[发明专利]基于对部件的热/结构模拟来优化工具路径的系统和方法

权利要求书

1.一种用于基于对经由三维打印机生产的部件的热/结构模拟来优化工具路径的系统（100），所述系统包含：

至少一个处理器（102），被配置成执行对根据第一组工具路径（110、120）以增材的方式生产所述部件（118）的第一模拟，所述第一组工具路径与可用于驱动3D打印机（142）来移动激光（144）以增材的方式生产所述部件的指令对应，其中所述至少一个处理器被配置成：

确定所述部件的网格（124），所述网格将所述部件的空间划分成多个三维元素（122）；

确定所述网格的元素沉积的顺序从而基于所述第一组工具路径以增材的方式生产所述部件；

以所述元素被确定沉积的顺序模拟所述网格的所述元素（134）中的每个的增量沉积，其中，对于增加的相应元素的每次增量沉积，所述至少一个处理器确定所沉积的元素的热特性（128）和结构变形特性（130），其中在确定所述相应元素的热特性和结构变形特性之前，修改所述网格以基于先前沉积的相邻元素的所确定的变形来改变每个新近沉积元素的一个或多个的体积，从而将由通过先前确定的结构变形特性所确定的至少一个相邻元素（146）的结构变形引起的所述相应元素的体积变化计算在内。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述网格对应于包含六面体元素的六面体网格，其中，所述至少一个处理器被配置成基于对应于所述3D打印机的激光宽度和层厚度的数据来确定元素尺寸，其中，所述至少一个处理器被配置用于接收定义所述部件的3D模型的计算机辅助设计数据（126），其中，所述至少一个处理器被配置成基于所确定的元素尺寸和所述部件的所述3D模型来确定网格，其中，所述至少一个处理器被配置成基于以下确定结果来确定所述元素沉积的顺序：在所述3D打印机操作以基于所述第一组工具路径使材料沉积到所述部件上时，所述网格的哪些元素与所述3D打印机的所述激光的激光束相交。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所确定的热特性包括指明所沉积的元素的温度变化的数据，其中，所确定的结构变形特性包括指明所沉积的元素的结构变化的数据，所述结构变化的数据是至少部分地基于指明所沉积的元素的温度变化的数据来确定的，其中，所述至少一个处理器被配置成至少部分地基于所述热特性、所述结构变形特性或他们的组合中的至少一个来确定与所述部件的全部或一部分相关联的应力特性（132）。

4.根据权利要求3所述的系统，所述系统还包含显示装置（114），其中，所述至少一个处理器被配置成使得所述显示装置输出表示每个元素连续地沉积以构建成所述部件的可视动画，其中，所述动画包括基于为元素的每次相应沉积所确定的所述热特性或所述结构变形特性，至少一部分元素随着元素的每次相应沉积的可视的变化。

5.根据权利要求3或4所述的系统，其中，基于为所述相应元素中的一个或多个所确定的热特性、结构变形特性、应力特性或它们的组合中的至少一个，所述至少一个处理器被配置成进行以下中的至少一种：选择第二组工具路径（136、140）、生成所述第二组工具路径或它们的组合，其中，所述第二组工具路径可用于驱动所述3D打印机以增材的方式生产所述部件并且所述第二组工具路径与所述第一组工具路径不同。