalibrierungsoberfläche 148 (zum Beispiel Bezugsoberfläche) der Kalibrierungsplatte 146 gebildet werden, und die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136, die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 kann/können feststellen, ob die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140 von der vorbestimmten, gewünschten Position 142 der Bezugsmarkierung 138 abweicht, um die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 zu kalibrieren. Sobald die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 durch Durchführung der Kalibrierungsprozesse unter Verwendung der Kalibrierungsplatte 146 kalibriert ist bzw. sind, kann die Kalibrierungsplatte 146 von der Bauplattform 102 entfernt und/oder durch die Bauplatte 112 ersetzt werden, so dass die Komponente durch das AMS 100 gebildet werden kann.
6 zeigt ferner weitere Komponenten des AMS 100, die Bezugsmarkierungen 138 enthalten. Das heißt, das nicht beschränkende Beispiel des AMS 100 nach 6 zeigt Bezugsmarkierungen 138, die auf der freiliegenden Oberfläche 109 des Auflagetisches 108 und einer Oberfläche der Bauplattform 102 zusätzlich zu denjenigen Bezugsmarkierungen 138 ausgebildet sind, die auf der Kalibrierungsoberfläche 148 der Kalibrierungsplatte 146 ausgebildet sind. Wie hierin erläutert, kann jede Oberfläche, die die in 6 veranschaulichten Bezugsmarkierungen 138 enthält, als eine Bezugsoberfläche betrachtet werden, und sie kann verwendet werden, um die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128, wie hierin erläutert, zu kalibrieren. Das heißt, die freiliegende Oberfläche 109 des Auflagetisches 108, die die Bezugsmarkierungen 138 enthält, kann die Bezugsoberfläche sein, die von dem Kalibrierungssystem 130 zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtung 128 verwendet wird. Außerdem kann dort, wo das AMS 100 die Bauplatte 112 (vgl. 1) oder die Kalibrierungsplatte 146 nicht enthält, die Oberfläche der Bauplattform 102, die die Bezugsmarkierungen 138 enthält, wie in 6 veranschaulicht, durch das Kalibrierungssystem 130 zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128, wie hierin erläutert, verwendet werden.
6 und 7 zeigen ferner nicht beschränkende Beispiele für das Kalibrierungssystem 130, das verschiedene Anzahl von Messvorrichtungen 136 enthält. Insbesondere enthält das in 6 veranschaulichte Kalibrierungssystem 130 eine einzige tatsächliche Messvorrichtung 136 und zwei optionale Messvorrichtungen 136 (die in Phantomlinien dargestellt sind). Außerdem zeigt das in 7 veranschaulichte Kalibrierungssystem 130 eine einzige Messvorrichtung 136. Wie hierin erläutert, ist die in den Figuren veranschaulichte Anzahl der Messvorrichtungen 136 lediglich beispielhaft und nicht beschränkend.
Zusätzlich kann die Position der einen oder mehreren Messvorrichtungen 136 des AMS 100, wie in den 6 und 7 veranschaulicht, variieren. Das heißt, und im Vergleich zu 1, die die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 zeigt, wie sie mit der Beschichtervorrichtung 120 gekoppelt sind, können die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 des Kalibrierungssystems 130, das in den nicht beschränkenden Beispielen in den 6 und 7 dargestellt ist, in anderen Bereichen des AMS 100 positioniert sein. Zum Beispiel, und wie in 6 veranschaulicht können die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 innerhalb des Hohlraums 106 positioniert sein, der durch die Baukammer 104 gebildet ist, und sie können im Wesentlichen über der Bauplattform 102, der Kalibrierungsplatte 146 bzw. der Beschichtervorrichtung 120 positioniert sein. Außerdem können die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 in dem nicht beschränkenden Beispiel, das in 6 veranschaulicht ist, mit der Baukammer 104 des AMS 100 gekoppelt und/oder an dieser befestigt sein. In einem weiteren nicht beschränkenden Beispiel, das in 7 veranschaulicht ist, kann die Messvorrichtung 136 außerhalb des Hohlraums 106 und/oder über der Baukammer 104 des AMS 100 positioniert sein. Das heißt, die Messvorrichtung 136 kann oberhalb der Bauplattform 102, der Kalibrierungsplatte 146, der Beschichtervorrichtung 120 bzw. der Baukammer 104 positioniert sein. Obwohl sie außerhalb des Hohlraums 106 und/oder oberhalb der Baukammer 104 positioniert ist, kann die Messvorrichtung 136 des in 7 veranschaulichten Kalibrierungssystems 130 eingerichtet und/oder in der Lage sein, die Kalibrierungsplatte 146 zu sehen und die tatsächliche Position 144 der Testmarkierung 140 für eine Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtung 128, wie hierin erläutert, zu bestimmen.
In weiteren nicht beschränkenden Beispielen kann das Kalibrierungssystem 130 des AMS 100 den Kalibrierungsprozess in einem mittleren Baustadium in einer im Wesentlichen ähnlichen Weise, als wenn der Kalibrierungsprozess in dem Vor-Bau-Stadium durchgeführt werden würde, wie hierin erläutert, durchführen. Zum Beispiel kann das Kalibrierungssystem 130, wie in 8 veranschaulicht, die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 des AMS 100 in dem mittleren Baustadium kalibrieren, indem es ähnliche Prozesse wie diejenigen durchführt, die zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 in dem Vor-Bau-Stadium durchgeführt werden. Zum Beispiel, und wie hierin in Bezug auf 1 erläutert, können das Kalibrierungssystem und seine verschiedenen Komponenten die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 während des mittleren Baustadiums durch Bestimmung der tatsächlichen Position 144 der auf der Bauplatte 112 gebildeten Testmarkierung 140, Vergleich der tatsächlichen Position 144 der Testmarkierung 140 mit einer vorbestimmten, gewünschten Position 142 der auf der Bauplatte 112 gebildeten Bezugsmarkierung 138 und Einstellung bzw. Verstellung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 kalibrieren.
Anders als in dem Vor-Bau-Stadium kann jedoch in dem mittleren Baustadium ein Teil der Komponente 150 bereits auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 113 gebildet sein. Wie in 8 veranschaulicht, kann die Komponente 150 nicht über den Bezugsmarkierungen 138, die auf der Bauoberfläche 118 (zum Beispiel der Bezugsoberfläche) der Bauplatte 112 ausgebildet sind, gebaut werden, diese Bezugsmarkierungen 138 nicht bedecken und/oder nicht versperren. Außerdem kann der Kalibrierungsprozess durchgeführt werden, nachdem das gesamte zuvor aufgebrachte Pulvermaterial von der Bauoberfläche 118 entfernt worden ist und/oder bevor eine nachfolgende Schicht des Pulvermaterials 152 (die mit Phantomlinien veranschaulicht ist) auf die Komponente 150 aufgebracht wird, um das Freiliegen und/oder die Sichtbarkeit der auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 gebildeten Bezugsmarkierungen 138 aufrechtzuerhalten. In Folge des Freiliegens und/oder der Sichtbarkeit der Bezugsmarkierungen 138 auf der Bauoberfläche 118 der Bauplatte 112 kann der durch das Kalibrierungssystem 130 durchgeführte Kalibrierungsprozess in dem mittleren Baustadium durchgeführt werden. In einem weiteren nicht beschränkenden Beispiel kann das Kalibrierungssystem 130 Bezugsmarkierungen 138, die auf der freiliegenden Oberfläche 109 (zum Beispiel der Bezugsoberfläche) des Auflagetisches 108 ausgebildet sind, in dem mittleren Baustadium zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 verwenden. Der Kalibrierungsprozess zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 kann durchgeführt werden, bevor jede neue Schicht des Pulvermaterials 152 aufgebracht wird oder alternativ nachdem mehrere Schichten des Pulvermaterials 152 aufgebracht und anschließend umgewandelt worden sind.
Durch Durchführung des Kalibrierungsprozesses zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 in dem mittleren Baustadium kann sichergestellt werden, dass die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 Energie in eine exakte, gewünschte Position (zum Beispiel über dem Pulvermaterial) über den gesamten Bauprozess hinweg emittieren. Alternativ kann die Durchführung des Kalibrierungsprozesses zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 in dem mittleren Baustadium feststellen, dass die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 (mitten im Bauen) neu kalibriert werden muss/müssen, um sicherzustellen, dass die einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 Energie zu einer exakten, gewünschten Position emittieren. Dies kann wiederum die Bauqualität, Baugenauigkeit, Betriebseigenschaften und/oder Betriebslebensdauer der durch das AMS 100 gebauten Komponente 150 verbessern, wie dies hierin ähnlich erläutert ist.
9 zeigt eine beispielhafte Umgebung 154. Insofern enthält die Umgebung 154 eine Recheninfrastruktur 156, die die verschiedenen hierin beschriebenen Prozessschritte zur Kalibrierung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 des AMS 100 durch Einstellung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 (vgl. 1) durchführen kann. Insbesondere ist die Recheninfrastruktur 156 veranschaulicht, wie sie eine oder mehrere Rechenvorrichtungen 132 enthält, die ein Steuersystem 134 für die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen (hier nachfolgend „Steuersystem 134“) aufweisen, das der einen oder den mehreren Rechenvorrichtungen 132 ermöglicht, die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 des AMS 100 durch Durchführung eines oder mehrerer der Prozessschritte gemäß der Offenbarung zu kalibrieren.
Die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 sind veranschaulicht, wie sie eine Speicherkomponente 158 (zum Beispiel ein nicht-transitorisches computerlesbares Speichermedium), eine Verarbeitungskomponente 160, eine Eingabe/Ausgabe (E/A) - Komponente 162 und einen Bus 164 enthält/enthalten. Ferner sind die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 in Kommunikationsverbindung mit dem AMS 100 und seinen verschiedenen Komponenten (zum Beispiel der Bauplattform 102, der Bauplatte 112, der Beschichtervorrichtung 120, einschließlich der Klinge 124, der oder den Energie emittierenden Vorrichtungen 128 und dergleichen) veranschaulicht. Wie bekannt ist, führt die Verarbeitungskomponente 160 im Allgemeinen einen Computerprogrammcode, wie etwa das Steuersystem 134, aus, der in der Speicherkomponente 158 oder einer externen Speicherkomponente 166 gespeichert ist. Während der Computerprogrammcode ausgeführt ist, kann die Verarbeitungskomponente 160 Daten, wie etwa das Steuersystem 134, zu/von der Speicherkomponente 158 und/oder der E/A-Komponente 162 lesen und/oder schreiben. Der Bus 164 stellt eine Kommunikationsverbindung zwischen allen der Komponenten in der oder den Rechenvorrichtungen 132 bereit. Die E/A-Komponente 162 kann eine beliebige Vorrichtung, die einem Benutzer 168 ermöglicht, mit der oder den Rechenvorrichtungen 132 zu interagieren, oder eine beliebige Vorrichtung aufweisen, die der oder den Rechenvorrichtungen 132 ermöglicht, mit einer oder mehreren weiteren Rechenvorrichtungen zu kommunizieren. Die Eingabe/Ausgabe-Komponenten 162 (zu denen einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Tastaturen, Anzeigen, Zeigevorrichtungen, etc. gehören) können mit dem System entweder direkt oder über dazwischengeschaltete E/A-Controller verbunden sein.
In jedem Fall können die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 einen beliebigen Universalzweck-Rechenherstellungsgegenstand aufweisen, der in der Lage ist, einen durch einen Benutzer 168 installierten Computerprogrammcode auszuführen (zum Beispiel einen Personalcomputer, einen Server, ein Handgerät, etc.). Jedoch wird verstanden, dass die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und das Steuersystem 134 für verschiedene mögliche äquivalente Rechenvorrichtungen, die die verschiedenen Prozessschritte der Offenbarung durchführen können, lediglich repräsentativ sind. Insofern können die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 in anderen Ausführungsformen einen beliebigen Spezialzweck-Rechenherstellungsgegenstand, der eine Hardware und/oder einen Computerprogrammcode zur Durchführung spezieller Funktionen aufweist, einen beliebigen Rechenherstellungsgegenstand, der eine Kombination aus Spezialzweck- und Universalzweck-Hardware/Software aufweist, oder dergleichen aufweisen. In jedem Fall können der Programmcode und die Hardware unter Verwendung standardmäßiger Programmier- bzw. Entwicklungstechniken geschaffen werden.
Ebenso ist die Recheninfrastruktur 155 für verschiedene Arten von Computerstrukturen zur Implementierung der Offenbarung lediglich beispielhaft. Zum Beispiel weist die Recheninfrastruktur 156 in einer Ausführungsform zwei oder mehrere Rechenvorrichtungen (zum Beispiel einen Servercluster) auf, die über eine beliebige Art einer verdrahteten und/oder drahtlosen Kommunikationsverbindung, wie etwa ein Netzwerk, einen gemeinsamen benutzten Speicher oder dergleichen, kommunizieren, um die verschiedenen Prozessschritte der Offenbarung durchzuführen. Wenn die Kommunikationsverbindung ein Netzwerk aufweist, kann das Netzwerk eine beliebige Kombination einer oder mehrerer Arten von Netzwerken (zum Beispiel das Internet, ein Weitbereichsnetzwerk, ein lokales Netzwerk, ein virtuelles privates Netzwerk, etc.) aufweisen. Netzwerkadapter können auch mit dem System verbunden sein, um dem Datenverarbeitungssystem zu ermöglichen, mit anderen Datenverarbeitungssystemen oder entfernten Druckern oder Speichervorrichtungen über dazwischen geschaltete private oder öffentliche Netzwerke verbunden zu werden. Modems, Kabelmodems und Internet-Karten sind lediglich ein paar der derzeit verfügbaren Arten von Netzwerkadaptern. Dessen ungeachtet können Kommunikationsverbindungen zwischen den Rechenvorrichtungen eine beliebige Kombination aus verschiedenen Arten von Übertragungstechniken verwenden.
Wie vorstehend erwähnt und hierin erläutert, ermöglicht das Steuersystem 134 der Recheninfrastruktur 156, einen Betrieb des AMS 100 zu steuern. Insofern ist das Steuersystem 134 veranschaulicht, wie es Messvorrichtungsdaten 170, vorbestimmte Messdaten 172, Betriebseigenschaftsdaten 174 und Baueigenschaftsdaten 176 enthält. Die Messvorrichtungsdaten 170 können einen Programmcode umfassen, der mit der Bestimmung, Messung und/oder Detektion der Testmarkierungen 140 in Beziehung stehen, die auf der Bauplatte 112 oder der Kalibrierungsplatte 146 durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 gebildet und durch die eine oder mehreren Messvorrichtungen 136 detektiert werden (vgl. 1 und 2). Die vorbestimmten Messdaten 172 können einen Programmcode enthalten, der mit den Bezugsmarkierungen 138 und den vorbestimmten, gewünschten Positionen für die Bezugsmarkierungen 138, die auf der Bauplatte 112 oder der Kalibrierungsplatte 146 gebildet werden, wie hierin erläutert, in Beziehung stehen. Die Betriebseigenschaftsdaten 174 können einen Programmcode enthalten, der mit dem Betrieb und/oder der Steuerung des AMS 100, und insbesondere der Komponenten des AMS 100, einschließlich der Bauplattform 102, der Beschichtervorrichtung 120, der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 und dergleichen, in Beziehung steht.
Die Baueigenschaftsdaten 176 können einen Programmcode enthalten, der mit der Komponente in Beziehung steht, die durch das AMS 100 gebaut werden soll, wobei der Programmcode Informationen und/oder Daten enthalten kann, die für die Merkmale, Geometrie und/oder Schichten der Komponente spezifisch sind, wie hierin erläutert. Eine weitere Funktion all dieser Daten 170, 176 ist hierin näher erläutert. Jedoch wird verstanden, dass einige der verschiedenen, in 9 veranschaulichten Daten unabhängig voneinander implementiert, miteinander kombiniert und/oder für eine oder mehrere gesonderte Rechenvorrichtungen in einem Speicher gespeichert werden können, die in der Recheninfrastruktur 156 enthalten sind. Ferner wird verstanden, dass einige der Daten und/oder Funktionalität gegebenenfalls nicht implementiert sein können oder dass weitere Daten und/oder Funktionalität als Teil der Umgebung 154 enthalten sein kann bzw. können. In einem nicht beschränkenden Beispiel können verschiedene Daten 170-176 in der externen Speichervorrichtung 166 gespeichert sein.
Wie hierin erläutert, können die Baueigenschaftsdaten 176 einen Programmcode enthalten, der mit der Komponente im Zusammenhang steht, die durch das AMS 100 gebaut werden soll, der Informationen und/oder Daten enthalten kann, die für die Merkmale, Geometrie und/oder Schichten der Komponente spezifisch sind. Der Programmcode der Baueigenschaftsdaten 176 kann ein genau definiertes 3D-Model der Komponente enthalten und kann von beliebigen von einer großen Vielfalt allgemein bekannter Softwaresysteme zur computergestützten Konstruktion (CAD), wie etwa AutoCAD®, TurboCAD®, DesignCAD 3D Max, etc., generiert werden. In dieser Hinsicht kann der Programmcode der Baueigenschaftsdaten 176 ein beliebiges heutzutage bekanntes oder künftig entwickeltes Dateiformat annehmen. Zum Beispiel kann der Programmcode der Baueigenschaftsdaten 176 in der Standard Tessellation Language (STL), die für Stereolithographie-CAD-Programme von 3D-Systemen geschaffen wurde, oder als eine additive Fertigungsdatei (AMF, additive manufacturing file) vorliegen, die ein Standard der American Society of Mechanical Engineers (ASME, Berufsverband der Maschinenbauingenieure in den USA) ist, der ein auf der erweiterbaren Auszeichnungssprache (XML, extensible markup-language)) basierendes Format ist, das entworfen ist, um einer beliebigen CAD-Software zu ermöglichen, die Gestalt und Zusammensetzung eines beliebigen dreidimensionalen Objektes zu beschreiben, das auf einem beliebigen AM-Drucker hergestellt werden soll. Der Programmcode der Baueigenschaftsdaten 176 kann zwischen verschiedenen Formaten übersetzt, in einen Satz von Datensignalen umgewandelt und übertragen, als ein Satz von Datensignalen empfangen und in einen Code umgewandelt, gespeichert werden, etc., wie dies erforderlich sein mag. Der Programmcode der Baueigenschaftsdaten 176 kann eine Eingabe in die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder die Speicherkomponente 158 sein und kann von einem Teilekonstrukteur, einem Dienstleister für geistiges Eigentum (IP, intellectual property), einem Designunternehmen, dem (den) Benutzer(n) 138 der Rechenvorrichtung(en) 132, der externen Speichervorrichtung 166 oder von anderen Quellen stammen. Wie hierin erläutert, führen die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 und/oder das Steuersystem 134 den Programmcode der Baueigenschaftsdaten 176 aus, und es/sie unterteilen die Komponente in eine Reihe von definierten Schichten, die nach einer Formung durch die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 einzeln umgewandelt werden können, um die Komponente zu bilden.
Das Flussdiagramm und die Blockdiagramme veranschaulichen die Architektur, Funktionalität und den Betrieb der möglichen Implementierungen der Systeme, Verfahren und Computerprogrammprodukte gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In dieser Hinsicht kann jeder Block in dem Flussdiagramm oder den Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Teil eines Codes repräsentieren, das bzw. der eine oder mehrere ausführbare Instruktionen zur Implementierung der spezifizierten logischen Funktion(en) aufweist. Es sollte ferner erwähnt werden, dass in einigen alternativen Implementierungen die in dem Block erwähnten Funktionen in einer anderen Reihenfolge, als in den Figuren angegeben, auftreten können. Zum Beispiel können zwei Blöcke, die in einer Aufeinanderfolge veranschaulicht sind, in der Tat im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blöcke können manchmal, abhängig von der umfassten Funktionalität, in der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden. Es sei ferner bemerkt, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder der Flussdiagrammdarstellung und Kombinationen der Blöcke in den Blockdiagrammen und/oder der Flussdiagrammdarstellung durch hardwarebasierte Spezialzwecksysteme, die die angegebenen Funktionen oder Handlungen durchführen, oder durch Kombinationen aus Spezial-Hardware und Computerinstruktionen implementiert werden können.
Wie hierin erläutert, sind verschiedene Systeme und Komponenten beschrieben, wie sie Daten „gewinnen“ bzw. „erhalten“ (zum Beispiel Messvorrichtungsdaten 170 gewinnen/erhalten, Baueigenschaftsdaten 176 für eine Komponente gewinnen/erhalten, etc.) Es ist verständlich, dass die entsprechenden Daten unter Verwendung einer beliebigen Lösung erhalten bzw. gewonnen werden können. Zum Beispiel kann das entsprechende System/die entsprechende Komponente die Daten generieren und/oder verwendet werden, um die Daten zu generieren, die Daten von einem oder mehreren Datenspeichern (zum Beispiel einer Datenbank) abrufen, die Daten von einem anderen System/einer anderen Komponente empfangen und/oder dergleichen. Wenn die Daten nicht durch das bestimmte System/die bestimmte Komponente generiert werden, wird verstanden, dass ein anderes System/eine andere Komponente neben dem veranschaulichten System/der veranschaulichten Komponente implementiert sein kann, das bzw. die die Daten generiert und sie dem System/der Komponente zuführt und/oder die Daten für einen Zugriff durch das System/die Komponente speichert.
Wie durch einen Fachmann auf dem Gebiet verstanden wird, kann die vorliegende Offenbarung als ein System, Verfahren oder Computerprogrammprodukt verkörpert sein. Demgemäß kann die vorliegende Offenbarung die Form einer vollständig hardwarebasierten Ausführungsform, einer vollständig softwarebasierten Ausführungsform, einschließlich Firmenware, residenter Software, Mikrocode, etc.) oder einer Ausführungsform, die Software- und Hardware-Aspekte kombiniert, einnehmen, die alle allgemein hierin als ein „Schaltkreis“, „Modul“ oder „System“ bezeichnet sein können. Außerdem kann die vorliegende Offenbarung die Form eines Computerprogrammproduktes einnehmen, das in einem beliebigen greifbaren Ausdrucksmedium mit dem in dem Medium verkörperten computernutzbaren Programmcode enthalten ist.
Es kann eine beliebige Kombination aus einem oder mehreren computernutzbaren oder computerlesbaren Medium/Medien verwendet werden. Das computernutzbare oder computerlesbare Medium kann zum Beispiel, jedoch nicht darauf beschränkt, ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleitersystem, eine entsprechende Vorrichtung, Einrichtung oder ein entsprechendes Ausbreitungsmedium sein. Speziellere Beispiele (einer nicht erschöpfenden Liste) von computerlesbaren Medien würden das Folgende umfassen: eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM oder Flash-Speicher), einen Lichtwellenleiter, eine tragbare CD-ROM (compact disc read-only memory), eine optische Speichervorrichtung, ein Übertragungsmedium, wie beispielsweise diejenigen, die das Internet oder ein Intranet unterstützen, oder eine magnetische Speichervorrichtung. Es ist zu beachten, dass das computernutzbare oder computerlesbare Medium sogar Papier oder ein anderes geeignetes Medium sein könnte, auf dem das Programm gedruckt ist, da das Programm zum Beispiel über optisches Scannen des Papiers oder anderen Mediums elektronisch erfasst, einschließlich kompiliert, interpretiert oder anderweitig in einer geeigneten Weise verarbeitet werden kann, falls erforderlich, und dann in einem Computerspeicher gespeichert werden kann. In dem Kontext dieses Dokumentes kann ein computernutzbares oder computerlesbares Medium ein beliebiges Medium sein, das das Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit dem System, der Vorrichtung oder der Einrichtung zur Ausführung von Instruktionen enthalten, speichern, übertragen, verbreiten oder transportieren kann. Das computernutzbare Medium kann ein übertragenes Datensignal mit dem darin verkörperten computernutzbaren Programmcode, entweder in einem Basisband oder als Teil einer Trägerwelle, enthalten. Der computernutzbare Programmcode kann unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Mediums, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, drahtlos, drahtgebunden, über ein Glasfaserkabel, über HF, etc., sein.
Der Computerprogrammcode zur Ausführung von Operationen gemäß der vorliegenden Offenbarung kann in einer beliebigen Kombination aus einer oder mehreren Programmiersprachen, einschließlich einer objektorientierten Programmiersprache, wie etwa Java, Smalltalk, C++ oder dergleichen, und herkömmlichen prozeduralen Programmiersprachen, wie etwa die „C“-Programmiersprache oder ähnliche Programmiersprachen, geschrieben sein. Der Programmcode kann vollständig auf dem Benutzercomputer, teilweise auf dem Benutzercomputer, als ein eigenständiges Softwarepacket, teilweise auf dem Benutzercomputer und teilweise auf einem entfernten Computer oder vollständig auf dem entfernten Computer oder Server ausgeführt werden. In dem letzten Szenarium kann der entfernte Computer mit dem Benutzercomputer über irgendeine Netzwerkart, einschließlich ein lokales Netzwerk (LAN) oder ein Weitbereichsnetzwerk (WAN), verbunden sein, oder die Verbindung kann zu einem externen Computer (zum Beispiel über das Internet unter Verwendung eines Internetdienstanbieters) hergestellt werden.
Die vorliegende Offenbarung ist hierin in Bezug auf Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagramme von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß Ausführungsformen der Offenbarung beschrieben. Es wird verstanden, dass jeder Block der Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagramme und Kombinationen von Blöcken in den Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagrammen durch Computerprogramminstruktionen implementiert sein können. Diese Computerprogramminstruktionen können einem Prozessor eines Universalzweckcomputers, eines Spezialzweckcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung zugeführt werden, um eine Maschine zu schaffen, so dass die Instruktionen, wenn sie durch den Prozessor des Computers oder der anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtdung ausgeführt werden, Mittel zur Implementierung der Funktionen/Handlungen, die in dem Block oder den Blöcken des Flussdiagramms und/oder Blockdiagramms angegeben sind, erzeugen.
Diese Computerprogramminstruktionen können ferner in einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, das einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung anweisen kann, in einer bestimmten Weise zu funktionieren, so dass die in dem computerlesbaren Medium gespeicherten Instruktionen einen Herstellungsgegenstand erzeugen, der Instruktionsmittel enthält, die in dem Block oder den Blöcken des Flussdiagramms und/oder Blockdiagramms angegeben Funktionen/Handlungen implementieren.
Die Computerprogramminstruktionen können auch auf einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung geladen werden, um zu bewirken, dass eine Reihe von Betriebsschritten auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Vorrichtung durchgeführt werden, um einen Computer implementierten Prozess zu erzeugen, so dass die Instruktionen, die auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Vorrichtung ausgeführt werden, Prozesse zur Implementierung der Funktionen/Handlungen, die in dem Block oder den Blöcken des Flussdiagramms und/oder Blockdiagramms angegeben sind, ergeben.
Die vorstehenden Zeichnungen zeigen einen Teil der mit verschiedenen Ausführungsformen dieser Offenbarung verbundenen Verarbeitung. In dieser Hinsicht stellt jede Zeichnung oder jeder Block innerhalb eines Flussdiagramms der Zeichnungen einen Prozess dar, der mit Ausführungsformen des beschriebenen Verfahrens im Zusammenhang steht. Es sollte ferner beachtet werden, dass in einigen alternativen Implementierungen die in den Zeichnungen oder Blöcken angegebenen Handlungen in einer anderen Reihenfolge, als sie in der Figur angegeben ist, erfolgen können, in der Tat im Wesentlichen parallel oder in umgekehrter Reihenfolge, je nach der umfassten Handlung, ausgeführt werden können. Ferner wird ein Fachmann auf dem Gebiet erkennen, dass zusätzliche Blöcke, die die Verarbeitung beschreiben, hinzugefügt werden können.
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll für die Offenbarung nicht beschränkend sein. In dem hierin verwendeten Sinne sollen die Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“ bzw. „das“ auch die Pluralformen umfassen, sofern aus dem Kontext nicht deutlich etwas anderes hervorgeht. Es wird ferner verstanden, dass die Ausdrücke „aufweist“ und/oder „aufweisen“, wenn sie in der Beschreibung verwendet werden, die Gegenwart der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch die Gegenwart oder Hinzunahme eines oder mehrerer weiterer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder deren Gruppen nicht ausschließen. „Optional“ oder „wahlweise“ bedeutet, dass das nachfolgend beschriebene Ereignis oder der nachfolgend beschriebene Umstand eintreten kann oder nicht und dass die Beschreibung Fälle, in denen das Ereignis eintritt, sowie Fälle umfasst, in denen es nicht eintritt.
Eine Näherungssprache, wie sie hierin überall in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, kann angewandt werden, um jede quantitative Darstellung zu modifizieren, die in zulässiger Weise variieren könnte, ohne zu einer Veränderung der Grundfunktion, mit der sie in Beziehung steht, zu führen. Demgemäß soll ein Wert, der durch einen Ausdruck oder durch Ausdrücke, wie „etwa“, „ungefähr“ und „im Wesentlichen“ modifiziert ist, nicht auf den genauen angegebenen Wert beschränkt sein. In wenigstens einigen Fällen kann die Näherungssprache der Genauigkeit eines Instrumentes zur Messung des Wertes entsprechen. Hier und überall in der Beschreibung und den Ansprüchen können Bereichsbeschränkungen miteinander kombiniert und/oder gegeneinander getauscht werden, wobei derartige Bereiche identifiziert sind und all die darin enthaltenen Unterbereiche umfassen, sofern aus dem Kontext oder der Sprache nicht etwas anderes hervorgeht. „Ungefähr“, wie es auf einen bestimmten Wert eines Bereiches angewandt wird, gilt für beide Werte, und sofern es nicht ansonsten von der Genauigkeit den Wert messenden Instrumentes abhängig ist, kann es +/- 10% der (des) angegebenen Werte(s) anzeigen.
Die entsprechenden Strukturen, Materialien, Handlungen und Äquivalente aller Mittel oder Schritt-plus-Funktion-Elemente in den nachstehenden Ansprüchen sollen eine beliebige Struktur, ein beliebiges Material oder eine beliebige Handlung zur Durchführung der Funktion in Kombination mit anderen beanspruchten Elementen, wie sie speziell beansprucht sind, umfassen. Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist für die Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt, ist jedoch nicht dazu bestimmt, erschöpfend oder auf die Offenbarung in der offenbarten Form beschränkt zu sein. Es werden sich viele Modifikationen und Veränderungen Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet erschließen, ohne dass von dem Rahmen und Umfang der Offenbarung abgewichen wird. Die Ausführungsform wurde gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Offenbarung und die praktische Anwendung bestmöglich zu erläutern und um andere Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet zu befähigen, die Offenbarung für verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen, wie sie für die spezielle vorgesehene Verwendung geeignet sind, zu verstehen.
Es sind additive Fertigungssysteme (AMS) 100 offenbart. Das additive Fertigungssystem 100 kann eine Bauplattform 102 und eine oder mehrere Energie emittierende Vorrichtungen 128 enthalten, die oberhalb der Bauplattform 102 positioniert ist bzw. sind. Die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 kann/können eingerichtet sein, um eine Testmarkierung 140 unmittelbar auf einer Bezugsoberfläche des additiven Fertigungssystems 100 zu bilden. Das additive Fertigungssystem 100 kann ferner ein Kalibrierungssystem 130 enthalten, das mit der einen oder den mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 betriebsmäßig verbunden ist. Das Kalibrierungssystem 130 kann eine oder mehrere Messvorrichtungen 136, die eingerichtet ist/sind, um eine tatsächliche Position 142 der Testmarkierung 140 auf der Bezugsoberfläche zu bestimmen, und eine oder mehrere Rechenvorrichtungen 132 enthalten, die mit der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 und der einen oder mehreren Messvorrichtungen 136 betriebsmäßig verbunden ist/sind. Die eine oder mehreren Rechenvorrichtungen 132 kann/können eingerichtet sein, um die eine oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 durch Einstellung der einen oder mehreren Energie emittierenden Vorrichtungen 128 als Reaktion auf die Feststellung, dass die tatsächliche Position 142 der Testmarkierung 140 auf der Bezugsoberfläche von einer vorbestimmten, gewünschten Position 142 auf der Bezugsoberfläche abweicht, zu kalibrieren.
Bezugszeichenliste

100: additives Fertigungssystem (AMS)
102: Bauplattform
104: Baukammer
106: Hohlraum
108: Auflagetisch
109: Oberfläche
110: Öffnung
112: Bauplatte
118: Bauoberfläche
120: Beschichtervorrichtung
122: Vorratsbehälter
124: Klinge
126: Klingenhalter
128: Energie emittierende Vorrichtung
138: Bezugsmarkierungen
129: Spiegel
130: Kalibrierungssystem
132: Rechenvorrichtung
134: Steuersystem
136: Messvorrichtung
140: Testmarkierung
142: Position, Stelle
144: Tatsächliche Position, Stelle
146: Kalibrierungsplatte
148: Kalibrierungsoberfläche
150: Komponente
152: Pulvermaterial
154: Umgebung
156: Recheninfrastruktur
158: Speicherkomponente
160: Verarbeitungskomponente
162: Eingabe/Ausgabe(E/A)-Komponente
164: Bus
166: Externe Speichervorrichtung
168: Benutzer
170: Messvorrichtungsdaten
172: Messdaten
174: Betriebseigenschaftsdaten
176: Baueigenschaftsdaten
170-176: verschiedene Daten
170-176: Daten

Claims

Additives Fertigungssystem (100), das aufweist: eine bewegbare Bauplattform (102); wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung (128), die oberhalb der bewegbaren Bauplattform (102) positioniert ist, wobei die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung (128) eingerichtet ist, um eine Testmarkierung (140) unmittelbar auf einer Bezugsfläche (109, 118) zu bilden; und ein Kalibrierungssystem (130), das mit der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128) betriebsmäßig verbunden ist, wobei das Kalibrierungssystem (130) enthält: wenigstens eine Messvorrichtung (136), die oberhalb der bewegbaren Bauplattform (102) positioniert ist, wobei die wenigstens eine Messvorrichtung (136) eingerichtet ist, um eine tatsächliche Position (144) der Testmarkierung (140) auf der Bezugsfläche (109, 118) zu bestimmen; und wenigstens eine Rechenvorrichtung (120), die mit der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128) und der wenigstens einen Messvorrichtung (136) betriebsmäßig verbunden ist, wobei die wenigstens eine Rechenvorrichtung (120) eingerichtet ist, um die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung (128) zu kalibrieren durch: Einstellung der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128) als Reaktion auf eine Feststellung, dass die tatsächliche Position (144) der Testmarkierung (140) auf der Bezugsfläche (109, 118) von einer vorbestimmten, gewünschten Position (142) auf der Bezugsfläche (109, 118) abweicht.
Additives Fertigungssystem (100) nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Rechenvorrichtung (120) des Kalibrierungssystems (130) eingerichtet ist, um die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung (128) einzustellen durch: Veränderung einer Position wenigstens eines Spiegels (129) der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128), bis die tatsächliche Position (144) der Testmarkierung (140) auf der Bezugsfläche (109, 118) mit der vorbestimmten, gewünschten Position (142) auf der Bezugsfläche (109, 118) identisch ist; wobei die wenigstens eine Rechenvorrichtung (120) des Kalibrierungssystems (130) vorzugsweise eingerichtet ist, um die Position des wenigstens einen Spiegels (129) der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128) durch wenigstens eines der folgenden zu verändern: Verlagerung des wenigstens einen Spiegels (129) der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128) und/oder Einstellung einer Neigung des wenigstens einen Spiegels (129) der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128) .
Additives Fertigungssystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bezugsfläche (109, 118) wenigstens eine der folgenden enthält: eine Bauoberfläche (118) einer Bauplatte (112), die auf der bewegbaren Bauplatte (102) positioniert ist, eine Oberfläche der bewegbaren Bauplattform (102), eine Kalibrierungsoberfläche (148) einer Kalibrierungsplatte (146), die auf der bewegbaren Bauplattform (102) positioniert ist, und/oder eine freiliegende Oberfläche (109) eines Auflagetisches (108), der die bewegbare Bauplattform (102) im Wesentlichen umgibt.
Additives Fertigungssystem (100) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Rechenvorrichtung (120) des Kalibrierungssystems (130) eingerichtet ist, um die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung (128) einzustellen durch: Veränderung der Position der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128), bis die Testmarkierung (140) im Wesentlichen über einer Bezugsmarkierung (138) ausgebildet ist, die auf der Bezugsfläche (109, 118) an der vorbestimmten, gewünschten Position (142) ausgebildet ist; wobei die wenigstens eine Rechenvorrichtung (120) des Kalibrierungssystems (130) vorzugsweise eingerichtet ist, um die Position der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128) durch wenigstens eines der Folgenden zu verändern: Verlagerung der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128), und/oder Drehen der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128).
Additives Fertigungssystem (100) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Messvorrichtung (136) eines der Folgenden ist: mit einer Beschichtervorrichtung (120) gekoppelt, die unmittelbar über der Bezugsfläche (109, 118) positioniert ist, innerhalb einer Baukammer (104) und oberhalb der Bezugsfläche (109, 118) positioniert, oder über der Baukammer (104) und oberhalb der Bezugsfläche (109, 118) positioniert.
Kalibrierungssystem (130), das mit wenigstens einer Energie emittierenden Vorrichtung (128) eines additiven Fertigungssystems (100) betriebsmäßig verbunden ist, wobei das Kalibrierungssystem (130) aufweist: eine Bezugsmarkierung (138), die auf einer Bezugsfläche (109, 118) an einer vorbestimmten, gewünschten Position (142) ausgebildet ist; wenigstens eine Messvorrichtung (136), die oberhalb der Bezugsfläche (109, 118) positioniert ist, wobei die wenigstens eine Messvorrichtung (136) eingerichtet ist, um eine tatsächliche Position (144) einer Testmarkierung (140) zu bestimmen, die durch die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung (128) auf der Bezugsfläche (109, 118) geschaffen wird, und wenigstens eine Rechenvorrichtung (120), die mit der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128) und der wenigstens einen Messvorrichtung (136) betriebsmäßig verbunden ist, wobei die wenigstens eine Rechenvorrichtung (120) eingerichtet ist, um die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung (128) zu kalibrieren durch: Einstellung der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128) als Reaktion auf eine Feststellung, dass die tatsächliche Position (144) der Testmarkierung (140) auf der Bezugsfläche (109, 118) von der Bezugsmarkierung (138) abweicht, die an der vorbestimmten, gewünschten Position (142) auf der Bezugsfläche (109, 118) ausgebildet ist.
Kalibrierungssystem (130) nach Anspruch 6, wobei die wenigstens eine Rechenvorrichtung /120) eingerichtet ist, um die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung (128) einzustellen durch: Veränderung einer Position wenigstens eines Spiegels (129) der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128), bis die tatsächliche Position (144) der Testmarkierung (140) auf der Bezugsfläche (109, 118) mit der vorbestimmten, gewünschten Position (142) auf der Bezugsfläche (109, 118) im Wesentlichen identisch ist; wobei die wenigstens eine Rechenvorrichtung (120) vorzugsweise eingerichtet ist, um die Position des wenigstens einen Spiegels (129) der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128) durch wenigstens eines der Folgenden zu verändern: Verlagerung des wenigstens einen Spiegels (129) der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (129) und/oder Einstellung einer Neigung des wenigstens einen Spiegels (129) der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128) .
Kalibrierungssystem (130) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Bezugsfläche (109, 118) wenigstens eine der folgenden enthält: eine Bauoberfläche (118) einer Bauplatte (112), die auf einer bewegbaren Bauplattform (102) des additiven Fertigungssystem (100) positioniert ist, eine Oberfläche der bewegbaren Bauplattform (102) des additiven Fertigungssystems (100), eine Kalibrierungsoberfläche (148) einer Kalibrierungsplatte (146), die auf der bewegbaren Bauplattform (102) des additiven Fertigungssystems (100) positioniert ist, oder eine freiliegende Oberfläche (109) eines Auflagetisches (108), der die bewegbare Bauplattform (102) des additiven Fertigungssystems (100) im Wesentlichen umgibt.
Kalibrierungssystem (130) nach einer beliebigen der Ansprüche 6-8, wobei die wenigstens eine Rechenvorrichtung (120) eingerichtet ist, um die wenigstens eine Energie emittierende Vorrichtung (128) einzustellen durch: Veränderung der Position der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128), bis die Testmarkierung (140) im Wesentlichen über der Bezugsmarkierung (138) ausgebildet ist, die auf der Bezugsfläche (109, 118) an der vorbestimmten, gewünschten Position (142) ausgebildet ist; wobei die wenigstens eine Rechenvorrichtung (120) vorzugsweise eingerichtet ist, um die Position der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128) zu verändern durch: Verlagerung der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128) oder Drehen der wenigstens einen Energie emittierenden Vorrichtung (128).
Kalibrierungssystem (130) nach einem beliebigen der Ansprüche 6-9, wobei die wenigstens eine Messvorrichtung (136) eines der Folgenden ist: mit einer Beschichtervorrichtung (120) des additiven Fertigungssystems (100), die oberhalb der Bezugsfläche (109, 118) positioniert ist, gekoppelt, innerhalb einer Baukammer (104) des additiven Fertigungssystems (100) und oberhalb der Bezugsfläche (109, 118) positioniert, oder über der Baukammer (104), des additiven Fertigungssystems (100) und oberhalb der Bezugsfläche (109, 118) positioniert.