标记物体的制备方法 |
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| 申请号 | CN201080042718.7 | 申请日 | 2010-09-16 | 公开(公告)号 | CN102574331A | 公开(公告)日 | 2012-07-11 |
| 申请人 | 西门子公司; | 发明人 | H.皮尔兹; O.雷姆; M.沙佛; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及标记物体的制备方法。为了能够以特别灵活的方式实现标记，本发明建议，通过添加制备方法制备该物体，其中在添加制备方法期间在所述物体中形成至少一种标记手段(50)。该方法在构造标记中实现了多种 自由度 。例如，可以使用该方法以更简单的方式在添加制备方法期间在物体内部插入二维或三维结构。额外地或备选地，可以改变制备参数，无论是否随机地或确定性地引起 密度 波动 。例如，可以制备多孔结构(70)作为标记手段。还可以在所述物体中保留未经处理的基材或保留经其他处理的基材，从而形成该标记手段。 | ||||||
| 权利要求 | 1.标记物体(10)的制备方法， |
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| 说明书全文 | 标记物体的制备方法[0002] 每年由于产品伪造和产品剽窃而导致企业的经济损失在约五十亿欧元的级数范围，可以由例如德国公开说明书DE 102006005927A1获知。特别是迎合吸引性市场(attraktive )的产品常常被产品剽窃者复制并配销。产品剽窃者由于其利润不包括经常是非常高的初始研发成本而获利。使用这类产品复制品的消费者常常会冒着购买低质量产品的风险，而这些低质量产品不能满足具体的要求，或者未通过相应要求的质量检查(Qualifizierungsprozess)。这些问题特别与用于复杂设备和体系如燃气轮机和蒸汽轮机的备件供应市场相关。如果消费者违反合同使用了低质量的配件而导致了系统故障或损坏，那么供应商面临着不得不证实这是消费者责任的问题，从而保护供应商的设备和系统的质量。 [0003] 较长时间以前就已经知道例如通过激光记录方法或者使用全息图可见地标记产品。同样已知的是通过不能被产品剽窃者方便地检测但是原始生产商可以使用相当简单的手段进行检查的隐藏标记的方式提供的鉴别符。 [0004] 制造标记物体(markierter Gegenstand)的方法例如从德国专利说明书DE102006030365B3已知。在该目前已知的方法中，使用金属铸造方法制造涡轮叶片，其中标记手段(Markierungsmittel)被包封在涡轮叶片中。 [0005] 本发明的任务在于提供一种标记物体的制备方法，使用该方法可以特别灵活的方式实现标记，例如同时实现不同的标记类型。 [0007] 相 应 地，根 据 本 发 明 提 供 的 是 通 过 添 加 制 备 方 法 (additives Herstellungsverfahren)制备物体，其中，在添加制备方法期间在物体中形成至少一种标记手段。 [0008] 本发明方法的一个基本优势是其在构造标记中实现了大量的自由度。例如，根据本发明的方法可以用于在添加制备方法期间以非常简单的方式将二维或三维结构隐藏在物体的内部中，例如隐藏在空腔中。额外地或者备选地，在添加制备方法期间可以随机地或确定性地改变制备参数，从而产生密度波动。在这种情况中，密度波动构成了标记手段。根据本发明提供的添加制备方法因此允许单独地或彼此组合地使用不同的标记手段。 [0009] 本发明方法的另一个基本优势是，其可以非常快速且成本有效的方式实施，这是因为物体和标记可以通过相同的方法制备，也就是说同时制备。 [0010] 添加制备方法本身在其他技术领域中是已知的。仅示例性地参考文献“Wohlers Report 2008”(Terry T.Wohlers，Wohlers Associates Inc.，Fort Collins，CO，USA，ISBN0-9754429-4-5)。该文献包括添加制备方法如何具体实施的实例。 [0011] 所述至少一种标记手段优选包封或埋植在所述物体中。 [0012] 为了检 测包含 在标记 物体(markierter Gegenstand)中的 标记手 段(Markierungsmittel)，可以使用多种检测手段。例如，可以使用辐射经过物体的方法(durchstrahlende Verfahren)，例如基于平面或二维分辨率的X射线辐射或者基于三维分辨率的计算机X线层扫描术(Computertomographie)，对物体中的局部密度差异进行检测和成像。 [0014] 备选地或者额外地，可以使用热方法使标记可见。就此而言，可以提及的一种这类方法为活动热成像，该方法实现了二维分辨率，并且显示了局部热导率的差异和由此显示了标记物体内部的局部密度差异。 [0015] 还可以使用电磁方法。就此而言，可以提及的实例为感应(induktiv)测量方法，在该方法中，使用例如活动传感器产生磁场，并且通过传感器线圈的感应电动势指示由于标记物体中的局部密度差异所产生的磁场变化。 [0016] 其他磁性检测方法也是合适的，磁性材料埋植在物体中以标记物体。 [0017] 因此，标记物体可以特别简单和有利地以层的形式进行制备。优选地，第一粉体层使用能量束而局部地熔融从而形成第一材料层；接着进一步的粉体层一层一层地施用到所述第一材料层上，该进一步的粉体层在各情况中局部熔融从而形成进一步的材料层。在这种方式中，标记物体通过多个单独的层以一个叠加在另一个之上所形成。 [0018] 备选地，还可以使用液体层代替粉体层，该液体层可以使用能量束局部固化使得标记物体以这种方式从层中组成(zusammensetzen)。 [0020] 为了控制能量束，优选处理CAD数据，所述CAD数据通过体积模型或表面模型的方式描述待标记的物体。出于处理的目的，所述CAD数据优选在添加制备方法之前或期间转化成层数据，其中每层相应于待标记物体在有限层厚度内的横截面。待标记物体的横截面几何在添加制备方法期间优选通过线型曝光外部轮廓(linienartige Belichtung der Konturen)和面曝光待填充的横截面( Belichtung der zufüllenden Querschnitte)的方式制备。所述线型曝光在点型特征性电子束的情况中优选通过相应的束移动来实现。面曝光可以例如通过连续实施线型曝光过程来进行。 [0021] 标记可以特别简单且有利地通过以随机或确定性方式在添加制备方法期间改变一个或多个制备参数而形成，以及通过局部改变物体内部的材料性质例如通过局部密度变化而形成标记。 [0022] 根据本发明一个特别优选的实施方案，在待标记的物体中例如在待标记物体内部的空腔中制备多孔结构，并且通过多孔结构的孔分布形成标记手段。在该实施方案中，可以例如基于在数据库中存储的孔分布通过比较待检测物体的目前的孔分布与存储在数据库中的原物体的孔分布确定该物体是否为原物体：如果目前的孔分布和存储的孔分布匹配，那么检测物体为原物体，如果它们不匹配，那么该物体为另一物体，例如未经授权的仿造品。孔结构例如可以为烧结结构(Sintergefüge)。 [0023] 多孔结构( Gefüge)可以特别简单地且因此有利地通过将具有不同于那些用于制备材料层的参数的参数的能量束瞄准到基材(粉体层或液体层)上来形成。用于制备多孔结构的参数优选以随机方式变化，从而在该结构内部形成无规的孔分布。例如，能量束的能量密度在制备多孔结构期间随机地变化，并且因此在该结构内部形成无规的孔分布。这种随机的孔分布不太可能被复制，从而确保了最佳的复制保护。 [0024] 额外地或者备选地，在待标记的物体中或者在待标记物体的空腔中可以插入与用于添加制备方法的材料不同的材料。优选地，使用具有不同密度、不同电容率和/或不同渗透性的材料。优选地，插入磁性材料作为标记手段。 [0025] 备选地或者额外地，未经处理的或经过不同处理的基材(例如未熔融的或以不同方式熔融的粉体层材料或未固化的或以不同方式固化的液体层材料)可以在添加制备方法期间保留或生成在待标记的物体中或者待标记物体内部的空腔中，从而使得由此基材形成标记手段，例如通过其密度波动的方式。术语“基材”是指用于所述添加制备方法的材料。 [0026] 备选地或者额外地，二维或三维编码形式的标记手段可以形成在待标记的物体中或待标记物体内部的空腔中；这种标记手段优选在添加制备方法期间或者通过添加制备方法形成。例如，标记手段可以形成为条形码的形式和/或具有校验码的标记手段的形式。 [0027] 具体地，在复杂的体系和设备例如燃气轮机或蒸汽轮机中，产品仿造造成了巨大的经济损失。因此，如果上述的标记方法用于燃气轮机或蒸汽轮机的部件中，那么这被认为是有利的。优选地作为标记物体制备的有轮机叶片(Turbinenschaufel)，特别是转子叶片(Laufschaufel)、导向叶片(Leitschaufel)或压缩机叶片(Kompressorschaufel)。 [0029] 图1显示了标记物体的示例性实施方案，基于该实施例通过示意性方式解释根据本发明的不同方法； [0030] 图2显示了一种物体的示意性实施例方案，在该物体中通过磁性材料形成标记； [0031] 图3显示了一种物体的示意性实施例方案，在该物体中未经处理的材料用于标记，在添加制备方法期间使用该未经处理的材料用于制备所述物体，和 [0032] 图4显示了一种物体的示意性实施例方案，在该物体中通过具有随机孔分布的多孔结构形成标记。 [0033] 出于清楚性目的，对于各图中相同或相当的部件总是使用相同的附图标记。 [0034] 图1显示了标记物体的示例性实施方案，该标记物体具有附图标记10。 [0035] 标记物体可以为例如燃气轮机或蒸汽轮机中的部件，例如轮机叶片。 [0036] 图1显示了穿过物体10的两个不同的横截面，附图标记为A和B。附图标记C表示穿过物体纵截面。 [0037] 如果然后沿着检测方向R检测标记物体10，那么取决于检测方法或检测类型可以发现隐藏在平面A和B中的标记手段。基于标记手段，接着可以确定该标记物体是否为原物体或复制品。例如，可以实施检测以确定该标记是否匹配存储在数据库中的标记。如果在数据库中可以发现相应的标记，那么物体10为原物体；如果在数据库中不能发现相应的标记，那么该物体为未经授权的复制品。 [0038] 图2显示了对根据图1的物体10进行标记的示意性实施方案。图2的左图显示了材料层30，其位于横截面A中。在图2的中图显示了材料层40，其位于横截面B中。在图2的右图中，显示了根据图1的平面C。 [0039] 在制备根据图1的物体10期间，也就是说在应用和固化材料层30和40期间，形成了附图标记为20的孔或空腔。空腔20通过在实施添加制备方法期间中断制造工艺并且通过采用合适的设备除去在添加制备方法期间使用的未经固化的基材(粉体或液体)而生成。该除去生成了空腔20。 [0040] 在空腔20被完全封闭前，它们完全或部分地填充了标记材料，例如，磁性材料。以这种方式填充的空腔20形成了物体10的标记手段50。标记手段50可以例如通过磁性测量方法检测到，并且可以通过合适的电学评估装置进行评估。 [0041] 综上，根据图2的实施方式中的标记手段50是通过完全或部分填充了另一种材料例如磁性材料的洞或空腔所形成的。 [0042] 参考图3，针对制备根据图1的标记物体10的方法，下文将解释另一实施例。图3显示了材料层30，其位于根据图1的横截平面A中。其还显示了材料层40，其位于根据图1的横截平面B中。 [0043] 为了形成物体10的标记手段50，在材料层30中，基材(粉体材料或液体材料)未熔融或未固化地保留在横截面A中。在添加制备方法期间，将进一步的材料层施用至材料层30上，使用该进一步的材料层将未熔融的粉体材料或未固化的液体材料作为标记50埋植或包封在物体10中。通过例如横截面B中的材料层40形成覆盖或包封的材料层。 [0044] 通过添加制备方法的未固化的或未处理的基材(粉体材料或液体材料)形成的标记手段50可以构造成二维或三维的，并且形成编码，例如字母数字形式的编码或者条形码。校验码或其他符号也可用作标记手段50。 [0045] 根据图3的标记手段50可以通过例如测量技术检测密度差异来检测，所述密度差异例如位于固体和粉体/液体的过渡区的交界面，或者通过一方面检测固化的材料层30和40之间的不同热属性以及另一方面检测通过未经处理的基材(粉体或液体)形成的标记手段50来检测。 [0046] 除了未固化或未经处理的基材之外，还可以使用以不同方式固化或以不同方式处理的基材用于标记。 [0047] 参照图4，下面将解释如何使用多孔结构标记根据图1的物体10。图4还显示了材料层30，其设置在横截面A中。此外，其还显示了位于横截面B中的材料层40。 [0048] 从图4中可以看出，三维多孔结构70形成在材料层30和40中，其中多孔结构70具有多个单独的孔80。孔80在多孔结构70中的设置是随机的。 [0049] 图4中所示的孔结构70可以例如通过在添加制备方法期间随机或确定性地局部改变用于制备材料层30和40的基材(粉体或液体)的熔融或固化来制备。例如，用于熔融或固化基材的能量束的能量密度局部地变化。 [0050] 例如，通过参数变化可以烧结结构形成多孔结构。这种烧结结构可以通过连接粉体样基材的晶粒 来形成，这些晶粒经由已知为烧结颈 的部分连接。在这种情况中，空腔位于粉体晶粒之间，所述空腔一般含有在制备物体时使用的环境气体或加工气体。这种烧结结构由于晶粒在粉体装料(Pulverschüttung)中的随机分布而具有无序构造，由此使用这种方法获得各物体具有不可复制且因此独特的鉴别符。 [0051] 如果图4中示出的多孔结构70在制备物体10期间或者之后通过测量技术手段被捕获，并且例如以电子形式存储在数据库中，那么就可以在稍后的阶段在任何时刻确定待检测的物体是否为根据图1的物体10时：到此时，可以在相应的位置搜索孔分布，如果可以发现这类孔分布的话，将其与存储在数据库中的孔分布进行比较。如果孔分布之间是匹配的，那么该物体就为原物体，否则就会仿制品。 |
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