(57)【要約】【解決手段】付加製造された金属体の三次元体積品質モデル生成するための方法が開示される。ある実施形態では、本発明の方法は、金属体の各金属層を付加製造することを含む。第１の金属層の１又は複数の画像が得られる。画像は、第１の金属層の潜在的な製造欠陥を検出して、マッピングするために処理される。第１の金属層の二次元コンターが、三次元ＣＡＤモデルから生成される。マッピングされた欠陥は、二次元のコンターに統合される。統合された二次元コンターに基づいて、金属体の三次元体積品質モデルの第１層が生成される。【選択図】図１Ａ
2018507325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）第１層の金属粉末を粉末床に広げる工程と、
（Ｂ）前記金属粉末の第１層の少なくとも一部を選択的に溶融して、前記金属粉末の溶融金属を含む溶融物プールを形成する工程と、
（Ｃ）前記溶融金属を金属体の第１金属層へと凝固させる工程と、
（Ｄ）前記粉末床に金属粉末の第２層を広げる工程と、
（Ｅ）粉末床の少なくとも一部分の第１デジタル画像を得る工程であって、前記第１デジタル画像は複数の画素を有し、前記複数の画素の各画素は特定の強度値を有する、工程と、
（Ｆ）前記第１デジタル画像を第１二値画像に変換する工程であって、
（ｉ）前記複数の画素の全体平均強度値を決定する工程と、
（ii）前記全体平均強度値と等しくなるように閾値を超える特定の強度値をリセットする工程と、
（iii）前記複数の画素の各画素について局所平均強度値を決定する工程と、
（iv）前記局所平均強度値から前記複数の画素の各画素の特定の強度値を減算することによって、前記複数の画素の各画素について背景補正強度値を決定する工程と、
（v）各画素の特定の輝度値を、決定されたその背景補正輝度値で置き換える工程と、
（vi）前記デジタル画像に対して閾値処理を実行して第１二値画像を生成する工程であって、前記第１二値画像は複数の二値画素を有し、前記複数の二値画素は複数のパーティクルを含む、工程と、
を含む工程と、
（Ｇ）前記第１二値画像から非ドラッグパーティクルをフィルタリングする工程であって、
（i）前記複数の二値画素の各二値画素に対してｘ軸クローズ処理を実行する工程と、
（ii）閾値幅よりも小さいパーティクル幅を有する全てのパーティクルを第１二値画像から除去する工程と、
（iii）比閾値以下のパーティクル伸長比を有する全てのパーティクルを第１二値画像から除去する工程と、
（iv）前記第１二値画像に対してダイレーション処理を行う工程と、
（v）前記第１二値画像の各行におけるオンピクセルの数を決定する工程と、
（vi）前記第１二値画像の各行のパーティクル数を決定する工程と、
（vii）前記第１二値画像の行の画素についてオンピクセルをオフピクセルに切り替える工程であって、その行は、オンピクセル数閾値よりも少ないオンピクセル数を有するか、パーティクル数閾値より大きいパーティクル数を有する、工程と、
を含む、工程と、
（Ｈ）前記第１二値画像内の残りの全てのパーティクルを、前記第２層を広げる工程（Ｄ）に関連したドラッグパーティクルとして特定する工程と、
（Ｉ）前記第２層を広げる工程（Ｄ）に関連したドラッグをマッピングする工程であって、
（i）前記第１二値画像内の各ドラッグパーティクルの位置を決定する工程と、
（ii）各ドラッグパーティクルのサイズを決定する工程であって、各ドラッグパーティクルを含む総画素数が、個々の各ドラッグパーティクルのサイズを表している、工程と、
（iii）各ドラッグパーティクルの位置及びサイズを粉末床の個々の位置にマッピングする工程と、
を含む工程と、
（Ｊ）前記第２層を広げる工程（Ｄ）に関連する各ドラッグパーティクルの位置及びサイズに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、
を含む、方法。
【請求項２】
前記生成する工程は、
前記金属体の予め設計された三次元モデルから前記金属体の前記第１金属層の二次元コンターを生成する工程と、
各ドラッグパーティクルの位置及びサイズを前記第１金属層の二次元コンターに統合する工程と、
前記第１金属層の統合されたコンターに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１金属層の二次元コンターは、ＣＬＩ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｌａｙｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ファイルから抽出され、前記金属体の予め設計された三次元モデルは、ＳＴＬファイルを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記金属粉末の第２層の少なくとも一部を選択的に溶融させて、前記金属粉末の溶融金属を含む溶融物プールを形成する工程と、
前記溶融金属を前記金属体の第２金属層へと凝固させる工程と、
前記粉末床に第３層の金属粉末を広げる工程と、
前記粉末床の少なくとも一部の第２デジタル画像を得る工程と、
前記第２デジタル画像を第２二値画像に変換する工程と、
前記第２二値画像からの非ドラッグパーティクルをフィルタリングする工程と、
前記第２二値画像内の残りの全てのパーティクルを前記第３層の金属粉末を広げる工程に関連するドラッグパーティクルとして特定する工程と、
前記ドラッグをマッピングして、前記第３層の金属粉末の位置及びサイズを決定する工程と、
前記第３層の金属粉末を広げる工程に関連する各ドラッグパーティクルの位置及びサイズに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第２層を生成する工程と、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記閾値処理工程を実行する工程（Ｆ）（vi）は、前記デジタル画像に対して級間分散閾値処理を実行する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
（Ａ）第１層の金属粉末を粉末床に広げる工程と、
（Ｂ）前記金属粉末の溶融金属を含む溶融物プールを形成するために、前記金属粉末の第１層の少なくとも一部を選択的に溶融させる工程と、
（Ｃ）前記溶融金属を金属体の第１金属層へと凝固させる工程と、
（Ｄ）前記粉末床に金属粉末の第２の層を広げる工程と、
（Ｅ）前記粉末床の少なくとも一部分の第１デジタル画像を得る工程と、
（Ｆ）前記第１デジタル画像を第１主二値画像に第１変換する工程であって、前記第１主二値画像は、オンピクセルを含む第１の複数のパーティクルを有する、工程と、
（Ｇ）前記第１デジタル画像を第１代替二値画像に第２変換する工程であって、前記第１代替二値画像は、オンピクセルを含む第２の複数のパーティクルを有する、工程と、
（Ｈ）前記第１の代替二値画像から非超過高さパーティクルをフィルタリングする工程であって、
（i）オンピクセル数閾値よりも少ないオンピクセル数を有する全てのパーティクルを前記第１代替二値画像から除去して、第１のフィルタリングされた二値画像を生成する工程と、
（Ｉ）前記第１主二値画像に前記第１のフィルタリングされた二値画像を乗算して、第１乗算二値画像を生成する工程であって、前記第１乗算二値画像は、オンピクセルを含む第３の複数のパーティクルを有する、工程と、
（Ｊ）前記選択的に溶融する工程（Ｂ）に関連する超過高さパーティクルとして前記第３の複数のパーティクルを特定する工程と、
（Ｋ）前記超過高さをマッピングする工程であって、
（i）前記第１乗算二値画像内の各超過高さパーティクルの位置を決定する工程と、
（ii）前記第１乗算二値画像内の各超過高さパーティクルのサイズを決定する工程であって、各超過高さパーティクルを含む画素の総数がその超過高さパーティクルのサイズを表す、工程と、
（iii）各超過高さパーティクルの位置及びサイズを前記金属体内の個々の位置にマッピングする工程と、
（Ｌ）前記選択的に溶融する工程（Ｂ）に関連する各高さパーティクルの位置及びサイズに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、
を含む方法。
【請求項７】
前記生成する工程は、
前記金属体の予め設計された三次元モデルから前記金属体の第１金属層の二次元コンターを生成する工程と、
各超過高さパーティクルの位置及びサイズを前記第１金属層の二次元コンターに統合する工程と、
前記第１金属層の統合されたコンターに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、
を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１変換工程は、ｎ番目のデジタル画像に対して所定の閾値処理を実行する工程を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第２変換工程は、ｎ番目のデジタル画像に対してモーメント保存閾値処理を実行する工程を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記金属粉末の溶融金属を含む溶融物プールを形成するために、前記金属粉末の第２層の少なくとも一部を選択的に溶融する工程と、
前記溶融金属を前記金属体の第２金属層へと凝固させる工程と、
前記粉末床に第３層の金属粉末を広げる工程と、
前記粉末床の少なくとも一部の第２デジタル画像を得る工程と、
前記第２デジタル画像を第２主二値画像に第１変換する工程と、
前記第２デジタル画像を第２代替二値画像に第２変換する工程と、
前記第２代替二値画像をフィルタリングして、第２のフィルタリングされた第２代替二値画像を生成する工程と、
前記第２のフィルタリングされた代替二値画像を前記第２主二値画像に乗算して、第２の乗算された二値画像を生成する工程と、
前記金属粉末の第２層の少なくとも一部を選択的に溶融する工程に関連する超過高さパーティクルとして、前記第２の乗算された二値画像の全てのパーティクルを特定する工程と、
前記超過高さをマッピングして、各超過高さパーティクルの位置及びサイズを決定する工程と、
各超過高さパーティクルの位置及びサイズに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第２層を生成する工程と、
を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
（Ａ）金属粉末の第１層を粉末床に広げる工程と、
（Ｂ）前記金属粉末の溶融金属を含む溶融物プールを形成するために、前記金属粉末の第１層の少なくとも一部を選択的に溶融する工程と、
（Ｃ）前記溶融金属を前記金属体の第１金属層へと凝固させる工程と、
（Ｄ）前記選択的に溶融する工程（ｂ）に付随して、前記溶融プールの一連の赤外線画像の第１の組を得る工程であって、各赤外線画像は複数の画素を含んでおり、前記複数の画素の各画素は特定の強度値を有する、工程と、
（Ｅ）前記第１の組の各赤外線画像の各画素の特定の強度値を、温度と関連付ける工程と、
（Ｆ）前記選択的に溶融する工程（Ｂ）に関連する前記ピーク温度をマッピングする工程であって、
（i）前記第１の組の各赤外線画像におけるピーク温度ポイントを決定する工程であって、各ピーク温度ポイントは、各赤外線画像における最高温度を表す画素に対応している、工程と、
（ii）個々の赤外線画像における各ピーク温度ポイントの位置を決定する工程と、
（iii）各ピーク温度ポイントの位置をその個々の赤外線画像内の第１金属層の位置にマッピングして、前記第１金属層の第１デジタル温度マップを作成する工程と、
を含む工程と、
（Ｇ）前記マッピングする工程（Ｆ）に基づいて前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、
を含む方法。
【請求項１２】
前記生成する工程は、
前記金属体の予め設計された三次元モデルから前記金属体の前記第１金属層の二次元コンターを生成する工程と、
各ピーク温度点の位置及びサイズを前記第１金属層の二次元コンターに統合する工程と、
前記第１金属層の統合されたコンターに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、
を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記粉末床に金属粉末の第２層を広げる工程と、
前記金属粉末の溶融金属を含む溶融物プールを形成するために、前記金属粉末の第２層の少なくとも一部を選択的に溶融させる工程と、
前記溶融金属を前記金属体の第２金属層へと凝固させる工程と、
前記選択的に溶融させる工程に付随して、前記溶融プールの一連の赤外線画像の第２の組を得る工程と、
前記第２の組の各赤外線画像の各画素の特定の強度値を温度と関連付ける工程と、
前記第２層の少なくとも一部を選択的に溶融させる工程に関連するピーク温度をマッピングする工程であって、前記マッピングする工程に基づいて前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程を含む工程と、
を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
（Ａ）カメラを用いて第１デジタル画像を取得する工程であって、前記第１デジタル画像は、付加製造体の層にわたって広がっている金属粉末の層を含む粉末床の少なくとも一部であり、前記第１デジタル画像は複数の画素を有し、前記複数の画素の各画素は特定の強度値を有する、工程と、
（Ｂ）プロセッサを用いて、前記第１デジタル画像を非ドラッグパーティクルを有する第１二値画像に変換する工程と、
（Ｃ）前記プロセッサを用いて、前記第１二値画像から非ドラッグパーティクルをフィルタリングする工程と、
（Ｄ）前記プロセッサを用いて、前記金属粉末の層を広げる工程（Ａ）に関連するドラッグパーティクルとして、前記第１二値画像中の残存する全てのパーティクルを特定する工程と、
（Ｅ）前記プロセッサを用いて、前記金属粉末の層を広げる工程（Ａ）に関連するドラッグをマッピングする工程であって、前記金属粉末の層について各ドラッグパーティクルの一連の座標（例えば、ｘ、ｙ、ｚ位置）、サイズ、及びタイプをマッピングする工程を含んでいる工程と、
（ｆ）リスト形式で前記マップを記録する工程と、
（ｇ）各層のリストを含む欠陥記録リストを作成するために、連続する層に対して（ａ）乃至（ｆ）を繰り返す工程と、
（ｈ）前記プロセッサを用いて、各層について３ＤＣＡＤモデルを２Ｄコンターに変換する工程と、
（ｉ）前記プロセッサを用いて、単一の層の記録リストから検出された欠陥の座標を抽出し、その層について、対応する２Ｄコンターに埋め込む／マッピングする工程と、
（ｊ）全ての層について（ｇ）及び（ｈ）を繰り返して、各層において検出された全ての欠陥を含む金属体の三次元体積品質モデルを得る工程と、
を含む方法。
【請求項１５】
（Ａ）付加製造体の層にわたって分布する金属粉末の層を含む粉末床の少なくとも一部の第１デジタル画像を得る工程であって、前記第１デジタル画像は複数の画素を有し、前記複数の画素の各画素は特定の強度値を有する、工程と、
（Ｂ）前記第１デジタル画像を非ドラッグパーティクルを有する第１二値画像に変換する工程と、
（Ｃ）前記第１二値画像から非ドラッグパーティクルをフィルタリングする工程と、
（Ｄ）前記金属粉末の層を広げる工程（Ａ）に関連するドラッグパーティクルとして前記第１二値画像中の全ての残存パーティクルを特定する工程と、
（Ｅ）前記金属粉末の層を広げる工程（Ａ）に関連するドラッグをマッピングする工程であって、前記マッピングが各ドラッグパーティクルの位置及びサイズを含む工程と、
（Ｆ）前記金属粉末の層を広げる工程（Ａ）に関連する各ドラッグパーティクルの位置及びサイズに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、
を含む方法。
【請求項１６】
前記変換する工程は更に、
（i）前記複数の画素の全体平均強度値を決定する工程と、
（ii）前記全体平均強度値と等しくなるように閾値を超える特定の強度値をリセットする工程と、
（iii）前記複数の画素の各画素について局所平均強度値を決定する工程と、
（iv）前記局所平均強度値から前記複数の画素の各画素の特定の強度値を減算することによって、前記複数の画素の各画素の背景補正強度値を決定する工程と、
（v）各画素の特定の輝度値を決定したその背景補正強度値で置き換える工程と、
（vi）前記デジタル画像に対して閾値処理を実行して前記第１二値画像を生成する工程であって、前記第１二値画像は複数の二値画素を有しており、前記複数の二値画素は、複数のパーティクルを含む、工程と、
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記フィルタリングする工程は、
（i）前記複数の二値画素の各二値画素に対してｘ軸クローズ処理を実行する工程と、
（ii）閾値幅よりも小さいパーティクル幅を有する全てのパーティクルを前記第１二値画像から除去する工程と、
（iii）比閾値以下のパーティクル伸長比を有する全てのパーティクルを第１の二値画像から除去する工程と、
（iv）前記第１二値画像に対してダイレーション処理を行う工程と、
（v）前記第１二値画像の各行におけるオンピクセルの数を決定する工程と、
（vi）前記第１二値画像の各行のパーティクル数を決定する工程と、
（vii）前記第１二値画像の行の画素についてオンピクセルをオフピクセルに切り替える工程であって、その行は、その行は、オンピクセル数閾値よりも少ないオンピクセル数を有するか、パーティクル数閾値より大きいパーティクル数を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記マッピングする工程は、
（i）前記第１二値画像の各ドラッグパーティクルの位置を決定する工程と、
（ii）各ドラッグパーティクルのサイズを決定する工程であって、各ドラッグパーティクルを含む総画素数が各ドラッグパーティクルのサイズを表す、工程と、
（iii）各ドラッグパーティクルの位置及びサイズを粉末床内の個々の位置にマッピングする工程と、
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
（Ａ）カメラを利用して、付加製造体の層にわたって分布する金属粉末の層と、付加製造部分を示す凝固した溶融金属の一部とを含む粉末床の少なくとも一部の第１デジタル画像を得る工程であって、前記第１デジタル画像は複数の画素を有し、前記複数の画素の各画素は特定の強度値を有する、工程と、
（Ｂ）プロセッサを用いて、前記第１デジタル画像を前記第１主二値画像へとモーメント保持閾値処理によって第１変換する工程であって、前記第１主二値画像は、オンピクセルを含む第１の複数のパーティクルを有する、工程と、
（Ｃ）前記プロセッサを用いて、所定の閾値処理によって前記第１デジタル画像を第１代替二値画像に第２変換する工程であって、前記第１代替二値画像は、オンピクセルを含む第２の複数のパーティクルを有する、工程と、
（Ｄ）前記プロセッサを用いて、前記第１代替二値画像から少なくとも一部の非超過高さパーティクルをフィルタリングする工程であって、
（i）オンピクセル数閾値よりも少ないオンピクセル数を有する全てのパーティクルを前記第１代替二値画像から除去して、第１のフィルタリングされた二値画像を作成する工程、
を含む工程と、
（Ｅ）前記第１主二値画像に前記第１のフィルタリングされた二値画像を乗算することにより、第１の乗算された二値画像を生成する工程であって、前記第１の乗算された二値画像は、オンピクセルを含む第３の複数のパーティクルを有する、工程と、
（Ｆ）前記第３の複数のパーティクルを、工程（Ａ）における前記付加製造部分に関連する超過高さパーティクルとして特定する工程と、
（Ｇ）前記超過高さをマッピングする工程であって、
（i）前記第１の乗算された二値画像の各超過高さパーティクルの位置を決定する工程と、
（ii）前記第１の乗算された二値画像の各超過高さパーティクルのサイズを決定する工程であって、各超過高さパーティクルを含む画素の総数がその超過高さパーティクルのサイズを表している、工程と、
（iii）各超過高さパーティクルの位置及びサイズを前記金属体内の個々の位置にマッピングする工程と、
（Ｈ）前記マッピングする工程に少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、
を含む工程と、
を含む、方法。
【請求項２０】
（Ａ）カメラを使用して、ＡＭ体を付加製造するのに付随する溶融プールの一連の赤外線画像の第１の組を得る工程であって、各赤外線画像は複数の画素を含んでおり、前記複数の画素の各画素は特定の強度値を有する、工程と、
（Ｂ）前記第１の組の各赤外線画像の各画素の特定の強度値を温度と関連付ける工程と、
（Ｃ）工程（Ａ）の前記溶融プールに関連したピーク温度をマッピングする工程であって、
（i）前記第１の組の各赤外線画像におけるピーク温度ポイントを決定する工程であって、各ピーク温度ポイントは、各赤外線画像における最高温度を表す画素に対応している、工程と、
（ii）各ピーク温度ポイントについて、その個々の赤外線画像における位置を決定する工程と、
（iii）各ピーク温度ポイントの位置をその個々の赤外線画像内の第１金属層における位置にマッピングして、前記第１の金属層の第１デジタル温度マップを作成する工程と、
（Ｄ）前記マッピングする工程（Ｃ）に基づいて前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
この出願は、２０１５年１月２９日に出願された米国特許出願第６２／１０９，４１１号、表題「Methods for Creating Three-Dimensional Volume Quality Models of Additively Manufactured Metal Bodies」の非仮出願であって、その優先権を主張しており、引用を以て、当該出願の全体が組み込まれる。
【０００２】
付加製造（additive manufacturing）は、コンピュータ制御によって金属体の連続層を構築するために使用できる。金属体内の欠陥が、付加製造プロセスの結果として生じる可能性がある。
【発明の概要】
【０００３】
概して、本発明は、付加製造された金属体の三次元体積品質モデルを生成するシステム及び方法に関する。より具体的には、本発明は、ＡＭ構築中に得られた画像を利用し、それらの画像を処理して、構築中にＡＭ部品で検出された欠陥を示す情報を抽出するシステム及び方法に関する。
【０００４】
概して、本発明は、付加製造された金属体の三次元体積品質モデルを作成するシステム及び方法に関する。より具体的には、本発明は、ＡＭ構築中に得られた画像を利用し、その画像を処理して欠陥を示す情報（例えば、ドラッグ（drag）、超過高さ（superelevation）及び／又は熱事象）を抽出することに関する。
【０００５】
幾つかの実施形態では、ＡＭ構築にわたって生じた事象、又は構築中における離散した時間中に生じた事象は、歪み及び／又は収縮を有するＡＭ部品における残留応力、熱伝導及び／又はプロセスパラメータをもたらすことができる。（ＡＭ中にてインサイチューな）構築中の歪み及び／又は収縮の２つの非限定的な指標には、ドラッグ（例えば、不均一な粉末分布）や超過高さ（構築高さの閾値を超える高さ）を含む構築部品の特性が含まれる。構築物の歪み及び／又は問題の２つの指標には、不均一な温度及び／又は不均一な部品品質が含まれる。
【０００６】
幾つかの実施形態では、ＡＭ部品の構築中にドラッグを検出及び定量化するためのシステム及び方法が提供される。幾つかの実施形態では、ＡＭ部品の構築中にドラッグを検出してマッピングするためのシステム及び方法が提供される。幾つかの実施形態では、ＡＭ部品の構築中に発生する超過高さを検出及び定量化するためのシステム及び方法が提供される。幾つかの実施形態では、ＡＭ部品の構築中に超過高さを検出してマッピングするためのシステム及び方法が提供される。幾つかの実施形態では、ＡＭ部品の構築中に熱事象（ピーク温度）を検出及び定量化するためのシステム及び方法が提供される。幾つかの実施形態では、ＡＭ部品の構築中に熱事象（ピーク温度）を検出してマッピングするためのシステム及び方法が提供される。
【０００７】
幾つかの実施形態では、ＡＭ部品の構築中に発生する欠陥の三次元品質モデルを生成するためのシステム及び方法が提供される。
【０００８】
幾つかの実施形態では、ＡＭ部品の構築中に発生するドラッグ用の三次元品質モデルを生成するためのシステム及び方法が提供される。幾つかの実施形態では、ＡＭ部品の構築中に発生する超過高さ用の三次元品質モデルを生成するためのシステム及び方法が提供される。幾つかの実施形態では、ＡＭ部品の構築中に発生する熱事象（欠陥）の三次元品質を生成するためのシステム及び方法が提供される。
【０００９】
幾つかの実施形態では、ＡＭ部分の構築中に発生する熱事象（欠陥）用の三次元品質モデルを生成して、そのモデルをＮＤＥ試験評価（ＣＴ、Ｘ線、及び／又はＵＴ）と比較するためのシステム及び方法が提供される。
【００１０】
幾つかの実施形態では、ＡＭ部品製造中における「構築停止（stop build）」事象を示す欠陥の早期検出を可能にするように構成された三次元品質モデルを生成するためのシステム及び方法が提供される。幾つかの実施形態では、ＡＭ部品製造中に欠陥を改善／修正するために欠陥の早期検出をして、ＡＭプロセスパラメータの調整を可能にするように構成された三次元品質モデルを生成するためのシステム及び方法が提供される。
【００１１】
ある態様では、（Ａ）カメラを用いて第１デジタル画像を取得する工程であって、前記第１デジタル画像は、付加製造体の層にわたって広がっている金属粉末の層を含む粉末床の少なくとも一部であり、前記第１デジタル画像は複数の画素を有し、前記複数の画素の各画素は特定の強度値を有する、工程と、（Ｂ）プロセッサを用いて、前記第１デジタル画像を非ドラッグパーティクルを有する第１二値画像に変換する工程と、（Ｃ）前記プロセッサを用いて、前記第１二値画像から非ドラッグパーティクルをフィルタリングする工程と、（Ｄ）前記プロセッサを用いて、前記金属粉末の層を広げる工程（Ａ）に関連するドラッグパーティクルとして、前記第１二値画像中の残存する全てのパーティクルを特定する工程と、（Ｅ）前記プロセッサを用いて、前記金属粉末の層を広げる工程（Ａ）に関連するドラッグをマッピングする工程であって、前記金属粉末の層について各ドラッグパーティクルの一連の座標（例えば、ｘ、ｙ、ｚ位置）、サイズ、及びタイプをマッピングする工程を含んでいる工程と、（ｆ）リスト形式で前記マップを記録する工程と、（ｇ）各層のリストを含む欠陥記録リストを作成するために、連続する層に対して（ａ）乃至（ｆ）を繰り返す工程と、（ｈ）前記プロセッサを用いて、各層について３ＤＣＡＤモデルを２Ｄコンターに変換する工程と、（ｉ）前記プロセッサを用いて、単一の層の記録リストから検出された欠陥の座標を抽出し、その層について、対応する２Ｄコンターに埋め込む／マッピングする工程と、（ｊ）全ての層について（ｇ）及び（ｈ）を繰り返して、各層において検出された全ての欠陥を含む金属体の三次元体積品質モデルを得る工程と、を含む方法がもたらされる。
【００１２】
ある態様では、（Ａ）付加製造体の層にわたって分布する金属粉末の層を含む粉末床の少なくとも一部の第１デジタル画像を得る工程であって、前記第１デジタル画像は複数の画素を有し、前記複数の画素の各画素は特定の強度値を有する、工程と、（Ｂ）前記第１デジタル画像を非ドラッグパーティクルを有する第１二値画像に変換する工程と、（Ｃ）前記第１二値画像から非ドラッグパーティクルをフィルタリングする工程と、（Ｄ）前記金属粉末の層を広げる工程（Ａ）に関連するドラッグパーティクルとして前記第１二値画像中の全ての残存パーティクルを特定する工程と、（Ｅ）前記金属粉末の層を広げる工程（Ａ）に関連するドラッグをマッピングする工程であって、前記マッピングが各ドラッグパーティクルの位置及びサイズを含む工程と、（Ｆ）前記金属粉末の層を広げる工程（Ａ）に関連する各ドラッグパーティクルの位置及びサイズに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、を含む方法がもたらされる。
【００１３】
ある態様では、前記変換する工程は更に、（i）前記複数の画素の全体平均強度値を決定する工程と、（ii）前記全体平均強度値と等しくなるように閾値を超える特定の強度値をリセットする工程と、（iii）前記複数の画素の各画素について局所平均強度値を決定する工程と、（iv）前記局所平均強度値から前記複数の画素の各画素の特定の強度値を減算することによって、前記複数の画素の各画素の背景補正強度値を決定する工程と、（v）各画素の特定の輝度値を決定したその背景補正強度値で置き換える工程と、（vi）前記デジタル画像に対して閾値処理を実行して前記第１二値画像を生成する工程であって、前記第１二値画像は複数の二値画素を有しており、前記複数の二値画素は、複数のパーティクルを含む、工程と、を含む方法がもたらされる。
【００１４】
ある態様では、前記フィルタリングする工程は、（i）前記複数の二値画素の各二値画素に対してｘ軸クローズ処理を実行する工程と、（ii）閾値幅よりも小さいパーティクル幅を有する全てのパーティクルを前記第１二値画像から除去する工程と、（iii）比閾値以下のパーティクル伸長比を有する全てのパーティクルを第１の二値画像から除去する工程と、（iv）前記第１二値画像に対してダイレーション処理を行う工程と、（v）前記第１二値画像の各行におけるオンピクセルの数を決定する工程と、（vi）前記第１二値画像の各行のパーティクル数を決定する工程と、（vii）前記第１二値画像の行の画素についてオンピクセルをオフピクセルに切り替える工程であって、その行は、その行は、オンピクセル数閾値よりも少ないオンピクセル数を有するか、パーティクル数閾値より大きいパーティクル数を有する。
【００１５】
ある態様では、前記マッピングする工程は、（i）前記第１二値画像の各ドラッグパーティクルの位置を決定する工程と、（ii）各ドラッグパーティクルのサイズを決定する工程であって、各ドラッグパーティクルを含む総画素数が各ドラッグパーティクルのサイズを表す、工程と、（iii）各ドラッグパーティクルの位置及びサイズを粉末床内の個々の位置にマッピングする工程、とを含む。
【００１６】
ある態様では、（Ａ）カメラを利用して、付加製造体の層にわたって分布する金属粉末の層と、付加製造部分を示す凝固した溶融金属の一部とを含む粉末床の少なくとも一部の第１デジタル画像を得る工程であって、前記第１デジタル画像は複数の画素を有し、前記複数の画素の各画素は特定の強度値を有する、工程と、（Ｂ）プロセッサを用いて、前記第１デジタル画像を前記第１主二値画像へとモーメント保持閾値処理によって第１変換する工程であって、前記第１主二値画像は、オンピクセルを含む第１の複数のパーティクルを有する、工程と、（Ｃ）前記プロセッサを用いて、所定の閾値処理によって前記第１デジタル画像を第１代替二値画像に第２変換する工程であって、前記第１代替二値画像は、オンピクセルを含む第２の複数のパーティクルを有する、工程と、（Ｄ）前記プロセッサを用いて、前記第１代替二値画像から少なくとも一部の非超過高さパーティクルをフィルタリングする工程であって、（i）オンピクセル数閾値よりも少ないオンピクセル数を有する全てのパーティクルを前記第１代替二値画像から除去して、第１のフィルタリングされた二値画像を作成する工程、を含む工程と、（Ｅ）前記第１主二値画像に前記第１のフィルタリングされた二値画像を乗算することにより、第１の乗算された二値画像を生成する工程であって、前記第１の乗算された二値画像は、オンピクセルを含む第３の複数のパーティクルを有する、工程と、（Ｆ）前記第３の複数のパーティクルを、工程（Ａ）における前記付加製造部分に関連する超過高さパーティクルとして特定する工程と、（Ｇ）前記超過高さをマッピングする工程であって、（i）前記第１の乗算された二値画像の各超過高さパーティクルの位置を決定する工程と、（ii）前記第１の乗算された二値画像の各超過高さパーティクルのサイズを決定する工程であって、各超過高さパーティクルを含む画素の総数がその超過高さパーティクルのサイズを表している、工程と、（iii）各超過高さパーティクルの位置及びサイズを前記金属体内の個々の位置にマッピングする工程と、（Ｈ）前記マッピングする工程に少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、を含む工程と、を含む、方法がもたらされる。
【００１７】
ある態様では、（Ａ）カメラを使用して、ＡＭ体を付加製造するのに付随する溶融プールの一連の赤外線画像の第１の組を得る工程であって、各赤外線画像は複数の画素を含んでおり、前記複数の画素の各画素は特定の強度値を有する、工程と、（Ｂ）前記第１の組の各赤外線画像の各画素の特定の強度値を温度と関連付ける工程と、（Ｃ）工程（Ａ）の前記溶融プールに関連したピーク温度をマッピングする工程であって、（i）前記第１の組の各赤外線画像におけるピーク温度ポイントを決定する工程であって、各ピーク温度ポイントは、各赤外線画像における最高温度を表す画素に対応している、工程と、（ii）各ピーク温度ポイントについて、その個々の赤外線画像における位置を決定する工程と、（iii）各ピーク温度ポイントの位置をその個々の赤外線画像内の第１金属層における位置にマッピングして、前記第１の金属層の第１デジタル温度マップを作成する工程と、（Ｄ）前記マッピングする工程（Ｃ）に基づいて前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、を含む方法がもたらされる。
【００１８】
ある実施形態では、付加製造体の三次元体積品質モデルを生成する方法は、第１層の金属粉末を粉末床に広げる工程と、前記金属粉末の第１層の少なくとも一部を（例えば、レーザーを用いて）選択的に溶融して、前記金属粉末の溶融金属を含む溶融物プールを形成する工程と、前記溶融金属を前記金属体の第１金属層へと凝固させる工程と、前記粉末床に金属粉末の第２層を広げる工程と、を含んでいる。当該方法はまた、粉末床の少なくとも一部分の第１デジタル画像を得る工程であって、前記第１デジタル画像は複数の画素を有し、前記複数の画素の各画素は特定の強度値を有する、工程を含んでいる。
【００１９】
当該方法はまた、デジタルカメラの位置及び視野角に起因する透視歪みを有し得る前記第１デジタル画像を、各画像の画素の位置が粉末床内の個々に位置に関連付けられた補正されたデジタル画像に較正及び補正する工程を含んでよい。
【００２０】
当該方法はまた、前記第１デジタル画像を第１二値画像に変換する工程であって、前記複数の画素の全体平均強度値を決定する工程と、前記全体平均強度値と等しくなるように閾値を超える特定の強度値をリセットする工程と、前記複数の画素の各画素について局所平均強度値を決定する工程と、前記局所平均強度値から前記複数の画素の各画素の特定の強度値を減算することによって、前記複数の画素の各画素について背景補正強度値を決定する工程と、各画素の特定の輝度値を、決定されたその背景補正輝度値で置き換える工程と、（vi）前記デジタル画像に対して閾値処理を実行して第１二値画像を生成する工程であって、記第１二値画像は複数の二値画素を有し、前記複数の二値画素は複数のパーティクルを含む、工程と、を含む工程を含んでよい。当該方法は、前記第１二値画像から非ドラッグパーティクルをフィルタリングする工程であって、前記複数の二値画素の各二値画素に対してｘ軸クローズ処理を実行する工程と、閾値幅よりも小さいパーティクル幅を有する全てのパーティクルを第１二値画像から除去する工程と、比閾値以下のパーティクル伸長比を有する全てのパーティクルを第１二値画像から除去する工程と、前記第１二値画像に対してダイレーション処理を行う工程と、前記第１二値画像の各行におけるオンピクセルの数を決定する工程と、前記第１二値画像の各行のパーティクル数を決定する工程と、前記第１二値画像の行の画素についてオンピクセルをオフピクセルに切り替える工程であって、その行は、オンピクセル数閾値よりも少ないオンピクセル数を有するか、パーティクル数閾値より大きいパーティクル数を有する、工程と、を含む、工程と、前記第１二値画像内の残りの全てのパーティクルを、前記第２層を広げる工程に関連したドラッグパーティクルとして特定する工程と、前記第２層を広げる工程に関連したドラッグをマッピングする工程と、を含んでよい。前記ドラッグをマッピングする工程は、前記第１二値画像内の各ドラッグパーティクルの位置を決定する工程と、各ドラッグパーティクルのサイズを決定する工程であって、各ドラッグパーティクルを含む総画素数が、個々の各ドラッグパーティクルのサイズを表している、工程と、各ドラッグパーティクルの位置及びサイズを粉末床の個々の位置にマッピングする工程と、を含んでよい。当該方法は、前記第２層を広げる工程に関連する各ドラッグパーティクルの位置及びサイズに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程を含んでよい。
【００２１】
ある実施形態では、三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程は、前記金属体の予め設計された三次元モデルから前記金属体の前記第１金属層の二次元コンター（contour）を生成する工程と、各ドラッグパーティクルの位置及びサイズを前記第１金属層の二次元コンターに統合する工程と、前記第１金属層の統合されたコンターに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、を含んでいる。ある実施形態では、前記第１金属層の二次元コンターは、ＣＬＩ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｌａｙｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ファイルから抽出されてよい。ある実施形態では、前記金属体の予め設計された三次元モデルは、ＳＴＬファイルを含んでよい。本明細書では、機械が物理部品を構築するために使用する３Ｄモデルデータのファイルフォーマットを意味する（例えば、ＳＴＬは、ＡＭシステムの標準インターフェースである）。
【００２２】
ある実施形態では、付加製造体の三次元体積品質モデルを生成する方法は、前記金属粉末の第２層の少なくとも一部を（例えば、レーザーを用いて）選択的に溶融させて、前記金属粉末の溶融金属を含む溶融物プールを形成する工程と、前記溶融金属を前記金属体の第２金属層へと凝固させる工程と、前記粉末床に第３層の金属粉末を広げる工程と、前記粉末床の少なくとも一部の第２デジタル画像を得る工程と、前記第２デジタル画像を第２二値画像に変換する工程と、前記第２二値画像からの非ドラッグパーティクルをフィルタリングする工程と、前記第２二値画像内の残りの全てのパーティクルを前記第３層の金属粉末を広げる工程に関連するドラッグパーティクルとして特定する工程と、前記ドラッグをマッピングして、前記第３層の金属粉末の位置及びサイズを決定する工程と、前記第３層の金属粉末を広げる工程に関連する各ドラッグパーティクルの位置及びサイズに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第２層を生成する工程と、を含む。ある実施形態では、前記閾値処理工程を実行する工程は、前記デジタル画像に対して級間分散閾値処理を実行する工程を含んでよい。
【００２３】
ある実施形態では、付加製造体の三次元体積品質モデルを生成する方法は、第１層の金属粉末を粉末床に広げる工程と、前記金属粉末の溶融金属を含む溶融物プールを形成するために、前記金属粉末の第１層の少なくとも一部を（例えば、レーザーを用いて）選択的に溶融する工程と、前記溶融金属を金属体の第１金属層へと凝固させる工程と、前記粉末床に金属粉末の第２の層を広げる工程と、前記粉末床の少なくとも一部分の第１デジタル画像を得る工程と、前記第１デジタル画像を第１主二値画像に第１変換する工程であって、前記第１主二値画像は、オンピクセルを含む第１の複数のパーティクルを有する、工程と、前記第１デジタル画像を第１代替二値画像に第２変換する工程であって、前記第１代替二値画像は、オンピクセルを含む第２の複数のパーティクルを有する、工程と、前記第１の代替二値画像から非超過高さパーティクルをフィルタリングする工程であって、オンピクセル数閾値よりも少ないオンピクセル数を有する全てのパーティクルを前記第１代替二値画像から除去して、第１のフィルタリングされた二値画像を生成する工程と、前記第１主二値画像に前記第１のフィルタリングされた二値画像を乗算して、第１乗算二値画像を生成する工程であって、前記第１乗算二値画像は、オンピクセルを含む第３の複数のパーティクルを有する、工程と、前記選択的に溶融する工程に関連する超過高さパーティクルとして前記第３の複数のパーティクルを特定する工程と、前記超過高さをマッピングする工程と、を含んでいる。前記超過高さをマッピングする工程は、前記第１乗算二値画像内の各超過高さパーティクルの位置を決定する工程と、前記第１乗算二値画像内の各超過高さパーティクルのサイズを決定する工程であって、各超過高さパーティクルを含む画素の総数がその超過高さパーティクルのサイズを表す、工程と、各超過高さパーティクルの位置及びサイズを前記金属体内の個々の位置にマッピングする工程と、を含んでいる。当該方法は、前記選択的に溶融する工程に関連する各高さパーティクルの位置及びサイズに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程を含んでいる。
【００２４】
ある実施形態では、前記生成する工程は、前記金属体の予め設計された三次元モデルから前記金属体の第１金属層の二次元コンターを生成する工程と、各超過高さパーティクルの位置及びサイズを前記第１金属層の二次元コンターに統合する工程と、前記第１金属層の統合されたコンターに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、を含んでいる。
【００２５】
ある実施形態では、前記第１変換工程は、ｎ番目のデジタル画像に対して所定の閾値処理を実行する工程を含む。ある実施形態では、前記第２変換工程は、ｎ番目のデジタル画像に対してモーメント保存閾値処理を実行する工程を含む。
【００２６】
ある実施形態では、付加製造体の三次元体積品質モデルを生成する方法は、前記金属粉末の溶融金属を含む溶融物プールを形成するために、前記金属粉末の第２層の少なくとも一部を選択的に溶融する工程と、前記溶融金属を前記金属体の第２金属層へと凝固される工程と、前記粉末床に第３層の金属粉末を広げる工程と、前記粉末床の少なくとも一部の第２デジタル画像を得る工程と、前記第２デジタル画像を第２主二値画像に変換する工程と、前記第２デジタル画像を第２代替二値画像に第２変換する工程と、前記第２代替二値画像をフィルタリングして、第２のフィルタリングされた第２代替二値画像を生成する工程と、前記第２のフィルタリングされた代替二値画像を前記第２主二値画像に乗算して、第２の乗算された二値画像を生成する工程と、前記金属粉末の第２層の少なくとも一部を選択的に溶融する工程に関連する超過高さパーティクルとして、前記第２の乗算された二値画像の全てのパーティクルを特定する工程と、前記超過高さをマッピングして、各超過高さパーティクルの位置及びサイズを決定する工程と、各超過高さパーティクルの位置及びサイズに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第２層を生成する工程と、を含む。
【００２７】
ある実施形態では、付加製造体の三次元体積品質モデルを生成する方法は、金属粉末の第１層を粉末床に広げる工程と、前記金属粉末の溶融金属を含む溶融物プールを形成するために、前記金属粉末の第１層の少なくとも一部を選択的に溶融する工程と、前記溶融金属を前記金属体の第１金属層へと凝固させる工程と、選択的に溶融する工程に付随して、前記溶融プールの一連の赤外線画像の第１の組を得る工程であって、各赤外線画像は複数の画素を含んでおり、前記複数の画素の各画素は特定の強度値を有する、工程と、前記第１の組の各赤外線画像の各画素の特定の強度値を温度と関連付ける工程と、前記デジタルカメラの位置及び視野角に起因する透視歪みを有し得る前記一連の赤外線画像の組を、各画像の画素の位置が粉末床内の個々に位置に関連付けられた補正された画像の組を較正及び補正する工程と、前記選択的に溶融する工程に関連する前記ピーク温度をマッピングする工程と、を含んでいる。前記ピーク温度をマッピングする工程は、前記第１の組の各赤外線画像におけるピーク温度ポイントを決定する工程であって、各ピーク温度ポイントは、各赤外線画像における最高温度を表す画素に対応している、工程と、個々の赤外線画像における各ピーク温度ポイントの位置を決定する工程と、各ピーク温度ポイントの位置をその個々の赤外線画像内における第１金属層の前記粉末床の位置にマッピングして、前記第１金属層の第１デジタル温度マップを作成する工程と、前記マッピングする工程に基づいて前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、を含んでいる。
【００２８】
ある実施形態では、前記生成する工程は、前記金属体の予め設計された三次元モデルから前記金属体の前記第１金属層の二次元コンターを生成する工程と、各ピーク温度点の位置及びサイズを前記第１金属層の二次元コンターに統合する工程と、前記第１金属層の統合されたコンターに少なくとも部分的に基づいて、前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程と、を含んでいる。
【００２９】
ある実施形態では、付加製造体の三次元体積品質モデルを生成する方法は、前記粉末床に金属粉末の第２層を広げる工程と、前記金属粉末の溶融金属を含む溶融物プールを形成するために、前記金属粉末の第２層の少なくとも一部を選択的に溶融させる工程と、前記溶融金属を前記金属体の第２金属層へと凝固させる工程と、前記選択的に溶融させる工程に付随して、前記溶融プールの一連の赤外線画像の第２の組を得る工程と、前記第２の組の各赤外線画像の各画素の特定の強度値を温度と関連付ける工程と、前記第２層の少なくとも一部を選択的に溶融させる工程に関連するピーク温度をマッピングする工程であって、前記マッピングする工程に基づいて前記金属体の三次元体積品質モデルの第１層を生成する工程を含む工程と、を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１ａ】図１ａは、付加製造される金属体の三次元体積品質モデルを生成する方法の一実施形態の概略図である。
【００３１】
【図１ｂ】図１ｂは、粉末床の画像の例である。
【図１ｃ】図１ｃは、粉末床の画像の例である。
【図１ｄ】図１ｄは、粉末床の画像の例である。
【００３２】
【図２ａ】図２ａは、付加製造された金属体で検出されたドラッグ欠陥に基づいて三次元体積品質モデルを生成する方法の一実施形態の概略図である。
【図２ｂ】図２ｂは、付加製造された金属体で検出されたドラッグ欠陥に基づいて三次元体積品質モデルを生成する方法の一実施形態の概略図である。
【図２ｃ】図２ｃは、追加製造された金属体で検出されたドラッグ欠陥に基づいて三次元体積品質モデルを生成する方法の一実施形態の概略図である。
【００３３】
【図３】図３は、付加製造された金属体で検出された超過高さ欠陥に基づいて三次元ボリューム品質モデルを生成する方法の一実施形態の概略図である。
【００３４】
【図４】図４は、付加製造された金属体について生成されたピーク温度マップに基づいて三次元体積品質モデルを生成する方法の一実施形態の概略図である。
【００３５】
【図５ａ】図５ａは、開示された方法に従って生成された画像の例である。
【図５ｂ】図５ｂは、開示された方法に従って生成された画像の例である。
【図５ｃ】図５ｃは、開示された方法に従って生成された画像の例である。
【図５ｄ】図５ｄは、開示された方法に従って生成された画像の例である。
【００３６】
【図６】図６は、金属体を形成するために使用される金属粉末の各層において検出されたドラッグの量を示す時系列チャートの一例である。
【００３７】
【図７】図７は、金属体の各金属粉末層において検出された超過高さの量を示す時系列チャートの一例である。
【００３８】
【図８ａ】図８ａは、幾つかの金属体におけるｎ番目の金属層に関する温度マップの一実施形態を示す図である。
【００３９】
【図８ｂ】図８ｂは、図８ａの金属体のｎ番目の金属層のデジタル画像である。
【００４０】
【図９ａ】図９ａは、金属体のｎ番目の金属層の温度マップの図である。
【００４１】
【図９ｂ】図９ｂは、図９ａの金属体におけるｎ番目の金属層のデジタル画像である。
【００４２】
【図９ｃ】図９ｃは、図９ａの金属体におけるｎ番目の金属層の二次元のコンターを示す図である。
【００４３】
【図１０】図１０は、本発明に基づいて体積品質モデルを生成する方法の一実施形態の概略図である。
【００４４】
【図１１】図１１は、体積品質モデルを作成する方法の別の実施形態の概略図である。
【００４５】
【図１２】図１２は、本発明に基づいており、較正方法と共に使用される較正構築パターンの一実施形態の平面図である。図１２に示しているように、構築パターンは、互いに離間するように配置された４つの正方形からなり、それらの辺は平行になっている。平面図は、ＡＭ機械のｘ、ｙ座標に対応するグリッドマークを有する構築プレート（基板又はベースプレート）を規定している。図１２に示す較正のための部品設計には、ＡＭ構築物について数百を超える層で構築された四角形フレームが含まれている。部品（四角形）は、ＡＭ機械の構築プラットフォームの内部に配置及び構築されている。各正方形フレームの外縁における４つの端点のＸ座標及びＹ座標は、予め決定された、既知のパラメータである。合計１６の端点のＸ座標及びＹ座標は、構築プラットフォームに対する機械座標である。
【００４６】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１３Ｄ】図１３Ａ乃至Ｄは、（例えば、可視スペクトルで画像を撮るように構成されたデジタルカメラを介して）可視画像を得るシーケンス／工程を示している。図１３Ａ及び図１３Ｂは、付加製造部品構築の連続図である。図１３Ｃ及び図１３Ｄは夫々、画像において部品構築物のみを示すために閾値処理を施された、図１３Ａ及び図１３Ｂと同じ図である。図１３Ａは、「最初に」キャップチャされた可視画像の例（オリジナル）である。図１３Ｂは、「２番目に」キャプチャされた可視画像の一例（オリジナル）であり、本発明に基づいて監視用システム要素（カメラ）を較正するために使用される構築パターン上での付加製造構築の経過を示している。図１３Ｃは、プロセッサによる閾値処理の後における図１３Ａの「最初の」閾値画像の例である。図１３Ｄは、閾値処理がプロセッサにより原画像に実行された後における図１３Ｂの「２番目の」閾値画像の例である。可視光カメラの露出時間は１秒当たり１秒であって、当該カメラにより、粉体を加熱するレーザーからの可視光が集められ、複数の層が記録されて、座標系変換精度が向上する。
【００４７】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】図１４Ａ乃至Ｂは、閾値処理された次の画像を付加して「部分的に」付加された可視画像（図１４Ａは、図１３Ｃに図１３Ｄを加えたものを示す）と、「完全に」付加された可視画像（図１４Ｂ）とを作成するシーケンス／操作を示す例である。「完全に」付加された可視画像は、可視カメラの位置（角度）と機械位置（例えば、図１２の平面図）とに基づいて、構築された較正パターン全体を描写しており、可視カメラの遠近歪みを示している。
【００４８】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１５Ｄ】図１５Ａ乃至Ｄは、（例えば、熱画像を撮るように構成されたサーマルカメラを介して）可視画像を得るシーケンス／工程を示している。図１５Ａ及び図１５Ｂは、付加製造部品構築の連続図であり、図１５Ｃ及び図１５Ｄは夫々、画像において部品構築物のみを示すために閾値処理を施された図１５Ａ及び図１５Ｂと同じ図である。図１５Ａは、「最初に」キャップチャされた熱画像の例（オリジナル）である。図１５Ｂは、「２番目に」キャプチャされた熱画像の一例（オリジナル）であり、本発明に基づいて監視用システム要素（カメラ）を較正するために使用される構築パターン上での付加製造構築の経過を示している。図１５Ｃは、プロセッサによる閾値処理の後における図１５Ａの「最初の」閾値画像の例である。図１５Ｄは、閾値処理がプロセッサにより原画像に実行された後における図１５Ｂの「２番目の」閾値画像の例である。熱画像生成用のカメラは、画像を６秒間（例えば、このＡＭ部品の４乃至５秒の構築時間よりも僅かに長い）露光され、粉末を加熱するレーザーによって放射される赤外線を蓄積し、複数の層が再びキャプチャされる。
【００４９】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】図１６Ａ及び図１６Ｂは、閾値化された次の画像を付加して「部分的に」付加された熱画像（図１６Ａは、図１５Ｃに図１５Ｄを加えたものを示す）と、完全に」付加された熱画像（図１６Ｂ）とを作成するシーケンス／操作を示す例である。「完全に」付加された熱画像は、熱カメラの位置（角度）と機械位置（例えば、図１２の平面図）とに基づいて、構築された較正パターン全体を描写しており、熱カメラの遠近歪みを示している。
【００５０】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】図１７Ａ乃至Ｄは、本発明に基づく較正方法の操作（副工程）を示す。図１７Ａは、較正パターン構築物のｘ、ｙ座標を得るために構成された較正部品構築物の「追加された可視画像」をもたらすエッジ検出工程を示しており、格子パターンの線の集まりが、較正部品構築物のエッジと端点を検出するために、画像に重畳されている。図１７Ｂは、図１７Ａの較正された可視画像であり、透視変換行列（perspective transformation matrix）から作成された補正された可視画像を示しており、例えば、可視カメラの観点からの較正部品のｘ、ｙ座標の数学的モデルは、機械座標（例えば、図１２の較正部品構築物からの平面図の座標）によって補正されたものと比較され、較正される。
【００５１】
【図１７Ｃ】
【図１７Ｄ】図１７Ｃは、較正パターン構築物のｘ、ｙ座標を得るように構成された較正部品構築物の「追加熱画像」をもたらすエッジ検出工程を示しており、（検出されたエッジに基づいて）較正部品構築物のエッジを検出して端点を抽出するために、格子パターンの線の集まりが、画像に重畳されている。１６個の全ての端点のＸとＹの画像座標が得られ、それらは機械座標系と比較されて、較正される。また、透視変換行列が得られて、保存され、その後、透視変換歪みを除去するために使用される。図１７Ｄは、図１７Ｃの較正された可視画像であり、透視変換行列から作成された補正された可視画像を示しており、例えば、可視カメラの観点からの較正部品のｘ、ｙ座標の数学的モデルは、機械座標（例えば、図１２の較正部品構築物からの平面図の座標）によって補正されたものと比較され、較正される。新しい画像には透視歪みがなく、可視画像と熱画像は同じ機械座標を持つ部品の平面図と同じ視点を共有する。この同じ視点と同一の機械座標を用いて、本明細書に記載された様々な実施形態に基づいて、層ごとにキャプチャされた可視画像と熱画像が総合及び使用されて、三次元品質モデルが再構成される。
【００５２】
【図１８】図１８は、本発明における１又は複数の様々な方法を実行できるシステムの実施形態の概要である。（例えば、粉末床を用いた）付加製造機械には、その構成要素、供給原料／材料（金属粉末）、及び操作パラメータがもたらされている。２つのカメラＣ１（例えば、可視画像形式でＡＭ構築プロセスの画像を得るように構成された構成要素（フィルタ、光学系、配線等）を含むデジタルカメラ）及びカメラＣ２（例えば、熱画像形式でＡＭ構築プロセスの画像を得るように構成された構成要素（フィルタ、光学系、配線等）を含むデジタルカメラ）は、ＡＭマシンに搭載されており、それらのカメラは、（例えば、供給原料がＡＭ部品構築物層に変換される際に、層ごとに反復的に）ＡＭ構築物に関して同期化されたデジタル画像を取得する。制御システム／コンピュータは、Ｃ１、Ｃ２、ＡＭ機械に接続されており、制御システムは、これらのアイテムと通信して、本発明の１又は複数の実施形態に従って、コンピュータプロセッサ、アルゴリズム及び関連モジュールを介して取得及び変換された画像から三次元体積品質モデルを作成するように構成されている。ＡＭ機械は、「予め設計された（pre-designed）ＡＭ部品」に関する情報を受け取って、予め設計されたＡＭ部品を「完成した（as-built）ＡＭ部品」に変換するように構成されている。完成したＡＭ部品は、構築パラメータに基づく特徴を有しており、当該構築パラメータは、予め設計されたＡＭ部品と対応していてもいなくてもよい。完成したＡＭ部品が予め設計されたＡＭ部品にどれくらい密接に対応しているかを確認するため、及び／又は欠陥の存在及び／又は発生率（prevalence）を確認するために、非破壊評価技術が利用されてもよい。ＮＤＥの幾つかの非限定的な例には、超音波検査、Ｘ線検査、及びコンピュータ断層撮影走査が含まれる。
【００５３】
【図１９】図１９は、三次元ＡＭ部品モデルにおけるドラッグ、超過高さ、及び熱的特徴（コールドスポット）を含む欠陥を描写する体積品質モデルの一実施形態の斜視図である。
【００５４】
【図２０】図２０は、ＡＭ部品の斜視図である。当該斜視図は、ＣＡＤデザインであって、ＡＭ部品は、直径が様々である中空の円柱形状の形状（欠陥）を有している。意図的な欠陥のメトリックは、図２０の表に概述されている。このＣＡＤモデルは、ＶＱＭが、本発明の１又は複数の実施形態で得られたデータにて、（計画された及び／又はＡＭ構築プロセスの機能として）対応する欠陥／形状をどれくらい厳密に／正確に識別できるかを示すため、（図２０乃至図３０の対応する詳細を有する）例として使用されている。意図的な円筒形の形状／欠陥は、ＡＭ部品構築物の層＃１００と層＃１０５の間で起こった。
【００５５】
【図２１】図２１は、合計約３７０層の各層（部品構築物における層番号）のドラッグの全長（単位：ｍｍ）を示すチャートである。チャートの下には、ＡＭ部品の表面（粉体の再分配前）と粉体の再分配の後（前記チャートにて円で囲まれた１１０番と１１５番の間のドラッグに対応している）の２つの写真がある。
【００５６】
【図２２】図２２は、この例示的な実施例における同じＡＭ部品構造物に対する各層（部品構造における層番号）の超過高さ領域（単位ｍｍ）を示すチャートである。チャートの下には、ＡＭ部品の表面（粉体の再配分前）と粉体の再配分後（前記のチャートにて円で囲まれた層＃１３０と層＃１３５の間にある超過高さに対応）の３つの写真がある。他の画像（Ｂ及びＣ）は、粉体再分配後に観察可能な超過高さに対応しており、堆積されて粉末を突き刺しており、ＡＭ部品の次に計画された層に対応するＡＭ部品の部分（超過高さ点）を示す。
【００５７】
【図２３】図２３は、部品構築物の異なる層で検出された熱特性（コールドスポット）を示しており、部品構築物の付加製造層の層４、８０、１０８、１１０、１２２、１２０，１３３及び１６４の比較熱マップを示している。
【００５８】
【図２４】図２４は、層＃１０８の熱特性を示す熱マップの拡大図であり、矢印は、本発明の方法の１又は複数の実施形態で特定された対象／熱特性（コールドスポット）の位置を指している。
【００５９】
【図２５】図２５は、層＃１１０の熱特徴を示す熱マップの拡大図である。矢印は、本方法の１つ以上の実施形態で特定される対象／熱特性（コールドスポット）の位置を指している。幾つかの場所は複数のコールドスポットを含んでいる（例えば、構築プランにおけるより大きな欠陥の場合）。
【００６０】
【図２６】図２６は、層＃１０８及び層＃１１０と比較してより多くの熱特性（例えば、コールドスポット）を示す層＃１１２の熱特性を示す熱マップの拡大図であって、層＃１１０における意図した単一の欠陥について識別された複数の熱特性に対して、ＡＭ部品構築物の欠陥のうちの小さい意図的欠陥のうちの幾つかについて特定された熱的特徴と、大きな意図的欠陥全体について特定された熱的欠陥とを示している。
【００６１】
【図２７】図２７は、層＃１２０の熱的特徴を示すサーマルマップの拡大図であり、ＡＭ部品における意図された欠陥の位置と一致しており、層＃１１０及び層＃１１２と比べてより僅かな熱的特徴を示している。
【００６２】
【図２８】図２８は、三次元ＣＡＤモデル（予め設計されたＡＭ部品）斜視図Ａと、Ｂ：本発明の１又は複数の方法で得られた三次元体積品質モデルの斜視図Ｂの比較を示す。並べて視覚的に観察されるように、ＶＱＭは、三次元ＣＡＤモデルに密接に対応しており、ＶＱＭは、ＣＡＤモデル内の意図的欠陥に対応するコールドスポットを特定している。ＶＱＭはまた、ドラッグ位置（ＶＱＭの様々な層に沿った条線として描かれている）及び超過高さ点（例えば、幾つかの場合、より大きな意図的欠陥の位置と概ね一致する）を特定している。
【００６３】
【図２９】図２９は、本明細書の１又は複数の方法によって得られた体積品質モデルの一実施形態の上面図であり、完成したＡＭ部品上で超音波を使用する非破壊評価によって受信された分析結果と比較されている。示されているように、ＶＱＭの実施形態Ａは、超音波内部振幅Ｂ及び超音波伝搬時間Ｃを含む両方の超音波画像に密接に対応している。
【００６４】
【図３０】図３０は、この実施例で得られたＶＱＭの一実施形態の上面図であり、完成したＡＭ部品のコンピュータ断層撮影法を用いた非破壊評価によって得られた分析結果と比較しされている。視覚的に観察されるように、ＶＱＭ（Ａ）はＡＭ部品のＣＴ（Ｂ）と密接に対応している。画像Ｃ及び画像Ｄは、ＣＴの拡大図であり、意図的欠陥に関するさらに細かい詳細を示している。Ａ及びＢと比較すると、ＶＱＭは、構築された部品のＮＤＥ解析（ＣＴ）に非常に一致している。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
少なくとも本発明によって提供される新技術の様々な関連する実施形態を例示するのに役立つ添付の図面を参照して、詳細に説明する。
【００６６】
図１ａを参照すると、付加製造される金属体の三次元体積品質モデルを作成する方法の一実施形態が示されている。図示された方法では、予め設計された三次元ＣＡＤモデルに従って、金属体は、粉末床で層ごとに付加製造される。金属体の第１の金属層は、三次元ＣＡＤモデルに従って付加製造される（１０）。第１の金属層及び／又は粉末床の１又は複数のデジタル画像が、層を付加製造する工程（１０）と同時に、及び／又はその後に得られる（２０）。デジタル画像が処理されて（３０）、第１の金属層にて、潜在的な製造欠陥を検出及びマッピングし、また、ピーク温度マップが生成される。第１の金属層の二次元コンターが三次元ＣＡＤモデルから生成される（６０）。マッピングされた欠陥と生成されたピーク温度マップとは、二次元コンターに統合される（６５）。検出された欠陥及び検出されたピーク温度マップを有する二次元コンターに基づいて、金属体の三次元体積品質モデルの第１層が作成される（７０）。金属体が構築され、三次元体積品質モデル（ＶＱＭ）が完成するまで、連続した金属層の各々（即ち、層ｎ＝１，２，…Ｎ）に対して上記の工程が繰り返される（８０）。
【００６７】
上述のように、第１の金属層及び／又は粉末床の１つ又は複数の画像が、層を付加製造する工程（１０）と同時に、及び／又はその後に得られる（２０）。この点に関して、金属層が構築された後であるが、その金属層上に次の粉末層が広がる前に、金属層及び／又は粉末床の１又は複数の画像が得られてよい。同様に、次の粉末層が金属層の上に広がった後に、１又は複数の画像が得られてよい。図１ｂは、金属層が構築された後、その金属層上に次の粉末層が広がる前に得られるデジタル画像の一実施形態である。図１ｃは、金属層及び粉末床上に、粉末層が図示のように右から左へと広げられた後に得られるデジタル画像の一実施形態である。図１ｃの実施形態に見られるように、粉末の層は概ね均一であって、金属層を完全に覆っている。図１ｄは、金属層及び粉末床の上に、粉末層を図示のように右から左に広げた後に得られるデジタル画像の別の実施形態である。図１ｄの実施形態で見られるように、金属層の三日月状の部分は、粉末層の上部の上に突出している（即ち、超過高さ）。さらに、三日月形の超過高さ点の左側に、不均一な粉末分布の水平パターン（即ち、ドラッグ）が見られる。
【００６８】
ある実施形態では、構築中又は構築後の金属体の品質を評価するために、欠陥、レーザー走査経路、寸法、偏差、及び／又は温度などの特徴が組み合わされてよい。ある実施形態では、ＶＱＭは、所望の平面及び／又は断面で検査されてよい。ある実施形態では、ＶＱＭは、リアルタイムでオペレータに提供されてよく、オペレータは、付加製造プロセスをそれが進行する際に評価することができる。これに関して、欠陥値の閾値と関連するアラームの組とが、付加製造プロセスにおける問題をオペレータに警告するように設定されてよい。別の実施形態では、欠陥値の閾値は、付加製造プロセスの自動終了をトリガしてよい。故に、ＶＱＭは、付加製造プロセスの問題の迅速な検出及び診断を可能にし、それによって時間及び材料を節約することができる。
【００６９】
上述のように、三次元体積品質モデルは、金属体の欠陥などの特徴を含んでよい。これらの欠陥は、ドラッグ、超過高さ及び／又は不均一なピーク温度分布を含んでよい。本明細書で使用されるように、「ドラッグ（drag）」は、金属体の歪みに起因した粉末層内の不均一な粉末分布の水平パターンを意味する。ある実施形態において、ドラッグは、金属体の収縮によって引き起こされ得る。このような収縮は、例えば、残留応力、又は金属体の不均一な加熱に起因し得る。ある実施形態では、ドラッグは、金属体の超過高さによって引き起こされ得る。本明細書で使用されるように、「超過高さ（super-elevation）」は、付加製造された金属物品の層の一部であって、その層の意図した高さを超えて延在している部分を意味する。これに関して、粉末層が金属物品の上に広げられた後において、超過高さが粉末の上に突出することがある。本明細書で使用するように、「不均一なピーク温度分布」は、温度偏差、例えば選択的溶融工程中の高温偏差に起因した欠陥の潜在的な指標である。
【００７０】
図２ａを参照すると、検出されたドラッグ欠陥に基づいて三次元ボリューム品質モデルを作成する方法の一実施形態が示されている。図示の実施形態では、金属体の第１金属層が付加製造されてよい。この点に関して、金属粉末の第１の層が、粉末床の形態で（例えば、及び／又はビルドプレート／基板上に）広げられてよい（１１０）。金属粉末の少なくとも一部は選択的に溶融されてよく（１２０）、それによって溶融金属の溶融プールが形成されてよい。溶融金属は、金属体のｎ番目の層（例えば、第１層）へと凝固してよい（１３０）。次いで、ある実施形態では、金属粉末のｎ＋１番目の層（例えば、第２層）を粉末床の形態で広げて（１４０）、金属体の第１金属層が粉末で覆われてよい。
【００７１】
本明細書で使用されるように、「付加製造」及び同様な用語は、３Ｄモデルデータから物体を作製するために、材料を、通常は何層も重ねて結合するプロセスを意味する。幾つかの実施形態では、付加製造は、供給原料粉末（金属粉末）を堆積させることによって、次いで（例えばレーザー又は他の熱源を用いて）次いで選択的に溶融及び/又は焼結することで、金属粉末（例えばアルミニウム合金粉末）の連続層を構築し、ＡＭ製品（例えば、金属製品、アルミニウム合金製品、チタン合金製品、ニッケル合金製品）を一層ずつ作製することができる。本発明の１又は複数の実施形態が使用できる、粉末供給原料を利用する付加製造プロセスには、数例を挙げると、直接金属レーザー焼結（例えば、金属粉末から金属部品を直接作製するために使用される粉末床融合プロセスであり、中間の「緑色」又は「茶色」の部品がない）、指向性エネルギー体積（例えば、堆積させる際に、集束させた熱エネルギーを用いて材料を溶融させるＡＭプロセス）、粉末床融合（例えば、熱エネルギーが粉末床の領域を選択的に融合させるＡＭプロセス）、レーザー焼結（例えば、閉じたチャンバー内で、表面で粒子を選択的に融合又は溶融させるために、１又は複数のレーザーを使用して粉末材料から物体を１層ずつ製造するために使用される粉末床融合プロセスである）がある。適切な付加製造システムの非限定的な幾つかの例には、ＥＯＳ ＧｍｂＨ（Ｒｏｂｅｒｔ−Ｓｔｉｒｌｉｎｇ−Ｒｉｎｇ１，８２１５２ Ｋｒａｉｌｌｉｎｇ／Ｍｕｎｉｃｈ、Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能な、ＥＯＳＩＮＴ Ｍ ２８０直接金属レーザー焼結（ＤＭＬＳ）付加製造システムが含まれる。適切な付加製造システムには特に、選択的レーザー焼結（ＳＬＳ）システム、選択的レーザー溶融（ＳＬＭ）システム、及び電子ビーム溶融（ＥＢＭ）システムが含まれる。
【００７２】
図２ａを参照すると、粉末床の少なくとも一部のｎ番目（例えば、第１）のデジタル画像が得られてよい（２００）。粉末床と構築プラットフォームの少なくとも一部とのデジタル画像のある実施形態が、図５ａに示されている。本明細書で使用される「デジタル画像」は、画素からなる画像である。例えば、画素はデジタル画像の基本要素である。各画素は、それに関連する特定の強度値を有してよい。画素の特定の強度値は、その画素に関連する電磁特性（例えば、特に、電磁放射の周波数、電磁放射の強度、色、及び／又は外観（appearance））を示してもよい。強度値は、離散値に限定されてよい。例えば、８ビットカメラの場合、強度値は０乃至２５５までの全ての整数に限定される（即ち、８ビットは０乃至（２８−１）の全ての整数に限定された輝度値を有する）。任意のタイプのカメラを使用できることに留意のこと（例えば、１６ビットカメラは、０乃至２１６−１の全ての整数に限定された強度値を有する）。
【００７３】
図２ａに戻ると、ｎ番目のデジタル画像は、その後、ｎ番目の二値画像に変換される（３００）。本明細書では、「二値画像」は、二値画素からなるデジタル画像である。本明細書では、「二値画素」は、強度値が２つの可能性のうちの１つに限定される画素である。ある実施形態では、二値画素は、その強度値が１及び０からなる群に限定される画素であってもよい。二値画素は、「オンピクセル」及び「オフピクセル」と呼ばれることもある。「オンピクセル」は、強度値が１である画素、例えば、白色画素である。「オフピクセル」は、強度値が０である画素、例えば黒色画素である。図５ｂは、図５ａのデジタル画像を変換（３００）することによって生成された二値画像の一例である。示された二値画像は、パーティクルを含んでおり、それらパーティクルのうちの幾つかは、ドラッグ又は超過高さのような欠陥を示しており、また、幾つかは、デジタル画像の白色ノイズの結果である。本明細書で使用される場合、「パーティクル」は、バイナリ画像内の隣接するオンピクセルの群である。
【００７４】
図２ａに戻ると、非ドラッグパーティクル（例えば、超過高さを表すパーティクル又はデジタル画像の白色ノイズの結果であるパーティクル）の少なくとも一部は、ｎ番目の二値画像からフィルタリングされてもよい（４００）。
【００７５】
フィルタリング工程（４００）後におけるｎ番目の二値画像の残りのパーティクルは、ドラッグパーティクルとして特定され得る（５００）。図５ｃは、フィルタリングされた二値画像の一例であり、パーティクルがドラッグパーティクルとして特定されている（５００）。これらの特定されたドラッグパーティクルは、粉末床上に金属粉末のｎ＋１番目の層を広げる付加製造工程（１４０）と関連付けられてよい。
【００７６】
ｎ番目の二値画像で特定されたドラッグパーティクルは、マッピングされてもよい（６００）。マッピング工程（６００）は、第１の二値画像の各ドラッグパーティクルの位置を決定する工程を含んでよい。ある実施形態では、ドラッグパーティクルの位置は、パーティクルを構成する画素の座標を用いて決定できる。マッピング工程（６００）は、各ドラッグパーティクルのサイズを決定する工程を含んでよい。ドラッグパーティクルのサイズは、ドラッグパーティクルを構成する画素の総数を用いて計測できる。マッピング工程（６００）は、各ドラッグパーティクルの位置及び／又はサイズを粉末床における個々の位置に関連付ける工程を含んでよい。ある実施形態では、バイナリ画像におけるドラッグパーティクルの座標は、ドラッグパーティクルを粉末床及び／又は金属体内の位置にマッピングするために、構築プラットフォームのような画像内の１又は複数のランドマークと共に使用されてよい。故に、（例えば、構築プラットフォームに対する）ドラッグパーティクルのｘ、ｙ空間座標を決定することができる。粉末床におけるドラッグパーティクルのｚ座標は、例えば、粉末層及び／又は金属層の層番号及び所定の層の厚さの知識を用いて決定することができる。
【００７７】
その後、マッピングされたドラッグパーティクルの少なくとも一部に基づいて、三次元ボリューム品質モデルのｎ番目の層が生成されてよい（７００）。ある実施形態では、金属体のｎ番目の金属層における二次元コンターは、予め設計された三次元ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）モデルから生成されてよい。次に、各ドラッグパーティクルの位置及び／又はサイズが、二次元コンターに統合されてよい。次いで、統合された二次元コンターに少なくとも部分的に基づいて、三次元ボリューム品質モデルのｎ番目の層が生成されてよい。
【００７８】
上記の工程（１２０乃至７００）は、金属体と、それに対応する三次元体積品質モデルとが完成するまで繰り返される（８００）。ある実施形態では、三次元体積品質モデルは、金属体と同時に形成される。これに関して、金属体の層が完成する際に、三次元体積品質モデルの対応する層が生成されてよい。別の実施形態では、三次元体積品質モデルの生成は、金属体が完成するまで開始されない。これに関して、金属体の各層のデジタル画像が取得されて、後に処理できるようデジタル形式で記憶されてもよい。
【００７９】
図６を参照すると、ドラッグの三次元ＶＱＭの代わりに、又はそれに加えて、金属粉末の各層（即ち、層ｎ＝１，２，…Ｎについて）で検出されたドラッグパーティクルの時系列チャートが作成されてよい。具体的には、オンピクセルの総数が、各粉末層で検出及び特定された（５００）ドラッグパーティクルに対して決定されてよい。従って、フィルタリングされた各二値画像のドラッグパーティクルからなるオンピクセルの総数は、金属粉末の個々の層で検出されたドラッグの総量を示す。
【００８０】
ここで図２ｂを参照すると、デジタル画像をバイナリ画像に変換（３００）する一実施形態が示されている。図示の実施形態では、変換工程（３００）は、副工程（３０２乃至３１２）を含む。まず、デジタル画像内の画素の全体平均強度値が決定される（３０２）。本明細書では、「全体平均強度値」は、デジタル画像の全ての画素の平均強度値を意味する。次に、各画素の特定の強度値がグローバル閾値（例えば、１００）と比較される。ある画素の特定の強度が閾値を超えない場合、次のピクセルが比較される。画素の特定の強度が閾値を超える場合、その特定の強度値は、全体平均強度値に置き換えられる（３０４）。次に、局所平均強度値が各画素について決定される（３０６）。本明細書では、「局所平均強度値」は、デジタル画像の一部の画素の平均強度値を意味する。例えば、局所平均強度値は、１０×６０ピクセルの矩形に関する画素の平均強度値であってもよい。その後、各画素について、局所平均強度値からその特定の強度値を減算することによって、背景補正された（background-corrected）強度値が決定される（３０８）。次に、各画素の特定の強度値が、背景補正されたその強度値に置き換えられる（３１０）。次に、デジタル画像に対して閾値処理が実行されて（３１２）、これにより二値画像が生成される。本明細書では、「閾値処理」とは、画像内における他の画素に対する各画素の強度値に基づいてデジタル画像を二値画像に変換することを意味する。ある実施形態では、閾値処理は、級間分散閾値処理（即ち、「大津の方法」）である。
【００８１】
図２ｃを参照すると、二値画像から非ドラッグパーティクルをフィルタリングする（４００）ある実施形態が示されている。図示の実施形態では、フィルタリング工程（４００）は、副工程（４０２乃至４１４）を含んでいる。最初に、二値画像に対してｘ軸クローズ処理が実行される（４０２）。本明細書では、「ｘ軸クローズ処理」とは、デジタル画像のｘ軸のみのダイレーション（dilation）操作とそれに続くデジタル画像のｘ軸のみのエロージョン（erosion）操作とを意味する。本明細書では、「ダイレーション処理」は、二値画像内のパーティクルを拡大する（つまり、パーティクルのエッジでオフピクセルをオンピクセルに切り替えること）を意味する。ダイレーション処理は、そのようなパーティクルを拡大するために、構造化要素（例えば、４×４ピクセルの四角形）を使用してよい。本明細書では、「エロージョン処理」は、二値画像内のパーティクルを収縮させること（つまり、パーティクルのエッジでオンピクセルをオフピクセルに切り替えること）を意味する。エロージョン処理は、このようなパーティクルを収縮させるために構造化要素を使用してよい。閾値幅（例えば、７５）よりも小さいパーティクル幅を有する全てのパーティクルは、二値画像から除去されてよい（４０４）。本明細書では、「パーティクル幅」は、二値画像のｘ軸に沿ってピクセル単位で測定されたパーティクルの寸法である。本明細書では、「パーティクルを除去する」とは、パーティクルの全てのオンピクセルをオフピクセルに切り替えることを意味する。伸長比閾値（例えば、６）を下回る伸長比を有する全てのパーティクルは、二値画像から除去されてもよい（４０６）。本明細書で使用する「パーティクル伸長比」は、パーティクルの幅をパーティクルのパーティクル高さで割ったものである。本明細書では、「パーティクル高さ」は、二値画像のｙ軸に沿ったパーティクルの寸法である。二値画像に対してダイレーション処理が実行されてよい（４０８）。次に、画素の各行が評価されて、その行がオンピクセルの閾値（例えば５００）より小さいオンピクセル数、又は、パーティクル数の閾値（例えば５０）より大きい数のパーティクルを有する場合、オンピクセルがオフピクセルに切り替えられる。このようにして、フィルタリングされた二値画像を生成することができる。
【００８２】
図３を参照すると、検出された超過高さ欠陥に基づいて三次元体積品質モデルを生成する方法の一実施形態が示されている。示した実施形態では、金属体の１番目の金属層を付加製造することができる。これに関して、金属粉末の１番目の層は、粉末床上に広げられてよい（１１０）。金属粉末の少なくとも一部は、選択的に溶融されて（１２０）、溶融金属の溶融物プールが形成されてよい。溶融金属は、金属体のｎ番目の層（例えば、第１層）に凝固する（１３０）。次に、金属粉末のｎ＋１番目の層（例えば、第２層）が粉末床上に広げられて（１４０）、金属体の１番目の金属層が粉末で覆われてよい。
【００８３】
図３に示すように、粉末床の少なくとも一部のｎ番目（例えば、１番目）のデジタル画像が得られる（２００）。上述したように、粉末床と構築プラットフォームの少なくとも一部とのデジタル画像の一実施形態が図５ａに示されている。
【００８４】
粉末床のｎ番目のデジタル画像は最初に、ｎ番目の主二値画像に変換される（３５０）。粉末床のｎ番目のデジタル画像は次に、ｎ番目の代替二値画像に変換される（３６０）。第１及び第２の変換工程（３５０，３６０）はそれぞれ、異なる閾値処理操作を含んでよい。故に、ｎ番目の主二値画像は、ｎ番目の代替二値画像とは異なる画像であってもよい。ある実施形態では、第１の変換工程（３５０）は、ｎ番目のデジタル画像に対して所定の閾値処理を実行する工程を含む。ある実施形態では、第２の変換工程（３６０）は、ｎ番目のデジタル画像に対してモーメント保存閾値処理を実行する工程を含んでよい。本明細書では、「所定の閾値処理」は、所定の画素強度閾値に基づいてデジタル画像を二値画像に変換することを意味する。本明細書では、「モーメント保存閾値処理」は、画像強度の平均及び分散が変換プロセスにおいて保存されるようにデジタル画像を二値画像に変換することを意味する。
【００８５】
非超過高さパーティクル（例えば、ドラッグパーティクル又はデジタル画像の白色ノイズの結果であるパーティクル）の少なくとも幾つかは、ｎ番目の代替二値画像からフィルタリングされてよい（３７０）。フィルタリング工程（３７０）は、オンピクセル数閾値（例えば、２００）よりも少ないオンピクセル数を有する全てのパーティクルをｎ番目の代替二値画像から除去する工程を含んでよい。このように、ｎ番目のフィルタリングされた二値画像を生成することができる。
【００８６】
ｎ番目の主二値画像は、フィルタリングされたｎ番目の二値画像と乗算されて（４５０）、ｎ番目の乗算された二値画像が生成されてよい。本明細書では、「第１の二値画像に第２の二値画像を乗算する」とは、第１の二値画像における各画素の強度値に、第２の二値画像の対応する位置における画素の強度値を乗算して、第３の二値画像を生成することを意味する。故に、第１の二値画像のオンピクセルは、第２の画像における対応する画素がオンピクセルでない限り、第３の二値画像のオフピクセルに切り替えられる。
【００８７】
ｎ番目の乗算された二値画像内のパーティクルは、超過高さパーティクルとして特定され得る（５５０）。図５ｄは、パーティクルが超過高さパーティクルとして特定された（５５０）、乗算二値画像の一例である。これらの特定された超過高さパーティクルは、金属粉末を選択的に溶融させる（１２０）付加製造工程と関連付けられてよい。
【００８８】
ｎ番目の乗算二値画像内の特定された超過高さパーティクルは、マッピングされてよい（６５０）。マッピング工程（６５０）は、ｎ番目の乗算二値画像内の特定された各超過高さパーティクルの位置を決定する工程を含んでよい。ある実施形態では、各超過高さパーティクルの位置は、そのパーティクルを構成する画素の座標を用いて決定してよい。マッピング工程（６５０）は、各超過高さパーティクルのサイズを決定する工程を含んでよい。超過高さパーティクルのサイズは、超過高さパーティクルを構成する画素の総数を介して測定することができる。マッピング工程（６５０）は、超過高さパーティクルの位置及び／又はサイズを、粉末床内の個々の位置に関連付ける工程を含んでよい。ある実施形態では、二値画像における超過高さパーティクルの座標は、超過高さパーティクルを粉末床及び／又は金属体内の位置にマッピングするために、構築プラットフォームのような画像内の１又は複数のランドマークと共に使用されてよい。故に、（例えば、構築プラットフォームに対する）超過高さパーティクルのｘ、ｙ空間座標を決定することができる。粉末床における超過高さパーティクルのｚ座標は、例えば、粉末層及び／又は金属層の層番号及び所定の層の厚さの知識を用いて決定することができる。
【００８９】
次いで、マッピングされた超過高さパーティクルに少なくとも部分的に基づいて、三次元ボリューム品質モデルのｎ番目の層を作成することができる（７５０）。ある実施形態では、金属体のｎ番目の金属層の二次元コンターは、予め設計された三次元ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）モデルから生成されてよい。次に、各超過高さパーティクルの位置及び／又はサイズを二次元コンターに統合することができる。次に、統合された二次元コンターに少なくとも部分的に基づいて、三次元体積品質モデルのｎ番目の層を生成することができる。
【００９０】
上記の工程（１２０乃至７５０）は、金属体及びそれに対応する三次元体積品質モデルが完成するまで繰り返されてもよい（８００）。
【００９１】
図７を参照すると、超過高さの三次元ＶＱＭの代わりに、又はそれに加えて、金属粉末の各層で（即ち、層ｎ＝１，２，…Ｎについて）検出された超過高さパーティクルの時系列チャートが作成されてよい。具体的には、オンピクセルの総数が、各粉末層で検出された特定された（５００）超過高さパーティクルに対して決定されてよい。従って、各乗算二値画像の超過高さパーティクルからなるオンピクセルの総数は、金属粉末の個々の層で検出された超過高さの総量を示す。
【００９２】
図４を参照すると、生成されたピーク温度マップに基づいて三次元体積品質モデルを作成する方法の一実施形態が示されている。図示の実施形態では、金属体の１番目の金属層が付加製造されてよい。これに関して、金属粉末の１番目の層が、粉末床上に広げられてもよい（１１０）。金属粉末の少なくとも一部は、選択的に溶融されて（１２０）、溶融金属の溶融物プールが形成されてよい。溶融金属は、金属体のｎ番目の層（例えば、１番目の層）へと凝固してよい（１３０）。次いで、金属粉末のｎ＋１番目の層（例えば、２番目の層）を粉末床上に広げて（１４０）、金属体の１番目の金属層を粉末で覆ってよい。
【００９３】
選択的融解工程（１２０）に付随して、溶融プールの一連の赤外線画像のｎ番目（例えば、１番目）の組が得られてよい（２５０）。一連の赤外線画像のｎ番目の組はまた、粉末床及び／又は構築プラットフォームの少なくとも一部を含んでよい。一連の赤外線画像のｎ番目の組は、例えば、近赤外（ＮＩＲ）エネルギーのみを通過させる光学フィルタを備えたデジタルビデオカメラを用いて取得されてよい。本明細書では、「赤外線画像」は赤外線放射を表すデジタル画像である。
【００９４】
一連の赤外線画像のｎ番目の組における各赤外線画像の各画素の特定の強度値は、温度と関連付けられてよい（６６０）。
【００９５】
一連の赤外線画像のｎ番目の組におけるピーク温度は、マッピングされてよい（６７０）。マッピング工程（６７０）は、一連の赤外線画像のｎ番目の組における各赤外線画像のピーク温度ポイントを決定する工程を含んでよい。本明細書では、「ピーク温度ポイント」は、赤外線画像の最高温度を表す赤外線画像の画素である。マッピング工程（６７０）は、一連の赤外線画像のｎ番目の組における各赤外線画像のピーク温度ポイントの位置を決定する工程を含んでよい。マッピング工程（６７０）は、各ピーク温度ポイントの位置を金属体の１番目の金属層上の個々の位置と関連付けて、それによって金属体のｎ番目の金属層のピーク温度マップを作成する工程を含んでよい。ある実施形態では、赤外線画像内のピーク温度ポイントの座標は、ピーク温度ポイントを粉末床及び／又は金属体内の位置にマッピングするために、構築プラットフォームのような画像内の１又は複数のランドマークと共に使用されてよい。このように、（例えば、構築プラットフォーム及び／又は金属体に対する）ピーク温度ポイントのｘ、ｙ空間座標を決定することができる。粉末床におけるピーク温度ポイントのｚ座標は、例えば、粉末層及び／又は金属層の層番号及び所定の層の厚さの知識を用いて決定できる。図８ａは、同じ粉末床内で同時に付加製造される幾つかの金属体のｎ番目の金属層のピーク温度マップの図である。図８ｂは、金属体のｎ番目の金属層のデジタル画像である。
【００９６】
次いで、マッピングされたピーク温度ポイントに少なくとも部分的に基づいて、三次元体積品質モデルのｎ番目の層を作成することができる（７７０）。ある実施形態では、金属体のｎ番目の金属層の二次元コンターは、予め設計された三次元ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）モデルから生成されてよい。次に、各ピーク温度ポイントの位置は、二次元コンターに統合されてよい。次に、統合された二次元コンターに少なくとも部分的に基づいて、三次元体積品質モデルのｎ番目の層が生成されてよい。図９ａは、金属体のｎ番目の金属層のピーク温度マップを示す図である。図９ｂは、金属体のｎ番目の金属層のデジタル画像である。図９ｃは、図９ａの金属体のｎ番目の金属層の二次元コンターの図であり、ピーク温度点が二次元コンターに統合されている。
【００９７】
上記の工程（１２０乃至７７０）は、金属体と、それに対応する三次元体積品質モデルとが完成するまで繰り返されてもよい（８７０）。ピーク温度ポイントに基づく金属体のＶＱＭは特に、不均一な温度分布、金属体内の空隙、多孔度、融解不足、及び／又は金属内での層の潜在的層間剥離の検出及びマッピングを容易にする。別の実施形態では、冷却速度、溶融プールサイズ、及び／又は熱伝達特性のうちの１又は複数を決定するために、一連の赤外線画像のｎ番目の組が分析されてよい。
【００９８】
上記の特徴（例えば、ドラッグ検出、超過高さ検出、及び／又はピーク温度マッピング）は、単一の三次元体積品質モデルに結合されてよい。図１０は、ドラッグ検出、超過高さ検出、及び熱特性（例えば、ピーク温度マッピング）が結合された、体積品質モデルを生成する方法の一実施形態の概略図である。このようにして、金属体は、コンピュータディスプレイを介して視覚化されて、収集２Ｄデータからの潜在的なドラッグ欠陥、超過高さ欠陥及び／又は不均一なピーク温度分布が、モデルに重ねられる。
【００９９】
幾つかの実施形態では、ＶＱＭは、（ＡＭ制御システム／コンピュータプロセッサへの入力として）ＡＭオペレータが見ることができるフィードバックで提供されて、ＡＭ構築は、ＡＭ構築パラメータの変更によっては修正できない重大な欠陥をＶＱＭが特定する場合に、（部分的なＡＭに対応する）部分的なＶＱＭに基づいて中断されてよい。幾つかの実施形態では、欠陥が注意される（必ずしも「欠陥」部品が生じるとは限らない）又は重大な欠陥が注意される（例えば、その特定の部品用途のために仕様に合格しない部品がもたらされる）場合に、ＶＱＭモデルは、制御システム及び／又はユーザにイエローフラッグ又はレッドフラッグアラートを提供するように構成される。
【０１００】
ある実施形態では、ＶＱＭを作成するために利用されるカメラのうちの１又は複数は、（例えば、機械の視点で見たときの）ＡＭ部品の平面図とは異なる位置に配置される。このため、カメラは、機械の視点とカメラ同士とに対して透視歪みを有する（可視カメラ対熱カメラ）。幾つかの実施形態では、透視歪みは、デジタルカメラの位置及び／又は視野角に起因する。
【０１０１】
本発明の１又は複数の実施形態では、それらカメラは、透視歪みに対して補正され、並びに／或いは、互いに及び／又はＡＭカメラの視野と容易に組み合わせ可能であるような可視カメラ及び熱カメラからの入力（画像）を、最終的なＶＱＭが含むように、透視歪みを低減及び／又は排除するように較正される。
【０１０２】
ある実施形態では、ＡＭシステムを較正する方法（ＡＭ機械、可視カメラ及び熱カメラは、三次元体積品質モデルを作成するように構成されている）が提供される。一実施形態では、この方法は、（例えば、容易に識別可能な複数の特徴を含むユニークなパターンを有する）較正構築部品のＡＭ構築中のカメラによる連続的な画像をキャプチャして、プロセッサを用いて画像を閾値処理して、部品画像のみを描写する工程と、プロセッサを用いて閾値化された画像を互いに加えて、較正部品全体の画像を生成する工程と、較正構築部品のｘ、ｙ座標／座標点（例えば、較正部品構築物の固有のパターン及び／又は特徴、具体的には、方形較正構築物パターンの端点）を取得する工程と、カメラ視点を有する較正構築物のｘ、ｙ座標を抽出する工程と、カメラ視点を有する較正構築物の座標を機械座標と比較する工程と、プロセッサを用いて透視変換行列を含む補正係数を作成する工程と、透視変換行列を用いてカメラ視点を修正されたカメラ視点に修正して、カメラ座標と互換性のある修正カメラ座標を提供する工程と、を含んでいる。
【０１０３】
幾つかの実施形態では、この方法は、修正カメラ座標を機械座標と統合して、カメラ画像から得られた（フィルタリング、抽出、及び／又は処理された形態の）情報を含む１組の座標を提供する工程をさらに含む。
【０１０４】
幾つかの実施形態では、上記の取得する工程は、カメラ視点の図において較正構築部品のエッジを検出する工程を含む。
【０１０５】
幾つかの実施形態では、（粉体ベースのＡＭ技術及びプロセスを利用するように構成された）ＡＭ機械は、熱カメラを用いて構成されており、可視カメラが提供される。例えば、熱カメラは、付加製造機械のレーザーの波長を遮断するノッチフィルタ、近赤外線バンドパスフィルタ、及び１つの中性濃度フィルタを伴った、デジタルＣＣＤギガビットイーサネット（登録商標）カメラから構成される。別の例として、可視カメラは、偏光子及びフォーカスレンズとともに、デジタルＣＣＤギガビットイーサネットカメラから構成される。ＡＭ機械が（例えば、既知の寸法の）特定のパターンを有する較正構築部品を構築すると、カメラは、本発明の１又は複数に従って共通座標系に対して較正される。既知の寸法の較正構築部品のパターンは、２つのカメラシステムの座標系を共通の機械座標系に変換することを可能にする。これにより、システムの全て（カメラと機械）が共通の座標系で動作することができる。故に、２つのカメラは、ＡＭ構築プロセス中に連続画像をキャプチャし、欠陥又は他の特徴を示す情報を単一の機械座標系にコンパイルして、カメラ画像内の任意の透視歪みも除去することができる。
【０１０６】
故に、層が構築されると、カメラは、較正された（訂正された）可視画像及び較正された（訂正された）熱画像が得られるように、付加機械に設定及び同期される。可視画像及び熱画像は、層の情報（例えば欠陥を示す）についてプロセッサを用いて処理されて、処理された情報は二次元ファイル／マップに組み込まれ（処理され）、記録リストに保存される。次に、記録リストをコンパイル／処理して、連続する層の何れかにて欠陥のマップを詳細に示す三次元体積品質モデルが生成される。
【０１０７】
幾つかの実施形態では、ＶＱＭは、ＳＴＬ／ｃａｄモデルと比較される。幾つかの実施形態では、ＶＱＭは、ＮＤＥ分析データと比較される。
【０１０８】
幾つかの実施形態では、ＶＱＭモデルは、非破壊評価方法（例えば、超音波、Ｘ線、又はＣＴ検査）によって得られた分析検査結果と比較され、欠陥のＮＤＥ結果を解釈する助けになる。
【０１０９】
幾つかの実施形態では、ＶＱＭモデルは、ＡＭ部品の製造中に、部品を試験し、及び／又はその場で欠陥を評価するために、ＮＤＥ分析技術の代わりに使用される。
【０１１０】
幾つかの実施形態では、この方法は、可視カメラ視点を含んでいる。幾つかの実施形態では、この方法は、熱カメラの視点を含んでいる。
【０１１１】
幾つかの実施形態では、カメラの１つは較正されるが、他のカメラは較正及び修正されない。
【０１１２】
幾つかの実施形態では、両方のカメラが較正され、それらの視点について補正される。熱カメラと可視カメラは互いに異なっており、熱カメラと可視カメラの各々は、ＡＭ構築プラットフォームの機械視点（歪んでいない機械視点）とは異なる視点（例えば、それぞれの視点は歪んだ視点である）で構成されている。
【０１１３】
幾つかの実施形態では、較正部品構築に対する較正方法は、ＡＭ部品構築の前に完了して、熱カメラ視点歪み及び可視カメラ視点歪みの各々は、一様な座標を提供するように補正される（例えば、１組の座標へと機械の視点と共に統合される）。これにより、本発明に基づく三次元体積品質モデルの１又は複数の実施形態を与える／生成するために、プロセッサ用いて容易に処理される入力を提供するように、カメラが較正される。この実施形態では、各画像画素の位置が、各カメラの均一な問題の粉末床の個々の位置に関連するように、補正された視点は、補正されたデジタル画像（例えば一連の座標）をもたらす。
【０１１４】
デジタルカメラについて言及しているが、様々な実施形態は、ビデオカメラ（一連のスチル）及び／又は非デジタルカメラ（例えば、画像をキャプチャするためにフィルムを使用する）を用いて完成できることに留意のこと。
【０１１５】
コンピュータ／制御システム（プロセッサ及び／又はメモリ）に関しては、コンピュータは、（例えば、ネットワークを介して、他のコンピューティングデバイス（例えば、サーバなど）との間で）情報／メッセージを送信及び受信することができる任意のコンピューティングデバイスを含むことに留意のこと。コンピューティングデバイスは、ラップトップ、パーソナルコンピュータ、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、ネットワークＰＣ、及び／又はプログラマブル家電（例えば、カメラ）を含んでいる。コンピュータ／制御システムは、コンポーネント及び／又は他のコンピューティングデバイス間の通信を可能にするために、無線又は有線で構成することができる。注目すべきは、本明細書で説明される１又は複数の実施形態は、任意の適切なコンピュータシステムハードウェア及び／又はコンピュータシステムソフトウェアを使用して実装できることである。これに関して、当該分野における通常の知識を有する者は、使用できるコンピュータハードウェアの種類（例えば、メインフレーム、ミニコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ネットワーク（イントラネット及び／又はインターネット）、使用できるコンピュータプログラミング技術の種類（例えば、オブジェクト指向プログラミング）、使用できるコンピュータプログラミング言語の種類（例えば、ラボビュー、Ｃ＋＋、ベーシック、ＡＪＡＸ、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ（登録商標）など）に十分に精通している。上述した例は例示であって、限定的ではない。本発明の様々な実施形態を詳細に説明したが、これらの実施形態の変更及び改変が想起されることは当業者には明らかである。しかしながら、そのような変更及び改変は、本発明の精神及び範囲内にあることは明確に理解されるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【国際調査報告】
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