用于增材制造的固化控制的系统和方法技术方案

用于增材制造的固化控制的系统和方法。用于增材制造的固化控制的系统包括构建体积、固化能量源和控制器。固化能量源被配置为在以增材方式制造部件的同时主动地将固化能量传送至部件的分立区段。控制器被编程为引导固化能量的传送以赋予分立区段期望的固化性质和/或根据分立区段的预定固化配置引导固化能量的传送。以增材方式制造部件的方法包括：以增材方式用原料构建部件；以及在以增材方式构建部件的同时主动地固化部件的分立区段以赋予部件期望的固化性质和/或赋予部件期望的固化配置。

System and method for curing control for additive manufacturing

System and method for curing control for additive manufacturing. The curing control system for additive manufacturing includes building volume, curing energy source and controller. The solidified energy source is configured to transmit the curing energy to the discrete section of the component actively while manufacturing components in addition mode. The controller is programmed to guide the transmission of the solidified energy to give the desired curing property of the discrete section and / or to guide the transfer of the curing energy according to the predetermined curing configuration of the discrete section. The method of making parts in a wood increasing mode includes the building of a component in the way of adding material, and the discrete section of the component actively solidifying the component to give the desired solidifying property of the component and / or the desired curing configuration for the component at the same time in the way of building the material.

【技术实现步骤摘要】
用于增材制造的固化控制的系统和方法
本公开涉及增材(additive)制造。
技术介绍
当前使用诸如光敏聚合物的可固化原料的增材制造技术通常在通过喷嘴沉积材料(例如，通过将光源直接引导至喷嘴的出口处)的同时提供材料的完全固化。这样的技术可能影响相邻材料层之间的粘附质量，从而形成有分离和剥离的倾向的部分。相反，如果所提供的材料的固化太小，则可能形成有变形和其它不良性质的倾向的部分。
技术实现思路
所公开的用于增材制造的固化控制的系统包括：构建体积，在该构建体积内以增材方式制造部件；固化能量源，其相对于构建体积定位并且被配置为在以增材方式制造部件的同时主动地向部件的分立区段(section)传送固化能量；以及控制器，其在操作上联接至固化能量源，并且被配置为在以增材方式制造部件的同时引导从固化能量源至部件的分立区段的固化能量的传送，以赋予分立区段期望的固化性质和/或遵循分立区段的预定固化配置(cureprofile)。所公开的用于以增材方式制造部件的方法包括：以增材方式用原料构建部件；以及在以增材方式构建部件的同时主动地固化部件的分立区段，以赋予部件期望的固化性质和/或遵循部件的预定固化配置。附图说明图1是表示用于增材制造的固化控制的系统的示意图。图2是示意性地表示示例固化配置的图表。图3是示意性地表示用于增材制造的固化控制的方法的流程图。具体实施方式本文公开了用于增材制造的固化控制的系统和方法。通常，在附图中，给定示例中可能包括的元件以实线示出，而给定示例可选的元件以虚线示出。然而，以实线示出的元件并非对本公开的所有示例均为必需的，在不脱离本公开的范围的情况下，可从特定示例省略以实线示出的元件。参照图1，用于增材制造的固化控制的系统(10)至少包括：构建体积12，在其内以增材方式制造部件14；固化能量源16，其相对于构建体积12定位并且被配置为在以增材方式制造部件14的同时主动地向部件14的分立区段传送固化能量18；以及控制器20，其在操作上联接至固化能量源16并且被配置为在以增材方式制造部件14的同时引导从固化能量源16至部件14的分立区段的固化能量18的传送以赋予分立区段期望的固化性质和/或遵循分立区段的预定固化配置。如本文所用，“增材制造”是指通过其来自原料的子元件结合在一起来构造部件，其中子元件变为一个以限定整个部件。增材制造区别于从材料体去除材料以构造部件的减材制造(例如，机加工)。增材制造的示例包括(但不限于)三维(3D)打印技术，例如挤出沉积、层压、光致聚合(photopolymerization)、立体光刻、粉末供应定向能量沉积以及连续液体界面生成。增材制造中使用了各种原料，任何合适的原料可结合系统(10)使用，包括例如包括一种或更多种热固性材料以及纤维强化复合材料(包括包含纤维束和/或短纤维的材料)的原料。系统(10)不限于使用复合材料的增材制造，任何合适类型的增材制造可使用任何合适的原料。另外地或另选地，“增材制造”可被描述为“增材构建”，类似地，另外地或另选地，“以增材方式制造”可被描述为“以增材方式构建”。系统(10)包括至少一个固化能量源16，但是可使用任何合适数量的固化能量源16，图1示意性地指示了四个固化能量源16。固化能量源16可采取任何合适的形式和配置，使得它们被配置为在以增材方式制造部件14的同时主动地向部件14的分立区段传送固化能量18。通过主动地向部件14的分立区段传送固化能量18，意味着部件14的分立区段的固化被控制，这与例如将整个部件14放置在烘箱或高压釜中(其中整个部件14经受相同的热和压力)相反。即，固化能量18被有目的地引导至部件14的分立区段处以赋予部件14的分立区段期望的固化性质和/或遵循部件14的分立区段的预定固化配置。换句话说，与整个部件14或者部件14的一般区域相反，固化能量源16被定位并被配置为将固化能量18引导至正以增材方式制造的部件14的限定的特定子区域(或位置)。此外，以固化能量18瞄准的分立区域无需(例如，经由可选喷嘴54)在材料的沉积点处，在以增材方式制造部件14的同时固化能量18可被引导至部件14的任何分立区域。因此，利用曝露于固化能量18的不同的周期性或频度，部件14的分立区段可根据不同的固化配置被固化至不同的固化水平(或程度)，因此得到不同的固化性质。即，至少两个(但是任何数量的)分立区段可根据不同的固化配置被有目的地固化和/或形成不同的固化性质。作为例示性而非排他性示例，可通过引导至部件14的分立区段的固化能量18的持续时间和/或强度(因此，通过部件14的分立区段所接收的固化能量18的剂量)来控制固化水平。另外地或另选地，如果部件14的不同分立区段由不同的材料构造而成，则可能需要固化能量18的不同的持续时间和/或强度以赋予这些分立区段期望的固化性质。另选地，部件14的不同区段可根据相同或相似的期望固化配置来固化。如本文所用，“固化性质”可不仅指固化水平或程度，而且指通过使部件14的分立区段固化而得到的诸如硬度、强度、韧性、弹性和延性的物理性质。部件14的分立区段的期望的“固化配置”涉及限定与分立区段的固化关联的一个或更多个参数的边界和/或影响或变化率的预定指令，这样的参数包括下列项中的一个或更多个：(i)分立区段所接收的固化能量18的总剂量(即，累积曝光)(例如，每单位面积接收的能量)；(ii)在分立区段处接收的固化能量18的剂量的变化率(即，剂量率、剂量、通量或辐照度)(例如，每单位面积接收的功率)；(iii)分立区段的温度；(iv)分立区段的温度变化率；(v)分立区段处的环境的压力；(vi)分立区段处的环境的压力的变化率；以及(vii)分立区段处的环境的周围湿度。固化配置可被描述为针对分立区段或者部件14整体的固化的处方(prescription)或配方(recipe)。另外，这些参数可基于和/或可通过诸如温度、压力和周围湿度的本地环境因素来确定。另外地或另选地，这些参数可基于和/或可通过诸如局部部件厚度、部件或其分立区段的材料等的部件特定性质来确定。固化配置可限定与部件14的制造关联的质量保证或质量控制程序的一方面。因此，部件14可具有为了得到满足特定质量标准的部件14而预定的处方或配方。作为例示性而非排他性示例并且参照图2，部件14的分立区段的固化配置可由所接收的固化能量18的最大剂量率64、所接收的固化能量18的最小剂量率66、所接收的固化能量18的最大剂量68和所接收的固化能量18的最小剂量70界定。在部件14的分立区段固化期间，如果剂量率在最大剂量率64和最小剂量率66处、或在最大剂量率64到最小剂量率66之间，并且如果总剂量在最小剂量70和最大剂量68处、或在最小剂量70到最大剂量68之间，则满足对应固化配置。因此，为了满足图2的示例固化配置，剂量必须按照在最大剂量率64到最小剂量率66之间的速率来累积，并且总剂量必须介于最大剂量68到最小剂量70之间。如果通过部件14的不同区段接收到低于最小剂量率66或高于最大剂量率64的剂量率，则将无法令人满意地满足固化配置，部件14的质量将无法满足期望的特性。类似地，如果通过部件14的不同区段接收到低于最小剂量70或高于最大剂量68的总剂量，则将无法令人满意地满本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以增材方式制造部件(14)的方法(100)，该方法包括以下步骤：用原料以增材方式构建(102)部件(14)；以及根据用于所述部件(14)的分立区段的预定固化配置，在以增材方式构建所述部件(14)的同时，主动地固化(104)所述部件(14)的分立区段。

【技术特征摘要】
2016.12.01 US 15/367,0211.一种以增材方式制造部件(14)的方法(100)，该方法包括以下步骤：用原料以增材方式构建(102)部件(14)；以及根据用于所述部件(14)的分立区段的预定固化配置，在以增材方式构建所述部件(14)的同时，主动地固化(104)所述部件(14)的分立区段。2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，主动地固化(104)的步骤包括：将所述部件(14)的分立区段固化至不同的固化水平。3.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，主动地固化(104)的步骤包括：将第一分立区段固化至第一固化水平并且将第二分立区段固化至第二固化水平，其中，所述第一固化水平大于所述第二固化水平。4.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，主动地固化的步骤包括：根据第一固化配置来固化第一分立区段并且根据第二固化配置来固化第二分立区段，其中，所述第二固化配置不同于所述第一固化配置。5.根据权利要求1所述的方法(100)，该方法还包括以下步骤：将不同组件嵌入所述部件(14)中，其中，所述不同组件是传感器、电子装置、致动器、紧固件、布线、电路、管材、光纤、机械连接和子组件中的一个或更多个。6.根据权利要求1所述的方法(100)，该方法还包括以下步骤：在所述主动地固化的步骤之后，将不同组件在操作上联接(108)至所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·S·威伦斯基，M·P·柯扎尔，N·S·埃文斯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US