用于先进增材制造的系统和方法与流程

本公开的领域大体上涉及增材制造，并且更具体地，涉及用于动态地适应零件(part)、构建(build)或两者的增材制造的系统和方法。

背景技术：

1、许多增材制造系统(也称作三维(3d)打印机)通过逐层的过程生成三维物体。所述系统基于计算机控制通过放置材料的连续层生成物体。至少一些增材制造系统包括堆积粉末状材料以制成部件。此方法可由昂贵材料在经缩减成本和改进制造效率下产生复杂部件。例如直接金属激光熔融(dmlm)系统的至少一些已知增材制造系统使用激光装置及例如但不限于粉末状金属的粉末材料来制造部件。激光装置生成激光束，所述激光束使激光束入射到粉末材料上的区域中和区域周围的粉末材料熔融，从而产生熔体池。在一些已知的dmlm系统中，部件质量可能受到在熔体池内由激光装置传递到金属粉末的过量的热和/或热的变化影响。

2、在一些已知的dmlm系统中，部件表面质量特别是悬垂表面或面向下的表面归因于粉末状金属与部件的周围固态材料之间的传导热传递的变化而降低。结果，可产生局部过热，特别是在悬垂表面处。由激光装置产生的熔体池可能变得太大，导致熔化金属扩散到周围的粉末状金属中，并且熔体池更深地穿透到粉末床中，使额外的粉末吸入熔体池中。增大的熔体池尺寸和深度以及熔化金属的流动通常可导致悬垂表面或面向下的表面的不良表面光洁度。

3、在制造过程中基于多种因素，在材料变化和材料施加还可能出现其它问题，这可能导致物体不可使用。

技术实现思路

1、在一方面，提供了一种用于动态地适应零件的增材制造的制造计算机装置。所述制造计算机装置包括与至少一个存储器装置通信的至少一个处理器。所述至少一个存储器装置存储用于构建所述零件的构建文件，所述构建文件包括一个或多个构建参数。所述制造计算机装置被配置成接收多个构建信息。所述多个构建信息的每个构建信息包括多个机器的至少一个机器构建零件的传感器信息。所述制造计算机装置还被配置成将所述传感器信息与所述一个或多个构建参数比较以确定一个或多个差；确定对所述一个或多个构建参数的一个或多个调节；以及基于所述一个或多个调节生成更新的构建文件。

2、在另一方面，提供了一种用于动态地适应零件的增材制造的方法。使用制造计算机装置实施所述方法。所述制造计算机装置包括与存储器通信的处理器。所述方法包括：存储用于构建所述零件的构建文件，所述构建文件包括一个或多个构建参数；以及接收多个构建信息。所述多个构建信息的每个构建信息包括多个机器的至少一个机器构建零件的传感器信息。所述方法还包括将所述传感器信息与所述一个或多个构建参数比较以确定一个或多个差；确定对所述一个或多个构建参数的一个或多个调节；基于所述一个或多个调节生成更新的构建文件；以及将更新的构建文件传输到所述多个机器的至少一个机器以供制造。

3、在又一方面，提供了一种用于动态地适应零件的增材制造的系统。所述系统包括：多个增材制造机器，所述多个增材制造机器被配置成基于构建文件构建所述零件；多个传感器，所述多个传感器被配置成监测构建所述零件；以及制造计算机装置，所述制造计算机装置包括与至少一个存储器装置通信的至少一个处理器。所述制造计算机装置被配置成：存储用于构建所述零件的构建文件，所述构建文件包括一个或多个构建参数；以及接收多个构建信息。所述多个构建信息的每个构建信息包括所述多个增材制造机器的至少一个机器构建所述零件的传感器信息。所述制造计算机装置还被配置成将所述传感器信息与所述一个或多个构建参数比较以确定一个或多个差；确定对所述一个或多个构建参数的一个或多个调节；基于所述一个或多个调节生成更新的构建文件；以及将更新的构建文件传输到所述多个增材制造机器的至少一个增材制造机器以供制造。

4、技术方案1.一种用于动态地适应零件的增材制造的制造计算机装置，所述制造计算机装置包括与至少一个存储器装置通信的至少一个处理器，所述至少一个存储器装置存储用于构建所述零件的构建文件，所述构建文件包括一个或多个构建参数，所述制造计算机装置被配置成：

5、接收构建信息，其中，所述构建信息包括多个机器中的至少一个机器构建所述零件的传感器信息；

6、将所述传感器信息与所述一个或多个构建参数比较以确定一个或多个差；

7、确定对所述一个或多个构建参数的一个或多个调节；以及

8、基于所述一个或多个调节生成更新的构建文件。

9、技术方案2.根据技术方案1所述的制造计算机装置，其中，所述构建信息还包括由对应机器在构建所述零件时做出的对所述构建参数的多个实时调节，并且其中，所述制造计算机装置还被配置成：

10、将所述多个实时调节与多个构建的传感器信息比较；以及

11、基于所述比较确定所述一个或多个调节。

12、技术方案3.根据技术方案1所述的制造计算机装置，其中，所述制造计算机装置还被配置成：

13、基于所述传感器信息与所述一个或多个构建参数的比较，确定一个或多个趋势；以及

14、基于所述一个或多个趋势确定所述对一个或多个构建参数的一个或多个调节。

15、技术方案4.根据技术方案1所述的制造计算机装置，其中，所述构建信息包括来自所述多个机器的第一机器的多个构建和来自所述多个机器的第二机器的多个构建，并且其中，所述制造计算机装置还被配置成：

16、基于所述传感器信息与所述一个或多个构建参数的比较，确定与所述第一机器关联的至少一个第一机器差；

17、基于所述一个或多个差并基于所述至少一个第一机器差，确定所述对一个或多个构建参数的一个或多个调节；以及

18、基于所述一个或多个调节生成更新的构建文件。

19、技术方案5.根据技术方案4所述的制造计算机装置，其中，所述制造计算机装置还被配置成：

20、基于所述更新的构建文件和所述至少一个第一机器差，确定一个或多个第一机器调节；以及

21、基于所述更新的构建文件和所述一个或多个第一机器调节，生成第一机器构建文件。

22、技术方案6.根据技术方案4所述的制造计算机装置，其中，所述制造计算机装置还被配置成：

23、将与所述第一机器关联的传感器信息与所述传感器信息比较，以确定与所述第一机器关联的至少一个趋势；以及

24、基于所述至少一个趋势，确定与所述第一机器关联的至少一个第一机器差。

25、技术方案7.根据技术方案6所述的制造计算机装置，其中，所述制造计算机装置还被配置成：

26、将与所述第二机器关联的传感器信息与所述传感器信息比较，以确定与所述第二机器关联的至少一个趋势；

27、基于所述至少一个第二机器趋势，确定与所述第二机器关联的至少一个第二机器差；

28、基于所述一个或多个差并基于所述至少一个第一机器差和所述至少一个第二机器差，确定所述对一个或多个构建参数的一个或多个调节；

29、基于所述一个或多个调节生成更新的构建文件；

30、基于所述更新的构建文件和所述至少一个第二机器差，确定一个或多个第二机器调节；以及

31、基于所述更新的构建文件和所述一个或多个第二机器调节，生成第二机器构建文件。

32、技术方案8.根据技术方案1所述的制造计算机装置，其中，所述构建文件包括多个几何形状，每个几何形状包括构建参数的一个或多个值，并且其中，所述制造计算机装置还被配置成：

33、比较所述多个几何形状，以确定相似的几何形状的至少一个子集；

34、分析与几何形状的每个子集关联的一个或多个构建参数以及与几何形状的每个子集关联的传感器信息中的至少一个；

35、对所述几何形状的子集确定一个或多个更新的构建参数；以及

36、生成更新的构建文件，所述更新的构建文件包括对于几何形状的每个子集的一个或多个更新的构建参数。

37、技术方案9.根据技术方案1所述的制造计算机装置，其中，所述一个或多个构建参数包括以下的至少一个：激光装置的功率、激光装置的扫描速度、期望的熔体池尺寸和期望的熔体池温度分布。

38、技术方案10.根据技术方案1所述的制造计算机装置，其中，所述传感器信息从以下的至少一个接收：光电倍增管、光电二极管、红外相机、光电耦合装置(ccd)相机、cmos相机、高温计或高速可见光相机。

39、技术方案11.一种用于动态地适应零件的增材制造的方法，使用制造计算机装置实施所述方法，所述制造计算机装置包括与存储器通信的处理器，所述方法包括：

40、存储用于构建所述零件的构建文件，所述构建文件包括一个或多个构建参数；

41、接收构建信息，其中，所述构建信息包括由多个机器的至少一个构建所述零件的传感器信息；

42、将所述传感器信息与所述一个或多个构建参数比较以确定一个或多个差；

43、确定对所述一个或多个构建参数的一个或多个调节；

44、基于所述一个或多个调节生成更新的构建文件；以及

45、将更新的构建文件传输到所述多个机器的至少一个机器用于制造。

46、技术方案12.根据技术方案11所述的方法，其中，所述构建信息还包括由对应机器在构建所述零件时做出的对所述构建参数的多个实时调节，并且其中，所述方法还包括：

47、将所述多个实时调节与对于所述多个构建的传感器信息比较；以及

48、基于所述比较确定所述一个或多个调节。

49、技术方案13.根据技术方案11所述的方法，其中，所述构建信息包括来自所述多个机器的第一机器的多个构建和来自所述多个机器的第二机器的多个构建，并且其中，所述方法还包括：

50、基于所述传感器信息与所述一个或多个构建参数的比较，确定与所述第一机器关联的至少一个第一机器差；

51、基于所述一个或多个差并基于所述至少一个第一机器差，确定所述对一个或多个构建参数的一个或多个调节；以及

52、基于所述一个或多个调节生成更新的构建文件。

53、技术方案14.根据技术方案13所述的方法，其还包括：

54、基于所述更新的构建文件和所述至少一个第一机器差，确定一个或多个第一机器调节；以及

55、基于所述更新的构建文件和所述一个或多个第一机器调节，生成第一机器构建文件。

56、技术方案15.根据技术方案13所述的方法，其还包括：

57、将与所述第一机器关联的传感器信息与所述传感器信息比较，以确定与所述第一机器关联的至少一个趋势；以及

58、基于所述至少一个趋势，确定与所述第一机器关联的至少一个第一机器差。

59、技术方案16.根据技术方案15所述的方法，其还包括：

60、将与所述第二机器关联的传感器信息与所述传感器信息比较，以确定与所述第二机器关联的至少一个趋势；

61、基于所述至少一个第二机器趋势，确定与第二机器关联的至少一个第二机器差；

62、基于所述一个或多个差并基于所述至少一个第一机器差和所述至少一个第二机器差，确定所述对一个或多个构建参数的一个或多个调节；

63、基于所述一个或多个调节生成更新的构建文件；

64、基于所述更新的构建文件和所述至少一个第二机器差，确定一个或多个第二机器调节；以及

65、基于所述更新的构建文件和所述一个或多个第二机器调节，生成第二机器构建文件。

66、技术方案17.根据技术方案11所述的方法，其中，所述构建文件包括多个几何形状，每个几何形状包括构建参数的一个或多个值，并且其中，所述方法还包括：

67、比较所述多个几何形状，以确定相似的几何形状的至少一个子集；

68、分析与几何形状的每个子集关联的一个或多个构建参数以及与几何形状的每个子集关联的传感器信息中的至少一个；

69、对所述几何形状的子集确定一个或多个更新的构建参数；以及

70、生成更新的构建文件，所述更新的构建文件包括对于几何形状的每个子集的一个或多个更新的构建参数。

71、技术方案18.根据技术方案11所述的方法，其中，存储构建文件还包括存储一个或多个构建参数，所述构建参数包括以下当中的至少一个：激光装置的功率、激光装置的扫描速度、期望的熔体池尺寸和期望的熔体池温度分布。

72、技术方案19.根据技术方案11所述的方法，其中，接收构建信息还包括从以下当中的至少一个接收传感器信息：光电倍增管、光电二极管、红外相机、光电耦合装置(ccd)相机、cmos相机、高温计或高速可见光相机。

73、技术方案20.一种用于动态地适应零件的增材制造的系统，所述系统包括：

74、多个增材制造机器，所述多个增材制造机器被配置成基于构建文件构建所述零件；

75、多个传感器，所述多个传感器被配置成对构建所述零件进行监测；以及

76、制造计算机装置，所述制造计算机装置包括与至少一个存储器装置通信的至少一个处理器，所述制造计算机装置被配置成：

77、存储用于构建所述零件的构建文件，所述构建文件包括一个或多个构建参数；

78、接收构建信息，其中，所述构建信息包括所述多个增材制造机器的至少一个构建所述零件的传感器信息；

79、将所述传感器信息与所述一个或多个构建参数比较以确定一个或多个差；

80、确定对所述一个或多个构建参数的一个或多个调节；

81、基于所述一个或多个调节生成更新的构建文件；以及

82、将更新的构建文件传输到所述多个增材制造机器的至少一个增材制造机器用于制造。

83、技术方案21.根据技术方案20所述的系统，其中，所述构建信息还包括由对应增材制造机器在构建所述零件时做出的对所述构建参数的多个实时调节，并且其中，所述制造计算机装置还被配置成：

84、将所述多个实时调节与多个构建的传感器信息比较；以及

85、基于所述比较确定所述一个或多个调节。

86、技术方案22.根据技术方案20所述的系统，其中，所述增材制造机器被配置成：

87、基于所述传感器信息与所述一个或多个构建参数的比较，确定一个或多个趋势；以及

88、基于所述一个或多个趋势确定所述对一个或多个构建参数的一个或多个调节。

89、技术方案23.根据技术方案20所述的系统，其中，所述构建信息包括来自所述多个增材制造机器的第一机器的多个构建和来自所述多个增材制造机器的第二机器的多个构建，并且其中，所述制造计算机装置还被配置成：

90、基于所述传感器信息与所述一个或多个构建参数的比较，确定与所述第一机器关联的至少一个第一机器差；

91、基于所述一个或多个差并基于所述至少一个第一机器差，确定所述对一个或多个构建参数的一个或多个调节；以及

92、基于所述一个或多个调节生成更新的构建文件。

93、技术方案24.根据技术方案23所述的系统，其中，所述制造计算机装置还被配置成：

94、基于所述更新的构建文件和所述至少一个第一机器差，确定一个或多个第一机器调节；以及

95、基于所述更新的构建文件和所述一个或多个第一机器调节，生成第一机器构建文件。

96、技术方案25.根据技术方案23所述的系统，其中，所述制造计算机装置还被配置成：

97、将与所述第一机器关联的传感器信息与所述传感器信息比较，以确定与所述第一机器关联的至少一个趋势；以及

98、基于所述至少一个趋势，确定与所述第一机器关联的至少一个第一机器差。

99、技术方案26.根据技术方案25所述的系统，其中，所述制造计算机装置还被配置成：

100、将与所述第二机器关联的传感器信息与所述传感器信息比较，以确定与所述第二机器关联的至少一个趋势；

101、基于所述至少一个第二机器趋势，确定与第二机器关联的至少一个第二机器差；

102、基于所述一个或多个差并基于所述至少一个第一机器差和所述至少一个第二机器差，确定所述对一个或多个构建参数的一个或多个调节；

103、基于所述一个或多个调节生成更新的构建文件；

104、基于所述更新的构建文件和所述至少一个第二机器差，确定一个或多个第二机器调节；以及

105、基于所述更新的构建文件和所述一个或多个第二机器调节，生成第二机器构建文件。

106、技术方案27.根据技术方案20所述的系统，其中，所述构建文件包括多个几何形状，每个几何形状包括构建参数的一个或多个值，并且其中，所述制造计算机装置还被配置成：

107、比较所述多个几何形状，以确定相似的几何形状的至少一个子集；

108、分析与几何形状的每个子集关联的一个或多个构建参数以及与几何形状的每个子集关联的传感器信息中的至少一个；

109、对所述几何形状的子集确定一个或多个更新的构建参数；以及

110、生成更新的构建文件，所述更新的构建文件包括对于几何形状的每个子集的一个或多个更新的构建参数。

111、技术方案28.根据技术方案20所述的系统，其中，所述一个或多个构建参数包括以下的至少一个：激光装置的功率、激光装置的扫描速度、期望的熔体池尺寸和期望的熔体池温度分布。

112、技术方案29.根据技术方案20所述的系统，其中，所述传感器信息从以下的至少一个接收：光电倍增管、光电二极管、红外相机、光电耦合装置(ccd)相机、cmos相机、高温计或高速可见光相机。