BR112017006623B1 - Método de controle de um aparelho de geração, aparelho para gerar um objeto tridimensional e mídia de armazenamento não transitória legível por máquina - Google Patents

Abstract

TEMPO DE RESFRIAMENTO PARA OBJETOS TRIDIMENSIONAIS. Trata-se, em um exemplo, de um método para controle do aparelho de geração para gerar um objeto tridimensional. Por exemplo, os dados indicativos de ao menos uma propriedade física que afeta a transferência de calor de um objeto podem ser determinados e usados para determinar um tempo de resfriamento, e um componente do aparelho de geração pode ser controlado em resposta ao tempo de resfriamento determinado.

Description

[001] Sistemas de fabricação de aditivos que geram objetos tridimensionais em camadas foram propostos como uma forma potencialmente conveniente para produzir objetos tridimensionais.

[002] DE102008024288 trata da fabricação de um objeto tridimensional a partir de um pó compreendendo sinterização seletiva do pó por radiação eletromagnética, em que o pó compreende um polímero ou copolímero, que contém pelo menos um grupo aromático que está não linearmente ligado à cadeia principal.

[003] EP1669143 aborda um método para resfriar de forma controlada pelo menos uma porção de um "bolo" parcial de um sistema de sinterização a laser para minimizar o tempo de resfriamento, maximizar a produção e minimizar gradientes térmicos dentro do referido "bolo" parcial de partes.

[004] O documento US2005116391 refere-se a um aparelho e a um processo para a produção de um corpo em forma tridimensional por consolidação sucessiva de camadas de um material pulverulento, que pode ser consolidado por meio de radiação eletromagnética ou radiação de partículas, em locais correspondentes para a respectiva seção transversal do corpo moldado, tendo uma fonte de feixe para gerar um feixe focado e um dispositivo de deflexão para desviar o feixe focado para a camada a ser consolidada.

[005] EP1384565 revela um processo de fabricação de peças aeroespaciais usando sinterização seletiva a laser, em que o processo geralmente compreende as etapas de preparação de um material de nylon em pó, carregando o material de nylon em pó em uma máquina de sinterização a laser, onde há aquecimento do material de nylon em pó de acordo aos parâmetros de aquecimento, sendo que a construção da peça está de acordo com os parâmetros de construção e os parâmetros da peça, com o resfriamento sequencial da peça de acordo com os parâmetros de resfriamento do edifício.

[006] JP2001079912 tem como objetivo padronizar a distribuição da cristalização no sentido da espessura de um produto moldado por um método no qual o processo de resfriamento de uma resina é feito em três etapas, a uma chamada velocidade de resfriamento acelerado na primeira etapa, seguida por uma velocidade de resfriamento denominado lento no segundo estágio e, finalmente, a velocidade de resfriamento é novamente acelerada no terceiro estágio.

BREVE DESCRIÇÃO

[007] Exemplos serão agora descritos, em forma de exemplo não limitadores, com referência aos desenhos anexos, em que:

[008] A Figura 1 é um exemplo de um método de controle do aparelho de geração para gerar objetos tridimensionais;

[009] A Figura 2 mostra uma representação esquemática de um objeto tridimensional que gera um aparelho de acordo com um exemplo;

[010] As Figuras 3 e 4 mostram exemplos de métodos relacionados a tempos de resfriamento para objetos tridimensionais gerados; e

[011] A Figura 5 mostra um exemplo de um processador para determinar um tempo de resfriamento para objetos tridimensionais gerados.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[012] Técnicas de fabricação de aditivos podem gerar um objeto tridimensional através da solidificação de um material de construção. O material de construção pode ser em pó e as propriedades dos objetos gerados podem depender do tipo de material de construção e do tipo de mecanismo de solidificação usado. Em diversos exemplos das ditas técnicas, o material de construção é fornecido em camadas e o método de solidificação inclui o aquecimento das camadas de material de construção para fazer com que a fusão aconteça nas regiões selecionadas. Em outras técnicas, os métodos de solidificação química podem resultar em geração de calor. Em ainda técnicas adicionais, o material de construção aquecido é fornecido de modo a formar a solidificação do resfriamento na forma desejada para o objeto.

[013] Sistemas de fabricação de aditivos podem gerar objetos com base nos dados do projeto estrutural. Isto pode envolver um designer gerando um modelo tridimensional de um objeto a ser gerado, por exemplo usando um aplicativo Desenho assistido por computador (CAD). O modelo pode definir as porções sólidas do objeto. Para gerar um objeto tridimensional a partir do modelo usando um sistema de fabricação do aditivo, os dados do modelo podem ser processados para gerar fatias dos planos paralelos do modelo. Cada fatia pode definir uma porção de uma camada respectiva do material de construção que deve ser solidificado/fazer com que haja a coalescência através do sistema de fabricação do aditivo.

[014] Em algumas técnicas de produção de aditivo, os objetos são gerados dentro de um receptáculo. Ao final do processo de solidificação, o receptáculo pode conter tanto o material de construção não solidificado/não coalescido (o qual pode ser um pó) quanto o objeto ou objetos gerados.

[015] O tempo gasto para produzir um objeto tridimensional depende de vários fatores, incluindo o número de camadas. Entretanto, particularmente para técnicas que compreendem o aquecimento do material de construção, uma porção substancial do tempo de produção pode ser tomada com o resfriamento do objeto após sua formação, por exemplo, permitindo que se torne mais rígido e/ou robusto, e/ou de manipulação mais segura ao reduzir o risco de queimaduras a um manipulador. Esta etapa de resfriamento pode levar a uma porção significativa, em alguns exemplos 50% ou mais, da linha de tempo da produção. Entretanto, o resfriamento não deve ser indevidamente apressado, podendo resultar em propriedades mecânicas desfavoráveis no artigo finalizado, como fragilidade, irregularidades estruturais, deformação do formato do objeto, acabamento de superfícies de má qualidade, uma força menor que pode ser alcançada através do resfriamento mais lento e/ou baixa adesão entre as camadas.

[016] Um exemplo de um método do aparelho para geração de controle para gerar um objeto tridimensional é descrito com referência à Figura 1. Conforme mostrado na Figura 1, o método pode compreender: determinar dados indicativos de ao menos uma propriedade física que afeta a transferência de calor a partir do objeto (bloco 102); determinar um tempo de resfriamento usando os dados determinados (bloco 104); e controlar um componente do aparelho de geração em resposta ao tempo de resfriamento determinado (bloco 106).

[017] Existem várias técnicas para gerar um objeto tridimensional através do aquecimento do material de construção. Em alguns dados métodos, incluindo técnicas de sinterização, porções de uma camada do material de construção são seletivamente aquecidas fazendo com que as porções selecionadas se tornem mais macias e então resfriadas, formando o objeto desejado. Em alguns exemplos, o objeto pode ser gerado pela solidificação de um material de construção em camadas. Em alguns exemplos, o material de construção pode ser aquecido antes de ser colocado in situ (por exemplo sendo extrudado ou jorrado após o aquecimento) de modo que resfria para formar o objeto desejado.

[018] Uma vez formados, os dados objetos podem ter uma temperatura elevada quando comparada ao seu ambiente. Eles podem ao invés disso, se resfriarem a uma temperatura mais baixa, o que pode ser uma temperatura predeterminada ou desejável. Em alguns exemplos, um tempo de resfriamento para alcançar esta temperatura pode ser um tempo de resfriamento estimado com base em, por exemplo, características de transporte de calor de um objeto, ou o objeto in situ em um receptáculo de fabricação. Em outros exemplos, um tempo de resfriamento pode ser, ou pode incluir uma consideração, um tempo de resfriamento desejado ou determinado, por exemplo, o tempo de resfriamento mais curto possível, desde que as propriedades mecânicas do objeto não sejam afetadas de modo adverso (ou não são afetadas de forma inaceitável adversamente). Um objeto grande, sólido, por exemplo, irá demorar mais para resfriar-se do que um objeto que é menor ou tem uma área superficial maior, ou similares. Adicionalmente, alguns objetos podem ser permitidos ou podem fazer com que haja resfriamento mais rápido do que outros sem danos indevidos à qualidade de um objeto. Determinar um tempo de resfriamento pode, portanto, estar baseado em uma consideração de uma propriedade física do produto do aparelho de geração que afeta a transferência de calor a partir do objeto. Isto pode ser, por exemplo, uma propriedade de ao menos uma porção ou aspecto do objeto ou objetos produzidos, e/ou do objeto (ou objetos) in situ.

[019] Exemplos de propriedades físicas de um objeto que podem ser consideradas em relação aos tempos de resfriamento podem incluir, por exemplo, qualquer combinação de: (i) o material ou materiais a partir do qual é formado, (ii) seu peso/massa e/ou volume, (iii) o formato/estrutura do objeto, que pode compreender, por exemplo, consideração das regiões mais espessas do mesmo e/ou área superficial, (iv) número de camadas usadas para formar o objeto (v) qualquer dimensão de objeto, (vi) a temperatura do objeto, (vii) condutividade térmica do objeto, (viii) coeficientes de transferência de calor do objeto.

[020] Algumas destas qualidades são relacionadas. Por exemplo, um dado material pode ter uma condutividade térmica particular. Em alguns casos, a taxa de transferência de calor intrínseca pode ser aumentada por uma propriedade, e em outros, a transferência de calor irá diminuir. Por exemplo, uma área superficial relativamente grande e/ou condutividade térmica pode tender a aumentar a transferência de calor, de forma que as porções espessas, massa maior, maiores dimensões, e/ou um número maior de camadas pode tender a diminuir a transferência de calor.

[021] Adicionalmente, o objeto ou objetos podem ser gerados dentro de um receptáculo e podem ser circundados por outro material, como um material de construção não coalescido, ou mesmo outros vários objetos podem ser produzidos no mesmo receptáculo, como parte do mesmo “volume construído”. Assim sendo, outras propriedades físicas que podem afetar o tempo de resfriamento podem compreender: 1. ) o volume do material de construção para produzir o(s) objeto(s), independente se o material realmente forma parte do objeto (que pode ser o volume do material dentro do receptáculo); 11. ) a colocação de um objeto dentro de um receptáculo (por exemplo, um objeto próximo a uma beira pode resfriar mais rapidamente); 111. ) uma combinação, disposição, e/ou propriedades físicas de quaisquer objetos gerados de uma vez ou dentro do mesmo “volume de construção” conforme incluído pelo receptáculo.

[022] Em alguns exemplos, a transferência de calor pode ser a transferência de calor desejável, como uma taxa de resfriamento acima do qual o objeto pode ser adversamente afetado. Propriedades físicas também podem afetar uma dita transferência de calor desejável. Por exemplo, alguns materiais podem ser resfriados mais rapidamente do que outros sem danos e algumas estruturas ou formatos podem ser menos propensos a danos, como deformações, do que outros.

[023] Em alguns exemplos, a determinação do tempo de resfriamento pode ser baseada em observações anteriores aos tempos de resfriamento de objetos similares. Em outros exemplos, o tempo de resfriamento pode ser determinado usando modelo de transferência de calor com base nos princípios termodinâmicos. Em alguns exemplos, o efeito de uma propriedade física particular determinada na transferência de calor de um objeto é predeterminada e pode, por exemplo, ser mantida em uma memória.

[024] Se o produto for ativamente resfriado por um aparelho de extração de calor, o tempo de resfriamento pode também ser determinado usando ao menos uma propriedade do aparelho de extração de calor, como taxa(s) de extração de calor ou consumo de energia. Onde um aparelho de extração de calor é usado, pode ser que haja um tempo de resfriamento mínimo que é mais longo que o que poderia ser alcançado usando o aparelho de extração de calor. Em alguns exemplos, isto pode significar que o aparelho de extração de calor é operado abaixo de suas capacidades de pico em termos de extração de calor, por exemplo, para garantir que não haja danos indevidos às propriedades físicas do objeto uma vez resfriado.

[025] Em outros exemplos, o tempo de resfriamento pode ser determinado usando uma temperatura associada com a geração do objeto (por exemplo, a temperatura à qual o material de construção é aquecido para fazer com que haja coalescência). Uma temperatura mais elevada pode resultar no tempo de resfriamento.

[026] Os dados usados na determinação de um tempo de resfriamento podem determinar, de qualquer maneira, ou em uma extensão ou combinação de maneiras, por exemplo, pela medição de uma propriedade; fornecida a partir de uma fonte de dados como uma base de dados ou tabela de consulta; derivados de um modelo para controlar a formação do objeto (por exemplo um modelo CAD ou similares); ler a partir de uma memória; etc. Em alguns exemplos, pode ser que os dados determinados de uma maneira que não afeta o resfriamento (por exemplo, evitando qualquer necessidade para que o objeto seja manuseado ou inspecionado).

[027] Se o tempo de resfriamento for determinado usando- se uma consideração de ao menos uma propriedade física que afeta a transferência de calor a partir do objeto gerado, se torna mais propenso a fornecer uma indicação precisa do tempo em que o objeto gerado possa ser seguramente manuseado. Quando comparado, por exemplo, a fornecer um tempo de resfriamento padrão para um aparelho de geração de um objeto tridimensional, que pode ser conservador para que seja mais seguro e, portanto, resultar em um tempo de espera desnecessariamente longo, ou insuficiente e assim, uma preocupação de segurança com relação a certos objetos e/ou materiais, o mesmo fornece um tempo de espera apropriado, considerando a saída atual do aparelho que compreende o objeto(ou objetos) gerado.

[028] Uma vez determinado, um tempo de resfriamento pode ser usado para controlar um componente do aparelho de geração adequadamente. Isto pode, por exemplo, compreender o controle de um componente para exibir uma indicação relacionada ao tempo de resfriamento, ou controlar um aparelho de intertravamento ou de extração de calor. Exemplos de componentes controláveis são discutidos abaixo. A etapa de controle pode ser executada local ou remotamente, por exemplo, sobre uma rede. Em alguns exemplos, o método pode também compreender a geração do objeto.

[029] A Figura 2 é uma representação esquemática de um aparelho de geração tridimensional 200 para gerar um objeto tridimensional a partir de um material de construção, em que o aparelho 200 compreende um módulo de geração do objeto 202 que gera um objeto através do aquecimento de um material de construção. O aparelho 200 também compreende um receptáculo do objeto 204 que abriga um objeto gerado.

[030] Por exemplo, se o aparelho 200 é um aparelho de sinterização, o objeto pode ser formado em camadas dentro do receptáculo 204, e o módulo de geração do objeto 202 pode compreender uma fonte do material de construção, uma fonte de calor (e possivelmente outros agentes para auxiliar e/ou controlar coalescência), e processar circuitos para controlar de que forma o calor e/ou outros agentes são aplicados ao material de construção para gerar o objeto camada por camada. Por exemplo, dentro do receptáculo 204, uma primeira camada do material de construção, que pode ser um material semelhante a pó, pode ser fornecida em um membro de suporte adequado. A energia (por exemplo, luz) pode ser seletivamente aplicada, ou preferencialmente absorvida, por porções do material de construção dentro da camada, permitindo que aquelas porções sejam aquecidas e o material coalesça. Uma segunda camada do material de construção pode ser aplicada no topo da primeira camada e de maneira similar, aquecida de maneira a similar para permitir que as porções do mesmo coalesçam, e assim por diante. Uma vez que o objeto é então, completamente formado em camadas, ele é alojado no interior do receptáculo 204 e circundado por um material de construção não coalescido.

[031] Entretanto, este é apenas um exemplo do módulo de geração do objeto 202 e o objeto pode ser formado por quaisquer outros métodos adequados de geração de um objeto tridimensional a partir de um material de construção pelo aquecimento do material.

[032] Nesse exemplo, o aparelho 200 compreende adicionalmente um controlador 206 e pelo menos um componente controlável. Neste exemplo, os componentes controláveis compreendem o aparelho de extração de calor 208, uma intertrava 210, e um visor 212. Cada um dos componentes controláveis pode ser controlável pelo controlador 206 em resposta a um determinado tempo de resfriamento, sendo que o tempo de resfriamento tem sido, por exemplo, determinado usando dados indicativos de ao menos uma propriedade física de um conteúdo do receptáculo do objeto 204 após a geração do objeto. Uma propriedade física pode ser projetada (isto é, determinada ou determinável antes que o objeto seja feito) ou determinada após a geração do objeto.

[033] Em outros exemplos, o aparelho 200 pode compreender menos, mais ou diferentes componentes controláveis.

[034] Adicionalmente, neste exemplo, o aparelho 200 compreende adicionalmente uma memória 214 e um sensor de temperatura 216, com capacidade para monitorar um indicador de temperatura do objeto dentro do receptáculo 204. Isto pode, por exemplo, compreender a determinação da temperatura do receptáculo 204, uma porção do mesmo, ou do material de construção não coalescente dentro do receptáculo 204.

[035] Neste exemplo, o controlador 206 é associado com um processador 218 o qual tem capacidade para determinar um tempo de resfriamento. Em outros exemplos, esse processamento pode ser executado por uma entidade diferente, como um dispositivo de computação separado, e fornecido ao controlador 206, ou diretamente ao componente (ou componentes) controlável.

[036] Em um exemplo, o aparelho 200 opera de acordo com um método conforme configurado na Figura 3.

[037] No bloco 302, os dados indicativos de ao menos uma das propriedades físicas do conteúdo do receptáculo 204 são determinados pelo processador 218, por exemplo, conforme discutido em relação ao bloco 102 acima. Esta etapa pode ser executada antes ou depois que o objeto seja verdadeiramente gerado, e pode, então, se relacionar ao conteúdo que o receptáculo irá conter após a geração do objeto. Neste exemplo, podem ser dados indicativos de propriedade física ou propriedades de um objeto particular gerado (ou a ser gerado), por exemplo, determinado a partir da informação retida na memória 214, e que pode compreender qualquer, ou qualquer combinação, de: informação com relação ao material de construção usado, formato do objeto, peso do objeto, volume do objeto, qualquer dimensão do objeto, sendo que o volume do material de construção usado para formar o objeto (isto é, o volume do material de construção no receptáculo 204), o número de camadas usadas para gerar o objeto, a temperatura usada para gerar o objeto, ou similares. Os dados relacionados às taxas de resfriamento máximas ou desejadas também são indicativos de uma propriedade física do objeto e podem ser relacionados ao material, estrutura, ou similares, como alguns materiais/estruturas permitem o resfriamento mais rápido que outros sem danos (ou sem danos excessivos/aceitáveis). Em outros exemplos, os dados indicativos de ao menos uma propriedade física pode compreender uma indicação da temperatura determinada usando o sensor de temperatura 216.

[038] No bloco 304, ao menos um critério de desempenho desejado é determinado pelo processador 218. Este ou estes critérios podem, por exemplo, se relacionar a uma propriedade desejada do objeto, como caso o objeto seja fabricado a um “esboço”, um padrão de qualidade “normal”, ou de “melhor qualidade”. Conforme notado acima, pode ser que as propriedades de um objeto sejam diminuídas por um resfriamento rápido. Entretanto, o tempo reduzido que é gasto para produzir um objeto resfriado pode ser desejável e, se é aceitável nas circunstâncias para produzir um objeto no qual a qualidade pode ser reduzida, o resfriamento rápido pode ser utilizado para alcançar este resultado. Em outros exemplos, o critério de desempenho pode se relacionar a um tempo de resfriamento máximo desejado, ou um nível desejado de consumo de energia pelo aparelho de extração de calor 208, ou similares. Por exemplo, um usuário ou operador pode especificar uma configuração “econômica” na qual o uso do aparelho de extração de calor 208 é minimizado ou simplesmente não realizado, ou uma configuração de “resfriamento rápido”, na qual o aparelho de extração de calor 208 é aumentado, em alguns exemplos, o máximo possível sem fugir dos padrões da propriedade do objeto desejados.

[039] Neste exemplo, o critério de desempenho desejado pode ser contido na memória 214, mas em outros exemplos, ele pode ser fornecido a partir de uma fonte diferente, seguindo, por exemplo, a entrada do operador, ou similares.

[040] O tempo de resfriamento pode, então, ser determinado pelo processador 218 usando os dados indicativos determinados por ao menos uma propriedade física e ao menos um critério de desempenho desejado (bloco 306). Outros fatores podem ser considerados, como o tempo transcorrido desde o fim do estágio de geração do objeto, ou similares. O tempo de resfriamento pode, por exemplo, ser o tempo para que o objeto se torne frio o suficiente para ser manuseado de maneira segura, por exemplo, em termos de robustez, ou pela segurança do manipulador, ou por uma combinação destes (e/ou outras) considerações.

[041] Uma vez que o tempo de resfriamento foi determinado, o controlador 206 controla o visor 212 para exibir uma indicação relacionada ao tempo de resfriamento (bloco 308). Este pode ser, por exemplo, o tempo de resfriamento total, ou pode compreender uma “contagem regressiva” do tempo de resfriamento restante, ou outras indicações como proporções do tempo de resfriamento restante, ou similares. O visor 212 pode ser fornecido por qualquer meio de exibição adequado, como um Visor de Cristal Líquido (LCD), um visor de Diodo Emissor de Luz (LED), um visor matriz, ou similares. Isto fornece ao usuário ou operador informações úteis com relação ao processo.

[042] Neste exemplo, o controlador 206 também controla o aparelho de extração de calor 208, por exemplo, permitindo o resfriamento do receptáculo 204 e/ou qualquer conteúdo do mesmo (bloco 310).

[043] O aparelho de extração de calor 208 pode compreender um trocador de calor, um ventilador, uma unidade de refrigeração ou qualquer outro aparelho de extração de calor adequado. A taxa de extração de calor pode ser determinada de acordo com um tempo de resfriamento desejado (por exemplo, caso estiver operando em uma configuração de “resfriamento rápido” ou “econômico”, ou de modo que uma taxa de resfriamento particular não seja excedida. Em alguns exemplos, o aparelho de extração de calor 208 pode ser controlado, de modo que ele opere consistentemente para a duração do tempo de resfriamento. Entretanto, em outros exemplos, ele pode operar de acordo com um perfil de resfriamento adequado, e/ou tem uma taxa de extração de calor variável. O dado exemplo é discutido com mais detalhe em relação à Figura 4 abaixo.

[044] No bloco 312, o processador 218 determina se o tempo de resfriamento foi transcorrido. Caso sim, no bloco 314, o controlador 206 libera a intertrava 210, permitindo que o receptáculo 204 seja aberto e o objeto alojado neste de forma a ser acessado. A intertrava pode ter a capacidade de ser seletivamente liberada, assim como um dispositivo de travamento eletromecânico ou de retransmissão. Isto portanto evita a remoção e manuseio de um objeto antes do tempo de resfriamento ter transcorrido.

[045] O método descrito na Figura 3 permite certas implicações a serem feitas: por exemplo, o tempo pode ser sacrificado para qualidade e/ou economia e vice-versa.

[046] Adicionalmente, o uso adequado pode ser feito a partir do aparelho de extração de calor 208. Para preservar as propriedades físicas do objeto, uma abordagem conservadora para resfriamento quis dizer que a extração de calor ativa foi considerada indevidamente arriscada em técnicas de produção de aditivo do tipo aqui descrito. Entretanto, considerando as propriedades físicas atuais do produto gerado, uma taxa de extração de calor pode ser controlada de forma apropriada para resultar em propriedade do objeto desejadas. A determinação de uma taxa ou taxas desejáveis resultam em efeitos na determinação do tempo de resfriamento, portanto a determinação de um tempo de resfriamento pode compreender a determinação de uma taxa de resfriamento, caso um tempo real seja determinado ou não, a partir do mesmo.

[047] Outro exemplo de um método para operação do aparelho da Figura 2 será descrito agora com referência à Figura 4. Neste exemplo, dados indicativos de ao menos uma propriedade física do objeto que afeta a transferência de calor a partir do objeto são determinados, sendo que os dados compreendem um tipo de material, temperatura, massa do objeto e suas principais dimensões (bloco 402). A massa e as dimensões principais são determinadas a partir de um modelo CAD usado para produzir o objeto, e a temperatura é fornecida pelo sensor de temperatura 216, e o tipo de material é fornecido a partir da memória 216. Os critérios de desempenho, neste exemplo, compreendem um padrão de qualidade (por exemplo, esboço, padrão ou superior), também é determinado (bloco 404). O tempo de resfriamento pode, então, ser calculado com base nestes. Entretanto, neste exemplo, o aparelho determina adicionalmente um perfil de resfriamento (bloco 406).

[048] O perfil pode, por exemplo, se referir a uma taxa de resfriamento máxima, por exemplo, à taxa acima da qual as propriedades físicas serão afetadas adversamente, como, por exemplo, seguindo o padrão de qualidade determinado. Em outros exemplos, pode haver um tempo máximo ou desejável e/ou potência usada alocada para o processo de resfriamento e o resfriamento é desejado para ser executado dentro deste limite de uso de tempo/potência.

[049] Também pode ser o caso de que diferentes taxas de resfriamento podem ser desejáveis em diferentes momentos durante o tempo de resfriamento. Por exemplo, pode ser que, abaixo de uma certa temperatura, as propriedades físicas de um objeto serão estáveis enquanto o objeto pode permanecer quente demais para ser manuseado. Abaixo desta temperatura, pode não haver risco de degradação às propriedades físicas. Portanto, por exemplo, se um tempo de produção curto é desejável, o aparelho de extração de calor 208 pode ser controlado para operar, para extrair calor em uma taxa relativamente lenta (ou, de fato, ser controlada de forma a não ser operada) inicialmente até que a temperatura seja alcançada, e então controlada para operar de forma a extrair o calor em uma taxa relativamente rápida até que uma temperatura de manuseio segura seja alcançada. Outros perfis de resfriamento podem ser apropriados, dependendo, por exemplo, das propriedades do material de construção, objeto gerado e/ou critérios de desempenho desejado.

[050] Assim sendo, taxas de extração de calor diferentes podem ser empregadas durante o tempo de resfriamento.

[051] Uma vez que um perfil de resfriamento desejado tenha sido determinado, o aparelho de extração de calor 208 é controlado de forma a resfriar o objeto de acordo com este perfil (bloco 408). O método poderia proceder presumindo que o perfil de resfriamento será alcançado através do controle apropriado do aparelho de extração de calor 208, por exemplo, com base nos princípios e modelo termodinâmicos. Entretanto, neste exemplo, um ciclo de realimentação e/ou perfil de resfriamento conforme for adequado. Particularmente, o sensor de temperatura 216 é usado para fornecer uma indicação da temperatura do objeto (bloco 410). Tal fato é comparado à temperatura antecipada de acordo com o perfil de resfriamento (bloco 412). Se a temperatura for diferente (ou diferente por uma quantidade aceitável) a partir da temperatura antecipada, e então o tempo de resfriamento e/ou perfil de resfriamento pode ser recalculado (bloco 414), e, em alguns exemplos, o aparelho de extração de calor 208 é controlado de maneira adequada. Neste exemplo, a temperatura é também registrada e armazenada na memória 214. Esta informação pode ser, por exemplo, usada para informar futuros perfis de resfriamento de objetos similares (ou a próxima vez que um objeto é gerado para as mesmas especificações), por exemplo, de modo que um tempo de resfriamento mais preciso, e/ou um perfil de resfriamento mais adequado pode ser determinada inicialmente para aquele objeto.

[052] Em alguns exemplos, portanto, um dado processo de retroinformação pode ser usado para aumentar a precisão através do monitoramento de declínio de temperatura e recalculando dinamicamente o tempo para conclusão. Em alguns exemplos, qualquer mudança no tempo de resfriamento pode também ser relatado a um usuário/operador, por exemplo, atualizando o visor 212. O uso de um processo de retroinformação pode permitir a correção se um objeto estiver, de fato, resfriando mais rápida ou lentamente do que é desejado nas dadas circunstâncias.

[053] A Figura 5 mostra um exemplo de um processador 500. Neste exemplo, o processador 500 é disposto de forma a executar instruções legíveis por computador, e compreende um módulo de determinação de dados 502, um módulo de determinação do tempo de resfriamento 504 e um módulo de geração de sinal de controle 506.

[054] Particularmente, ao executar as instruções, o módulo de determinação de dados 502 determina dados indicativos de ao menos uma propriedade física relacionada à transferência de calor de um objeto produzido por um aparelho disposto para gerar ao menos um objeto tridimensional em camadas aquecendo um material de construção.

[055] Estes dados podem, por exemplo, ser fornecidos a partir de uma fonte de dados associada, especificamente, com ou integralmente, ao processador 500, ou de forma remota a partir disso. Os dados podem ser requeridos pelo processador 500, ou podem ser enviados ao processador 500 sem que uma questão seja recebida. Os dados podem ser quaisquer dos exemplos de dados de propriedades físicas, ou qualquer combinação dos mesmos, conforme aqui mencionados. Os dados podem compreender uma saída de um dispositivo de medida, como por exemplo aparelho para medição de massa (por exemplo uma escala de pesagem), um sensor de temperatura, ou qualquer medidor associado ao aparelho ou processo de geração de objeto usado para formar o objeto. Em outros exemplos, os dados podem ser extraídos de uma base de dados ou tabela de consulta, ou pode ser gerada por circuito de processamento, que pode, por exemplo, ser disposto para derivar dados relacionados à propriedade física de um modelo de projeto para controlar a formação do objeto (por exemplo, um modelo CAD ou similares). Os dados podem ser determinados pelo acesso a uma memória do computador.

[056] As instruções fazem com que, adicionalmente, o módulo determinante do tempo de resfriamento 504 do processador 500 determine um tempo de resfriamento usando os dados determinados. Adicionalmente, neste exemplo, as instruções fazem com que o módulo de geração de sinal de controle 506 do processador 500 gere um sinal de controle de saída 508 de acordo com o tempo de resfriamento determinado. Em alguns exemplos, esse sinal de controle de saída 508 pode ser usado para controlar direta ou indiretamente quaisquer, ou qualquer combinação, de um visor para exibir informações relacionadas ao tempo de resfriamento, uma intertrava de segurança para prevenir o acesso a um objeto até que o manuseio seja seguro, aparelho de extração de calor, por exemplo, para auxiliar no resfriamento do objeto, ou similares. O processador 500 pode estar associado a uma memória, conforme mostrado em na Figura 2, e pode fornecer o processador 218 da Figura 2.

[057] Alguns exemplos aqui descritos permitem que um tempo de resfriamento de um objeto formado por técnicas de produção de aditivo seja determinado ao considerar ao menos uma propriedade física de um produto do aparelho que inclui o objeto (ou objetos) gerado. Em alguns exemplos, isto pode encurtar efetivamente um tempo de espera para manusear um objeto, como tempo de espera que tendem a ser padronizados para levar em conta o “pior caso” (isto é, eles são configurados para permitir que haja tempo para um objeto teórico com o tempo de resfriamento mais longo possível para esfriar). Em outros exemplos, pode aumentar a segurança. Em outros exemplos, o método pode proporcionar informações precisas permitindo que um operador utilize melhor seu tempo. Em ainda outros exemplos adicionais, o tempo de resfriamento pode ser controlado para atender ao menos um critério de desempenho como tempo de espera, medida de tempo de espera ou uso de energia.

[058] Exemplos na presente descrição podem ser fornecidos como métodos, sistemas ou instruções legíveis por máquina, como qualquer combinação de software, hardware, firmware ou similares. As dadas instruções podem ser incluídas em uma mídia de armazenamento legível por computador (incluindo, mas não se limita a armazenamento de disco, CD-ROM, armazenamento óptico, etc.) tendo códigos de programa legível por computador no mesmo ou sobre o mesmo.

[059] A presente divulgação é descrita com referência aos fluxogramas e/ou diagramas de blocos do método, dispositivos e sistemas de acordo com exemplos da presente revelação. Ainda que os diagramas de fluxo descritos acima mostrem uma ordem de execução específica, a ordem de execução pode ser diferente da qual é descrita. Blocos descritos em relação a um fluxograma podem ser combinados com aqueles de outro fluxograma. Deve-se entender que cada fluxo e/ou bloco no fluxogramas e/ou diagrama de blocos, assim como combinações dos fluxos e/ou diagramas nos fluxogramas e/ou diagramas de bloco podem ser realizados por instruções legíveis por máquina.

[060] As instruções legíveis por máquina podem, por exemplo, ser executadas por um computador de propósito geral, um computador de propósito especial, um processador embutido ou processadores de outros dispositivos de processamento de dados programáveis para realizar as funções descritas na descrição e diagramas. Em particular, um processador ou aparelho processador podem executar as instruções legíveis por máquina. Portanto, os módulos funcionais do aparelho e dispositivos podem ser implementados por um processador que executa instruções legíveis por máquina armazenadas em uma memória, ou um processador que opera de acordo com as instruções embutidas em circuitos lógicos. O termo “processador” deve ser interpretado amplamente para incluir um CPU, unidade de processamento, ASIC, unidade lógica, ou arranjo de portão programável, etc. Os métodos e módulos funcionais podem todos serem executados por um único processador ou divididos entre vários processadores.

[061] As dadas instruções legíveis por máquina podem também serem armazenadas em um armazenamento legível por computador ou outros dispositivos de processamento de dados programáveis para operar em um modo específico.

[062] As dadas instruções legíveis por máquina podem também ser carregados em um computador ou outros dispositivos de processamento de dados programáveis, de forma que o computador ou outros dispositivos de processamento de dados programáveis executem uma série de etapas de operação para produzir processamentos implementados por computador, portanto, as instruções executadas no computador ou outros dispositivos programáveis fornecem uma etapa para realizar funções especificadas pelo fluxo (ou fluxos) no fluxograma (ou fluxogramas) e/ou bloco (ou blocos) nos diagramas de bloco.

[063] Além disso, os ensinamentos implementados aqui podem ser implementados na forma de um produto de software de computador, sendo que o produto de software de computador é armazenado em uma mídia de armazenamento e compreendem uma pluralidade de instruções para fazer com que um dispositivo de computação implemente os métodos recitados nos exemplos da presente invenção.

[064] O presente documento pretende, portanto, que o método, o aparelho e os aspectos relacionados sejam limitados apenas pelo escopo das reivindicações seguintes e seus equivalentes.

[065] Os aspectos de quaisquer reivindicações dependentes podem ser combinados com os aspectos de qualquer uma das reivindicações independentes ou das reivindicações dependentes.

Claims (13)

1. Método de controle de um aparelho de geração (200) para gerar um objeto tridimensional, em que o objeto é gerado pelo aquecimento de um material de construção para produzir a coalescência do material de construção, o método caracterizado pelo fato de compreende: determinar (102) dados indicativos de ao menos uma propriedade física que afeta a transferência de calor do objeto e derivados de um modelo do objeto para controlar a formação do objeto, em que a pelo menos uma propriedade física compreende pelo menos um dentre: um peso de objeto, uma massa de objeto, um volume de objeto, uma estrutura de um objeto, um número de camadas usadas para formar o objeto ou uma dimensão de objeto; determinar um padrão de qualidade; determinar (104) um tempo de resfriamento para o objeto usando os dados determinados e o padrão de qualidade; e controlar (106) um componente do aparelho de geração (200) em resposta ao tempo de resfriamento determinado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a exibição (308) de uma indicação relacionada ao tempo de resfriamento.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de controlar (106) compreende controlar uma intertrava (210) de maneira a permitir o acesso ao objeto após o tempo de resfriamento determinado ter transcorrido.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente do aparelho de geração (200) compreende um aparelho de extração de calor (208) e em que o controle do componente compreende controlar (310) o aparelho de extração de calor (208) para resfriar o objeto a uma temperatura predeterminada.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar o tempo de resfriamento compreende determinar (304) o tempo de resfriamento usando ao menos um dentre um critério de desempenho desejado e uma propriedade do aparelho de extração de calor (208), em que o critério de desempenho desejado compreende pelo menos um dentre: um tempo de resfriamento máximo desejado; or um nível desejado de consumo de energia pelo aparelho de extração de calor (208).

6. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a etapa de controlar (310) o componente compreende controlar o aparelho de extração de calor (208) para controlar uma taxa de extração de calor do objeto.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ao menos uma propriedade física compreende ao menos uma dentre uma condutividade térmica específica de um objeto, um número de camadas usadas na geração do objeto, um volume do material de construção usado na geração do objeto, uma localização de outro objeto dentro de um receptáculo do objeto (204), um número de outros objetos dentro do receptáculo do objeto (204), uma disposição de outros objetos dentro do receptáculo de objeto (204), ou propriedades físicas dos objetos dentro do receptáculo do objeto (204).

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que determinar (104) o tempo de resfriamento compreende determinar o tempo de resfriamento usando uma temperatura associada com a geração do objeto.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: monitorar (410) ao menos um indicador da temperatura do objeto gerado; e ao menos um dentre: recalcular (414) o tempo de resfriamento de acordo com a temperatura monitorada; controlar uma taxa de extração de calor; ou registrar a temperatura.

10. Aparelho (200) para gerar um objeto tridimensional a partir de um material de construção, usando o método conforme definido na reivindicação 1, o aparelho (200) caracterizado pelo fato de que compreende: um módulo de geração de objeto (202) para gerar um objeto em camadas, pelo aquecimento de material de construção; um receptáculo de objeto (204) configurado para abrigar o objeto gerado; um controlador (206); e ao menos um componente controlável, o controlador (206) sendo configurado para controlar o pelo menos um componente controlável em resposta ao tempo de resfriamento calculado e o padrão de qualidade determinado, e um processador (218, 500) configurado para calcular um tempo de resfriamento usando dados derivados de um modelo do objeto para controlar a formação do objeto e indicativos de pelo menos uma propriedade física de um conteúdo do receptáculo do objeto (204) após a geração de um objeto e para determinar o padrão de qualidade, em que a pelo menos uma propriedade física compreende pelo menos um de: um peso de objeto, uma massa de objeto, um volume de objeto, uma estrutura de um objeto, um número de camadas usadas para formar o objeto ou uma dimensão de objeto.

11. Aparelho (200), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um componente controlável compreende pelo menos um dentre: aparelho de extração de calor (208); uma intertrava (210); ou um visor (212).

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um sensor de temperatura (216) para monitorar um indicador de temperatura da temperatura do objeto gerado.

13. Mídia de armazenamento não transitória legível por máquina codificada com instruções executáveis por um processador (218, 500), sendo a mídia de armazenamento não transitória legível por máquina caracterizada pelo fato de que as instruções fazem o aparelho (200), conforme definido na reivindicação 10, executar as etapas do método conforme definido na reivindicação 1.

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