发明创造名称：添加制造部件的质量控制
外观设计名称：
决定号：184031
决定日：2019-07-17
委内编号：1F254307
优先权日：2013-07-19
申请（专利）号：201480034533.X
申请日：2014-06-19
复审请求人：波音公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：王新力
合议组组长：刘歆洁
参审员：张晓艳
国际分类号：B29C67/00;G05B1/00;B22F3/105
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：发明要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别特征，如果其他现有技术没有公开该区别特征，也没有证据表明其属于本领域公知常识，则认为现有技术没有给出采用该区别特征解决相应技术问题的启示。
全文：
本复审请求涉及申请号为201480034533.X，名称为“添加制造部件的质量控制”的发明专利申请（下称“本申请”）。本申请的申请人为波音公司，申请日为2014年6月19日，优先权日为2013年7月19日，公开日为2016年2月3日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门审查员于2018年3月26日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-4、6-8不具备专利法第22条第3款规定的创造性，并在其他说明部分给出了权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性的理由。驳回决定所依据的文本为：2015年12月17日提交的说明书第1-140段、说明书附图、说明书摘要、摘要附图；2017年12月8日提交的权利要求第1-8项。
驳回理由认为：权利要求1要求保护一种用于从一系列层加工出加工部件的制造和质量控制方法，其与对比文件3（CN1921970A，公开日为2007年2月28日）的区别特征在于：重复所述顺序形成步骤和所述同步获取步骤，直到所述系列层中的每一个层被形成到所述加工部件中为止，以累积来自所述一个或更多个层的逐层尺度数据并且创建完工的加工部件的3D模型；比较所述几何描述与所述完工的加工部件的尺度数据；利用3D光学扫描同步获取逐层尺度数据，其中，所述几何描述是3D表面表示，并且所述尺度数据是3D表面表示；基于该区别技术特征，确定本申请实际要解决的技术问题为允许对添加制造部件的有效质量控制，然而上述区别特征属于本领域的常规技术手段，因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-4、6的附加技术特征或被对比文件3公开或为本领域的公知常识，因此也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求7要求保护一种添加制造设备，对比文件3公开了一种为通过自由形状烧结或熔化制造产品生成控制数据组的方法和装置以及用于制造该产品的装置，当权利要求1的方法不具备创造性时，本领域技术人员设置被编程成控制根据权利要求1所述的方法的控制器，属于本领域的常规技术手段，因此权利要求7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求8的附加技术特征或被对比文件3公开或为本领域的公知常识，因此也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定的其他说明部分认为，权利要求5的附加技术特征也不需要本领域技术人员付出创造性的劳动就可获得，因此也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种用于从一系列层(62)加工出加工部件(60)的制造和质量控制方法，该方法包括以下步骤：
顺序形成步骤，从原材料(58)并且基于几何描述(50)，利用添加制造来顺序形成所述系列层(62)中的一个或更多个层(62)，以形成至少局部完成的过程中部件(64)；
同步获取步骤，利用3D光学扫描同步获取与所述一个或更多个层(62)有关的逐层尺度数据(54)；
重复所述顺序形成步骤和所述同步获取步骤，直到所述系列层(62)中的每一个层(62)被形成到所述加工部件(60)中为止，以累积来自所述一个或更多个层(62)的逐层尺度数据(54)并且创建完工的加工部件的3D模型；以及
比较(16)步骤，比较(16)所述几何描述(50)与所述完工的加工部件的尺度数据(54)，
其中，所述几何描述(50)是3D表面表示，并且所述尺度数据(54)是3D表面表示。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述同步获取步骤包括以下步骤：在形成所述系列层(62)中的每一个层(62)之后，获取与所述过程中部件(64)有关的尺度数据(54)。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述比较(16)步骤通过计算机(38)执行，并且包括以下步骤中的至少一个：报告所述尺度数据(54)与所述几何描述(50)之间的差异，以及向显示装置输出表示所述比较的图像。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述比较(16)步骤包括以下步骤：计算所述尺度数据(54)与所述几何描述(50)之间的测量差。
5. 根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
如果所述测量差在预定容差极限之外，则指示需要后期加工处理。
6. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述顺序形成(12)步骤包括基于形成参数而顺序形成(12)的步骤，所述方法还包括以下步骤：
基于所述测量差来调节所述形成参数；
其中，所述形成参数包括以下各项中的一个或更多个：处理速度、分辨率、原材料成分、温度、以及施加至原材料(58)的能量。
7. 一种添加制造设备(30)，该添加制造设备(30)包括：
沉积装置(32)；
尺度测量装置(34)；以及
控制器(36)，该控制器(36)被编程成控制根据权利要求1所述的方法；
其中，所述沉积装置(32)被配置成执行所述顺序形成步骤，并且其中，所述尺度测量装置(34)被配置成执行所述同步获取步骤。
8. 根据权利要求7所述的设备，所述设备还包括：
加工室(40)，在所述加工室(40)内，所述沉积装置(32)被配置成执行所述顺序形成步骤；
其中，所述尺度测量装置(34)包括位于所述加工室(40)内的能量发射器(43)和能量检测器(42)。”
申请人（下称“复审请求人”）对上述驳回决定不服,于2018年6月21日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书。具体修改如下：在权利要求1中加入特征“其中，所述比较（16）步骤包括以下步骤：计算所述尺度数据（54）与所述几何描述（50）之间的测量差；以及如果所述测量差在预定容差极限之外，则指示需要后期加工处理，其中，所述后期加工处理包括以下中的一个或多个：从加工部件（60）去除虚假特征、去除支承结构、对加工部件（60）进行表面抛光、退火加工部件（60）、硬化加工部件（60）、清洁加工部件（60）、以及涂覆加工部件（60）”，并且删除原权利要求4-5。复审请求人认为：对比文件3并不累积利用3D光学扫描获取的来自所有层的逐层尺度数据，没有任何地方提及或教示创建完工的加工部件的3D模型。而且，对比文件3没有公开“3D表面表示”，对比文件3执行过程中控制，以确保产品精度和尺寸精确性。因此，在使用来自层的测量数据修正下一层的形成或终止加工过程之后，不再进一步需要层数据。层级别的操作意味着对比文件3限于逐层进行测量和验证，而不是对整个部件进行测量和验证。在制造过程完成或者制造过程在完成前终止时，制造过程己经修正了之前检测到的错误，没有必要再评估完整的加工部件的保真度。在对比文件3的基础上，本领域技术人员不会有动机进行改进以得到本申请的方案，因为假如按照本申请累积利用3D光学扫描获取的逐层3D表面表示尺度数据并且部件完工后再比较几何描述与完工的加工部件的尺度数据，则将导致对比文件3的方案完全无法实施，无法根据逐层的比较结果修正控制数据组来控制或引导激光束，进而无法实现其提高所要制造产品的精度和尺寸精确性的目的。因此，本申请权利要求具备创造性。
复审请求时新修改的权利要求1如下：
“1. 一种用于从一系列层(62)加工出加工部件(60)的制造和质量控制方法，该方法包括以下步骤：
顺序形成步骤，从原材料(58)并且基于几何描述(50)，利用添加制造来顺序形成所述系列层(62)中的一个或更多个层(62)，以形成至少局部完成的过程中部件(64)；
同步获取步骤，利用3D光学扫描同步获取与所述一个或更多个层(62)有关的逐层尺度数据(54)；
重复所述顺序形成步骤和所述同步获取步骤，直到所述系列层(62)中的每一个层(62)被形成到加工部件(60)中为止，以累积来自所述一个或更多个层(62)的逐层尺度数据(54)并且创建完工的加工部件的3D模型；
比较(16)步骤，比较(16)所述几何描述(50)与所述完工的加工部件的尺度数据(54)，其中，所述比较(16)步骤包括以下步骤：计算所述尺度数据(54)与所述几何描述(50)之间的测量差；以及
如果所述测量差在预定容差极限之外，则指示需要后期加工处理，其中，所述后期加工处理包括以下中的一个或多个：从加工部件(60)去除虚假特征、去除支承结构、对加工部件(60)进行表面抛光、退火加工部件(60)、硬化加工部件(60)、清洁加工部件(60)、以及涂覆加工部件(60)，
其中，所述几何描述(50)是3D表面表示，并且所述尺度数据(54)是3D表面表示。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年6月29日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，对比文件3公开了逐层进行比较、修正，从而制备尺寸精确的3D成品，然而在对比文件3公开上述内容的基础上，如果不需要过高的精度，或者需要提高制造速度，本领域技术人员容易想到先制备3D成品并获取数据，最后经成品的数据与所预期的数据进行比较，并根据比较结果对成品进行相应的后处理，申请人所列举的“从加工部件(60)去除虚假特征、去除支承结构、对加工部件(60)进行表面抛光、退火加工部件(60)、硬化加工部件(60)、清洁加工部件(60)、以及涂覆加工部件(60)”也都是本领域常规的加工方法，综上，在对比文件1的基础上，本领域技术人员不需要花费过多劳动力就可以想到本申请的技术方案，并且本申请并未发现任何优于对比文件3的技术效果。因此，复审请求人的上述意见陈述不具有说服力，因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）关于审查文本
复审请求人在提交复审请求时提交了经修改的权利要求书，因此本次复审决定针对的文本如下：2015年12月17日提交的说明书第1-140段、说明书附图、说明书摘要、摘要附图；2018年6月21日提交的权利要求第1-6项。
（二）关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
发明要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别特征，如果其他现有技术没有公开该区别特征，也没有证据表明其属于本领域公知常识，则认为现有技术没有给出采用该区别特征解决相应技术问题的启示。
权利要求1要求保护一种用于从一系列层加工出加工部件的制造和质量控制方法。
对比文件3公开了一种为通过自由形状烧结或熔化制造产品生成控制数据组的方法，并具体公开了（参见说明书第5页第4行至第8页第12行，图1-7）：“在第一步骤23中，由控制装置11输入所要制造产品的额定几何形状数据。在继续的步骤24中，控制装置11确定补偿数据组和/或补偿函数。在继续的步骤25中，进行补偿数据组的组合和/或补偿函数在产品的额定几何形状数据上的应用，以生成用于控制激光束8的数据组。在继续的步骤26中，激光束8借助该控制数据组控制或引导。在一种特殊的实施例中，激光烧结或激光熔化期间在继续的步骤27中以光学方式测量产生的产品。在下面的步骤28中，将按照这种方式获得的测量数据与产品的额定几何形状数据进行比较。在接下来的步骤29中，控制数据根据可能的所确定偏差进行修正，使得随后借助修正的控制数据组控制或引导激光束”。即对比文件3公开了一种用于从一系列层加工出加工部件2的制造和质量控制方法，该方法包括以下步骤：顺序形成步骤，从原材料并且基于补偿数据组和/或补偿函数（相当于几何描述），利用添加制造来顺序形成所述系列层中的一个或更多个层，以形成至少局部完成的过程中部件；同步获取步骤，同步获取与所述一个或更多个层的至少一部分有关的尺度数据；以及比较步骤，比较所述几何描述与所述尺度数据，因为修正过程必然涉及计算尺度数据和几何描述之间的差异，因此对比文件3也隐含公开了计算所述尺度数据(54)与所述几何描述(50)之间的测量差；重复所述顺序形成、同步获取以及比较步骤，直到所述系列层中的每一个层被形成到所述加工部件2中为止。
对比文件1（CN103056362A，公开日为2013年4月24日）公开了一种热处理期间的实时帽整平，并具体公开了（参见说明书第29-42段，图1-5）示例性添加制造机器10提供了在热处理过程期间对零件的顶表面42的几何形状的监测，从而能够识别该几何形状的任何超出公差的状况。使用超出公差的顶表面42的所限定的地形，基于该地形来执行上表面或顶表面42上的材料的一层一层地反复熔融，以整平顶表面42；测量装置包括用于测量零件16的参数的激光轮廓曲线仪40，在该示例中，所述参数是顶表面平面度；测量装置40可用于在施用各层或多层之后实时地检验顶表面。而且，控制器28可执行所限定的协议直到完成，然后开始顶表面的检验测量。一旦顶表面42处于期望平面度范围内，则可以开始或再次开始零件的进一步制造。即对比文件1公开了一种用于从一系列层加工出加工部件的制造和质量控制方法，该方法包括以下步骤：顺序形成步骤，从原材料并且基于几何描述，利用添加制造来顺序形成所述系列层中的一个或更多个层，以形成至少局部完成的过程中部件；同步获取步骤，同步获取与所述一个或更多个层的至少一部分有关的尺度数据；以及比较步骤，比较所述几何描述与所述尺度数据，因为修正过程必然涉及计算尺度数据和几何描述之间的差异，因此对比文件1也隐含公开了计算所述尺度数据与所述几何描述之间的测量差；重复所述顺序形成、同步获取以及比较步骤，直到所述系列层中的每一个层被形成到所述加工部件2中为止。
对比文件2（CN1582451A，公开日为2005年2月16日）公开了一种使用激光包层和激光辅助的直接金属制造工艺中的图像成像和图像处理技术实时监测和控制淀积高度的方法和系统，并具体公开了（参见说明书第4页第21行-第5页第5行，以及第8页第20-23行）：该系统包括激光发生器，用于通过激光束照射在样本的表面形成熔池；束传输装置，用于传输由激光束发生器所产生的激光束；束聚焦装置，用于聚焦通过束传输装置所传输的激光束；包层材料进料器，用于向通过由束聚焦装置聚焦的激光束所辐射在样本表面形成的 熔池供给包层材料；传递系统，用于通过位于z轴方向的束聚焦装置在包层工艺中保持激光束的焦距不变，并沿着激光束附近的加工路径自由地传递样本，从而在样本固定于x和y轴工作台的情况下完成激光包层；CAD/CAM装置，用于在三维CAD 数据的基础上产生诸如加工路径之类的成形信息，并传输该成形信息；图像成像装置（相当于检测装置），用于实时获得熔池的图像并传输熔池的图像；图像处理装置，用于接收熔池的图像，在熔池图像的基础上来计算熔池的位置和高度，并传输所计算的数值；以及控制系统，用于控制和监测元件，从CAD/CAM装置接收成形信息并完成激光包层， 以及接收有关熔池的信息并实时控制工艺参数从而使包层的位置和高度达到目标值。图像处理装置计算熔池的位置和高度，且该计算的值以ASCII数据的形式实时传输到控制系统。控制系统可实时控制工艺参数，从而在从CAD/CAM装置实时接收到的剖面成形信息以及从图像处理装置实时接收到的熔池高度数据的基础上，形成具有对应两维信息的形状和厚度(高度)的包层（公开了实时检测和修正，并隐含公开了将“CAD/CAM装置实时接收到的剖面成形信息以及从图像处理装置408实时接收到的熔池高度数据”进行比较的步骤）。即对比文件2公开了一种用于从一系列层加工出加工部件的制造和质量控制方法，该方法包括以下步骤：顺序形成步骤，从原材料并且基于CAD/CAM装置实时接收到的剖面成形信息（相当于几何描述），利用添加制造来顺序形成所述系列层中的一个或更多个层，以形成至少局部完成的过程中部件；同步获取步骤，同步获取与所述一个或更多个层的至少一部分有关的尺度数据；以及比较步骤，比较所述几何描述与所述尺度数据，因为修正过程必然涉及计算尺度数据和几何描述之间的差异，因此对比文件2也隐含公开了计算所述尺度数据与所述几何描述之间的测量差；重复所述顺序形成、同步获取以及比较步骤，直到所述系列层中的每一个层被形成到所述加工部件中为止。
权利要求1与对比文件1-3的区别均在于：重复所述顺序形成步骤和所述同步获取步骤，直到所述系列层中的每一个层被形成到所述加工部件中为止，以累积来自所述一个或更多个层的逐层尺度数据并且创建完工的加工部件的3D模型；比较所述几何描述与所述完工的加工部件的尺度数据，计算所述尺度数据与所述几何描述之间的测量差，如果所述测量差在预定容差极限之外，则指示需要后期加工处理，其中，所述后期加工处理包括以下中的一个或多个：从加工部件去除虚假特征、去除支承结构、对加工部件进行表面抛光、退火加工部件、硬化加工部件、清洁加工部件、以及涂覆加工部件；利用3D光学扫描同步获取逐层尺度数据，其中，所述几何描述是3D表面表示，并且所述尺度数据是3D表面表示。
根据上述区别特征，可以确定本申请实际解决的技术问题是：在对部件内部结构精度要求不高的情况下，如何进行简单有效的质量检测和控制。
为了解决上述技术问题，本申请采用了“重复顺序形成步骤和同步获取步骤，直到系列层中的每一个层被形成到加工部件中为止，以累积来自一个或更多个层的逐层尺度数据（通过3D光学扫描获取的3D表面表示）并且创建完工的加工部件的3D模型，并且比较几何描述（3D表面表示）与完工的加工部件的尺度数据（3D表面表示）。计算尺度数据与几何描述之间的测量差，如果测量差在预定容差极限之外，则指示需要后期加工处理”这样的技术方案，也就是说本申请逐层扫描表面数据后，在产品完成后，将扫描的数据整合成3D模型与初始数据进行比较，再根据比较结果进行后处理，从而筛选出表面形状合格的产品。
然而对比文件1-3公开的技术方案是在激光烧结或熔化期间以光学方式测量产品，即在材料层的照射期间和/或之后测量产品正在产生或已经产生的轮廓，并且将测量数据与产品初始几何形状数据组的数据进行比较，以便在形成下一层之前对控制数据组进行修正；即对比文件1-3中的质量控制均采用“实时修正”的方式，按照上述方式，在制造过程中已经修正了之前检测到的错误，没有必要再评估完整的加工部件的保真度。可见 ，本申请所要求保护的技术方案与对比文件1-3公开的技术方案在技术问题、技术方案和技术效果上都存在明显不同，因此在对比文件1-3的基础上，本领域技术人员不会有动机进行改进以得到本申请的方案。
此外，由于对比文件1-3中采用逐层检测逐层修正的方式进行，势必需要在制造产品的下一个要形成的层之前就考虑激光烧结或激光熔化造成的加工技术影响，并作出相应的处理，也就是说，对比文件1-3执行过程中控制，以确保产品精度和尺寸精确性，这样的处理方式，在生产某些“对内部结构（如裂纹、褶皱、材料均匀性等）要求不高仅要求表面形状符合要求的产品”时，必然会导致生产工艺的复杂、效率的降低和成本的增加，而本申请的技术方案中由于采用逐层扫描记录、产品完成后再整体比较的方式进行，工艺相比较对比文件1-3的技术方案而言大大简化，在生产“对内部结构要求不高仅要求表面形状符合要求的产品”时，能够降低成本和提高效率。
综上，在对比文件1-3的基础上无法获得技术启示得到本申请的技术方案，因此在现有证据的基础上，不能认为该权利要求1的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的。即通过复审请求人对申请文件的修改，驳回决定和前置意见中关于权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性的理由不再能成立。在此基础上，驳回决定和前置意见中关于本申请权利要求2-6不具备创造性的理由也不能成立。
根据上述事实和理由，合议组作出如下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年3月26日对本申请作出的驳回决定。在本决定针对的文本的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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