CN111479661A

CN111479661A - 用于确定至少一个打印过程参数值的方法、计算机可读存储介质和增材制造装置

Info

Publication number: CN111479661A
Application number: CN201880080752.XA
Authority: CN
Inventors: A·鲍雷斯
Original assignee: Heraeus Additive Manufacturing GmbH
Current assignee: Heraeus Additive Manufacturing GmbH
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2020-07-31
Also published as: EP3501758A1; WO2019121241A1; IL275582A; US20210229363A1

Abstract

对于束熔化过程，最优确定打印过程参数值是困难的，并且需要复杂的模拟过程，这需要很多时间。通过一种用于确定用于束熔化过程的至少一个打印过程参数值(25)的方法来解决该问题，该方法包括以下步骤：‑从存储器设备(11)加载第一和第二能量场数据(20、20')，该第一和第二能量场数据(20、20')分别被分配到熔化过程的至少一个轨道(L1，L2，L3)的能量场(E1，E2)；‑通过将第一能量场数据(20)与第二能量场数据(20')叠加来确定(33)结果能量场数据(24)；‑使用结果能量场数据(24)确定(34)用于增材制造装置(10)的至少一个打印过程参数的至少一个打印过程参数值(25)。

Description

用于确定至少一个打印过程参数值的方法、计算机可读存储介质和增材制造装置

技术领域

本发明涉及用于确定用于束熔化过程的至少一个打印过程参数值的方法、计算机可读存储介质以及增材制造装置。

背景技术

已知由一种或多种液体或固体材料制造三维工件的多种方法。

因此，例如在所谓的“熔融沉积建模”(FDM)中，由可熔化塑料逐层构建工件。在该情况下，线形塑料通过借助于喷嘴加热和挤压被施加到工作区域中的板上。层可以借助于塑料的固化被连续在彼此顶部施加。

在立体平版印刷(SLA)中，液态环氧树脂被倒入腔室中，其中环氧树脂的表面被使用激光以点状方式照射，使得环氧树脂在照射点处固化。在每个曝光步骤之后，固化的工件在环氧树脂中被降低几毫米使得另一层可以被打印。

在选择性激光烧结(SLS)或选择性激光熔化(SLM)和电子束熔化(SEBM)中，粉末状塑料、金属或陶瓷的粉末床首先被施加到腔室中的板上。粉末床构成所用粉末的薄层，该粉末的薄层例如通过刮涂施加。因此，粉末床由松散的未熔化颗粒组成。在施加粉末床之后，通过借助于激光束或电子束选择性地熔融/烧结粉末床的颗粒来创建打印层。在下一步骤中，另一粉末床被施加到先前打印层上，并在所选择区域中被选择性熔融或烧结。由此创建的另一打印层可以与位于其下方的层连接或熔融。完成的打印产品由顺序施加的打印层的总和得出。在该情况下，所有打印层的边缘共同形成打印产品的轮廓。

选择性熔融或烧结优选地通过借助于高能辐射扫描粉末床来进行。在该情况下，扫描通常在层内以线性方式进行，使得产生单独的轨道，即熔化的轨道或烧结的轨道。这些轨道至少基本上彼此平行地延伸，其中轨道可以在交替的端部处彼此连接。

用于熔融或烧结粉末床的另一种方法是多次点状曝光。在该情况下，连续的熔点或烧结点也可能不在线上，而是实际上在粉末床上任意分布。可选地，熔点或烧结点的分布根据固定的图案(例如棋盘图案)进行。在下面，“点”表示熔点或烧结点。

在一层完成之后，将建造平台略微降低并且施加新层。因此，由顺序施加的打印层的总和创建打印产品。

所提及的方法，即SLS、SLM或SEBM，以及根据类似原理操作的方法，在下面被称为束熔化方法或束烧结方法。借助于束熔化方法的打印产品的打印因此根据束熔化过程操作，并且借助于束烧结方法的打印产品的打印因此根据束烧结过程操作。

已经确定，特别是在束熔化方法和束烧结方法的情况下，要打印的几何形状对于打印产品的特性特别重要。例如，如果材料在紧密相邻的区域中以短间距被熔融或烧结，则会导致材料局部过热。由于高温，相对于部件中的其它区域，冷却在那里也相当缓慢地进行，其结果是对打印产品的材料特性产生负面影响。

可以在相邻轨道的熔融或烧结中确定类似的行为。因此，已经熔融或烧结的轨道对接下来要被熔融或烧结的轨道具有影响。总体而言，所描述的效果导致不均匀的材料特性，该特性可以例如由打印产品的增加的脆性表现。

因此，打印产品的质量差异很大，并导致不满意的结果。

发明内容

从该现有技术出发，本发明的目的是指定用于确定用于束熔化过程和/或束烧结过程的至少一个打印过程参数值的方法、计算机可读存储介质和增材制造装置，它们解决了前面提到的缺点。特别地，本发明的目的是指定一种方法，该方法允许以打印产品的基本上均匀的材料特性打印。此外，本发明的目的是指定降低不合格率的方法或增材制造装置。此外，本发明的目的是实现与要打印的几何形状无关的一致的打印结果。

该目的借助于根据权利要求1的方法、根据权利要求16的计算机可读存储介质和根据权利要求17的增材制造装置来实现。

特别地，该目的借助于一种用于确定用于束熔化过程和/或束烧结过程的至少一个打印过程参数值的方法来实现，该方法具有以下内容：

-从存储器设备加载第一和第二能量场数据，该第一和第二能量场数据分别被分配到特别是相邻的至少一个区域的能量场，特别是熔化过程或烧结过程的至少一个轨道和/或至少一个点，优选为10个轨道；

-通过特别是在数字上将第一能量场数据与第二能量场数据叠加来确定结果能量场数据；

-使用结果能量场数据确定用于增材制造装置的至少一个打印过程参数的至少一个打印过程参数值。

本发明的核心是，在下一个区域的熔融或烧结期间考虑已经熔融或烧结的区域的能量场。在下面，概括地将区域的熔融或烧结称为打印区域，其中在该情况下总是意味着两种方法。在区域打印期间，区域本身及其周围都会存在温度升高。如果彼此相邻的两个以上的区域被打印，则在应该被打印的第三区域的点处存在前两个区域的能量场的叠加。由于变化的环境条件，特别是要被处理材料的变化温度，具有恒定打印过程参数值的打印不会导致最优结果或恒定的产品特性。因此，有必要分别确定每个区域的打印过程参数值，其中，即使在区域内，打印过程参数值也可以根据要被打印的打印产品的几何形状而改变。

一个区域可以特别地指定至少一个轨道和/或至少一个点。

本发明的另一方面在于选择恒定的值，该恒定的值对于打印过程参数产生可预测的良好结果，在打印过程期间该恒定的值不能被改变。特别可以针对打印过程参数选择打印过程参数值，在该打印过程参数值处至少一个产品特性对应于需求轮廓。在该情况下，在选择打印过程参数值期间考虑温度升高。

在一个实施例中，可以加载多个能量场数据记录，特别是十个能量场数据记录，其中，使用多个能量场数据记录来实现叠加，并且其中针对结果能量场数据设置静止状态。

能量场数据可以分别指定至少基本上一个热能，特别是内部能量。在其它实施例中，能量场数据可以指定所分配区域的焓。在另一实施例中，在内部能量的情况下的化学势可以保持不考虑。

在每种情况下，材料的热行为都可以借助于能量场数据针对区域来表述。通过确定结果能量场数据，可以在第三区域中预测要被处理的材料的温度，使得可以根据热行为或根据该温度选择打印过程参数值。因此，可以实现恒定且可预测的打印结果。

提到的区域可以是单层的区域和/或不同层的区域。这是有利的，因为热行为当然也辐射在其它层上，特别是位于其下和/或其上的层上。

在实施例中，该方法可以包括使用结果能量场数据针对至少一个打印过程参数计算至少一个过程窗口图，其中可以使用至少一个过程窗口图来确定至少一个打印过程参数值。

该至少一个过程窗口图可以指定至少一个打印过程参数到至少一个产品特性的映射。

过程窗口图使得可以快速确定针对给定打印过程参数值的产品特性值。由于过程窗口图，同样可以针对所需的产品特性值确定对应的打印过程参数值。由于过程窗口图的计算，因此可以保证产品特性。在实施例中，在打印过程中恒定的至少一个打印过程参数值的过程窗口图可以与至少一个产品特性相关。然后，可以以至少一个产品特性处于优选范围内的方式来确定至少一个打印过程参数值。

通常，出于技术或物理原因，打印过程参数在过程期间无法根据需要设置。例如，束功率的变化与一定的反应时间有关，并且束速度的变化受束光学系统惯性影响。因此，有利的是，如果恒定的打印过程参数值被选择，则该恒定的打印过程参数值导致在整个打印过程中的良好产品特性。

产品特性可以特别地指定产品密度、孔隙率、微观结构、表面粗糙度、残余应力、变形、合金成分、加工时间、易开裂性和/或生产成本。

在实施例中，第一能量场数据与第二能量场数据的叠加可以包括确定束接触点温度，其中束接触点温度特别指定在特定时间在特定位置的产品表面上的温度。

通过确定束接触点温度，温度可以在能量束(例如激光束或电子束)撞击要被熔融的材料的位置处被确定。因此，打印过程参数值可以适合于束接触点温度，由此实现更好的熔化结果或烧结结果。

此外，第一和/或第二能量场数据可以使用束接触点温度来加载。与在某个束接触点温度下被测量、创建或模拟的能量场相对应的那些能量场数据然后可以被准确地加载。随后，在确定结果能量场数据期间，与束接触点温度相对应的能量含量可以从能量场数据中被移除或吸收。

因此，可以更好地确定要被加载的能量场数据，由此实现更好的熔化结果或烧结结果。

在实施例中，该方法可以包括：

-通过模拟至少一个能量场来创建模拟数据；

-针对实验数据调节模拟数据，该实验数据特别地通过执行随机样本一致性(RANSAC)算法和/或通过互相关来指定熔融实验和/或烧结实验的结果；

-使用所调节的模拟数据创建第一能量场数据；以及

-将第一能量场数据存储在存储器设备中。

在所描述的实施例中，能量场数据可以使用实验数据和模拟数据来确定。通过组合来自实验和模拟的数据，可以实现特别良好的结果。在该情况下，模拟数据可以针对实验确定的数据借助于互相关特别有效地被调节。

在实施例中，基础温度可以被分别分配到特别存储的第一和/或第二能量场数据，其中结果能量场数据可以在考虑相应的基础温度的同时被确定。

基础温度可以例如借助于移除或吸收与束接触点温度相对应的能量来确定。通过将基础温度分配到能量场数据，可以更精确地确定熔化过程或烧结过程所具有的影响。因此，结果能量场数据还可以被更精确地确定，由此提高产品质量。

在实施例中，模拟数据的创建可以包括：

-确定至少第一和第二原始模拟数据，该第一和第二原始模拟数据可分别指定在不同时间和/或使用至少一个不同的打印过程参数值(25)和/或不同的基础温度的能量场(E1，E2)；

-通过将与分配到原始模拟数据的时间、打印过程参数值和/或基础温度不同的时间和/或至少一个打印过程参数值和/或基础温度的至少第一和第二原始模拟数据在数值上叠加来创建模拟数据(21)。

通过叠加多个模拟的原始模拟数据，可以确定未明确模拟的时间或配置的模拟数据。叠加导致模拟数据的内插类型。结果，一方面更少的能量场需要被模拟从而节省大量的计算时间，而另一方面，消耗更少的用于存储模拟数据的存储器。

在实施例中，第一和第二能量场数据可以被存储为矩阵，特别被存储为矢量，优选被存储为列表或阵列。

所提到的存储器选项提供能量场数据的特别有效的存储，这允许简单地加载/保存和/或操纵数据。

在实施例中，该方法可以包括使用结果能量场数据确定结果温度场数据，其中可以使用结果温度场数据确定过程窗口图。

通过确定可以直接指定热行为的结果温度场数据，可以非常快速地确定打印过程参数值。

可以想到一系列不同的打印过程参数。在实施例中，至少一个打印过程参数可以指定

-束直径；

-束功率；

-束速度；

-相邻轨道或相邻点的间距；标称粉末层厚度；

-要被熔融或要被烧结的粉末的粒度；和/或

-装置空间温度。

在实施例中，该方法可以包括使用至少一个打印过程参数值来控制用于制造产品的增材制造装置。

因此，可以使用打印过程参数值直接控制增材制造装置。为此，在实施例中，该方法可以包括，特别是经由互联网、内部网和/或外部网，将打印过程参数值发送到一个/该增材制造装置。

因此，不必在增材制造装置附近直接存在计算机或移动终端设备，诸如智能电话或膝上型计算机。而是，可以构建分布式系统，这使得可以从计算机控制多种增材制造装置。

在实施例中，该方法可以包括特别地借助于对包括离散值的过程窗口图的值进行内插来创建元模型，其中该元模型指定至少一个产品特性与至少一个打印过程参数之间的关系，其中至少一个打印过程参数值的确定可以使用该元模型来执行。

过程窗口图可以示出离散图像，其中产品特性值被分配到单个打印过程参数值。因此，只有先前确定的值能够被查询。借助于这些值的内插，然后可以创建元模型，使得可以查询任何所期望的值。因此，元模型可以被视为连续函数，特别是内射或双射函数，该函数将产品特性值分配到打印过程参数值。

通过创建元模型，可以在增材制造装置的参数化中进行相当精细的渐变。

该目的进一步借助于计算机可读存储介质来实现，该计算机可读存储介质包含指令，如果该指令由至少一个处理器执行，则该指令使至少一个处理器实现如前所述的方法。

该目的同样借助于具有以下项的增材制造装置来实现：

-如前所述的存储器设备，特别是存储介质；

-处理器，其被构造为执行保存在存储器设备中的指令；

-辐射源，

其中，处理器被构造为使用打印过程参数值来配置辐射源。

如已经结合该方法所描述的，产生相似或相同的优点。

从属权利要求产生进一步的实施例。

附图说明

下面基于附图更详细地说明本发明的示例性实施例。在附图中

图1：示出增材制造方法的原理图；

图2：示出增材制造装置的示意图；

图3：示出示意图，其示出熔化轨道的能量场的叠加；

图4：示出流程图，其示出能量场数据在数据库中的存储；

图5：示出流程图，其示出确定打印过程参数值；

图6：示出过程窗口图的示意图；

图7：示出流程图，其示出用于控制制造装置的方法。

具体实施方式

在下面，相同的附图标记用于相同或相似的项目。

以下示例性实施例描述多个轨道的打印。在本发明的上下文中，所有描述的概念也可以应用于单独点的打印。

图1示意性地示出物体1的打印。在该情况下，提供物体数据，该物体数据将物体1描述为CAD数据。各种数据格式(诸如例如IGES或STL)可以为此使用。随后物体数据被“切片”。这意味着软件将物体数据分解为要被打印的多个层。在示例性实施例中，从“切片”的物体数据中随后(例如在所谓的构建处理器中)创建机器可读代码，该代码可以通过例如3D打印机的增材制造装置10(参见图2)被读取。

在打印期间，由多个打印层S1、S2、S3构建打印产品2。例如，在SLS方法中，如上所述，总是通过粉末的选择性熔融来产生打印层S1、S2、S3。在该情况下创建的熔化路径以创建稳定的材料复合物的方式被布置。因此，打印产品2逐层构建。

图2示出增材制造装置10的示意图，该增材制造装置10可用于创建如关于图1所描述的打印产品2。

增材制造装置10包括至少一个处理器12、存储器设备11、提升设备14和辐射源13。在另一示例性实施例中，另外提供了网络适配器，其被构造为将增材制造装置10连接到互联网、内部网或外部网。在该情况下，可以经由网络接收各种参数值，诸如打印过程参数值。增材制造装置10可以借助于所接收的参数值被参数化或配置。因此，一方面，可以从服务器接收参数值，然而另一方面，也可以从不同的增材制造装置接收参数值。因此，多于一个的增材制造装置10的操作员很容易将设置复制到他们的全部或一部分装置。

存储器设备11被构造为保存指令，当指令由处理器12执行时使处理器12控制辐射源13。辐射源13可以是例如激光源或电子束源。因此，图2的增材制造装置10可以是用于束熔化过程或另外用于烧结过程的制造装置。存储器设备11进一步被构造用于保存打印过程参数值，该打印过程参数值使辐射源13的控制参数化。例如，打印过程参数值可以指定束直径、束功率和/或相邻轨道的间距。此外，可以通过打印过程参数来指定束速度，即束在将要被熔融的粉末上移动的速度。除了被分配到辐射源13的打印过程参数之外，还提供被分配到提升设备14的其它打印过程参数。例如，打印过程参数值可以指定粉末床的标称粉末层厚度。

在下面，详细描述了用于打印不同轨道的本发明。然而，所有示例性实施例或多个实施例也可以应用于单独点的打印。因此，术语点和轨道在本质上应被理解为关于本发明是等同的。

图3示出三个轨道L1、L2、L3的示意图。轨道L1、L2、L3一个接一个地被施加，其中，轨道L1在轨道L2之前被施加。轨道L3进而在时间上在轨道L2之后被施加。在施加轨道L1、L2、L3期间，针对轨道L1、L2、L3中的每一个创建温度相关的能量场E、E'。为了更好的概述，图3中仅示出轨道L1、L2的能量场E、E'。当施加第一轨道L1时，则将要被熔化或将要被烧结的材料或轨道L1本身和轨道L1周围环境中的材料的温度增加。因此，在施加轨道L2之前，随着轨道相邻或彼此靠近，将要在轨道L2中被熔化的材料的温度增加。

在轨道L3的情况下同样如此，其中在此要考虑轨道L1和L2的熔化过程或烧结过程的影响，这对要被熔化或烧结的轨道L3的材料的温度有共同的影响。本发明基于根据在要被施加的轨道L1、L2的周围环境中已经发生的熔化过程或烧结过程来调整打印过程参数的构思。例如，如果要被熔化或烧结的材料已经非常热，则可以降低束强度。在大多数情况下，其目的是确保最终打印产品2的均匀材料特性。

现在基于图4和图5更详细地解释本发明。图4示出了流程图，该流程图指定用于保存能量场数据20的方法。在模拟步骤30中模拟单独轨道L1、L2、L3的施加。在该情况下，特别地借助于已知的数值模拟方法，例如基于格子玻尔兹曼方法的方法，对焓进行模拟。在另一个示例性实施例中，为简化起见，忽略Navier-Stokes方程和对流扩散方程的可压缩性。也就是说，模拟被简化为内部能量的模拟。如果未同样模拟化学势，则也可以进一步简化该模拟。即使在最后提到的情况下，模拟仍然提供足够精确的结果。因此，取决于可用的计算能力，存在可以简化的各种模拟方法。

在示例性实施例中，借助于模拟获得的原始模拟数据包括所使用的打印过程参数值的集合和每个轨道的基础温度，其中在离散时间针对对应的打印过程参数值和基本温度计算能量场数据。也就是说，针对单独轨道创建能量场数据记录的列表。

在示例性实施例中，针对单独轨道的原始模拟数据创建面向对象的编程语言的对象，其中，该对象可以具有作为特性的数据和函数。该对象进而保存在对应的数据结构中。

可以使用查询函数从数据结构中查询原始模拟数据。在该情况下，可以使用查询函数根据时间和空间体积来查询原始模拟数据。查询原始模拟数据可以包括对所保存的原始模拟数据的内插，使得由查询函数返回的数据的分辨率可以与所保存的原始模拟数据的分辨率不同。

此外，查询函数以这样的方式设计：对于每次查询，它连续两次返回原始模拟数据。这是有利的，因为查询的时间通常通常不完全与计算的时间相对应。当然，因此原始模拟数据也可能返回两次以上。对于指定应返回多少次原始模拟数据的值X，在示例性实施例中，对于时间t，返回时间t-X/2至t+X/2的数据。

同样，原始的模拟数据、不同的束接触温度和打印过程参数值可能与保存的值不同，使得在此至少还返回两个数据记录。

如果精确地两次返回原始模拟数据、两个束接触温度和两个打印过程参数值，诸如例如电子束源的两个功率值，则因此返回总共八个数据记录。

在示例性实施例中，返回的原始模拟数据另外适合于公共表面。这可能是必要的，因为例如熔浴根据流体动力学原理移动。

因此，原始模拟数据的数据记录中的每一个通常定义不同的表面。对于八个或更多的数据记录，可以借助于加权平均值最初确定一个公共表面。随后，八个数据记录以它们指定与公共表面相对应的表面的方式被倾斜。

随后，这八个数据记录可以在数值上由原始模拟数据叠加，并且从而形成模拟数据21。

原始模拟数据的保存非常复杂。因此，可以仅模拟较短的时间段，并更多次执行外推。结果，对必需存储器的需求可以保持较低。在该情况下，外推通过因子对应于最后一个模拟能量场的使用因子的空间伸展或扩展，该因子与给定时间处的热扩散长度成比例。

此外，所示出的方法包括实验步骤31，其中轨道L1、L2、L3被分别施加。轨道L1、L2、L3的能量场可以通过测量来确定。在该情况下，将在实验中施加的轨道L1、L2、L3采用与模拟步骤30中使用的打印过程参数值相同的打印过程参数值施加，使得可以轨道L1、L2、L3的模拟被分配到实验步骤31的轨道L1、L2、L3。由于实验非常复杂，在示例性实施例中，也仅通过实验确定模拟数据的一部分。特别地，通过实验确定16个轨道的能量场数据和500-4000个轨道的能量场。

模拟数据21在调节步骤32中适应于实验数据22，该实验数据22指定至少一个由实验确定的能量场。在实施例中，实验的能量场可以例如通过测量轨道的横截面被确定，其中熔融线与对应的模拟数据的固相线和/或液相线的等温线相关。

随后调节可以借助于互相关被执行。此外，模型查找可以借助于RANSAC算法。因此，在调节步骤32中，创建在考虑实验数据和模拟数据21、22的情况下创建的能量场数据20。这确保了该方法的特别好的稳健性。

保存在调节步骤32中创建的能量场数据20，以供以后在数据库11中使用。图4的方法是针对非常多的轨道L1、L2、L3执行的，其中改变打印过程参数，诸如要被熔融或要被烧结的材料或上述打印过程参数。可以在实际打印过程之前的任何所需时间执行图4的方法。此外，可以经由网络服务器来提供数据库11，使得可以在任何时间例如经由对应的API从任何期望的位置查询数据。

现在参考图5来描述借助于图4创建的能量场数据20的使用。如果新产品2应该被打印，则打印过程参数的标准设置针对要被打印的第一轨道被确定，该打印过程参数来自将要被熔融或烧结的材料的基础温度。在该情况下，即使对于第一轨道L1，也可以调用过程窗口图40，如结合图6所述。

在施加第一轨道L1之后，在施加第二轨道L2之前，能量场数据20从数据库11中被读出，该数据借助于与第一轨道L1至少基本上相同的打印过程参数来创建。结果，可以确定第一轨道L1对第二轨道L2在其中应当被施加的区域的影响。例如，在束强度的选择期间可以考虑第二轨道L2的区域中的温度升高。也就是说，打印过程参数值可以相应地针对相邻轨道L1的能量场数据20被调节。

图5特别示出已经施加两个轨道L1、L2并且现在应当施加第三轨道L3的情况。

从数据库11中读出第一和第二能量场数据20、20′，以便施加第三轨道L3。第一和第二能量场数据20、20′分别被分配到已经施加的轨道L1、L2中的一个。在确定步骤33中，通过第一和第二能量场数据20、20'在数值上的叠加来确定结果能量场数据24。因此，确定被分配到第一和第二能量场数据20、20′的能量场E、E′对应当被施加的第三轨道L3的区域有什么综合影响。在该情况下，特别确定在第三轨道L3的区域中温度T在时间上如何发展。

在步骤34中，基于温度T和结果能量场数据24确定打印过程参数值25。例如，在与基础温度相比的升温度T下，与先前打印的轨道相比，较低的束功率和/或增加的束速度可以被设置为打印过程参数值25。

因此，过程窗口图40可被用于选择打印过程参数值25。图6示出过程窗口图40的示意图。图6示出由两个轴43、41跨越的坐标系。过程窗口图40指定打印过程参数41的各个值与产品特性值44、44'的关系。在所示的示例性实施例中仅示出一个产品特性43。

在其它示例性实施例中，过程窗口图40可以指定多维参数范围，该多维参数范围指定多个打印过程参数与多个产品特性的关系。

可以以不同的方式创建过程窗口图40。例如，可以通过实验创建过程窗口图40。为了通过实验确定过程窗口图40，使用不同的打印过程参数值25打印多个打印产品2。然后打印产品2可以在实验室中被调查以使得产品特性值被精确确定。

在示例性实施例中，过程窗口图40可以借助于模拟方法被确定。此类模拟可以在打印过程参数41与产品特性43的已知关系的情况下被执行。因此，可以防止昂贵的实验。

在另一个示例性实施例中，过程窗口图40可以使用结果温度场数据24被创建。在该情况下，在过程窗口图40的创建期间，考虑相邻轨道L1、L2的例如温度对要被施加的轨道L3的影响。

过程窗口图40构成离散量的打印过程参数值25和相关联的产品特性值。此外，过程窗口图40可以包含关于哪个打印过程参数值42、42'指定可接受的质量范围44的信息。超出质量范围44的打印过程参数值导致令人不满意的产品。质量范围44例如借助于两个或多个极限值44、44'被指定。极限值44、44′然后指定质量范围44的外部极限。

可以从过程窗口图40进一步创建元模型40。过程窗口图40的离散点可以借助于已知方法(例如，拼接内插或神经网络训练)被转化为连续的元模型。

因此，也可以使用元模型来选择打印过程参数值25。

图7示出另一示例性实施例，其中，增材制造装置10借助于打印过程参数值25被控制。首先，从数据库11中重新读出两组能量场数据20、20'，该数据可以被分配到要被施加的轨道L3的分别相邻的轨道L1、L2。

在步骤50中，过程窗口图40使用能量场数据20、20'被创建。在该情况下，在步骤50中，关于图6所描述的那样使用以创建过程窗口图40的结果能量场数据24被确定。在步骤51中，元模型45可以通过借助于来自过程窗口图40的值的内插被计算。

在步骤52中，借助于元模型45确定用于施加单个轨道L3的打印过程参数值25。在该情况下，所期望的产品特性由用户确定，并且确定对应的打印过程参数值25。

在步骤52中，增材制造装置10使用所确定的打印过程参数值25被建立和控制。

参考标记列表

1 物体/杯子

2 打印产品

10 3D打印机/增材制造装置

11 存储器设备/数据库

12 处理器/计算设备

13 辐射源

14 提升设备

20、20' 能量场数据

21 模拟数据

22 实验数据

23 能量场数据

24 结果能量场数据

25 打印过程参数值

30 模拟步骤

31 实验步骤

32 调节步骤

33 结果场数据的确定步骤

34、53 打印过程参数的确定步骤

40 过程窗口图

41 打印过程参数

42，42' 打印过程参数极限值

43 产品特性

44，44' 产品特性极限值

45 元模型

50 用于创建过程窗口图的步骤

51 内插步骤

52 用于确定的步骤

54 控制步骤

S1、S2、S3 打印层

E、E' 能量场

T 束接触点温度

L1、L2、L3 轨道

Claims

1.一种用于确定用于束熔化过程和/或束烧结过程的至少一个打印过程参数值(25)的方法，所述方法具有以下步骤：

-从存储器设备(11)加载熔化过程或烧结过程的第一能量场数据和第二能量场数据(20，20')，所述第一能量场数据和第二能量场数据(20，20')分别被分配到至少一个区域(L1，L2，L3)的特别是相邻的能量场(E1，E2)，该至少一个区域特别是至少一个轨道和/或至少一个点，优选为10个轨道；

-通过特别是在数字上叠加所述第一能量场数据(20)与所述第二能量场数据(20')来确定(33)结果能量场数据(24)；

-使用所述结果能量场数据(24)确定(34)用于增材制造装置(10)的至少一个打印过程参数的至少一个打印过程参数值(25)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

使用所述结果能量场数据(24)计算用于至少一个打印过程参数(41)的至少一个过程窗口图(40)，其中，所述至少一个打印过程参数值(25)使用所述至少一个过程窗口图(40)来确定。

3.根据前述权利要求中的一项，特别是根据权利要求2所述的方法，其特征在于

一个/所述至少一个过程窗口图(40)指定所述至少一个打印过程参数(41)到至少一个产品特性(43)的映射。

4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于

叠加所述第一能量场数据(20)与所述第二能量场数据(20')包括确定束接触点温度(T)，其中，所述束接触点温度(T)特别指定在特定时间在特定位置的产品(2)的表面上的温度。

5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于

所述能量场数据(20、20’)分别指定基本上至少一个热能，特别是内部能量。

6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于

-通过模拟至少一个能量场(E，E’)来创建模拟数据(21)；

-针对实验数据(22)调节所述模拟数据(21)，所述实验数据特别通过执行随机样本一致性(RANSAC)算法和/或通过互相关来指定熔融实验和/或烧结实验的结果；

-使用所调节的模拟数据创建所述第一能量场数据(20、20')；以及

-将所述第一能量场数据(20、20')存储在所述存储器设备(11)中。

7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于

将基础温度分别分配到特别存储的所述第一能量场数据和/或所述第二能量场数据(20、20')，以及其中，可以在考虑相应基础温度的同时确定所述结果能量场数据(20，20')。

8.根据前述权利要求中的一项，特别是根据权利要求7所述的方法，其特征在于

创建所述模拟数据(21)包括：

-确定至少第一原始模拟数据和第二原始模拟数据，所述第一原始模拟数据和所述第二原始模拟数据分别指定在不同时间和/或使用至少一个不同的打印过程参数值(25)和/或在不同的基础温度的模拟熔化过程的能量场(E1，E2)；

-通过在数值上叠加与分配到所述原始模拟数据的时间、打印过程参数值和/或基础温度不同的时间和/或至少一个打印过程参数值和/或基础温度的至少所述第一原始模拟数据和所述第二原始模拟数据来创建所述模拟数据(21)。

9.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于

所述第一能量场数据和所述第二能量场数据(20、20')被存储为矩阵，特别为矢量，优选为列表或阵列。

10.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征为

使用所述结果能量场数据(20、20')确定结果温度场数据(24)，其中，使用所述结果温度场数据(24)确定所述过程窗口图(40)。

11.根据前述权利要求中的一项，特别是根据权利要求3所述的方法，其特征在于

一个/所述产品特性(43)指定产品密度、孔隙率、微观结构、表面粗糙度、残余应力、变形、合金成分、加工时间、易开裂性、要被熔融的粉末的粒度和/或生产成本。

12.根据前述权利要求中的一项，特别是根据权利要求3所述的方法，其特征在于

所述至少一个打印过程参数(41)指定

-束直径；

-束功率；

-束速度；

-相邻轨道或相邻点的间距；

-标称粉末层厚度；和/或

-装置空间温度。

13.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征为

用于使用所述至少一个打印过程参数值(25)控制(52)用于制造产品(2)的增材制造装置(1)。

14.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征为

特别经由互联网、内部网和/或外部网将所述至少一个打印过程参数值(25)发送到增材制造装置(1)。

15.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征为

特别借助于包括离散值的过程窗口图(40)的值的内插(51)来创建元模型(45)，其中，所述元模型(45)指定至少一个产品特性(43)与至少一个打印过程参数(41)之间的关系，其中，使用所述元模型(45)执行对所述至少一个打印过程参数值(25)的确定。

16.一种计算机可读存储介质(11)，其包含指令，如果所述指令由至少一个处理器(12)执行，则所述指令使所述至少一个处理器(12)实现根据前述权利要求中的一项所述的方法。

17.一种增材制造装置(10)，具有：

-存储器设备(11)，特别是根据权利要求16所述的存储器设备；

-处理器(12)，其被构造为执行保存在所述存储器设备(11)中的指令；

-辐射源(13)，

其中所述处理器(12)被构造为使用至少一个打印过程参数值来配置所述辐射源(13)。