[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

说明书

本申请提供一种系统(100)和方法，其有利于基于对经由3D打印机(142)生产的部件(118)的热/结构模拟来优化工具路径。处理器(102)可执行对根据与可用于驱动3D打印机以生产部件的指令对应的第一组工具路径(110、120)以增材的方式生产的部件的第一模拟。第一模拟可包括：确定包括多个六面体元素(122)的部件的六面体网格(124)；确定网格的元素的沉积顺序从而基于第一组工具路径以增材的方式生产部件；和以元素被确定沉积的顺序模拟网格的元素(134)中每个的增量沉积。对于增加的相应元素的每次增量沉积，确定沉积元素的热特性(128)和结构变形特性(130)，其中一些元素具有体积变化以考虑先前沉积的相邻元素(146)的结构变形。

技术领域

一般来说，本发明涉及用于创建、使用和管理用于产品和其他项目的数据的计算机辅助设计(CAD)，计算机辅助制造(CAM)，计算机辅助工程(CAE)，可视化、模拟和制造系统，产品数据管理(PDM)系统，产品生命周期管理(PLM)系统以及类似系统(在本文统称为产品系统)。

背景技术

产品系统可用于产生可用于驱动3D打印机以增材的方式生产部件的指令。这类产品系统可从改进中受益。

发明内容

各种公开的实施例包括数据处理系统和方法，所述系统和方法可用来促进基于对经由3D打印机生产的部件的热/结构模拟来优化3D打印机的激光的工具路径。在一个实例中，系统可包含至少一个处理器，所述处理器被配置成执行第一模拟，该第一模拟是针对根据第一组工具路径以增材的方式生产的部件进行的，该第一组工具路径与可用于驱动3D打印机来移动激光以增材的方式生产部件的指令对应。

对于第一模拟，至少一个处理器可被配置成：确定部件的网格，该网格将部件的空间划分成多个三维(3D)元素；基于第一组工具路径确定沉积网格元素的顺序从而以增材的方式生产该部件；并且以所确定的沉积元素的顺序来模拟网格的元素中每个的增量沉积。对于增加的相应元素的每次增量沉积，至少一个处理器可确定所沉积元素的热特性和结构变形特性，其中在确定相应元素的热变形特性和结构变形特性之前，对相应元素中的至少一个在结构上进行修改，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的结构变形引起的相应元素的体积变化计算在内。

在另一个实例中，用于基于对经由3D打印机生产的部件的热/结构模拟来优化工具路径的方法可包含：通过至少一个处理器的操作，执行第一模拟，该第一模拟是针对根据第一组工具路径以增材的方式生产的部件进行的，该第一组工具路径与可用于驱动3D打印机以移动激光而以增材的方式生产部件的指令对应。这类第一模拟可包括：确定部件的网格，该网格将部件的空间划分成多个3D元素；确定网格的元素沉积的顺序以基于第一组工具路径以增材的方式生产部件；以及以元素被确定沉积的顺序来模拟网格的元素中的每个的增量沉积。对于增加的相应元素的每次增量沉积，确定所沉积元素的热特性和结构变形特性，其中在确定相应元素的热特性和结构变形特性之前，对相应元素中的至少一个在结构上进行修改，从而把由从先前确定的结构变形特性所确定的至少一个相邻元素的结构变形引起的相应元素的体积变化计算在内。

另一实例可包括编有可执行指令(诸如存储装置上的软件组件)的非暂态计算机可读介质，在执行该可执行指令时，其使得至少一个处理器执行在此描述的方法。

前述内容已经相当概括地概述了本发明的技术特征，使得本领域技术人员可更好地理解下面的详细描述。将在下文中描述形成权利要求的主题的本发明的附加特征和优点。本领域技术人员将认识到，他们可容易地将所公开的概念和具体实施例用作修改或设计用于执行本发明的相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员还将认识到，这类等同构型不会偏离最宽形式的本发明的精神和范围。

另外，在进行下面的具体实施方式之前，应该理解贯穿此专利文件提供了用于某些词语和短语的各种定义，并且本领域的普通技术人员将理解，这类定义在许多情况下(如果不是在多数情况下)应用在了这类所定义单词和短语的现在和将来的使用中。尽管一些术语可包括各种各样的实施例，但是所附权利要求可明确地将这些术语限制于特定实施例。