[发明专利]生成待被制造的对象表示

说明书

本申请描述了用于生成待被制造的对象的表示的技术。公开了涉及在设计空间(诸如，体积元世界)中对该对象的仿真制造的方法。仿真制造可以基于以下中的一个或多个：制造协议、对象设计协议和至少一个边界条件。

本申请描述了用于表示和/或设计对象的技术。具体地，本申请描述了用于生成待被制造的对象的表示的技术。

辅助对象几何结构的创建、修改、分析或优化的许多绘图程序是已知的。具体地，计算机辅助设计(CAD)技术的使用是众所周知的，且可以被用来促进对象的设计和/或实现对象的几何结构和/或拓扑结构的优化。CAD输出常常呈用于打印、机械加工或其他制造操作的电子文件的形式。将理解，CAD是在许多应用中广泛使用的重要工业技术。实际上，为了特定用途或目的而设计、适配和优化一部件的几何结构和/或拓扑结构的需要出现在许多应用中，包括在汽车工业、造船工业和航空航天工业中，以及在工业设计和建筑设计、假肢设计和更多的设计中。

已知的绘图技术和系统(诸如，CAD)涉及提供对象的几何结构的初始表示，以用于在常常使用基于矢量的图形来描绘该对象的虚拟设计空间内可视化。绘图系统通常与实现该部件的该几何结构和/或拓扑结构的适配或优化的一种或多种其他技术(诸如，有限元分析(FEA))结合使用。

因此，根据已知的用于设计或优化对象的技术，提供对象的几何结构的初始表示作为随后的分析或优化的起始点是必需的。因此，像CAD的已知的绘图系统要求对象的先验知识或假设知识。这将该系统的可能候选方案限制于初始提供的几何结构的子集，从而限制于设计者或制图员的想象力和/或技巧。

在制造业中包括取得的重大进步的所谓的增材制造工艺(additivemanufacturingprocess)和混合制造工艺加剧了此困难，凭借该增材制造工艺，通过添加层层的材料(诸如，3D打印)来建立3D对象，该混合制造工艺涉及增材技术和减材(材料的受控移除)技术。这些工艺已经开启了所制造的部件的几何结构的先前无法达到的复杂程度。这样，使用传统的绘图系统来设计、评估和优化制造对象是非常困难的。评估对象的可制造性是对象开发的设计阶段的一个重要部分。当前用于评估通过增材技术或混合技术所制造的对象的技术常常是效率低的，为了恰当地评估该对象的可制造性要求初始输入设计的许多迭代。

因此，存在对于改进可用于设计制造对象和可用于设计日益复杂的对象几何结构的技术的需要。还存在对于改进可用于评估制造对象的技术的效力和效率的需要。

本文中所描述的实施例涉及用于生成待被制造的对象的表示(诸如，视觉表示)的方法和工具。具体地，本文中所描述的实施例寻求改进设计待被制造的对象和/或评估待被制造的对象的表示的效力和效率。

根据本发明的第一方面的实施方案的一个实施例，提供了一种生成待被制造的对象的表示的方法，该方法包括基于以下在设计空间中对该对象的制造进行仿真：

i)制造协议，该制造协议限定与用于制造该对象的制造工艺有关的一个或多个制造参数；

ii)设计协议，该设计协议定义限定与待被制造的对象有关的一个或多个设计参数；以及

iii)至少一个边界条件，所述至少一个边界条件限定设计区域的至少一个边界，在该设计区域中允许存在形成待被制造的对象的材料。

因此，第一方面的示例实施方案生成制造对象的表示。所生成的表示可以被认为是该对象的候选设计。所生成的表示可以包括一组值和/或指令，该组值和/或指令限定该对象的候选设计的一个或多个几何结构参数。因此，该表示可以被认为是待被制造的对象的几何结构表示。该表示可以包括视觉表示。该表示可以包括待被制造的候选设计的几何结构的计算机可读描述。

该表示可以对应于2维视觉表示或3维视觉表示。该表示可以在真实世界设计空间内(诸如，在纸上)被可视化。该表示可以被描绘例如在电子显示设备上——在“虚拟”空间内，该“虚拟”空间可以被认为是虚拟设计空间。