[发明专利]用于先进增材制造的系统和方法

说明书

一种用于动态地调适部件的增材制造过程的制造计算机装置，被配置成存储所述部件的包括多个构建参数的模型。所述制造计算机装置还被配置成从正在进行的所述部件的构建中接收熔体池的至少一个当前传感器读数的当前传感器信息。所述计算机装置被进一步配置成基于所述当前传感器信息确定所述熔体池的一个或多个属性。此外，所述计算机装置被配置成计算所述熔体池的至少一个看不见的属性。另外，所述计算机装置被配置成基于所述至少一个看不见的属性、所述一个或多个属性和所述多个构建参数来确定调整后的构建参数。所述计算机装置还被配置成将所述调整后的构建参数传送给当前正在制造所述部件的机器。

技术领域

本发明的领域大体上涉及增材制造，且更确切地说，涉及用于动态地调适对部件、构建或这两者的增材制造的系统和方法。

背景技术

许多增材制造系统(也被称作三维(3D)印刷机)经由逐层工艺产生三维物体。所述系统基于计算机控制经由放置连续材料层产生物体。至少一些增材制造系统涉及堆积粉末状材料以制成部件。此方法可由昂贵材料在经缩减成本及改进制造效率下产生复杂部件。例如直接金属激光熔融(DMLM)系统的至少一些已知增材制造系统使用激光装置和例如但不限于粉末状金属的粉末材料来制作部件。激光装置产生激光束，其使激光束入射于粉末材料上所在的区域中和周围的粉末材料熔融，从而产生熔体池。在一些已知DMLM系统中，部件质量可受熔体池内通过激光装置被传递到金属粉末的余热和/或热量变化影响。

在一些已知DMLM系统中，部件表面质量，特别是外伸或面向下的表面，归因于粉末状金属与部件的周围固体材料之间的传导热传递的变化而降低。因此，可能会发生局部过热，特别是在突出表面处。通过激光装置产生的熔体池可变得过大，引起经熔融金属散布到周围的粉末状金属中以及熔体池较深地穿透到粉末床中，从而将额外粉末牵引到熔体池中。熔体池增大的大小和深度以及熔融金属的流动通常可引起外伸或面向下的表面的表面光洁度较差。

还可在制造期间，基于可能导致物体不可用的多个因子产生材料和材料应用发生变化的其它问题。

发明内容

在一个方面中，提供一种用于动态地调适对部件的增材制造的制造计算机装置。所述制造计算机装置包括与至少一个存储器装置通信的至少一个处理器。所述至少一个存储器装置存储用于所述部件的构建工艺的模型，其包括多个构建参数。所述制造计算机装置被配置成进行以下操作：从正在进行的所述部件的构建接收熔体池的至少一个当前传感器读数的当前传感器信息；基于所述当前传感器信息确定所述熔体池的一个或多个属性；计算所述熔体池的至少一个看不见的属性；以及基于所述至少一个看不见的属性、所述一个或多个属性和所述多个构建参数而确定调整后的构建参数。

在另一方面中，提供一种用于动态地调适对部件的增材制造的方法。所述方法是使用制造计算机装置进行实施。所述制造计算机装置包括与存储器通信的处理器。所述方法包括：存储用于所述部件的构建工艺的模型，其包括多个构建参数；从正在进行的所述部件的构建接收熔体池的至少一个当前传感器读数的当前传感器信息；基于所述当前传感器信息确定所述熔体池的一个或多个属性；计算所述熔体池的至少一个看不见的属性；基于所述至少一个看不见的属性、所述一个或多个属性和所述多个构建参数而确定调整后的构建参数；以及将所述调整后的构建参数传送给当前正在制造所述部件的机器。

在又一方面中，提供一种用于动态地调适对部件的增材制造的系统。所述系统包括：增材制造机器，其被配置成基于构建文件而构建所述部件；多个传感器，其被配置成在构建所述部件的同时监视所述增材制造机器；和制造计算机装置，其包括与至少一个存储器装置通信的至少一个处理器。所述制造计算机装置被配置成进行以下操作：存储用于所述部件的构建工艺的模型，其包括多个构建参数；从正在进行的所述部件的构建接收熔体池的至少一个当前传感器读数的当前传感器信息；基于所述当前传感器信息确定所述熔体池的一个或多个属性；计算所述熔体池的至少一个看不见的属性；基于所述至少一个看不见的属性、所述一个或多个属性和所述多个构建参数而确定调整后的构建参数；以及将所述调整后的构建参数传送给当前正在制造所述部件的机器。