本发明涉及一种用于尤其无损的材料检查的方法，优选用于由粉末床增材制造的构件。优选地，所述方法还涉及一种改进的用于特别复杂或薄壁的构件几何形状的自动的工艺流程。
背景技术：
1、高性能机器部件的设计和材料特性是不断发展的主题，以便在使用中提升或扩大对应的构件的功能性和/或使用领域。在热机、尤其燃气轮机中，所述发展通常旨在不断提高的使用温度。为了例如满足变化的工业要求的挑战，发展尤其致力于这种构件结构的强度提升或提高的可承受热负荷性以及使用寿命。
2、所描述的构件优选能够设置用于在燃气轮机的热气路径中使用。例如，构件涉及具有薄壁的或精密的设计的要冷却的部件。替选地或附加地，构件能够是在汽车或航空航天行业中使用的部件。
3、由于技术的进一步发展，生成式或增材制造对于上述构件，例如涡轮机叶片或热交换器的批量生产也越来越令人感兴趣。
4、增材制造法(am：“additive manufacturing”)也俗称为3d打印，例如作为粉末床法(“pbf”，表示powder bed fusion)包括选择性激光熔融(slm)或激光烧结(sls)或电子束熔融(ebm)等。增材制造法尤其证实为对于复杂或精细地设计的构件，例如迷宫式结构、冷却结构和/或轻质结构是特别有利的。尤其地，增材制造的优势在于特别短的工艺步骤链，因为构件的制造或生产步骤主要能够基于对应的cad文件和对对应的生产参数的选择来进行。
5、替选地，当前的根据本发明的方法也能够(在不限制普遍性的情况下)应用于其他不同地制造的构件，例如应用于传统的或通过切削加工制造的构件。
6、在任何情况下，根据本发明的特殊的优点与所选择的制造路径无关在复杂的和精细的构件形状的情况下尤为明显。
7、最近，通过使用新型的脉冲调制或脉冲lpbf(激光粉末床熔化，laser powder bedfusion)法，能够特别有利地实现特别薄壁的构件，这能够使得产生特别小的熔池，从而也能够产生特别薄的结构或特征。尤其产生如下可行性：生产厚度在0.1mm到0.2mm(100μm至200μm)之间的壁，这例如尤其在功能性的冷却结构、换热器或热交换器中是特别有利的。
8、在这种构件中，也特别重要的是，随后检查质量和密度，因为在所提及的壁厚度的情况下很快会造成缺陷，所述缺陷严重限制在运行时可能高强度地承受热负荷和机械负荷的构件的可用性。
技术实现思路
1、因此，本发明的目的是，提出一种用于优选自动的无损的材料检查的改进的工艺流程。尤其地，由此能够决定性地改善或首先验证用于(增材制造和/或工业化制造的)薄壁的和精细的构件的质量保证。
2、该目的通过独立权利要求的主题实现。因此，有利的设计方案是从属权利要求的主题。
3、本发明的一个方面涉及一种尤其在基于粉末床的增材制造中用于(计算机实现的)无损的材料检查的方法。
4、所述方法包括：借助于构件的(cad)3d数据模型提供期望几何形状，例如对应的构件设计。
5、所述方法还包括：提供构件的测量数据，其中通过成像法，例如计算机断层扫描、磁共振断层扫描或通过相同类型的方式生成或产生测量数据。
6、所述方法还包括：将3d数据模型与构件的测量数据叠加或对齐。
7、所述方法还包括：通过将与测量数据叠加的数据模型分割或切片来提供(准2d)模型切片(modellschnitten)。模型切片或对应的层信息、模型数据或测量数据优选能够是二维的，即不存在高度信息、深度信息或体积信息。
8、所述方法还包括：借助于自动的图像分析来检查2d模型切片或切片数据中的每一个2d模型切片或切片数据在数据模型和测量数据之间的例如结构的区别或偏差(缺陷)。
9、通过所述方法流程有利地提出用于非常复杂的、薄壁的和/或周期性的结构的质量保证的准自动的解决方案。手动地借助合理的耗费通常无法充分地检查所讨论的构件的结构缺陷或充分的质量或尺寸精确性。
10、在一个设计方案中，期望几何形状通过3d-cad数据集提供。
11、在一个设计方案中，测量数据通过断层扫描法生成，尤其通过计算机断层扫描或类似的方法生成，其适合于无损的材料检查。
12、在一个设计方案中，叠加包括将3d数据模型与构件的测量数据通过补偿适配调整(所谓的“best-fit”)对齐或是这种对齐。
13、在一个设计方案中，数据模型的各个层的层间距或切片间距大致在0.01mm和0.05mm之间或与其对应。所述设计方案是特别优选的，因为切片间距能够以这种方式适宜地和有益地匹配于例如通过准备生产的cam法方式执行的层划分或匹配于要检查的结构缺陷的适宜的分辨率极限。
14、在一个设计方案中，在用于检查模型切片中的每个模型切片的自动图像分析中区分实心的和空心的构件特征。通过所述设计方案能够适宜地通过所描述的对齐来修正融合伪影(aufschmelzartefakten)或不期望的粉末或颗粒团聚。
15、在一个设计方案中，在用于检查模型切片中的每个模型切片的自动图像分析中测量由构件特征或空心结构围住的面积并且执行与数据模型的面积对齐(期望-实际-比较)。经由面积对齐能够特别有利地和可靠地(通过自动图案识别、图像处理的措施)探测和识别结构缺陷。
16、在一个设计方案中，在面积测量中考虑：构件材料，扫描参数，例如照射功率或照射图案；和/或构件的位置，例如在对应的增材制造设施的结构空间中的位置。
17、在一个设计方案中，在自动图像分析中应用机器学习或类似的图像处理或图案识别方式的方法。
18、在一个设计方案中，所述方法是在工业化的增材制造的工艺链中的质量保证的一部分。
19、本发明的另一方面涉及一种用于执行所述方法的设备，例如包括用于提供测量数据的仪器或接口。
20、本发明的另一方面涉及一种计算机程序产品，包括程序指令，所述程序指令在通过计算机运行程序时促使所述计算机执行所描述的方法。
21、cad文件或计算机程序产品例如能够作为(易失性或非易失性)存储介质或播放介质，例如存储卡、u盘、cd-rom或dvd提供或存在，或也能够以可下载的文件形式由服务器和/或在网络中提供或存在。所述提供例如也能够在无线通信网络中通过传输具有计算机程序产品的对应的文件进行。
22、计算机程序产品还能够在数据集或数据格式如3d格式中或作为cad数据包含几何数据和/或结构数据或包括用于提供这些数据的程序或程序编码。
23、本发明的另一方面涉及一种用于计算机程序产品的提供设备，其中提供设备能够存储和/或提供计算机程序产品。
24、当前涉及所述方法或计算机程序产品的设计方案、特征和/或优点还能够涉及(多个)设备，并且反之亦然。
25、在此所使用的表述“和/或”或“或”，当其在两个或更多个元件的序列中使用时，表示：所列举的元件中的每个元件可被单独使用，或者能够使用所列举的元件中的两个或更多个元件的任意组合。
26、下面，根据附图描述本发明的其他细节。
1.一种用于无损的材料检查的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中通过3d cad数据集提供所述期望几何形状(cad)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过断层扫描法，尤其通过计算机断层扫描生成所述测量数据(ct)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述叠加包括或是所述3d数据模型与所述构件(1)的所述测量数据(ct)通过补偿适配调整的对齐。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述数据模型的各个层的切片间距大致对应于0.01mm和0.05mm之间。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中在用于检查所述模型切片(10)中的每个模型切片的自动图像分析中，区分实心的构件特征(11)和空心的构件特征(12)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中在用于检查所述模型切片(10)中的每个模型切片的自动图像分析中，测量由构件特征围住的面积(12)并且执行与所述数据模型的面积对齐。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在所述面积测量中考虑：构件材料；扫描参数，例如照射功率或照射图案；和/或所述构件(1)在结构空间中的位置。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述自动图像分析中应用机器学习的方法。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，所述方法是在工业化的增材制造的工艺链中的质量保证的一部分。
11.一种用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法的设备(20)。
12.一种计算机程序产品(cp)，包括程序指令，所述程序指令在通过计算机运行所述程序时促使所述计算机执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
13.一种用于根据权利要求12所述的计算机程序产品的提供设备(30)，其中所述提供设备存储和/或提供所述计算机程序产品(cp)。
