用于控制增材制造系统的系统和方法技术方案

一种用于控制增材制造系统以形成多材料部件的系统和方法。可基于用于形成多材料部件的第一材料和第二材料来确定用于增材制造系统的操作参数值，以确保第一和第二材料之间的梯度中的颗粒之间必要的结合水平。用于第一和第二材料的数据或模型，连同源于由第一和第二材料形成的多个样本多材料部件的观测数据可用于确定操作参数值。在一些情况下，操作参数值可调整以形成具有用于沿多材料部件的梯度的参数目标的预定值的多材料部件。增材制造系统可以是选择性激光熔化系统。统可以是选择性激光熔化系统。统可以是选择性激光熔化系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制增材制造系统的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年2月26日提交的美国专利申请序列号16/802,303的优先权，其公开内容通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及增材制造系统等。更特别地，本公开涉及控制增材制造系统的操作以形成多材料部件。

技术介绍

[0004]增材制造(例如，金属增材制造(MAM)等)已用于工业中以促进使用传统技术难以或不可能形成的设计的制造。典型地，增材制造技术允许逐层地进行设计的制造，而无需使用模具或冲模。用于增材制造的已知方法和系统中的每一种各具有某些优点和缺点。

技术实现思路

[0005]本专利技术涉及用于增材制造系统的几种替代设计、增材制造系统的装置及方法。尽管注意到增材制造方法和系统是已知的，但仍需要对这些方法和系统进行改进。
[0006]因此，本专利技术的一个说明性实例可包括一种控制增材制造系统以形成多材料部件的方法。该方法可包括识别第一材料的模型，第一材料的模型配置为基于用于由第一材料形成的部件的一个或多个参数目标来输出增材制造系统的参数值；识别第二材料的模型，第二材料的模型可配置为基于用于由第二材料形成的部件的一个或多个参数目标来输出增材制造系统的参数值；识别源于具有第一材料和第二材料的梯度的多个样本的观测数据，其中对于多个样本中的每个样本而言，观测数据可包括由增材制造系统用于形成样本的一组参数值，以及用于多材料部件的一个或多个参数目标中每一个的相关测量值；以及基于第一材料的模型、第二材料的模型和观测数据，建立用于增材制造系统的操作参数值以至少部分地使用第一材料和第二材料形成多材料部件。操作参数值可配置为产生多材料部件，其具有用于多材料部件的一个或多个参数目标中至少一个的预定值。
[0007]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，该方法还可包括识别具有第一材料和第二材料的梯度的多材料部件的模型，模型用于基于用于多材料部件的一个或多个参数目标来确定增材制造系统的操作参数值，具有第一材料和第二材料的梯度的多材料部件的模型基于第一材料的模型、第二材料的模型和观测数据。
[0008]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，可基于用于多材料部件的一个或多个参数目标中每一个的预定值从具有第一材料和第二材料的梯度的多材料部件的模型输出用于增材制造系统的操作参数值。
[0009]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，多个样本中的样本可使用增材制造系统形成。
[0010]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，增材制造系统的参数值可包括
激光功率、激光速度和激光扫描间距(hatch)中的一个或多个的值。
[0011]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，用于由第一材料形成的部件、由第二材料形成的部件以及多材料部件中一个或多个的一个或多个参数目标可包括密度和表面粗糙度中的一个或两者。
[0012]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，用于由第一材料形成的部件的一个或多个参数目标可以是以下中的一个：1)用于仅由第一材料形成的部件的一个或多个参数目标以及2)在多材料部件仅由第一材料形成的位置处用于多材料部件的一个或多个参数目标；并且用于由第二材料形成的部件的一个或多个参数目标可以是以下中的一个：1)用于仅由第二材料形成的部件的一个或多个参数目标以及2)在多材料部件仅由第二材料形成的位置处用于多材料部件的一个或多个参数目标。
[0013]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，源于具有第一材料和第二材料的梯度的多个样本的观测数据可以是在多个样本中每个样本的相同梯度混合物位置处沿着多材料部件中第一材料和第二材料的梯度获取的。
[0014]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，用于多材料部件一个或多个参数目标中每一个的预定值可出现在与从多个样本获取观测数据所在的梯度混合物位置相同的多材料部件的梯度混合物位置处。
[0015]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，多个样本可包括具有第一材料和第二材料的梯度的五(5)个或更多个样本。
[0016]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，增材制造系统可包括选择性激光熔化(SLM)系统。
[0017]本专利技术的另一个说明性实例可包括一种计算机可读介质，其上以非暂时状态存储有供计算装置使用的程序代码，程序代码使计算装置执行操作增材制造系统的方法，方法包括：接收对第一材料的选择；接收对第二材料的选择；基于第一材料和第二材料建立用于增材制造系统的操作参数值。操作参数值可配置为使增材制造系统至少部分地使用第一材料和第二材料形成部件并具有第一材料和第二材料的梯度。
[0018]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，该方法还可包括接收对用于部件的参数的一个或多个目标的选择；其中建立增材制造系统的操作参数值基于第一材料、第二材料和用于部件的参数的一个或多个目标。
[0019]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，该方法还可包括基于第一材料和第二材料开发算法；其中算法配置为输出操作参数值。
[0020]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，算法可基于第一材料、第二材料以及源于使用第一材料和第二材料形成的多个样本部件的观测数据开发，多个样本部件中的每个样本部件可具有第一材料和第二材料的梯度。
[0021]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，多个样本部件中的每个样本部件使用增材制造系统与用于形成多个样本部件中其他样本部件的多组操作参数值不同的一组操作参数值形成。
[0022]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，该方法还可包括输出控制信号以使增材制造系统至少部分地形成部件。
[0023]本专利技术的另一个说明性实例可包括一种增材制造系统的控制器，其包括：处理器；
配置为以非暂时状态存储指令的存储器，指令可由处理器执行以使处理器：接受对第一材料的选择；接受对第二材料的选择；基于第一材料和第二材料识别用于增材制造系统的一个或多个操作参数值；以及根据一个或多个操作参数值控制增材制造系统的操作以使用第一材料和第二材料形成部件。
[0024]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，部件可具有第一材料和第二材料的梯度，并且一个或多个操作参数值可基于一个或多个参数目标在第一材料和第二材料的梯度的梯度混合物位置处的期望值来识别。
[0025]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，可由处理器执行的指令还可配置为使处理器：接受与使用第一材料和第二材料形成并具有第一材料和第二材料的梯度的多个样本部件相关联的观测数据；以及基于第一材料、第二材料和观测数据开发算法，算法配置为输出一个或多个操作参数值。
[0026]对于上述实施例中的任一个来说另外地或替代地，用于基于用于部件参数的一个或多个参数目标确定增材制造系统的参数值的第一材料的模型和用于基于一个或多个参数目标确定增材制造系统的参数值的第二材料的模型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制增材制造系统以形成多材料部件的方法，所述方法包括：识别第一材料的模型，所述第一材料的模型配置为基于用于由所述第一材料形成的部件的一个或多个参数目标输出所述增材制造系统的参数值；识别第二材料的模型，所述第二材料的模型配置为基于用于由所述第二材料形成的部件的一个或多个参数目标输出所述增材制造系统的参数值；识别源于具有所述第一材料和所述第二材料的梯度的多个样本的观测数据，其中对于所述多个样本中的每个样本而言，所述观测数据包括所述增材制造系统用以形成所述样本的一组参数值，以及用于所述多材料部件的一个或多个参数目标中每一个的相关联的测量值；以及基于所述第一材料的模型、所述第二材料的模型和所述观测数据，建立用于所述增材制造系统的操作参数值以使用所述第一材料和所述第二材料至少部分地形成所述多材料部件，并且其中所述操作参数值配置为产生具有用于所述多材料部件的一个或多个参数目标中至少一个的预定值的所述多材料部件。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：识别具有所述第一材料和所述第二材料的梯度的多材料部件的模型，所述模型用于基于用于所述多材料部件的一个或多个参数目标确定所述增材制造系统的操作参数值，具有所述第一材料和所述第二材料的梯度的所述多材料部件的模型基于所述第一材料的模型、所述第二材料的模型和所述观测数据。3.根据权利要求2所述的方法，其中基于用于所述多材料部件的一个或多个参数目标中每一个的预定值，从具有所述第一材料和所述第二材料的梯度的所述多材料部件的模型输出用于所述增材制造系统的所述操作参数值。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个样本中的样本使用所述增材制造系统形成。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述增材制造系统的所述操作参数值包括激光功率、激光速度和激光扫描间距中一个或多个的值。6.根据权利要求1所述的方法，其中用于由所述第一材料形成的部件、由所述第二材料形成的部件以及所述多材料部件中一个或多个的所述一个或多个参数目标包括密度和表面粗糙度中的一个或两者。7.根据权利要求1所述的方法，其中：用于由所述第一材料形成的部件的所述一个或多个参数目标是以下中的一个：1)用于仅由所述第一材料形成的部件的一个或多个参数目标，以及2)用于多材料部件在其仅由所述第一材料形成的位置处的一个或多个参数目标；并且用于由所述第二材料形成的部件的所述一个或多个参数目标是以下中的一个：1)用于仅由所述第二材料形成的部件的一个或多个参数目标，以及2)用于多材料部件在其仅由所述第二材料形成的位置处的一个或多个参数目标。8.根据权利要求1所述的方法，其中源于具有所述第一材料和所述第二材料的梯度的所述多个样本的所述观测数据是在所述多个样本中每个样本的相同梯度混合物位置处沿着所述多材料部件中所述第一材料和所述第二材料的梯度获取的。
9.根据权利要求8所述的方法，其中用于所述多材料部件的一个或多个参数目标中每一个的预定值出现在所述多材料部件与从所述多个样本获取观测数据所在相同的梯度混合物位置处。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个样本包...

【专利技术属性】
技术研发人员：赛义德，
申请(专利权)人：威斯康星校友研究基金会，
类型：发明
国别省市：