用于增材制造中的传感器辅助零件开发的方法和设备技术

公开了用于基于传感器的零件开发的方法和设备。示例设备包括至少一个存储器；设备中的指令；和处理器电路，处理器电路用于执行指令以识别计算机生成零件的参考过程可观测值；在三维打印期间接收来自至少一个传感器的输入，以使用特征提取来识别估计过程可观测值；和调整至少一个三维打印过程参数，以减少从估计过程可观测值和参考过程可观测值之间的失配识别出的误差。配识别出的误差。配识别出的误差。

【技术实现步骤摘要】
用于增材制造中的传感器辅助零件开发的方法和设备


[0001]本专利技术大体上涉及增材制造，且更具体地说，涉及用于增材制造中的传感器辅助零件开发的方法和设备。

技术介绍

[0002]增材制造技术(例如，三维(3D)打印)允许由计算机辅助设计(CAD)模型形成三维零件。例如，通过在连续的步骤中添加材料，可以逐层地形成3D打印零件，直到形成物理零件。许多工业(例如，工程、制造、保健等)已经采用了增材制造技术来生产各种产品，从定制医疗装置到航空零件。
附图说明
[0003]图1A示出了基于本文公开的设备和方法的用于传感器辅助零件开发的示例体素化参考生成。
[0004]图1B示出了基于本文公开的设备和方法的用于传感器辅助零件开发的示例控制体系结构。
[0005]图2是可以被实现为图1A和/或1B的传感器辅助零件开发的一部分的体素化参考生成电路的示例实现方式的框图。
[0006]图3是可以被实现为图1A和/或1B的控制体系结构的一部分的训练电路的示例实现方式的框图。
[0007]图4是可以被实现为图1A和/或1B的传感器辅助零件开发的一部分的控制电路的示例实现方式的框图。
[0008]图5示出了表示可被执行以实现图2的示例体素化参考生成电路和/或图4的示例控制电路的示例机器可读指令的流程图。
[0009]图6示出了表示可被执行以实现图2的示例体素化参考生成电路的示例机器可读指令的流程图。
[0010]图7示出了表示可被执行以实现图4的示例训练电路的示例机器可读指令的流程图。
[0011]图8示出了表示可被执行以基于实时，层到层和/或构建到构建反馈实现方式来执行参数调整的示例机器可读指令的流程图。
[0012]图9示出了使用复杂零件几何形状的构建到构建结果的示例。
[0013]图10A示出了材料性质到过程可观测值的示例转换。
[0014]图10B示出了用于图1A的材料响应表面模型的示例简化方法。
[0015]图11示出了结合图2的体素化参考生成电路的基于向下钻取模型和/或热泄漏图的示例自动分区和深度参考图生成。
[0016]图12示出了用于处理源自链接到增材制造过程的一个或多个传感器的数据流的示例算法。
[0017]图13A示出了用于从输入图像中提取特征的示例编码器和/或基于结合图3的训练电路的深层神经网络模型来识别熔池深度和/或熔池宽度的示例估计器。
[0018]图13B示出了基于图13A的深度/宽度估计器的熔池深度和/或宽度估计的示例训练工作流。
[0019]图14A示出了结合图13A
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13B的深度/宽度估计器使用对验证数据集的深度/宽度估计的基于熔池的尺寸估计的示例图。
[0020]图14B示出了针对不同熔池尺寸量在(多个)验证数据集上结合深度/宽度估计性能而生成的示例直方图。
[0021]图15示出了与图4的控制电路相关联的示例补偿算法和聚类算法。
[0022]图16示出了与图4的控制电路相关联的算法的示例执行。
[0023]图17示出了与图16的算法相关联的示例控制动作和/或平滑过滤过程。
[0024]图18示出了与图4的控制电路相关联的示例闭环体系结构。
[0025]图19示出了为训练目的而选择的示例测试几何形状。
[0026]图20示出了与图18的测试几何结构的选择层相关联的示例实验结果。
[0027]图21是被构造成执行图5和/或6的指令以实现图2的示例体素化参考生成电路的示例处理平台的框图。
[0028]图22是被构造成执行图5和/或7的指令以实现图3的示例训练电路的示例处理平台的框图。
[0029]图23是被构造成执行图5的指令以实现图4的示例控制电路的示例处理平台的框图。
[0030]图24是图21
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23的处理器电路的示例实现方式的框图。
[0031]图25是图21
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23的处理器电路的另一示例实现方式的框图。
[0032]图26是将软件(例如，对应于图5、6、7的示例机器可读指令的软件)分发到与终端用户和/或消费者(例如，用于许可证、销售和/或使用)、零售商(例如，用于销售、再销售、许可证和/或子许可证)和/或原始设备制造商(OEM)(例如，用于包括在要分发给例如零售商和/或诸如直接购买客户的其他终端用户的产品中)相关联的客户端装置的示例软件分发平台(例如，一个或多个服务器)的框图。
[0033]附图不是按比例绘制的。通常，在整个附图和伴随的书面描述中将使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。除非另有具体说明，在本文中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等的描述符，而不以任何方式暗示或另外指示优先级，物理次序，列表中的布置和/或排序的任何含义，但仅用作标签和/或任意名称以区分元素，从而易于理解所公开的示例。在一些示例中，描述符“第一”可用于指代详细描述中的元素，而相同的元素可在权利要求中以不同的描述符被指代，诸如“第二”或“第三”。在这种情况下，应当理解，这种描述符仅用于清楚地识别那些可能例如共享相同名称的元素。如本文所用，“近似”和“大约”是指由于制造公差和/或其它现实世界缺陷而可能不精确的尺寸。如本文所用，“基本上实时”是指以近乎瞬时的方式发生，认识到可能存在用于计算时间，传输等的真实世界延迟。如本文所用，短语“通信”，包括其变体，包括通过一个或多个中间部件的直接通信和/或间接通信，并且不需要直接物理(例如，有线)通信和/或恒定通信，而是另外包括以周期性间隔、预定间隔、非周期性间隔和/或一次性事件的选择性通信。如本文所用，“处理器电路”被定义为
包括(i)被构造为执行特定操作并包括一个或多个基于半导体的逻辑器件(例如，由一个或多个晶体管实现的电气硬件)的一个或多个专用电路，和/或(ii)利用指令被编程为执行特定操作并包括一个或多个基于半导体的逻辑器件(例如，由一个或多个晶体管实现的电气硬件)的一个或多个通用基于半导体的电路。处理器电路的示例包括编程微处理器、可实例化指令的现场可编程门阵列(FPGA)、中央处理器单元(CPU)、图形处理器单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、XPU或微控制器和集成电路，例如专用集成电路(ASIC)。例如，XPU可以由包括多种类型的处理器电路(例如，一个或多个FPGA、一个或多个CPU、一个或多个GPU、一个或多个DSP等和/或其组合)和应用编程接口(API)的异构计算系统来实现，所述应用编程接口(API)可以将计算任务分配给所述多种类型的处理电路中的任何一个电路或最适于执行计算任务的处理电路。
具体实施方式
[0034]在下面的详细描述中，参考了构成其一部分的附图，并且在附图中通过图示示出了可以实践的具体示例。充分详细地描述了这些实施例，以使本领域技术人员能够实践本主题，并且应当理解，可以使用其它实施例。因此，提供以下详细描述以描述示例性实现方式，且不应将其视为限制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备，其特征在于，包括：至少一个存储器；所述设备中的指令；和处理器电路，所述处理器电路用于执行所述指令以：识别计算机生成零件的参考过程可观测值；在三维打印期间接收来自至少一个传感器的输入，以使用特征提取来识别估计过程可观测值；和调整至少一个三维打印过程参数，以减小从所述估计过程可观测值和所述参考过程可观测值之间的失配识别出的误差。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中所述处理器电路基于所述计算机生成零件的材料性质或几何特征来识别所述参考过程可观测值。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中所述参考过程可观测值或所述估计过程可观测值是熔池宽度、熔池深度、熔池高度、温度分布或冷却速率中的至少一个。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中当所述参考过程可观测值是熔池特性时，所述处理器电路使用所述至少一个传感器实时或离线地提取熔池特征。5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中所述处理器电路用于基于实时，层到层或构建到构建反馈实现方式中的至少...

【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：