本實用新型公開了一種用于增材制造(AM)系統的損壞施用器識別器系統和增材制造系統。損壞施用器識別器系統，所述損壞施用器識別器系統可包括損壞施用器識別器，所述損壞施用器識別器通過在由主動施用器形成一層之后，識別所述AM系統的構建平臺上一層原材料中的非平面表面，確定所述主動施用器是否損壞。損壞施用器控制器，所述損壞施用器控制器配置成響應于所述損壞施用器識別器識別損壞的主動施用器，使得更換或修理所述損壞的主動施用器。

技術領域

本專利申請涉及增材制造，并且更具體地，涉及用于增材制造 (additivemanufacturing，AM)系統的損壞施用器識別器系統(damaged applicator identifiersystem)以及包括損壞施用器識別器系統的AM系統。

背景技術

增材制造(AM)包括通過材料的連續的成層而不是移除材料來生產物體的各種各樣的工藝。因此，增材制造可形成復雜的幾何形狀，而不使用任何種類的工具、模具或夾具，并且很少或沒有廢料。代替從材料的實心坯加工部件(許多材料被切掉并丟棄)，在增材制造中使用的唯一材料是使物體成形所需的材料。

增材制造技術通常包括獲取待形成的物體的三維計算機輔助設計(CAD)文件，以電子方式將物體切成若干層，例如18-102微米厚，并創建每一層的二維圖像的文件，包括向量、圖像或坐標。文件接著可以被加載到制備軟件系統中，所述制備軟件系統解析所述文件，使得可通過不同類型的增材制造系統構建所述物體。在增材制造的3D打印、快速原型設計(rapid prototyping，RP)和直接數字制造(direct digital manufacturing，DDM)形式中，材料層被選擇性分配、燒結、形成、沉積等以產生物體。

在金屬粉末增材制造技術中，例如直接金屬激光熔化(direct metal lasermelting，DMLM)(也稱作選擇性激光熔化(selective laser melting， SLM))，金屬粉末層被順序地熔化在一起，形成物體。更具體地，在使用施用器(applicator)在金屬粉末床或構建平臺(build platform) 上被均勻地分布之后，細金屬粉末(原材料)層被順序地熔化。金屬粉末構建平臺可在垂直軸線上移動。此過程在處理室內進行，處理室具有精確控制的惰性氣體(例如氬或氮)氛圍。一旦產生了一層，可通過選擇性熔化金屬粉末熔合物體幾何形狀的每個二維切片。此熔化可以由熔化束源，例如電子束或高功率激光(在后一種情況下例如100 瓦特鐿激光)執行，以完全焊接(熔化)金屬粉末形成固體金屬。例如使用掃描鏡熔化束在X-Y方向上移動，并具有足以完全焊接(熔化) 金屬粉末以形成固體金屬的強度。對于每個后續的二維層，降低金屬粉末構建平臺，并且此過程重復，直到完全形成物體。為了更快地創建某些更大的物體，一些金屬增材制造系統使用兩個或更多個高功率熔化束源，這些熔化束源一起工作以形成物體。

在金屬粉末AM系統中，施用器有時稱作涂覆機或刮片，用來在構建平臺以及任何之前形成的物體層上施加原材料(例如金屬粉末)的每一薄層。每個施用器包括形式為由金屬、塑料、陶瓷、碳纖維或橡膠制成的刀刃、刷、刮刀或滾子的施用器元件，所述施用器元件在構建平臺上均勻地分布金屬粉末。主動或主施用器用來開始這種構建。因為施用器元件通常由比實際制造材料更軟的材料制成，所以在使用中易于受到損壞。損壞的施用器可具有形式為與構建平臺不對準的缺陷，或者在其施用器元件中的某種缺陷形狀，這種缺陷形狀傳遞到施加到構建平臺的下一層原材料中。在任何情況下，熔化束源隨后將缺陷打印到物體中。例如，施用器元件中的缺陷形狀可在原材料層中呈現各種形式，例如脊、波紋、凸起等。如果在使用期間出現缺陷形狀，則缺陷形狀會連續地涂抹到金屬粉末中，熔化束源將固化此區域成為物體中的重復缺陷。為了應對此挑戰，一些當前系統在AM系統使用之間更換施用器元件，這可能需要未計劃的工作中止，并且可能延長損壞的施用器的使用，直到達到過程中的有效的停止點。替代性地，當在施用器元件上識別有損壞時，例如在AM系統的使用過程中，一些當前系統使用更換施用器或可更換的施用器元件，來替換損壞的施用器。識別施用器元件的損壞的當前系統通過直接分析施用器元件或者通過間接分析由移動施用器的傳輸系統經歷的施用器上的阻力來識別損壞。