JP7458767B2 - リアルタイム付加製造プロセス検査 - Google Patents
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Description
条項1.付加製造中に欠陥を検出するための方法であって、時間T1において造形チャンバ内の物体の付加製造を一時停止するステップであって、T1は時間T0の後で時間TFの前であり、時間T0は形成中の物体の付加製造の開始であり、時間TFは造形チャンバ内の形成中の物体の付加製造の完了である、ステップと、造形チャンバ内で物体を回転させるステップと、X線管から線形開口を通じて造形チャンバ内の形成中かつ回転中の物体にX線パルスを向けるステップと、X線パルスと形成中かつ回転中の物体との相互作用の後で、線形X線検出器アレイによってX線パルスを検出するステップと、検出されたX線パルスに基づいて形成中の物体のX線画像を作成するステップと、を備える方法。
条項2.形成中の物体のX線画像を分析して欠陥の存在を判断するステップと、欠陥の存在に基づいて、時間TFの前に、形成中の物体の付加製造を停止するステップとをさらに備える、条項1に記載の方法。
条項3.時間T2において造形チャンバ内の物体の付加製造を一時停止するステップであって、時間T2は時間T1の後で時間TFの前である、ステップと、時間T2において、形成中の物体を回転させながら、造形チャンバの内部で形成中の物体に第2のX線パルスを向けるステップと、第2のX線パルスと形成中の物体との相互作用の後で、線形X線検出器アレイによって、第2のX線パルスを検出するステップと、検出された第2のX線パルスに基づいて、形成中の物体の第2のX線画像を作成するステップとをさらに備える、条項1または2に記載の方法。
条項4.形成中の物体の第2のX線画像を分析して欠陥の存在を判断するステップと、欠陥の存在に基づいて、時間TFの前に、形成中の物体の付加製造を停止するステップとをさらに備える、条項3に記載の方法。
条項5.形成中の物体のX線画像を分析して欠陥が存在しないと判断するステップと、形成中の物体の付加製造を再開するステップとをさらに備える、条項1から4のいずれか一項に記載の方法。
条項6.時間TNにおいて造形チャンバ内の物体の付加製造を一時停止するステップであって、時間TNは時間T2の後で時間TFの前であり、Nは2よりも大きい整数である、ステップと、時間TNにおいて、形成中の物体を回転させながら、造形チャンバの内部で形成中の物体にN番目のX線パルスを向けるステップと、形成中の物体とのN番目のX線パルスの相互作用の後で、線形X線検出器アレイによって、N番目のX線パルスを検出するステップと、検出されたN番目のX線パルスに基づいて、形成中の物体の別のX線画像を作成するステップとをさらに備える、条項3から5のいずれか一項に記載の方法。
条項7.造形チャンバ内で物体を回転させるステップは、ターンテーブルを使用して毎秒約1回転から10分あたり約1回転で物体を回転させるステップを備える、条項1から6のいずれか一項に記載の方法。
条項8.形成中の物体のX線画像を分析して欠陥の存在を判断するステップは、パターン認識を使用して欠陥の存在を判断するステップを備える、条項1から7のいずれか一項に記載の方法。
条項9.付加製造中に欠陥を検出するための方法であって、時間T1において造形チャンバ内の物体の付加製造を一時停止するステップであって、T1は時間T0の後で時間TFの前であり、時間T0は形成中の物体の付加製造の開始であり、時間TFは造形チャンバ内の形成中の物体の付加製造の完了である、ステップと、線形開口および線形X線検出器に垂直な方向に造形チャンバ内の物体を直線的に移動させるステップであって、線形開口および線形X線検出器は造形チャンバの外側に設けられている、ステップと、X線管から線形開口を通じて造形チャンバ内の形成中かつ移動中の物体にX線パルスを向けて、形成中の物体を走査するステップと、X線パルスが形成中の物体を走査した後で、線形X線検出器アレイによってX線パルスを検出するステップと、検出されたX線パルスに基づいて形成中の物体のX線画像を作成するステップと、を備える方法。
条項10.形成中の物体のX線画像を分析して欠陥の存在を判断するステップと、欠陥の存在に基づいて、時間TFの前に、形成中の物体の付加製造を停止するステップとをさらに備える、条項9に記載の方法。
条項11.時間T2において造形チャンバ内の物体の付加製造を一時停止するステップであって、時間T2は時間T1の後で時間TFの前である、ステップと、時間T2において、形成中の物体を直線的に移動させながら、造形チャンバの内部で形成中の物体に第2のX線パルスを向けるステップと、第2のX線パルスと形成中の物体との相互作用の後で、線形X線検出器アレイによって、第2のX線パルスを検出するステップと、検出された第2のX線パルスに基づいて、形成中の物体の第2のX線画像を作成するステップとをさらに備える、条項9または10に記載の方法。
条項12.造形チャンバ内の物体を直線的に移動させるステップは、リニアアクチュエータを使用して約100cm/秒から約1cm/分で物体を移動させるステップを備える、条項9から11のいずれか一項に記載の方法。
条項13.アクチュエータであって、アクチュエータは付加製造によって形成中の物体を支持するために造形チャンバ内に配置されている、アクチュエータと、アクチュエータの側面に隣接して造形チャンバの外側に設けられたX線管と、X線管と造形チャンバとの間に設けられた開口と、X線管からアクチュエータの反対の側面に、造形チャンバの外側に設けられた線形X線検出器アレイと、コンピュータ、および実行されるとき、画像分析器に、線形X線検出器アレイから受信した信号からX線画像を形成させる命令を格納した1つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体を有するメモリシステムを備える画像分析器とを備える、付加製造用検査システム。
条項14.メモリシステムは、さらに、実行されるとき、画像分析器に、X線画像を制御画像と比較させる命令を格納した1つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体を備える、条項13に記載の検査システム。
条項15.アクチュエータの運動、開口によって提供されるX線パルスのパルス幅、および線形X線検出器アレイの露光時間を同期させるコントローラーをさらに備える、条項13または14に記載の検査システム。
条項16.X線管は、約100から約4000ワットの範囲の電力および約30から約450kVの範囲の電圧を有する、条項13から15のいずれか一項に記載の検査システム。
条項17.開口は、約1秒から約60秒の範囲のパルス持続時間を有する視準された扇状ビームを提供するように配置された線形開口を備える、条項13から16のいずれか一項に記載の検査システム。
条項18.アクチュエータは、毎秒約1回転から10分あたり約1回転の範囲の速度で回転することができるターンテーブルを備える、条項13から17のいずれか一項に記載の検査システム。
条項19.アクチュエータは、約10cm/秒から約1cm/分の範囲の速度で移動することができる線形開口を備える、条項13から17のいずれか一項に記載の検査システム。
条項20.造形チャンバの側面に隣接して外側に設けられたX線管と、X線管と造形チャンバとの間に設けられた開口であって、X線管および開口は、造形チャンバに対してX線管および開口を移動させるように配置されたX線管アクチュエータに取り付けられている、開口と、X線管から造形チャンバの反対の側面に、造形チャンバの外側に設けられた線形X線検出器アレイであって、線形X線検出器アレイは、造形チャンバに対して線形X線検出器アレイを移動させるように配置された線形X線検出器アレイアクチュエータに取り付けられている、線形X線検出器アレイと、コンピュータ、および実行されるとき、画像分析器に、線形X線検出器アレイから受信した信号からX線画像を形成させる命令を格納した1つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体を有するメモリシステムを備える画像分析器とを備える、付加製造用検査システム。
条項21.X線管アクチュエータは、X線管を直線的に移動させるように配置されており、線形X線検出器アレイアクチュエータは、線形X線検出器アレイを直線的に、およびX線管と同期して移動させるように配置されている、条項20に記載の検査システム。
条項22.X線管アクチュエータおよび線形X線検出器アレイアクチュエータの一方は回転するように配置され、X線管アクチュエータおよび線形X線検出器アレイアクチュエータの他方は円弧状に移動するように配置されている、条項20または21に記載の検査システム。
条項23.付加製造中に欠陥を検出するための方法であって、時間T1において造形チャンバ内の物体の付加製造を一時停止するステップであって、T1は時間T0の後で時間TFの前であり、時間T0は形成中の物体の付加製造の開始であり、時間TFは造形チャンバ内の形成中の物体の付加製造の完了である、ステップと、X線管および線形X線検出器アレイを直線的かつ同期して移動させるステップであって、X線管および線形X線検出器アレイは造形チャンバの外側に設けられている、ステップと、X線管から線形開口を通じて形成中の物体にX線パルスを向けて、形成中の物体を走査するステップと、X線パルスが形成中の物体を走査した後で、線形X線検出器アレイによってX線パルスを検出するステップと、検出されたX線パルスに基づいて形成中の物体のX線画像を作成するステップと、を備える方法。
条項24.形成中の物体のX線画像を分析して欠陥の存在を判断するステップと、欠陥の存在に基づいて、時間TFの前に、形成中の物体の付加製造を停止するステップとをさらに備える、条項23に記載の方法。
条項25.時間T2において造形チャンバ内の物体の付加製造を一時停止するステップであって、時間T2は時間T1の後で時間TFの前である、ステップと、時間T2において、線形開口および線形X線検出器を直線的かつ同期して移動させながら、造形チャンバの内部で形成中の物体に第2のX線パルスを向けるステップと、第2のX線パルスと形成中の物体との相互作用の後で、線形X線検出器アレイによって、第2のX線パルスを検出するステップと、検出された第2のX線パルスに基づいて、形成中の物体の第2のX線画像を作成するステップとをさらに備える、条項23または24に記載の方法。
条項26.付加製造中に欠陥を検出するための方法であって、時間T1において造形チャンバ内の物体の付加製造を一時停止するステップであって、T1は時間T0の後で時間TFの前であり、時間T0は形成中の物体の付加製造の開始であり、時間TFは造形チャンバ内の形成中の物体の付加製造の完了である、ステップと、X線管および線形X線検出器アレイのうちの一方を回転させるステップと、線形X線検出器アレイとX線管との間の距離を維持するようにX線管および線形X線検出器アレイのうちの他方を円弧状に移動させるステップであって、X線管および線形X線検出器アレイは造形チャンバの外側に設けられている、ステップと、X線管から線形開口を通じて形成中の物体にX線パルスを向けて、形成中の物体を走査するステップと、X線パルスが形成中の物体を走査した後で、線形X線検出器アレイによってX線パルスを検出するステップと、検出されたX線パルスに基づいて形成中の物体のX線画像を作成するステップと、を備える方法。
条項27.形成中の物体のX線画像を分析して欠陥の存在を判断するステップと、欠陥の存在に基づいて、時間TFの前に、形成中の物体の付加製造を停止するステップとをさらに備える、条項26に記載の方法。
」も「over」も、本明細書で使用される際にいかなる指向性も暗示しない。用語「約」は、変更によって例示された実施に対するプロセスまたは構造の不一致が生じない限り、挙げられた値がある程度変更されてもよいことを示す。最後に、「例示的」は、説明が理想的であると暗示するのではなく、一例として使用されることを示す。本教示の他の実施は、明細書の検討および本明細書の開示の実践から、当業者にとって明らかとなるだろう。本明細書および例は単に例示的であると見なされることが意図され、本教示の真の範囲および思想は、以下の請求項によって示される。
110,310,410 X線管
120 開口
130,330 アクチュエータ
140,340,440 線形X線検出器アレイ
150,350,450 コンピュータ
154,354,454 コントローラー
156,356,456 画像分析器
160,360,460 造形チャンバ
301,401 金属粉末供給付加製造システム
311,411 X線パルス
380,480 金属粉末フィーダ
382,482 レーザービーム
399,499 物体
320,420 線形開口
405 X線管アクチュエータ
406 線形X線検出器アレイアクチュエータ
430 製造スタンド
Claims (27)
- 造形チャンバ(460)の側面に隣接して前記造形チャンバ(460)の外側に設けられたX線管(410)と、
前記X線管(410)と前記造形チャンバ(460)との間に設けられた開口(420)であって、前記X線管(410)および前記開口(420)は、前記造形チャンバ(460)に対して前記X線管(410)および前記開口(420)を移動させるように配置されたX線管アクチュエータ(405)に取り付けられている、開口(420)と、
前記X線管(410)から前記造形チャンバ(460)の反対の側面に、前記造形チャンバ(460)の外側に設けられた線形X線検出器アレイ(440)であって、前記線形X線検出器アレイ(440)は、前記造形チャンバ(460)に対して前記線形X線検出器アレイ(440)を移動させるように配置された線形X線検出器アレイアクチュエータ(406)に取り付けられている、線形X線検出器アレイ(440)と、
コンピュータ(450)および画像分析器(456)であって、実行されるとき、前記画像分析器(456)に、前記線形X線検出器アレイ(440)から受信した信号からX線画像を形成させる命令を格納した1つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体を有するメモリシステムを備えるコンピュータ(450)および画像分析器(456)と、
を備え、
前記X線管アクチュエータ(405)は、前記X線管(410)を直線的に移動させるように配置されており、前記線形X線検出器アレイアクチュエータ(406)は、前記線形X線検出器アレイ(440)を直線的に、および前記X線管(410)と同期して移動させるように配置されている、付加製造用検査システム(401)。 - 前記造形チャンバ(460)内の物体は静止している、請求項1に記載の付加製造用検査システム(401)。
- 前記X線管アクチュエータ(405)および前記線形X線検出器アレイアクチュエータ(406)の移動速度は、X線パルス幅に依存する、請求項1または2に記載の付加製造用検査システム(401)。
- 複雑な部分の製造の後に前記X線画像が形成される、請求項1から3のいずれか一項に記載の付加製造用検査システム(401)。
- 前記画像分析器(456)は、前記X線画像を欠陥のない物体のX線画像と比較する、請求項1から4のいずれか一項に記載の付加製造用検査システム(401)。
- 前記比較は、パターン認識を使用して行われる、請求項5に記載の付加製造用検査システム(401)。
- 造形チャンバ(460)の側面に隣接して前記造形チャンバ(460)の外側に設けられたX線管(410)と、
前記X線管(410)と前記造形チャンバ(460)との間に設けられた開口(420)であって、前記X線管(410)および前記開口(420)は、前記造形チャンバ(460)に対して前記X線管(410)および前記開口(420)を移動させるように配置されたX線管アクチュエータ(405)に取り付けられている、開口(420)と、
前記X線管(410)から前記造形チャンバ(460)の反対の側面に、前記造形チャンバ(460)の外側に設けられた線形X線検出器アレイ(440)であって、前記線形X線検出器アレイ(440)は、前記造形チャンバ(460)に対して前記線形X線検出器アレイ(440)を移動させるように配置された線形X線検出器アレイアクチュエータ(406)に取り付けられている、線形X線検出器アレイ(440)と、
コンピュータ(450)および画像分析器(456)であって、実行されるとき、前記画像分析器(456)に、前記線形X線検出器アレイ(440)から受信した信号からX線画像を形成させる命令を格納した1つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体を有するメモリシステムを備えるコンピュータ(450)および画像分析器(456)と、
を備え、
前記X線管アクチュエータ(405)および前記線形X線検出器アレイアクチュエータ(406)の一方は回転するように配置され、前記X線管アクチュエータ(405)および前記線形X線検出器アレイアクチュエータ(406)の他方は、前記X線管アクチュエータ(405)および前記線形X線検出器アレイアクチュエータ(406)の一方の回転と一致するように円弧状に移動するように配置されている、付加製造用検査システム(401)。 - 前記造形チャンバ(460)内の物体は静止している、請求項7に記載の付加製造用検査システム(401)。
- 前記X線管アクチュエータ(405)および前記線形X線検出器アレイアクチュエータ(406)の移動速度は、X線パルス幅に依存する、請求項7または8に記載の付加製造用検査システム(401)。
- 複雑な部分の製造の後に前記X線画像が形成される、請求項7から9のいずれか一項に記載の付加製造用検査システム(401)。
- 前記画像分析器(456)は、前記X線画像を欠陥のない物体のX線画像と比較する、請求項7から10のいずれか一項に記載の付加製造用検査システム(401)。
- 前記比較は、パターン認識を使用して行われる、請求項11に記載の付加製造用検査システム(401)。
- 付加製造中に欠陥を検出するための方法(500)であって、
時間T1において造形チャンバ(460)内の物体(499)の付加製造を一時停止するステップであって、T1は時間T0の後で時間TFの前であり、時間T0は形成中の前記物体(499)の付加製造の開始であり、時間TFは前記造形チャンバ(460)内の形成中の前記物体(499)の付加製造の完了である、ステップと、
X線管(410)および線形X線検出器アレイ(440)を直線的かつ同期して移動させるステップであって、前記X線管(410)および前記線形X線検出器アレイ(440)は前記造形チャンバ(460)の外側に設けられている、ステップと、
前記X線管(410)から線形開口(420)を通じて形成中の前記物体(499)にX線パルスを向けて、形成中の前記物体(499)を走査するステップと、
前記X線パルスが形成中の前記物体(499)を走査した後で、前記線形X線検出器アレイ(440)によって前記X線パルスを検出するステップと、
検出された前記X線パルスに基づいて形成中の前記物体(499)のX線画像を作成するステップと、
を備える方法(500)。 - 形成中の前記物体(499)の前記X線画像を分析して欠陥の存在を判断するステップと、
前記欠陥の前記存在に基づいて、時間TFの前に、形成中の前記物体(499)の付加製造を停止するステップと、
をさらに備える、請求項13に記載の方法(500)。 - 時間T2において造形チャンバ(460)内の物体(499)の付加製造を一時停止するステップであって、時間T2は時間T1の後で時間TFの前である、ステップと、
時間T2において、前記線形開口(420)および前記線形X線検出器(440)を直線的かつ同期して移動させながら、前記造形チャンバ(460)の内部で形成中の前記物体(499)に第2のX線パルスを向けるステップと、
前記第2のX線パルスと形成中の前記物体(499)との相互作用の後で、前記線形X線検出器アレイ(440)によって、前記第2のX線パルスを検出するステップと、
検出された前記第2のX線パルスに基づいて、形成中の前記物体(499)の第2のX線画像を作成するステップと、
をさらに備える、請求項13または14に記載の方法(500)。 - 前記造形チャンバ(460)内の前記物体(499)は静止している、請求項13から15のいずれか一項に記載の方法(500)。
- 前記X線管(410)および前記線形X線検出器アレイ(440)の移動速度は、X線パルス幅に依存する、請求項13から16のいずれか一項に記載の方法(500)。
- 複雑な部分の製造の後に前記X線画像が形成される、請求項13から17のいずれか一項に記載の方法(500)。
- 画像分析器(456)によって前記X線画像を欠陥のない物体のX線画像と比較するステップをさらに備える、請求項13から18のいずれか一項に記載の方法(500)。
- 前記比較は、パターン認識を使用して行われる、請求項19に記載の方法(500)。
- 付加製造中に欠陥を検出するための方法(500)であって、
時間T1において造形チャンバ(460)内の物体(499)の付加製造を一時停止するステップであって、T1は時間T0の後で時間TFの前であり、時間T0は形成中の前記物体(499)の付加製造の開始であり、時間TFは前記造形チャンバ(460)内の形成中の前記物体(499)の付加製造の完了である、ステップと、
X線管(410)および線形X線検出器アレイ(440)のうちの一方を回転させるステップと、
前記線形X線検出器アレイ(440)と前記X線管(410)との間の距離を維持するように、前記X線管(410)および前記線形X線検出器アレイ(440)のうちの一方の回転と一致するように前記X線管(410)および前記線形X線検出器アレイ(440)のうちの他方を円弧状に移動させるステップであって、前記X線管(410)および前記線形X線検出器アレイ(440)は前記造形チャンバ(460)の外側に設けられている、ステップと、
前記X線管(410)から線形開口(420)を通じて形成中の前記物体(499)にX線パルスを向けて、形成中の前記物体(499)を走査するステップと、
前記X線パルスが形成中の前記物体(499)を走査した後で、前記線形X線検出器アレイ(440)によって前記X線パルスを検出するステップと、
検出された前記X線パルスに基づいて形成中の前記物体(499)のX線画像を作成するステップと、
を備える方法(500)。 - 形成中の前記物体(499)の前記X線画像を分析して欠陥の存在を判断するステップと、
前記欠陥の前記存在に基づいて、時間TFの前に、形成中の前記物体(499)の付加製造を停止するステップと、
をさらに備える、請求項21に記載の方法(500)。 - 前記造形チャンバ(460)内の前記物体(499)は静止している、請求項21または22に記載の方法(500)。
- 前記X線管(410)および前記線形X線検出器アレイ(440)の移動速度は、X線パルス幅に依存する、請求項21から23のいずれか一項に記載の方法(500)。
- 複雑な部分の製造の後に前記X線画像が形成される、請求項21から24のいずれか一項に記載の方法(500)。
- 画像分析器(456)によって前記X線画像を欠陥のない物体のX線画像と比較するステップをさらに備える、請求項21から25のいずれか一項に記載の方法(500)。
- 前記比較は、パターン認識を使用して行われる、請求項26に記載の方法(500)。
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