[发明专利]利用热和应变建模生成增材制造扫描路径的方法和设备

说明书

一种方法包括将热和/或应变模型应用于物体的CAD表示。另外，至少部分基于热和/或应变建模的结果来生成扫描路径数据。生成包含扫描路径数据的构建文件。构建文件包括构造增材制造工具以根据扫描路径数据生成物体的指令。

技术领域

本发明的实施例涉及增材制造。

背景技术

增材制造的一种已知形式被称为“DMLM”(直接金属激光熔化)。在这种制造方式中，零件或物体由粉末状金属逐层形成。给定层的粉末状金属通过一个或多个激光器的加热而熔化，使得熔化的金属在冷却时形成当前层的物体的形状，同时与下面的层接合。驱动一个或多个激光器以扫描粉末状金属的场以实现所需的加热。

在用于DMLM的一些常规技术中，在形成物体的整个过程中使用均匀的层厚度。通常还使用固定的几何算法来定义激光扫描路径，例如平行直线，重复图案，人字形图案和/或平行弯曲扫描。

本发明人现已认识到通过生成更细的激光扫描路径来实现提高的制造速度，完成的物体中的特定材料特性和/或其他目标的机会。

发明内容

在一些实施例中，一种方法包括获得物体的CAD(计算机辅助设计)表示。热和/或应变建模应用于CAD表示。扫描路径数据至少部分地基于热和/或应变建模的结果来生成。生成包含扫描路径数据的构建文件。构建文件包括构造增材制造工具以根据扫描路径数据生成物体的指令。

附图说明

图1是根据一些实施例的增材制造设备的框图。

图2是以高层次示出根据一些实施例执行的过程的图。

图3和图4更详细地示出了图2的过程的示例实施例。

图5A和5B一起形成了更详细地示出图2的过程的实施例的流程图。

图6是设置在图1的设备中的物体构建室的各方面的示意性等距视图。

图7是示出根据一些实施例的要构建的模拟物体的逐层构造的图。

图8是示出在图5A和5B的过程中将用于建模和其他目的的体积单元的图。

图9是示出了图8的单元的图，其中示出了在图5A和5B的过程的模拟中填充有按单元确定的目标的指示符。

图10是示出了图8的单元的图，其中填充有模拟的按单元的热损失特性估计值或函数。

图11是示出了图8的单元的图，其中填充有模拟按单元估计温度水平。

图12是可在图5A和5B的过程中形成的熔池的示意性垂直截面图。

图13是示出了图8的单元的图，其中示出在图5A和5B的过程期间填充有针对每个单元确定的模拟扫描间隔。

图14是示出了图8的单元的图，其中示出在图5B的过程期间填充有针对每个单元确定的模拟应变方向。

图15类似于图14，但是示出了一组模拟的替代的按单元的应变方向。

图16是示出在图5A和5B的过程期间针对单元层确定的一组模拟扫描路径的图。

图17类似于图16，但是示出了一组模拟的替代的扫描路径。

图18是根据一些实施例的控制部件的框图。

具体实施方式

本发明的一些实施例涉及增材制造。结合按单元的热和/或应变建模来考虑一个或多个目标，以产生按单元的扫描路径，用于DMLM控制部件的逐层编程。通过根据DMLM控制部件的编程进行增材制造来构建物体。