JP2018538167A - 積層造形プロセスにおけるエラー検出 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2015年11月16日に出願された米国仮特許出願第62/255,943号の利益を主張する。当該仮出願の全内容は、参照によって本願に組み込まれる。
〔本発明の背景〕
〔技術分野〕
本開示は、積層造形(AM)プロセスに関する。より具体的には、本開示は、AMプロセス中に現れるエラーを特定するための視像の分析を通して、AMプロセスによって造形された部品におけるエラーを検出する方法およびシステムに関する。
積層造形(AM)プロセスは、部品造形の材料付加手法であり、通常、液体、固体シートまたは粉末状の基材から始まり、層ごとに局所的に付加材料を固める。1990年代初期の第1のAMプロセスの出現以降、AMプロセスは、フライス削り、カッティング、ドリリング、あるいは射出成形または押出成形等の成形技法等の従来の材料除去技法の代替として用いられ、鋳型または金型等の専用の道具なしに、比較的短時間で複雑な部品を製造するのに特に効果的であることが示されてきた。
本開示は、積層造形プロセスにおいてエラーを検出する方法およびシステムに関する。
〔図面の簡単な説明〕
図1は、画素がグレー値に一致する、造形材料のキャプチャ画像の一例を示す。
以下の説明および添付図面は、ある特定の実施形態を対象とする。いかなる特定の文脈で記載された実施形態も、本開示を特定の実施形態またはいかなる特定の使用に限定することを意図していない。当業者であれば、開示された実施形態、態様、および/または特徴がいかなる特定の実施形態にも限定されないということを認識するだろう。例えば、「層」、「部材」、「部品」等は、特定の態様において、「1つ以上」の「層」、「部材」、「部品」等として解されてもよい。
Claims (49)
- 積層造形プロセス中に1つ以上の部品のエラーを検出する方法であって、
塗り重ね前または塗り重ね後に、上記1つ以上の部品の第1の層であって、造形材料の第1の層の第1の視像を受け取る工程と、
上記第1の視像における1つ以上の画素のグレー値を割り出す工程と、
上記第1の視像における、造形材料の基準画像に基づいた閾値と比較された上記グレー値の少なくとも1つに基づいて、上記1つ以上の部品のうちの少なくとも1つの部品のエラーを検出する工程とを含む方法。 - 上記閾値は画素の閾グレー値を含む、請求項1に記載の方法。
- 上記閾値はグレー値の分布からの閾偏差を含む、請求項1に記載の方法。
- 上記閾偏差はグレー値の平均分布の閾変化を含む、請求項3に記載の方法。
- 上記閾偏差はグレー値の分布の閾変化を含む、請求項3に記載の方法。
- 上記1つ以上の部品のうちの少なくとも1つの部品の少なくとも一部に対応する、上記第1の視像における1つ以上の区域を特定する工程をさらに含み、
上記グレー値を割り出す工程と上記エラーを検出する工程とは、特定された1つ以上の区域においてのみ行われる、請求項1に記載の方法。 - 上記1つ以上の区域は張り出し面に対応する、請求項6に記載の方法。
- 上記エラーを検出すると、上記1つ以上の部品のうちの少なくとも1つの部品の造形を中止する工程をさらに含む請求項1に記載の方法。
- 上記エラーを検出すると、上記1つ以上の部品のうちの少なくとも別の1つの部品の造形を継続する工程をさらに含む請求項8に記載の方法。
- 上記1つ以上の画素の各々が上記閾値を満たすか否かを示す第1の2値画像を生成する工程と、
上記第1の2値画像に基づいて上記エラーを検出する工程とをさらに含む請求項1に記載の方法。 - 塗り重ね前または塗り重ね後に、上記1つ以上の部品の1つ以上の付加層であって、上記造形材料の1つ以上の付加層の1つ以上の付加視像を受け取る工程と、
上記1つ以上の付加視像の各々における1つ以上の画素のグレー値を割り出す工程とをさらに含み、
上記エラーを検出する工程は、上記第1の視像における上記少なくとも1つのグレー値に対応する、上記1つ以上の付加視像におけるグレー値にさらに基づく、請求項1に記載の方法。 - 上記付加層は隣接層である、請求項11に記載の方法。
- 上記付加層は隣接層でない、請求項11に記載の方法。
- 隣接層である複数の付加層、および隣接層でない別の複数の付加層を備える、請求項11に記載の方法。
- 上記エラーの視覚的表示を生成かつ表示する工程をさらに含み、
上記視覚的表示は、疑似カラー画像、グラフ、および3次元モデルのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。 - 上記積層造形プロセスは粉末床溶融結合プロセスである、請求項1に記載の方法。
- 上記積層造形プロセスは選択的レーザー溶融である、請求項1に記載の方法。
- 上記第1の視像は可視スペクトルにおけるものである、請求項1に記載の方法。
- 上記基準画像は、塗り重ね前または塗り重ね後の、エラーのない層の画像である、請求項1に記載の方法。
- 上記閾値は、上記基準画像における画素の平均グレー値からの標準偏差の倍数に基づいた画素の閾グレー値を含む、請求項1に記載の方法。
- 上記第1の視像は塗り重ね後に撮像された視像である、請求項2に記載の方法。
- 上記第1の視像は塗り重ね前に撮像された視像である、請求項3に記載の方法。
- 上記1つ以上の画素の各々が上記閾値を満たすか否かを示す第1の2値画像を生成する工程と、
上記1つ以上の付加視像の各々における上記1つ以上の画素の各々が上記閾値を満たすか否かを示す、上記1つ以上の付加視像に対応する1つ以上の付加2値画像を生成する工程と、
上記第1の2値画像と上記1つ以上の付加2値画像とに基づいて上記エラーを検出する工程とをさらに含む請求項11に記載の方法。 - 上記第1の2値画像と上記1つ以上の付加2値画像とに基づいて上記エラーを検出する工程は、上記第1の2値画像と上記1つ以上の付加2値画像とにおける複数の対応する画素の各々における、エラーが検出された画素の数を割り出す工程と、上記数を境界数と比較する工程とを含む、請求項23に記載の方法。
- 積層造形プロセス中に1つ以上の部品のエラーを検出するコンピューティングデバイスであって、
メモリと、
プロセッサとを含み、
上記メモリおよび上記プロセッサは、
塗り重ね前または塗り重ね後に、上記1つ以上の部品の第1の層であって、造形材料の第1の層の第1の視像を受け取り、
上記第1の視像における1つ以上の画素のグレー値を割り出し、かつ
上記第1の視像における、造形材料の基準画像に基づいた閾値と比較された上記グレー値の少なくとも1つに基づいて、上記1つ以上の部品のうちの少なくとも1つの部品のエラーを検出するように構成されている、コンピューティングデバイス。 - 上記閾値は画素の閾グレー値を含む、請求項25に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記閾値はグレー値の分布からの閾偏差を含む、請求項25に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記閾偏差はグレー値の平均分布の閾変化を含む、請求項27に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記閾偏差はグレー値の分布の閾変化を含む、請求項27に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記メモリおよび上記プロセッサは、上記1つ以上の部品のうちの少なくとも1つの部品の少なくとも一部に対応する、上記第1の視像における1つ以上の区域を特定するようにさらに構成されており、
上記グレー値を割り出すこと、および上記エラーを検出することは、特定された1つ以上の区域においてのみ行われる、請求項25に記載のコンピューティングデバイス。 - 上記1つ以上の区域は張り出し面に対応する、請求項30に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記メモリおよび上記プロセッサは、上記エラーを検出すると、上記1つ以上の部品のうちの少なくとも1つの部品の造形を中止するようにさらに構成されている、請求項25に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記メモリおよび上記プロセッサは、上記エラーを検出すると、上記1つ以上の部品のうちの少なくとも別の1つの部品の造形を継続するようにさらに構成されている、請求項32に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記メモリおよび上記プロセッサは、
上記1つ以上の画素の各々が上記閾値を満たすか否かを示す第1の2値画像を生成し、
上記第1の2値画像に基づいて上記エラーを検出するようにさらに構成されている、請求項25に記載のコンピューティングデバイス。 - 上記メモリおよび上記プロセッサは、
塗り重ね前または塗り重ね後に、上記1つ以上の部品の1つ以上の付加層であって、上記造形材料の1つ以上の付加層の1つ以上の付加視像を受け取り、かつ
上記1つ以上の付加視像の各々における1つ以上の画素のグレー値を割り出すようにさらに構成されており、
上記エラーを検出することは、上記第1の視像における上記少なくとも1つのグレー値に対応する、上記1つ以上の付加視像におけるグレー値にさらに基づく、請求項25に記載のコンピューティングデバイス。 - 上記付加層は隣接層である、請求項35に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記付加層は隣接層でない、請求項35に記載のコンピューティングデバイス。
- 隣接層である複数の付加層が隣接層、および隣接層でない別の複数の付加層を備える、請求項35に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記メモリおよび上記プロセッサは、上記エラーの視覚的表示を生成かつ表示するようにさらに構成されており、
上記視覚的表示は、疑似カラー画像、グラフ、および3次元モデルのうちの少なくとも1つを含む、請求項25に記載のコンピューティングデバイス。 - 上記積層造形プロセスは粉末床溶融結合プロセスである、請求項25に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記積層造形プロセスは選択的レーザー溶融である、請求項25に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記第1の視像は可視スペクトルにおけるものである、請求項25に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記基準画像は、塗り重ね前または塗り重ね後の、エラーのない層の画像である、請求項25に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記閾値は、上記基準画像における画素の平均グレー値からの標準偏差の倍数に基づいた画素の閾グレー値を含む、請求項25に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記第1の視像は塗り重ね後に撮像された視像である、請求項26に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記第1の視像は塗り重ね前に撮像された視像である、請求項27に記載のコンピューティングデバイス。
- 上記メモリおよび上記プロセッサは、
上記1つ以上の画素の各々が上記閾値を満たすか否かを示す第1の2値画像を生成し、
上記1つ以上の付加視像の各々における上記1つ以上の画素の各々が上記閾値を満たすか否かを示す、上記1つ以上の付加視像に対応する1つ以上の付加2値画像を生成し、かつ
上記第1の2値画像と上記1つ以上の付加2値画像とに基づいて上記エラーを検出するようにさらに構成されている、請求項35に記載のコンピューティングデバイス。 - 上記第1の2値画像と上記1つ以上の付加2値画像とに基づいて上記エラーを検出することは、上記第1の2値画像と上記1つ以上の付加2値画像とにおける複数の対応する画素の各々にとっての、エラーが検出された画素の数を割り出すことと、上記数を境界数と比較することとを含む、請求項47に記載のコンピューティングデバイス。
- コンピューティングデバイスによって実施されると、積層造形プロセス中に1つ以上の部品のエラーを検出する方法を上記コンピューティングデバイスに行わせる命令を保存した一時的でないコンピュータ読取可能媒体であって、
上記方法は、
塗り重ね前または塗り重ね後に、上記1つ以上の部品の第1の層であって、造形材料の第1の層の第1の視像を受け取る工程と、
上記第1の視像における1つ以上の画素のグレー値を割り出す工程と、
上記第1の視像における、造形材料の基準画像に基づいた閾値と比較された上記グレー値の少なくとも1つに基づいて、上記1つ以上の部品のうちの少なくとも1つの部品のエラーを検出する工程とを含む、一時的でないコンピュータ読取可能媒体。
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