[发明专利]对工件制造中的包括增材制造机器的机器链的控制或与之相关的改进

说明书

本发明涉及一种为用于制造工件的制造链(101)的机器生成指令的设备。该设备包括处理器(131)，该处理器被布置成用于：接收工件(218)的基于模型的定义(MBD)，该基于模型的定义包括几何尺寸和公差；接收用于设定增材构建设计的输入，该增材构建设计用于基于这些几何尺寸来构建该工件(218)；基于该增材构建设计来为该制造链(101)的增材制造机器(103a，103b，103c)生成增材指令；根据该增材构建设计来确定预期来自增材构建的预期中间工件产品；确定该预期中间工件产品与该工件的基于模型的定义之间的差异；并且基于该差异来为该制造链(101)的至少一个另外的机器(104、105至110)生成另外的指令。

技术领域

本发明涉及对工件制造中的包括增材制造机器的机器链的控制或与之相关的改进。本发明具体应用于用于生成控制包括增材制造机器的机器链的指令的设备和控制软件。

背景技术

用于生产部件的增材制造或快速成型方法包括可流动材料的逐层固化。存在不同的增材制造方法，包括粉末床系统，诸如选择性激光熔化(SLM)、选择性激光烧结(SLS)、电子束熔化(eBeam)和光固化立体造型；以及非粉末床系统，诸如熔融沉积造型。

在选择性激光熔化中，将粉末层沉积在构建室中的粉末床上，并且激光束扫描粉末层的与正在构造的工件的截面(剖切面)相对应的部分。激光束将粉末熔化或烧结以形成固化的层。在对层进行选择性固化之后，粉末床降低了该新固化的层的厚度，并且根据需要将另外一层粉末在表面上摊开并固化。在单一构建中，可以构建多于一个工件，这些工件在粉末床中间隔开。

使用计算机程序来将定义工件的几何数据(诸如CAD或STL文件格式)转换成定义增材制造设备如何操作以构建部件的扫描数据。扫描数据的生成可以包括确定该工件的与在每个层中将要固化的区域相对应的截面(切片)以及能量束如何扫描这些区域以固化材料来形成这些剖切面。诸如Materialize NV公司的Magics等软件包括以光固化立体造型/标准镶嵌语言(STL)文件格式定义的用于对工件进行切片的操作，用于识别将要构建的工件切片并且用于定义激光或电子束的扫描路径和扫描参数。规划软件可以包括用于将部件定向以及用于在构建期间产生用于支撑工件的支撑件的操作。

将几何设计数据导入计算机程序中以便规划增材制造过程是已知的，该几何设计数据定义了部件，该部件与在增材制造过程之后进行的后续(诸如减材)过程中使用的固定装置整合。例如，WO 2013/0167904披露了一种使用增材制造所构建的制品，该制品包括多个牙桥基，每个牙桥基通过连接杆附接到共同的位置中枢上。该中枢包括两个粗定向孔，用于确保在后续加工过程中制品在夹具中正确定向。随后可以对在后续加工中使用的机器进行适当编程，以便基于对将要使用增材制造过程构建的固定装置的现有了解来执行所需的减材过程。

US 2010/0305742披露了一种将常规制造技术与增材制造技术相结合的一体式增材制造单元。取决于后续的机加工操作，增材过程允许在工件上生长特定的固定突片，以便简化处理。

US 2015/0024233 A1披露了用于利用过程中监测来制造增材制造部件的方法和设备。在逐层形成部件时，获取每个层或层组的3D测量。完工时的测量数据可以与期望部件形状的输入几何描述进行比较。比较通常包括计算几何描述与尺寸数据之间的测得差异。测得差异可以被用来影响进一步的处理。如果测得差异超出公差，则比较可以包括指示进行后处理的需要，诸如检查、去除虚假特征、分解、破坏、或标记所指示的已制造部件。

然而，可以在用于设计增材制造构建的软件中改变许多变量，此类改变对由增材制造过程产生的增材构建物体(工件加上其他元件，诸如支撑件和整合的固定装置)具有影响。例如，构建工件时的取向可以影响在增材制造过程中出现的应力和可实现的公差。此类变量的变化可以导致针对该制造链中的在增材制造过程之前和之后进行的过程的不同的要求。

发明内容