[其他]增材制造系统中的预测流量控制响应

说明书

增材制造系统(100)，包括具有马达(220)和压力传感器(232)的挤出机(150)。滤波器(700)接收马达(220)的速度值(540)，并根据所述速度值(540)产生预测预测压力值(702)。响应阈值模块(706，708)基于所述预测压力值(702)设置响应阈值压力值，使得当所述响应阈值压力值处于来自所述压力传感器的所述压力值(508)和所述预测压力值之间(702)时，执行响应(516，518)。

背景技术

增材制造，也称为3D打印，描述了一组技术，其具有增加材料以形成3D 部件的共同特征，而不是像传统加工中那样减去材料。使用增材制造技术，可以从数字模型打印几乎任何形状的三维立体物体。

增材制造技术可用于原型设计(已经使用多年)，也即可以用于最终用途的生产部件。对于最终用途部件生产，希望打印净形零件或近净形零件(即，与作为源数据文件提供的数字图像非常接近地匹配的零件，因此需要很少或不需要后打印处理以获得所需的零件尺寸和形状公差)。

在基于挤出的增材制造中，部件被逐层打印出来，每层挤出到先前沉积的层上。挤出层通过挤出机被挤出打印头中的喷嘴，挤出机可以采用粘度泵的形式。

在用于增材制造应用的螺杆泵挤出机中，可消耗的材料被吸入腔室，在腔室中，可消耗材料被加压，熔化并变得可流动。该材料由马达驱动的螺杆的旋转来输送。当螺杆旋转时，螺杆的螺纹向熔融材料施加轴向力，使得熔融材料沿着螺纹朝向喷嘴向下移动。螺杆旋转的速率控制熔融材料的挤出速率。机架以合适的空间运动移动挤出机以沿着工具路径打印挤出的材料以形成3D部件。

实用新型内容

增材制造系统，包括具有马达和产生代表所述挤出机中感测的压力的压力值的压力传感器的挤出机。用于沿着工具路径移动所述挤出机的机架组件。模型接收马达的速度值并根据速度值产生预测压力值，其中，当所述机架沿着工具路径移动所述挤出机时，所述马达的所述速度值变化。响应阈值模块基于所述预测压力值设置响应阈值压力值。以及控制器，其配置为接收来自所述压力传感器的信号，并将所述感测压力与所述响应阈值压力值以及来自所述模型的信号进行比较，使得当所述响应阈值压力值处于来自所述压力传感器的压力值和所述预测压力值之间时，所述控制器发送信号到所述挤出机并基于所述感测压力来调节挤出速率。

在一个实施例中，所述响应阈值压力值大于所述预测压力值，并且所述响应阈值模块基于所述预测压力值设置第二响应阈值压力值，使得当所述第二响应阈值压力值处于来自所述压力传感器的所述压力值和所述预测压力值之间时，执行第二响应。

在一个实施例中，所述第二响应指示挤出物事件的低压损失，并且所述响应指示挤出物事件的高压损失。

在一个实施例中，所述模型产生感测的压力对速度值序列的频率响应。

在一个实施例中，所述的增材制造系统还包括根据所述速度值产生预测压力值序列，并为每个预测压力值设定单独的响应阈值压力值。

在一个实施例中，描述所述模型的参数由速度值和产生的感测的压力值确定，而所述挤出机遵循可变速度工具路径挤出材料。

在一个实施例中，所述压力传感器位于所述挤出机的喷嘴处。

一种方法，包括通过构建模型来初始化增材制造系统，例如使用过滤器来产生对挤出机速度的感测的压力频率响应的模型。使用增材制造系统通过将挤出机速度指令信号发送到所述挤出机以使所述挤出机挤出材料来打印部件。挤出机速度信号均被发送到模型以生成预测压力值序列。压力值序列被感测，并且对于每个感测到的压力值，确定所述感测的压力值与所述预测压力值序列中对应预测压力值之差是否足以保证采取动作。