CN113971337A - 使用多种处理策略增材制造部件的系统和方法 - Google Patents

使用多种处理策略增材制造部件的系统和方法 Download PDF

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Abstract

提供了系统、方法和非暂时性计算机可读介质，其使得能够使用多种处理策略在单个构建中增材制造部件。在一个示例方面，表示部件的模型被分解为每个对应于部件的子部件的子模型。每个子部件可以具有与其相关联的预选度量。可以至少部分地基于预选度量将模型分解为子模型。至少部分地基于与子部件相关联的预选度量为每个子模型选择或分配一组构建参数。可以在相邻子部件之间的每个界面处限定重叠区域。为相邻子部件选择的构建参数可用于为所限定的重叠区域混合构建参数。子模型和混合构建参数可用于增材制造部件。

Description

使用多种处理策略增材制造部件的系统和方法
技术领域
本主题大体涉及增材制造。
背景技术
传统上，部件是使用单一处理策略来增材制造的。换句话说，对于给定部件，使用相同处理策略来构建部件的每一层。虽然可以使用单一处理策略相对容易地构建部件，但这种单一处理策略在材料沉积/熔合方面可能很慢且浪费。此外，部件的特定特征可能要求必须达到的关键质量度量。在这种情况下，将选择为单个处理策略设置的构建参数以确保特征满足质量度量。然而，部件的其他特征可能具有其他度量或设计规范，这些度量或设计规范可能无法使用为单个处理策略选择的构建参数来实现。因此，使用单个处理策略可能无法实现其他特征的设计意图或度量。
因此，解决上述一个或多个挑战的系统和方法将是有用的。特别地，可操作以在整体部件的单个构建中实施多个处理策略的系统和方法将是有益的。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践获知。
在一个方面，提供了一种方法。该方法包括将表示部件的模型分解为每个对应于部件的子部件的子模型，每个子部件具有与其相关联的预选度量，至少部分地基于预选度量将模型分解为子模型。该方法还包括至少部分地基于与子部件相关联的预选度量，为每个子模型选择一组构建参数。此外，该方法包括通过使用子部件各自的选定的多组构建参数构建部件的子部件，在单个构建中增材制造部件。
在另一方面，提供了一种系统。该系统包括增材制造机器。该系统还包括一个或多个处理器和一个或多个存储器装置。一个或多个存储器装置存储计算机可读指令，当该计算机可读指令由一个或多个处理器执行时，使一个或多个处理器执行操作。在执行操作时，一个或多个处理器被构造为：将表示部件的模型分解为每个对应于部件的子部件的子模型，每个子部件具有与其相关联的预选度量，至少部分地基于预选度量将模型分解为子模型；至少部分地基于与子部件相关联的预选度量，为每个子模型选择一组构建参数；以及使增材制造机器通过使用子部件各自的选定的多组构建参数构建部件的子部件，在单个构建中增材制造部件。
在又一方面，提供了一种非暂时性计算机可读介质。非暂时性计算机可读介质包括计算机可执行指令，当该计算机可执行指令由控制器的一个或多个处理器执行时，使控制器：将表示部件的模型分解为每个对应于部件的子部件的子模型，每个子部件具有与其相关联的预选度量，至少部分地基于预选度量将模型分解为子模型；至少部分地基于与子部件相关联的预选度量，为每个子模型选择一组构建参数；以及使增材制造机器使用选定的多组构建参数在单个构建中增材制造部件。
参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
图1提供了根据本主题的一个示例实施例的增材制造机器的示意图；
图2提供了图1的增材制造机器的构建平台的特写示意图；
图3提供了图1的增材制造机器的控制器的某些部件的框图；
图4提供了根据本主题的一个示例实施例的增材制造部件的方法的流程图；
图5提供了示意性地描绘图4的方法的实施方面的框图；
图6提供了根据本主题的一个示例实施例可以被增材制造的部件的立体图；
图7提供了图6的部件的立体横截面视图；
图8提供了图6的部件的第一子部件的立体图；
图9提供了图6的部件的第二子部件的立体图；
图10提供了图6的部件的第三子部件的视图；
图11提供了根据本主题的一个示例实施例的部件的一部分的横截面视图；
图12提供了图7的部件的剖面12的特写视图；和
图13提供了根据本主题的一个示例实施例的描绘可以将两组构建参数混合以形成一组混合参数的方式的曲线图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。提供每个示例是为了解释本发明，而不是限制本发明。事实上，对本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明进行修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可用于另一实施例以产生又一实施例。因此，本发明旨在涵盖落入任何权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变化。
详细描述使用数字和字母标号来指代附图中的特征。附图和描述中相同或相似的标号用于指代本发明相同或相似部分，并且在整个附图中相同的数字表示相同的元件。如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或相对重要性。
本公开的方面涉及系统、方法和非暂时性计算机可读介质，其使得能够使用多个处理策略在单个构建中增材制造部件。在一个示例方面，表示部件的模型被分解或解构为每个对应于部件的子部件的子模型。例如，模型可以是3D CAD模型。部件可以是要增材制造的整体部件，子部件可以限定为部件的某些部分。每个子部件可以具有与其相关联的预选度量。例如，预选度量可以是质量度量，当经由增材机器构建部件时，必须满足该度量。预选度量可以是强度度量、耐久性度量、重量度量、表面光洁度度量、分辨率度量等。可以至少部分地基于预选度量、至少部分地基于子部件的预期功能和/或至少部分地基于构建速度定制指令，将模型分解为子模型。
至少部分地基于与子部件相关联的预选度量来将一组构建参数选择或分配给每个子模型。示例构建参数包括能量源功率、扫描速度和束焦斑尺寸设置。此外，对于混合增材机器，可以选择能量源类型。可以基于几何形状以及基于预选度量与数据存储的预限定度量的匹配紧密程度为每个子模型自动选择构建参数。操作员还可以根据需要手动设置或更改选定的构建参数。
利用为每个子部件设置的构建参数，可以在相邻子部件之间的每个界面处限定重叠区域。为相邻子部件选择的构建参数可用于混合参数，以便子部件在构建部件中适当地熔合在一起，尽管它们的构建参数不同。可以将子模型和混合构建参数编译成合并模型。然后可以至少部分地基于合并模型来增材制造部件。特别地，通过使用子部件各自的选定的多组构建参数构建部件的子部件，可以在单个构建中增材制造部件。此外，通过使用多组混合构建参数构建接合子部件之间的重叠区域，可以在单个构建中增材制造部件。将不同的构建参数应用于不同子部件和同一部件的重叠区域有助于优化和满足给定部件的每个子部件的设计。
一般而言，本文所述的部件可使用增材制造处理(例如3D打印处理)制造或形成。使用这样的处理可以允许部件作为单个整体部件一体地形成。特别地，制造处理可以允许这些部件一体地形成并且包括使用现有制造方法时不可能实现的各种特征。例如，本文所述的增材制造方法能够制造具有使用现有制造方法不可能实现的各种特征、构造、厚度、材料、密度、表面变化和识别特征的部件。
如本文所用，术语“增材制造”或“增材制造技术或处理”通常是指制造处理，其中连续的材料层被提供在彼此之上以逐层“构建”三维部件。连续的层通常熔合在一起以形成具有多个一体子部件的整体部件。
尽管本文将增材制造技术描述为能够通过通常在竖直方向上逐点、逐层构建物体来制造复杂物体，但是其他制造方法也是可能的，并且在本主题的范围内。例如，虽然本文的讨论涉及添加材料以形成连续层，但是本领域技术人员将理解，本文公开的方法和结构可以用任何增材制造技术或制造技术来实践。例如，本发明的实施例可以使用层加处理、层减处理或混合处理。
根据本公开的合适的增材制造技术包括但不限于熔融沉积建模(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、例如通过喷墨和激光喷射的3D打印、立体光刻(SLA)、直接选择性激光烧结(DSLS)、电子束烧结(EBS)、电子束熔化(EBM)、激光工程净成形(LENS)、激光净成形制造(LNSM)、直接金属沉积(DMD)、数字光处理(DLP)、直接选择性激光熔化(DSLM)、选择性激光熔化(SLM)、直接金属激光熔化(DMLM)和其他已知处理。
除了使用其中能量源用于选择性地烧结或熔化粉末层的部分的直接金属激光烧结(DMLS)或直接金属激光熔化(DMLM)处理之外，应当理解，根据替代实施例，增材制造处理可以是“粘合剂喷射”处理。在这方面，粘合剂喷射涉及以与上述类似的方式连续地沉积增材粉末层。然而，与使用能量源来生成能量束以选择性地熔化或熔合增材粉末不同，粘合剂喷射涉及将液体粘合剂(例如，光固化聚合物或另一液体结合剂)选择性地沉积到每个粉末层上。其他合适的增材制造方法和变型旨在在本主题的范围内。
本文所述的增材制造处理可用于使用任何合适的材料形成部件。例如，该材料可以是塑料、金属、混凝土、陶瓷、聚合物、环氧树脂、光聚合物树脂，或者可以是固体、液体、粉末、片材、线材或任何其他合适形式的任何其他合适的材料。更具体地，根据本主题的示例性实施例，本文所述的增材制造部件可以部分地、全部地或以材料的某种组合形成，该材料包括但不限于纯金属、镍合金、铬合金、钛、钛合金、镁、镁合金、铝、铝合金、铁、铁合金、不锈钢和镍或钴基超级合金(例如，可从Special Metals Corporation获得的名称为
Figure BDA0003174593170000051
的那些)。这些材料是适用于本文所述的增材制造处理的材料的示例，并且通常可以称为“增材材料”。
此外，本领域技术人员将理解，可以使用多种材料和用于结合这些材料的方法，并且这些材料和方法被预期在本公开的范围内。如本文所用，对“熔合”的提及可指用于产生任何上述材料的结合层的任何合适处理。例如，如果物体由聚合物制成，则熔合可能是指在聚合物材料之间形成热固性结合。如果物体是环氧树脂，则可以通过交联处理形成结合。如果材料是陶瓷，则可以通过烧结处理形成结合。如果材料是粉末金属，则可以通过熔化或烧结处理形成结合。本领域技术人员将理解，通过增材制造来熔合材料以制作部件的其他方法也是可能的，并且可以使用这些方法来实践当前公开的主题。
此外，本文公开的增材制造处理允许由多种材料形成单个部件。因此，本文所述的部件可由上述材料的任何合适的混合物形成。例如，部件可包括使用不同材料、处理和/或在不同增材制造机器上形成的多个层、段或零件。以这种方式，可以构造具有不同材料和材料特性的部件以满足任何特定应用的需求。此外，虽然本文所述的部件完全由增材制造处理构造而成，但应当理解，在替代实施例中，这些部件中的全部或一部分可以经由铸造、机加工和/或任何其他合适的制造处理形成。实际上，可以使用任何合适的材料和制造方法的组合来形成这些部件。
现在将描述示例性增材制造处理。增材制造处理使用部件的三维(3D)信息(例如三维计算机模型)来制作部件。因此，可以在制造之前限定部件的三维设计模型。就此而言，可以扫描部件的模型或原型以确定部件的三维信息。作为另一个示例，可以使用合适的计算机辅助设计(CAD)程序来构建部件的模型以限定部件的三维设计模型。
设计模型可以包括部件的整个构造的3D数字坐标，包括部件的外表面和内表面。例如，设计模型可以限定本体、表面和/或内部通道，例如开口、支撑结构等。在一个示例性实施例中，三维设计模型例如沿着部件的中心(例如，竖直)轴线或任何其他合适轴线被转换成多个切片或段。每个切片可以针对切片的预定高度限定部件的薄横截面。多个连续的横截面切片一起形成3D部件。然后，逐片或逐层“构建”部件，直到完成。
以这种方式，本文所述的部件可以使用增材处理制作，或更具体地，每个层通过熔合材料，例如通过使用激光能量或热聚合塑料或者通过烧结或熔化金属粉末，来连续形成。例如，特定类型的增材制造处理可以使用能量束(如电子束)或电磁辐射(诸如激光束)来烧结或熔化粉末材料。可以使用任何合适的激光器和激光器参数，包括对功率、激光束光斑尺寸和扫描速度的考虑。构建材料可以由选择用于特别是在高温下增强强度、耐久性和使用寿命的任何合适的粉末或材料形成。
每个连续层可以在例如约10μm至200μm之间，但是根据替代实施例可以基于任意数量的参数来选择厚度并且厚度可以是任何合适的尺寸。因此，利用上述增材形成方法，本文所述的部件可以具有与在增材形成处理期间使用的相关粉末层的一个厚度(例如10μm)一样薄的横截面。
此外，利用增材处理，部件的表面光洁度和特征可以取决于应用根据需要而变化。例如，可以通过在增材处理期间，特别是在对应于零件表面的横截面层的外围选择合适的激光扫描参数(例如，激光功率、扫描速度、激光焦斑尺寸等)来调整表面光洁度(例如，使更光滑或更粗糙)。例如，可以通过增加激光扫描速度或减小形成的熔池的尺寸来获得更粗糙的光洁度，而通过降低激光扫描速度或增加形成的熔池的尺寸可以获得更光滑的光洁度。也可以改变扫描模式和/或激光功率以改变选定区域的表面光洁度。
在部件的制作完成之后，可以对部件应用各种后处理程序。例如，后处理程序可以包括通过例如吹气或抽真空去除多余的粉末。其他后处理程序可以包括应力释放处理。此外，可使用热、机械和/或化学后处理程序来精加工零件，以实现期望的强度、表面光洁度和其他部件属性或特征。
值得注意的是，在示例性实施例中，由于制造限制，本主题的几个方面和特征以前是不可能的。然而，本发明人有利地利用了增材制造技术的当前进步来改进各种部件和增材制造这些部件的方法。虽然本公开通常不限于使用增材制造来形成这些部件，但是增材制造确实提供了多种制造优势，包括易于制造、成本降低、精度更高等。
而且，上述的增材制造方法能够以非常高的精度水平形成本文描述的部件的更复杂和错综的形状和轮廓。例如，这样的部件可以包括薄的增材制造层、横截面特征和部件轮廓。此外，增材制造处理能够制造具有不同材料的单个部件，使得部件的不同部分可以表现出不同的性能特性。制造处理的连续性、添加性使这些新颖特征的构造成为可能。结果，使用本文描述的方法形成的部件可以表现出改进的性能和可靠性。
图1提供了根据本公开的示例实施例的增材制造系统100(或AM系统100)的示意图。图1中描绘的AM系统100是激光粉末床熔合增材制造机器或系统，例如DMLS或DMLM系统。AM系统100在本文中被描述为用于构建一个或多个部件中的全部或一部分。应当理解，本文描述的部件只是要构建的示例性部件并且主要用于促进对AM系统100的操作的描述。本主题在这方面不旨在限于如所描述的部件的形成，而是AM系统100可用于打印任何合适数量、类型和构造的部件或部件(例如部件300)的特征。
如图所示，AM系统100通常限定竖直方向V或Z方向、侧向方向L或X方向、以及横向方向T或Y方向(图1中未示出)，每一个方向是相互垂直的，这样就限定了正交坐标系。如图所示，AM系统100包括固定外壳102或构建区域，其为执行增材制造处理提供无污染且受控的环境。外壳102用于隔离和保护AM系统100的部件。此外，外壳102可设有适当的保护气体流，例如氮气、氩气或另一种适当的气体或气体混合物。在这点上，外壳102可以限定气体入口104和气体出口106，用于接收气体流以产生静态加压体积或动态气流。
外壳102可以包含AM系统100的一些或所有部件。对于该实施例，AM系统100包括位于外壳102内的工作台110、粉末供应器112、刮刀或重涂器机构114、溢流容器或储存器116以及构建平台118。此外，能量源120生成能量束122并且束转向设备124引导能量束122，以促进如下更详细描述的AM处理。
工作台110是限定平面构建表面130的刚性结构。此外，平面构建表面130限定构建开口132，通过该构建开口132可以接近构建室134。更具体地，根据图示的实施例，构建室134至少部分地由竖直壁136和构建平台118限定。值得注意的是，构建平台118可沿构建方向138相对于构建表面130移动。更具体地，构建方向138可以对应于竖直方向V，使得向下移动构建平台118增加被打印的零件和构建室134的高度。此外，构建表面130限定供应开口140和储存器开口144，增材粉末142可通过该供应开口140从粉末供应器112供应，过量的增材粉末142可通过该储存器开口144进入溢流储存器116。收集的增材粉末可以可选地在重新使用之前进行处理以筛出松散的、团聚的颗粒。
粉末供应器112通常包括增材粉末供应容器150，该增材粉末供应容器150通常包含足以用于特定零件的一些或全部增材制造处理的一定量的增材粉末142。此外，粉末供应器112包括供应平台152，该供应平台152是可在粉末供应容器150内沿竖直方向移动的板状结构。更具体地，供应致动器154竖直地支撑供应平台152并且在增材制造处理期间选择性地上下移动供应平台152。
AM系统100还包括重涂器机构114，重涂器机构114是位于构建表面130附近的刚性、横向伸长的结构。例如，重涂器机构114可以是硬刮刀、软刮刀或辊。重涂器机构114可操作地联接到重涂器致动器160，该重涂器致动器160可操作以选择性地沿着构建表面130移动重涂器机构114。此外，平台致动器164可操作地联接到构建平台118并且通常可操作用于在构建处理期间沿着竖直方向移动构建平台118。虽然致动器154、160和164被图示为液压致动器，但是应当理解，根据替代实施例，可以使用任何其他类型和构造的致动器，例如气动致动器、液压致动器、滚珠丝杠线性电动致动器或任何其他合适的竖直支撑装置。其他构造是可能的并且在本主题的范围内。
如本文所用，“能量源”可用于指被构造用于在构建处理期间将具有合适功率和其他操作特性的能量束导向增材粉末层以烧结、熔化或以其他方式熔合该增材粉末层的一部分的任何装置或装置系统。例如，能量源120可以是激光器或任何其他合适的辐射发射引导装置或辐射装置。在这点上，辐射或激光源可以产生由辐射发射引导装置或束转向设备引导的光子或激光束辐射。
束转向设备124包括与合适的致动器可操作地联接并且布置成引导和聚焦能量束122的一个或多个反射镜、棱镜、透镜和/或电磁体。在这方面，例如，束转向设备124可以是振镜扫描仪，其在激光熔化和烧结处理期间跨构建表面130移动或扫描由能量源120发射的激光束122的焦点。在这点上，能量束122可以被聚焦到期望的斑尺寸并且被转向到与构建表面130重合的平面中的期望位置。粉末床熔合技术中的振镜扫描仪通常处于固定位置，但其中包含的可移动反射镜/透镜允许控制和调整激光束的各种特性。在一些实施例中，束转向设备124还可以包括以下中的一个或多个：光学透镜、偏转器、反射镜、分束器、远心透镜等。
应当理解，可以使用其他类型的能量源120，其可以使用替代的束转向设备124。例如，电子束枪或其他电子源可用于产生电子束(例如，“e束”)。e束可以由任何合适的辐射发射引导装置引导，优选地在真空中。当辐射源是电子源时，辐射发射引导装置可以是例如电子控制单元，其可以包括例如偏转线圈、聚焦线圈或类似元件。在一些实施例中，能量源120可以包括激光、电子束、等离子弧、电弧等中的一种或多种。在一些实施例中，AM系统100可以包括多个能量源。多个能量源可以是不同类型的能量源，例如本文提到的任何能量源。
在增材制造处理之前，可降低重涂器致动器160以将具有期望成分(例如，金属、陶瓷和/或有机粉末)的粉末142供应到供应容器150中。此外，平台致动器164可以将构建平台118移动到初始高位置，例如，使得其与构建表面130基本齐平或共面。然后将构建平台118以选定的层增量降低到构建表面130下方。层增量会影响增材制造处理的速度以及被制造的零件或部件的分辨率。例如，层增量可以是大约10到100微米(0.0004到0.004英寸)。
然后在被能量源120熔合之前将增材粉末沉积在构建平台118上。具体地，供应致动器154可以升高供应平台152以推动粉末通过供应开口140，将其暴露在构建表面130上方。然后可以通过重涂器致动器160跨构建表面130移动重涂器机构114，以将凸起的增材粉末142水平地散布在构建平台118上(例如，以选定的层增量或厚度)。随着重涂器机构114从左向右移动(如图1所示)，任何过量的增材粉末142通过储存器开口144落入溢流储存器116。随后，可以将重涂器机构114移回到起始位置。
因此，如本文所述和图1所示，重涂器机构114、重涂器致动器160、供应平台152和供应致动器154通常可操作以连续地沉积增材粉末142或其他增材材料的层以促进打印处理。因此，这些部件在本文中可以统称为粉末分配设备、系统或组件。平整的增材粉末142可称为“构建层”172(见图2)，其暴露的上表面可称为构建表面130。当构建平台118在构建处理期间降低到构建室134中时，构建室134和构建平台118共同围绕并支撑大量增材粉末142以及任何被构建的部件。这种大量粉末通常称为“粉末床”，而这种特定类别的增材制造处理可称为“粉末床处理”。
在增材制造处理期间，定向能量源120用于熔化正在构建的部件300的二维横截面或层。更具体地，能量束122从能量源120发射并且束转向设备124用于以适当的图案(在本文中称为“工具路径”)将能量束122的焦点174转向在暴露的粉末表面上。围绕焦点174的增材粉末142的暴露层的一小部分(在本文中称为“焊池”或“熔池”或“热影响区”176(在图2中最佳示出))被能量束122加热到允许其烧结或熔化、流动和固结的温度。作为一个示例，熔池176可以是大约100微米(0.004英寸)宽。该步骤可称为熔合增材粉末142。
构建平台118竖直向下移动层增量，并且以相似的厚度施加另一层增材粉末142。定向能量源120再次发射能量束122，并且束转向设备124用于以适当的图案将能量束122的焦点174转向在暴露的粉末表面上。暴露的增材粉末142的层被能量束122加热到允许其在顶层内并与较低的、先前固化的层烧结或熔化、流动和固结的温度。重复移动构建平台118、施加增材粉末142、然后引导能量束122以熔化增材粉末142的该循环，直到完成整个部件300。增材制造的部件可以是整体部件。
再次参考图1，AM系统100包括控制器180，控制器180可以与AM系统100或外部控制系统的一些或所有部分通信联接以促进系统操作。例如，控制器180可以与用户界面面板182通信联接以允许操作员与AM系统100通信，例如输入命令、上传打印工具路径或CAD模型、启动操作循环或以其他方式控制AM系统100的各种部件的操作。通常，控制器180可以与AM系统100内的所有系统和子系统通信联接以允许它们之间的通信和数据传输。以这种方式，控制器180通常可以被构造用于操作AM系统100和/或执行本文描述的一种或多种方法。
图3提供了AM系统100的控制器180的某些部件的框图。控制器180可以包括一个或多个计算装置180A，其可以用于实施本文描述的方法和计算机可读指令。计算装置180A可以包括一个或多个处理器180B和一个或多个存储器装置180C。一个或多个处理器180B可以包括任何合适的处理装置，例如微处理器、微控制器、集成电路、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、逻辑装置、一个或多个中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)(例如，专用于高效渲染图像)、进行其他专门计算的处理单元等。存储器装置180C可以包括一个或多个非暂时性计算机可读存储介质，例如RAM、ROM、EEPROM、EPROM、闪存装置、磁盘等，和/或其组合。
存储器装置180C可以包括一个或多个计算机可读介质并且可以存储可由一个或多个处理器180B访问的信息，包括可由一个或多个处理器180B执行的指令180D。例如，存储器装置180C可以存储用于运行一个或多个软件应用、显示用户界面、接收用户输入、处理用户输入等的指令180D。在一些实施方式中，指令180D可由一个或多个处理器180B执行以使一个或多个处理器180B进行操作，例如本文描述的方法的一个或多个部分。指令180D可以是用任何合适的编程语言编写的软件或可以在硬件中实施。附加地和/或替代地，指令180D可以在处理器180B上的逻辑和/或虚拟分离的线程中执行。
一个或多个存储器装置180C还可存储可由一个或多个处理器180B检索、操纵、创建或存储的数据180E。数据180E可以包括例如促进本文所述方法的进行的数据。数据180E可以存储在一个或多个数据库或数据存储装置中。一个或多个数据库或数据存储装置可以通过高带宽LAN或WAN连接到控制器180，或者也可以通过一个或多个网络(未示出)连接到控制器。一个或多个数据库或数据存储装置可以拆分，以便它们位于多个区域设置中，或者它们都可以位于同一位置。在一些实施方式中，数据180E可以从另一个装置接收。
计算装置180A还可以包括用于通过网络与控制器180或AM系统100的一个或多个其他部件通信的通信模块或接口180F。通信接口180F可以包括用于与一个或多个网络接口的任何合适的部件，包括例如发射器、接收器、端口、控制器、天线或其他合适的部件。
图4提供了根据本主题的一个示例实施例的增材制造部件的方法(200)的流程图。例如，方法(200)可用于使用上述和图1所示的AM系统100形成部件。以此方式，AM系统100及其控制器180可被构造为实施方法(200)的一些或所有方面。然而，应当理解，可以使用其他合适的增材制造系统来实施方法(200)。下面将参考图1的AM系统100和图3的控制器180的各种部件以提供方法(200)的实施方式的内容。
在(202)处，方法(200)包括将部件的模型分解为每个对应于部件的子部件的子模型。换句话说，模型被分解成代表部件组成部分的子模型。控制器180的一个或多个处理器180B可以被构造为分解将被增材制造的部件的模型，并且更具体地，将模型分解成每个对应于部件的子部件的子模型。部件的模型可以是任何合适类型的模型，例如通过扫描部件以确定与部件相关联的3D信息而构建的3D CAD模型或点云模型。模型可以包括指示部件的坐标或整体几何形状的3D数据。模型还可以包括其他数据，例如但不限于有限元分析数据、产品生命周期数据、制造数据、材料数据等。部件可以是一体式本体或整体部件。子部件可以是整体部件的部分或子元件。
举例来说，图5提供了示意性地描绘方法(200)的实施方式方面的框图。如图5所示，模型400表示例如要由AM系统100增材制造的部件300。例如，模型400可以是3DCAD模型。如图所示，模型400被分解为组成部分或子模型。特别地，对于该示例实施例，模型400被分解为第一子模型410、第二子模型420和第三子模型430。在其他实施例中，模型可以被分解或解构为少于三个或多于三个子模型。每个模型410、420、430对应于部件300的子元件或子部件。具体地，第一子模型410对应于第一子部件310，第二子模型420对应于第二子部件320，第三子模型430对应于第三子部件330。
每个子模型410、420、430包括与其关联的子部件相关联的数据。特别地，第一子模型410包括与第一子部件310相关联的数据416，第二子模型420包括与第二子部件320相关联的数据426，并且第三子模型430包括与第三子部件330相关联的数据436。数据416、426、436可以包括与相应子部件相关联的3D数据。3D数据可以限定或描述空间中的子部件。
图6至图10提供了部件300及其组成子部件310、320、330的各种立体图。应当理解，图6至图10中所示并在随附文本中描述的部件300是可以根据本文公开的方法和/或通过本文公开的系统构建的部件的一个非限制性示例；也可以根据本文公开的方法和/或通过本文公开的系统构建具有不同尺寸、构造、形状、子部件等的其他部件。作为参考，部件300限定轴向方向A、径向方向R和周向方向C。部件300还限定沿轴向方向A延伸的纵向中心线LC。对于该示例实施例，部件300具有一体式本体。换言之，部件300是整体部件。下面将描述各种子部件310、320、330。
如图6、7和8最佳所示，部件300的第一子部件310是包括第一环形构件312和第二环形构件314的结构元件，第二环形构件314例如沿轴向方向A与第一环形部件312间隔开。第一环形构件312包括多个周向间隔开的接收构件316，而第二环形构件314包括多个周向间隔开的接收构件318。第一子部件310还包括中心毂315，中心毂315通过多个周向间隔开且径向延伸的连接构件317连接到第二环形构件314。
如图6、7和9最佳所示，部件300的第二子部件320是气动加载元件。第二子部件320包括主体322，主体322通常是沿轴向方向A纵向延伸的中空圆柱体。主体322顶端的直径小于主体322底端的直径。第二子部件320还包括多个次本体324，次本体324通常是沿轴向方向A纵向延伸的中空圆柱体。次本体324沿周向方向C彼此间隔开并且沿径向方向R与主体322间隔开。
如图6和7所示，主体322沿轴向方向A从第一子部件310的中心毂315延伸或突出。主体322的顶端通过由第一环形构件312限定的开口被接收。次本体324在第一环形构件312和第二环形构件314之间延伸并连接它们。特别地，每个次本体324在第一环形构件312的接收构件316中的一个与第二环形构件314的相应接收构件318之间延伸。
如图6和图10所示，第三子部件330是零件标签或零件标识符。零件标识符，顾名思义，标识部件300。零件标识符可以包括序列号、部件300的制造日期和地点、型号等。部件300的任何合适的识别信息可以包括在零件标识符中。第三子部件330可以定位在部件300上的任何合适的位置。
再次参考图5，如上所述，代表部件300的模型400被分解成与部件300的它们相应或对应的子部件310、320、330对应的子模型410、420、430。值得注意的是，子部件310、320、330中的每一个都具有与其相关联的预选度量。例如，对于该示例实施例，第一子部件310具有与其相关联的第一预选度量412，第二子部件320具有与其相关联的第二预选度量422，并且第三子部件330具有与其相关联的第三预选度量432。
在一些实施例中，与子部件相关联的预选度量可以是质量度量或可测量的关键质量度量。作为一个示例，可以确定(例如，经由工程分析)子部件需要特定强度和耐用性以用于部件的预期应用。作为另一个示例，可以确定子部件需要特别的表面光洁度，例如特别的平滑度或粗糙度。此外，作为另一个示例，可以确定子部件需要特别的热传递能力。作为另一个示例，子部件可能需要特别的分辨率，例如，以便标签清晰易读。作为进一步示例，子部件可以具有特别的重量要求。部件的子部件可以具有与其相关联的其他应用特定或关键质量度量。所提供的示例并非旨在进行限制。
模型400可以至少部分地基于预选度量412、422、432分解成子模型。特别地，对于该示例实施例，与第一子部件310相关联的第一预选度量412是强度和耐久性度量。与第一子部件310相关联的强度和耐久性度量是当部件300由增材制造机器构建时，第一子部件310必须满足的强度和耐久性要求。与第二子部件320相关联的第二预选度量422是表面光洁度度量。与第二子部件320相关联的表面光洁度度量是当部件300由增材制造机器构建时，第二子部件320必须满足的表面光洁度要求。与第三子部件330相关联的第三预选度量432是分辨率度量。与第三子部件330相关联的分辨率度量是当部件300由增材制造机器构建时，第三子部件330必须满足的分辨率要求。在一些实施例中，子部件可以具有与其相关联的多个预选度量。在这样的实施例中，预选度量可以按分级方式(例如按重要性或关键性的顺序)排序。如果度量彼此不兼容，则将控制更重要或更关键的度量。
除了至少部分地基于与部件的各个子部件相关联的预选度量将模型400分解成子模型之外，在一些实施方式中，模型400可以至少部分地基于部件的特征或子部件的预期功能而分解成子模型。例如，在经由增材制造机器构建部件之后，可能打算机加工或以其他方式移除部件的一部分。打算从部件中移除的部件的部分可以被限定为子部件。可以分解模型，使得子模型中的一个代表要移除的部件的指定部分。
此外，在一些实施方式中，模型400可以至少部分地基于构建速度定制分解成子模型。例如，图11提供了部件500的一部分的横截面视图。部件500具有与其相关联的预选度量。例如，预选度量可以是强度和持久性度量。尽管部件500具有强度和耐久性度量，但部件500的模型可以至少部分地基于构建速度定制分解成表示部件500的对应子部件的子模型。
特别地，部件500可以被限定为具有形成部件500的外壁的第一子部件510，第一子部件510包括第一外壁510A和第二外壁510B。部件500还可以被限定为具有限定在第一子部件510的第一和第二外壁510A、510B之间的第二子部件520。可以确定，尽管对部件500有强度和耐久性度量要求，但外壁之间的部件500的部分可以以更快的构建速度构建，同时仍满足强度和耐久性度量要求。在这样的示例中，设置在外壁之间的中间部分可以限定为单独的子部件，例如子部件510、520。部件500的模型可以分解为对应于子部件510、520、530的子模型。有利地，这可以减少构建时间同时仍满足或实现预选度量。
在一些实施方式中，模型400被分解为子模型410、420、430，使得与子模型410、420、430对应的每个子部件310、320、330以层厚度被切片或限定，该层厚度为相邻子部件的层厚度的最小公倍数。例如，假设第一子部件310的层厚度设置为30μm，而第二子部件320的层厚度设置为50μm。在这样的示例中，层厚度的最小公倍数是10μm。因此，在这种情况下，由它们的子模型410、420表示的第一和第二子部件310、320将以10μm的层厚度被分解或切片。这有利于将模型400分解为子模型410、420、430，并且在一些实施方式中，有利于将子模型410、420、430合并为合并模型，如本文将描述的。
返回到图4，在(204)处，方法(200)包括至少部分地基于与子部件相关联的预选度量为每个子模型选择一组构建参数。例如，控制器180的一个或多个处理器180B可以被构造为至少部分地基于与子部件相关联的预选度量为每个子模型选择一组构建参数。如图5所示，可以为第一子模型410选择第一组构建参数414，可以为第二子模型420选择第二组构建参数424，并且可以为第三子模型430选择第三组构建参数434。为各个子模型选择的构建参数可以彼此不同。在某些情况下，一组的一些构建参数可以与另一组的构建参数相同。
示例构建参数包括但不限于能量源功率、扫描速度和束焦斑尺寸。可以设置或选择这些参数，使得在构建部件时，子部件满足或实现与部件的该子部件相关联的设计意图或预选度量。在一些实施方式中，每组构建参数包括能量源功率、扫描速度和束焦斑尺寸。在一些实施方式中，其他构建参数是可能的。
例如，在一些实施方式中，指定用于构建部件的增材制造机器可以是具有多个能量源类型的混合增材机器。混合增材机器可具有至少两个能量源，例如本文提到的任何能量源中的至少两个。例如，混合增材机器可以包括以下中的至少两个：束转向设备(例如，AM系统100的束转向设备124)、电子束枪或源、激光器、等离子弧、电弧、投影仪和光学器件等。因此，在一些实施方式中，为子模型选择多组构建参数可以包括至少部分地基于与子部件相关联的预选度量为每个子模型选择能量源类型。在这样的实施方式中，子部件可以使用它们各自的选择的能量源类型来构建。
在一些实施方式中，控制器180的一个或多个处理器180B可以为子模型自动选择多组构建参数。作为一个示例，一个或多个处理器180B可以通过将与子部件相关联的预选度量与将预限定度量与多组构建参数相关的表的预限定度量进行匹配来为子模型确定一组构建参数。换句话说，一个或多个处理器180B可以将预选度量与查找表中的预限定度量匹配或最佳匹配，并且与匹配或最佳匹配预选度量的预限定度量相关联的该组构建参数被选择为该组构建参数。表可以存储在数据存储装置440中。数据存储装置440可以是控制器180的存储器装置180C、数据库或一些其他数据存储介质。在一些实施方式中，一个或多个处理器180B可以实施或执行一种或多种机器学习技术，以将预选度量与表的预限定度量相匹配。在其他实施方式中，一个或多个处理器180B可以实施或执行一种或多种机器学习技术，以至少部分地基于与子部件、子部件的几何形状(根据与子模型相关联的数据确定)相关联的一个或多个预选度量来为子部件中的一个确定一组构建参数。
可以例如基于工程分析来设置与各个预限定度量相关的构建参数。例如，基于工程分析，可以确定某个能量源功率和扫描速度可以产生在部件的关联子部件处满足期望度量的部件。多组构建参数可以与相应类型的预限定度量(例如表面光洁度度量、分辨率度量、强度和耐久性度量等)相关，并存储在数据存储装置中
在一些实施方式中，可以至少部分地基于部件的特征或子部件的预期功能来选择为子模型选择的多组构建参数中的一组或多组。一个或多个处理器180B可以被构造为至少部分地基于部件的特征或子部件的预期功能为每个子模型选择一组构建参数。作为一个示例，可以基于至少一个子部件被指定从部件移除(在部件构建之后)来选择一组构建参数。
在一些实施方式中，可以至少部分地基于构建速度定制来为子模型选择多组构建参数中的一组或多组。例如，可以选择一组构建参数来减少部件的一部分的构建时间。一个或多个处理器180B可以被构造为至少部分地基于为一个或多个子部件指定的构建速度定制来为每个子模型选择一组构建参数。
在其他实施方式中，可以至少部分地基于与子部件相关联的预选度量、部件的特征或子部件的预期功能，和/或至少部分地基于通过操作员手动输入多组的构建参数的值来为一个或多个子部件指定的构建速度定制，来选择多组构建参数中的一组，一些组或全部组。图5中示意性地示出了手动输入450。在一些情况下，操作员可以例如基于工程观察手动改变由一个或多个处理器180B自动确定的构建参数的值。
再次参考图4，在(206)处，方法(200)可选地包括为部件的每个重叠区域确定一组混合构建参数。每个重叠区域限定在部件的相邻子部件之间的界面处。可以至少部分地基于与对应于相邻子部件的子模型相关联的该组构建参数来确定每个重叠区域的该组混合构建参数。控制器180的一个或多个处理器180B可以确定多组混合构建参数。通过混合接合子部件之间的重叠区域处的构建参数，可以实现子部件之间的适当熔合。
作为示例，图12提供了图7的部件300的剖面12的特写视图。如图12所示，第二子部件320的主体322与第一子部件310的中心毂315(也见图7)接合。重叠区域350限定在第一子部件310和第二子部件320之间的界面处，或者更具体地，对于图12的部件300的描绘部分，重叠区域350限定在第二子部件320的主体322和第一子部件310的中心毂315之间的界面处。重叠区域350具有沿轴向方向A延伸的厚度T或高度。重叠区域350在第一端352和第二端354之间延伸。应当理解，重叠区域350的厚度T也可以沿其他方向延伸，这取决于相邻子部件之间的界面的取向。在一些实施方式中，重叠区域350完全限定在单个层内。在其他实施方式中，重叠区域350限定为使得重叠区域350跨越多个层。
在一些实施方式中，一个或多个处理器180B可以限定重叠区域350以及在部件300的相邻子部件之间的界面处限定的重叠区域的厚度T和总面积。例如，使用子模型410、420的数据416、426，一个或多个处理器180B可以确定子部件310、320在空间中相对于彼此的几何形状和定位。此外，一个或多个处理器可以确定匹配分数，该匹配分数指示相邻子部件的所选构建参数匹配的紧密程度。例如，为了确定重叠区域350的几何形状，一个或多个处理器180B可以将第一组构建参数414与第二组构建参数424进行比较，并且基于该比较，一个或多个处理器180B可以确定匹配分数。基于中心毂315/主体322界面处的第一和第二子部件310、320的匹配分数和几何形状，一个或多个处理器180B可以确定重叠区域350的面积，包括厚度T和重叠区域350在其中延伸的平面。通常，匹配分数越高(即，多组构建参数匹配得越近)，重叠区域350所需的厚度T越小。相反，匹配分数越低(即，多组构建参数离匹配越远)，重叠区域350所需的厚度T越大。
随着重叠区域350被限定，控制器180的一个或多个处理器180B可以确定如何混合构建参数以构建重叠区域350。作为一个示例，构建重叠区域的构建参数可以增量混合。构建重叠区域的构建参数可以逐层或以预定的层增量来增量混合。构建重叠区域的参数也可以以其他合适的方式混合。
图13提供了描绘根据本主题的一个示例实施例的两组构建参数可以增量混合以形成一组混合参数的方式的图。特别地，图13的曲线图描绘了与第一子模型相关联的第一组构建参数414作为重叠区域的厚度的函数，并且还描绘了与第二子模型相关联的第二组构建参数424作为重叠区域的厚度的函数。如图所示，第一组构建参数414从重叠区域350的厚度的第一端352到第二端354增量地降低，并且第二组构建参数424从重叠区域350的厚度的第一端352到第二端354增量地增加。构建参数414、424在重叠区域350的厚度上增量五次。增量可以相等或不同。
在靠近第一端352的第一增量I-1处，第一组构建参数从100％降低到80％，并且第二组参数424从0％增加到20％以呈现80/20混合。例如，假设为第一组构建参数414的能量源功率选择的值大于为第二组构建参数424的能量源功率选择的值。为了混合第一增量处的参数，能量源功率的值将减少能量源功率设置的总预期变化的20％(即，为第一组构建参数414的能量源功率选择的值的绝对值减去为第二组构建参数424的能量源功率选择的值)。其他构建参数可以以类似的方式混合。应当理解，在重叠区域350的厚度T上，一些值可以增加并且一些值可以减小。
在第二增量I-2处，第一组构建参数从80％下降到60％，并且第二组参数424从20％增加到40％以呈现60/40混合。因此，继续以上示例，能量源功率的值将减少能量源功率设置的总预期变化的另外20％。在第三增量I-3处，第一组构建参数从60％下降到40％，而第二组参数424从40％增加到60％以呈现40/60混合。因此，参考以上示例，能量源功率的值将再减少能量源功率设置的总预期变化的20％。此外，在第四增量I-4处，第一组构建参数从40％下降到20％并且第二组参数424从60％增加到80％以呈现20/80混合。能量源功率的值将再减少能量源功率设置的总预期变化的20％。最后，在第五增量I-5处，第一组构建参数从20％下降到0％并且第二组参数424从80％增加到100％。能量源功率的值将再减少能量源功率设置的总预期变化的20％；因此，能量源功率的值将被设置为第二组构建参数424的选定值。可以使用所确定的一组混合构建参数在单个构建中增材制造部件300。如将理解的，要被应用以构建重叠区域350的一些或所有构建参数可以如上所述被混合或者可以以其他合适的方式来确定。
此外，应当理解，可以在相邻子部件之间的每个界面处限定重叠区域，并且可以确定混合构建参数，以便它们可以用于构建重叠区域。因此，如所指出的，方法(200)可以包括为部件的每个重叠区域确定一组混合构建参数。每个重叠区域限定在部件的相邻子部件之间的界面处。可以至少部分地基于与对应于相邻子部件的子模型相关联的该组构建参数来确定每个重叠区域的该组混合构建参数。以此方式，部件(例如，部件300)可以使用所确定的多组混合构建参数在单个构建中增材制造。
再次参考图4，在(208)处，方法(200)包括将子模型编译成合并模型。例如，参考图5，子模型410、420、430及其相关联的多组构建参数414、424、434和数据416、426、436，以及为每个限定的重叠区域所确定的混合构建参数460可由一个或多个处理器合并为合并模型470。数据416、426、436可用于将由子部件310、320、330各自的子模型410、420、430表示的子部件310、320、330重新布置回完整部件300或表示该部件的合并3D模型。在一些实施方式中，合并模型470用作构建指令，当该构建指令由控制器180的一个或多个处理器180B执行时，使增材制造机器(例如，图1的AM系统100)根据构建指令构建部件300。在其他实施方式中，一个或多个处理器180B可以至少部分地基于合并模型470生成构建指令。
在一些替代实施方式中，子模型410、420、430可以合并为初步合并模型(未示出)，重叠区域可以如上所述限定，然后初步合并模型和所确定的与重叠区域相关联的混合的多组构建参数可以被编译到合并模型470。在其他实施方式中，子模型410、420、430不需要合并为合并模型。相反，在部件的增材制造期间，一个或多个处理器可以直接从子模型410、420、430和确定的混合构建参数460接收所有信息/数据以构建部件300。
再次参考图4，在(210)处，方法(200)包括通过使用子部件各自的选定的多组构建参数构建部件的子部件，在单个构建中增材制造部件。以此方式，部件(诸如本文提供的一体式本体或整体部件300)可使用多种处理策略在单个构建中增材制造。此外，在一些实施方式中，可以通过使用确定的多组混合构建参数构建在子部件之间的界面处限定的重叠区域，在单个构建中增材制造部件。
部件可以由执行合并模型470或至少部分地基于合并模型470生成的构建指令的一个或多个处理器180B在单个构建中增材制造。替代地，部件可以由执行直接从子模型410、420、430和确定的多组混合构建参数460生成的构建指令的一个或多个处理器180B在单个构建中增材制造。
此外，鉴于本文的教导，将理解可使用多种处理策略来构建部件的单个层。事实上，部件的许多层都可以分别使用多种处理策略构建。换句话说，对于正在构建的部件的给定轴向或竖直高度，可以使用多组构建参数来构建部件的该轴向或竖直部分。作为参考图7的一个示例，对于图7中描绘的轴向高度处的层L，使用与其相关联的第一组构建参数414构建第一子部件310的第一环形构件312，并且使用与其相关联的第二组构建参数424构建第二子部件320的主体322。因此，在一些实施方式中，在通过使用增材制造机器的一个或多个能量源构建部件的层时，使用至少两组选定的构建参数来构建至少一个层。在一些实施方式中，可以使用多于两组选定的构建参数来构建部件的单个层。
有利地，根据本文所述的方法和系统，可以使用多种处理策略在单个构建中增材制造部件。特别地，将不同的构建参数应用于同一部件的不同子部件允许优化并满足每个子部件的设计意图。例如，本文描述的方法和系统可以使增材制造的部件满足多个关键质量度量，并且可以实现混合零件方法。此外，本文描述的方法和系统可以促进吞吐量的最大化、设计性能能力的优化，并且可以减少与传统的增材制造构建策略相关联的浪费/成本。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何合并的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。
本发明的进一步方面由以下条项的主题提供：
1.一种方法，包括：将表示部件的模型分解为每个对应于所述部件的子部件的子模型，每个所述子部件具有与其相关联的预选度量，至少部分地基于所述预选度量将所述模型分解为所述子模型；至少部分地基于与所述子部件相关联的所述预选度量，为每个所述子模型选择一组构建参数；以及通过使用所述子部件各自的选定的多组构建参数构建所述部件的所述子部件，在单个构建中增材制造所述部件。
2.根据任何前述条项所述的方法，其中，使用所述选定的多组构建参数增材制造所述部件包括通过使用增材制造机器的一个或多个能量源构建多个层，并且其中，对于所述多个层中的至少一个，至少两组选定的构建参数被用于构建至少一个层。
3.根据任何前述条项所述的方法，其中，所述多组构建参数均包括能量源功率、扫描速度和束焦斑尺寸。
4.根据任何前述条项所述的方法，进一步包括：至少部分地基于与所述子部件相关联的所述预选度量，为每个所述子模型选择能量源类型，并且其中，所述子部件是使用各自的选定的能量源类型来构建的。
5.根据任何前述条项所述的方法，其中，所述子模型包括第一子模型和第二子模型，所述第一子模型对应于所述子部件的第一子部件，所述第二子模型对应于所述子部件的第二子部件，并且其中，所述方法进一步包括：在所述子部件的所述第一子部件和所述第二子部件之间的界面处限定重叠区域；以及至少部分地基于与所述第一子模型相关联的第一组构建参数和与所述第二子模型相关联的第二组构建参数，为所述重叠区域确定一组混合构建参数，并且其中，使用确定的所述一组混合构建参数在所述单个构建中增材制造所述部件。
6.根据任何前述条项所述的方法，其中，限定所述重叠区域包括：确定指示所述第一组构建参数与所述第二组构建参数的匹配紧密程度的匹配分数，以及至少部分地基于所述匹配分数确定所述重叠区域的面积。
7.根据任何前述条项所述的方法，进一步包括：为所述部件的每个重叠区域确定一组混合构建参数，每个所述重叠区域被限定在所述部件的相邻子部件之间的界面处，每个所述重叠区域的所述一组混合构建参数至少部分地基于与对应于所述相邻子部件的所述子模型相关联的所述一组构建参数来确定，并且其中，使用确定的所述多组混合构建参数在所述单个构建中增材制造所述部件。
8.根据任何前述条项所述的方法，其中，所述模型被分解为所述子模型，使得与所述子模型对应的每个子部件以层厚度被切片，所述层厚度为相邻子部件的层厚度的最小公倍数。
9.根据任何前述条项所述的方法，其中，至少部分地基于被指定为在所述单个构建中增材制造所述部件之后移除的所述子部件中的至少一个，将所述模型分解为所述子模型。
10.根据任何前述条项所述的方法，其中，至少部分地基于与所述子部件中的至少一个相关联的构建速度定制，将所述模型分解为所述子模型。
11.一种系统，包括：增材制造机器；一个或多个处理器；以及一个或多个存储器装置，所述一个或多个存储器装置存储计算机可读指令，当所述计算机可读指令由所述一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行操作，在执行所述操作时，所述一个或多个处理器被构造为：将表示部件的模型分解为每个对应于所述部件的子部件的子模型，每个所述子部件具有与其相关联的预选度量，至少部分地基于所述预选度量将所述模型分解为所述子模型；至少部分地基于与所述子部件相关联的所述预选度量，为每个所述子模型选择一组构建参数；以及使所述增材制造机器通过使用所述子部件各自的选定的多组构建参数构建所述部件的所述子部件，在单个构建中增材制造所述部件。
12.根据任何前述条项所述的系统，其中，所述子模型包括第一子模型和第二子模型，所述第一子模型对应于所述子部件的第一子部件，所述第二子模型对应于所述子部件的第二子部件，并且其中，所述一个或多个处理器进一步被构造为：在所述子部件的所述第一子部件和所述第二子部件之间的界面处限定重叠区域；以及至少部分地基于与所述第一子模型相关联的第一组构建参数和与所述第二子模型相关联的第二组构建参数，为所述重叠区域确定一组混合构建参数，并且其中，使用确定的所述一组混合构建参数在所述单个构建中增材制造所述部件。
13.根据任何前述条项所述的系统，其中，在使所述增材制造机器通过使用所述子部件各自的选定的多组构建参数构建所述部件的所述子部件，在所述单个构建中增材制造所述部件时，所述一个或多个处理器被构造为：使所述增材制造机器通过使用所述增材制造机器的一个或多个能量源构建多个层来增材制造所述部件，并且其中，对于所述多个层中的至少一个，至少两组选定的构建参数被用于构建至少一个层。
14.根据任何前述条项所述的系统，其中，所述多组构建参数均包括能量源功率、扫描速度和束焦斑尺寸。
15.根据任何前述条项所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被构造为：至少部分地基于与所述子部件相关联的所述预选度量，为每个所述子模型选择能量源类型，并且其中，所述子部件是使用各自的选定的能量源类型来构建的。
16.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质包括计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令由控制器的一个或多个处理器执行时，使所述控制器：将表示部件的模型分解为每个对应于所述部件的子部件的子模型，每个所述子部件具有与其相关联的预选度量，至少部分地基于所述预选度量将所述模型分解为所述子模型；至少部分地基于与所述子部件相关联的所述预选度量，为每个所述子模型选择一组构建参数；以及使增材制造机器使用选定的多组构建参数在单个构建中增材制造所述部件。
17.根据任何前述条项所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述子模型包括第一子模型和第二子模型，所述第一子模型对应于所述子部件的第一子部件，所述第二子模型对应于所述子部件的第二子部件，并且其中，当所述计算机可执行指令被执行时，使所述控制器：在所述子部件的所述第一子部件和所述第二子部件之间的界面处限定重叠区域；以及至少部分地基于与所述第一子模型相关联的第一组构建参数和与所述第二子模型相关联的第二组构建参数，为所述重叠区域确定一组混合构建参数，并且其中，使用确定的所述一组混合构建参数在所述单个构建中增材制造所述部件。
18.根据任何前述条项所述的非暂时性计算机可读介质，其中，当所述计算机可执行指令被执行时，使所述控制器：至少部分地基于被指定为在所述单个构建中增材制造所述部件之后移除的所述子部件中的至少一个，将所述模型分解为所述子模型。
19.根据任何前述条项所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述多组构建参数中的至少一组包括能量源功率、扫描速度和束焦斑尺寸。
20.根据任何前述条项所述的非暂时性计算机可读介质，其中，当所述计算机可执行指令被执行时，使所述控制器：至少部分地基于与所述子部件相关联的所述预选度量，为每个所述子模型选择能量源类型，并且其中，当所述控制器使所述增材制造机器使用选定的多组构建参数在所述单个构建中增材制造所述部件时，所述子部件是使用各自的选定的能量源类型来构建的。

Claims (10)

1.一种方法，其特征在于，包括：
将表示部件的模型分解为每个对应于所述部件的子部件的子模型，每个所述子部件具有与其相关联的预选度量，至少部分地基于所述预选度量将所述模型分解为所述子模型；
至少部分地基于与所述子部件相关联的所述预选度量，为每个所述子模型选择一组构建参数；以及
通过使用所述子部件各自的选定的多组构建参数构建所述部件的所述子部件，在单个构建中增材制造所述部件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，使用所述选定的多组构建参数增材制造所述部件包括通过使用增材制造机器的一个或多个能量源构建多个层，并且其中，对于所述多个层中的至少一个，至少两组选定的构建参数被用于构建所述多个层中的所述至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述子模型包括第一子模型和第二子模型，所述第一子模型对应于所述子部件的第一子部件，所述第二子模型对应于所述子部件的第二子部件，并且其中，所述方法进一步包括：
在所述子部件的所述第一子部件和所述第二子部件之间的界面处限定重叠区域；以及
至少部分地基于与所述第一子模型相关联的第一组构建参数和与所述第二子模型相关联的第二组构建参数，为所述重叠区域确定一组混合构建参数，
其中，使用所确定的多组混合构建参数在所述单个构建中增材制造所述部件，并且其中，限定所述重叠区域包括：
确定指示所述第一组构建参数与所述第二组构建参数的匹配紧密程度的匹配分数，以及
至少部分地基于所述匹配分数确定所述重叠区域的面积。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
确定一组混合构建参数，所述一组混合构建参数至少部分地基于与对应于所述相邻子部件的所述子模型相关联的所述一组构建参数来确定，并且
其中，使用所确定的多组混合构建参数在所述单个构建中增材制造所述部件。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述模型被分解为以下子模型中的至少一个：使得与子模型对应的每个子部件以层厚度被切片的所述子模型，所述层厚度为相邻子部件的层厚度的最小公倍数；至少部分地基于被指定为在所述单个构建中增材制造所述部件之后移除的所述子部件中的至少一个的所述子模型；或至少部分地基于与所述子部件中的至少一个相关联的构建速度定制的所述子模型。
6.一种系统，其特征在于，包括：
增材制造机器；
一个或多个处理器；以及
一个或多个存储器装置，所述一个或多个存储器装置存储计算机可读指令，当所述计算机可读指令由所述一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行操作，在执行所述操作时，所述一个或多个处理器被构造为：
将表示部件的模型分解为每个对应于所述部件的子部件的子模型，每个所述子部件具有与其相关联的预选度量，至少部分地基于所述预选度量将所述模型分解为所述子模型；
至少部分地基于与所述子部件相关联的所述预选度量，为每个所述子模型选择一组构建参数；以及
使所述增材制造机器通过使用所述子部件各自的选定的多组构建参数构建所述部件的所述子部件，在单个构建中增材制造所述部件。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，其中，在使所述增材制造机器通过使用所述子部件各自的选定的多组构建参数构建所述部件的所述子部件，在所述单个构建中增材制造所述部件时，所述一个或多个处理器被构造为：
使所述增材制造机器通过使用所述增材制造机器的一个或多个能量源构建多个层来增材制造所述部件，并且其中，对于所述多个层中的至少一个，至少两组选定的构建参数被用于构建所述多个层中的所述至少一个。
8.一种非暂时性计算机可读介质，其特征在于，所述非暂时性计算机可读介质包括计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令由控制器的一个或多个处理器执行时，使所述控制器：
将表示部件的模型分解为每个对应于所述部件的子部件的子模型，每个所述子部件具有与其相关联的预选度量，至少部分地基于所述预选度量将所述模型分解为所述子模型；
至少部分地基于与所述子部件相关联的所述预选度量，为每个所述子模型选择一组构建参数；以及
使增材制造机器使用选定的多组构建参数在单个构建中增材制造所述部件。
9.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于，其中，所述子模型包括第一子模型和第二子模型，所述第一子模型对应于所述子部件的第一子部件，所述第二子模型对应于所述子部件的第二子部件，并且其中，当所述计算机可执行指令被执行时，使所述控制器：
在所述子部件的所述第一子部件和所述第二子部件之间的界面处限定重叠区域；
至少部分地基于与所述第一子模型相关联的第一组构建参数和与所述第二子模型相关联的第二组构建参数，为所述重叠区域确定一组混合构建参数；以及
至少部分地基于被指定为在所述单个构建中增材制造所述部件之后移除的所述子部件中的至少一个，将所述模型分解为所述子模型，
其中，使用确定的所述一组混合构建参数在所述单个构建中增材制造所述部件。
10.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于，其中，所述多组构建参数中的至少一组包括能量源功率、扫描速度和束焦斑尺寸，并且其中，当所述计算机可执行指令被执行时，使所述控制器：
至少部分地基于与所述子部件相关联的所述预选度量，为每个所述子模型选择能量源类型，并且
其中，当所述控制器使所述增材制造机器使用选定的多组构建参数在所述单个构建中增材制造所述部件时，所述子部件是使用各自的选定的能量源类型来构建的。
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