JP6861711B2 - 積層造形(3dプリント)装置の調整のためのシステムおよびその方法 - Google Patents
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Description
a.以下の構成からなる光源と:
ai.材料の表面に関する前記光源を位置決めするための手段;
aii.照明面(照射面 lighting plane)と呼ばれる、面に対してほぼ垂直に光線を供給する照射手段(lighting means);
b.その光軸(optical axis)が照明面(照射面)に対してほぼ平行となるように設置される、輪郭カメラ(側面カメラ profile camera)と呼ばれる画像撮影装置(a picture taking device)と;
c.噴射ノズルの中心を経由して見られるビューを投影可能な光路装置(optical path device)と;
d.その光軸が光路上となる、センタリングカメラと呼ばれる第二画像撮影(装置)と;
e.低出力のレーザー照射により印(マーク)付け可能な目標物(ターゲット target)と;
f.画像撮影装置から来る画像を集めることを可能とする取得および処理ユニット(acquisition and processing unit)。
g.その光軸が照明面(照射面)に平行で輪郭カメラ(側面カメラ)の面に垂直である第三画像撮影装置。
i.照明面(照射面)上に、該面に対してほぼ垂直(substantially normal)の方向(orientation)に従い、噴射ノズルの位置決めをするステップと;
ii.目標物(ターゲット)がレーザー照射を遮る(遮断する)ように、ノズルの出口(outlet)と照明面(照射面)との間に、目標物(ターゲット)を配置するステップと;
iii.低出力のレーザー照射を実行するステップと;
iv.光源によりノズルの末端を照らすステップと;
v.ノズルの末端が照らされている間に、センタリングカメラにより、ノズルの末端を通して、目標物(ターゲット)上にレーザー照射によって印(マーク)付けされた画像を取得するステップ。
vi.ステップv)において得られた画像上で、照らされたスペースの輪郭と、レーザーによって目標物(ターゲット)上に付けられた印(マーク)の画像と、の間のセンタリングエラー(centring error)を計測するステップと;
vii.センタリングエラー(centring error)を訂正(補正)するために調整量を計算するステップ。
viii.粉末の噴射を実行するステップと;
ix.輪郭カメラ(側面カメラ)によって、噴射された粉末の画像を取得するステップ。
x.ステップix)で得られた画像上における所定の輪郭(外形)から、粉末の流れの画像の形状を決定するステップと;
xi.ステップx)から、流れに対応するツールゲージを推測するステップ。
xii.ステップviii)の間にレーザービームを発生させるステップと;
xiii.ステップix)で取得された画像上で、レーザービームの画像との関係で粉末の流れの画像の方向偏差(orientation deviation)を計測するステップと;
xiv.ステップxii)の結果から、方向性不良を訂正(補正)するために実行すべき調整を推測するステップ。
xv.第三画像撮影装置を用いて、噴射された粉末の画像を取得するステップと;
xvi.ステップix)で取得された画像の代わりに、ステップxv)で取得された画像を用いて、ステップxiii)およびxiv)を繰り返すステップ。
xvi.ステップix)で取得された画像の代わりに、ステップxiv)で取得された画像を用いて、ステップx)およびxi)を繰り返すステップ。
xvii.ステップix)で取得された画像の代わりに、ステップxv)で取得された画像を用いて、ステップx)およびxi)を繰り返すステップ。
Claims (12)
- レーザーによって溶かされた粉状の材料堆積による物体の形成手法を用いた、積層造形装置(201)の調整および測定のためのシステムが、粉末噴射ノズル(100)と該ノズルの中心を通過するレーザービームとからなり、該装置は、以下の構成からなる:
a.以下の構成からなる光源と:
ai.材料の表面に関する前記光源を位置決めするための手段(210);
aii.照明面と呼ばれる、面に対して垂直に光線(221)を供給する照射手段(220);
b.その光軸(241)が照明面に対して平行となるように設置される、輪郭カメラと呼ばれる画像撮影装置(240、340)と;
c.噴射ノズル(100)の中心を経由して見られるビューを投影可能な光路装置と;
d.その光軸が光路(250)上となる、センタリングカメラと呼ばれる第二画像撮影装置(260)と;
e.低出力のレーザー照射により印付け可能な目標物(303)と;
f.画像撮影装置(240、260、340)から来る画像を集めることを可能とする取得および処理ユニット(290)。
ことを特徴とする積層造形装置(201)の調整および測定のためのシステム。 - 光源が、照明面における環状の配置による多数の発光ダイオード(320)からなることを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 以下の構成を含む:
g.その光軸が照明面に平行で第一輪郭カメラ(240)の面に垂直である第三画像撮影装置(340)。
ことを特徴とする請求項1記載のシステム。 - レーザーによって溶かされた粉状の材料堆積による物体の形成手法を用いた、材料噴射および溶融装置の調整および計測のための方法であって、請求項1に記載のシステムを用いた方法が、以下の構成からなるステップを含む:
i.照明面上に、該面に対して垂直の方向に従い、噴射ノズル(100)の位置決めをするステップと;
ii.目標物(303)がレーザー照射を遮るように、ノズルの出口と照明面との間に、目標物を配置するステップと;
iii.低出力のレーザー照射を実行するステップと;
iv.光源によりノズルの末端を照らすステップと;
v.ノズルの末端が照らされている間に、センタリングカメラにより、ノズルの末端を通して、目標物上にレーザー照射によって印(393)付けされた画像(493)を取得するステップ。
ことを特徴とする材料噴射および溶融装置の調整および計測のための方法。 - 目標物がノズルの末端に張り付けられていることを特徴とする請求項4記載の方法。
- 目標物(303)が照明面に固定されていることを特徴とする請求項4記載の方法。
- 以下の構成からなるステップを含む:
vi.ステップv)において得られた画像上で、照らされたスペースの画像(420)の輪郭と、レーザーによって目標物上に付けられた印(393)の画像(493)と、の間のセンタリングエラーを計測するステップと;
vii.センタリングエラーを訂正するために調整量を計算するステップ。
ことを特徴とする請求項4記載の方法。 - 以下の構成からなるステップを含む:
viii.粉末の噴射を実行するステップと;
ix.輪郭カメラ(240、340)によって、噴射された粉末の画像(560)を取得するステップ。
ことを特徴とする請求項4記載の方法。 - 以下の構成からなるステップを含む:
x.ステップix)で得られた画像上における所定の輪郭から、粉末の流れの形状(565)を決定するステップと;
xi.ステップx)から、流れに対応するツールゲージを推測するステップ。
ことを特徴とする請求項8記載の方法。 - 以下の構成からなるステップを含む:
xii.ステップviii)の間にレーザービームを発生させるステップと;
xiii.ステップix)で取得された画像上で、レーザーの画像(593)との関係で粉末の流れの画像(560)の方向偏差を計測するステップと;
xiv.ステップxii)の結果から、粉末の流れとの関係でレーザービームの方向性不良を訂正するために実行すべき調整を推測するステップ。
ことを特徴とする請求項8記載の方法。 - 請求項3に記載のシステムを実装し、以下の構成からなるステップを含む:
xv.第三画像撮影装置(340)を用いて、噴射された粉末の画像(560)を取得するステップと;
xvi.ステップix)で取得された画像の代わりに、ステップxv)で取得された画像を用いて、ステップxiii)およびxiv)を繰り返すステップ。
ことを特徴とする請求項10記載の方法。 - 以下の構成からなるステップを含む:
xvii.ステップix)で取得された画像の代わりに、ステップxv)で取得された画像を用いて、ステップx)およびxi)を繰り返すステップ。
ことを特徴とする請求項11記載の方法。
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