[发明专利]增材制造的可扩展有限元模拟

权利要求书

1.一种模拟现实世界对象的增材制造的方法，所述方法包括：

通过与存储器通信的处理器使用任意密度的任意网格将所述现实世界对象的表示离散化为多个有限元，所述有限元是所述现实世界对象的几何部分的表示；

将所述有限元存储在所述存储器中；

由所述处理器依据时间来确定现实世界增材制造序列以由现实世界增材制造设备用于制造所述现实世界对象，所述增材制造序列包括多个时间步骤并且指示制造由所述有限元表示的现实世界对象的部分的顺序；以及

对于所述增材制造序列的每个时间步骤：

由所述处理器模拟根据所述增材制造序列制造所述有限元中的有限元的任意几何层；

由所述处理器根据所述增材制造序列分析相对于所述层的模拟的增材制造工具的路径来确定层的相对应的位置处的模拟的热通量的序列，所述模拟的热通量说明当模拟所述层的制造时所述层内的模拟的增材制造设备的热源的路径和强度；

在所述存储器中与对应于所述层的有限元相关联地存储所述模拟的热通量的表示；以及

对于具有模拟制造层的每个有限元：

由所述处理器确定所述有限元的当前暴露的部分表面区域；

通过所述处理器基于所述有限元的当前暴露的部分表面区域来模拟所述有限元的冷却；以及

在所述存储器中，基于所述有限元的模拟的冷却来更新与所述有限元相关联的模拟的热通量的表示。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述有限元的当前暴露的部分表面区域包括由所述处理器基于存储在所述存储器中的有限元来确定所述有限元的未位于邻近另一活动有限元表面小面的表面小面。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述模拟的热通量的序列包括对于给定的模拟的热通量，由所述处理器确定在相对应的层的部分处的热源的强度和持续时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，更新与所述有限元相关联的所述模拟的热通量的表示包括由所述处理器确定并且在所述存储器中存储所述有限元的部分体积和所述有限元的部分小面区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，更新所述有限元的热通量的表示包括由所述处理器基于所述有限元的模拟的冷却、所述有限元的确定的部分体积以及所述有限元的部分小面区域来确定用于制造所述有限元的模拟基底的状态。

6.根据权利要求4所述的方法，还包括对于每个有限元，在所述存储器中存储相邻有限元的列表以及所述相邻有限元的所述部分体积和所述部分小面区域。

7.一种模拟现实世界对象的增材制造的方法，所述方法包括：

通过与存储器进行通信的处理器获得现实世界增材制造序列，其中，所述存储器将所述现实世界对象的多个有限元存储作为表示，所述现实世界增材制造序列由现实世界增材制造设备用于制造所述现实世界对象，所述增材制造序列包括多个时间步骤；以及

对于所述增材制造序列的每个时间步骤：

由所述处理器模拟根据所述增材制造序列制造多个有限元中的有限元的任意几何层；

由所述处理器根据所述增材制造序列分析相对于所述层的模拟的增材制造工具的路径来确定层的相对应的位置处的一个或多个模拟的热通量，所述模拟的热通量说明当模拟所述层的制造时所述层内的模拟的增材制造设备的热源的路径和强度；

在所述存储器中与对应于所述层的有限元相关联地存储所述模拟的热通量的表示；以及

对于具有模拟制造层的每个有限元：

由所述处理器确定所述有限元的当前暴露的部分表面区域；

由所述处理器基于所述有限元的当前暴露的部分表面区域来模拟所述有限元的冷却；以及

在所述存储器中基于所述有限元的模拟冷却来更新所述有限元的热通量的表示。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，确定所述有限元的当前暴露的部分表面区域包括由所述处理器基于存储在所述存储器中的有限元来确定所述有限元的未位于邻近另一活动有限元表面小面的表面小面。