BE1022945A1 - Systeem en werkwijze voor het hercoaten in een omgeving van additive manufacturing - Google Patents

Systeem en werkwijze voor het hercoaten in een omgeving van additive manufacturing Download PDF

Info

Publication number
BE1022945A1
BE1022945A1 BE20155608A BE201505608A BE1022945A1 BE 1022945 A1 BE1022945 A1 BE 1022945A1 BE 20155608 A BE20155608 A BE 20155608A BE 201505608 A BE201505608 A BE 201505608A BE 1022945 A1 BE1022945 A1 BE 1022945A1
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
layer
parameters
recoating
building material
additive manufacturing
Prior art date
Application number
BE20155608A
Other languages
English (en)
Inventor
Sam Coeck
Original Assignee
Mat Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mat Nv filed Critical Mat Nv
Publication of BE1022945A1 publication Critical patent/BE1022945A1/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4097Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using design data to control NC machines, e.g. CAD/CAM
    • G05B19/4099Surface or curve machining, making 3D objects, e.g. desktop manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B29C64/129Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
    • B29C64/135Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask the energy source being concentrated, e.g. scanning lasers or focused light sources
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49013Deposit layers, cured by scanning laser, stereo lithography SLA, prototyping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)

Abstract

Voorzien wordt in een systeem en een werkwijze voor het berekenen van hercoatingparameters voor het vormen van een object in een omgeving van additive manufacturing. Verschillende uitvoeringsvormen gaan gepaard met het bepalen van één of meerdere parameters van een gegeven laag van een gevormd object, waaronder de verwijdering van het object. Op basis van de bepaalde laagparameters worden één of meerdere hercoating-parameters bepaald. De één of meerdere hercoatingparameters worden gebruikt ter controle van het afzetten van bouwmateriaal of hercoaten van een laag van het gevormde object.

Description

Systeem en werkwijze voor het hercoaten in een omgeving van additive manufacturing
Achtergrond van de uitvinding
Toepassingsgebied van de uitvinding
De uitvinding heeft betrekking op het hercoaten van een nieuwe laag bouwmateriaal in een omgeving van additive manufacturing. Meer in het bijzonder heeft de aanvraag betrekking op een systeem en een werkwijze voor het automatisch bepalen van hercoatingparameters voor een object dat wordt gevormd in een omgeving van additive manufacturing.
Beschrijving van de betrokken technologie
In het domein van de additive manufacturing worden driedimensionale vaste objecten gevormd op basis van een digitaal model. Aangezien de gefabriceerde objecten driedimensionaal zijn, wordt additive manufacturing ook algemeen driedimensionaal ("3D") printen genoemd. Eén type van een degelijke techniek van additive manufacturing wordt stereo-lithografie genoemd. Deze technieken kunnen een lichtbron (bijvoorbeeld uv, ir, laserstraal enz.) richten op een specifieke plek met het oog op het polymeriseren of verharden van lagen van bouwmaterialen die worden gebruikt voor het creëren van het gewenste driedimensionale ("3D") object. Het driedimensionale object wordt laag na laag gevormd door het verharden van de lagen bouwmateriaal.
Voor elke laag van het te vormen object wordt een nieuwe laag bouwmateriaal gecoat op het vormingsplatform. Dienovereenkomstig wordt, nadat een laag van het object is gevormd, het platform gehercoat met het bouwmateriaal voor de volgende laag van het te vormen object. In de loop van dit hercoatingproces kunnen tal van fouten optreden waardoor het hele vormingsproces van het object kan mislukken. Zo kan bij het hercoatingproces te veel of te weinig bouwmateriaal op het platform worden aangebracht. Tegen de achtergrond van deze en andere door de uitvinder geïdentificeerde problemen bestaat een behoefte aan systemen en werkwijzen ter verbetering van het hercoatingproces.
Samenvatting
In één uitvoeringsvorm wordt voorzien in een systeem voor het berekenen van hercoatingparameters in een omgeving van additive manufacturing. Het systeem bevat een geheugen en een processor. De processor is geconfigureerd met het oog op het bepalen van één of meerdere laagparameters voor een eerste laag van een object. De processor is voorts geconfigureerd met het oog op het berekenen van één of meerdere hercoatingparameters voor een tweede laag van het object op basis van de bepaalde één of meerdere laagparameters, waarbij de tweede laag wordt gevormd na de eerste laag. De processor is voorts geconfigureerd met het oog op het controleren van het afzetten van bouwmateriaal op een vormingszone van een inrichting van additive manufacturing op basis van de berekende één of meerdere hercoatingparameters.
In een andere uitvoeringsvorm wordt voorzien in een werkwijze voor het berekenen van hercoatingparameters in een omgeving van additive manufacturing. De werkwijze omvat het bepalen van één of meerdere laagparameters voor een eerste laag van een object. De werkwijze omvat voorts het berekenen van één of meerdere hercoatingparameters voor een tweede laag van het object op basis van de bepaalde één of meerdere laagparameters, waarbij de tweede laag wordt gevormd na de eerste laag. De werkwijze omvat voorts het controleren van het afzetten van bouwmateriaal op een vormingszone van een inrichting van additive manufacturing op basis van de berekende één of meerdere hercoatingparameters.
In nog een andere uitvoeringsvorm wordt voorzien in een permanent door een computer leesbaar medium dat bij uitvoering op een computer een werkwijze uitvoert voor het berekenen van hercoatingparameters in een omgeving van additive manufacturing. De werkwijze omvat het bepalen van één of meerdere laagparameters voor een eerste laag van een object. De werkwijze omvat voorts het berekenen van één of meerdere hercoatingparameters voor een tweede laag van het object op basis van de bepaalde één of meerdere laagparameters, waarbij de tweede laag wordt gevormd na de eerste laag. De werkwijze omvat voorts het controleren van het afzetten van bouwmateriaal op een vormingszone van een inrichting van additive manufacturing op basis van de berekende één of meerdere hercoatingparameters.
Beknopte beschrijving van de tekeningen
Figuur 1 is een voorbeeld van een systeem voor het ontwerpen en produceren van driedimensionale objecten.
Figuur 2 illustreert een functioneel blokdiagram van één voorbeeld van de computer uit figuur 1.
Figuur 3 illustreert een geavanceerd proces voor de productie van een driedimensionaal object.
Figuur 4A is een voorbeeld van een inrichting van additive manufacturing die hercoatingparameters kan berekenen en die het hercoaten kan sturen door middel van in deze tekst beschreven systemen en werkwijzen.
Figuur 4B is een voorbeeld van componenten van de inrichting van additive manufacturing uit figuur 4A.
Figuur 4C is een ander voorbeeld van een inrichting van additive manufacturing die hercoatingparameters kan berekenen en die het hercoaten kan sturen door middel van in deze tekst beschreven systemen en werkwijzen.
Figuur 5 is een bovenaanzicht van een object dat wordt gevormd op een vormingszone van de inrichting van additive manufacturing uit figuur 4A.
Figuur 6 is een flowchart die één voorbeeld illustreert van een proces voor het vormen van een object door middel van systemen en werkwijzen voor het automatisch berekenen van hercoatingparameters.
Gedetailleerde beschrijving van bepaalde uitvoeringsvormen van de uitvinding
In deze tekst beschreven systemen en werkwijzen voorzien in een verbeterde mogelijkheid voor het hercoaten van een nieuwe laag in een omgeving van additive manufacturing als element van een vormingsproces. Eén probleem met sommige hercoatingprocessen is dat één set hercoatingparameters wordt gekozen voor alle vormingen. Dienovereenkomstig kan de hoeveelheid in het hercoatingproces toegevoegde bouwmateriaal niet geschikt gebaseerd zijn op de hercoatingparameters waardoor de vorming kan mislukken en/of meer tijd in beslag nemen.
Sommige systemen en werkwijzen voor het hercoaten leiden ertoe dat een ongeschikte (dat wil zeggen te hoge dan wel te lage) hoeveelheid bouwmateriaal wordt toegevoegd door het volledig onderdompelen van het vormingsplatform in het bouwmateriaal en het vervolgens afschrapen van het teveel aan bouwmateriaal. Andere systemen en werkwijzen kunnen een combinatie gebruiken van een systeem van het afzetten van een laag bouwmateriaal op de eerder gevormde laag met gebruik van een hercoatingmes, het elimineren van de volledige onderdompeling van het vormingsplatform, en het afschrapen van het teveel aan bouwmateriaal. Deze oplossingen zijn evenwel verre van ideaal.
In de plaats daarvan maken de in deze tekst beschreven systemen en werkwijzen mogelijk dat hercoatingparameters automatisch worden berekend, in een aantal uitvoeringsvormen laag na laag, voor het vormingsproces van elk object. Zulke systemen en werkwijzen kunnen bijvoorbeeld de hoeveelheid gebruikt bouwmateriaal reduceren, de vormingstijd verkorten, en/of objecten van een betere kwaliteit produceren.
Uitvoeringsvormen volgens deze uitvinding kunnen worden toegepast in een systeem voor het ontwerpen en produceren van driedimensionale objecten. Onder verwijzing naar figuur 1 wordt een voorbeeld geïllustreerd van een computeromgeving die geschikt is voor het implementeren van een systeem van ontwerp en productie van een driedimensionaal object. Deze omgeving bevat een systeem 100. Het systeem bevat één of meerdere computers 102a-102d die verschillende vormen kunnen aannemen, zoals bijvoorbeeld om het even welk werkstation, om het even welke server, of om het even welke andere computerinrichting die informatie kan verwerken. In een aantal aspecten kan elk van de computers 102a-102d worden verbonden door middel van om het even welke geschikte communicatietechnologie (bijvoorbeeld een internetprotocol) aan een netwerk 105 (bijvoorbeeld het internet). Dienovereenkomstig kunnen de computers 102a-102d onderling informatie (bijvoorbeeld software, digitale voorstellingen van driedimensionale objecten, commando’s of instructies om een inrichting van additive manufacturing te bedienen, enz.) doorgeven en ontvangen via het netwerk 105.
Het systeem 100 bevat voorts één of meerdere inrichtingen van additive manufacturing (bijvoorbeeld 3D-printers) 106a-106b. Zoals wordt geïllustreerd, is de inrichting van additive manufacturing 106a direct verbonden aan een computer 102d (en door middel van de computer 102d verbonden aan de computers 102a-102c via het netwerk 105), en is de inrichting van additive manufacturing 106b direct verbonden aan de computers 102a-102d via het netwerk 105. De mensen uit het vak zullen daarom begrijpen dat een inrichting van additive manufacturing 106 direct kan worden verbonden aan een computer 102, aan een computer 102 kan worden verbonden door middel van een netwerk 105, en/of aan een computer 102 kan worden verbonden via een andere computer 102 en door middel van het netwerk 105.
Genoteerd moet worden dat, hoewel het systeem 100 is beschreven met betrekking tot een netwerk en één of meerdere computers, de in deze tekst beschreven technieken eveneens van toepassing zijn op één enkele computer 102 die direct kan zijn verbonden aan inrichting van additive manufacturing 106.
Figuur 2 illustreert een functioneel blokdiagram van één voorbeeld van de computer uit figuur 1. De computer 102a bevat een processor 210 in gegevenscommunicatie met een geheugen 220, een invoerinrichting 230 en een uitvoerinrichting 240. In een aantal uitvoeringsvormen staat de processor voorts in gegevenscommunicatie met een optionele network interface card 260. Hoewel beschreven als een afzonderlijke component, moet duidelijk zijn dat de functionele blokken die zijn beschreven met betrekking tot computer 102a geen verschillende structurele elementen moeten zijn. Bij wijze van voorbeeld kunnen de processor 210 en het geheugen 220 worden opgenomen in één enkele chip of één enkel bord.
De processor 210 kan een universele processor zijn of een processor voor digitale signalen (digital signal processor, DSP), een toepassingsspecifieke geïntegreerde schakeling (application specific integrated circuit, ASIC), een veld-programmeerbaar gate-array (field programmable gâte array, FPGA) of een andere programmeerbare logische eenheid, een afzonderlijke poort of transistor, afzonderlijke hardwarecomponenten, of om het even welke combinatie daarvan, om de in deze tekst beschreven functies uit toe voeren. Een processor kan eveneens worden geïmplementeerd als een combinatie van computerapparatuur, bijvoorbeeld een combinatie van een DSP en een microprocessor, een veelheid van microprocessoren, één of meerdere microprocessoren in combinatie met een DSP-kern, of om het even welke andere dusdanige configuratie.
De processor 210 kan worden gekoppeld, via één of meerdere bussen, om informatie te lezen uit, of te schrijven naar, het geheugen 220. De processor kan bijkomend, of als een andere mogelijkheid, geheugen bevatten, bijvoorbeeld processorregisters. Het geheugen 220 kan processor cache bevatten, met inbegrip van een multi-level hiërarchische cache waarin verschillende niveaus verschillende mogelijkheden en verschillende toegangs-snelheden vertonen. Dit geheugen 220 kan voorts een willekeurig toegankelijk lees/schrijfgeheugen (random access memory, RAM), bevatten evenals andere inrichtingen met een vluchtig geheugen of inrichtingen met een niet-vluchtig geheugen. De gegevensopslag kan bestaan uit harde schijven, optische schijven zoals compact dises (cd’s) of digital video dises (dvd’s), flashgeheugen, diskettes, magnetische band, en Zip-drives.
De processor 210 kan eveneens worden gekoppeld aan een invoerinrichting 230 en een outputinrichting 240 om resp. invoer te krijgen van, en output te leveren aan, een gebruiker van de computer 102a. Geschikte invoerinrichtingen zijn onder andere, zonder daartoe te zijn beperkt, een toetsenbord, knoppen, toetsen, schakelaars, aanwijsapparatuur, een muis, een joystick, een afstandsbedieningstoestel, een infrarooddetector, een stem-herkenningssysteem, een barcodelezer, een scanner, een videocamera (mogelijk gekoppeld met beeldverwerkende software om bijvoorbeeld hand- of gezichtsbewegingen te detecteren), een bewegingsdetector, een microfoon (mogelijk gekoppeld met geluidsverwerkende software om bijvoorbeeld stem-commando’s te detecteren). Geschikte outputinrichtingen zijn onder andere, zonder daartoe te zijn beperkt, visuele outputinrichtingen, met inbegrip van schermen en printers, audio-outputinrichtingen, met inbegrip van luidsprekers, koptelefoons, oortelefoons en alarmen, inrichtingen van additive manufacturing en haptische outputinrichtingen.
De processor 210 kan voorts worden gekoppeld aan een network interface card 260. De network interface card 260 bereidt gegevens die zijn gegenereerd door de processor 210 voor op verzending via een netwerk in overeenstemming met één of meerdere datatransmissieprotocols. De network interface card 260 decodeert eveneens gegevens die worden ontvangen via een netwerk in overeenstemming met één of meerdere datatransmissieprotocols. De network interface card 260 kan een zender, een ontvanger of zowel een zender als een ontvanger bevatten. In andere uitvoeringsvormen kunnen de zender en de ontvanger twee verschillende componenten zijn. De network interface card 260 kan zijn uitgevoerd in de vorm van een universele processor of een processor voor digitale signalen (digital signal processor, DSP), een toepassingsspecifieke geïntegreerde schakeling (application specific integrated circuit, ASIC), een veld-programmeerbaar gate-array (field programmable gâte array, FPGA) of een andere programmeerbare logische eenheid, een afzonderlijke poort of transistor, afzonderlijke hardwarecomponenten, of om het even welke combinatie daarvan om de in deze tekst beschreven functies uit toe voeren.
Figuur 3 illustreert een proces 300 voor de productie van een driedimensionaal object of een driedimensionale inrichting. Zoals wordt geïllustreerd, in een stap 305, wordt een digitale voorstelling van het object ontworpen door middel van een computer, bij wijze van voorbeeld de computer 102a. Bijvoorbeeld kan tweedimensionale of driedimensionale informatie in de computer 102a worden ingevoerd om te helpen bij het ontwerpen van de digitale voorstelling van het driedimensionale object. Overgaande naar een stap 310 wordt informatie verzonden van de computer 102a naar een inrichting van additive manufacturing, bijvoorbeeld de inrichting van additive manufacturing 106, en de inrichting 106 start het proces van additive manufacturing in overeenstemming met de ontvangen informatie. In een stap 315 zet de inrichting van additive manufacturing 106 de productie van het driedimensionale object verder met gebruik van geschikte materialen, bijvoorbeeld een vloeibaar hars.
Deze geschikte materialen kunnen zijn, zonder daartoe te zijn beperkt, een fotopolymeerhars, polyurethaan, methylmethacrylaat-acrylonitril- butadieen-styreen copolymeer, resorbeerbare materialen zoals polymeer-keramiek composieten, enz. Voorbeelden van in de handel verkrijgbare materialen zijn: de materialen van de DSM Somos®-reeks 7100, 8100, 9100, 9420, 10100, 11100, 12110, 14120 en 15100 van DSM Somos; de materialen ABSplus-P430, ABSi, ABS-ESD7, ABS-M30, ABS-M30Î, PC-ABS, PC-ISO, PC, ULTEM 9085, PPSF en PPSU van Stratasys; de lijnen materialen Accura Plastic, DuraForm, CastForm, Laserform en VisiJet van 3-Systems; de PA-materialenlijn, PrimeCast-en PrimePart-materialen en Alumide en CarbonMide van EOS GmbH. De VisiJet materialenlijn van 3-Systems kan Visijet Flex, Visijet Tough, Visijet Clear, Visijet HiTemp, Visijet e-stone, Visijet Black, Visijet Jewel, Visijet FTI, enz. bevatten. Voorbeelden van andere materialen zijn onder andere Objet-materialen, zoals Objet Fullcure, Objet Veroclear, Objet Digital Materials, Objet Duruswhite, Objet Tangoblack, Objet Tangoplus, Objet Tangoblackplus, enz. Een ander voorbeeld van materialen is materialen van de Renshape 5000- en 7800-reeksen. Verder wordt, in een stap 320, het driedimensionale object gegenereerd.
Figuur 4 illustreert een voorbeeld van een inrichting van additive manufacturing 400 voor het genereren van een driedimensionaal (3D) object. In dit voorbeeld is de inrichting van additive manufacturing 400 een inrichting van Stereolithografie. De inrichting van Stereolithografie 400 bevat een reservoir 402 dat bouwmateriaal kan bevatten, bijvoorbeeld een vloeistof (zoals een hars) dat wordt gebruikt voor het vormen van het driedimensionale object. De inrichting van Stereolithografie 400 bevat in een aantal uitvoeringsvormen voorts een transportsysteem 404 dat kan worden gebruikt voor het transporteren van de vloeistof van het reservoir 402 naar een het object coatende kop 406. De inrichting van Stereolithografie 400 bevat in een aantal uitvoeringsvormen een het object coatende kop 406 zonder een transportsysteem. De het object coatende kop 406 kan in een aantal uitvoeringsvormen een hercoatingmes bevatten. Het transportsysteem kan één of meerdere buizen, pijpen of slangen bevatten die zijn geconfigureerd met het oog op het transporteren van de vloeistof uit het reservoir 402. In een aantal uitvoeringsvormen kan het transportsysteem 400 materialen uit metaal of kunststof bevatten, zoals de DSM Somos® reeks materialen 7100, 8100, 9100, 9420, 10100, 11100, 12110, 14120 en 15100 van DSM Somos; de lijnen materialen Accura Plastic van 3D-Systems, of om het even welk ander geschikt materiaal.
De inrichting van Stereolithografie kan voorts een geleidende structuur vertonen in het reservoir 402, die is geconfigureerd met het oog op het geleiden van een stroom van de vloeistof van het reservoir 402 naar het transportsysteem 404. De structuur kan bij wijze van voorbeeld een reeks buizen of platen vertonen die strategisch zijn gepositioneerd om de stroom van de vloeistof naar het transportsysteem 404 te leiden. De inrichting 400 kan tevens een vormingszone bevatten waar het vloeibare hars wordt afgezet. De vormingszone bevat in het algemeen een steun voor de vormingszone (bijvoorbeeld vormingszoneplatform) waarop het driedimensionale object wordt gevormd. Hoewel dit specifieke voorbeeld een inrichting van Stereolithografie voorziet met een transportsysteem, zullen de mensen uit het vak begrijpen dat andere types van inrichtingen van Stereolithografie eventueel geen gebruik maken van een transportsysteem om hars naar een vormingsplatform te brengen of additionele systemen en werkwijzen gebruiken om hars naar een vormingsplatform te brengen. Bijvoorbeeld kan steun voor de vormingszone zijn geconfigureerd om in de loop van het productieproces in het reservoir af te zakken. Dienovereenkomstig kan de vormingszone en een daarop gevormd driedimensionaal object in het reservoir worden ondergedompeld om zo het vloeibare hars op de vormingszone af te zetten.
De inrichting van Stereolithografie 400 bevat tevens een lichtbron. De lichtbron is gewoonlijk opgenomen met het oog op het polymeriseren van de vloeistof om een driedimensionaal object te vormen. De lichtbron kan diverse vormen aannemen. In een aantal uitvoeringsvormen kan de lichtbron een elektromagnetische lichtbron zijn, bij wijze van voorbeeld een ultravioletlichtbron (uv) of een infraroodlichtbron. Algemeen kan de lichtbron om het even welk type laserstraal zijn met het vermogen om de vloeistof te verharden.
In een aantal uitvoeringsvormen kan de inrichting van stereo-lithografie 400 ten minste één pomp bevatten die wordt gebruikt om de vloeistof van het reservoir 402 naar de het object coatende kop 406 te pompen. Bij wijze van voorbeeld kan dit een verdringerpomp zijn en/of een pomp van het centrifugale type. In een aantal uitvoeringsvormen kan de pomp een filtereenheid bevatten om het vloeibare hars verder te filteren alvorens te worden afgezet op de vormingszone. In een aantal aspecten kan de pomp voorzien in een gedefinieerde stroom (bijvoorbeeld 0,5-40 l/min) die kan worden gefixeerd of bijgeregeld door middel van een actieve feedbacklus. De feedback-lus kan bijvoorbeeld worden ingesteld op basis van metingen van de stroom. Als een ander voorbeeld kan de feedback indirect zijn met gebruik van metingen van de dikte van de lagen die worden afgezet in het proces van additive manufacturing.
De inrichting van Stereolithografie 400 kan worden gebruikt met het oog op het genereren van één of meerdere driedimensionale objecten laag na laag. De inrichting van Stereolithografie 400 kan, bij wijze van voorbeeld, een vloeibaar hars (bijvoorbeeld een fotopolymeerhars) gebruiken om een object laag na laag te creëren, zoals door het hars van de het object coatende kop 406 af te zetten in de vorm van een gordijn en/of door de steun voor de vormingszone in het reservoir onder te dompelen. In deze implementeringen kan de het object coatende kop 406 en/of de steun voor de vormingszone opeenvolgende lagen van het vloeibare hars afzetten om het object te vormen. Initieel kan de het object coatende kop 406 en/of de steun voor de vormingszone opeenvolgende lagen van het vloeibare hars afzetten (bijvoorbeeld coaten) om het object op de steun voor de vormingszone te vormen. Volgende lagen kunnen dan worden afgezet (bijvoorbeeld gehercoat) op de vorige laag na vorming van de afmetingen van het driedimensionale object voor de vorige laag.
Bij het afzetten van elke laag kan de lichtbron, die zoals hiervoor beschreven kan worden aangestuurd door een computer, een specifiek patroon volgen op het oppervlak van het vloeibare hars om op die wijze de dimensies van het driedimensionale object voor die laag te vormen. De blootstelling aan de lichtbron polymeriseert of het verhardt het op het hars gevolgde patroon en hecht het aan de zich daaronder bevindende laag. Nadat een laag werd gepolymeriseerd, wordt een nieuwe laag vloeibaar materiaal afgezet (bijvoorbeeld gehercoat) op de vormingszone, bijvoorbeeld kan de steun voor de vormingszone worden verlaagd met de dikte van één enkele laag en/of kan de het object coatende kop 406 hars afzetten, en wordt een nieuw laagpatroon gevolgd en aan de vorige laag gehecht. Het vormingsproces is voltooid wanneer het driedimensionale object is gevormd door het afzetten van alle lagen van het driedimensionale object.
Zoals hiervoor beschreven kan de afzetting van lagen of het hercoaten van het bouwmateriaal worden uitgevoerd in overeenstemming met bepaalde hercoatingparameters. In deze tekst beschreven systemen en werkwijzen maken mogelijk dat hercoatingparameters automatisch worden berekend, in een aantal uitvoeringsvormen laag na laag, voor het vormingsproces van elk object. De berekening en het gebruik van zulke hercoatingparameters wordt met meer details beschreven in wat volgt, met betrekking tot een inrichting van additive manufacturing 400 beschreven als een stereolithografiemachine 400. De mensen uit het vak begrijpen evenwel dat de beschreven systemen en werkwijzen tevens kunnen worden gebruikt met andere geschikte inrichtingen van additive manufacturing.
Figuur 4C is een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de stereolithografiemachine 400. Zoals wordt geïllustreerd, bevat de stereolithografiemachine 400 in deze uitvoeringsvorm een reservoir 402 voor de opslag van vloeibaar bouwmateriaal, bijvoorbeeld hars of andere materialen zoals hiervoor beschreven onder verwijzing naar figuur 4A. Voorts bevat de machine 400 een het object coatende kop 406 zoals die, hiervoor beschreven onder verwijzing naar figuur 4A. De het object hercoatende kop 406 kan een hercoatingmes bevatten, bijvoorbeeld een afstrijkmes. In een aantal uitvoeringsvormen kan de het object hercoatende kop 406 worden geconfigureerd met het oog op het afzetten van vloeibaar bouwmateriaal op de vormingszone van de machine 400 zoals hiervoor beschreven. Bij wijze van voorbeeld kan de het object hercoatende kop 406 worden geconfigureerd met het oog op het trekken van bouwmateriaal uit het reservoir 402 en het afzetten ervan op de vormingszone, bijvoorbeeld door middel van een vacuümpomp en buizen die de het object hercoatende kop 406 verbinden met het reservoir 402.
Zoals hiervoor beschreven, bevat de machine 400 in deze een steun voor de vormingszone (bijvoorbeeld vormingszoneplatform) waarop het driedimensionale object wordt gevormd. In deze uitvoeringsvorm is de steun voor de vormingszone geconfigureerd om in de loop van het productieproces in het reservoir af te zakken. Dienovereenkomstig kan de vormingszone en een daarop gevormd driedimensionaal object in het reservoir worden ondergedompeld om zo het vloeibare hars op de vormingszone af te zetten.
De inrichting van Stereolithografie 400 bevat tevens een lichtbron. De lichtbron is gewoonlijk opgenomen met het oog op het polymeriseren van de vloeistof om een driedimensionaal object te vormen. De lichtbron kan diverse vormen aannemen. In een aantal uitvoeringsvormen kan de lichtbron een elektromagnetische lichtbron zijn, bij wijze van voorbeeld een ultravioletlichtbron (uv) of een infraroodlichtbron. Algemeen kan de lichtbron om het even welk type laserstraal zijn met het vermogen om de vloeistof te verharden.
In een aantal uitvoeringsvormen kunnen de hercoatingparameters worden berekend door een controlecomputer zoals wordt geïllustreerd in figuur 4B, die één of meerdere computers kan bevatten. De controlecomputer 434 kan één of meerdere zijn van de computer 102(a) zijn uit figuur 2 en de computer 305 uit figuur 3. Als een andere mogelijkheid of bijkomend kan de controlecomputer 434 een afzonderlijke computer zijn die is geconfigureerd met het oog op het aansturen van het hercoatingproces. De controlecomputer 434 kan een interface vertonen met de inrichting van additive manufacturing 400. De controlecomputer 434 kan voorts software bevatten, geconfigureerd met het oog op het berekenen van hercoatingparameters en die direct of indirect (door het aanpassen van door een afzonderlijke controller gelezen parameters) de afzetting van lagen of het hercoaten van lagen door de inrichting van additive manufacturing 400 controleren. Bijvoorbeeld kan de controlecomputer 434 direct of indirect het transportsysteem 404, de het object coatende kop 406 en/of de steun voor de vormingszone controleren.
In een aantal uitvoeringsvormen kunnen de hercoatingparameters die kunnen worden berekend door een controlecomputer 434 één of meerdere bevatten van: of een diepe onderdompeling moet worden uitgevoerd (bijvoorbeeld het onderdompelen van de steun voor de vormingszone in het bouwmateriaal), een diepte van de diepe onderdompeling (bijvoorbeeld de diepte dat de steun voor de vormingszone in het bouwmateriaal wordt ondergedompeld), een tijd van de diepe onderdompeling (bijvoorbeeld de tijd dat de steun voor de vormingszone in het bouwmateriaal wordt ondergedompeld), een messpleet (bijvoorbeeld de verticale scheidingsafstand tussen de bodem van de het object coatende kop 406 en de bovenkant van de vorige (geharde) laag), een voorzwaaitijd (bijvoorbeeld de tijd tussen het verharden van de vorige laag en wanneer de het object coatende kop 406 over de vormingszone begint te zwaaien om bouwmateriaal af te zetten), een zwaaisnelheid (bijvoorbeeld de snelheid waarmee de het object coatende kop 406 beweegt bij het zwaaien over de vormingszone om bouwmateriaal af te zetten), een aantal zwaaiingen (bijvoorbeeld het aantal keer dat de het object coatende kop 406 zwaait of beweegt over de vormingszone en per laag bouwmateriaal afzet), en een wachttijd na het onderdompelen (bijvoorbeeld de tijd tussen het onderdompelen van de steun voor de vormingszone en wanneer het vormen (bijvoorbeeld afzetten en harden) van de volgende laag begint).
De hercoatingparameters kunnen automatisch worden berekend op basis van een voor dat object berekende “verwijdenngs-“waarde. De verwijdering wordt in deze tekst gedefinieerd als de maximale afstand tussen een plaats binnen de laagomtrek tot die omtrek. De verwijdering kan met andere woorden worden gedefinieerd als de maximale waarde van alle afstanden tussen elk punt van een bepaalde laag op het gevormde object en het dichtstbijzijnde bouwmateriaal (dat wil zeggen de kortste afstand tot om het even welk gedeelte van het bouwmateriaal). Figuur 5 illustreert bij wijze van voorbeeld een bovenaanzicht van een geharde laag 515 van een object dat wordt gevormd in een vormingszone 505. Het ongeharde bouwmateriaal 510 omgeeft de laag 515 en bevindt zich tevens in een binnenzone in de laag 515. Elk van de punten 520, 525, 540 en 550 zijn punten van de laag 515 op het gevormde object. Zoals wordt geïllustreerd, is de laag 515 verdeeld in gedeelten 560 en 565 die verschillend zijn voor laag 515 (hoewel het algemene object als dan niet verbonden kan zijn op een verschillende laag). Zulke gescheiden gedeelten in een laag kunnen “eilanden” worden genoemd.
De kortste afstand tussen het punt 540 en het bouwmateriaal 510 wordt aangeduid door middel van de streepjeslijn 542. De kortste afstand tussen het punt 540 en het bouwmateriaal 510 is gelijk in twee richtingen en weergegeven door de afstanden 530 en 532. De kortste afstand tussen het punt 525 en het bouwmateriaal 510 is gelijk in twee richtingen en weergegeven door de afstanden 534 en 536. De kortste afstand tussen het punt 550 en het bouwmateriaal 510 is gelijk in tal van richtingen en één dergelijke richting is weergegeven door de afstand 532. De afstanden 530, 532, 534, en 536 zijn zoals wordt geïllustreerd gelijk, en zijn alle de maximale waarde van de kortste afstand tussen om het even welk punt op de laag 515 en om het even welk gedeelte van het bouwmateriaal 510. Bijgevolg zou de verwijdering van de laag 515 van het object de waarde zijn van afstand 530, dezelfde als afstanden 532, 524, en 536.
Voor een gevormd object kan de verwijdering laag na laag worden berekend. In een aantal uitvoeringsvormen kan de controlecomputer 434 de actuele verwijdering van een laag van het object trachten te berekenen door bijvoorbeeld de kortste afstand te berekenen tussen elk punt op de laag van het object en om het even welk gedeelte van het bouwmateriaal, bij wijze van voorbeeld met gebruik van een brute-krachtaanpak. Het berekenen van zulke afstanden voor elk punt op de laag van het object kan evenwel onmogelijk blijken omdat het voor de computer te complex is. Dienovereenkomstig kan in een aantal uitvoeringsvormen de controlecomputer 434 een schatting berekenen van de verwijdering van een laag van het object, bijvoorbeeld met gebruik van een Monte-Carlowerkwijze of om het even welk andere soortgelijk nemen van willekeurige, pseudo-willekeurige of andere steekproeven. De controlecomputer 434 kan bij wijze van voorbeeld willekeurig een aantal punten op de laag van het object selecteren en de kortste afstand berekenen tussen elk geselecteerd punt en om het even welk gedeelte van het bouwmateriaal. De controlecomputer 434 kan het maximum van de berekende kortste afstanden selecteren als de verwijdenngswaarde.
Zones van het object met een lagere verwijden ngswaarde kunnen gemakkelijker te hercoaten zijn omdat het bouwmateriaal de zone gemakkelijker zal bereiken en overtollig bouwmateriaal gemakkelijker kan worden weggeleid. Zones van het object met een hogere verwijden ngswaarde kunnen moeilijker te hercoaten zijn omdat ze verder weg liggen van het bouwmateriaal en overtollig bouwmateriaal moeilijker kan worden weggeleid. Dienovereenkomstig kunnen de hercoatingparameters worden bijgesteld op basis van de verwijdering van het object en in een aantal uitvoeringsvormen op de verwijdering van een gegeven laag van het object. In het bijzonder kan de verwijdering van een gegeven laag (bijvoorbeeld laag n) van een vormingsproces worden gebruikt ter bepaling van de hercoatingparameters voor de volgende laag (laag n + 1 ).
In een aantal uitvoeringsvormen kan de controlecomputer 434 automatisch de hercoatingparameters berekenen op basis van de verwijdering zoals hiervoor beschreven (die kan worden beschouwd als een voorbeeld van een laagparameter) en enkele bijkomende laagparameter met inbegrip van één of meerdere van de volgende: een richting van hercoaten voor een gegeven laag, identificatie van ingesloten volumes in het gevormde object, en een kritische zonetijd gelijk aan de tijd dat de het object coatende kop 406 beweegt na een “kritische zone” te zijn gepasseerd. Bijvoorbeeld kan de richting waarin het hercoaten wordt uitgevoerd (bijvoorbeeld de richting waarin de het object coatende kop 406 beweegt bij het afzetten van een laag bouwmateriaal) beïnvloeden welke zones van het object het gemakkelijkst kunnen worden gehercoat. Bijvoorbeeld kunnen oppervlakken of zones van het object in tegenovergestelde richting van de richting van hercoaten (bijvoorbeeld dichter bij de richting waarvan de hercoater zich weg beweegt) gemakkelijker te hercoaten zijn. Als één voorbeeld kan, in het geval van een cirkelvormig oppervlak van het object, de verwijdering in het algemeen gelijk zijn aan de straal van de cirkel. Wanneer het hercoaten evenwel beweegt in een specifieke richting, bijvoorbeeld van links naar rechts over het cirkelvormige oppervlak, kunnen de zones rechts van het middelpunt van het cirkel moeilijker te hercoaten zijn, en daarom kunnen de hercoatingparameters worden aangepast met het oog op het hercoaten van zulke zones. Bovendien kan het object “ingesloten volumes” bevatten, of zones in het object waaruit het bouwmateriaal niet gemakkelijk wegloopt aangezien het object het bouwmateriaal volledig omsluit.
Een kritische zone kan een “lokaal verwijderd” punt of zone zijn. Bijvoorbeeld, zoals hiervoor beschreven, kan een laag van een object een absolute verwijdenngswaarde vertonen op basis van één of meerdere punten, gelijk aan de maximale afstand van om het even welke gedeelte van het bouwmateriaal. De laag kan echter ook punten hebben niet gelijk aan de maximale afstand van het bouwmateriaal voor de hele laag, maar veeleer de maximale afstand voor een specifieke zone van de laag, bijvoorbeeld voor een eiland. Punt 550 van laag 515 kan bij wijze van voorbeeld niet het punt zijn van de algemene laag 515 dat het verst verwijderd is van het bouwmateriaal, maar kan het punt zijn, het verst verwijderd van het bouwmateriaal voor het eiland 560. Dienovereenkomstig kan punt 550 een lokaal verwijderd punt zijn op eiland 560 en kunnen punten 520 en 525 lokaal verwijderde punten zijn op het eiland 565. Dergelijke kritische zones kunnen in een aantal uitvoeringsvormen door de controlecomputer 434 worden berekend. In een aantal uitvoeringsvormen kunnen de kritische zones worden berekend op een eiland-na-eilandbasis. Rekening houden met zulke kritische zones kan helpen de wachttijd na het onderdompelen te reduceren, bijvoorbeeld door het verminderen van een veelheid van deze tijden elk geassocieerd met een gegeven eiland. Bijvoorbeeld kan de teller voor de wachttijd na het onderdompelen voor elk eiland beginnen af te tellen wanneer de hercoater over de kritische zone is gepasseerd, in plaats van wanneer het hele platform is gehercoat. De laatste teller van de veelheid van tellers die op nul komt, kan de totale wachttijd na het onderdompelen bepalen. Genoteerd moet worden dat in een aantal uitvoeringsvormen meerdere fysieke tellers om af tellen voor elk eiland niet nodig zijn, en in de plaats daarvan de totale wachttijd na het onderdompelen kan worden berekend op basis van een bekende hercoatersnelheid om de werkelijke wachttijd na het onderdompelen voor het hele proces te bepalen.
In een aantal uitvoeringsvormen kan de controlecomputer 434 automatisch de hercoatingparameters berekenen op basis van de verwijdering zoals hiervoor beschreven, optioneel één of meerdere laagparameters zoals hiervoor beschreven, en één of meerdere machineparameters van de inrichting van additive manufacturing, met inbegrip van de volgende: een type van het hercoatingmechanisme (bijvoorbeeld transportsysteem 404 en de het object coatende kop 406, de steun voor de vormingszone enz.) om de vormingszone te hercoaten, een type gebruikt bouwmateriaal, en een laagdikte geproduceerd door de inrichting van additive manufacturing 400.
Zoals hiervoor beschreven, kunnen bepaalde parameters van een laag het object gemakkelijker te hercoaten maken (bijvoorbeeld een lagere verwijderingswaarde enz.) en kunnen bepaalde parameters van een laag het object moeilijk te hercoaten maken (bijvoorbeeld een hogere verwijderi ngswaarde enz.). Ten minste ten dele op basis van één of meerdere van deze laagparameters en optioneel één of meerdere van de hiervoor beschreven machineparameters kan de controlecomputer 434 hercoatingparameters berekenen. Hoe gemakkelijker een object te hercoaten is, kan bijvoorbeeld één of meerdere van de hercoatingparameters als volgt beïnvloeden: een diepte en/of tijd van de diepe onderdompeling kan worden gereduceerd of de diepe onderdompeling volledig geëlimineerd, een messpleet kan worden verhoogd, een voorzwaaitijd kan worden gereduceerd, een zwaaisnelheid kan worden verhoogd, een aantal zwaaiingen kan worden verlaagd, een wachttijd na het onderdompelen kan worden gereduceerd. Op soortgelijke wijze kan, hoe moeilijker een object te hercoaten is, bijvoorbeeld één of meerdere van de hercoatingparameters als volgt beïnvloeden: een diepte en/of tijd van de diepe onderdompeling kan worden verhoogd, een messpleet kan worden verlaagd, een voorzwaaitijd kan worden verhoogd, een zwaaisnelheid kan worden verlaagd, een aantal zwaaiingen kan worden verhoogd, en een wachttijd na het onderdompelen kan worden verhoogd.
In een aantal uitvoeringsvormen berekent de controlecomputer 434 hercoatingparameters ten minste ten dele op basis van welbepaalde drempelwaarden voor één of meerdere van de laagparameters. Deze welbepaalde drempelwaarden kunnen empirisch worden bepaald en opgeslagen in de controlecomputer 434.
In een aantal uitvoeringsvormen kan elk van de hercoatingparameters worden geassocieerd met één of meerdere welbepaalde drempelwaarden, uniek voor de hercoatingparameter. In een aantal uitvoeringsvormen kan een set van de veelheid van hercoatingparameters worden geassocieerd met één of meerdere welbepaalde drempelwaarden, uniek voor de veelheid van hercoatingparameters.
Bijvoorbeeld kan, in een aantal uitvoeringsvormen, een enkele onderdompelingsdrempelwaarde (bijvoorbeeld 2 mm) worden geassocieerd met of de onderdompeling al dan niet wordt uitgevoerd. Indien de verwijdering onder de onderdompelingsdrempelwaarde ligt, is het mogelijk dat een diepe onderdompeling niet wordt uitgevoerd. Indien de verwijdering boven de onderdompelingsdrempelwaarde ligt, is het mogelijk dat een diepe onderdompeling wordt uitgevoerd. Voorts kan in een aantal uitvoeringsvormen de onderdompelingsdrempelwaarde met de set van zowel of de diepe onderdompeling al dan niet wordt uitgevoerd en de diepte van de diepe onderdompeling. In dergelijke uitvoeringsvormen kan de diepte van de diepe onderdompeling additioneel worden bepaald op een waarde (bijvoorbeeld 2 mm) indien de verwijdering boven de onderdompelingsdrempelwaarde ligt, en niet indien de verwijdering onder de onderdompelingsdrempelwaarde ligt.
In een aantal uitvoeringsvormen kunnen er meerdere drempelwaarden zijn voor een hercoatingparameter of een set hercoatingparameters. Dienovereenkomstig kunnen er meerdere drempelwaarden zijn op meerdere waarden voor een gegeven laagparameter, bijvoorbeeld een eerste drempelwaarde en een tweede drempelwaarde groter dan de eerste drempelwaarde. Indien de laagparameter kleiner is dan de eerste drempelwaarde, kan (kunnen) de hercoatingparameter(s) worden ingesteld op een eerste waarde of een set waarden. Indien de laagparameter groter is dan de eerste drempelwaarde en kleiner dan de tweede drempelwaarde, kan (kunnen) de hercoatingparameter(s) worden ingesteld op een tweede waarde of een set waarden. Indien de laagparameter groter is dan de tweede drempelwaarde, kan (kunnen) de hercoatingparameter(s) worden ingesteld op een derde waarde of een set waarden.
In één uitvoeringsvorm kunnen bijvoorbeeld, indien de verwijdering kleiner is dan de eerste drempelwaarde, de hercoatingparameters worden ingesteld als volgt: geen diepe onderdompeling wordt uitgevoerd, het aantal zwaaiingen wordt ingesteld op 1, en de wachttijd na het onderdompelen wordt ingesteld op 0. Indien de verwijdering groter is dan de eerste drempelwaarde en kleiner dan de tweede drempelwaarde, kunnen de hercoatingparameters worden ingesteld als volgt: de diepte van de diepe onderdompeling wordt ingesteld op 5 mm, de tijd van de diepe onderdompeling wordt ingesteld op 5 sec, de zwaaiingssnelheid wordt ingesteld op traag, het aantal zwaaiingen is een positief geheel getal N (bijvoorbeeld 1), en de wachttijd na het onderdompelen wordt ingesteld op 15 sec. Indien de verwijdering groter is dan de tweede drempelwaarde, kunnen de hercoatingparameters worden ingesteld als volgt: de diepte van de diepe onderdompeling wordt ingesteld op 10 mm, de tijd van de diepe onderdompeling wordt ingesteld op 10 sec, de zwaaiingssnelheid wordt ingesteld op traag, het aantal zwaaiingen is een positief geheel getal groter dan N (bijvoorbeeld 3), en de wachttijd na het onderdompelen wordt ingesteld op 15 sec.
In een andere uitvoeringsvorm kan de verwijdering R van een laag de hercoatingparameters bepalen als volgt: de set van de hercoatingparameters onderdompelingsdiepte, onderdompelingstijd en voorzwaaitijd kan worden geassocieerd met een eerste verwijderingsdrempel (bijvoorbeeld 50 mm, waarbij indien R < 50, onderdompelingsdiepte = 0, onderdompelingstijd = 0, en voorzwaaitijd = 0, en indien R > 50, onderdompelingsdiepte = 5 mm, onderdompelingstijd = 5 sec, en voorzwaaitijd = 5 sec, het aantal zwaaiingen kan worden geassocieerd met een tweede verwijderingsdrempel (bijvoorbeeld 75 mm, waarbij indien R < 75, aantal zwaaiingen = 1, en indien R > 75, aantal zwaaiingen = 3); de zwaaiingssnelheid is gebaseerd op een derde, vierde en vijfde verwijderingsdrempel (bijvoorbeeld resp. 2, 10 en 15 mm waarbij indien R < 2, het aantal zwaaiingen = 20), 2 < R < 10, aantal zwaaiingen = 15; 10 < R < 15, aantal zwaaiingen = 12; R > 15, aantal zwaaiingen = 10) of zwaaiingssnelheid is gebaseerd op een (bijvoorbeeld plafond (70 / (R+4) + 7,5)); en de wachttijd na het onderdompelen is gebaseerd op een andere formule (bijvoorbeeld min (plafond (R/3), 15).
Figuur 6 is een flowchart die één voorbeeld illustreert van een proces voor het vormen van een object door middel van de systemen en werkwijzen voor het automatisch berekenen van hercoatingparameters zoals hiervoor beschreven. Het proces begint bij blok 602, waar een initiële laag bouwmateriaal wordt afgezet op de vormingszone van de inrichting van additive manufacturing 400 door de controlecomputer 434 die het transportsysteem 404, de het object coatende kop 406 en/of de steun voor de vormingszone controleert om het bouwmateriaal af te zetten. De initiële laag bouwmateriaal kan worden afgezet met gebruik van een eerste set hercoatingparameters, ofwel specifiek berekend voor de initiële laag, of gebaseerd op een verwijdenngswaarde 0. Het proces gaat verder op een blok 604, waar de controlecomputer 434 de lichtbron controleert om een patroon te volgen op het oppervlak van het bouwmateriaal om het bouwmateriaal te verharden en de afmetingen van het object voor de huidige laag te vormen.
Voorts bepaalt de controlecomputer 434 op een blok 606 of een additionele laag van het object moet worden gevormd. Indien op blok 606 de controlecomputer 434 bepaalt dat geen additionele laag van het object moet worden gevormd, eindigt het proces. Indien de controlecomputer 434 bepaalt dat een additionele laag van het object moet worden gevormd, gaat het proces verder naar een blok 6087.
Op blok 608 berekent de controlecomputer 434 automatisch één of meerdere hercoatingparameters. Zoals hiervoor beschreven, kan de controlecomputer 434 de één of meerdere hercoatingparameters berekenen op basis van één of meerdere laagparameters, met inbegrip van verwijdering, voor de huidige laag gevormd op blok 604. Voorts kan, in een aantal uitvoeringsvormen, de controlecomputer 434 de één of meerdere hercoatingparameters tevens berekenen op basis van één of meerdere van de machineparameters. Verder, op een blok 610, controleert de controlecomputer 434 het transportsysteem 406, de het object coatende kop 608 en/of de steun voor de vormingszone om een andere laag bouwmateriaal af te zetten op basis van de één of meerdere hercoatingparameters, berekend op blok 608 voor de huidige laag. Het proces gaat vervolgens verder naar blok 604.
Verschillende in deze tekst beschreven uitvoeringsvormen voorzien in het gebruik van een computercontrolesysteem. De mensen uit het vak begrijpen dat deze uitvoeringsvormen kunnen worden geïmplementeerd met gebruik van verschillende types computerinrichtingen, met inbegrip van computeromgevingen of -configuraties voor algemeen gebruik en/of computeromgevingen of -configuraties voor specifieke doeleinden. Voorbeelden van bekende computersystemen, -omgevingen en/of -configuraties die geschikt kunnen zijn om te worden gebruikt in combinatie met de uitvoeringsvormen zoals hiervoor beschreven zijn, zonder daartoe te zijn beperkt, personal computers, Servercomputers, hand-helds of laptops, multiprocessorsystemen, op microprocessoren gebaseerde systemen, programmeerbare consumentenelektronica, netwerk-pc’s, minicomputers, mainframecomputers, decentrale computeromgevingen met om het even welke van de genoemde systemen of inrichtingen, e.d. Deze inrichtingen kunnen opgeslagen instructies bevatten die, indien ze worden uitgevoerd op een microprocessor in de computerinrichting, ertoe leiden dat de computerinrichting gespecificeerde acties uitvoert met het oog op het uitvoeren van de instructies. Zoals in deze tekst gebruikt, verwijst “instructies” naar computer-geïmplementeerde stappen voor de verwerking van informatie in het systeem. Instructies kunnen worden geïmplementeerd in software, firmware of hardware en kunnen om het even welk type geprogrammeerde stappen bevatten die worden ondernomen door componenten van het systeem.
Een microprocessor kan om het even welke klassieke microprocessor zijn met één of meerdere chips, zoals een Pentium®-processor, een Pentium®-pro-processor, een 8051-processor, een MIPS®-processor, een Power PC®-processor, of een Alpha®-processor. Ook kan de microprocessor om het even welke klassieke microprocessor voor speciale doeleinden zijn, bijvoorbeeld een processor voor digitale signalen of een grafische processor.
De microprocessor bevat in het algemeen conventionele adreslijnen, conventionele gegevenslijnen en één of meerdere conventionele controlelijnen.
Aspecten en uitvoeringsvormen van de in deze tekst beschreven uitvinding kunnen worden geïmplementeerd in de vorm van een werkwijze, een inrichting, een geproduceerd artikel, met gebruik van standaardtechnieken van programmeren of engineering om software, firmware, hardware of om het even welke combinatie daarvan te produceren. De uitdrukking “geproduceerd artikel” zoals in deze tekst gebruikt, verwijst naar code of logica die wordt geïmplementeerd in hardware of permanente door een computer leesbare media zoals optische schijven, en vluchtige of niet-vluchtige geheugeninrichtingen of tijdelijke door een computer leesbare media zoals signalen, draaggolven enz. Tot zulke hardware kunnen horen, zonder daartoe te zijn beperkt, veld-programmeerbare gate-arrays (field programmable gâte arrays, FPGA’s), toepassingsspecifieke geïntegreerde schakelingen (application-specific integrated circuits, ASICs’), complexe programmeerbare logische chips (complex programmable logic devices, CPLD’s), programmeerbare logisch arrays (programmable logic arrays, PLA’s), microprocessoren, of andere soortgelijke verwerkende inrichtingen.

Claims (25)

  1. CONCLUSIES
    1. Een systeem voor het berekenen van hercoatingparameters in een omgeving van additive manufacturing, bevattende: een geheugen;en een processor geconfigureerd met het oog op: het bepalen van één of meerdere laagparameters voor een eerste laag van een object; het berekenen van één of meerdere hercoatingparameters voor een tweede laag van het object op basis van de bepaalde één of meerdere laagparameters, waarbij de tweede laag wordt gevormd na de eerste laag; en het controleren van het afzetten van bouwmateriaal op een vormingszone van een inrichting van additive manufacturing op basis van de berekende één of meerdere hercoatingparameters.
  2. 2. Het systeem volgens conclusie 1, waarbij de één of meerdere laagparameters verwijdering bevatten.
  3. 3. Het systeem volgens conclusie 2, waarbij verwijdering een maximumwaarde bevat van afstanden tussen één of meerdere punten en een dichtstbijzijnd gedeelte van het bouwmateriaal.
  4. 4. Het systeem volgens conclusie 3, waarbij de processor voorts is geconfigureerd met het oog op het willekeurig selecteren van de één of meerdere punten.
  5. 5. Het systeem volgens conclusie 2, waarbij de één of meerdere laagparameters één of meerdere bevatten van een richting van hercoaten, een identificatie van ingesloten volumes, en een kritische zonetijd.
  6. 6. Het systeem volgens conclusie 1, voorts bevattende een lichtbron, met het oog op het harden van het bouwmateriaal, en waarbij de processor voorts is geconfigureerd met het oog op het controleren van de lichtbron.
  7. 7. Het systeem volgens conclusie 1, voorts bevattende ten minste één van een steun voor de vormingszone en een het object coatende kop geconfigureerd met het oog op het afzetten van het bouwmateriaal op de vormingszone, waarbij de processor voorts is geconfigureerd met het oog op het controleren van ten minste één van de steun voor de vormingszone en de het object coatende kop.
  8. 8. Het systeem volgens conclusie 1, waarbij de één of meerdere hercoatingparameters één of meerdere bevatten van een diepte van de diepe onderdompeling, of een diepe onderdompeling moet worden uitgevoerd, een tijd van diepe onderdompeling, een messpleet, een voorzwaaitijd, een zwaaiingssnelheid, een aantal zwaaiingen, en een wachttijd na het onderdompelen.
  9. 9. Het systeem volgens conclusie 1, waarbij de processor voorts is geconfigureerd met het oog op het berekenen van één of meerdere hercoatingparameters op basis van de bepaalde één of meerdere machineparameters van de inrichting van additive manufacturing.
  10. 10. Het systeem volgens conclusie 9, waarbij de één of meerdere machineparameters één of meerdere bevatten van een type hercoatingmechanisme, een type bouwmateriaal, en een dikte van geproduceerde lagen.
  11. 11. Het systeem volgens conclusie 1, waarbij de processor voorts is geconfigureerd met het oog op het berekenen van één of meerdere hercoatingparameters op basis van de vergelijking van de één of meerdere laagparameters met één of meerdere welbepaalde drempelwaarden.
  12. 12. Het systeem volgens conclusie 1, waarbij de veelheid van de één of meerdere hercoatingparameters is geassocieerd met één van de één of meerdere welbepaalde drempelwaarden.
  13. 13. Een werkwijze voor het berekenen van hercoatingparameters in een omgeving van additive manufacturing, omvattende: het bepalen van één of meerdere laagparameters voor een eerste laag van een object; het berekenen van één of meerdere hercoatingparameters voor een tweede laag van het object op basis van de bepaalde één of meerdere laagparameters, waarbij de tweede laag wordt gevormd na de eerste laag; en het controleren van het afzetten van bouwmateriaal op een vormingszone van een inrichting van additive manufacturing op basis van de berekende één of meerdere hercoatingparameters.
  14. 14. De werkwijze volgens conclusie 12, waarbij de één of meerdere laagparameters verwijdering bevatten.
  15. 15. De werkwijze volgens conclusie 14, waarbij verwijdering een maximumwaarde bevat van afstanden tussen één of meerdere punten en een dichtstbijzijnd gedeelte van het bouwmateriaal.
  16. 16. De werkwijze volgens conclusie 15, voorts omvattende het willekeurig selecteren van de één of meerdere punten.
  17. 17. De werkwijze volgens conclusie 14, waarbij de één of meerdere laagparameters één of meerdere bevatten van een richting van hercoaten, een identificatie van ingesloten volumes, en een kritische zonetijd.
  18. 18. De werkwijze volgens conclusie 13, voorts omvattende het harden van het bouwmateriaal door middel van een lichtbron.
  19. 19. De werkwijze volgens conclusie 13, voorts omvattende het afzetten van het bouwmateriaal op de vormingszone door middel van ten minste één van een steun voor de vormingszone en een het object coatende kop.
  20. 20. De werkwijze volgens conclusie 13, waarbij de één of meerdere hercoatingparameters één of meerdere bevatten van een diepte van de diepe onderdompeling, of een diepe onderdompeling moet worden uitgevoerd, een tijd van diepe onderdompeling, een messpleet, een voorzwaaitijd, een zwaaiingssnelheid, een aantal zwaaiingen, en een wachttijd na het onderdompelen.
  21. 21. De werkwijze volgens conclusie 13, voorts omvattende het berekenen van één of meerdere hercoatingparameters op basis van één of meerdere machineparameters van de inrichting van additive manufacturing.
  22. 22. De werkwijze volgens conclusie 21, waarbij de één of meerdere machineparameters één of meerdere bevatten van een type hercoatingmechanisme, een type bouwmateriaal, en een dikte van geproduceerde lagen.
  23. 23. De werkwijze volgens conclusie 13, voorts omvattende het berekenen van één of meerdere hercoatingparameters op basis van de vergelijking van de één of meerdere laagparameters met de één of meerdere welbepaalde drempelwaarden.
  24. 24. De werkwijze volgens conclusie 13, waarbij de veelheid van de één of meerdere hercoatingparameters is geassocieerd met één van de één of meerdere welbepaalde drempelwaarden.
  25. 25. Een permanent door een computer leesbaar medium dat bij uitvoering op een computer een werkwijze uitvoert voor het berekenen van hercoatingparameters in een omgeving van additive manufacturing, welke werkwijze omvat: het bepalen van één of meerdere laagparameters voor een eerste laag van een object; het berekenen van één of meerdere hercoatingparameters voor een tweede laag van het object op basis van de bepaalde één of meerdere laagparameters, waarbij de tweede laag wordt gevormd na de eerste laag; en het controleren van het afzetten van bouwmateriaal op een vormingszone van een inrichting van additive manufacturing op basis van de berekende één of meerdere hercoatingparameters.
BE20155608A 2014-10-07 2015-10-02 Systeem en werkwijze voor het hercoaten in een omgeving van additive manufacturing BE1022945A1 (nl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462060751P 2014-10-07 2014-10-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1022945A1 true BE1022945A1 (nl) 2016-10-20

Family

ID=54361049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE20155608A BE1022945A1 (nl) 2014-10-07 2015-10-02 Systeem en werkwijze voor het hercoaten in een omgeving van additive manufacturing

Country Status (2)

Country Link
BE (1) BE1022945A1 (nl)
WO (1) WO2016055386A1 (nl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10569364B2 (en) 2017-01-06 2020-02-25 General Electric Company Systems and methods for additive manufacturing recoating
US10442180B2 (en) 2017-05-15 2019-10-15 General Electric Company Systems and methods for additive manufacturing recoating

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2186613A1 (en) * 1994-04-25 1995-11-02 John J. Gigl Enhanced building techniques in stereolithography
US5945058A (en) * 1997-05-13 1999-08-31 3D Systems, Inc. Method and apparatus for identifying surface features associated with selected lamina of a three-dimensional object being stereolithographically formed
US6813594B2 (en) * 2001-05-03 2004-11-02 3D Systems, Inc. Automatic determination and selection of build parameters for solid freeform fabrication techniques based on automatic part feature recognition

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016055386A1 (en) 2016-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1022525B1 (nl) Hybride steunsystemen en werkwijzen voor het genereren van een hybride steunsysteem met gebruik van driedimensionaal printen
BE1022258B1 (nl) Systeem en werkwijze voor het kalibreren van een systeem van laserscannen
BE1022695B1 (nl) Gegevensverwerking
BE1024495B1 (nl) Energiedichtheidskartering in additieve productie-omgevingen
EP3344440B1 (en) System and method of providing force compensation points on models during 3d printing
JP2018512310A (ja) 付加製造環境においてモニター及びリコートするためのシステム及び方法
TWI609770B (zh) 立體列印裝置的控制方法與立體列印系統
BE1022947B1 (nl) Systemen en werkwijzen ter vermijding van het in elkaar grijpen van delen bij 3d-nesting
EP3938176B1 (en) Systems for mixing in additive fabrication
WO2016049621A1 (en) System and method for laser based preheating in additive manufacturing environments
CN107303728A (zh) 使用制好的支撑物的优化的三维打印
BE1022945A1 (nl) Systeem en werkwijze voor het hercoaten in een omgeving van additive manufacturing
WO2007023724A1 (ja) 光造形装置および光造形方法
BE1023316B1 (nl) Systemen en werkwijzen voor het optimaliseren van contactpunten van boomvormige steunen bij additive manufacturing
JP2019529187A (ja) 積層造形用の差分硬化アーチファクトを低減する技法ならびに関係するシステムおよび方法
CN108351908B (zh) 在增材制造中的自支撑
BE1022945B1 (nl) Systeem en werkwijze voor het hercoaten in een omgeving van additive manufacturing
US20150367577A1 (en) Use of multiple beam spot sizes for obtaining improved performance in optical additive manufacturing techniques
US20180067470A1 (en) Method and system for proactive heating-based crack prevention in 3d printing
BE1024204B1 (nl) Zelfdragend in additieve productie
BE1023151B1 (nl) Toepassing van meerdere bundelvlek-afmetingen voor het verkrijgen van een verbeterde prestatie van optische additief-productietechnieken
US20230391007A1 (en) Heating techniques for additive manufacturing

Legal Events

Date Code Title Description
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20221031