[发明专利]从增材制造的部件分离多余材料的方法和装置

说明书

为了从增材制造的部件（BT）分离多余材料（WS）而接收所述部件（BT）的空间解析的结构数据（CAD）。利用所述结构数据（CAD）而通过虚拟的空间网格（G）将所述部件（BT）的空腔（H）划分为网格单元（GZ），其中所述网格（G）相对于所述部件（BT）的空间上的对准通过对准说明（RA）而指定。根据所述对准说明（RA）而确定所述部件（BT）的空间上的取向的离散模式（R）。此外，给空腔（H）的网格单元（GZ）模拟填充虚拟材料(VWP)。然后利用所述结构数据（CAD）针对限于所述离散模式（R）的空间上的取向而模拟从所述部件（BT）倒出所述虚拟材料（VWP）的过程，其中确定受限于所述离散模式（R）的取向（AP（1），...，AP（N））的时间序列。根据所模拟的倒出过程，所述部件（BT）随后依次被旋转到所述时间序列中的所述取向（AP（1），...，AP（N））。

背景技术

增材制造在当代生产过程中变得越来越重要。它允许以相对较少的耗费来生产具有几乎任意复杂度的轮廓和拓扑结构的产品。与经典制造方法相比，在增材制造中只需遵守较少的构造上的附加条件。

已知的增材制造技术是所谓的粉末床方法，其特别用于制造金属部件。在此情况下，用于待制造部件的材料以粉末床、流化床或料床的形式分层提供。为了制造部件，然后将材料的各个粒子逐层相互连接。在此情况下，该材料可以是金属、聚合物粉末、无机材料或其他粉状或液体材料。材料粒子的连接可以通过物理或化学过程，通过烧结、胶合、熔化、凝固或其他连接方法来实现。已知方法是激光熔化和激光烧结以及使用紫外线辐射来硬化液体材料。

未连接的材料，即多余的材料，在制造过程中用作被动支撑结构，因此可能实现例如悬伸的几何形状。这同样适用于流体或可流化材料，例如可以通过紫外线固化的单体。在制造过程结束后，未连接的材料通常会完全或至少部分填充该部件，并且必须在已从材料床取下该部件后从最终部件的空腔中被移除。

到目前为止，多余材料的移除手动地进行或通过机械旋转或摇动部件来进行。然而，这样的行为方式特别是在该部件具有复杂几何形状的空腔的情况下可能非常费时。

从文献 EP 3527304 A1 中已知一种方法，其中模拟倒出多余工件，并据此进行经优化的清空。然而，对倒出过程的足够精确的模拟则需要非常高的计算耗费。

发明内容

本发明的目的是创造一种方法和装置，其使多余的材料能够有效地从增材制造的部件分离出来。

该目的通过具有专利权利要求1的特征的方法、通过具有专利权利要求10的特征的装置、通过具有专利权利要求11的特征的计算机程序产品以及通过具有专利权利要求12的特征的计算机可读存储介质实现。

为了从增材制造的部件分离出多余的材料而接收该部件的空间解析的结构数据。利用所述结构数据而通过虚拟的空间网格将该部件的空腔划分为网格单元，网格相对于部件的空间上的对准通过对准说明而指定。根据所述对准说明而确定部件的空间上的取向的离散模式。进一步地，对该空腔的网格单元模拟地填充虚拟材料。然后利用所述结构数据针对限于离散模式的空间上的取向而模拟从该部件倒出虚拟材料的过程，其中确定受限于该离散模式的取向的时间序列。根据所模拟的倒出过程，部件随后依次被旋转到所述时间序列中的所述取向。

为了执行根据本发明的方法，提供了一种用于从增材制造的部件分离材料的装置、一种计算机程序产品和一种计算机可读的、优选为非易失性的存储介质。

根据本发明的方法和根据本发明的装置可以例如通过一个或多个计算机、处理器、专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器（DSP）和/或所谓的“现场可编程门阵列”（FPGA）而被执行或实现。

本发明的优势尤其在于：通过使空间上的取向受限于离散模式，通常可以明显减少模拟所需的计算耗费。只要使该部件的真实运动也受限于该离散模式，在大多数情况下，这些模拟结果也就是足够准确的。此外，通过模拟倒出过程并基于此使部件运动到有利的倒出姿势，通常可以非常有效地将多余的材料从部件分离。