JP6648047B2 - レーザ付加製造プロセスを較正するための新規の方法 - Google Patents

Description

本発明は、物体を製造するためのレーザ系付加製造プロセスの分野にある。具体的には、本発明は、造形プロセス中のレーザ及びスキャナのディレイ、特にレーザ走査の開始及び停止を較正するプロセスに関する。新規の較正プロセスは、オペレータのばらつきを低減し、走査プロセスを標準化することにより、複雑な幾何学的物体をより正確に製造することができる。

付加製造（ＡＭ）プロセスは、サブトラクティブ製造方法とは対照的に、一般にネット又はニアネットシェイプ（ＮＮＳ）物体を製造するために１以上の材料の堆積を伴う。「付加製造」は業界標準用語（ＡＳＴＭ Ｆ２７９２）であるが、ＡＭは、自由造形、３Ｄ印刷、ラピッドプロトタイピング／ツーリングなどを含む、様々な名称で知られている様々な製造及びプロトタイピング技術を包含する。ＡＭ技術は、多種多様な材料から複雑な構成要素を製造することができる。一般に、自立物体は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルから製造され得る。特定のタイプのＡＭプロセスは、エネルギービーム、例えば電子ビーム又はレーザビームなどの電磁放射を使用して粉末材料を焼結又は溶融して、粉末材料の粒子が互いに結合する固体三次元物体を作成する。異なる材料系、例えば、エンジニアリングプラスチック、熱可塑性エラストマー、金属、及び、セラミックが使用されている。レーザ焼結又は溶融は、機能的なプロトタイプ及びツールの迅速な製造のための注目すべきＡＭプロセスである。用途としては、複雑なワークの直接製造、インベストメント鋳造のためのパターン、射出成形及びダイカストのための金属金型、砂型鋳造のための金型及びコアが挙げられる。設計サイクル中にコンセプトのコミュニケーション及び試験を促すためのプロトタイプ物体の製造は、ＡＭプロセスの他の一般的な用法である。

選択的レーザ焼結、直接レーザ焼結、選択的レーザ溶融、及び直接レーザ溶融は、レーザビームを使用して微細粉末を焼結又は溶融することによって三次元（３Ｄ）物体を生成することを示すために使用される共通の業界用語である。例えば、米国特許第４，８６３，５３８号及び米国特許第５，４６０，７５８号には、従来のレーザ焼結技術が記載されている。より正確には、焼結は、粉末材料の融点を下回る温度で粉末の粒子を融合させること（凝集すること）を伴い、一方、溶融は、固体の均質な塊を形成するために粉末の粒子を十分に溶融することを伴う。レーザ焼結又はレーザ溶融に関連する物理的プロセスは、粉末材料への熱伝達、及び、その後の粉末材料の焼結又は溶融を含む。レーザ焼結及び溶融プロセスは広範囲の粉末材料に適用することができるが、生成経路の科学的及び技術的態様、例えば、焼結又は溶融速度や層製造プロセス中の微細構造発現に対する処理パラメータの影響は、十分に理解されてこなかった。この製造方法は、熱、質量及び運動量移動の複数の態様と、プロセスを非常に複雑にする化学反応とによって達成される。

図１は、例示的な従来のレーザ付加製造システム１００の断面図を示す概略図である。装置１００は、レーザ１２０のような光源によって生成されたエネルギービーム１３６を使用して、粉末材料（図示せず）を焼結又は溶融することによって１層ずつ物体を、例えば、部品１２２を造形する。エネルギービームによって溶融される粉末は、リザーバ１２６によって供給され、リコータアーム１１６を使用して造形プレート１１４上に均一に分散されて粉末をレベル１１８で維持し、粉末レベル１１８より上にある余分な粉末材料は排気容器１２８へと除去する。エネルギービーム１３６は、ガルボスキャナ１３２の制御の下で造形中の物体の断面層を焼結又は溶融する。造形プレート１１４は下げられ、別の粉末層が造形プレート及び造形中の物体上に分散され、次いでレーザ１２０によって引き続き粉末の溶融／焼結が行われる。プロセスは、部品１２２が溶融／焼結した粉末材料から完全に造形されるまで繰り返される。レーザ１２０は、プロセッサと、メモリとを含むコンピュータシステムによって制御することができる。コンピュータシステムは、各層の走査パターン又は「マーク」を決定してレーザ１２０を制御し、走査パターンに従って粉末材料を照射することができる。部品１２２の製造が完了した後、様々な後処理手順を部品１２２に適用することができる。後処理手順は、例えば、吹き込み又は真空引きによる余分な粉末の除去を含む。他の後処理手順には、応力緩和プロセスが挙げられる。さらに、熱的、機械的、及び化学的後処理手順を使用して、部品１２２を仕上げることができる。

例えば、ラスタスキャン方式で粉末材料のレーザの走査又はマークを行ってハッチ走査を作成し、これにより部品断面の大部分を形成及び／又は部品断面の縁部を輪郭付けする輪郭走査を行うことによって、その領域の粉末を溶融してその層の物体断面の溶融形成が必要ない場合はスイッチオフされる。これらのハッチ走査は、隣接するラインに沿って繰り返されて造形対象の物体の単一の溶融及び融合断面を形成する一方で、輪郭走査は、部品の個別の境界又は縁部を作成する。造形中の物体の１つの断面の溶融形成が完了すると、装置は、完了した断面表面を別の粉末層で覆う。プロセスは、物体が完成するまで繰り返される。

レーザ付加製造に関連する１つの課題は、粉末床上でレーザの所望の速度を維持しながら、粉末の所望の溶融パターンを製造することを伴うことである。例えば、レーザがハッチラインの始まりであまりにも早く又は遅くオンにされるか又はハッチラインの終わりであまりにも早く又は遅くオフにされると、溶融パターンが不正確になる。レーザヘッドをハッチラインの始まりと終わりで停止させるマークモードで装置を作動させる場合、レーザをあまりにも早くオンにすると、溶融プールがハッチの始まりで所望より大きくなるバーンイン効果が生じる可能性がある。レーザヘッドが書き込み段階の終わりまで一定の動きを続けるスカイライティングモードでは、レーザをあまりにも早くオンにすると、輪郭ラインをオーバーシュートするハッチラインが生じる可能性がある。他の非均一性は、レーザをあまりにも早く又は遅くオンにすること又はレーザをあまりにも遅くオンにすることに起因する。また、レーザヘッドはジャンプ後は不安定であるため、ジャンプ後にレーザをあまりにも早くオンにすると、レーザ書き込みヘッドの動的不安定性を反映した歪んだ溶融パターンを生じる場合がある。これらの問題により、造形中の物体の表面が不均一となる場合がある。

これらの問題を解決するために、レーザ及びスキャナヘッド制御信号は、システム構成要素の動的挙動（すなわち、スキャナ及びレーザの応答、並びにワークとレーザ照射との間の特定の相互作用）を考慮して調整されなければならない。１つの制御方式は、レーザオンディレイ、レーザオフディレイ、ジャンプディレイ、マークディレイ又はポリゴンディレイを含む設定パラメータを使用する。７ Ｂａｓｉｃ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｓｃａｎ Ｈｅａｄ ａｎｄ Ｌａｓｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｒｅｖ．１．７ｅ ＲＴＣ（登録商標）５ ＰＣ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｂｏａｒｄを参照されたい。スカイライティングモードでは、設定パラメータは、設定開始位置及び設定終了位置に対する「レーザアクティブ」レーザ制御信号のスイッチオン及びスイッチオフ時点のディレイを定めるシフトパラメータのランインの期間、ランアウトの期間、タイムラグ及びレーザを制御するために使用される。

図２は、スカイライティングプロセスにおけるような、レーザの代表的なディレイ設定である。図２では、ミラーの角速度は、一定の速度でレーザを移動させてハッチ走査を発生し（１）、レーザをオフにし、ミラーは減速して停止し、反対方向を向き、再加速して次のハッチ走査を始め（２）、レーザをオンに戻し、ミラーを再び一定の速度で維持して次のハッチ走査を開始し（３）、レーザは一定の速度で移動してハッチ走査を発生する（４）。（２）に関連する減速は、ランアウト動作とも呼ばれ、（３）に関連する加速は、ランイン動作とも呼ばれる。スカイライティングプロセスにおけるようなディレイ設定が有効にされると、ミラーは溶接の開始前に加速され、熱を蓄積して新たに溶融を開始することができる。部品の終わりについても同様であり、ミラーが溶接の終わりで減速し、レーザは部品の内側縁部に達する前にオフにされ、溶融プールが焦点をもたらす。

ランイン及びランアウト中のレーザ又はスキャナヘッドの精度を保証する１つの方法は、レーザ付加製造装置のディレイ設定を較正することである。現在、レーザ付加製造装置のディレイ設定を較正することは主に、レーザによって作成されたマークが指定された開始及び停止座標に一致するかを判断する熟練したオペレータが必要となる手動手順である。例えば、図３では、熟練したオペレータは、付加製造装置のレーザで金属プレートをマークすることによってテストパターンを作成し、得られたパターンを撮影する。熟練したオペレータは、輪郭走査及びハッチ走査の両方を作成し、輪郭走査とハッチ走査との交差部分で適切に重なり合うように走査を検討する。適切なディレイ設定を検討する１つの方法は、図４のようにテストパターンを微視的に検査することによってテストパターンを調べることである。走査の位置ずれがある場合、オペレータは、例えばスカイライティングプロセスなどでその後ディレイ設定を調整し、それによりランイン及びランアウトが適切な座標でレーザを開始及び停止するようになっている。オペレータは、試行錯誤によってディレイ設定を手動で調整し、この調整により、部品製造の各セッション毎に多大なばらつきが生じる。ばらつきは、不均一な表面仕上げ、くぼみ、過溶接及び／又は溶接不足につながる。レーザ付加製造が工業化され、より多くのオペレータがこのプロセスに関与しているので、オペレータ間のばらつきは課題になりがちであり、この較正プロセスにはかなりの工数が必要となる。本発明者らは、効率を高めると共に、レーザ付加製造プロセスのディレイ設定を較正する方法を改良する必要性を認識した。

したがって、レーザ付加製造プロセスにおける溶融及び融合プロセス中、レーザ及びスキャナヘッドの開始及び停止に関連するディレイ設定を較正する方法を改良する必要がある。レーザ付加製造プロセス中、レーザ及びスキャナヘッドのディレイ設定を較正するプロセス又はレーザもしくはスキャナヘッドの走査動作を改良することによって、部品の変形のばらつきが少なくなる。

米国特許出願公開第２０１５／０１００１４９号

本発明は、レーザ付加製造プロセスにおいてレーザスキャナのディレイ及び／又はスカイライティングの加速及び減速設定を較正する方法に関し、方法は、テストプレートのオン及びオフのレーザ位置を対照品又は標準品のレーザのオン及びオフ位置と比較することを含む。テストプレートに見られる差は、テストプレートのオン及びオフのレーザ位置が対照品又は標準品のものと実質的に同一になるように調整される。

従来のレーザ付加製造装置の概略図である。レーザ付加製造プロセスは、溶融プール、並びにレーザが製造プロセス中に移動する経路及び速度を示している。 溶融プール、並びにレーザが製造プロセス中に移動する経路及び速度を示す、物体のレーザ付加製造走査中のレーザの動作を示す概略図である。 ｘ次元のハッチ走査及び輪郭走査でのレーザ付加プロセスの精度を示す溶融プレートのテストパターンの図である。 輪郭走査とハッチ走査との重なりを示す図３の拡大図である。 Ｘ及びＹ位置座標へのレーザガルバノメータ駆動電圧の変換を示すグラフである。 撮像ベースの判定を使用することによるスカイライティングプロセスのＸ及びＹ位置座標を示すグラフである。黒丸は、レーザをオンにしたときの走査の点を示し、「ｘ」は、レーザをオフにしたときの走査の点を示す。

以下の詳細な説明は、レーザ付加製造プロセス中におけるスカイライティングプロセス、ジャンプディレイ、マークディレイ又はポリゴンディレイプロセス中などのレーザ又はスキャナヘッドのディレイ設定動作を較正する方法を記載する。本説明は当業者に本方法を使用することを明確に可能にするはずであり、本説明は現在の最良の形態と考えられているものを含む本方法のいくつかの実施形態、適合、変形、代替、及び使用を記載する。記載される方法は、１つの特定のタイプのレーザ付加製造プロセスで実行されるものとして記載されているが、この較正方法は、付加製造プロセス中にスカイライティングプロセスを利用してスイッチオン又はオフ、及び高エネルギービームの走査を制御する他の付加製造プロセスに幅広く適用できることが企図される。

一実施形態では、本発明は、レーザ又はスキャナヘッド動作を既存のテストパターンと比較して、レーザ及びスキャナヘッドディレイ設定をレーザ付加製造プロセスで製造される特定の部品又は物体の既存の品質設計のものと一致するように調整することによって、スカイライティングプロセスの較正方法に関する。差が存在する場合、システム又はオペレータは、重要なプロセスパラメータを調整して、それによりテストパターンが標準品又は品質対照設計のものと一致するようになっている。較正されると、その後の造形品のばらつきが低減され、レーザ及びスキャナヘッドの動作が既知の品質設計のものと一致するようになっている。代替の実施形態では、較正のプロセスを自動化することができ、それによりテストパターンと品質対照設計との差は、テストパターンが対照設計の仕様と同一になるまで自動的に調整されるようになっている。自動調整は、プロセスフィードバック機構を介して実行してもよい。

別の実施形態では、本発明は、レーザ付加製造のレーザスキャナのディレイ設定を較正するための方法に関する。一実施形態では、方法は、重要なプロセスパラメータが決定されるテスト設計を実行することによって達成される。重要なプロセスパラメータの例としては、限定するものではないが、輪郭及びハッチ走査を含む。テスト設計中、レーザ焦点は、レーザ焦点の位置の開始及び停止点が同時にモニターされる。レーザをオフにしてその後オンにする際にレーザ焦点及びそれに関連する溶融プールの位置を比較することによって、プロセスは、既知の良好なテスト設計の位置に対するテスト設計に関連するユーザエラーを除去し、実験式又はチャートと併せてこの比較を使用してプロセスパラメータを調整することができる。

さらに別の実施形態では、本発明は、粉末床の粉末層を照射して融合領域パターンを形成するステップと、融合領域パターンの第１の特性を基準パターンの第２の特性と比較するステップと、粉末床の粉末層を繰り返し照射することで基準パターンとより厳密に一致する第２の融合領域パターンが得られるように、比較に基づいて第１のパラメータを調整するステップとを含む、レーザ付加製造プロセスの較正方法に関する。一実施形態では、第１のパラメータは、スカイライティングプロセスの走査動作又はジャンプディレイ、マークディレイ、もしくはポリゴンディレイ設定の走査動作に関連し得る。走査動作は、ランイン動作、ランアウト動作又はジャンプ動作とすることができる。代替の実施形態では、第１のパラメータは、走査動作と、照射ステップを実行する照射源の制御との間の同期に関連してもよい。さらに別の実施形態では、パラメータは、ランイン動作の期間又はランアウト動作の期間を含むことができる。パラメータはまた、輪郭とハッチラインとの間の距離又はハッチラインとそれに直交する輪郭との間の距離又はレーザオンディレイを調整すること又はレーザオフディレイを調整すること又はそれらの任意の組合せを含むことができる。

一態様では、第１の特性は、ハッチ走査の終わりと輪郭走査の終わりとの間の第１の距離であり又は電子記憶装置の形態で記憶された光画像であり又はレーザガルバノメータ駆動電圧を測定することによって比較される。さらに別の実施形態では、パターンは、ハッチマーク、走査又はラインである。方法はさらに、調整が行われて物体を完成させた後に照射を行う繰り返しステップをさらに含むことができる。最後に、上述した実施形態は、自動化プロセスであってもよい。

さらに別の実施形態では、本発明は、融合領域パターンの第１の特性と基準パターンの第２の特性を比較することを実行するためのソフトウェアプログラムに関し、また、プログラムはさらに、パラメータ調整を自動的に実行することができる。

最後の実施形態では、本発明は、付加製造装置のレーザスキャナディレイ設定を調整するために共に統合されたレーザ付加製造装置と、モニタリング装置と、コンピュータと、ソフトウェアとを含むシステムに関し、システムは、対照設計の構築中にレーザ走査が開始及び停止する座標を比較し、テストパターンの１以上の重要なプロセスパラメータを調整して対照設計のものと一致させる。

当業者であれば、テストパターンが様々な方法で達成することができることを理解するであろう。例えば、ハステロイ、ステンレス鋼、ニッケル、コバルト基超合金又はアルミニウム合金から製造されるプレートなどの金属プレートは、まず輪郭走査を燃焼することによってレーザで燃焼され、次に列毎にハッチ走査が行われる。当業者は、テストパターンが、レーザの加速及び／又は減速の較正が必要であるかどうかを判断するのを助けることを意図していることを理解するであろう。レーザがテストパターンを燃焼している一方で、レーザ焦点の開始及び停止点並びにそれに関連する溶融プールを含むレーザのＸ及びＹ位置のデータが収集される。

位置データの収集及びモニタリングは、いくつかの方法で達成することができる。本発明の一態様では、レーザ焦点の位置のモニタリングは、レーザガルバノメータ駆動電圧をモニターすることによって行われる。図４に示すように、レーザガルバノメータ（「ガルボ」としても知られる）駆動電圧は、Ｘ及びＹ位置に沿って測定され、既知の伝達関数を使用して位置座標に変換される。当業者であれば、伝達関数が標準であり、限定するものではないがＭＡＴＬＡＢを通して利用可能な方法などの様々な方法を使用して達成することができることを理解するであろう。伝達関数は、電圧がガルバノメータと１：１の比ではない場合に補正係数を適用する役割を果たす。当業者であれば、ガルボ駆動電圧が造形プレートのレーザ焦点の物理的位置に印加されるように、この補正係数を達成するための多数の方法があることを理解するであろう（例えば、www.zamisel.com/SSpostavka2.html参照）。いくつかの可能な伝達関数は、ＭａｔＬａｂのｆｉｔｇｅｏｔｒａｎｓ及びｔｒａｎｓｆｏｒｍＰｏｉｎｔｓＩｎｖｅｒｓｅを含む。伝達関数が適用されると、Ｘ及びＹ位置に沿ったガルボ駆動電圧は、中心からＸ及びＹ位置（例えば、ミリメートル又はインチで）に変換される。図４を参照されたい。

別の実施形態では、モニタリングは、限定するものではないが電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラなどのカメラの使用によって達成することができる。また、グリッド線を含み得るカメラが、燃焼プロセスの時間経過写真を撮ってレーザ焦点のＸ及びＹ位置をモニターするために使用されてもよい。図５は、燃焼の開始（黒丸）及び停止（「ｘ」マーク）のモニタリングを示している。レーザの各開始及び停止の位置の平均は、輪郭走査からの距離に基づいて決定され、レーザを調整するために使用される。

モニタリングが達成されると、収集されたデータは、走査又はベクトルの終わりと走査又はベクトルの開始との間の距離を決定するために使用されて測定され、既知の対照品又は標準品と比較される。当業者であれば、対照品又は標準品は、レーザ付加製造プロセスを受けた製造部品の以前のプロトタイプであり、最初に作成されたコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルの正確な仕様値及び測定値を最も正確に反映すると判断されていることを理解するであろう。

モニタリングが達成されると、走査動作は、データの収集に基づく。当業者であれば、この較正技術によって達成される調整は、例えばスカイライティングプロセス中にレーザ及びスキャナヘッドディレイ設定を標準化する手段を提供し、より一貫した最終生成物をもたらすことを理解するであろう。

本発明に記載の様々な実施形態は、限定するものではないが、以下の利点のうちのいくつかを有する。

１）手動較正プロセスに取って代わる。

２）オペレータ間のばらつきを低減する。

３）スカイライティングの較正時間を低減する。

４）レーザ系付加製造部品の幾何公差を満たすために重要なプロセスのばらつきを低減する。

当業者であれば、この分析をプログラムすることができるようにコンピュータソフトウェアを実装することができることも理解するであろう。別の実施形態では、上述の較正方法及びそのソフトウェアは、レーザ系付加製造機械に組み込むことができる。例えば、較正のプロセス及びソフトウェアは、レーザ付加製造機械の標準的な動作ソフトウェア又はシステムに統合することができる。

スカイライティングプロセスの較正のために、単一層の試験燃焼が、ハステロイプレート上でテストパターン燃焼を行うことによってＤＭＬＭ機で実行される。燃焼中、レーザガルバノメータ駆動信号が、モニターされて記録される。記録した電圧読み取り値は、Ｍａｔｌａｂ（www.mathworks.com/help/images/ref/fitgotrans.html）で利用可能なｆｉｔｇｅｏｔｒａｎｓ関数を使用してＸ及びＹ平面に沿った位置座標に変換する。関数は、４次の多項式及び線形区分適合度を適用することによって、電圧に関連する位置を測定するように電圧読み取り値に適合するように使用される。数学的に変換された電圧は、造形面のレーザ集点の特定のｘ−ｙ位置に転換される。これらの特定の機能が使用されるが、当業者であれば、同一のタスクを実行する他の機能を使用することもできることを理解するであろう。作成されると、伝達関数は、Ｍａｔｌａｂ（www.mathworks.com/help/images/ref/affine3d.transformpointsinverse.html?search Highlight=transformPointsInverse）のｔｒａｎｓｆｏｒｍＰｏｉｎｔｓＩｎｖｅｒｓｅ関数を使用して適用される。

試験燃焼において通る開始及び停止位置は、既知の良好なワークと比較される。

較正方法の例示的な実施形態を、詳細に上述した。方法は、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されるものではない。例えば、本明細書に記載の方法は、他の工業的及び／又は消費者用途を有することができ、レーザ付加製造プロセスによる実施に限定されるものではない。むしろ、較正方法は、他の付加製造較正にも適用することができる。

本発明の様々な実施形態を、様々な特定の実施形態に関して説明してきたが、当業者であれば、本発明が特許請求の範囲の趣旨及び範囲内で変更形態を使用して実施できることを理解するであろう。
［実施態様１］
レーザ付加製造プロセスの較正方法であって、
（ａ）粉末床の粉末層を照射して融合領域パターンを形成するステップと、
（ｂ）融合領域パターンの第１の特性を基準パターンの第２の特性と比較するステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）を繰り返すことで基準パターンとより厳密に一致する第２の融合領域パターンが得られるように、比較に基づいて第１のパラメータを調整するステップと
を含む方法。
［実施態様２］
第１のパラメータが、スカイライティングプロセスの走査動作に関連する、実施態様１に記載の方法。
［実施態様３］
第１のパラメータが、ジャンプディレイ、マークディレイ又はポリゴンディレイ設定の走査動作に関連する、実施態様１に記載の方法。
［実施態様４］
走査動作が、ランイン動作である、実施態様２に記載の方法。
［実施態様５］
走査動作が、ランアウト動作である、実施態様２に記載の方法。
［実施態様６］
走査動作が、ジャンプ動作である、実施態様２に記載の方法。
［実施態様７］
第１のパラメータが、走査動作と、照射ステップ（ａ）を実行する照射源の制御との間の同期に関連する、実施態様１に記載の方法。
［実施態様８］
パラメータが、ランイン動作の期間を含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様９］
パラメータが、ランアウト動作の期間を含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１０］
パターンが、ハッチマーク、走査又はラインである、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１１］
パラメータが、輪郭とハッチラインとの間の距離である、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１２］
パラメータが、ハッチラインとそれに直交する輪郭との間の距離である、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１３］
第１の特性が、ハッチ走査の終わりと輪郭走査の終わりとの間の第１の距離である、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１４］
パラメータが、レーザオンディレイを調整する、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１５］
パラメータが、レーザオフディレイを調整する、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１６］
特性が、電子記憶装置の形態で記憶された光画像である、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１７］
ステップ（ｃ）の調整が完了して完成した物体を形成した後の繰り返しステップ（ａ）をさらに含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１８］
第１の特性が、レーザガルバノメータ駆動電圧を測定することによって比較される、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１９］
プロセスが、自動化される、実施態様１に記載の方法。
［実施態様２０］
実施態様１に記載のステップ（ｂ）の比較することを実行するためのソフトウェアプログラム。
［実施態様２１］
ステップ（ｃ）のパラメータ調整を自動的にさらに実行する、実施態様２０に記載のプログラム。
［実施態様２２］
付加製造装置のレーザスキャナディレイ設定を調整するために共に統合されたレーザ付加製造装置と、モニタリング装置と、コンピュータと、ソフトウェアとを含み、対照設計の構築中にレーザ走査が開始及び停止する座標を比較し、テストパターンの１以上の重要なプロセスパラメータを調整して対照設計のものと一致させる、システム。

１００ レーザ付加製造システム
１１４ 造形プレート
１１６ リコータアーム
１１８ レベル
１２０ レーザ
１２２ 部品
１２６ リザーバ
１２８ 排気容器
１３２ ガルボスキャナ
１３６ エネルギービーム

Claims (10)

1. レーザ付加製造プロセスの較正方法であって、
   （ａ）粉末床の粉末層を、照射源からのレーザを走査しながら照射して融合領域パターンを形成するステップと、
   （ｂ）融合領域パターンの輪郭部分の第１の特性を基準パターンの第２の特性と比較するステップと、
   （ｃ）ステップ（ａ）を繰り返すことで基準パターンとより厳密に一致する第２の融合領域パターンが得られるように、比較に基づいて第１のパラメータを調整するステップと、
   を含み、
   第１のパラメータが、走査動作と照射源の制御との間の同期、ランイン動作の期間およびランアウト動作の期間のうちの少なくとも１つに関連する、
   方法。
2. 第１のパラメータが、（ｉ）スカイライティングプロセスの走査動作、ジャンプディレイ、マークディレイ又はポリゴンディレイ設定の走査動作、ジャンプ動作、および、ランイン動作又はランアウト動作である走査動作のうちの少なくとも１つに関連する、請求項１に記載の方法。
3. 第１の特性が、輪郭とハッチラインとの間の距離およびハッチラインとそれに直交する輪郭との間の距離のうちの少なくとも１つである、請求項１または２に記載の方法。
4. 第１の特性が、ハッチラインを形成するためのハッチ走査の終わりと輪郭走査の終わりとの間の第１の距離である、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の方法。
5. 調整される第１のパラメータが、レーザオンディレイおよびレーザオフディレイのうちの少なくとも１つである、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の方法。
6. 第１の特性が、電子記憶装置の形態で記憶された光画像である、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の方法。
7. ステップ（ｃ）の調整が完了して完成した物体を形成した後の繰り返しステップ（ａ）をさらに含む、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の方法。
8. 第１の特性がレーザガルバノメータ駆動電圧を測定することによって比較される、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の方法。
9. プロセスが自動化される、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の方法。
10. 請求項１に記載のステップ（ｂ）の比較するステップを実行し、ステップ（ｃ）のパラメータ調整を自動的にさらに実行するためのソフトウェアプログラム。