METROLOGY FOR ADDITIVE MANUFACTURING

3D metrology techniques are disclosed for determining a changing topography of a substrate processed in an additive manufacturing system. Techniques include fringe scanning, simultaneous fringe projections, interferometry, and x-ray imaging. The techniques can be applied to 3D printing systems to en...

Ausführliche Beschreibung

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Hauptverfasser: SMITH, Daniel, COON, Paul, CHANG, Patrick, BINNARD, Michael, DURKO, Heather, HERR, Brett, ISHIKAWA, Motofusa, BJORK, Matthew, GOODWIN, Eric, MARQUEZ, Johnathan
Format: Patent
Sprache:eng ; fre
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creator SMITH, Daniel
COON, Paul
CHANG, Patrick
BINNARD, Michael
DURKO, Heather
HERR, Brett
ISHIKAWA, Motofusa
BJORK, Matthew
GOODWIN, Eric
MARQUEZ, Johnathan
description 3D metrology techniques are disclosed for determining a changing topography of a substrate processed in an additive manufacturing system. Techniques include fringe scanning, simultaneous fringe projections, interferometry, and x-ray imaging. The techniques can be applied to 3D printing systems to enable rapid topographical measurements of a 3D printer powder bed, or other rapidly moving, nearly continuous surface to be tested. The techniques act in parallel to the system being measured to provide information about system operation and the topography of the product being processed. A tool is provided for achieving higher precision, increasing throughput, and reducing the cost of operation through early detection and diagnosis of operating problems and printing defects. These techniques work well with any powder bed 3D printing system, providing real-time metrology of the powder bed, the most recently printed layer, or both without reducing throughput. L'invention concerne des techniques de métrologie 3D permettant de déterminer une topographie changeante d'un substrat traité dans un système de fabrication additive. Les techniques comprennent un balayage de franges, des projections de franges simultanées, une interférométrie et une imagerie par rayons x. Les techniques peuvent être appliquées à des systèmes d'impression 3D pour permettre des mesures topographiques rapides d'un lit de poudre d'imprimante 3D, ou d'une autre surface quasi-continue, à déplacement rapide, à tester. Les techniques agissent parallèlement au système en cours de mesure pour fournir des informations concernant le fonctionnement du système et la topographie du produit en cours de traitement. L'invention concerne également un outil permettant d'obtenir une précision plus élevée, d'augmenter le débit et de réduire le coût de fonctionnement par détection et diagnostic précoces de problèmes de fonctionnement et de défauts d'impression. Ces techniques fonctionnent bien avec n'importe quel système d'impression 3D à lit de poudre, et fournissent une métrologie en temps réel du lit de poudre, de la couche imprimée la plus récente, ou des deux sans réduire le débit.
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Techniques include fringe scanning, simultaneous fringe projections, interferometry, and x-ray imaging. The techniques can be applied to 3D printing systems to enable rapid topographical measurements of a 3D printer powder bed, or other rapidly moving, nearly continuous surface to be tested. The techniques act in parallel to the system being measured to provide information about system operation and the topography of the product being processed. A tool is provided for achieving higher precision, increasing throughput, and reducing the cost of operation through early detection and diagnosis of operating problems and printing defects. These techniques work well with any powder bed 3D printing system, providing real-time metrology of the powder bed, the most recently printed layer, or both without reducing throughput. L'invention concerne des techniques de métrologie 3D permettant de déterminer une topographie changeante d'un substrat traité dans un système de fabrication additive. Les techniques comprennent un balayage de franges, des projections de franges simultanées, une interférométrie et une imagerie par rayons x. Les techniques peuvent être appliquées à des systèmes d'impression 3D pour permettre des mesures topographiques rapides d'un lit de poudre d'imprimante 3D, ou d'une autre surface quasi-continue, à déplacement rapide, à tester. Les techniques agissent parallèlement au système en cours de mesure pour fournir des informations concernant le fonctionnement du système et la topographie du produit en cours de traitement. L'invention concerne également un outil permettant d'obtenir une précision plus élevée, d'augmenter le débit et de réduire le coût de fonctionnement par détection et diagnostic précoces de problèmes de fonctionnement et de défauts d'impression. 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Les techniques comprennent un balayage de franges, des projections de franges simultanées, une interférométrie et une imagerie par rayons x. Les techniques peuvent être appliquées à des systèmes d'impression 3D pour permettre des mesures topographiques rapides d'un lit de poudre d'imprimante 3D, ou d'une autre surface quasi-continue, à déplacement rapide, à tester. Les techniques agissent parallèlement au système en cours de mesure pour fournir des informations concernant le fonctionnement du système et la topographie du produit en cours de traitement. L'invention concerne également un outil permettant d'obtenir une précision plus élevée, d'augmenter le débit et de réduire le coût de fonctionnement par détection et diagnostic précoces de problèmes de fonctionnement et de défauts d'impression. 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Les techniques comprennent un balayage de franges, des projections de franges simultanées, une interférométrie et une imagerie par rayons x. Les techniques peuvent être appliquées à des systèmes d'impression 3D pour permettre des mesures topographiques rapides d'un lit de poudre d'imprimante 3D, ou d'une autre surface quasi-continue, à déplacement rapide, à tester. Les techniques agissent parallèlement au système en cours de mesure pour fournir des informations concernant le fonctionnement du système et la topographie du produit en cours de traitement. L'invention concerne également un outil permettant d'obtenir une précision plus élevée, d'augmenter le débit et de réduire le coût de fonctionnement par détection et diagnostic précoces de problèmes de fonctionnement et de défauts d'impression. 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