CN116829290A - 层叠造型物的变形预测方法 - Google Patents

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Abstract

层叠造型物的变形预测方法具有将层叠造型物的形状分割为多个块的工序、分别基于固有应变法通过多个线程的并行处理而算出每个块的熔敷焊道形成前后的变形量以及变形方向的工序、设定由多个块中的相互接合的块构成的至少一个块组的工序以及将构成块组的各个块的变形量根据该块的变形方向相加而算出块组整体的变形的工序。

Description

层叠造型物的变形预测方法
技术领域
本发明涉及层叠造型物的变形预测方法。
背景技术
近年来，作为生产手段而使用3D打印机的造型的需求提高，面向使用金属材料的造型的实用化正在推进研究开发。将金属材料造型的3D打印机使用激光或电子束以及电弧等热源，使金属粉末体或金属丝熔融，并使熔融金属层叠，从而制作层叠造型物。
已知有在这样的层叠造型物的制作中，利用计算机仿真来解析在造型时产生的热变形的技术。该解析结果供于将高品质的层叠造型物效率良好地造型的层叠计划的制作。
例如，在专利文献1公开了对具有多个焊接层的焊接构造体的焊接后的变形量以及残留应力进行解析的技术。在专利文献2公开了根据通过层叠造型而制造的构造物的形状数据预估变形而制作造型数据的技术。
在专利文献3公开了将通过层叠造型而造型的构造物的固有应变以低的计算负荷算出的技术。在专利文献4公开了削减利用计算机解析在层叠造型物产生的残留应力以及变形时的计算时间的技术。在专利文献5公开了在短时间内准确地评价层叠造型物的热变形量的技术。
上述的专利文献1～5均采用了使用与热弹塑性解析相比能够在比较短的时间内进行解析的弹性解析的固有应变法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2014-115789号公报
专利文献2：日本国特开2020-027491号公报
专利文献3：日本国特开2018-184623号公报
专利文献4：国际公开第2019/049981号
专利文献5：国际公开第2018/123858号
发明内容
发明要解决的课题
然而，在造型前高效率地预测并修正在层叠造型工序中产生的造型对象物的热变形通过上述的解析方法无法实现。另外，在使用将凝固、冷却等实际现象再现的弹塑性解析的情况下，计算负荷较大而难以在现实的时间内计算。并且，即使在采用上述的使用弹性解析的固有应变法的情况下，在造型道次数多时也有时计算时间变长。
在图10中示出使用以往的使用固有应变法的层叠造型物的热变形的解析顺序。在将多个熔敷焊道层叠而造型层叠造型物的情况下，首先，参照预先准备的固有应变的数据库，求出作为初层的第一焊道的固有应变。并且，使用求出的固有应变算出第一焊道的变形{d1}。接着，根据从数据库求出的第二焊道的固有应变与第一焊道的变形{d1}算出第二焊道的变形{d2}。这样，依次计算直到作为最终层的第n焊道的变形{dn}，从而求出层叠造型物整体的变形量。
在该方式中，考虑前层的熔敷焊道的变形，而依次计算下一层的熔敷焊道的变形，需要逐次推进从第一层面到第n层的熔敷焊道的变形的计算。因此，伴随着层数的增加而计算时间增多无法避免。
于是，本发明的目的在于，提供即使制作的层叠造型物的形状复杂也能够在短时间内进行在造型时产生的变形的解析的层叠造型物的变形预测方法，并且能够制作高效率地得到高品质的层叠造型物的层叠计划。
用于解决课题的方案
本发明由下述的结构构成。
一种层叠造型物的变形预测方法，其是在由使填充材料熔融以及凝固而成的熔敷焊道形成的熔敷焊道层反复层叠下一层的所述熔敷焊道层而造型的层叠造型物的变形预测方法，其中，
所述层叠造型物的变形预测方法包括：
将所述层叠造型物的形状分割为多个块的工序；
分别基于固有应变法通过多个线程的并行处理而算出每个所述块的所述熔敷焊道形成前后的变形量以及变形方向的工序；
设定由所述多个块中的相互接合的块构成的至少一个块组的工序；以及
将构成所述块组的各个块的所述变形量根据该块的所述变形方向相加而算出所述块组整体的变形的工序。
发明效果
根据本发明，即使制作的层叠造型物的形状复杂，也能够在短时间内进行在造型时产生的变形的解析。
附图说明
图1是示出层叠造型物的制造装置的概要结构图。
图2是进行变形预测的解析装置的硬件结构图。
图3是示出图2所示的解析装置的功能性的结构的框图。
图4是示出预测层叠造型物的变形的工序的流程图。
图5是示出固有应变的数据库的制作顺序的流程图。
图6是在(A)、(B)示意性示出层叠熔敷焊道的情况下的应变的说明图。
图7是使用不同种类的熔敷焊道造型出的层叠造型物的概要剖视图。
图8是示出用于层叠造型物的变形的预测的验证用模型的说明图。
图9是示出试验例1-1、1-2、1-3、1-4以及试验例2的计算时间的图表。
图10是示出以往的使用固有应变法的层叠造型物的热变形的解析顺序的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细进行说明。
本发明在由使填充材料熔融以及凝固而成的熔敷焊道形成的熔敷焊道层反复层叠下一层的熔敷焊道层而造型层叠造型物时，预测在层叠造型物产生的变形。
<层叠造型物的制造装置>
首先，说明层叠造型物的制造顺序。
图1是示出层叠造型物的制造装置的概要结构图。
在层叠造型物的制造中存在各种制造方式，但在此对通过电弧焊接层叠熔敷焊道的方式进行说明。层叠造型物的制造装置10是形成层叠造型物或作为用于得到期望形状的造型物的粗形材料的层叠造型物的装置，且具备层叠造型装置11、电源装置13以及综合控制层叠造型装置11及电源装置13的控制器15。
层叠造型装置11具有在前端轴具有焊炬17的焊接机器人19以及向焊炬17供给填充材料(焊丝)M的填充材料供给部23。焊炬17将填充材料M保持为从前端突出的状态。
焊接机器人19是多关节机器人，并在焊炬17以能够连续供给的方式支承填充材料M。焊炬17的位置以及姿态能够在机械臂的自由度的范围内三维地任意设定。
焊炬17具有未图示的导电喷嘴，并从导电喷嘴供给保护气体。作为电弧焊接法，可以是覆盖电弧焊接或二氧化碳气体电弧焊接等消耗电极式、TIG焊接或等离子体电弧焊接等非消耗电极式中的任一种，也可以根据制作的层叠造型物而适当选定。
例如，在消耗电极式的情况下，在导电喷嘴的内部配置导电嘴，被供给熔融电流的填充材料M保持于导电嘴。焊炬17在保持填充材料M的同时，在保护气体气氛下从填充材料M的前端产生电弧。填充材料M通过安装于机械臂等的未图示的送出机构，而从填充材料供给部23向焊炬17进给。并且，当在使焊炬17移动的同时使连续进给的填充材料M熔融以及凝固时，在基座板25上形成作为填充材料M的熔融凝固体的线状的熔敷焊道B。
作为填充材料M，能够使用所有市售的焊丝。例如，能够使用由软钢、高张力钢以及低温用钢用的MAG焊接以及MIG焊接实心焊丝(JIS Z3312)、软钢、高张力钢以及低温用钢用电弧焊接药芯焊丝(JIS Z 3313)等规定的焊丝。
需要说明的是，作为使填充材料M熔融的热源，并不限定于上述的电弧。例如，也可以采用并用电弧与激光的加热方式、使用等离子体的加热方式、使用电子束或激光的加热方式等基于其他方式的热源。在利用电子束或激光进行加热的情况下，能够进一步精细地控制加热量，能够更适当地维持熔敷焊道的状态而有助于层叠造型物的进一步的品质提高。
控制器15具有CAD/CAM部31、轨道运算部33、存储部35以及它们所连接的控制部37。该控制器15由具备CPU、内存、存储装置等的计算机装置构成。
CAD/CAM部31读入要制作的层叠造型物的三维形状数据(CAD数据等)，并将与该三维形状数据相应的立体模型分割为多个块，而生成表示各块的形状的块形状数据。轨道运算部33将所生成的块形状数据分割为焊道的形状，并决定沿着分割出的各焊道的形状的焊炬17的移动轨迹。并且，根据上述的块形状数据、焊接条件以及焊炬17的移动轨迹，制作对层叠造型装置11的焊接机器人19、电源装置13等各部分进行驱动的驱动程序。
存储部35存储包含所生成的块形状数据、焊接条件以及焊炬17的移动轨迹等信息的各种数据以及驱动程序。
控制部37执行存储于存储部35的驱动程序，而驱动层叠造型装置11的各部分。即，焊接机器人19根据来自控制部37的指令，驱动电源装置13，并且使焊炬17沿着被驱动程序设定的轨道轨迹移动，并在期望的时机在焊炬17的前端产生电弧。
上述结构的层叠造型物的制造装置10按照制作出的驱动程序，驱动包括焊接机器人19以及电源装置13的各部分，从而沿着所设定的焊炬17的移动轨迹形成熔敷焊道。即，使焊炬17移动并且使填充材料M熔融，将熔融了的填充材料M向基座板25上供给。由此，在基座板25上形成多个线状的焊道凝固并排列而成的焊道层。在该焊道层之上多次层叠相同的焊道层，从而造型图1所示那样的多层构造的层叠造型物W。
需要说明的是，驱动程序也可以将所需的信息向与控制器15不同的其他计算机装置输入，并由其他计算机装置生成。在该情况下，生成的驱动程序经由LAN等适当的通信手段向控制器15的存储部35输入。
在上述的层叠造型物W的层叠工序中，通过预先解析地求出熔敷焊道的形成时的热变形，从而能够制作考虑了该热变形的层叠计划，并实现更高精度的造型。
为了解析层叠造型物的热变形，根据层叠造型物的形状数据以及上述的基于层叠造型装置11的焊接条件，来决定熔敷焊道的形成顺序。并且，解析地求出以该形成顺序层叠造型了的情况下的各熔敷焊道的变形，以得到期望的目标形状的方式，制作设定了熔敷焊道的尺寸、焊道形成的道次、焊接速度、焊接电流等各条件的层叠计划，并基于该层叠计划制作前述的驱动程序。使制作出的驱动程序存储于控制器15的存储部35，通过控制部37执行驱动程序，从而造型层叠造型物。
<层叠造型物的变形预测方法>
接着，对解析地求出上述的层叠造型物的造型时的热变形的层叠物的变形预测方法进行说明。
(解析装置的结构)
图2是进行变形预测的解析装置的硬件结构图。
解析装置100是具备作为处理器的CPU41、RAM(Random access memory)、ROM(ReadOnly Memory)等存储器43、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等存储部45、输入部47、输出部49以及通信部51的计算机装置。解析装置100经由通信部51而与网络53连接，并能够从连接于网络53的服务器55等进行信息的收发。另外，也可以在网络53连接前述的层叠造型装置11的控制器15，使得能够相对于层叠造型装置11输入输出驱动程序等信息。
作为处理器的CPU41优选使用能够进行并行处理的多核CPU。另外，更优选使用将一个CPU核虚拟地作为多个核进行处理的同时多线程技术。根据该技术，对由OS(OperatingSystem)或应用程序识别出的CPU核分配处理，而能够效率良好地执行处理。
在存储部45存储有后述的解析所需的固有应变数据库DB(以后称为数据库DB)以及使解析装置100作为进行变形的解析的装置发挥功能的程序。
数据库DB具有焊接条件、熔敷金属的材料特性、层叠造型物的形状数据等各条件以及根据变形的实测值、解析值求出的固有应变的信息。
输入部47除了是键盘、鼠标等输入设备以外，也可以是接受来自外部的信息的接口。
输出部49除了是将基于解析装置100的解析结果显示于画面的监视器等输出设备以外，也可以是向外部作为输出信号而输出的接口。
图3是示出图2所示的解析装置100的功能性的结构的功能框图。
解析装置100具备固有应变DB制作/存储部61、目标形状的块分割部63、决定每个块的固有应变的固有应变定义部65、并行计算部67以及计算结果综合部69。
该解析装置100预测在由使填充材料熔融以及凝固而成的熔敷焊道形成的熔敷焊道层反复层叠下一层的熔敷焊道层而造型的层叠造型物的变形。
(变形预测顺序)
在此，说明层叠造型物的变形预测方法的各工序。
图4是示出预测层叠造型物的变形的工序的流程图。在以下的说明中，适当参照图2、图3所示的解析装置100的结构。
如图4所示那样，首先，将要制造的层叠造型物的形状数据通过输入部47或通信部51向解析装置100的存储部45输入(S11)。
所输入的形状数据被送向块分割部63，由块分割部63将层叠造型物的形状分割为多个块(S12)。说明此处的块以熔敷焊道为单位进行分割的例子，但不限定于此。
接着，利用固有应变定义部65按照分割出的块决定固有应变(S13)。各块的固有应变参照固有应变DB制作/存储部61制作出的数据库DB而决定。
(固有应变的数据库)
图5是示出固有应变的数据库DB的制作顺序的流程图。
在此，以使图1所示的层叠造型装置11的焊炬17移动而形成一条熔敷焊道的道次(焊炬轨迹)为单位求出固有应变。
图6是在(A)、(B)中示意性示出层叠熔敷焊道B的情况下的应变的说明图。
在图6的(A)中由实线表示计划线那样，在形成熔敷焊道B时，初层(K＝1)的熔敷焊道B1、第二层(K＝2)的熔敷焊道B2以及第三层(K＝3)的熔敷焊道B3分别由于形成后的热收缩而变化为由虚线表示的形状。
当就造型物的变形而言考虑该热收缩时，在图6的(B)中如例示圆筒状的造型物那样，关于造型物的高度，由实线表示的计划线与由虚线表示的实际的形状不同。即，在计划形状中为由附图标记57表示的形状，但由于热收缩，造型物的形状成为由虚线表示的附图标记59的形状。热收缩根据各层的焊道形状或焊接条件等差异而不同，在各层产生的应变不同。
于是，以基于固有应变法解析地求出焊道形状的方式，根据各种焊道形状以及焊接条件等而预先求出将固有应变与弹性应变(位移)建立关系的矩阵[H]。固有应变εK、弹性应变εj以及矩阵H的关系如(1)式那样。
[数学式1]
{εK}＝[H]{εj}…(1)
具体而言，如图5所示那样，关于道次K(最初为K＝1的初层的道次)，在熔敷焊道具有单位固有应变εj的情况下，例如通过FEM(Finite Element Method：有限元法)解析求出产生何种程度的变形量(S21)。根据得到的变形量与单位固有应变εj(＝1)，制作上述的矩阵[H](S22)。在此，矩阵[H]由[H]＝[h1，h2，…，hn]T表示(1，2，…，n是指道次的编号)。
另一方面，实际地层叠熔敷焊道而通过实测求出道次K与道次K-1的相对位移{Um}＝[Δu1，Δu2，…，Δun]T(S23)。
使用通过实测求出的相对位移{Um}与解析地求出的矩阵[H]，根据(2)式求出固有应变{ε}(S24)。
[数学式2]
[H]＝{Um}{ε}…(2)
另外，固有应变{ε}根据使条件不同的多个数据组利用最小自乘法而求出，从而得到可靠性高的值。(3)式是利用最小二乘法求出固有应变{ε}的基本式。
[数学式3]
将根据上述的基本式求出的固有应变与道次K的焊道形状、焊接条件等建立关联而登记于数据库DB(S25)。判断道次K是否为最终道次(S26)，在还存在道次的情况下将K增加(S27)，与前述同样地求出针对下一道次的固有应变。通过反复进行该处理直到最终道次，从而将每个道次的固有应变登记于数据库DB。通过除了上述的道次以外，求出各种不同的道次以及焊接条件下的解析结果与实测结果，并积累各个情况下的固有应变的信息，从而构建数据库DB。
返回图4，从按照块决定固有应变(S13)步骤进行说明。
固有应变定义部65参照固有应变DB制作/存储部61所制作的数据库DB，决定与分割出的块分别对应的固有应变。
(基于固有应变法的变形的计算)
当在各块决定固有应变时，并行计算部67针对各个块、即按照道次基于固有应变法计算变形量(变形向量)(S14)。该计算通过多个线程的并行处理、即多核CPU的同时运算处理而进行。
即，分别同时实施针对初层的道次1求出变形量{d1}的处理、针对第二层的道次2求出变形量{Δd2}的处理以及针对第n层的道次n求出变形量{Δdn}的处理的各层的处理。需要说明的是，各道次中的变形量的算出就道次1而言由于下层为基座板25，因此成为绝对的变形量的算出，就其他道次而言，成为与下层的相对的变形量的算出。在此求出的变形量是表示变形方向以及该方向的变形的大小的矢量。
(各块的变形的综合)
接着，将通过同时运算处理求出的各道次中的变形量的计算结果综合(S15)。即，将各个道次(块)的变形量根据该道次的变形方向相加，算出层叠造型物整体的变形量以及变形方向。具体而言，将其他层的层叠方向的变形量{Δd2}，…，{Δdn}与初层的道次的变形量{d1}向量相加。例如，在将与熔敷焊道的层叠方向相关的变形量综合的情况下，如图6所示那样，作为层叠方向的变形量的d1+Δd2+Δd3成为焊道3层的量的高度。
并且，将求出的变形量作为层叠造型物的预测变形量而输出(S16)。预测变形量的输出可以从图2所示的输出部49向监视器等显示数值、也可以与焊道收缩前的状态合在一起显示形状。另外，通过通信部51向服务器55或控制器15发送预测变形量，从而服务器55或控制器15能够以补上预测出的变形量的方式修正制造层叠造型物的造型计划。由此，能够生成能够进行更高精度的层叠造型的驱动程序。
根据本变形预测方法，使用固有应变法预测变形，因此不进行计算变得繁杂的弹塑性解析的计算，因此能够降低计算负荷。
<其他分割例>
将前述的层叠造型物的形状分割为多个块的工序为以熔敷焊道为单位进行分割且将各块组合而成的一个块组的形状成为层叠造型物的形状的情况的例子，但不限定于此。例如，也可以以多个熔敷焊道的层叠体为单位分割为块。在该情况下，层叠造型物的形状也存在由多个块组构成的情况。
图7是使用不同种类的熔敷焊道造型出的层叠造型物的概要剖视图。
该层叠造型物Wa具有在基座板25上层叠熔敷焊道B1而造型出的框部71以及在框部71的内部由熔敷焊道B2造型出的内部造型部73。内部造型部73使由熔敷焊道B2构成的熔敷焊道层层叠而构成。
这样的层叠造型物Wa例如通过将图1所示的焊炬17配置为两个不同的焊炬并且向各焊炬供给互不相同的种类的填充材料M而形成。具体而言，使形成熔敷焊道B2的填充材料与形成熔敷焊道B1的填充材料相比硫磺(S)的添加量较多。由此，熔敷焊道B2与熔敷焊道B1相比成为宽度宽且平坦的截面形状，相对于基底的融合性良好。另一方面，硫磺(S)的添加量比较少的熔敷焊道B1的熔敷焊道的粘性以及表面张力较高，成为宽度窄且隆起的截面形状。
另外，也可以代替变更形成熔敷焊道的填充材料的种类，而变更焊接速度、焊接电流、焊接电压等焊接条件，也可以将填充材料的种类与焊接条件均变更。在任意情况下，均形成彼此特性不同的熔敷焊道。
这样，在层叠造型物具有彼此特性不同的熔敷焊道B1与B2的情况下，将由熔敷焊道B1造型的框部71与由熔敷焊道B2造型的内部造型部73分割为不同的块。并且，如前述那样，按照块分别基于固有应变法通过使用多个处理器的并行处理而算出各块的熔敷焊道形成前后的变形量以及变形方向。
据此，由于将框部71与内部造型部73设为不同的块而算出变形，因此特性接近的熔敷焊道彼此成为相同的块，能够进一步减轻运算量。并且，在将框部71保持原状并将内部造型部73以别的条件形成熔敷焊道的情况下，仅通过在计算完毕的框部71的块的变形加上新计算的内部造型部73的变形，就简单地求出层叠造型物整体的变形。
另外，在上述中为根据熔敷焊道的特性的差异而分块的例子，但也能够根据熔敷焊道的形状而分块。例如，通过将沿着直线进行焊道形成的熔敷焊道与沿着曲线进行焊道形成的熔敷焊道设为不同的块求出变形，能够使各块的变形图案单纯化。由此，能够容易地进行固有应变的解析，并且能够减轻用于解析的运算负担。
实施例
图8是示出用于层叠造型物的变形的预测的验证用模型MDL的说明图。
使用图8所示的验证用模型MDL预测层叠造型物的变形，并确认了其计算时间的降低效果。
1.验证内容
(1)和本发明对应的程序与通用软件的比较
比较了执行基于本发明的层叠造型物的变形预测方法的程序而实施了每个块的并行计算的情况(试验例1)与使用既定的通用软件而CPU自身自动地实施了并行计算的情况(试验例2)的计算时间。其中，关于所使用的解析装置的CPU结构，与使用基于本发明的层叠造型物的变形预测方法的程序的解析装置的CPU结构相比，将使用通用软件的情况的解析装置的CPU结构设为能够进行更高速的处理的结构。
(2)并行计算的有无
使上述的试验例1中的解析装置的CPU的性能相同，而比较了没有每个块的并行计算的情况(试验例1-1)与有每个块的并行计算的情况(试验例1-2、1-3、1-4)的计算时间。
2.使用硬件
(1)执行与本发明对应的程序的解析装置[结构1]的规格
CPU：Intel公司制Core(注册商标)i7-6800K(6核、12线程、动作时钟3.4GHz)
OS：Microsoft公司制Windows10(注册商标)
(2)执行通用软件的解析装置[结构2]的规格
CPU：Intel公司制Xeon(注册商标)E5-2637v4(8核、16线程、动作时钟3.50GHz)
OS：SUSE公司制Linux(注册商标)Enterprise Server 11 SP4
3.计算模型
作为由20层的熔敷焊道构成的壁体的层叠造型体的3D模型(节点数：79940要素数：63954)
4.验证结果
图9是示出试验例1-1、1-2、1-3、1-4以及试验例2的计算时间的图表。
在试验例1-1、1-2、1-3、1-4中，使用了结构1的解析装置。试验例1-1的不进行每个块的并行计算的情况(以1线程计算)的计算时间为8分27秒。试验例1-2的以2线程实施了每个块的并行计算的情况的计算时间为4分18秒，试验例1-3的以6线程实施了的情况的计算时间为2分6秒，试验例1-4的以12线程实施了的情况的计算时间为1分35秒。
另一方面，在使用了结构2的解析装置的试验例2中，使用既定的通用软件，利用CPU的自动并行计算进行了实施。其结果是，尽管为与结构1的解析装置相比运算处理性能较高的结构，但是计算时间为2分48秒。
根据以上的结果，通过同时计算多个块(熔敷焊道)的变形，能够随着并行线程数的增加而缩短计算时间。另外，与利用通用软件进行了CPU的自动并行计算的情况(试验例2)相比，试验例1-4的以12线程进行了并行计算的情况的计算时间较短。认为这是由于两者的并行计算的算法的差异，即，在通用软件中按照熔敷焊道逐次计算变形，但在本方法中针对多个熔敷焊道同时计算。
这样，本发明并不限定于上述的实施方式，将实施方式的各结构相互组合以及本领域技术人员基于说明书的记载和周知的技术进行变更、应用也是本发明所预定的，包含于请求保护的范围。
如以上那样，在本说明书公开了如下事项。
(1)一种层叠造型物的变形预测方法，其是在由使填充材料熔融以及凝固而成的熔敷焊道形成的熔敷焊道层反复层叠下一层的所述熔敷焊道层而造型的层叠造型物的变形预测方法，其中，
所述层叠造型物的变形预测方法包括：
将所述层叠造型物的形状分割为多个块的工序；
分别基于固有应变法通过多个线程的并行处理而算出每个所述块的所述熔敷焊道形成前后的变形量以及变形方向的工序；
设定由所述多个块中的相互接合的块构成的至少一个块组的工序；以及
将构成所述块组的各个块的所述变形量根据该块的所述变形方向相加而算出所述块组整体的变形的工序。
根据该层叠造型物的变形预测方法，通过并行计算同时求出多个块中的每个块的变形量以及变形方向，从而能够进行高速的运算处理，即使是复杂的层叠造型物的形状也能够在短时间内进行变形预测。另外，无需进行计算变得繁杂的弹塑性解析的计算，由于使用固有应变法因此能够减轻计算负荷。
(2)根据(1)所述的层叠造型物的变形预测方法，其中，
分割为所述多个块的工序以所述熔敷焊道为单位而分割所述层叠造型物的形状。
根据该层叠造型物的变形预测方法，按照熔敷焊道分割块而预测变形，因此能够准确地预测更细微的变形。
(3)根据(1)所述的层叠造型物的变形预测方法，其中，
分割为所述多个块的工序以多个所述熔敷焊道的层叠体为单位而分割所述层叠造型物的形状。
根据该层叠造型物的变形预测方法，按照熔敷焊道的层叠体分割块而预测变形，因此例如在为仅替换了特定的块的层叠造型物的情况下，通过将替换了的块的变形与其他块的变形相加，从而简单地求出层叠造型物整体的变形。
(4)根据(1)～(3)的中任一项所述的层叠造型物的变形预测方法，其中，
将所述多个块中的相互成为相同的焊接条件的块彼此设定为相同的所述块组。
根据该层叠造型物的变形预测方法，使各块的变形图案单纯化，能够简单地进行固有应变的解析。
(5)根据(1)～(4)的中任一项所述的层叠造型物的变形预测方法，其中，
在所述层叠造型物的形状被分割为多个所述块组的情况下，
将所述多个块组的所述变形量根据该块组的所述变形方向相加，而预测所述层叠造型物的变形。
根据该层叠造型物的变形预测方法，即使层叠造型物为复杂的形状，由于按照块组将变形相加，因此能够减轻层叠造型物的变形的运算的繁杂化。
需要说明的是，本申请基于2021年1月29日申请的日本专利申请(特愿2021-13576)，其内容在本申请中作为参照而被引用。
附图标记说明
10层叠造型物的制造装置
11层叠造型装置
13电源装置
15控制器
17焊炬
19焊接机器人
23填充材料供给部
25基座板
31CAD/CAM部
33轨道运算部
35存储部
37控制部
41CPU
43存储器
45存储部
47输入部
49输出部
51通信部
53网络
55服务器
61固有应变DB制作/存储部
63块分割部
65固有应变定义部
67并行计算部
69计算结果综合部
71框部
73内部造型部
100解析装置
DB固有应变数据库
MDL验证用模型
W层叠造型物。

Claims (6)

1.一种层叠造型物的变形预测方法，其是在由使填充材料熔融以及凝固而成的熔敷焊道形成的熔敷焊道层反复层叠下一层的所述熔敷焊道层而造型的层叠造型物的变形预测方法，其中，
所述层叠造型物的变形预测方法包括：
将所述层叠造型物的形状分割为多个块的工序；
分别基于固有应变法通过多个线程的并行处理而算出每个所述块的所述熔敷焊道形成前后的变形量以及变形方向的工序；
设定由所述多个块中的相互接合的块构成的至少一个块组的工序；以及
将构成所述块组的各个块的所述变形量根据该块的所述变形方向相加而算出所述块组整体的变形的工序。
2.根据权利要求1所述的层叠造型物的变形预测方法，其中，
分割为所述多个块的工序以所述熔敷焊道为单位而分割所述层叠造型物的形状。
3.根据权利要求1所述的层叠造型物的变形预测方法，其中，
分割为所述多个块的工序以多个所述熔敷焊道的层叠体为单位而分割所述层叠造型物的形状。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的层叠造型物的变形预测方法，其中，
将所述多个块中的相互成为相同的焊接条件的块彼此设定为相同的所述块组。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的层叠造型物的变形预测方法，其中，
在所述层叠造型物的形状被分割为多个所述块组的情况下，
将所述多个块组的所述变形量根据该块组的所述变形方向相加，而预测所述层叠造型物的变形。
6.根据权利要求4所述的层叠造型物的变形预测方法，其中，
在所述层叠造型物的形状被分割为多个所述块组的情况下，
将所述多个块组的所述变形量根据该块组的所述变形方向相加，而预测所述层叠造型物的变形。
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