[go: up one dir, main page]

RU2595072C2 - Method of controlling process of selective laser sintering of 3d articles from powders and device therefor - Google Patents

Method of controlling process of selective laser sintering of 3d articles from powders and device therefor Download PDF

Info

Publication number
RU2595072C2
RU2595072C2 RU2014105366/02A RU2014105366A RU2595072C2 RU 2595072 C2 RU2595072 C2 RU 2595072C2 RU 2014105366/02 A RU2014105366/02 A RU 2014105366/02A RU 2014105366 A RU2014105366 A RU 2014105366A RU 2595072 C2 RU2595072 C2 RU 2595072C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
scanner
laser
sintering
lens
selective
Prior art date
Application number
RU2014105366/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014105366A (en
Inventor
Юрий Александрович Чивель
Original Assignee
Юрий Александрович Чивель
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Александрович Чивель filed Critical Юрий Александрович Чивель
Priority to RU2014105366/02A priority Critical patent/RU2595072C2/en
Priority to PCT/IB2015/000124 priority patent/WO2015121730A1/en
Publication of RU2014105366A publication Critical patent/RU2014105366A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2595072C2 publication Critical patent/RU2595072C2/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

FIELD: laser engineering.
SUBSTANCE: invention relates to a method and device for controlling the process of selective laser agglomeration of a volumetric article made of powders. Method consists in registration of the surface temperature and its distribution in the region of action of a concentrated energy flow in several spectral intervals near the operating wavelength of the optical system of a scanner, and in registration of the surface image in the light radiated by a surface backlighting source. During agglomeration process it is necessary to maintain at the specified level the maximum temperature of the surface in the area of influence and the required sizes of melting zones, as well as to register images of agglomerated sections or their fragments, to compare dimensions of the agglomerated sections of a volumetric article or its fragments with the ones set by programs, to determine presence of defects in the agglomerated layer and to correct the exposure parameters and the process. In compliance with the first option, the device comprises a scanner with a lens, an optical pyrometer with a lens, a video camera with a lens and a source for illuminating the surface, as well as 2D image scanner arranged on a carriage for application and placement of powder, and a control module including two control regulators. In compliance with the second option, the device comprises a 3D image scanner located in the working chamber and a control module including two control regulators.
EFFECT: as a result, there is achieved reception of complete information on the process of selective agglomeration of a volumetric article and a possibility to control the process in real time.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при мониторинге и контроле процессов получения объемных изделий из порошков.The invention relates to the field of measuring equipment and can be used in monitoring and control of processes for producing bulk products from powders.

Известен способ оптического мониторинга и контроля процесса селективного лазерного спекания объемного изделия из порошка [1], состоящий в регистрации средней температуры поверхности в области спекания и ее поддержания на заданном уровне в процессе спекания.There is a method of optical monitoring and control of the process of selective laser sintering of a bulk powder product [1], which consists in recording the average surface temperature in the sintering region and maintaining it at a predetermined level during sintering.

Недостаток данного способа состоит в отсутствии контроля размеров области нагрева до температуры спекания и отсутствии контроля размеров спеченной области, что не позволяет измерять усадку и корректировать ход процесса. Кроме того, температура усредняется по неизвестной площадке, размеры которой меняются вследствие аббераций оптической системы, так как используется широкий диапазон длин волн.The disadvantage of this method is the lack of control of the size of the heating region to the sintering temperature and the lack of control of the size of the sintered region, which does not allow to measure shrinkage and adjust the process. In addition, the temperature is averaged over an unknown site, the dimensions of which vary due to aberrations of the optical system, since a wide range of wavelengths is used.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ оптического мониторинга и контроля процесса селективного лазерного спекания объемного изделия из порошка [2], состоящий в регистрации характера и уровня сигнала свечения поверхности в области плавления, размеров области плавления, сравнения их с программно заданным и поддержания уровня сигнала на заданном уровне путем управления параметрами лазерного излучения. Недостаток данного способа состоит в регистрации уровня усредненного по площади сигнала свечения поверхности, а не уровня физической величины - температуры поверхности и ее распределения в зоне обработки. Кроме того, отсутствует контроль геометрических размеров и качества спеченных сечений, что не позволяет учесть усадку и наличие дефектов в слое и откорректировать ход технологического процесса.Closest to the claimed method is a method for optical monitoring and control of the process of selective laser sintering of a bulk powder product [2], which consists in recording the nature and level of the surface glow signal in the melting region, the size of the melting region, comparing them with the programmed one and maintaining the signal level at a given level by controlling the parameters of laser radiation. The disadvantage of this method is to register the level of the surface-averaged signal of surface glow, and not the level of a physical quantity — the surface temperature and its distribution in the treatment zone. In addition, there is no control of the geometric dimensions and quality of the sintered sections, which does not allow to take into account the shrinkage and the presence of defects in the layer and to adjust the process.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа управления процессом селективного лазерного спекания объемного изделия из порошка и устройства для его осуществления, позволяющих получать полную и точную информацию о процессе селективного спекания объемного изделия и осуществлять управление технологическим процессом в режиме реального времени.The objective of the invention is to develop a method for controlling the process of selective laser sintering of a bulk product from powder and a device for its implementation, which allows to obtain complete and accurate information about the process of selective sintering of a bulk product and to control the process in real time.

Способ управления процессом селективного лазерного спекания объемного изделия из порошка включает оптический мониторинг температуры поверхности и ее распределения в области воздействия лазерного излучения с их регистрацией и размера области спекания по тепловому излучению поверхности в нескольких спектральных интервалах вблизи рабочей длины волны оптической системы сканнера и по изображению поверхности в свете излучения источника внешней подсветки поверхности с его регистрацией.A method for controlling the process of selective laser sintering of a bulk powder product includes optical monitoring of the surface temperature and its distribution in the area of laser radiation exposure and their registration and the size of the sintering area by thermal radiation of the surface in several spectral intervals near the operating wavelength of the scanner optical system and by image of the surface in light from a source of external illumination of the surface with its registration.

Новизна состоит в том, что в процессе спекания поддерживают на заданном уровне максимальную температуру поверхности в области воздействия и размеры зоны спекания, а также регистрируют изображения спеченных сечений или их фрагментов, сравнивают размеры спеченных сечений объемного изделия или их фрагментов с программно заданными, определяют наличие дефектов в спеченном слое и корректируют параметры воздействия и ход технологического процесса при спекании следующего слоя. Измерения температуры и размеров области спекания проводят в спектральном интервале вблизи рабочей длины волны оптической системы сканера [3, 4] во избежание аббераций. Измерения максимальной температуры проводят с помощью многоканального пирометра в пятне диаметром 10 мкм, значительно меньшим размеров области плавления, что позволяет определить максимальную термодинамическую температуру и, имея распределение яркостной температуры с видеокамеры, получить распределение термодинамической температуры и, как следствие, получить точные размеры области плавления или спекания.The novelty lies in the fact that during sintering, the maximum surface temperature in the impact area and the sizes of the sintering zone are maintained at a predetermined level, and images of sintered sections or fragments thereof are recorded, the sizes of sintered sections of a bulk product or fragments thereof are compared with programmed ones, and defects are determined in the sintered layer and adjust the exposure parameters and the process during sintering of the next layer. The temperature and size of the sintering region are measured in the spectral range near the working wavelength of the optical system of the scanner [3, 4] in order to avoid aberrations. The maximum temperature is measured using a multichannel pyrometer in a spot with a diameter of 10 μm, much smaller than the size of the melting region, which allows you to determine the maximum thermodynamic temperature and, having the distribution of brightness temperature from the camera, obtain the distribution of thermodynamic temperature and, as a result, obtain the exact dimensions of the melting region or sintering.

Контроль процесса изготовления объемного изделия осуществляется посредством поддержания на программно заданном уровне мощности воздействующего лазерного излучения, размера области спекания, скорости сканирования и геометрических параметров области сканирования в каждом сечении объемного изделия. Схема построения системы управления приведена на Фиг. 1. Система включает в себя: компьютер 21, модуль управления 32 в составе регулятора управления 33 сканером 3 и регулятора управления 34, лазер 1, пирометр 10 и видеокамеру с анализатором изображения 13, оптически связанные через оптические системы 19 и 20 с областью изготовления сечения объемного изделия на поверхности порошковой насыпки 35. Регуляторы 33 и 34, построенные на принципах PID-контроллеров, поддерживают на заданном уровне мощность лазера, размер пятна воздействия и скорость сканирования пятна по поверхности порошковой насыпки с помощью соответствующих обратных связей. По окончании изготовления сечения изделия с помощью 2Д или 3Д сканера изображений сканируют всю площадь порошковой насыпки и полученное с высоким пространственным разрешением, 1 мкм для 2Д сканера и 5-10 мкм для 3Д сканера, изображение вводят в компьютер и сравнивают с программно заданным. По результатам сравнения корректируют программу управления сканером и параметры воздействия лазерного излучения. Такая полная система управления позволяет изготовить изделие с микронной точностью, в то время как без такого контроля геометрическая точность не лучше 1,5-2% размера изделия и в абсолютных единицах не лучше 50-100 мкм. Известно устройство для оптического мониторинга и контроля процесса селективного лазерного спекания объемных изделий из порошков [1], содержащее гальваносканер с объективом, пирометр с объективом и устройство поддержания уровня средней температуры в пятне воздействия лазера.The control of the manufacturing process of a volumetric product is carried out by maintaining at a programmed level the power of the acting laser radiation, the size of the sintering region, the scanning speed and the geometric parameters of the scanning region in each section of the volumetric product. The construction scheme of the control system is shown in FIG. 1. The system includes: a computer 21, a control module 32 as part of the control switch 33 of the scanner 3 and the control switch 34, a laser 1, a pyrometer 10, and a video camera with an image analyzer 13, optically coupled through optical systems 19 and 20 to the manufacturing area of the surround section products on the surface of the powder bed 35. Regulators 33 and 34, built on the principles of PID controllers, maintain at a given level the laser power, the size of the spot and the speed of scanning the spot along the surface of the powder using appropriate feedbacks. At the end of the manufacturing section of the product using a 2D or 3D image scanner, the entire powder area is scanned and obtained with high spatial resolution, 1 μm for a 2D scanner and 5-10 μm for a 3D scanner, the image is entered into a computer and compared with the programmed one. Based on the comparison results, the scanner control program and the parameters of laser radiation exposure are adjusted. Such a complete control system makes it possible to manufacture the product with micron accuracy, while without such control the geometric accuracy is not better than 1.5-2% of the product size and in absolute units not better than 50-100 microns. A device for optical monitoring and control of the process of selective laser sintering of bulk products from powders [1], containing a galvanic scanner with a lens, a pyrometer with a lens and a device to maintain the average temperature in the spot of laser exposure.

Недостаток этого устройства состоит в отсутствии контроля размеров области спекания и контроля размеров спеченных сечений.The disadvantage of this device is the lack of control of the size of the sintering area and control of the size of the sintered sections.

Известно устройство для оптического мониторинга и контроля процесса селективного спекания объемных изделий из порошков [2], содержащее гальваносканер с объективом, фотодиод с объективом, видеокамеру с объективом и PID контроллеры поддержания уровня сигнала с фотодиода и размеров области плавления.A device for optical monitoring and control of the process of selective sintering of bulk powder products [2], containing a galvanic scanner with a lens, a photodiode with a lens, a video camera with a lens and PID controllers to maintain the signal level from the photodiode and the size of the melting region.

Недостатком данного устройства является невозможность определения физических параметров процесса спекания - температуры и ее распределения в области спекания, а также невозможность контролировать размеры спеченных областей в сечениях объемного изделия в процессе его спекания и тем самым корректировать программу обхода сечения сканером.The disadvantage of this device is the inability to determine the physical parameters of the sintering process - the temperature and its distribution in the sintering region, as well as the inability to control the size of the sintered regions in the sections of the bulk product during sintering and thereby adjust the scanner bypass program.

Для получения полной информации о процессе селективного спекания объемного изделия и управления технологическим процессом в режиме реального времени предложены новые устройства.To obtain complete information about the process of selective sintering of a bulk product and process control in real time, new devices are proposed.

Устройство для управления процессом селективного лазерного спекания объемных изделий из порошков содержит сканер лазерного излучения с объективом, оптически связанные оптический пирометр с объективом, видеокамеру с анализатором изображения и объективом, источник подсветки поверхности и компьютер. Новизна состоит в том, что устройство дополнительно содержит 2D сканер изображений спеченного сечения, размещенный на каретке нанесения и укладки порошка установки селективного лазерного спекания, и модуль управления, включающий регулятор управления сканером лазерного излучения и регулятор управления мощностью лазера, выполненные с возможностью поддержания на заданном уровне мощности лазера, размера пятна воздействия лазерного излучения и скорости сканирования пятна по поверхности порошковой насыпки.A device for controlling the process of selective laser sintering of bulk powder products comprises a laser radiation scanner with a lens, optically coupled optical pyrometer with a lens, a video camera with an image analyzer and a lens, a surface illumination source, and a computer. The novelty lies in the fact that the device additionally contains a 2D sintered image scanner located on the carriage for applying and stacking the powder of the selective laser sintering apparatus, and a control module including a laser scanner control regulator and a laser power control regulator configured to maintain a predetermined level laser power, spot size of exposure to laser radiation and the speed of scanning the spot on the surface of the powder coating.

Новизна состоит в том, что устройство дополнительно содержит 3D сканер изображений спеченного сечения, размещенный в рабочей камере установки селективного спекания, и модуль управления, включающий регулятор управления сканером лазерного излучения и регулятор управления мощностью лазера, выполненные с возможностью поддержания на заданном уровне мощности лазера, размера пятна воздействия лазерного излучения и скорости сканирования пятна по поверхности порошковой насыпки.The novelty lies in the fact that the device additionally contains a 3D scanner of sintered images located in the working chamber of the selective sintering unit, and a control module including a laser scanner control controller and a laser power control controller configured to maintain a laser power level at a predetermined level spots of exposure to laser radiation and the speed of scanning spots on the surface of the powder fill.

Схемы устройств представлены на Фиг. 2, Фиг. 3.Device diagrams are shown in FIG. 2, FIG. 3.

Устройство содержит градиентное зеркало 2, сканер 3 с объективом 6, оптическую систему, состоящую из делительных и поворотных зеркал 7, 14, волоконного кабеля 9, оптического пирометра 10 с объективом 4, видеокамеры с анализатором изображения 13 с объективом 12 и фильтрами 11, источника подсветки поверхности 16 с телескопом 17 и поворотным зеркалом 18, каретки насыпки и укладки порошка 24, 2Д сканера изображений 23, размещенного на каретке, либо 3Д сканера изображений, размещенного в верхней части рабочей камеры 27. Элементы устройства 2-18 размещены в изолированном боксе 25. Излучение лазера 1 установки селективного спекания, состоящей из рабочей камеры 27 с оптическим окном 26, рабочего бункера 29 с поршнем 22 и устройством его перемещения 30, вводится на сканер 3 и фокусируется на поверхность порошковой насыпки 5.The device contains a gradient mirror 2, a scanner 3 with a lens 6, an optical system consisting of dividing and rotary mirrors 7, 14, a fiber cable 9, an optical pyrometer 10 with a lens 4, a video camera with an image analyzer 13 with a lens 12 and filters 11, a backlight source surface 16 with a telescope 17 and a swivel mirror 18, carriage for filling and stacking powder 24, 2D of the image scanner 23 placed on the carriage, or 3D image scanner located in the upper part of the working chamber 27. Elements of the device 2-18 are placed in isolation box 25. The radiation of the laser 1 of the selective sintering plant, consisting of a working chamber 27 with an optical window 26, a working hopper 29 with a piston 22 and a device for moving it 30, is introduced onto the scanner 3 and focuses on the surface of the powder coating 5.

Устройство работает следующим образом. Каретка заполняется порошком, и при ее движении слои порошка наносятся периодически на поршень 22 при его вертикальном перемещении. При сканировании лазерным лучом по поверхности порошковой насыпки 5 программно заданные области сплавляются. При этом в процессе сканирования пирометром 10 измеряется максимальная термодинамическая температура в центре пятна облучения. Программно заданная температура поддерживается путем введения значения температуры через цепь обратной связи на регулятор 34 и далее по сигналу рассогласования изменяется мощность лазера 1. Аналогично размеры области плавления, регистрируемые видеокамерой с анализатором изображений 13, как по тепловому излучению с определением температурного поля, так и по изображению в свете излучения источника подсветки вводятся на регулятор управления 33, и сигналом рассогласования изменяются параметры сканирования - размер пятна фокусировки и скорость сканирования. По окончании спекания сечения 3Д объекта при нанесении следующего слоя при движении каретки 24 сканером изображений 23 снимается изображение спеченного сечения с разрешением 1 мкм. Альтернативно с помощью 3Д сканера 28 получают изображение спеченного сечения. Изображение вводится в компьютер 21, сравнивается с программно заданным, и движение сканера лазерного излучения 3 корректируется при спекании следующего слоя. The device operates as follows. The carriage is filled with powder, and as it moves, layers of powder are periodically applied to the piston 22 during its vertical movement. When scanning with a laser beam over the surface of the powder coating 5, the programmed areas are fused. Moreover, during scanning with a pyrometer 10, the maximum thermodynamic temperature in the center of the irradiation spot is measured. The programmed temperature is maintained by introducing the temperature through the feedback circuit to the controller 34 and then the laser power 1 is changed according to the mismatch signal. Similarly, the sizes of the melting region recorded by the video camera with the image analyzer 13, both by thermal radiation with the determination of the temperature field and the image in the light of radiation, the backlight is input to the control controller 33, and the scanning parameters — the size of the focus spot and the speed — change the mismatch signal scanning axis. At the end of the sintering of the cross section of the 3D object when applying the next layer when the carriage 24 is moved by the image scanner 23, an image of the sintered section with a resolution of 1 μm is taken. Alternatively, a sintered cross-sectional image is obtained using a 3D scanner 28. The image is entered into the computer 21, compared with the programmed one, and the movement of the laser scanner 3 is corrected by sintering the next layer.

Таким образом, заявляемое устройство и способ управления позволяют обеспечивать заданный технологический режим спекания и обеспечить микронную точность изготовления объемного изделия. Thus, the inventive device and control method can provide a given technological mode of sintering and ensure micron accuracy of manufacturing a bulk product.

ЛитератураLiterature

[1] Shen J. et al. // US Patent №6600129. (2003).[1] Shen J. et al. // US Patent No. 6600129. (2003).

[2] Kruth J-P., P. Mercelis // US Patent Application №2009/020606 (2009).[2] Kruth J-P., P. Mercelis // US Patent Application No. 2009/020606 (2009).

[3] Чивель Ю/А/ // Патент РФ №2460992. (2010).[3] Chivel U / A / // RF Patent No. 2460992. (2010).

[4] Chivel Yu. On-line temperature monitoring of the selective laser melting // Physics Procedia, v. 41, pp. 897-903, 2013.[4] Chivel Yu. On-line temperature monitoring of the selective laser melting // Physics Procedia, v. 41, pp. 897-903, 2013.

Claims (3)

1. Способ управления процессом селективного лазерного спекания объемного изделия из порошка, включающий оптический мониторинг температуры поверхности и ее распределения в области воздействия лазерного излучения с их регистрацией и размера области спекания по тепловому излучению поверхности в нескольких спектральных интервалах вблизи рабочей длины волны оптической системы сканера и по изображению поверхности в свете излучения источника внешней подсветки поверхности с его регистрацией, отличающийся тем, что в процессе спекания поддерживают на заданном уровне максимальную температуру поверхности в области воздействия, по регистрируемым размерам области спекания изменяют параметры сканирования и мощность лазерного излучения, при этом регистрируют изображения спеченных сечений или их фрагментов, сравнивают размеры спеченных сечений объемного изделия или их фрагментов с программно заданными, определяют наличие дефектов в спеченном слое и корректируют параметры воздействия при выполнении следующего слоя.1. A method for controlling the process of selective laser sintering of a bulk powder product, including optical monitoring of the surface temperature and its distribution in the area of laser radiation exposure and their registration and the size of the sintering area by thermal radiation of the surface in several spectral intervals near the operating wavelength of the scanner optical system and image of the surface in the light of radiation from the source of external illumination of the surface with its registration, characterized in that in the process of sintering the maximum surface temperature in the area of influence is maintained at a given level, the scanning parameters and the laser radiation power are changed according to the recorded sintering area dimensions, images of sintered sections or their fragments are recorded, the sizes of sintered sections of a bulk product or their fragments are compared with programmed ones, and the presence of defects is determined in the sintered layer and adjust the exposure parameters when performing the next layer. 2. Устройство для управления процессом селективного лазерного спекания объемного изделия из порошка, содержащее сканер лазерного излучения с объективом, оптически связанные оптический пирометр с объективом, видеокамеру с анализатором изображения и объективом, источник подсветки поверхности и компьютер, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит 2D сканер изображений спеченного сечения, размещенный на каретке нанесения и укладки порошка установки селективного лазерного спекания, и модуль управления, включающий регулятор управления сканером лазерного излучения и регулятор управления мощностью лазера, выполненные с возможностью поддержания на заданном уровне мощности лазера, размера пятна воздействия лазерного излучения и скорости сканирования пятна по поверхности порошковой насыпки.2. Device for controlling the process of selective laser sintering of a bulk powder product, comprising a laser radiation scanner with a lens, optically coupled optical pyrometer with a lens, a video camera with an image analyzer and a lens, a surface illumination source, and a computer, characterized in that it further comprises a 2D scanner images of a sintered cross-section, placed on the carriage for applying and stacking powder of the selective laser sintering apparatus, and a control module including a control regulator Nia laser scanner and the laser power control regulator configured to maintain a predetermined level of laser power, spot size of laser radiation and the scanning velocity of the spot over the surface of the powder application phase. 3. Устройство для управления процессом селективного лазерного спекания объемного изделия из порошка, содержащее сканер лазерного излучения с объективом, оптически связанные оптический пирометр с объективом, видеокамеру с анализатором изображения и объективом, источник подсветки поверхности и компьютер, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит 3D сканер изображений спеченного сечения, размещенный в рабочей камере установки селективного спекания, и модуль управления, включающий регулятор управления сканером лазерного излучения и регулятор управления мощностью лазера, выполненные с возможностью поддержания на заданном уровне мощности лазера, размера пятна воздействия лазерного излучения и скорости сканирования пятна по поверхности порошковой насыпки 3. A device for controlling the process of selective laser sintering of a bulk powder product, comprising a laser radiation scanner with a lens, optically coupled optical pyrometer with a lens, a video camera with an image analyzer and a lens, a surface illumination source and a computer, characterized in that it further comprises a 3D scanner images of a sintered cross-section, located in the working chamber of the selective sintering plant, and a control module, including a controller for controlling the laser radiation scanner I and the laser power control regulator, made with the possibility of maintaining at a given level the laser power, the size of the spot exposure to laser radiation and the speed of scanning the spot on the surface of the powder coating
RU2014105366/02A 2014-02-14 2014-02-14 Method of controlling process of selective laser sintering of 3d articles from powders and device therefor RU2595072C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014105366/02A RU2595072C2 (en) 2014-02-14 2014-02-14 Method of controlling process of selective laser sintering of 3d articles from powders and device therefor
PCT/IB2015/000124 WO2015121730A1 (en) 2014-02-14 2015-02-06 Method and device for optically monitoring the sintering of three-dimensional objects made from powders

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014105366/02A RU2595072C2 (en) 2014-02-14 2014-02-14 Method of controlling process of selective laser sintering of 3d articles from powders and device therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014105366A RU2014105366A (en) 2015-08-20
RU2595072C2 true RU2595072C2 (en) 2016-08-20

Family

ID=53799640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014105366/02A RU2595072C2 (en) 2014-02-14 2014-02-14 Method of controlling process of selective laser sintering of 3d articles from powders and device therefor

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2595072C2 (en)
WO (1) WO2015121730A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU185518U1 (en) * 2018-05-19 2018-12-07 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Control device and adaptive control for direct laser growing
WO2019112580A1 (en) * 2017-12-06 2019-06-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ancillary objects in object generation
RU2696121C1 (en) * 2018-07-13 2019-07-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Method for 3d printing on cnc equipment with intelligent optimization of modes
WO2020149830A1 (en) * 2019-01-15 2020-07-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electrical measurement of a green object during sintering
RU2750994C1 (en) * 2020-06-02 2021-07-07 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for controlling surfacing process
RU2811830C2 (en) * 2022-07-11 2024-01-18 Общество с ограниченной ответственностью "Центр лазерных технологий" Device for online monitoring of shape of deposited layer and control of direct laser growing of items from metal powders

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170057170A1 (en) * 2015-08-28 2017-03-02 Intel IP Corporation Facilitating intelligent calibration and efficeint performance of three-dimensional printers
GB2559579B (en) * 2017-02-08 2021-08-11 Reliance Prec Limited Method of and apparatus for additive layer manufacture
CN115319115A (en) * 2017-08-01 2022-11-11 西格马实验室公司 System and method for measuring radiant heat energy during additive manufacturing operations
US11517984B2 (en) 2017-11-07 2022-12-06 Sigma Labs, Inc. Methods and systems for quality inference and control for additive manufacturing processes
US11260454B2 (en) 2017-11-07 2022-03-01 Sigma Labs, Inc. Correction of non-imaging thermal measurement devices
WO2019165118A1 (en) 2018-02-21 2019-08-29 Sigma Labs, Inc. Photodetector array for additive manufacturing operations
CN114643367B (en) 2018-02-21 2025-01-28 戴弗根特技术有限公司 Systems and methods for measuring radiant heat energy during additive manufacturing operations
CN113409315A (en) * 2021-08-19 2021-09-17 深圳市信润富联数字科技有限公司 Workpiece defect detection method, electronic device, device and readable storage medium
CN115049673B (en) * 2022-08-17 2022-11-15 山东马勒铝业科技有限公司 Aluminum ingot smelting temperature control method and system
CN117454451B (en) * 2023-10-26 2024-05-10 东北林业大学 Temperature field numerical simulation method and system for laser sintering 3D printing process

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6600129B2 (en) * 2000-02-19 2003-07-29 Daimlerchrysler Ag Device and process for sintering a powder with a laser beam
RU2299787C2 (en) * 2004-10-21 2007-05-27 Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (ГНУ ИПМ) Plant for powder laser stereolythography
RU2371704C1 (en) * 2008-07-25 2009-10-27 Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" Device for monitoring laser engineering processes
RU2009144636A (en) * 2009-12-01 2011-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Люмента" (RU) DEVICE AND METHOD OF CONTACTLESS MEASUREMENT OF THE PIPE BUTTLE CHIME PROFILE

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202010010771U1 (en) * 2010-07-28 2011-11-14 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Laser melting apparatus for producing a three-dimensional component
RU118737U1 (en) * 2011-12-02 2012-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" DEVELOPMENT OF LASER CONTROL OF Billets of MACHINE PARTS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6600129B2 (en) * 2000-02-19 2003-07-29 Daimlerchrysler Ag Device and process for sintering a powder with a laser beam
RU2299787C2 (en) * 2004-10-21 2007-05-27 Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (ГНУ ИПМ) Plant for powder laser stereolythography
RU2371704C1 (en) * 2008-07-25 2009-10-27 Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" Device for monitoring laser engineering processes
RU2009144636A (en) * 2009-12-01 2011-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Люмента" (RU) DEVICE AND METHOD OF CONTACTLESS MEASUREMENT OF THE PIPE BUTTLE CHIME PROFILE

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019112580A1 (en) * 2017-12-06 2019-06-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ancillary objects in object generation
US11897204B2 (en) 2017-12-06 2024-02-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ancillary objects in object generation
RU185518U1 (en) * 2018-05-19 2018-12-07 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Control device and adaptive control for direct laser growing
RU2696121C1 (en) * 2018-07-13 2019-07-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Method for 3d printing on cnc equipment with intelligent optimization of modes
WO2020149830A1 (en) * 2019-01-15 2020-07-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electrical measurement of a green object during sintering
US11858041B2 (en) 2019-01-15 2024-01-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electrical measurement of a green object during sintering
RU2750994C1 (en) * 2020-06-02 2021-07-07 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for controlling surfacing process
RU2811830C2 (en) * 2022-07-11 2024-01-18 Общество с ограниченной ответственностью "Центр лазерных технологий" Device for online monitoring of shape of deposited layer and control of direct laser growing of items from metal powders
RU2824771C1 (en) * 2023-09-20 2024-08-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") Plant for selective laser melting of metal powder
RU2824770C1 (en) * 2023-09-20 2024-08-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") Plant for selective laser melting of metal powder
RU2849761C1 (en) * 2024-11-28 2025-10-29 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГАОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") Method for manufacturing defect-free products from powdered metal materials by selective laser melting (slm)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014105366A (en) 2015-08-20
WO2015121730A1 (en) 2015-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2595072C2 (en) Method of controlling process of selective laser sintering of 3d articles from powders and device therefor
CN107107481B (en) Device for generatively manufacturing three-dimensional structural parts
US12044618B2 (en) Additive manufacturing apparatus and method
JP7126012B2 (en) Apparatus for additive manufacturing of products with calibration device and method for calibrating this apparatus
EP3351323B1 (en) Additive manufacturing apparatus with systems of in-build assessment and correction of laser pointing accuracy for multiple-laser apparatus
Wegner et al. Process monitoring in laser sintering using thermal imaging
US20180178449A1 (en) Systems and methods for monitoring a melt pool using a dedicated scanning device
Ma et al. Online in-situ monitoring of melt pool characteristic based on a single high-speed camera in laser powder bed fusion process
US20180185959A1 (en) System and methods for fabricating a component based on local thermal conductivity of a build material
CN108025361A (en) Increasing material manufacturing equipment and the optical module for increasing material manufacturing equipment
US11383441B2 (en) Apparatus for additively manufacturing of three-dimensional objects
US11904545B2 (en) Apparatus for additively manufacturing three-dimensional objects
CN109421275B (en) Equipment for making three-dimensional objects
RU159233U1 (en) DEVICE FOR LASER PROCESSING OF MATERIALS
WO2018234984A1 (en) CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING AN ENERGY BEAM IN AN ADDITIVE MANUFACTURING APPARATUS
JP7248679B2 (en) Equipment for manufacturing objects by additive manufacturing
Taylor Thermal history correlation with mechanical properties for polymer selective laser sintering (SLS)
FI3285054T3 (en) Method for determining the temperature of a strand
CN115078370A (en) Additive manufacturing process monitoring
JP2019137912A (en) Apparatus for additively manufacturing three-dimensional objects
Chivel et al. Temperature monitoring in selective laser sintering/melting
Chivel Optical Monitoring and Control of the Surface Thermal Processes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170215