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，处理器电路执行指令以：将至少一个用户限定的材料属性选择转化为期望的过程可观察量，期望的过程可观察量包括熔池属性；对输入零件几何形状进行基于体素的自动分区，输入零件几何形状基于计算机生成的设计；并且基于期望的过程可观察量和基于体素的自动分区，输出用于输入零件几何形状的体素化参考图。参考图。参考图。

【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]本公开大体涉及增材制造，并且更具体地，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)允许从计算机辅助设计(CAD)模型形成三维零件。例如，可以通过在连续步骤中添加材料来逐层形成3D打印零件，直到形成物理零件。许多行业(例如，工程、制造、医疗保健等)已经采用增材制造技术来生产从定制医疗装置到航空零件的各种产品。
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架构。
[0005]图2是可以作为图1A和/或1B的传感器辅助零件开发的一部分来实施的体素化参考生成电路的示例实施方式的框图。
[0006]图3是可以作为图1A和/或1B的控制架构的一部分来实施的训练电路的示例实施方式的框图。
[0007]图4是可以作为图1A和/或1B的传感器辅助零件开发的一部分来实施的控制电路的示例实施方式的框图。
[0008]图5示出了表示示例机器可读指令的流程图，该示例机器可读指令可以被执行以实施图2的示例体素化参考生成电路和/或图4的示例控制电路。
[0009]图6示出了表示示例机器可读指令的流程图，该示例机器可读指令可以被执行以实施图2的示例体素化参考生成电路。
[0010]图7示出了表示示例机器可读指令的流程图，该示例机器可读指令可以被执行以实施图4的示例训练电路。
[0011]图8示出了表示示例机器可读指令的流程图，该示例机器可读指令可以被执行以基于实时、层到层和/或构建到构建反馈实施方式来进行参数调整。
[0012]图9示出了使用复杂零件几何形状的示例构建到构建结果。
[0013]图10A示出了将材料属性转化为过程可观察量的示例。
[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示出了与图2的体素化参考生成电路有关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与增材制造过程相关的一个或多个传感器的数据流的示例算法。
[0017]图13A示出了与图3的训练电路有关的用于从输入图像中提取特征的示例编码器和/或基于深度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程。
[0019]图14A示出了与图13A
‑
13B的深度/宽度估计器有关的使用验证数据集上的深度/宽度估计的基于熔池的尺寸估计的示例图。
[0020]图14B示出了结合不同熔池维度数量的验证数据集上的深度/宽度估计性能生成的示例直方图。
[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/或平滑过滤器处理。
[0024]图18示出了与图4的控制电路相关联的示例闭环架构。
[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的测试几何形状的选择层相关联的示例实验结果。
[0027]图21是构造成执行图5和/或图6的指令以实施图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是构造成执行图5和/或图7的指令以实施图3的示例训练电路的示例处理平台的框图。
[0029]图23是构造成执行图5的指令以实施图4的示例控制电路的示例处理平台的框图。
[0030]图24是图21
‑
23的处理器电路的示例实施方式的框图。
[0031]图25是图21
‑
23的处理器电路的另一个示例实施方式的框图。
[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)分发到与最终用户和/或消费者(例如，用于许可、销售和/或使用)、零售商(例如，用于销售、转售、许可和/或再许可)和/或原始设备制造商(OEM)(例如，用于包含在要分发给例如零售商和/或其他最终用户(诸如直接购买客户)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]附图未按比例绘制。通常，在整个附图和随附的书面描述中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。除非另有具体说明，否则本文使用的描述符(诸如“第一”、“第二”、“第三”等)没有赋予或以其他方式指示优先级、物理顺序、列表中的布置和/或以任何方式排序的任何含义，而是仅用作标签和/或任意名称来区分元件以便于理解所公开的示例。在一些示例中，描述符“第一”可以用于指代详细描述中的元件，而在权利要求中可以使用不同的描述符(例如“第二”或“第三”)来指代相同的元件。在这种情况下，应该理解，这种描述符仅用于清楚地标识可能例如以其他方式共享相同名称的那些元件。如本文所用，“近似”和“大约”是指由于制造公差和/或其他现实世界缺陷而可能不准确的尺寸。如本文所用，“基本上实时”是指以接近瞬时的方式发生，认识到可能存在计算时间、传输等的现实世界延迟。如本文所用，短语“通信”，包括其变型，涵盖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/或持续通信，而是附加地包括以周期性间隔、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”被限定为包括(i)构造成进行特定操作并且包括一个或多个基于半导体的逻辑装
置(例如，由一个或多个晶体管实施的电气硬件)的一个或多个专用电路，和/或(ii)用指令编程以进行特定操作并且包括一个或多个基于半导体的逻辑装置(例如，由一个或多个晶体管实施的电气硬件)的一个或多个通用的基于半导体的电路。处理器电路的示例包括可编程微处理器、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，诸如专用集成电路(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)和应用程序编程接口(API)的异构计算系统实施，该应用程序编程接口可以将计算任务分配给多种类型的处理电路中最适合执行计算任务的任何处理电路。
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，其中通过说明的方式示出了可以实践的具体示例。对这些示例进行了足够详细的描述，以使本领域技术人员能够实践该主题，并且应当理解，可以使用其他示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于体素化参考生成的设备，其特征在于，包括：至少一个存储器；指令，所述指令在所述设备中；以及处理器电路，所述处理器电路执行所述指令以：将至少一个用户限定的材料属性选择转化为期望的过程可观察量，所述期望的过程可观察量包括熔池属性；对输入零件几何形状进行基于体素的自动分区，所述输入零件几何形状基于计算机生成的设计；并且基于所述期望的过程可观察量和所述基于体素的自动分区，输出用于所述输入零件几何形状的体素化参考图。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中，所述用户限定的材料属性选择包括孔隙率或表面光洁度中的至少一个。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中，所述体素化参考图包括基于所述输入零件几何形状的一个或多个区，其中所述用户限定的材料属性选择被转化为用于每个区的过程可观察量。4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，其中，所述一个或多个区是离散的或连续的。5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中，所述基于体素的自动分区包括使用向下钻取模型来计算距面向下...

【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：