EP3295156A1 - Verfahren zur überwachung eines prozesses zur pulverbettbasierten additiven herstellung eines bauteils und solche anlage - Google Patents

Verfahren zur überwachung eines prozesses zur pulverbettbasierten additiven herstellung eines bauteils und solche anlage

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Publication number
EP3295156A1
EP3295156A1 EP16741886.2A EP16741886A EP3295156A1 EP 3295156 A1 EP3295156 A1 EP 3295156A1 EP 16741886 A EP16741886 A EP 16741886A EP 3295156 A1 EP3295156 A1 EP 3295156A1
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EP
European Patent Office
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powder bed
powder
image sensor
component
light source
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16741886.2A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ursus KRÜGER
Oliver Stier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP3295156A1 publication Critical patent/EP3295156A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a process for powder-bed-based additive production of a component in a powder bed.
  • the invention 10 relates to a plant for powder bed-based additive manufacturing of a component, comprising a receiving device for a
  • Powder bed which is arranged in a process chamber.
  • Additive manufacturing processes for making components 15 are well known. This also includes additive manufacturing processes that are based on powder bed.
  • the component is in layers made of a powder bed, where the powder bed when in each case one layer powder is applied with a kon ⁇ constants ⁇ thickness and subsequently with a
  • the energy source preferably generates a laser beam or an electron beam for this purpose.
  • Examples of laser-based methods are selective laser melting (SLM) and selective laser sintering (SLS).
  • SLM selective laser melting
  • SLS selective laser sintering
  • EBM electron beam melting
  • the layers of the powder bed are preferably unrolled.
  • the described defects, in particular the line defects may result in the production step of the component by the laser or electron beam to defects in the formed position of the component that can not be compensated in the course of procedural ⁇ Rens and thus to a committee of the component to be produced being able to lead. This results in high costs, especially when the component is already almost completed.
  • optical surface monitoring techniques are in use, but because of the diffused surface of the powder bed, they do not provide reliable results on examination of the powder bed produced.
  • an optical method for the examination of ceramic heat shield plates which is described in EP 2 006 804 A1, is generally known.
  • the object of the invention is to specify a method step for monitoring a process for powder-bed-based additive production, with which defects in the surface of the powder bed can be reliably detected. Moreover, it is an object of the invention to provide a plant for powder bed additive manufacturing a component based, with the monitoring of the surface of the powder bed can be carried out to reliably ⁇ .
  • the first object is achieved with the method given above according to the invention that an image sensor is used, on which a surface of the powder bed is imaged with an optics, while the surface of the powder ⁇ bed by at least one light source from at least ei ⁇ ner direction of oblique illuminated above.
  • the picture Sensor is then a digital image of the surface generated, with defects in the surface by a shadow well visible because the light source from diagonally above the surface of the powder bed lights.
  • the illumination angle ⁇ 45 ° is advantageous, more preferably is the Be ⁇ leuchtungswinkel ⁇ 30 °.
  • the generated image advantageously makes possible an evaluation according to the so-called shape from shading method, as described in detail in the above-cited EP 2 006 804 A1.
  • the method is an example of an algorithm with which the surface of the powder bed can be evaluated for monitoring an image imaged on the image sensor.
  • the evaluation result can be advantageously used in the United ⁇ go running to to generate a criterion for deciding whether the process is interrupted to initiate quality assurance measures. These examples can play consist in that a low level of not ⁇ upper surface of the powder bed by repeated doctoring thereof is improved.
  • the powder bed can be completely or partially removed from the receiving device for the powder and the powder bed can be rebuilt with uncontaminated powder.
  • the quality of the component to be produced in the subsequent manufacturing step will not suffer if an intact surface of the powder bed is produced. A rejection of components due to a poor quality of the surface of the powder bed can thus advantageously be largely avoided.
  • the process is beneficial ⁇ way so reliable that at least defects in the surface of the powder bed, which would in size jeopardize the quality of the near, ⁇ alternate the component, detected reliably become. Minor defects in the surface of the powder bed, which are not recognized by the method according to the invention for monitoring, are usually so slight that they do not affect the quality of the component.
  • the image sensor is arranged vertically above the powder bed, wherein the optical axis of the optics is perpendicular to the surface of the powder bed.
  • the resolution of the image sensor is chosen such that in a pixel of the generated image of the powder bed a plurality ⁇ number of particles preferably, 10, more preferably ready to 50 particles of the powder used, with usual chhold powder (here is 20 to 30 ym of the mass-weighted average of the Patikelschreib) with an interval used in the powder before coming ⁇ particle sizes between 10 and 50 ym.
  • usual chhold powder here is 20 to 30 ym of the mass-weighted average of the Patikelschreib
  • a comparatively inexpensive image sensor can advantageously be used for carrying out the monitoring method, since the resolution can be far below the average particle size imaged on the image sensor. This is because the defects in the surface of the powder bed must be larger than the particles.
  • the resolution of the image sensor is selected in the manner described above, since the texture of the surface of the defect-free powder bed can not be tationinterpritiert as a defect in the Oberflä ⁇ che in this way. So there are no measures ⁇ men for image processing necessary to rule out an error tag of the texture of the powder bed as an error when the resolution of the image sensor is properly selected.
  • the alignment of a pixel array of the image sensor with respect to the direction of movement of a doctor blade for smoothing the powder bed about the optical axis of the optics is rotated by an angle between 30 and 60 °.
  • the direction of movement of the squeegee is causative ⁇ tung over the surface of the powder bed for the formation of the grooves already described above, these are typically aligned exactly in the direction of movement of the squeegee. If the pixel array is twisted in relation to this orientation of the grooves, the probability that the groove meets pixels of the image sensor is advantageously increased, so that a thin line as generated optically by the groove can be more easily recognized. Particularly preferably, an angle of 45 ° can be selected for the rotation of the image sensor.
  • the light source is arranged such that a Be ⁇ lighting direction deviates from the direction of movement of a doctor blade for smoothing the powder bed.
  • the BL LEVEL ⁇ power direction in a viewing direction is meant perpendicular to the surface of the powder bed, in other words that of Rich ⁇ processing component of the illumination, the advertising measured in a perpendicular projection on the surface of the powder bed can be routed. If the illumination direction of the light source deviates from the direction of movement of the doctor blade, resulting grooves with their extension exactly in the direction of movement of the doctor blade are advantageously detected more easily by a strong shadow, since their shadow image is more pronounced on the image sensor.
  • Said lighting ⁇ direction of the light source is advantageously at an angle from 80 to 100 ° ⁇ be directed, in particular an angle of 90 ° to the movement direction of the squeegee ⁇ is selected. In this way, the shadow ⁇ throw is advantageously maximized due to the effect mentioned above.
  • the illumination by several light sources in several lighting conditions is illuminated. These multiple illumination directions are seen to be different in a viewing direction perpendicular to the surface of the powder bed. This means that each of the light sources generates a different shadow image of the defects.
  • the light sources may now be ⁇ activated play sequentially at, so that various ⁇ which the shadow images can be evaluated individually and the information thus obtained are combined in a second step, so that by a joint evaluation of the generated image information, the reliability of the detection of defects in the Surface of the powder bed advantageously increases.
  • the light source or the plurality of light sources emits or emits light in a wavelength spectrum which differs from the spectrum of the heat radiation of the heated powder bed and that of the component being produced.
  • Shadow of defects can be reliably detected, as this is not outshined by the temperature radiation of the component and the powder bed.
  • the light source monochromatic light or multiple light sources each emit monochromatic light, each having different wavelengths, these wavelengths, as already mentioned, outside the spectrum of thermal radiation.
  • the heat radiation is wavelengths of the black body radiation up to 1500 ° C, whereby even the light of the molten powder can be reliably distinguished from the examination light.
  • the image sensor is insensitive to the spectrum of the thermal radiation of the heated powder bed and the befind ⁇ union in manufacturing component. This can be avoided that the light of heat radiation is detected at all by the image sensor.
  • a filter is provided in the optics for the spectrum of the thermal radiation of the heated powder bed and that of the component being produced. This means that the Wär ⁇ mestrahlung is filtered through the filter and arrives at the image sensor, only the measuring light.
  • the heated powder bed can be taken up without illumination by the light source with the image sensor in order to eliminate the proportion of heat radiation of the powder bed. It is advantageously provided that the surface of the powder bed is imaged with the optics on the image ⁇ sensor before the surface of the powder bed is illuminated by the at least one light source, and then the surface of the powder bed is imaged with the optics on the image sensor again while the Oberflä ⁇ surface of the powder bed is illuminated by at least one light source from at least one direction obliquely from above. From both images, an image is created and then, in the evaluation, the image of the surface without illumination is subtracted from the image of the surface with illumination. An image subsequently remains with the illumination proportion of the light source for assessing the shadow cast of any defects in the surface of the powder bed.
  • a recognized furrow is located in a region of the powder bed in which the current position of the component is to be produced.
  • the process is then interrupted only if this is the case, because only then the manufacturing result of the component is at risk. If the groove is located in a portion where the Pul ⁇ ver the current situation is not to be melted, can be investigated in a subsequent application step of powder with the squeegee whether the disturbance of the surface is ⁇ adjusted or whether this in a part of the Powder beds where the manufacture of the component is dangerous. it is.
  • the areas that are to be melted by the laser beam in the powder bed can be advantageously easily determined by the evaluation of the process control for the production of the component, as they must be known anyway.
  • the surface of the befindli ⁇ chen in origin component is examined for unevenness.
  • the same algorithms are applicable, which are used for the powder bed.
  • another optical inspection step is required, which is performed prior to the application of a new layer of powder. With this monitoring step, unforeseen errors can be detected in the currently produced surface of the component layer, so that it can be decided whether these defects must lead to a discarding of the component and further manufacturing effort for a component can be saved, which would otherwise only be at the end Committee would have to be sorted out.
  • the object of the invention is achieved by the system specified above, in which an image sensor is provided, with which the above-mentioned method can be performed.
  • light sources are provided for the said method to be carried out.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the invention
  • Annex in schematic section shows an embodiment of the implementation of the method according to the invention
  • Figures 3 and 4 are plan views of the surface of a powder bed in carrying out the method according to Figure 2 at different lighting device directions and
  • FIG. 5 schematically shows an image, which was determined by an evaluation in the method according to FIG.
  • FIG. 1 shows a system 11 for selective laser melting.
  • This has a process chamber 12, in which a receiving device 13 is provided for a powder bed 14.
  • This receiving device 13 consists of a building board ⁇ form 15, on which a component 16 can be produced.
  • the building platform 15 can be lowered via a cylinder 17, wherein side walls of the receiving device 13 ensure that the powder bed 14 is held to the side.
  • the powder bed 14 is in layers geglät ⁇ tet by a doctor blade 19, which blade 19 firstly through a powder reservoir 20, and then passed over a surface 21 of the powder bed 14 is. Characterized in that the building platform 15 is gradually lowered, can be generated by the doctor blade 19 always new layers of the powder bed 14, which is moved over a Füh ⁇ ment rail 22. So that the squeegee can carry powder from the powder supply 20, a bottom plate 23 is mounted vertically displaceable via a further cylinder 24.
  • the guide rail 22 indicates a direction of movement 25 for the doctor 19.
  • a window 26 is provided, through which a laser beam can pass, which is generated by a laser 28 arranged outside the process chamber 12. Via a deflection mirror 29, this laser can be moved on the surface 21 of the powder bed 14, whereby the Area of the surface 21 can be melted, from which the component 16 is to be produced in layers.
  • a monitoring device 30 is also provided, which has an image sensor 31 and an optical system 32.
  • the monitoring device 30 is so angeord ⁇ net above the surface 21 of the powder bed 14 that an optical axis 33 of the optical system 32 is exactly perpendicular to the surface 21.
  • a light source 34 for example in the form of an LED headlamp, in the process chamber 12 is arranged ⁇ , which can illuminate the surface 21 of the powder bed 14 ,
  • the method for monitoring the surface 21 of the powder bed can be explained in more detail.
  • 2 shows a plurality of light sources 34a to 34g in order to explain different illumination methods.
  • the light sources 34a, 34e, 34f and 34g can be used to allow illumination of the surface 21 from four illumination directions 35 at right angles to one another. In this way, it is possible in particular to determine misalignments in the surface 21 which do not have the shape of a groove but, for example, the shape of craters or lumps of powder.
  • Light sources 34b, 34c, 34d which shine with respect to the direction of movement 25 of the doctor blade 19 from the side to the surface 21 of the powder bed.
  • the light source 34c in this case has an illumination direction of 90 ° to the direction of movement 25, wherein this angle is measured in a viewing direction from above, ie exactly in the direction of the optical axis 33.
  • This angle is depicted as angle in the surface 21 in Figure 2, a ⁇ .
  • an inclination angle ß of Figure 2 are taken, indicating the angle at which the illumination is obliquely from above. Both angles are indicated for loading ⁇ leuchtungsraum 35 of the light source 34c.
  • angles of 105 and 75 ° each result (not shown in FIG. 2).
  • ⁇ changing lighting means of the light sources 34b and 34d, and possibly 34c a modified shadows of voids in the surface 21 can be produced, whereby, by superposition of the images thus formed a reliability of the detection of defects is increased.
  • this or at least a part of them can also emit monochromatic light of different wavelengths and are operated gleichzei ⁇ tig.
  • the signals on the image sensor can then be examined separately because of the different wavelengths, even if they simultaneously fall on the image sensor 31.
  • the image sensor 31 is rotated exactly with respect to its orientation by 45 ° in the optical axis 33 with respect to the surface 21 of the powder bed.
  • the detection of defects can be improved, as will be explained in more detail below with reference to FIG.
  • a filter 38 is provided which also lies on the optical axis 33rd.
  • Figures 3 and 4 it can be seen how the surface of the powder bed 21 will be illuminated by the light sources 34b and 34d under different illuminations ⁇ directions 35th 3 and 4 show a furrow 36, as occurs when a powder lump is drawn through the powder bed by the doctor 19 (see FIG.
  • a crater 37 is shown, which can arise when a lump of powder is torn from the powder bed. This exemplifies a punctiform defect of the surface 21.
  • a powder clump 38 is shown, which also represents a punctiform defect and rises from the surface 21 of the powder bed.
  • the contour of the component 16 being manufactured can be seen which in reality is not visible in the production of a new layer of Pul ⁇ verbetts, since the component of the La ⁇ ge is completely covered.
  • FIG. 3 and 4 The hatching in Figures 3 and 4 is intended to illustrate a brightness of the illuminated surface.
  • the powder bed is displayed at its surface 21 in a diffusely distributed light intensity, while a denser hatching indicates the Schat ⁇ tenology of the crater 37 of the groove 36 and the powder lump 38th Other areas of the defects mentioned are illuminated towards ⁇ almost vertical and therefore appear without hatching. Comparing Figures 3 and 4 to each other, it is found that due to the different illumination directions ⁇ 35 varies the shadow, which helps in evaluating the three-dimensional expansion of the various defects.
  • FIG. 5 shows how an evaluation can take place from the image taken with the image sensor 31 according to FIG. 2, which can be displayed, for example, on an output device of a screen.
  • the De ⁇ effects 36 37 ⁇ and 38 wherein the individual pixels of the image ⁇ sensors are indicated. These are shown as an example in Figure 5 too large to illustrate this effect.
  • the groove 36 On the basis of the rotation of the image sensor 31 with respect to the surface 21 of the powder bed described by FIG. 2 by 45 °, a larger number of pixels is addressed by the groove 36, for example by the groove 36; which makes the image sensor more sensitive to the lighting and shading of the areas in the furrow.
  • the contour of the component 16 is superimposed in FIG. 5, this being calculated from the component data (CAD model) available in the process. Assuming a decision can be made whether the powder lumps having a size of 38 (thus 38 ⁇ in Figure 5), which affects the construction ⁇ partial result and, consequently, a new smoothing of experiment the surface 21 with the squeegee 19 to be made. Furthermore, the groove 36 and the crater 37 are outside of the component 16, which is illustrated by ⁇ Beur ⁇ division of the images 36 and 37, ⁇ is immediately apparent from an evaluation of the result of FIG. 5

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Prozesses zur pulverbettbasierten additiven Herstellung von Bauteilen und eine Anlage, die zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet ist. Es ist vorgesehen, dass ein Bildsensor (31) verwendet wird, auf dem die Oberfläche (21) eines Pulverbetts abgebildet werden kann. Es ist vorgesehen, dass die Oberfläche (21) durch eine oder mehrere Lichtquellen (34a bis 34g) beleuchtet wird, wobei die Beleuchtung von schräg oben erfolgt. Daher erzeugen Defekte, wie durch eine Rakel (19) erzeugte Furchen, stark schattierte Abbilder auf dem Bildsensor (31) und können vorteilhaft zuverlässig ausgewertet werden, um rechtzeitig den Prozess zu Qualitätssicherungszwecken zu unterbrechen. Ein Ausschuss von Bauteilen lässt sich auf diesem Wege vorteilhaft verringern.

Description

VERFAHREN ZUR ÜBERWACHUNG EINES PROZESSES ZUR PULVERBETTBASI ERTEN ADDITIVEN HERSTELLUNG
EINES BAUTEILS UND SOLCHE ANLAGE
Verfahren zur Überwachung eines Prozesses zur pulverbettba- sierten additiven Herstellung eines Bauteils und Anlage, die 5 für ein solches Verfahren geeignet ist
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Prozesses zur pulverbettbasierten additiven Herstellung eines Bauteils in einem Pulverbett. Außerdem betrifft die Erfindung 10 eine Anlage zum pulverbettbasierten additiven Herstellen eines Bauteils, aufweisend eine Aufnahmevorrichtung für ein
Pulverbett, die in einer Prozesskammer angeordnet ist.
Additive Herstellungsverfahren zur Herstellung von Bauteilen 15 sind allgemein bekannt. Hierunter fallen auch additive Herstellungsverfahren, die pulverbettbasiert sind. Hierbei wird das Bauteil lagenweise aus einem Pulverbett hergestellt, wo¬ bei in dem Pulverbett jeweils eine Lage Pulver mit einer kon¬ stanten Dicke aufgebracht wird und anschließend mit einer
20 Energiequelle dieses Pulver aufgeschmolzen oder gesintert
wird, um in dem Pulverbett eine Lage des herzustellenden Bau¬ teils zu erzeugen. Die Energiequelle erzeugt zu diesem Zweck vorzugsweise einen Laserstrahl oder einen Elektronenstrahl.
Als laserbasierte Verfahren lassen sich beispielsweise das 25 selektive Laserschmelzen (SLM) und das selektive Lasersintern (SLS) nennen. Als elektronenstrahlbasiertes Verfahren kann das Elektronenstrahlschmelzen (EBM) genannt werden.
Die Lagen des Pulverbetts werden vorzugsweise aufgeräkelt.
30 Das bedeutet, dass eine Rakel mit ihrer Rakellippe über die
Oberfläche des Pulverbetts gezogen wird und diese dadurch glättet und ein definiertes Niveau derselben einstellt. Bei diesem Aufrakeln können größere Klümpchen von Pulver die Entstehung von Liniendefekten verursachen. Liniendefekte bilden
35 sich dann in der Oberfläche des Pulverbetts als Furchen aus.
Weiterhin können die genannten Klümpchen auch im Pulverbett zu liegen kommen und dabei im Vergleich zur Oberfläche des Pulverbetts erhaben sein bzw. in ihrer direkten Umgebung der Oberfläche des Pulverbetts Krater erzeugen. Die Klümpchen im Pulverbett kommen beispielsweise dadurch zustande, dass wäh¬ rend des Aufschmelzens der Pulverlage Spritzer von
angeschmolzenen Pulverpartikeln vom Laserstrahl weg in das Pulverbett geschleudert werden.
Die beschriebenen Defekte, insbesondere die Liniendefekte können im Herstellungsschritt des Bauteils durch den Laser oder den Elektronenstrahl zu Defekten in der ausgebildeten Lage des Bauteils führen, die im weiteren Verlauf des Verfah¬ rens nicht mehr ausgeglichen werden können und somit zu einem Ausschuss des zu erzeugenden Bauteils führen können. Hierdurch entstehen hohe Kosten, insbesondere wenn das Bauteil bereits fast fertiggestellt ist.
Allgemein sind optische Verfahren zur Überwachung von Oberflächen im Einsatz, die jedoch wegen der diffusen Oberfläche des Pulverbetts keine zuverlässigen Ergebnisse hinsichtlich einer Untersuchung des erzeugten Pulverbetts liefern. Allge- mein bekannt ist weiterhin ein optisches Verfahren zur Untersuchung von keramischen Hitzeschildplatten, welches in der EP 2 006 804 AI beschrieben ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Verfahrens- schritt zur Überwachung eines Prozesses zur pulverbettbasier- ten additiven Herstellung anzugeben, mit dem Fehler in der Oberfläche des Pulverbetts zuverlässig erkannt werden können. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung eine Anlage zum pulver- bettbasierten additiven Herstellen eines Bauteils anzugeben, mit der eine Überwachung der Oberfläche des Pulverbetts zu¬ verlässig durchgeführt werden kann.
Die erstgenannte Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Bildsensor verwendet wird, auf dem eine Oberfläche des Pulverbetts mit einer Optik abgebildet wird, während die Oberfläche des Pul¬ verbetts durch mindestens eine Lichtquelle aus mindestens ei¬ ner Richtung von schräg oben beleuchtet wird. Mit dem Bild- sensor wird dann ein digitales Bild der Oberfläche generiert, wobei Defekte in der Oberfläche durch einen Schattenwurf gut erkennbar sind, da die Lichtquelle von schräg oben auf die Oberfläche des Pulverbetts leuchtet. Hiermit ist gemeint, dass der Winkel des beleuchtenden Lichts in Bezug auf die
Oberfläche des Pulverbetts ungleich 90° ist. Vorteilhaft ist der Beleuchtungswinkel < 45°, noch bevorzugter ist der Be¬ leuchtungswinkel < 30°. Das erzeugte Bild macht vorteilhaft eine Auswertung nach dem sogenannten Shape from Shading Verfahren möglich, wie dieses in der eingangs angegebenen EP 2 006 804 AI ausführlich beschrieben wird. Das Verfahren ist ein Beispiel für einen Algorithmus, mit dem zur Überwachung die Oberfläche des Pulver- betts ein auf dem Bildsensor abgebildetes Bild ausgewertet werden kann. Das Auswertungsergebnis kann vorteilhaft im Ver¬ fahrensablauf dazu verwendet werden, um ein Entscheidungskriterium zu erzeugen, ob das Verfahren unterbrochen wird, um qualitätssichernde Maßnahmen einzuleiten. Diese können bei- spielsweise daraus bestehen, dass ein nicht zureichende Ober¬ fläche des Pulverbetts durch wiederholtes Rakeln derselben verbessert wird. Ist beispielsweise durch das Rakeln ein Klumpen an den Rand des Pulverbetts transportiert worden, so erzeugt dieser Klumpen anschließend keine Effekte mehr in der Oberfläche des Pulverbetts. Sind die Verunreinigungen durch Klumpen in der Oberfläche des Pulverbetts zu groß geworden, so kann beispielsweise das Pulverbett ganz oder teilweise aus der Aufnahmevorrichtung für das Pulver entfernt werden und das Pulverbett mit nichtverunreinigtem Pulver neu aufgebaut werden. In jedem Fall wird die Qualität des herzustellenden Bauteils im nachfolgenden Herstellungsschritt nicht leiden, wenn eine intakte Oberfläche des Pulverbetts hergestellt wird. Ein Ausschuss an Bauteilen aufgrund einer schlechten Qualität der Oberfläche des Pulverbetts kann somit vorteil- haft weitgehend vermieden werden. Das Verfahren ist vorteil¬ haft so zuverlässig, dass zumindest Defekte in der Oberfläche des Pulverbetts, die in ihrer Größe die Qualität des herzu¬ stellenden Bauteils gefährden würden, zuverlässig erkannt werden. Kleinere Defekte in der Oberfläche des Pulverbetts, die durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung nicht erkannt werden, sind üblicherweise so geringfügig, dass sie die Qualität des Bauteils nicht beeinflussen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bildsensor vertikal über dem Pulverbett angeordnet ist, wobei die optische Achse der Optik senkrecht auf der Oberfläche des Pulverbetts steht. Dies hat den Vor- teil, dass das Abbild von der Oberfläche weitgehend verzer¬ rungsfrei und mit einer großen Bildschärfe über die gesamte Bildfläche erzeugt werden kann, was die Erkennung von Defekten vorteilhaft beeinflusst. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auflösung des Bildsensors so gewählt wird, dass in einem Pixel des erzeugten Bilds des Pulverbetts eine Viel¬ zahl von Partikeln, bevorzugt 10, noch bevorzugter 50 Partikel des verwendeten Pulvers abgebildet werden, wobei übli- cherweise Pulver mit einem Intervall für die im Pulver vor¬ kommenden Partikelgrößen zwischen 10 und 50 ym verwendet werden (der massegewichtete Mittelwert der Patikelgröße liegt dabei zwischen 20 und 30 ym) . Mit anderen Worten kann für die Durchführung des Überwachungsverfahrens vorteilhaft ein ver- gleichsweise kostengünstiger Bildsensor verwendet werden, da die Auflösung weit hinter der auf dem Bildsensor abgebildeten mittleren Partikelgröße zurückbleiben kann. Dies liegt daran, dass die Defekte in der Oberfläche des Pulverbetts größer sein müssen, als die Partikel. Es ist sogar vorteilhaft, wenn die Auflösung des Bildsensors in der oben angegebenen Weise gewählt wird, da die Textur der Oberfläche des fehlerfreien Pulverbetts auf diese Weise nicht als Defekt in der Oberflä¬ che fehlinterpritiert werden kann. Es sind also keine Maßnah¬ men zur Bildbearbeitung notwendig, um eine Fehlerkennung der Textur des Pulverbetts als Fehler auszuschließen, wenn die Auflösung des Bildsensors richtig gewählt wird. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausrichtung eines Pixelarrays des Bildsensors in Bezug auf die Bewegungsrichtung einer Rakel zur Glättung des Pulverbetts um die optische Achse der Optik um einen Win- kel zwischen 30 und 60° verdreht ist. Da die Bewegungsrich¬ tung der Rakel über die Oberfläche des Pulverbetts ursächlich für die Entstehung der oben bereits beschriebenen Furchen ist, sind diese normalerweise genau in Bewegungsrichtung der Rakel ausgerichtet. Wenn das Pixelarray gegenüber dieser Aus- richtung der Furchen verdreht ist, so ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Furche auf Bildpunkte des Bildsensors trifft, vorteilhaft erhöht, so dass eine dünne Linie, wie sie optisch durch die Furche erzeugt wird, leichter erkannt werden kann. Besonders bevorzugt kann für die Verdrehung des Bildsensors ein Winkel von 45° gewählt werden.
Eine wieder andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Lichtquelle derart angeordnet ist, dass eine Be¬ leuchtungsrichtung von der Bewegungsrichtung einer Rakel zur Glättung des Pulverbetts abweicht. Dabei ist die Beleuch¬ tungsrichtung in einer Blickrichtung senkrecht zur Oberfläche des Pulverbetts gemeint, mit anderen Worten diejenige Rich¬ tungskomponente der Beleuchtung, die in einer senkrechten Projektion auf die Oberfläche des Pulverbettes gemessen wer- den kann. Wenn die Beleuchtungsrichtung der Lichtquelle von der Bewegungsrichtung der Rakel abweicht, so werden auch entstandene Furchen mit ihrer Ausdehnung genau in Bewegungsrichtung der Rakel durch einen starken Schattenwurf vorteilhaft leichter detektiert, da ihr Schattenbild auf dem Bildsensor ausgeprägter ist. Vorteilhaft ist die besagte Beleuchtungs¬ richtung der Lichtquelle in einem Winkel von 80 - 100° ausge¬ richtet, insbesondere wird ein Winkel von 90° zur Bewegungs¬ richtung der Rakel gewählt. Auf diese Weise ist der Schatten¬ wurf aufgrund des oben angegebenen Effekts vorteilhaft maxi- miert.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die Beleuchtung durch mehrere Lichtquellen in meh- reren Beleuchtungsrichtungen beleuchtet wird. Diese mehreren Beleuchtungsrichtungen sind gesehen in einer Blickrichtung senkrecht zur Oberfläche des Pulverbetts unterschiedlich. Dies bedeutet, dass jede der Lichtquellen ein anderes Schat- tenbild der Defekte erzeugt. Die Lichtquellen können nun bei¬ spielsweise nacheinander aktiviert werden, so dass verschie¬ denen Schattenbilder einzeln ausgewertet werden können und in einem zweiten Schritt die so gewonnenen Informationen kombiniert werden, so dass durch eine gemeinsame Auswertung der erzeugten Bildinformationen die Zuverlässigkeit der Erkennung von Defekten in der Oberfläche des Pulverbetts vorteilhaft steigt .
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtquelle oder die mehreren Lichtquellen Licht in einem Wellenlängenspektrum aussendet oder aussenden, welches sich von dem Spektrum der Wärmestrahlung des erwärmten Pulverbetts und dem des in Herstellung befindlichen Bauteils unterscheidet. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass auch bei einer intensiven Prozessrückstrahlung von Wärme aufgrund der thermischen Verhältnisse im Pulverbett ein
Schattenwurf von Defekten zuverlässig erkannt werden kann, da dieser nicht durch die Temperaturstrahlung des Bauteils und des Pulverbetts überstrahlt wird.
Insbesondere kann die Lichtquelle monochromatisches Licht oder mehrere Lichtquellen jeweils monochromatisches Licht mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen aussenden, wobei diese Wellenlängen, wie bereits erwähnt, außerhalb des Spektrums der Wärmestrahlung liegen. Bei der Wärmestrahlung handelt es sich um Wellenlängen der Schwarzkörperstrahlung bis 1500°C, wodurch selbst das Licht des aufgeschmolzenen Pulvers zuverlässig von dem Untersuchungslicht unterschieden werden kann. Eine weitere Maßnahme besteht erfindungsgemäß darin, dass der Bildsensor unempfindlich für das Spektrum der Wärmestrahlung des erwärmten Pulverbetts und das des in Herstellung befind¬ lichen Bauteils ist. Hierdurch kann vermieden werden, dass das Licht der Wärmestrahlung überhaupt durch den Bildsensor detektiert wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass in der Optik ein Filter für das Spektrum der Wärmestrahlung des erwärmten Pulverbetts und das des in Herstellung befind- liehen Bauteils vorgesehen ist. Dies bedeutet, dass die Wär¬ mestrahlung durch den Filter ausgefiltert wird und an dem Bildsensor nur das Messlicht ankommt.
Alternativ oder zusätzlich kann das erwärmte Pulverbett ohne Beleuchtung durch die Lichtquelle mit dem Bildsensor aufgenommen werden, um der Anteil der Wärmestrahlung des Pulverbettes zu eliminieren. Dabei ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Oberfläche des Pulverbettes mit der Optik auf dem Bild¬ sensor abgebildet wird, bevor die Oberfläche des Pulverbettes durch die mindestens eine Lichtquelle beleuchtet wird, und danach die Oberfläche des Pulverbettes mit der Optik auf dem Bildsensor noch einmal abgebildet wird, während die Oberflä¬ che des Pulverbettes durch mindestens eine Lichtquelle aus mindestens einer Richtung von schräg oben beleuchtet wird. Von beiden Abbildungen wird ein Bild erstellt und danach wird bei der Auswertung das Bild der Oberfläche ohne Beleuchtung von dem Bild der Oberfläche mit Beleuchtung subtrahiert. An¬ schließend verbleibt ein Bild mit dem Beleuchtungsanteil der Lichtquelle zur Beurteilung des Schattenwurfes eventueller Defekte in der Oberfläche des Pulverbettes.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann bei der Auswertung der Bilder auch Beachtung finden, ob sich eine erkannte Furche in einem Bereich des Pulverbetts befindet, in dem die aktuell herzustellende Lage des Bauteils liegt. Der Prozess wird dann nur unterbrochen, wenn dies der Fall ist, da nur dann das Herstellungsergebnis des Bauteils gefährdet ist. Wenn die Furche in einem Teilbereich liegt, wo das Pul¬ ver der aktuellen Lage nicht aufgeschmolzen werden soll, kann in einem nachfolgenden Aufbringungsschritt von Pulver mit der Rakel untersucht werden, ob die Störung der Oberfläche ausge¬ glichen wird oder ob diese in einem Teil des Pulverbetts transportiert wurde, wo die Herstellung des Bauteils gefähr- det ist. Die Areale, die durch den Laserstrahl im Pulverbett aufgeschmolzen werden sollen, lassen sich vorteilhaft leicht durch die Auswertung der Prozesssteuerung zur Herstellung des Bauteils ermitteln, da diese ohnehin bekannt sein müssen.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass auch die Oberfläche des in Entstehung befindli¬ chen Bauteils auf Unebenheiten untersucht wird. Hierbei sind dieselben Algorithmen anwendbar, welche für das Pulverbett zum Einsatz kommen. Es ist allerdings ein weiterer optischer Untersuchungsschritt erforderlich, der vor der Aufbringung einer neuen Lage des Pulvers durchgeführt wird. Mit diesem Überwachungsschritt lassen sich unvorhergesehene Fehler in der aktuell hergestellten Oberfläche der Bauteillage fest- stellen, so dass entschieden werden kann, ob diese Fehler zu einem Verwurf des Bauteils führen müssen und weiterer Fertigungsaufwand für ein Bauteil eingespart werden kann, welches sonst erst am Ende als Ausschuss aussortiert werden müsste. Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch die eingangs angegebene Anlage gelöst, in der ein Bildsensor vorgesehen ist, mit dem das oben genannte Verfahren durchgeführt werden kann. Außerdem sind Lichtquellen vorgesehen, damit das genannte Verfahren durchgeführt werden kann. Die mit dem Be- trieb der erfindungsgemäßen Anlage verbundenen Vorteile sind oben bereits ausführlich erläutert worden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit dem gleichen Bezugszei¬ chen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen : Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Anlage im schematischen Schnitt, Figur 2 ein Ausführungsbeispiel der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 3 und 4 Aufsichten auf die Oberfläche eines Pulver- betts bei der Durchführung des Verfahrens mäß Figur 2 bei unterschiedlichen Beleuch tungsrichtungen und
Figur 5 schematisch ein Bild, was durch eine Auswertung bei dem Verfahren gemäß Figur 2 ermittelt wurde .
In Figur 1 ist eine Anlage 11 zum selektivem Laserschmelzen dargestellt. Diese weist eine Prozesskammer 12 auf, in der eine Aufnahmevorrichtung 13 für ein Pulverbett 14 vorgesehen ist. Diese Aufnahmevorrichtung 13 besteht aus einer Bauplatt¬ form 15, auf der ein Bauteil 16 hergestellt werden kann. Die Bauplattform 15 kann über einen Zylinder 17 abgesenkt werden, wobei Seitenwände der Aufnahmevorrichtung 13 dafür sorgen, dass das Pulverbett 14 zur Seite hin Halt findet.
Das Pulverbett 14 wird durch eine Rakel 19 lagenweise geglät¬ tet, wobei diese Rakel 19 zunächst über einen Pulvervorrat 20 und anschließend über eine Oberfläche 21 des Pulverbetts 14 geführt wird. Dadurch, dass die Bauplattform 15 schrittweise abgesenkt wird, können durch die Rakel 19 immer neue Lagen des Pulverbetts 14 erzeugt werden, wobei diese über eine Füh¬ rungsschiene 22 bewegt wird. Damit die Rakel dabei Pulver aus dem Pulvervorrat 20 mitführen kann, ist eine Bodenplatte 23 über einen weiteren Zylinder 24 höhenverschiebbar gelagert. Die Führungsschiene 22 gibt dabei eine Bewegungsrichtung 25 für die Rakel 19 vor.
In der Wand der Prozesskammer 12 ist ein Fenster 26 vorgese- hen, durch den ein Laserstrahl treten kann, der durch einen außerhalb der Prozesskammer 12 angeordneten Laser 28 erzeugt wird. Über einen Umlenkspiegel 29 kann dieser Laser auf der Oberfläche 21 des Pulverbetts 14 bewegt werden, wodurch die Areale der Oberfläche 21 aufgeschmolzen werden können, aus der das Bauteil 16 lagenweise hergestellt werden soll.
Außerhalb der Prozesskammer 12 ist außerdem eine Überwa- chungseinrichtung 30 vorgesehen, die einen Bildsensor 31 und eine Optik 32 aufweist. Die Überwachungseinrichtung 30 ist derart oberhalb der Oberfläche 21 des Pulverbetts 14 angeord¬ net, dass eine optische Achse 33 der Optik 32 genau senkrecht auf der Oberfläche 21 steht. Um mittels des Bildsensors 31 ein Bild aufnehmen zu können, welches die Oberfläche 21 ab¬ bildet, ist weiterhin eine Lichtquelle 34, beispielsweise in Form eines LED-Scheinwerfers, in der Prozesskammer 12 ange¬ ordnet, die die Oberfläche 21 des Pulverbetts 14 beleuchten kann .
Anhand von Figur 2 kann das Verfahren zur Überwachung der Oberfläche 21 des Pulverbetts genauer erläutert werden. Zu erkennen sind in Figur 2 mehrere Lichtquellen 34a bis 34g, um verschiedene Beleuchtungsverfahren zu erläutern. In einer An- läge gemäß Figur 1 müssen nicht alle dieser Lichtquellen auf einmal untergebracht werden, jedoch ermöglicht die Unterbe¬ ringung von mehreren Lichtquellen eine Variation der Beleuchtung während der Durchführung des Überwachungsverfahrens. Beispielsweise können die Lichtquellen 34a, 34e, 34f und 34g verwendet werden, um eine Beleuchtung der Oberfläche 21 aus vier rechtwinklig zueinander stehenden Beleuchtungsrichtungen 35 zu ermöglichen. Auf diese Weise lassen sich insbesondere Fehlstellungen in der Oberfläche 21 ermitteln, die nicht die Form einer Furche, sondern beispielsweise die Form von Kra- tern oder Pulverklumpen aufweisen. Weiterhin gibt es die
Lichtquellen 34b, 34c, 34d, die bezüglich der Bewegungsrichtung 25 der Rakel 19 von der Seite auf die Oberfläche 21 des Pulverbetts leuchten. Die Lichtquelle 34c weist dabei eine Beleuchtungsrichtung von 90° zur Bewegungsrichtung 25 auf, wobei dieser Winkel in einer Blickrichtung von oben, also genau in Richtung der optischen Achse 33 gemessen wird. Dieser Winkel ist als Winkel in der Oberfläche 21 in Figur 2 ein¬ gezeichnet. Weiterhin kann ein Neigungswinkel ß der Figur 2 entnommen werden, der angibt, in welchem Winkel die Beleuchtung von schräg oben erfolgt. Beide Winkel sind für die Be¬ leuchtungsrichtung 35 der Lichtquelle 34c eingezeichnet. Bei den Lichtquellen 34b und 34d ergeben sich Winkel von je- weils 105 und 75° (in Figur 2 nicht dargestellt) . Durch ab¬ wechselnde Beleuchtung mittels der Lichtquellen 34b und 34d und eventuell auch 34c kann ein modifizierter Schattenwurf von Fehlstellen in der Oberfläche 21 erzeugt werden, wodurch durch Überlagerung der so erzeugten Bilder eine Zuverlässig- keit der Erkennung von Fehlstellen gesteigert wird. Statt die Lichtquellen 34a bis 34g nacheinander zu aktivieren, können diese oder zumindest ein Teil von ihnen auch monochromes Licht unterschiedlicher Wellenlänge aussenden und gleichzei¬ tig betrieben werden. Die Signale auf dem Bildsensor können dann aufgrund der unterschiedlichen Wellenlängen voneinander getrennt untersucht werden, auch wenn diese gleichzeitig auf den Bildsensor 31 fallen.
Weiterhin ist Figur 2 zu entnehmen, dass der Bildsensor 31 hinsichtlich seiner Ausrichtung genau um 45° in der optischen Achse 33 gegenüber der Oberfläche 21 des Pulverbetts verdreht ist. Hierdurch kann die Detektion von Fehlstellen verbessert werden, wie im Folgenden zu Figur 5 näher erläutert wird. Damit die von der Oberfläche 21 ausgehenden Lichtsignale auf¬ grund der Beleuchtung durch die Lichtquellen 34a bis 34g von einer Wärmestrahlung getrennt ausgewertet werden können, ist ein Filter 38 vorgesehen, der ebenfalls in der optischen Achse 33 liegt. Hierdurch können die Spektren der Wärmestrahlung bei der Messung unberücksichtigt bleiben, die aufgrund der im Prozess entstehenden Wärme bedeutend sein können und die Messsignale aufgrund der Beleuchtung durch die Lichtquellen 34a bis 34g überstrahlen können. Dies ermöglicht eine zuverlässigere Auswertung der Messsignale.
Den Figuren 3 und 4 ist zu entnehmen, wie die Oberfläche 21 des Pulverbetts durch die Lichtquellen 34b und 34d aus unter¬ schiedlichen Beleuchtungsrichtungen 35 beleuchtet werden. Dargestellt ist in den Figuren 3 und 4 eine Furche 36, wie diese zustande kommt, wenn durch die Rakel 19 (vgl. Figur 2) ein Pulverklumpen durch das Pulverbett gezogen wird. Außerdem ist ein Krater 37 dargestellt, der entstehen kann, wenn ein Pulverklumpen aus dem Pulverbett herausgerissen wird. Dieser steht exemplarisch für einen punktförmigen Defekt der Oberfläche 21. Zuletzt ist ein Pulverklumpen 38 dargestellt, der ebenfalls einen punktförmigen Defekt darstellt und aus der Oberfläche 21 des Pulverbetts aufragt. Zuletzt lässt sich die Kontur des in Herstellung befindlichen Bauteils 16 erkennen, die in Wirklichkeit bei Herstellung einer neuen Lage des Pul¬ verbetts nicht zu erkennen ist, da das Bauteil von dieser La¬ ge vollständig bedeckt ist.
Die Schraffuren in Figur 3 und 4 sollen eine Helligkeit der beleuchteten Oberfläche veranschaulichen. Das Pulverbett erscheint an seiner Oberfläche 21 in einer diffus verteilten Lichtintensität, während eine dichtere Schraffur den Schat¬ tenwurf des Kraters 37 der Furche 36 und des Pulverklumpens 38 andeutet. Andere Areale der genannten Defekte werden hin¬ gegen fast senkrecht beleuchtet und erscheinen daher ohne Schraffur. Vergleicht man die Figuren 3 und 4 miteinander, so zeigt sich, dass aufgrund der unterschiedlichen Beleuchtungs¬ richtungen 35 der Schattenwurf variiert, was bei der Beurteilung der dreidimensionalen Ausdehnung der verschiedenen Fehlstellen hilft.
In Figur 5 ist dargestellt, wie aus dem mit dem Bildsensor 31 gemäß Figur 2 aufgenommenen Bild eine Auswertung erfolgen kann, die beispielsweise auf einer Ausgabeeinrichtung eines Bildschirms angezeigt werden kann. Zu erkennen sind die De¬ fekte 36 37 λ und 38 wobei die einzelnen Pixel des Bild¬ sensors angedeutet sind. Diese sind exemplarisch in Figur 5 zu groß dargestellt, um diesen Effekt zu verdeutlichen. Auf- grund der zu Figur 2 beschriebenen Verdrehung des Bildsensors 31 in Bezug auf die Oberfläche 21 des Pulverbetts um 45° wird z.B. durch die Furche 36 eine größere Anzahl von Pixeln durch den Schattenwurf bezw die direkte Beleuchtung angesprochen, wodurch der Bildsensor empfindlicher auf die durch die Beleuchtung und die Schattierung der Areale in der Furche reagiert .
Außerdem ist in Figur 5 die Kontur des Bauteils 16 eingeblendet, wobei diese aus den im Prozess zur Verfügung stehenden Bauteildaten (CAD-Modell) berechnet wird. Davon ausgehend kann eine Entscheidung getroffen werden, ob der Pulverklumpen 38 (also 38 λ in Figur 5) eine Größe aufweist, die das Bau¬ teilergebnis beeinträchtigt und infolgedessen ein neuer Glät- tungsversuch der Oberfläche 21 mit der Rakel 19 unternommen werden soll. Weiterhin wird aus einer Auswertung des Ergebnisses gemäß Figur 5 deutlich, dass die Furche 36 und der Krater 37 außerhalb des Bauteils 16 liegen, was durch Beur¬ teilung von deren Abbildern 36 λ und 37 λ sofort deutlich wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Überwachung eines Prozesses zur pulverbett- basierten additiven Herstellung eines Bauteils (16) in einem Pulverbett (14),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass
• ein Bildsensor (31) verwendet wird, auf dem eine Ober¬ fläche (21) des Pulverbettes (14) mit einer Optik (32) abgebildet wird, während die Oberfläche (21) des Pulver¬ bettes (14) durch mindestens eine Lichtquelle (34) aus mindestens einer Richtung von schräg oben beleuchtet wird und
• zur Überwachung die Oberfläche (21) des Pulverbettes ein auf dem Bildsensor abgebildetes Bild ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Bildsensor (31) vertikal über dem Pulverbett ange- ordnet ist, wobei die optische Achse der Optik (32) senkrecht auf der Oberfläche (21) des Pulverbettes (14) steht.
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Auflösung des Bildsensors (31) so gewählt wird, dass in einem Pixel des erzeugten Bildes des Pulverbettes eine Vielzahl von Partikeln, bevorzugt 10, noch bevorzugter 50 Partikel des verwendeten Pulvers abgebildet werden.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Ausrichtung eines Pixelarrays des Bildsensors (31) in Bezug auf die Bewegungsrichtung (25) einer Rakel (19) zur Glättung des Pulverbettes (14) um die optische Achse der Op- tik (32) um einen Winkel zwischen 30° und 60° verdreht ist.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Lichtquelle (34) derart angeordnet ist, dass eine Beleuchtungsrichtung (35) , gesehen in einer Blickrichtung senkrecht zur Oberfläche des Pulverbettes (14), von der Bewe¬ gungsrichtung (25) einer Rakel (19) zur Glättung des Pulver- bettes (14) abweicht.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die besagte Beleuchtungsrichtung (35) der Lichtquelle (34) in einem Winkel von 80° bis 100° zur Bewegungsrichtung (25) der Rakel (19) liegt.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Beleuchtung durch mehrere Lichtquellen (34) in mehreren Beleuchtungsrichtungen (35) , die gesehen in einer
Blickrichtung senkrecht zur Oberfläche des Pulverbettes (14) unterschiedlich sind, beleuchtet wird.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Lichtquelle (34) oder die mehreren Lichtquellen (34a, 34b, 34c, 34d, 34e, 34f, 34g) Licht in einem Wellenlän¬ genspektrum aussendet oder aussenden, welches sich von dem Spektrum der Wärmestrahlung des erwärmten Pulverbettes (14) und dem des in Herstellung befindlichen Bauteils (16) unterscheidet .
9. Verfahren nach Anspruch 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Lichtquelle (34) monochromatisches Licht aussendet oder mehrere Lichtquellen (34) monochromatisches Licht mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen aussenden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass • der Bildsensor (31) unempfindlich für das Spektrum der Wärmestrahlung des erwärmten Pulverbettes (14) und das des in Herstellung befindlichen Bauteils (16) ist oder
• in der Optik (32) ein Filter (38) für das Spektrum der Wärmestrahlung des erwärmten Pulverbettes (14) und das des in Herstellung befindlichen Bauteils (16) vorgesehen ist .
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass
• die Oberfläche (21) des Pulverbettes (14) mit der Optik (32) auf dem Bildsensor abgebildet wird, bevor die Oberfläche (21) des Pulverbettes (14) durch die mindestens eine Lichtquelle (34) beleuchtet wird,
• danach die Oberfläche (21) des Pulverbettes (14) mit der Optik (32) auf dem Bildsensor abgebildet wird, während die Oberfläche (21) des Pulverbettes (14) durch mindes¬ tens eine Lichtquelle (34) aus mindestens einer Richtung von schräg oben beleuchtet wird, und
• danach bei der Auswertung das Bild der Oberfläche (21) ohne Beleuchtung von dem Bild der Oberfläche (21) mit Beleuchtung subtrahiert wird.
12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass das Pulverbett (14) auf das Vorhandensein von Furchen (36) untersucht wird, und der Prozess unterbrochen wird, wenn eine Furche (36) im Pulverbett erkannt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Prozess nur unterbrochen wird, wenn sich die erkannte Furche (36) in einem Bereich des Pulverbettes (14) befin- det, in dem die aktuell herzustellende Lage des Bauteils (16) liegt .
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass auch die Oberfläche des in Entstehung befindlichen Bauteils auf Unebenheiten untersucht wird
15. Anlage zum pulverbettbasierten additiven Herstellen eines Bauteils, aufweisend eine Aufnahmevorrichtung (13) für ein Pulverbett (14), die in einer Prozesskammer (12) angeordnet ist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass eine optische Überwachungseinrichtung (30) vorgesehen ist, die einen Bildsensor (31) und eine auf die Aufnahmevorrichtung (13) gerichtete Optik (32) aufweist, und in der Pro¬ zesskammer (12) mindestens eine Lichtquelle (34) schräg über der Aufnahmevorrichtung angeordnet ist, mit der die Aufnahme¬ vorrichtung direkt beleuchtbar ist.
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