用于增材制造构件的方法和计算机可读介质技术

本发明专利技术涉及一种用于增材制造构件(10，10a，10b，10c)的方法，所述方法包括下述步骤：测得所述构件的待增材制造的第一区域的构件几何形状；将从测得的构件几何形状推导出的构造几何形状(7，7a，7b，7c)转移到建造平台(1)的加工区域(4)中；在所述加工区域(4)中机械地加工所述建造平台(1)，使得所述构造几何形状(7)转移到所述建造平台(1)的结构中，使得通过所述构造几何形状(7)限定用于所述构件(10)的构造面(AF)；以及在所述构造面(AF)上增材构造所述构件(10)。此外提出一种计算机可读介质。

Method and Computer Readable Medium for Adding Materials to Manufacture Components

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增材制造构件的方法和计算机可读介质
本专利技术涉及一种用于增材制造构件的方法和一种计算机可读介质，包含可执行的程序指令。所述方法能够是增材制造法的一部分或者是用于增材制造构件的辅助方法或者准备方法。
技术介绍
生成式或者增材制造法例如包括选择性激光熔化(SLM)或者激光烧结(SLS)或者电子束熔化(EBM)作为粉末床法。激光沉积焊接(LMD)同样属于增材法。增材生产法(英语是“additivemanufacturing”)对于繁复地或者复杂地或者精细设计的构件，例如迷宫式结构、冷却结构和/或轻型结构而言已证实是尤其有利的。特别地，增材生产法通过尤其短链的工艺步骤是有利的，因为构件的制造或者生产步骤能够直接基于相应的CAD文件来进行。此外，增材生产对于研发或者制造原型是尤其有利的，所述原型例如出于成本原因借助于传统的减材或者切削法或者铸造技术无法提供或者无法有效提供。尽管增材生产法在工业上越来越重要，但是在工艺经济性尤其构造时间中存在困难。这尤其适用于承受高温负荷的构件的区域。用于选择性激光熔化的方法例如从EP2601006B1中已知。由于生产上的原因，此外受到增材构造一定的过量区域的约束，所述过量区域作为用于原本的构件的支撑部或者基底，以便为了之后分离和/或精加工所构造的构件而具有间隙，一方面用于(与基底)分离，而另一方面用于机械的精加工，所述机械的精加工在精细的、高复杂度的部件中通常总是需要的。然而，由于实心的“支承部”或者过量区域通常必须整面地构造到建造平台或者所述建造平台的相应设置的例如5mm的区域上，所以构造所述实心的“支承部”或者过量区域需要尤其多的时间还有成本。如果所提到的构件由高性能材料制成，那么这尤其意味着高的成本。特别地，镍基合金和/或超合金的成本是高的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是，提出一种机构，借助于所述机构能够克服所提到的缺点。特别地，介绍一种方法，借助于所述方法能够至少部分地或者局部地规避或者限制所提到的“支承部”的增材构造，从而能够显著地节省成本和构造时间。该目的通过独立权利要求的主题实现。有利的设计方案是从属权利要求的主题。本专利技术的一个方面涉及一种用于增材制造构件的方法，所述方法包括：测得构件的待增材制造的第一区域的构件几何形状。替选于此，能够在制造多个构件时相应地也测得多个构件几何形状。所述方法优选是基于粉末床的方法，优选选择性激光熔化、选择性激光烧结或者电子束熔化。所提到的方法的共同之处是唯一的限定的构造方向。第一区域优选表示沿着构造方向首先构造的一个或少数几个层的构件区域。第一区域能够相应地表示构件的底部区域。所述方法还包括：将从测得的构件几何形状推导出的构造几何形状传递或者转移到建造平台的加工区域中。加工区域优选是建造平台的区域，例如沿着所提到的构造方向的区域。加工区域优选还是如下区域，在所述区域中，建造平台在后续步骤中能够被机械地(切削)加工。在一个设计方案中，在转移测得的构件几何形状时推导构造几何形状，其方式是，使构造几何形状设有预定的或者预先确定的横向加工余量。所述方法还包括所述建造平台在加工区域中或者所述加工区域的横向部段中的机械加工，尤其切削加工，例如通过铣削来去除，使得构造几何形状被转移到建造平台的结构中，更确切地说，使得通过构造几何形状来限定用于构件的构造面。所述方法还包括：在构造面上增材构造构件。在此，增材构造能够是后续的热处理，例如用于降低已在构造期间生成的机械应力。投影构件几何形状，至少在构件的下部部分中投影构件几何形状，和/或将构件几何形状转移到基底中的优点，在与机械加工共同作用的情况下有利地实现：替代昂贵的、本来必须以耗费的方式增材构造的构件原料(如在上文中所描述的那样)，执行分离步骤，以将构件分离和/或在基底或者建造平台的材料中进行机械精加工。因为建造平台的结构总归存在并且所述材料与昂贵的待增材构造的原料相比本就大多是更便宜的，所以能够有效地不仅决定性地降低用于整个构造过程的构造时间而且能够避免用于加工区域的昂贵的基础材料的“浪费”。作为另外的优点，平台的原料与尤其经硬化的构件材料相比通常同样可更容易地机械加工。由此，至少针对一些分离方法产生优点。特别地，在例如用于燃气轮机的热气区域的原料复杂且昂贵的情况下，尤其因所需要的对构件合金的热处理，建造平台无论如何都无法使用或者不能总是再次使用，使得机械地去除建造平台的材料是可容忍的或者不意味着缺点。在一个设计方案中，测得构件几何形状和/或转移构造几何形状是计算机辅助的和/或通过数据处理程序例如软件来执行。所述程序和/或软件能够是光学检测或者扫描法的软件，或者是设计软件。在此，能够使用设计数据(例如CAD/CAM数据)，所述设计数据在增材生产的范畴中通常在原本的建造工艺之前就已经以划分成构造层(“slicing”，分片)的方式存在。在一个设计方案中，投影所推导出的构造几何形状，通过数据处理程序或者软件自动地或者半自动地输出给用于紧接着机械加工建造平台的工具，例如CNC铣刀或者其他相应的工具。与之相应地，所描述的方法能够至少部分地由计算机执行。在一个设计方案中，机械加工通过铣削或者切割来执行。在一个设计方案中，加工区域是建造平台的表面处的过量区域，在所述过量区域上或在所述过量区域中，在构造构件之后，能够执行所述构件的分离，还有用于所述构件的机械精加工或者所述构件的机械精加工。换言之，用于所述分离和精加工的过剩材料已经设置在建造平台的结构中，并且这优选自动地通过软件或者机械控制装置来测得和输出。在一个设计方案中，所述方法——在增材构造之后——包括将(所构造的)构件与建造平台在加工区域中分离，尤其通过下述方法中的至少一个：侵蚀、锯割、铣削、磨削和击落。在一个设计方案中，在转移时，加工区域的厚度依据用于之后分离构件的分离方法(见上文)来选择，并且针对所述厚度自动地提出对值的选择。所提出的值例如能够随后由用户或者操作人员根据对加工的特定要求来选择。在一个设计方案中，加工区域的厚度，优选平行于构造方向测量，在3mm和10mm之间，尤其为5mm。该设计方案通常实现足够的间隙，以便不仅设置分离步骤，而且能够执行机械精加工。在一个设计方案中，增材构造通过基于粉末床的方法，尤其通过选择性激光熔化进行。在一个设计方案中，建造平台的已通过机械加工而露出的表面区域通过用于构件的粉末状的基础材料覆层，而不像在传统的增材法中常见的那样使建造平台逐层地下降。在一个设计方案中，构件在增材构造期间设有空腔。在一个设计方案中，构件被构造为，使得空腔仅在朝向建造平台的一侧上(在内腔中)是打开的。在一个设计方案中，在随后将所构造的构件与建造平台分离之前并且在对构件进行热处理之前，将空腔机械地打开，例如通过钻孔或者锯割，使得能够将用于构件的、相应地在增材构造期间已包围在空腔中的粉末状的基础材料穿过建造平台移除。该设计方案实现：优选在热处理之前并且在分离步骤之前(将构件与建造平台分离)，放弃对构件固体的机械的切削加工。由此，又能够预防构件中的裂纹形成或者甚至预防破坏，因为该构件在增材构造和相应的冷却之后最有可能强烈地张紧或者在其它方面承受机械负荷。通常在分离构件之前进行热处理的原因是基底板的稳定作用。优选实心的基底板保持所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于增材制造构件(10，10a，10b，10c)的方法，所述方法包括下述步骤：‑a)测得所述构件(10)的待增材制造的第一区域的构件几何形状，‑b)将从测得的构件几何形状推导出的构造几何形状(7，7a，7b，7c)转移到建造平台(1)的加工区域(4)中，‑c)在所述加工区域(4)中机械地加工所述建造平台(1)，使得所述构造几何形状(7)被转移到所述建造平台(1)的结构中，使得通过所述构造几何形状(7)限定用于所述构件(10)的构造面(AF)，以及‑d)在所述构造面(AF)上增材构造所述构件(10)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.16 DE 102016222555.31.一种用于增材制造构件(10，10a，10b，10c)的方法，所述方法包括下述步骤：-a)测得所述构件(10)的待增材制造的第一区域的构件几何形状，-b)将从测得的构件几何形状推导出的构造几何形状(7，7a，7b，7c)转移到建造平台(1)的加工区域(4)中，-c)在所述加工区域(4)中机械地加工所述建造平台(1)，使得所述构造几何形状(7)被转移到所述建造平台(1)的结构中，使得通过所述构造几何形状(7)限定用于所述构件(10)的构造面(AF)，以及-d)在所述构造面(AF)上增材构造所述构件(10)。2.根据权利要求1所述的方法，其中测得所述构件几何形状和/或转移所述构造几何形状(7)以计算机辅助的方式或者通过数据处理程序执行。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述构造几何形状(7)的投影通过数据处理程序自动地输出给用于机械加工所述建造平台(1)的工具。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述加工区域(4)是所述建造平台(1)的表面上的过量区域，在所述过量区域上在构造之后能够执行所述构件(10)的分离以及所述构件(10)的机械精加工。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中在转移测得的构件几何形状时推导所述构造几何形状(7)，其中所述构造几何形状设有预定的横向加工余量(7a，7b，7c)。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括：在增材构造之后，在所述加工区域中，尤其通过下述方法中的至少一种，将构件(10)与所述建造平台(1)分离e)，所述方法为：侵蚀、锯割、铣削、磨削和击落。7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中在转移时，所述加工区域(4)的厚度(D)依据用于随后分离所述构件(10)的分离方法来选择，并且对于所述厚度(D)自动地提出对值的选择。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述加工区域(4)的厚度(D)在...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥利·盖森，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE