用于从试样构建生成定制零件参数的传递学习/字典生成和使用制造技术

根据一些实施例，提供了系统和方法，包括：经由包括处理器的零件参数字典模块的通信接口接收形成多个零件的多个几何结构的几何数据，其中利用增材制造机器制造零件；使用零件参数字典模块的处理器为每个几何结构确定特征集；使用零件参数字典模块的处理器为特征集生成试样和试样集中的一个；使用零件参数字典模块的处理器，经由对每个试样执行迭代学习控制处理来为每个试样生成优化参数集；使用零件参数字典模块的处理器将优化参数集中的一个或多个参数映射到特征集中的一个或多个特征；以及生成优化扫描参数集的字典以利用增材制造中使用的材料制造几何结构。提供了许多其他方面。方面。方面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从试样构建生成定制零件参数的传递学习/字典生成和使用
[0001]优先权信息
[0002]本申请要求于2019年2月25日提交的美国专利申请序列号16/284,409的优先权，其通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]增材制造(AM)处理用于从数字模型制造精密的三维物体。此类物体是使用由在计算机控制下以使用来自3D模型的数字模型数据创建物体的增材制造机器(AMM)执行的增材处理制造的。AMM可以通过在构建板上一层一层地固化连续材料层来形成物体。一些AM系统使用激光(或类似的能量源)和一系列透镜和反射镜，以数字模型提供的图案在粉末材料上引导激光(例如，粉末床AM，其一个示例是直接金属激光烧结(DMLS))。激光通过烧结或熔化粉末材料来固化粉末材料。术语“直接金属激光熔化”(DMLM)可以更准确地反映该处理的性质，因为它通常会在固化时实现完全发育、均质的熔池和完全致密的块体。在应用任何必要的热处理后，熔化材料的快速、局部加热和冷却的性质实现近乎锻造的材料特性。
[0004]DMLS处理使用要制造的物体的3D计算机辅助设计(CAD)模型，由此创建CAD模型数据文件并将其发送到制造设施。技术人员可以使用3D模型正确定位零件构建的几何形状，并可以根据需要向设计添加支撑结构。一旦该“构建文件”完成，它就会被“切片”成特定DMLS制造机器的适当厚度的层，并下载到机器上以允许开始构建。通过使用聚焦激光束局部熔化，将构建板上的金属粉末熔融成固体零件。以这种方式，零件是逐层叠加地构建的。此处理允许直接从3D CAD数据自动创建高度复杂的几何形状，无需任何工具。DMLS生产的零件具有高精度和细节分辨率、良好的表面质量和优异的机械性能。
[0005]在传统的增材制造实践中，零件构建计划(PBP)针对特定的零件设计生成并由增材制造机器(AMM)执行。基于PBP，AMM控制在构建期间应用的多个构建参数，包括材料添加区的行进路径以及控制添加到该区中的零件的材料的施加和处理的参数。通常，这些参数与构建零件的质量之间存在复杂的关系。
[0006]PBP的设计是迭代过程，其包括基于试验PBP构建零件，随后评估产生的试验零件质量，然后修改试验PBP以调整预期零件质量，构建下一个零件，随后评估等。为满足整体制造要求(例如零件质量和生产率)的这种试验PBP的迭代可能需要多次迭代才能达到期望的制造要求。传统上，试验零件质量的评估是通过使用破坏性或非破坏性技术对零件进行实验测试来完成的。特别是，DMLS零件可以被剖切，从处理的部分产生光学显微照片，并处理显微照片以量化异常。试验零件质量的评估基于这种测试。这种测试费力、昂贵且耗时，并且显著增加了开发可接受的PBP以发布到最终产品的时间和成本。
[0007]基于粉末的AM中的一个挑战是，在生成可接受的PBP之前，可能需要多次制造多个零件以进行测试。
[0008]因此，期望提供优化零件的构建时间的系统和方法。

技术实现思路

[0009]根据一些实施例，一种方法包括：经由包括处理器的零件参数字典(dictionary)模块的通信接口接收形成多个零件的多个几何结构的几何数据，其中利用增材制造机器制造零件；使用零件参数字典模块的处理器为每个几何结构确定特征集；使用零件参数字典模块的处理器为特征集生成试样(coupon)和试样集中的一个；使用零件参数字典模块的处理器，经由对每个试样执行迭代学习控制处理为每个试样生成优化参数集；使用零件参数字典模块的处理器将优化参数集中的一个或多个参数映射到特征集中的一个或多个特征；以及生成优化扫描参数集的字典以利用增材制造中使用的材料制造几何结构。
[0010]根据一些实施例，一种系统包括：零件参数字典模块，零件参数字典模块包括处理器；以及存储器，存储器存储程序指令，零件参数字典模块与程序指令一起操作以执行如下功能：接收形成多个零件的多个几何结构的几何数据，其中利用增材制造机器制造零件；为每个几何结构确定特征集；为特征集生成试样和试样集中的一个；经由对每个试样执行迭代学习控制处理来为每个试样生成优化参数集；将优化参数集中的一个或多个参数映射到特征集中的一个或多个特征；生成优化扫描参数集的字典以利用增材制造中使用的材料制造几何结构。
[0011]根据一些实施例，一种非暂时性计算机可读介质包括：经由包括处理器的零件参数字典模块的通信接口接收形成多个零件的多个几何结构的几何数据，其中利用增材制造机器制造零件；使用零件参数字典模块的处理器为每个几何结构确定特征集；使用零件参数字典模块的处理器为特征集生成试样和试样集中的一个；使用零件参数字典模块的处理器，经由对每个试样执行迭代学习控制处理来为每个试样生成优化参数集；使用零件参数字典模块的处理器将优化参数集中的一个或多个参数映射到特征集中的一个或多个特征；以及生成优化扫描参数集的字典以利用增材制造中使用的材料制造几何结构。
[0012]本专利技术的一些实施例的技术效果是用于经由AM处理制造零件的改进技术和系统。一些实施例提供优化扫描参数集(例如，激光参数
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输入功率、速度、焦点、激光穿过零件的位置等)的字典和预定义试样构建的特征特性的生成。实施例可以对零件几何形状的试样使用迭代学习控制(ILC)处理以生成字典。然后可以使用字典来生成定制的最优扫描参数集/策略以构建复杂零件。例如，特征集中的特征可以包括热泄漏。使用非详尽的热泄漏示例，可以计算复杂零件的热泄漏图，并且可以关于热泄漏特征参考特定材料的字典以导出零件的扫描参数集，而无需实际构建复杂零件。一些实施例的技术效果是，与常规AM处理相比，材料时间线开发的压缩以及材料/零件参数开发的时间和成本的减少。一些实施例的另一个技术效果是，与次优分割相关联的材料借方(debit)的减少。在传统系统中，线可能会被分成几段，并且可能会在参数发生变化的区域中产生接缝。接缝是由于材料性质借方而导致的潜在故障点。一个或多个实施例不在段内开始和停止，因此不产生接缝且不产生材料借方。一些实施例还可以提供更高质量的零件以及“第一次正确”(例如，使用字典处理，如下文进一步描述的，可以在开始时提供更好的参数，从而减少手动迭代和开发所需的次数)。这个和其他优点和特征将在下文中变得显而易见，通过参考以下详细描述和所附附图可以获得对本专利技术的本质的更完整理解。
[0013]其他实施例与存储指令以执行本文描述的任何方法的系统和/或计算机可读介质相关联。
附图说明
[0014]图1示出了根据一些实施例的系统。
[0015]图2示出了根据一些实施例的流程图。
[0016]图3A
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C示出了根据一些实施例的试样和映射图。
[0017]图4示出了根据一些实施例的框图。
[0018]图5示出了根据一些实施例的流程图。
[0019]图6示出了根据一些实施例的图表。
[0020]图7示出了根据一些实施例的图表。
[0021]图8图示了根据一些实施例的字典条目。
[0022]图9示出了根据一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，其特征在于，包括：经由包括处理器(108)的零件参数字典模块(104)的通信接口(920)接收形成多个零件(106)的多个几何结构(101)的几何数据，其中利用增材制造机器(114)制造所述零件；使用所述零件参数字典模块的所述处理器为每个几何结构确定特征集(103)；使用所述零件参数字典模块的所述处理器为所述特征集生成试样(304)和试样集中的一个；使用所述零件参数字典模块的所述处理器，经由对每个试样执行迭代学习控制处理(112)来为每个试样生成优化参数集(412)；使用所述零件参数字典模块的所述处理器将所述优化参数集中的一个或多个参数映射(600)到所述特征集中的一个或多个特征；以及生成优化扫描参数集的字典(122)，以利用增材制造中使用的材料制造几何结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中特征集是一个或多个特征，并且其中特征是所述零件的一个或多个结构方面。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述特征集(103)包括热泄漏、体素尺寸、扫描方向、影线间距和热滞后中的至少一个。4.根据任何前述权利要求所述的方法，其特征在于，其中所述参数集包括激光功率、扫描速度、激光光斑尺寸、层厚度和影线间距中的至少一个。5.根据任何前述权利要求所述的方法，其特征在于，其中所述字典(122)中的每个条目(702)包括与特定构建模型相关联的特定于零件的几何形状。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：在所述零件参数字典模块处接收对具有3D几何形状的所述零件的扫描参数集(118)的请求；将所述零件分解成一个或多个几何结构(101)；将所述几何结构中的每一个分配给一个或多个体素；在所述字典(122)处接收包括分配的所述一个或多个体素的请求；使用所述零件参数字典模块的所述处理器为分配的所述一个或多个体素生成所述优化参数集；以及将扫描文件(410)中的优化参数输出到所述增材制造机器以生产所述零件。7.根据任何前述权利要求所述的方法，其特征在于，其中所述优化参数集是经由传递学习算法的应用而生成的。8.一种系统，其特征在于，包括：零件参数字典模块(104)，所述零件参数字典模块(104)包括处理器(108)；以及存储器(110)，所述存储器(110)存储程序指令(912)，所述零件参数字典模块与所述程序指令一起操作以执行如下功能：接收形成多个零件(106)的多个几何结构的几何数据，其中利用增材制造机器(114)制造所述零件；为每个几何结构(101)确定特征集(103)；为...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏布拉吉特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：