[发明专利]用于增材制造过程的系统和相关控制方法

说明书

一种用于增材制造过程的系统包括：拟人机器人、安装在机器人上的挤出机、用于检测与增材制造过程相关的多个参数的传感器、用于调节从挤出机挤出的材料的状态的装置以及配置为控制挤出机路径的控制单元；该控制单元被配置成根据由传感器检测到的至少两个参数确定挤出机路径和/或材料的沉积策略。

技术领域

本发明涉及借助于3D打印的对象实现过程的领域。

特别地，本发明涉及用于增材制造过程的系统和相关的控制方法。

背景技术

增材制造市场正在迅速扩大，特别是在技术聚合物方面，然而，其具有彼此具有非常不同的特性的缺点，此外，在使用具有非最佳行为的材料或使用不精确已知的使用参数的情况下，不容易获得常规的挤出过程。因此，必须拥有能够灵活操作的增材制造系统，以适应所用材料的规格，特别是在挤出步骤中，以确保想要实现的产品的最高质量。

当考虑用于针对大型对象的应用的机器和过程并且因此涉及高流速的材料时，该问题变得特别明显。对于这种类型的过程，不可避免地需要长的处理时间，并且由于生产原因或其他原因，每当原材料改变时需要将系统重新参数化。这导致生产时间呈指数增长，使得这类过程缺乏竞争力且效率低下。

在此背景下，本发明的技术任务是提出一种至少克服了上述现有技术的缺点的用于增材制造过程的系统和相关的控制方法。

特别地，本发明的一目的是提供一种能够保证有效地减少处理时间，而不管所用原材料的特性如何的用于增材制造过程的系统和相关的控制方法。

所提及的技术任务和指定的目的基本上通过用于增材制造过程的系统和包含在一个或多个所附权利要求中阐述的技术特征的相关控制方法来实现。

发明内容

根据本发明，提供了一种增材制造过程系统及相关控制方法，其包含：拟人工业机器人；挤出机，被配置为安装在拟人工业机器人上；多个传感器，被配置为检测与增材制造过程的操作条件相关的多个参数；所述挤出机挤出的材料的多个状态调节装置和配置为控制挤出机路径的控制单元。

控制单元还配置成根据由多个传感器检测的多个参数中的至少两个参数来修改挤出机的路径。

优选地，多个传感器包含至少一个温度传感器和/或位置传感器。

优选地，至少一个温度传感器选自：红外、热成像相机、高温计和激光传感器。

优选地，至少一个位置传感器选自：三角测量激光扫描仪、激光指示器、共焦传感器、立体视觉、飞行时间相机、电容、电感、光电或超声波传感器以及带有力敏电阻传感器的探头。

优选地，传感器对以下中的至少一个进行测量：刚刚挤出的材料或者先前挤出的层的截面、下部和上部。

还优选地，该系统包含被配置成作用于离开挤出机的材料上的压实元件。

优选地，状态调节装置是温度调节器，其被配置为根据由多个传感器检测的多个参数中的至少两个参数来改变挤出材料的温度。

本发明的另一目的是一种用于增材制造过程的控制方法，其包含以下步骤：获取对象的CAD图；对获取的CAD图执行切片步骤以生成挤出几何图形；计算挤出机的路径，该路径允许获得所述挤出几何形状；沿着挤出机的保持传感器的正确定向的路径移动根据本发明的用于增材制造过程的系统的挤出机。

该方法还包含根据本发明的用于增材制造过程的系统中的多个传感器检测到的至少两个参数来修改挤出机的路径的步骤。

优选地，该方法还包含保存由多个传感器检测的多个参数的步骤，以便能够进行可能的后续分析。

还优选地包含根据计算出的挤出机的路径与实际遵循的路径之间的比较来修改挤出几何形状的步骤。