DE112017006561T5

DE112017006561T5 - Thermische-verformungsgrösse-berechnungsvorrichtung, dreidimensionales laminierungssystem, dreidimensionales laminierungsverfahren, und programm

Info

Publication number: DE112017006561T5
Application number: DE112017006561.5T
Authority: DE
Inventors: Naoki Ogawa; Keisuke Kamitani
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-10-02
Also published as: WO2018123858A1; US20190143607A1; CN109414884A; CN109414884B; JP6712651B2; JPWO2018123858A1

Abstract

Eine Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung analysiert eine in einem Produkt während einer Herstellung desselben, bei welcher ein Material der Reihe nach laminiert und eine Wärmeeingabe durch eine dreidimensionale Laminierungsvorrichtung durchgeführt wird, auftretende thermische Verformung. Eine Schicht ist aus einer Vielzahl von Wärmeeingangsteilen gebildet, die Einheiten einer Wärmeeingabe von der dreidimensionalen Laminierungsvorrichtung darstellen. Die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung ist vorgesehen mit: einer Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit, die ein Wärmeeingangsmuster empfängt, das eine Reihenfolge darstellt, durch welche die Vielzahl von Wärmeeingangsteilen einer Wärmeeingabe ausgesetzt werden; eine Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit, die Einschränkungsbedingungen in jeder der Vielzahl von Wärmeeingangsteilen auf Basis des Wärmeeingangsmusters extrahiert; eine Eigenspannungsbestimmungseinheit, die eine Eigenspannung in jeder der Vielzahl von Wärmeeingangsteilen auf Basis der Einschränkungsbedingungen berechnet; und eine Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit, die eine thermische Verformung des Produkts auf Basis der Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsteilen berechnet.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung, ein dreidimensionales Laminierungssystem, ein dreidimensionales Laminierungsverfahren, und ein Programm.
Es wird die Priorität der am 26. Dezember 2016 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-251138 beansprucht, deren Inhalt hier unter Bezugnahme enthalten ist.
[Hintergrund der Erfindung]
Es wird erwartet, dass ein dreidimensionales Laminierungsprodukt (nachstehend „Produkt“ genannt), welches durch Laminierung in einer dreidimensionalen Laminierungsvorrichtung (ein sogenannter 3D-Drucker) geformt wird, komplexe und präzise Teilformen realisieren kann.
[Patentliteratur]
[Patentschrift 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, erste Veröffentlichung Nr. 2005-330141 .
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Wenn ein Produkt laminiert wird, und insbesondere, wenn ein Produkt mit einer komplizierten Form laminiert wird, dann wird auch ein das Produkt stützender Stützabschnitt gleichzeitig parallel laminiert, so dass die Form wie beabsichtigt hergestellt wird. Wenn allerdings eine Festigkeit des Stützabschnitts nicht ausreichend ist, dann tritt während der Laminierung ein Verzug auf, die nächste Laminierung kann nicht durchgeführt werden, und eine beabsichtigte Form kann nicht erhalten werden. Dies liegt daran, dass eine thermische Verformung (Wärmeschrumpfung) aufgrund einer Wärmeleitung zum Zeitpunkt der Laminierung auftritt, und demzufolge ein Unterschied bezüglich der Form von einer ausgestalteten bzw. entworfenen Form auftritt.
Deshalb werden ein Einstellen der Position, der Form oder dergleichen des Stützabschnitts persönlich, ein Herstellen eines Prototyps des Produkts, und ein Bestätigen des Vorliegens oder des Fehlens der thermischen Verformung in einer vorliegenden Situation wiederholt, und es erfordert viel Zeit, den Stützabschnitt, der die thermische Verformung reduzieren kann, einzustellen. Da andererseits der Stützabschnitt nach der Laminierung entfernt wird, kann eine gleichmäßig hohe Festigkeit nicht gut sein. D. h., der Stützabschnitt unterdrückt die thermische Verformung, aber eine Festigkeit, die eine leichte Entfernung nach der Laminierung zulässt, ist wünschenswert.
Deshalb wird eine thermische Verformung unterdrückt, aber es ist erforderlich, eine Struktur des Stützabschnitts, der eine Festigkeit realisiert, die eine leichte Entfernung nach der Laminierung zulässt, akkurat vorherzusagen. Modellieren eines Pulvers, das ein Produkt formt, oder eines Stützabschnitts, der aufgrund einer Wärmeeingabe verhärtet ist, und Simulieren einer Struktur des Stützabschnitts unter Verwendung des Modells sind als Verfahren zum akkuraten Durchführen der Vorhersage vorstellbar. Allerdings erfordert es viel Zeit, eine große Menge an Pulver zu simulieren. Außerdem ist ein Simulieren einer Struktur eines Produkts oder eines Stützabschnitts unter Verwendung einer Eigenspannung, wenn das Pulver verhärtet wird, als ein anderes Verfahren zum akkuraten Durchführen der Vorhersage vorstellbar. Allerdings wird eine Eigenspannung eines Materials, bei welchem das Pulver, das den Stützabschnitt formt, verhärtet worden ist, in Abhängigkeit von physikalischen Eigenschaften als ein Wert bestimmt. Deshalb wird, sogar wenn ein Stützabschnitt eine unterschiedliche Struktur aufweist, eine Simulation der Struktur des Stützabschnitts unter Verwendung derselben Eigenspannung durchgeführt, und somit kann die Struktur des Stützabschnitts nicht akkurat spezifiziert werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung, ein dreidimensionales Laminierungssystem, ein dreidimensionales Laminierungsverfahren, und ein Programm bereitzustellen, welche die vorstehenden Probleme lösen können.
[Lösung des Problems]
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung eine Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung zum Analysieren einer in einem Produkt auftretenden thermischen Verformung, wenn das Produkt durch sequentielles Laminieren von Materialien und Durchführen einer Wärmeeingabe unter Verwendung einer dreidimensionalen Laminierungsvorrichtung hergestellt wird, wobei eine Schicht aus einer Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten konfiguriert ist, welche Einheiten sind, in welchen eine Wärmeeingabe von der dreidimensionalen Laminierungsvorrichtung empfangen wird, und die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung umfasst: eine Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit, die konfiguriert ist, um ein Wärmeingangsmuster zu empfangen, das eine Reihenfolge darstellt, in welcher die Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten die Eingangswärme empfangen; eine Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit, die konfiguriert ist, um ein Einschränkungsbedingung in jeder der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis des Wärmeeingangsmusters zu extrahieren; eine Eigenspannungsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis der Einschränkungsbedingung zu erhalten; und eine Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um eine thermische Verformung des Produkts auf Basis der Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten zu erhalten.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Mit der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die thermische Verformungsgröße der laminierten Struktur in einer kurzen Zeit akkurat zu bewerten.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines dreidimensionalen Laminierungssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Diagramm zum Erklären eines Wärmeeingangsmusters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Informationsverarbeitungsvorrichtung zeigt, welche die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung realisiert.
5 ist ein Diagramm, das einen Prozessfluss der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Einschränkungsbedingung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Einschränkungsbedingung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Einschränkungsbedingung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist ein Diagramm, das eine Änderung bezüglich Formungsdaten unter Verwendung der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ist ein Diagramm, das einen Prozessfluss der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

[Beschreibung von Ausführungsbeispielen]
<Erstes Ausführungsbeispiel>
Nachstehend wird eine Konfiguration eines dreidimensionalen Laminierungssystems einschließlich einer Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das dreidimensionale Laminierungssystem 1 eine Datenerzeugungsvorrichtung 10, ein Netzwerk 20 und eine dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30.
Beispielsweise ist die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30 eine Vorrichtung, die ein „Pulverbett-Schmelzverfahren“ (engl. „powder bed fusion method“) verwendet, bei welchem ein dünn laminiertes Pulver mit einem Laser (oder einem Elektronenstrahl) gesintert oder geschmolzen und verfestigt wird, und das gesinterte oder geschmolzene und verfestigte Material laminiert wird, um ein Produkt mit einer dreidimensionalen Form zu formen. Es ist zu beachten, dass Beispiele der dreidimensionalen Laminierungsvorrichtung 30 verschiedene Typen von Vorrichtungen umfassen. Beispiele der dreidimensionalen Laminierungsvorrichtung 30 können eine Vorrichtung, die ein Verfahren zum Sintern oder Schmelzen und Verfestigen eines Materials verwenden, und eine Vorrichtung, die ein „Verfahren zur gerichteten Energieabscheidung“ (engl. „directed energy deposition method“) verwenden, umfassen.
Das Netzwerk 20 ist ein Ethernet (registrierte Marke) oder dergleichen. Das Netzwerk 20 kann ein verdrahtetes oder ein drahtloses Netzwerk sein. Außerdem kann das Netzwerk 20 ein Netzwerk, wie etwa das Internet, sein. In einem solchen Fall können, sogar wenn sich die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30 an einem von der Datenerzeugungsvorrichtung 10 entfernten Ort befindet, die Datenerzeugungsvorrichtung 10 und die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30 über das Netzwerk 20 kommunizieren. Es ist zu beachten, dass, wenn die Datenerzeugungsvorrichtung 10 und die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30 in der Nähe zueinander angeordnet sein können, die Datenerzeugungsvorrichtung 10 und die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30 direkt miteinander verbunden sein können, ohne das Netzwerk 20 zu verwenden.
Die Datenerzeugungsvorrichtung 10 ist eine Vorrichtung, die Formungsdaten erzeugt, die verwendet werden, wenn die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30 ein Produkt mit einer dreidimensionalen Form formt, und Anweisungen bezüglich einer Bedienung hinsichtlich der dreidimensionalen Laminierungsvorrichtung 30 bereitstellt.
Insbesondere liest die Datenerzeugungsvorrichtung 10 Produktformungsdaten, welche die dreidimensionale Form des Produkts anzeigen. Die Datenerzeugungsvorrichtung 10 bestimmt eine Haltung des Produkts, bei welcher die Menge von Materialien, die in dem Stützabschnitt verwendet werden, der das Produkt stützt, minimiert sind. Die Datenerzeugungsvorrichtung 10 leitet die Eigenspannung unter Verwendung einer thermoelastisch-plastischen Analyse ab. Die Datenerzeugungsvorrichtung 10 führt eine Stützdimensionsoptimierungsanalyse zum Optimieren von Dimensionen des Stützabschnitts unter Verwendung der abgeleiteten Eigenspannung als eine Grenzbedingung durch. Die Datenerzeugungsvorrichtung 10 wandelt Dimensionen von jeder Schicht des Produkts in Formungsdaten um. Die Datenerzeugungsvorrichtung 10 stellt Konstruktionsbedingungen des Produkts ein. Die Datenerzeugungsvorrichtung 10 bewirkt, dass die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30 das Produkt herstellt.
Die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Datenerzeugungsvorrichtung 10 enthalten. Die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 ist eine Vorrichtung, die einen Prozess zum Ableiten einer Eigenspannung unter Verwendung der thermoelastisch-plastischen Analyse unter den Prozessen, die durch die vorstehend beschriebene Datenerzeugungsvorrichtung 10 durchgeführt werden, durchführt.
Die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung laminiert sequentiell Materialien unter Verwendung der dreidimensionalen Laminierungsvorrichtung, und führt eine Wärmeeingabe durch, um eine thermische Verformung zu analysieren, die in dem Produkt auftreten wird, wenn das Produkt hergestellt wird (sie führt eine thermoelastischplastische Analyse durch), und um eine Eigenspannung abzuleiten.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 eine Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101, eine Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102, eine Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 und eine Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104.
Die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101 empfängt ein Wärmeeingangsmuster, das aus einer Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten in einer von Schichten konfiguriert ist, die durch die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung laminiert sind. Der Wärmeeingangsabschnitt ist ein Gebiet, in welchem Wärme auf Pulver angewendet wird, wenn die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung die Laminierung durchführt. Das Wärmeeingangsmuster zeigt z. B. eine Reihenfolge an, in welcher Wärme in die Wärmeeingangsabschnitte eingegeben wird, wie etwa eine Reihenfolge zum Empfangen von Eingangswärme.
Die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 extrahiert die Einschränkungsbedingung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis des durch die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101 empfangenen Wärmeeingangsmusters. Hier ist die Einschränkungsbedingung eine Bedingung, die gemäß einer Wärmeeingangssituation von Wärmeeingangsabschnitten bestimmt ist, die in der Nähe eines Wärmeeingangsabschnitts angeordnet sind.
Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 erhält die Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis der durch die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 extrahierten Einschränkungsbedingung.
Die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 erhält eine thermische Verformung des Produkts auf Basis der durch die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 erhaltenen Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten.
Hier wird das Wärmeeingangsmuster beschrieben.
Das Wärmeeingangsmuster zeigt eine Reihenfolge an, in welcher Wärme auf ein Gebiet angewendet wird, das durch jedes von Quadraten angezeigt ist, die durch Aufteilen eines Querschnitts in einer Schicht in z. B. Schnittpunkten auf einer Go-Platte alle 5 mm erhalten werden. Hier ist jedes Gebiet ein Wärmeeingangsabschnitt. Pulver in dem Gebiet, auf welches Wärme angewendet worden ist, werden miteinander kombiniert, um eine Schicht eines Produkts in einem Querschnitt desselben auszubilden. Das Wärmeeingangsmuster für die aufgeteilten Gebiete wird, z. B. wie in Teilen (a) bis (d) von 3 gezeigt, bestimmt. Insbesondere wenn der Querschnitt durch ein Gebiet von 8x8 dargestellt wird, dann wird zunächst eine Reihenfolge zum Anwenden von Wärme auf 16 Gebiete 1 bis 16, wie in Teil (a) von 3 gezeigt, bestimmt. Die Reihenfolge zum Anwenden von Wärme auf die 16 Gebiete 1 bis 16 wird unter Verwendung einer Zufallszahl oder dergleichen zufällig bestimmt. Die Reihenfolge zum Anwenden von Wärme auf 16 Gebiete 17 bis 32 wird dann, wie in Teil (b) von 3 gezeigt, bestimmt. Die Reihenfolge zum Anwenden von Wärme auf die 16 Gebiete 17 bis 32 wird zufällig bestimmt. Eine Reihenfolge zum Anwenden von Wärme auf 16 Gebiete 33 bis 48 wird dann, wie in Teil (c) von 3 gezeigt, bestimmt. Die Reihenfolge zum Anwenden von Wärme auf die 16 Gebiete 33 bis 48 wird zufällig bestimmt. Zuletzt wird die Reihenfolge zum Anwenden von Wärme auf 16 Gebiete 49 bis 64, wie in Teil (d) von 3 gezeigt, bestimmt. Die Reihenfolge zum Anwenden von Wärme auf die 16 Gebiete 49 bis 64 wird zufällig bestimmt.
Es ist zu beachten, dass das Wärmeeingangsmuster für die aufgeteilten Gebiete durch das Vorliegen oder das Fehlen von Einschränkungen von der Umgebung beeinflusst wird. Beispielsweise liegen bei jedem der in Teilen (a) und (b) von 3 gezeigten 32 Gebiete keine benachbarten Gebiete vor, auf welche Wärme bereits angewendet worden ist, wenn die Wärme auf die 32 Gebiete angewendet wird. Deshalb ist in jedem der in Teilen (a) und (b) von 3 gezeigten 32 Gebiete der Einfluss von Einschränkungen von den Umgebungen, wenn die Wärme angewendet wird, oft gering.
Außerdem liegen z. B. in dem durch 33 angezeigten und in Teil (c) von 3 gezeigten Gebiet drei benachbarte Gebiete vor, auf welche Wärme bereits angewendet worden ist, wenn die Wärme auf das durch 33 angezeigt Gebiet angewendet wird. Deshalb ist in dem durch 33 angezeigten Gebiet ein Einfluss von Einschränkungen von den Umgebungen, wenn die Wärme angewendet wird, oft größer als in jedem der in Teilen (a) und (b) von 3 gezeigten 32 Gebiete. Außerdem liegen z. B. in dem durch 50 angezeigten und in Teil (d) von 3 gezeigten Gebiet vier benachbarte Gebiete vor, auf welche Wärme bereits angewendet worden ist, wenn die Wärme auf das durch 50 angezeigte Gebiet angewendet wird. Deshalb ist in dem durch 50 angezeigten Gebiet ein Einfluss von Einschränkungen von den Umgebungen, wenn die Wärme angewendet wird, oft größer als der in dem durch 33 angezeigten Gebiet.
Wenn ferner die Wärme auf 16 Gebiete einschließlich 17 bis 32 neben den 16 Gebieten einschließlich 1 bis 16, wie in Teil (e) von 3 gezeigt, angewendet wird, dann liegen z. B. in dem durch 18 angezeigten Gebiet zwei benachbarte Gebiete vor, auf welche Wärme bereits angewendet worden ist, wenn die Wärme auf das durch 18 angezeigte Gebiet angewendet wird. Deshalb ist in dem durch 18 angezeigten und in Teil (e) von 3 gezeigten Gebiet ein Einfluss von Einschränkungen von den Umgebungen oft größer, wenn die Wärme zwischen jedem der in Teilen (a) und (b) von 3 gezeigten 32 Gebieten und dem durch 33 angezeigten und in Teil (c) von 3 gezeigten Gebiet angewendet wird.
Allerdings ist das Wärmeeingangsmuster für die aufgeteilten Gebiete nicht auf das in 3 gezeigte und vorstehend beschriebene beschränkt. Beispielsweise kann in dem Wärmeeingangsmuster für die aufgeteilten Gebiete eine Reihenfolge zum Anwenden von Wärme auf jedes Gebiet in allen Zielen, auf welche Wärme angewendet wird, zufällig bestimmt werden.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Informationsverarbeitungsvorrichtung zeigt, welche die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung 100 einer dreidimensionalen Laminierung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung realisiert. Die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 wird unter Verwendung eines in 4 gezeigten allgemeinen Computers 300, welcher z. B. eine Informationsverarbeitungsvorrichtung ist, realisiert. Der Computer 300 umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU: „central processing unit“) 301, einen Schreib-Lesespeicher (RAM: „random access memory“) 302, einen Nur-Lesespeicher (ROM: „read only memory“) 303, eine Speichervorrichtung 304, eine externe Schnittstelle (I/F) 305 und eine Kommunikations-I/F 306.
Die CPU 301 ist eine Berechnungsvorrichtung, die verschiedene Funktionen des Computers 300 realisiert, indem bewirkt wird, dass ein in einem ROM 303, der Speichervorrichtung 304 oder dergleichen gespeichertes Programm oder Daten in einem RAM 302 gespeichert wird, und ein Prozess ausgeführt wird. Der RAM 302 ist ein flüchtiger Speicher, der z. B. als ein Arbeitsgebiet der CPU 301 verwendet wird. Der ROM 303 ist ein nicht-flüchtiger Speicher, der das Programm oder die Daten speichert, sogar wenn eine Energieversorgung ausgeschaltet ist. Die Speichervorrichtung 304 wird durch z. B. ein Festplattenlaufwerk (HDD: „hard disk drive“), ein Festkörperlaufwerk (SSD: „solid state drive“) oder dergleichen realisiert, und speichert ein Betriebssystem (OS: „operation system“), ein Anwendungsprogramm, verschiedene Teile von Daten und dergleichen.
Jede der Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101, der Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102, der Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 und der Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 in der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 wird durch z. B. die CPU 301 realisiert, die ein in der Speichervorrichtung 304 gespeichertes Steuerungsprogramm ausführt.
Eine externe I/F 305 ist eine Schnittstelle zu einer externen Vorrichtung. Ein Beispiel der externen Vorrichtung umfasst ein Aufzeichnungsmedium 307. Der Computer 300 kann ein Lesen von dem und ein Schreiben in das Aufzeichnungsmedium 307 über die externe I/F 305 durchführen. Beispiele des Aufzeichnungsmediums 307 umfassen eine optische Scheibe, eine magnetische Scheibe, eine Speicherkarte, einen USB-Speicher (USB: „universal serial bus“) und dergleichen.
Die Kommunikations-I/F 306 ist eine Schnittstelle, die den Computer 300 mit dem Netzwerk durch eine verdrahtete Kommunikation oder eine drahtlose Kommunikation verbindet. Ein Bus B ist mit jedem der vorstehend beschriebenen Bestandsvorrichtungen verbunden, und verschiedene Steuerungssignale und dergleichen werden zu einer Steuerungsvorrichtung übertragen und von dieser empfangen.
Dann wird der Prozess der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Ein Prozessfluss der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird hier, wie in 5 gezeigt, beschrieben.
Es ist zu beachten, dass gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Abstand von der Oberfläche des Produkts zu jedem durch das Wärmeeingangsmuster angezeigten Gebiet (der Abstand von der Oberfläche des Produkts zu dem Wärmeeingangsabschnitt) die Einschränkungsbedingung darstellt. Eine Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung korrespondierend zu der Einschränkungsbedingung wird durch ein Experiment, eine Simulation oder dergleichen im Voraus erhalten, und sie wird in einer Datentabelle TBL1 einer Speichereinheit (z. B. die Speichervorrichtung 304) aufgezeichnet.
Die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101 empfängt ein aus einer Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten konfiguriertes Wärmeeingangsmuster in einer der durch die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung laminierten Schichten (Schritt S1).
Die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101 überträgt das empfangene Wärmeeingangsmuster an die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102.
Die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 empfängt das Wärmeeingangsmuster von der Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101.
Die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 extrahiert eine Einschränkungsbedingung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis des empfangenen Wärmeeingangsmusters (Schritt S2).
Insbesondere spezifiziert die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 einen Abstand von einer Oberfläche eines Produkts zu jedem durch das Wärmeeingangsmuster angezeigten Gebiet, d. h., ein Abstand von der Oberfläche des Produkts zu jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten.
Die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 überträgt die extrahierte Einschränkungsbedingung (den Abstand von der Oberfläche des Produkts zu jedem durch das Wärmeeingangsmuster angezeigten Gebiet gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung) an die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103.
Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 empfängt die Einschränkungsbedingung von der Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102.
Wenn die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 die Einschränkungsbedingung empfängt, dann liest die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 die Datentabelle TBL1 aus, die eine Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung, die in der Speichereinheit aufgezeichnet ist, anzeigt.
Die Datentabelle TBL1 der Speichereinheit stellt z. B. eine Bedingung dar, die eine Korrespondenzbeziehung zwischen dem Abstand von der Oberfläche des Produkts zu jedem durch das Wärmeeingangsmuster angezeigten Gebiet und der in 6 gezeigten Eigenspannung korrespondierend zu jedem Abstand zu jedem Gebiet anzeigt.
Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 spezifiziert eine Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis der spezifizierten Einschränkungsbedingung und der gelesenen Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung (Schritt S3).
Insbesondere spezifiziert die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 eine Einschränkungsbedingung, die mit der empfangenen Einschränkungsbedingung in der gelesenen Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung übereinstimmt. Insbesondere spezifiziert die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 einen Abstand, der mit dem Abstand von der Oberfläche des Produkts zu jedem durch das Wärmeeingangsmuster angezeigten Gebiet, welches die empfangene Einschränkungsbedingung darstellt, in der gelesenen Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung übereinstimmt. Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 spezifiziert eine Eigenspannung korrespondierend zu dem spezifizierten Abstand in der gelesenen Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung.
Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 überträgt die spezifizierte Eigenspannung an die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104.
Die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 empfängt die Eigenspannung von der Eigenspannungsbestimmungseinheit 103.
Die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 spezifiziert eine thermische Verformung des Produkts auf Basis der empfangenen Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten (Schritt S4).
Insbesondere wendet die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 die empfangene Eigenspannung auf jeden der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten an, und berechnet die thermische Verformung des Produkts unter Verwendung einer Verformung, die durch die angewendete Eigenspannung angezeigt ist, als einen Korrekturwert.
Die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorstehend beschrieben worden. Die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 umfasst die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101, die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102, die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 und die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104. Die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101 empfängt das aus einer Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten in einer der durch die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung laminierten Schichten konfigurierte Wärmeeingangsmuster. Die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 extrahiert die Einschränkungsbedingung in jeder der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis des durch die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101 empfangenen Wärmeeingangsmusters. Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 erhält die Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis der durch die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 extrahierten Einschränkungsbedingung. Die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 erhält die thermische Verformung des Produkts auf Basis der durch die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 erhaltenen Eigenspannung in jeder der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten.
Somit kann die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 z. B. eine thermische Verformungsgröße einer laminierten Struktur einschließlich eines Stützabschnitts in einer kurzen Zeit akkurat bewerten.
<Zweites Ausführungsbeispiel>
Es wird eine Konfiguration eines dreidimensionalen Laminierungssystems einschließlich einer Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Das dreidimensionale Laminierungssystem 1 umfasst eine Datenerzeugungsvorrichtung 10, ein Netzwerk 20 und eine dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30, ähnlich zu der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 umfasst eine Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101, eine Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102, eine Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 und eine Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104.
Im Folgenden wird ein Prozess der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Es wird hier ein Prozessfluss der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, der dem in 5 gezeigten Prozessfluss der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entspricht, beschrieben.
Es ist zu beachten, dass gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Einschränkungsbedingung die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten darstellt, bezüglich welchen Wärme eingegeben worden ist, wenn Wärme in einen Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird. Die Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung korrespondierend zu der Einschränkungsbedingung wird durch ein Experiment, eine Simulation oder dergleichen im Voraus erhalten, und sie wird in einer Datentabelle TBL 2 einer Speichereinheit (z. B. die Speichervorrichtung 304) aufgezeichnet.
Die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101 empfängt ein Wärmeeingangsmuster, das aus einer Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten in einer von Schichten, die durch die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung laminiert sind (Schritt S1), konfiguriert ist.
Die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101 überträgt das empfangene Wärmeeingangsmuster an die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102.
Die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 empfängt das Wärmeeingangsmuster von der Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101.
Die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 extrahiert eine Einschränkungsbedingung in jeder der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis des empfangenen Wärmeeingangsmusters (Schritt S2).
Insbesondere spezifiziert die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, wenn Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird.
Insbesondere wenn z. B. die Reihenfolge zum Eingeben der Wärme in die Wärmeeingangsabschnitte im Voraus bestimmt ist, dann kann die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten spezifizieren, in welche Wärme eingegeben worden ist, unmittelbar bevor die Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird. Wenn ferner z. B. eine Zufallszahl für den Fall akquiriert werden kann, in welchem die Reihenfolge zum Eingeben der Wärme in die Wärmeeingangsabschnitte unter Verwendung der Zufallszahl oder dergleichen zufällig bestimmt ist, dann kann die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten spezifizieren, in welche Wärme eingegeben worden ist, unmittelbar bevor die Wärme in jeden Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird, ähnlich zu dem Fall, in welchem die Reihenfolge zum Eingeben von Wärme in die Wärmeeingangsabschnitte im Voraus bestimmt ist. Obwohl ferner die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 die Zufallszahl nicht akquirieren kann, da kein nahe gelegener Wärmeeingangsabschnitt vorliegt, in welchen die Wärme für die Gebiete 1 bis 16 eingegeben worden ist, wird z. B. für den Fall der in den Teilen (a) bis (d) von 3 gezeigten 8x8-Gebieten die Anzahl 0 von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, allen der Gebiete 1 bis 16 im Voraus ungeachtet einer Wärmeeingangsreihenfolge zugewiesen. Da ferner für die Gebiete 17 bis 32 kein nahe gelegener Wärmeeingangsabschnitt vorliegt, in welchen die Wärme eingegeben worden ist, kann die Anzahl 0 von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, allen Gebieten 17 bis 32 im Voraus ungeachtet einer Wärmeeingangsreihenfolge zugewiesen werden. Ferner beträgt für die Gebiete 33 bis 48 die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche die Wärme für das Gebiet 36 eingegeben worden ist, 2, die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme für die Gebiete 33, 34, 35, 40, 44 und 48 eingegeben worden ist, beträgt 3, und die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme für die Gebiete 37, 38, 39, 41, 42, 43, 45, 46 und 47 eingegeben worden ist, beträgt 4. Deshalb kann z. B. die Anzahl 4 von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, in welchen die Anzahl von Gebieten am Größten ist, unter den Anzahlen 2 bis 4 von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, allen Gebieten 33 bis 48 im Voraus ungeachtet einer Wärmeeingangsreihenfolge zugewiesen werden. Ferner beträgt für die Gebiete 49 bis 64 die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche die Wärme für das Gebiet 61 eingegeben worden ist, 2, die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme für die Gebiete 49, 53, 57, 62, 63 und 64 eingegeben worden ist, beträgt 3, und die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme für die Gebiete 50, 51, 52, 54, 55, 56, 58, 59 und 60 eingegeben worden ist, beträgt 4. Deshalb kann z. B. die Anzahl 4 von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, in welchen die Anzahl von Gebieten am Größten ist, unter den Anzahlen 2 bis 4 von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, allen Gebieten 49 bis 64 im Voraus ungeachtet einer Wärmeeingangsreihenfolge zugewiesen werden. Somit kann die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, im Voraus zugewiesen werden. Ferner kann, wie in dem vorstehenden Beispiel, die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, in welchen die Anzahl von Gebieten am Größten ist, unter den Anzahlen von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, allen Gebieten zugewiesen werden, die Ziele darstellen. Ferner kann der Mittelwert der Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, mit allen Gebieten, die Ziele darstellen, auf eine Ganzzahl gerundet und allen Gebieten zugewiesen werden.
Die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 überträgt die extrahierte Einschränkungsbedingung (die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, wenn Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung) an die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103.
Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 empfängt die Einschränkungsbedingung von der Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102.
Wenn die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 die Einschränkungsbedingung empfängt, dann liest die Einschränkungsbedingung-Bestimmungseinheit 103 die Datentabelle TBL2 aus, die eine Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung, die in der Speichereinheit aufgezeichnet ist, anzeigt.
Die Datentabelle TBL2 der Speichereinheit stellt z. B. eine Bedingung dar, die eine in 7 gezeigte Korrespondenzbeziehung zwischen der Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, wenn die Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird, und der Eigenspannung korrespondierend zu jedem der nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitte anzeigt.
Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 spezifiziert eine Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis der spezifizierten Einschränkungsbedingung und der gelesenen Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung (Schritt S3).
Insbesondere spezifiziert die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 eine Einschränkungsbedingung, die mit der empfangenen Einschränkungsbedingung in der gelesenen Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung übereinstimmt. Insbesondere spezifiziert die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, die mit der Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten übereinstimmt, in welche Wärme eingegeben worden ist, wenn Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird, welches die empfangene Einschränkungsbedingung darstellt, in der gelesenen Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung. Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 spezifiziert eine Eigenspannung korrespondierend zu der spezifizierten Anzahl von Wärmeeingangsabschnitten in der gelesenen Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung.
Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 überträgt die spezifizierte Eigenspannung an die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104.
Die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 empfängt die Eigenspannung von der Eigenspannungsbestimmungseinheit 103.
Die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 spezifiziert eine thermische Verformung des Produkts auf Basis der empfangenen Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten (Schritt S4).
Insbesondere wendet die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 die empfangene Eigenspannung auf jeden der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten an, und berechnet die thermische Verformung des Produkts unter Verwendung einer durch die angewendete Eigenspannung angezeigten Verformung als einen Korrekturwert.
Es ist zu beachten, dass die Einschränkungsbedingung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, wenn Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird, nicht beschränkt ist. Die Einschränkungsbedingung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann z. B. zumindest eines der Anzahl, eines Gebiets und einer Länge der nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitte sein, in welche Wärme eingegeben worden ist, wenn Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird.
Die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorstehend beschrieben worden. Die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 umfasst die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101, die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102, die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 und die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104. Die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101 empfängt das aus der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten in der einen Schicht, die durch die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung laminiert ist, konfigurierte Wärmeeingangsmuster. Die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 extrahiert die Einschränkungsbedingung in jeder der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis des durch die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101 empfangenen Wärmeeingangsmusters. Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 erhält die Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis der durch die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 extrahierten Einschränkungsbedingung. Die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 erhält die thermische Verformung des Produkts auf Basis der durch die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 erhaltenen Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten.
Somit kann die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 z. B. eine thermische Verformungsgröße einer laminierten Struktur, wie etwa einen Stützabschnitt, in einer kurzen Zeit akkurat bewerten.
<Drittes Ausführungsbeispiel>
Es wird eine Konfiguration eines dreidimensionalen Laminierungssystems einschließlich einer Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Das dreidimensionale Laminierungssystem 1 umfasst eine Datenerzeugungsvorrichtung 10, ein Netzwerk 20 und eine dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30, ähnlich zu der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 umfasst eine Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101, eine Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102, eine Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 und eine Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104.
Im Folgenden wird ein Prozess der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Es wird hier ein Prozessfluss der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, der dem in 5 gezeigten Prozessfluss der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entspricht, beschrieben. Es ist zu beachten, dass gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Kombination des Abstands von der Oberfläche des Produkts zu jedem Gebiet, das durch das Wärmeeingangsmuster und die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten angezeigt ist, in welche die Wärme eingegeben worden ist, wenn die Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird, eine Einschränkungsbedingung darstellt. Die Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung korrespondierend zu der Einschränkungsbedingung wird durch ein Experiment, eine Simulation oder dergleichen im Voraus erhalten, und sie wird in einer Datentabelle TBL3 einer Speichereinheit (z. B. die Speichervorrichtung 304) aufgezeichnet.
Die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101 empfängt ein Wärmeeingangsmuster, das aus einer Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten in einer von Schichten konfiguriert ist, die durch die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung laminiert sind (Schritt S1).
Die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101 überträgt das empfangene Wärmeeingangsmuster an die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102.
Die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 empfängt das Wärmeeingangsmuster von der Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101.
Die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 extrahiert eine Einschränkungsbedingung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis des empfangenen Wärmeeingangsmusters (Schritt S2).
Insbesondere spezifiziert die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 die Kombination des Abstands von der Oberfläche des Produkts zu jedem Gebiet, das durch das Wärmeeingangsmuster angezeigt ist und der Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche die Wärme eingegeben worden ist, wenn die Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird.
Die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 überträgt die extrahierte Einschränkungsbedingung (die Kombination des Abstands von der Oberfläche des Produkts zu jedem durch das Wärmeeingangsmuster angezeigten Gebiet und der Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche die Wärme eingegeben worden ist, wenn die Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung) an die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103.
Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 empfängt die Einschränkungsbedingung von der Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102.
Wenn die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 die Einschränkungsbedingung empfängt, dann liest die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 die Datentabelle TBL3 aus, die eine Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung, die in der Speichereinheit aufgezeichnet ist, anzeigt.
Die Datentabelle TBL3 der Speichereinheit stellt z. B. eine Bedingung dar, die eine Korrespondenzbeziehung zwischen der Kombination des Abstands von der Oberfläche des Produkts zu jedem durch das Wärmeeingangsmuster angezeigten Gebiet und der Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche die Wärme eingegeben worden ist, wenn die Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird, und der Eigenspannung korrespondierend zu jeder der in 8 gezeigten Kombinationen anzeigt.
Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 spezifiziert eine Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis der spezifizierten Einschränkungsbedingung und der gelesenen Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung korrespondierend zu der Einschränkungsbedingung (Schritt S3).
Insbesondere spezifiziert die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 eine Einschränkungsbedingung, die mit der empfangenen Einschränkungsbedingung in der gelesenen Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung korrespondierend zu der Einschränkungsbedingung übereinstimmt. Insbesondere spezifiziert die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 eine Kombination, die mit der Kombination des Abstands von der Oberfläche des Produkts zu jedem durch das Wärmeeingangsmuster angezeigten Gebiet und der Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche die Wärme eingegeben worden ist, wenn die Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird, übereinstimmt, was die empfangene Einschränkungsbedingung darstellt, in der gelesenen Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung korrespondierend zu der Einschränkungsbedingung. Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 spezifiziert eine Eigenspannung korrespondierend zu der spezifizierten Kombination in der gelesenen Korrespondenzbeziehung zwischen der Einschränkungsbedingung und der Eigenspannung korrespondierend zu der Einschränkungsbedingung.
Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 überträgt die spezifizierte Eigenspannung an die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104.
Die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 empfängt die Eigenspannung von der Eigenspannungsbestimmungseinheit 103.
Die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 spezifiziert eine thermische Verformung des Produkts auf Basis der empfangenen Eigenspannung in jeder der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten (Schritt S4).
Insbesondere wendet die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 die empfangene Eigenspannung auf jeden der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten an, und berechnet die thermische Verformung des Produkts unter Verwendung einer Verformung, die durch die angewendete Eigenspannung angezeigt ist, als einen Korrekturwert.
Es ist zu beachten, dass die Einschränkungsbedingung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht auf die Kombination des Abstands von der Oberfläche des Produkts zu jedem Gebiet beschränkt ist, das durch das Wärmeeingangsmuster und die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche die Wärme eingegeben worden ist, wenn die Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird, angezeigt ist. Die Einschränkungsbedingung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann z. B. eine Kombination des Abstands von der Oberfläche des Produkts zu jedem durch das Wärmeeingangsmuster angezeigten Gebiet und eines Gebiets von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten sein, in welche die Wärme eingegeben worden ist, wenn die Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird. Ferner kann die Einschränkungsbedingung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung z. B. eine Kombination des Abstands von der Oberfläche des Produkts zu jedem Gebiet sein, das durch das Wärmeeingangsmuster und eine Länge von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten angezeigt ist, in welche die Wärme eingegeben worden ist, wenn die Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird.
Die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorstehend beschrieben worden. Die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 umfasst die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101, die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102, die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 und die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104. Die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101 empfängt das Wärmeeingangsmuster, das aus der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten in der einen von Schichten konfiguriert ist, die durch die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung laminiert sind. Die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 extrahiert die Einschränkungsbedingung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis des durch die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101 empfangenen Wärmeeingangsmusters. Die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 erhält die Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis der durch die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 extrahierten Einschränkungsbedingung. Die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 erhält die thermische Verformung des Produkts auf Basis der durch die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 erhaltenen Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten.
Somit kann die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 z. B. eine thermische Verformungsgröße einer laminierten Struktur, wie etwa einen Stützabschnitt, in einer kurzen Zeit akkurat bewerten.
<Viertes Ausführungsbeispiel>
Es wird eine Konfiguration eines dreidimensionalen Laminierungssystems einschließlich einer Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Ein dreidimensionales Laminierungssystem 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein System, das Formungsdaten im Voraus so korrigiert, dass eine laminierte Struktur (d. h. ein Produkt) nach einer Wärmeeingabe zu einer gewünschten laminierten Struktur auf Basis eines Bewertungsergebnisses einer thermischen Verformungsgröße der laminierten Struktur wird. Das dreidimensionale Laminierungssystem 1 umfasst eine Datenerzeugungsvorrichtung 10, ein Netzwerk 20 und eine dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30 ähnlich zu dem dreidimensionalen Laminierungssystem 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Allerdings umfasst die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100, die in der Datenerzeugungsvorrichtung 10 enthalten ist, ferner eine Formungsdaten-Korrektureinheit 105 zusätzlich zu der Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101, der Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102, der Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 und der Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104, wie in 9 gezeigt.
Die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 korrigiert die Formungsdaten im Voraus, so dass die laminierte Struktur nach einer Wärmeeingabe zu einer laminierten Struktur mit einer gewünschten Form wird, auf Basis der durch die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 spezifizierten Größe einer thermischen Verformung. Insbesondere erweitert die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 die Formungsdaten im Voraus, so dass die laminierte Struktur nach einer Wärmeeingabe zu der laminierten Struktur mit einer gewünschten Form wird, auf Basis der durch die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 spezifizierten Größe einer thermischen Verformung der laminierten Struktur nach einer Wärmeeingabe.
Beispielsweise wird in einer der Vielzahl von Schichten, die durch die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30 laminiert sind, angenommen, dass die Formungsdaten der laminierten Struktur ein Rechteck A ist, und die Form der nach einer Wärmeeingabe zulässigen laminierten Struktur ein Rechteck B ist, wie in 10 gezeigt. Die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 sagt z. B. die Form der laminierten Struktur nach einer Wärmeeingabe auf Basis einer Schrumpfungsgröße der laminierten Struktur aufgrund einer durch die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 spezifizierten Wärme unter Verwendung eines Schwerpunkts O der Formungsdaten der laminierten Struktur vor einer Wärmeeingabe als Referenz der Form in einer Schicht vorher, die ein Ziel darstellt. Die durch die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 für die ein Ziel darstellende Schicht vorhergesagte Form der laminierten Struktur nach einer Wärmeeingabe wird als ein Rechteck C angenommen. Hier ist eine Position B1 einer rechten Seite des Rechtecks B um 5c zu dem Schwerpunkt O relativ zu einer Position A1 einer rechten Seite des Rechtecks A, wie in 10 gezeigt, zulässig. Ferner sagt die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 vorher, dass eine Position C1 einer rechten Seite des Rechtecks C um 5a zu dem Schwerpunkt O relativ zu der Position A1 der rechten Seite des Rechtecks A, wie in 10 gezeigt, schrumpft. In diesem Fall ändert die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 die Position A1 der rechten Seite des Rechtecks A zu einer Position D1 einer rechten Seite eines Rechtecks D, das durch Bewegen der Position A1 der rechten Seite des Rechtecks A um δm(=α(δa-δc)) nach rechts von dem Schwerpunkt O erhalten wird, um dadurch die Form des Rechtecks A, wie in 10 gezeigt, zu ändern. Hier ist α ein Koeffizient und wird durch z. B. eine geformte Form oder eine Genauigkeit von Dimensionen bestimmt. Außerdem ändert die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 Positionen von oberen, linken und unteren Seiten des Rechtecks A ähnlich zu der Position A1 der rechten Seite, um dadurch die Form des Rechtecks A zu ändern.
Im Folgenden wird ein Prozess der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Hier wird ein Prozessfluss der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie in 11 gezeigt, beschrieben, bei welcher angenommen wird, dass die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung 100 einer dreidimensionalen Laminierung die Prozesse von Schritten S1 bis S4, wie in 5 gezeigt, durchführt, um die thermische Verformung des Produkts zu spezifizieren.
Die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 korrigiert die Formungsdaten im Voraus, so dass die laminierte Struktur nach einer Wärmeeingabe zu einer gewünschten laminierten Struktur wird, auf Basis der durch die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 spezifizierten Größe einer thermischen Verformung.
Nach den Prozessen von Schritten S1 bis S4 sagt die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 die Form der laminierten Struktur nach einer Wärmeeingabe auf Basis einer Schrumpfgröße der laminierten Struktur aufgrund einer durch die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 spezifizierten Wärme unter Verwendung des Schwerpunkts O der Formungsdaten der laminierten Struktur vor einer Wärmeeingabe als eine Referenz der Form in der Schicht vorher, die ein Ziel darstellt (Schritt S11). Beispielsweise wird in einer ersten Schicht unter der Vielzahl von Schichten, die durch die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30 laminiert sind, angenommen, dass die Formungsdaten der laminierten Struktur ein Rechteck A darstellen, und die Form der nach einer Wärmeeingabe zulässigen laminierten Struktur ein Rechteck B darstellt, wie in 10 gezeigt. Ferner wird angenommen, dass die Position der rechten Seite des Rechtecks B um 5c zu dem Schwerpunkt O relativ zu der rechten Seite des Rechtecks A, wie in 10 gezeigt, zulässig ist. Die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 sagt die Form der laminierten Struktur nach einer Wärmeeingabe als das in 10 gezeigte Rechteck C auf Basis der Schrumpfgröße der laminierten Struktur aufgrund einer durch die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 spezifizierten Wärme unter Verwendung des Schwerpunkts O der Formungsdaten der laminierten Struktur vor einer Wärmeeingabe als eine Referenz der Form in der ein Ziel darstellenden Schicht vorher. D. h., die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 sagt vorher, dass eine Position der rechten Seite des Rechtecks C um 5a zu dem Schwerpunkt O relativ zu der rechten Seite des Rechtecks A, wie in 10 gezeigt, schrumpft.
Die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 bestimmt, ob die vorhergesagte Form der laminierten Struktur nach einer Wärmeeingabe in einem nach der Wärmeeingabe zulässigen Bereich der Form der laminierten Struktur liegt (Schritt S12).
Wenn die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 bestimmt, dass die vorhergesagte Form der laminierten Struktur nach einer Wärmeeingabe in dem nach einer Wärmeeingabe zulässigen Bereich der Form der laminierten Struktur liegt (JA in Schritt S12), dann bestimmt die Formungsdaten-Korrektureinheit 105, ob eine Schicht, die ein Ziel ist, die letzte aus der Vielzahl von Schichten ist oder nicht, die durch die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30 laminiert sind (Schritt S13).
Wenn die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 bestimmt, dass die ein Ziel darstellende Schicht nicht die letzte aus der Vielzahl von Schichten, die durch die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30 laminiert sind, ist (NEIN in Schritt S13), dann fährt die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 bei einem Prozess für die nächste Schicht fort, die durch die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30 laminiert ist (Schritt S14), und kehrt zu dem Prozess von Schritt S11 zurück.
Wenn ferner die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 bestimmt, dass die ein Ziel darstellende Schicht die letzte Schicht unter der Vielzahl von Schichten, die durch die dreidimensionale Laminierungsvorrichtung 30 laminiert sind, ist (JA in Schritt S13), dann beendet die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 den Prozess.
Wenn ferner die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 bestimmt, dass die vorhergesagte Form der laminierten Struktur nach einer Wärmeeingabe außerhalb eines nach einer Wärmeeingabe zulässigen Bereichs der Form der laminierten Struktur liegt (NEIN in Schritt S12), dann ändert die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 die Formungsdaten, so dass die laminierte Struktur nach einer Wärmeeingabe zu einer gewünschten laminierten Struktur wird, auf Basis der durch die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 spezifizierten Größe der Wärmeverformung der laminierten Struktur nach einer Wärmeeingabe (Schritt S15). Wenn z. B. die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 bestimmt, dass die vorhergesagte Form der laminierten Struktur nach einer Wärmeeingabe außerhalb des nach einer Wärmeeingabe zulässigen Bereichs der Form der laminierten Struktur liegt, dann ändert die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 z. B. die Formungsdaten des Wärmeeingangsabschnitts, so dass die laminierte Struktur nach einer Wärmeeingabe zu einer gewünschten laminierten Struktur wird, auf Basis der durch die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 spezifizierten Größe einer Wärmeverformung der laminierten Struktur nach einer Wärmeeingabe, um dadurch alle Formungsdaten zu einem Rechteck D zu ändern. Die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 kehrt zu dem Prozess nach Schritt S11 zurück. Es ist zu beachten, dass in Schritt S11, nachdem die Formungsdaten geändert worden sind, die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 ein durch die Formungsdaten angezeigtes Gebiet in Schnittpunkte auf einer Go-Platte aufteilt, die dieselbe Größe (z. B. 5 mm²) wie die aufweisen, bevor die Formungsdaten geändert worden sind, und einen Prozess durchführt.
Die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorstehend beschrieben worden. Die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 umfasst die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101, die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102, die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103, die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 und die Formungsdaten-Korrektureinheit 105.
Die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 korrigiert die Formungsdaten im Voraus, so dass die laminierte Struktur nach einer Wärmeeingabe zu einer laminierten Struktur mit einer gewünschten Form wird, auf Basis der durch die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 spezifizierten Größe einer thermischen Verformung.
Somit kann die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung 100 einer dreidimensionalen Laminierung eine Vorbereitung so durchführen, dass die laminierte Struktur nach einer Wärmeeingabe zu der laminierten Struktur mit einer gewünschten Form wird, und eine Fehlerrate von Produkten verringern. Demzufolge können Produkte in einer kurzen Zeit mit geringen Kosten effizient hergestellt werden.
Es ist zu beachten, dass die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß jedem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auch als eine Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung bezeichnet wird.
Es ist zu beachten, dass gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 die Formungsdaten im Voraus in einer Richtung zu jedem von Wärmeeingangsabschnitten erweitern kann, die eine äußere Form der laminierten Struktur in minimalen Einheiten ausbilden, durch welche die Wärmeeingabe von dem Schwerpunkt O der Formungsdaten der laminierten Struktur vor einer Wärmeeingabe gesteuert werden kann, so dass die laminierte Struktur nach einer Wärmeeingabe zu einer gewünschten laminierten Struktur auf Basis der durch die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 spezifizierten Größe einer thermischen Verformung der laminierten Struktur nach einer Wärmeeingabe wird. Ferner kann die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 die äußere Form der laminierten Struktur unter Verwendung von Polarkoordinaten mit dem Schwerpunkt O der Formungsdaten der laminierten Struktur vor einer Wärmeeingabe als Ursprung darstellen und die Formungsdaten korrespondierend zu jedem vorbestimmten Winkel (z. B. ein Grad) in einer normalen Richtung der äußeren Form der laminierten Struktur erweitern, so dass die laminierte Struktur nach einer Wärmeeingabe zu einer gewünschten laminierten Struktur wird, auf Basis der Größe einer durch die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 spezifizierten thermischen Verformung der laminierten Struktur nach einer Wärmeeingabe. Beispielsweise kann die Formungsdaten-Korrektureinheit 105 die äußere Form der laminierten Struktur unter Verwendung von Polarkoordinaten mit dem Schwerpunkt O der Formungsdaten der laminierten Struktur vor einer Wärmeeingabe als Ursprung darstellen und die Formungsdaten der Wärmeeingangsabschnitte korrespondierend zu jedem vorbestimmten Winkel in einer normalen Richtung der äußeren Form der laminierten Struktur erweitern, um dadurch alle Formungsdaten zu ändern, so dass die laminierte Struktur nach einer Wärmeeingabe zu einer gewünschten laminierten Struktur wird, auf Basis der Größe einer durch die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 spezifizierten thermischen Verformung der laminierten Struktur nach einer Wärmeeingabe.
Es ist zu beachten, dass gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die durch die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102 extrahierte Einschränkungsbedingung den Abstand von der Oberfläche des Produkts zu jedem durch das Wärmeeingangsmuster angezeigten Gebiet und die Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche die Wärme eingegeben worden ist, wenn die Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird, darstellt. Außerdem kann die Einschränkungsbedingung zumindest eines der Anzahl, eines Gebiets und einer Länge von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten darstellen, in welche die Wärme eingegeben worden ist, wenn die Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird, oder kann eine Kombination des Abstands von der Oberfläche des Produkts zu jedem durch das Wärmeeingangsmuster angezeigten Gebiet und der Anzahl von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche die Wärme eingegeben worden ist, wenn die Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird, darstellen.
Es ist zu beachten, dass ein Beispiel, in welchem die laminierte Struktur nach einer Wärmeeingabe schrumpft und die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 eine Änderung zum Erweitern des durch die Formungsdaten angezeigten Gebiets durchführt, gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist. Allerdings kann gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die laminierte Struktur nach einer Wärmeeingabe erweitert werden, und die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 kann eine Änderung zum Verringern des durch die Formungsdaten angezeigten Gebiets durchführen.
Es ist zu beachten, dass in der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Einschränkungsbedingung eine Verteilung von Wärme von nahe gelegenen Wärmeeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, umfassen kann, wenn Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird. Die Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit 101, die Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit 102, die Eigenspannungsbestimmungseinheit 103 und die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit 104 der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 kann ferner eine Einschränkungsbedingung der Wärmeverteilung anwenden, um eine thermische Verformung eines Produkts zu erhalten.
Es ist zu beachten, dass die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 gemäß dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gewünschte Daten z. B. durch eine lineare Interpolation interpolieren und den Prozess unter Verwendung der interpolierten Daten durchführen kann, wenn jeder Teil von Daten, die für den Prozess verwendet werden, ein diskreter Wert ist, und kein gewünschter Wert vorliegt.
Es ist zu beachten, dass eine Reihenfolge der Prozesse gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Bereich geändert werden kann, in welchem ein geeigneter Prozess durchgeführt wird.
Jede der Speichereinheiten kann irgendwo in einem Bereich enthalten sein, in welchem eine geeignete Informationsübertragung und -empfang durchgeführt werden. Außerdem kann jede der Speichereinheiten eine Vielzahl von Teilen von in dem Bereich vorliegenden Daten speichern, in welchem die geeignete Informationsübertragung und -empfang auf eine verteilte Weise durchgeführt werden.
Obwohl die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, kann jede der Vorrichtungen der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung 100 und des vorstehend beschriebenen dreidimensionalen Laminierungssystems 1 ein Computersystem umfassen. Die Schritte des vorstehend beschriebenen Prozesses werden in Form eines Programms in einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium gespeichert, und ein Computer liest und führt dieses Programm aus, so dass der vorstehende Prozess durchgeführt wird. Hier bezieht sich das computerlesbare Aufzeichnungsmedium auf eine magnetische Scheibe, eine magneto-optische Scheibe, eine CD-ROM, eine DVD-ROM, einen Halbleiterspeicher oder dergleichen. Außerdem kann ein Computerprogramm zu einem Computer über eine Kommunikationsleitung verteilt werden, und der die Verteilung empfangende Computer kann das Programm ausführen.
Ferner kann das vorstehende Programm einige der vorstehend beschriebenen Funktionen realisieren. Ferner kann das vorstehend beschriebene Programm eine Datei sein, welche die vorstehend beschriebenen Funktionen in Kombination zu einem vorher in einem Computersystem aufgezeichneten Programm realisieren kann, d. h., eine Differenzialdatei (ein Differenzialprogramm) .
Es sind verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben worden, aber diese Ausführungsbeispiele sind Beispiele und beschränken den Umfang der Erfindung nicht. Verschiedene Hinzufügungen, Auslassungen, Ersetzungen und Änderungen können bezüglich dieser Ausführungsbeispiele gemacht werden, ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen.
[Industrielle Anwendbarkeit]
Mit der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann die thermische Verformungsgröße der laminierten Struktur in einer kurzen Zeit akkurat bewertet werden.
Bezugszeichenliste

10:: Datenerzeugungsvorrichtung
20:: Netzwerk
30:: Dreidimensionale Laminierungsvorrichtung
100:: Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung einer dreidimensionalen Laminierung
101:: Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit
102:: Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit
103:: Eigenspannungsbestimmungseinheit
104:: Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit
105:: Formungsdaten-Korrektureinheit
300:: Computer
301:: CPU
302:: RAM
303:: ROM
304:: Speichervorrichtung
305:: Externe I/F
306:: Kommunikations-I/F
307:: Aufzeichnungsmedium

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016251138 [0002]
JP 2005330141 [0004]

Claims

Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung zum Analysieren einer in einem Produkt auftretenden thermischen Verformung, wenn das Produkt durch sequentielles Laminieren von Materialien und Durchführen einer Wärmeeingabe unter Verwendung einer dreidimensionalen Laminierungsvorrichtung hergestellt wird, wobei eine Schicht aus einer Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten, welche Einheiten sind, bei welchen Eingangswärme von der dreidimensionalen Laminierungsvorrichtung empfangen ist, konfiguriert ist, und die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung aufweist: eine Wärmeeingangsmuster-Empfangseinheit, die konfiguriert ist, um ein Wärmeeingangsmuster zu empfangen, das eine Reihenfolge darstellt, in welcher die Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten die Eingangswärme empfangen; eine Einschränkungsbedingung-Extraktionseinheit, die konfiguriert ist, um eine Einschränkungsbedingung in jeder der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis des Wärmeeingangsmusters zu extrahieren; eine Eigenspannungsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis der Einschränkungsbedingung zu erhalten; und eine Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um eine thermische Verformung des Produkts auf Basis der Eigenspannung in jeder der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten zu erhalten.
Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einschränkungsbedingung einen Parameter hinsichtlich eines Abstands von einer Oberfläche umfasst.
Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einschränkungsbedingung zumindest eines von einer Anzahl, einem Gebiet und einer Länge von nahe gelegenen Wärmeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, umfasst, wenn Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird.
Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einschränkungsbedingung eine Verteilung von Wärme von nahe gelegenen Wärmeingangsabschnitten, in welche Wärme eingegeben worden ist, umfasst, wenn Wärme in den Wärmeeingangsabschnitt eingegeben wird.
Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einer Formungsdaten-Korrektureinheit, die konfiguriert ist, um Daten zum Formen des Produkts auf Basis der thermischen Verformung des Produkts, die durch die Thermische-Verformungsgröße-Bestimmungseinheit erhalten sind, zu ändern.
Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Formungsdaten-Korrektureinheit konfiguriert ist, um eine Änderung der Form aufgrund einer thermischen Schrumpfung des Produkts vorherzusagen, und um auf Basis der vorhergesagten Form des Produkts und eines zulässigen Bereichs der Änderung der Form aufgrund der thermischen Schrumpfung des Produkts zu bestimmen, ob eine Änderung der Formungsdaten erforderlich ist oder nicht.
Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Formungsdaten-Korrektureinheit konfiguriert ist, um die Formungsdaten so zu ändern, dass die vorhergesagte Form des Produkts in dem zulässigen Bereich liegt, wenn bestimmt wird, dass die vorhergesagte Form des Produkts außerhalb des zulässigen Bereichs liegt.
Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Formungsdaten-Korrektureinheit konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob eine Korrektur der Formungsdaten für jede der Schichten, auf welcher das Material laminiert ist, erforderlich ist oder nicht.
Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Formungsdaten-Korrektureinheit konfiguriert ist, um die Formungsdaten mit Bezug zu den Wärmeeingangsabschnitten, die minimale Einheiten darstellen, in welchen eine Wärmeeingabe steuerbar ist, zu ändern.
Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei zumindest einer der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten eine äußere Form des Produkts ausbildet.
Dreidimensionales Laminierungssystem, aufweisend: die Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10; und eine dreidimensionale Laminierungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um ein Produkt mit einer dreidimensionalen Form unter Verwendung von Formungsdaten zum Formen des Produkts mit einer dreidimensionalen Form, die auf Basis eines Berechnungsergebnisses der Thermische-Verformungsgröße-Berechnungsvorrichtung erzeugt ist, zu formen.
Dreidimensionales Laminierungsverfahren zum Analysieren einer in einem Produkt auftretenden thermischen Verformung, wenn das Produkt durch sequentielles Laminieren von Materialien und Durchführen einer Wärmeingabe unter Verwendung einer dreidimensionalen Laminierungsvorrichtung hergestellt wird, wobei das dreidimensionale Laminierungsverfahren aufweist: Empfangen eines Wärmeeingangsmusters, das eine Reihenfolge darstellt, in welcher die Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten die Eingangswärme in einer Schicht empfangen, die aus einer Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten konfiguriert ist, welche Einheiten darstellen, in welchen Eingangswärme von der dreidimensionalen Laminierungsvorrichtung empfangen ist; Extrahieren einer Einschränkungsbedingung in jeder der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis des Wärmeeingangsmusters; Erhalten einer Eigenspannung in jeder der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis der Einschränkungsbedingung; und Erhalten einer thermischen Verformung des Produkts auf Basis der Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten.
Programm zum Bewirken, dass ein Computer ein Verfahren zum Analysieren einer in einem Produkt auftretenden thermischen Verformung, wenn das Produkt durch sequentielles Laminieren von Materialien und Durchführen einer Wärmeeingabe unter Verwendung einer dreidimensionalen Laminierungsvorrichtung hergestellt wird, ausführt, wobei das Programm bewirkt, dass der Computer ausführt: Empfangen eines Wärmeeingangsmusters, das eine Reihenfolge darstellt, in welcher die Vielzahl von Wärmeingangsabschnitten die Eingangswärme in einer Schicht, die aus einer Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten konfiguriert ist, welche Einheiten sind, in welchen eine Eingangswärme von der dreidimensionalen Laminierungsvorrichtung empfangen ist, empfangen; Extrahieren einer Einschränkungsbedingung in jeder der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis des Wärmeeingangsmusters ; Erhalten einer Eigenspannung in jeder der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten auf Basis der Einschränkungsbedingung; und Erhalten einer thermischen Verformung des Produkts auf Basis der Eigenspannung in jedem der Vielzahl von Wärmeeingangsabschnitten.