DE112019002366T5 - Resonanzuntersuchung von produktionsgegenständen durch überprüfung von belegprodukten - Google Patents

Resonanzuntersuchung von produktionsgegenständen durch überprüfung von belegprodukten Download PDF

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Abstract

Eine Resonanzuntersuchung von Gegenständen, bei welcher ein Resonanzstandard, mit welchem eine Frequenzantwort des Gegenstandes verglichen wird, zumindest teilweise auf einer Eigenschaft beruht, die aus dem Testen eines Belegproduktes abgeleitet wurde, welcher gemeinsam mit dem Gegenstand hergestellt wurde. Dieser Ansatz ermöglicht es, dass Eigenschaften eines Materials und/oder Herstellungstechnik, die verwendet werden, um den Gegenstand und das Belegprodukt zu produzieren, als Information für den Resonanzstandard für die Verbesserung des Testens verwendet wird. Ansätze werden beschrieben, die sich sowohl auf empirisch abgeleitete Resonanzstandards ebenso wie auf modellbasierte Resonanzstandards beziehen.

Description

  • VERWANDTE ANMELDUNG
  • Die vorliegende PCT-Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Provisional-Application Nr. 62/668,666 , eingereicht am 8. Mai 2018 mit dem Titel „Resonanzuntersuchung von Produktionsgegenständen durch Überprüfung von Belegprodukts, deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme hier aufgenommen wird.
  • GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf die zerstörungsfreie Untersuchung von Gegenständen, und insbesondere auf zerstörungsfreies Testen unter Verwendung von Techniken der Resonanzuntersuchung.
  • HINTERGRUND
  • Die Resonanzuntersuchung (beispielsweise Resonanzultraschallspektroskopie (RUS) oder dergleichen) ist als ein Mittel für das zerstörungsfreie Testen bzw. Überprüfen von Gegenständen vorgeschlagen worden. Die Resonanzuntersuchung umfasst das Anregen eines zu testenden Gegenstandes mit einer Mehrzahl von Eingangsfrequenzen und Messen einer Frequenzantwort des Gegenstandes bei jeder der Eingangsfrequenzen. In einer Resonanzuntersuchung kann die Frequenzantwort des Gegenstandes mit einem Resonanzstandard verglichen werden, um das Gegenstand zu bewerten. Der Referenzstandard kann erzeugt werden auf Basis von gemessenen Frequenzantworten von anderen Gegenständen, die ebenfalls Gegenstand irgendeiner Art von Untersuchung waren (beispielsweise Testen unter Zerstörung nachdem eine Resonanzuntersuchung des Gegenstandes vorgenommen wurde), um zu bestimmen, ob derartige Gegenstände für den Gebrauch „gut“ oder annehmbar waren oder für die Verwendung „schlecht“ oder nicht akzeptabel waren. D.h., die Frequenzantwort bekannter guter und/oder bekannter schlechter Gegenstände kann bestimmt und verwendet werden, um den Resonanzstandard zu erzeugen, mit welchem eine Frequenzantwort eines zu untersuchenden Gegenstandes für die Bewertung des Gegenstandes bzw. Teiles verglichen wird. In anderen Zusammenhängen kann ein Modell eines Gegenstandes erzeugt werden (beispielsweise unter Verwendung einer Software für computergestütztes Design (CAD) oder dergleichen), und das Modell des Gegenstandes kann unter Verwendung von Modellierungstechniken bewertet werden, um eine Frequenzantwort des Modells für gute und/oder schlechte Gegenstände zu erzeugen, welche mit den tatsächlichen Ergebnissen einer Resonanzuntersuchung eines getesteten Gegenstandes für die Bewertung des konkreten (physikalischen) getesteten Gegenstandes verglichen wird. Ein Resonanzstandard kann in jeder Hinsicht analytische Kriterien bereitstellen, um auf diese Weise eine Charakterisierung eines Gegenstandes als entweder ein guter Gegenstand oder ein schlechter Gegenstand zu ermöglichen, und zwar auf Basis eines Vergleiches der Frequenzantwort des Gegenstandes mit dem Resonanzstandard.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • In Anbetracht des Vorstehenden ist zu erkennen, dass früher vorgeschlagene Ansätze für das zerstörungsfreie Überprüfen unter Verwendung von Resonanzuntersuchungen von Gegenständen weiterhin an einer Reihe von Problemen, Nachteilen und Schwierigkeiten leiden, zumindest in gewissen Zusammenhängen. Beispielsweise wird inzwischen anerkannt, dass die Erzeugung eines Resonanzstandards, der bei der Bewertung eines Gegenstandes verwendet werden soll, unter Verwendung einer Resonanzuntersuchung bei einigen Anwendungen Probleme bereiten kann, welche die Effizienz der Resonanzuntersuchung vermindern können. Dementsprechend verwendet die vorliegende Offenbarung das Überprüfen bzw. Testen eines Belegproduktes, welches gemeinsam mit einem Gegenstand hergestellt wird, um einen Resonanzstandard bereitzustellen, der zumindest teilweise auf dem Testen des Belegproduktes beruht.
  • In dieser Hinsicht ist anzuerkennen, dass ein Resonanzstandard, wie er hier beschrieben wird, generell jegliches Kriterium oder jeglicher Parameter sein kann, mit welchem eine Frequenzantwort eines zu untersuchenden Gegenstandes verglichen werden kann, um den Gegenstand für die Charakterisierung oder Klassifizierung des Gegenstandes als gut oder schlecht zu bewerten. Ein Resonanzstandard kann eine Eingangsgröße in einem analytischen Ansatz für den Vergleich einer Frequenzantwort eines Gegenstandes aufweisen, um festzustellen, ob der Gegenstand akzeptabel oder inakzeptabel ist. D.h., ein Sortieralgorithmus kann einen Resonanzstandard als Eingangsgröße für die Verwendung bei der Bestimmung umfassen, ob gemäß dem Sortieralgorithmus der Gegenstand akzeptabel oder inakzeptabel ist. Ein Resonanzstandard kann neben anderen Möglichkeiten auf Basis eines empirischen Ansatzes oder eines modellbasierten Ansatzes entwickelt werden. Beide dieser Ansätze werden beschrieben und sind hier impliziert. Darüber hinaus kann ein Resonanzstandard Daten für eine Bestätigung oder eine Verneinung haben. D.h., ein Resonanzstandard kann Kriterien haben, welche gute Gegenstände derart definieren, dass, falls die Frequenzantwort eines Gegenstandes mit den Kriterien für gut übereinstimmt, der Gegenstand als gut eingeordnet werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann ein Resonanzstandard Kriterien haben, die schlechte Gegenstände definieren, sodass dann, wenn die Frequenzantwort eines Gegenstandes mit den Kriterien für schlecht übereinstimmt, der Gegenstand als schlecht eingeordnet werden kann.
  • Wie oben generell beschrieben, umfasst ein Ansatz für die Erzeugung eines Resonanzstandards einen empirischen Ansatzpunkt. Ein empirischer Ansatz kann das Erfassen von Daten der Frequenzantwort von einer statistisch signifikanten Mehrzahl von Gegenständen umfassen, sodass der Resonanzstandard erzeugt wird auf der Basis der gemessenen Frequenzantwort von Gegenständen, welche die Vielzahl bzw. den Satz von Gegenständen umfassen. Alternativ sind auch modellbasierte Ansätze vorgeschlagen worden. Bei einem modellbasierten Ansatz wird ein mittels Computerunterstützung entworfenes (CAD-) Modell eines Gegenstandes erzeugt und es können Ansätze einer Computermodellierung angewendet werden, um einen Resonanzstandard des Modells abzuleiten. Jeder dieser Ansätze leidet an speziellen Schwierigkeiten und Nachteilen, wie oben beschrieben.
  • Beispielsweise ist ein empirisch abgeleiteter Resonanzstandard, der auf Basis des Überprüfens des Satzes von Gegenständen erzeugt wird, um Frequenzantworten von bekannten guten und/oder bekannten schlechten Gegenständen zu messen, aufgrund von Kosten und erforderlicher Zeit für das Testen der erforderlichen statistisch signifikanten Anzahl von Gegenständen, welche den Satz von Gegenständen umfasst, nicht geeignet oder nicht durchführbar sein. Wie man erkennt, umfasst das Testen bzw. Überprüfen des Satzes von Gegenständen sowohl eine Resonanzuntersuchung als auch ein alternatives Testen (beispielsweise unter Zerstörung), um eine ausreichende Information für die Erzeugung eines Resonanzstandards auf der Basis der gemessenen Frequenzantworten zu sammeln. Wie man weiterhin erkennt, kann das Erzeugen eines Resonanzstandards statistische Methoden für die Analyse der Frequenzantwortdaten verwenden. Weiterhin kann ein statistisch signifikanter Satz zu testender Gegenstände erforderlich sein. Insoweit können unter Berücksichtigung der relativ gro-ßen Zahl von Gegenständen, die getestet werden müssten, die Kosten und die Zeit, die für einen solchen Ansatz erforderlich sind, praktische Grenzen für einen gegebenen Gegenstand überschreiten. Dies kann insbesondere für Gegenstände der Fall sein, die in sehr geringen Stückzahlen hergestellt werden.
  • Weiterhin könnte der empirische Ansatz für die Erzeugung eines Resonanzstandards relativ homogene Materialeigenschaften für Rohmaterialien voraussetzen, die für die Herstellung der Gegenstände und/oder für fertige Gegenstände verwendet werden. Beispielsweise können bei der traditionellen Herstellung von Gegenständen bekannte Herstellungstechniken für Rohmaterialien angewendet werden, die gute bekannte und homogene Materialeigenschaften haben, sodass man davon ausgehen kann, dass ein aus solchen Rohmaterialien hergestellter Gegenstand auch vorhersagbare Materialeigenschaften haben wird. Es werden jedoch zunehmend mehr Techniken der additiven Herstellung (AM = additive manufacturing) verwendet, um Gegenstände herzustellen. Im Zusammenhang mit AM können die Materialeigenschaften für einen Gegenstand auf Basis einer Anzahl von Variablen variieren, die sich auf den AM-Prozess beziehen, einschließlich der verwendeten Rohmaterialien, der Eigenschaften eines AM-Werkzeuges, welches für die Herstellung des Gegenstandes verwendet wird, und/unter Berücksichtigung von Berechnungsaspekten, welche die Maschinenbefehle betreffen, die für ein AM-Werkzeug bereitgestellt werden, neben einer Vielzahl von anderen Variablen. Kurz gesagt ist die Vorhersagbarkeit und/oder Homogenität von Gegenständen, die durch AM hergestellt werden, möglicherweise nicht dieselbe wie für Gegenstände, die mit traditionellen Herstellungstechniken produziert werden. Des Weiteren ist die Annahme hinsichtlich der Anwendbarkeit von Daten, die sich auf einen Satz von Gegenständen beziehen, und eines zu untersuchenden Gegenstandes nicht hinreichend genau, um Gegenstände, die durch AM hergestellt werden, zu bewerten.
  • Darüber hinaus kann die Verwendung eines modellbasierten Ansatzes für die Erzeugung eines Resonanzstandards auch für das Erreichen einer hinreichender Genauigkeit anspruchsvoll sein, um einen gültigen Resonanzstandard bereitzustellen, mit welchem ein konkreter physikalischer Gegenstand in bestimmten Zusammenhängen verglichen wird. Gegenstände, die einfache Geometrien haben, können für die Verwendung von relativ gut verstandenen analytischen Modellen zulässig sein, jedoch sind diese aufgrund von Geometrieerfordernissen von Gegenständen kaum praktikabel, welche typischerweise komplexer sind als die Geometrien, welche durch einfache Modelle beschrieben werden können. Dementsprechend kann ein Modell eines Gegenstandes (beispielsweise ein digitales Modell, welches durch ein CAD-Programm erzeugt wurde) erzeugt werden, um eine modellgemäße Frequenzantwort eines Gegenstandes zu bestimmen. In diesem Fall können selbst Gegenstände, die eine komplexe Geometrie haben, unter Verwendung einer Computeranalyse des digitalen Modells modelliert werden (beispielsweise mittels einer Finite-Elemente-Analyse, die eine Eigenwertanalyse umfasst). Das Modell geometrisch genau zu machen, ist üblicherweise unkompliziert, die Komplexität tritt jedoch auf, wenn man sicherstellen möchte, dass ein Finite-Elemente-Gitter, welches in einer Finite-Elemente-Analyse verwendet wird, fein genug ist, um eine hinreichende Genauigkeit zu erreichen. Darüber hinaus sind, wenn das in einer solchen Analyse verwendete Gitternetz feiner wird, größere Rechnerkapazitäten erforderlich, um die Analyse durchzuführen. Demnach bedeutet die Verwendung einer Finite-Elemente-Analyse für die Durchführung einer Eigenwertanalyse für die Vorhersage der Modellierung einer Frequenzantwort ein Abwägen zwischen Zeit und Rechnerressourcen auf der einen Seite und Genauigkeit auf der anderen.
  • Schließlich können auch andere Aspekte der Finite-Elemente-Analyse von digitalen Modellen, die für die Modellierung oder die Vorhersage einer Frequenzantwort des Gegenstandes relevant sind, zu messen und/oder relativ variabel sein. Auch hier können insbesondere im Zusammenhang mit Gegenständen, die durch AM hergestellt werden, die Materialeigenschaften, Abmessungen und andere Variablen weniger vorhersagbar sein, als bei der traditionellen Herstellung. Einige der Modellparameter, die die Eigenwertanalyse beeinflussen können und mit einem digitalen Modell eines Gegenstandes ausgeführt werden, können Materialeigenschaften, Maßabweichungen innerhalb von Toleranzgrenzen, die Homogenität und Spannungszustände umfassen. Dementsprechend sind, wie oben beschrieben, während Materialeigenschaften und/oder andere Parameter für traditionelle Materialien sehr gut dokumentiert sein mögen, diese Parameter für Gegenstände, die durch AM hergestellt werden, selbst wenn sie dieselbe Chemie wie herkömmliche Aufbereitungen haben, weniger gut charakterisiert.
  • In Anbetracht der vorstehenden Herausforderungen, die hier in Bezug auf vorgeschlagene Ansätze für die Resonanzuntersuchung benannt wurden, hebt die vorliegende Offenbarung generell die Verwendung eines Belegproduktes in Verbindung mit einer Resonanzuntersuchung eines Gegenstandes hervor, um zumindest teilweise ein verbessertes Testen des Gegenstandes mittels Resonanzuntersuchung zu ermöglichen. Ein Belegprodukt bezieht sich auf einen Aufbau, der gleichzeitig mit einem zu untersuchenden Gegenstand hergestellt wird. In dieser Hinsicht kann das Belegprodukt unter Verwendung derselben Rohmaterialien, Werkzeuge und/oder Prozessvariablen wie das zu untersuchende Gegenstand hergestellt werden. Dementsprechend umfasst die vorliegende Offenbarung allgemein das Überprüfen bzw. Testen eines Belegprodukts, um Eigenschaften abzuleiten, die sowohl dem Belegprodukt als auch dem zu untersuchenden Gegenstand gemeinsam sind. Diese Eigenschaften können sowohl das Belegprodukt als auch der Gegenstand gemeinsam aufweisen und sie können Materialeigenschaften umfassen, können in Bezug auf einen Resonanzstandard verwendet werden, mit welchem ein Gegenstand unter Verwendung der Resonanzuntersuchung bewertet wird. Beispielsweise kann der Resonanzstandard zumindest teilweise auf Basis der Eigenschaften erzeugt werden, die aus der Untersuchung des Belegprodukts abgeleitet werden oder es kann ein vorliegender Resonanzstandard in Anbetracht der Eigenschaft, die aus der Untersuchung des Belegprodukts abgeleitet wurden, modifiziert werden. Wie unten noch genauer beschrieben wird, kann das Überprüfen eines Belegprodukts für die Bestimmung von Eigenschaften, welche einen Resonanzstandard betreffen, in Verbindung mit Resonanzstandards verwendet werden, die auf der Basis eines der oben beschriebenen Ansätze für das Untersuchen eines Satzes von Gegenständen oder unter Verwendung eines modellbasierten Ansatzes erzeugt werden.
  • Dementsprechend bezieht sich ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung auf ein Verfahren zum Durchführen einer Resonanzuntersuchung eines Gegenstandes. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Belegproduktes, das gemeinsam mit einem zu untersuchenden Gegenstand hergestellt wird. Insbesondere weisen das Belegprodukt und auch der Gegenstand ein Material auf, aus welchem sowohl das Belegprodukt als auch der Gegenstand hergestellt wurde. Wie oben beschrieben und unter der Voraussetzung, dass der Gegenstand und auch das Belegprodukt aus demselben Material gemeinsam hergestellt wurden, kann als sicher angenommen werden, dass der Gegenstand und auch das Belegprodukt ähnliche, wenn nicht identische Eigenschaften aufweisen.
  • Das Verfahren kann auch das Testen des Belegproduktes umfassen, um eine Eigenschaft des Materials zu bestimmen. Wie unten noch genauer beschrieben wird, kann die Eigenschaft des Materials aus einer oder mehreren Materialeigenschaften bestehen, die beispielsweise einen Elastizitätsmodul (Young'schen Modul), ein Poisson-Verhältnis, oder irgendeine andere geeignete Materialeigenschaft umfassen.
  • Das Verfahren umfasst weiterhin das Ausführen einer Resonanzuntersuchung des Gegenstandes. Die Resonanzuntersuchung umfasst das Anregen des Gegenstandes bei einer Mehrzahl von Eingangsfrequenzen und das Empfangen einer Frequenzantwort des Gegenstandes bei jeder der Mehrzahl von Eingangsfrequenzen. Das Verfahren umfasst außerdem das Vergleichen der Frequenzantwort des Gegenstandes mit einem Resonanzstandard. Der Resonanzstandard beruht zumindest teilweise auf der Eigenschaft des Materials wie sie durch Testen des Belegproduktes bestimmt wurde. Insoweit umfasst das Verfahren auf Basis des Vergleichs das Charakterisieren des Gegenstandes als akzeptabel oder als inakzeptabel.
  • Eine Anzahl von Verfeinerungen von Merkmalen und zusätzlichen Merkmalen sind auf den ersten Aspekt anwendbar. Diese Merkmalsverfeinerungen und zusätzlichen Merkmale können individuell oder in jeglicher Kombination verwendet werden. Insoweit kann jedes der folgenden Merkmale, die diskutiert werden, möglicherweise aber nicht notwendigerweise mit jeglichen anderen Merkmalen oder Kombinationen von Merkmalen des ersten Aspektes verwendet werden.
  • Beispielsweise können in einer Ausführungsform der Gegenstand und das Belegprodukt unter Verwendung eines AM-Verfahrens gemeinsam hergestellt werden. Das AM-Verfahren kann irgendein geeignetes AM-Verfahren umfassen, welches - ohne Beschränkung - das Bindemittelstrahlen (binder jetting), die gerichtete Energieabscheidung, Materialextrusion, Materialabstrahlung, Pulverbettverschmelzung, Bahnenlaminierung oder ein VAT-Photopolymerisationsverfahren umfassen, jeweils ohne Einschränkung. In einer speziellen Ausführungsform kann das AM-Verfahren ein direktes Sintern von Metall mittels Laser (DMLS) aufweisen, bei welchem unter Verwendung eines computergesteuerten Lasers Metallpulver selektiv gesintert wird, um aufeinander folgende Schichten eines Gegenstandes aufzubauen.
  • Das Belegprodukt, der gemäß dem Verfahren der ersten Ausführungsform überprüft wird, kann irgendeine aus einer Anzahl verschiedener Formen annehmen. Beispielsweise kann das Belegprodukt ein speziell hergestellter Aufbau sein, der als Belegprodukt dient. Alternativ kann im Zusammenhang mit der gruppenweisen Herstellung von Gegenständen, irgendein gegebener aus diesen Gegenständen der Gruppe verwendet werden (z.B. geopfert werden) als ein Belegprodukt. In letzterer Hinsicht kann das Belegprodukt ein weiterer Gegenstand sein, der gemeinsam mit dem Gegenstand hergestellt wurde. Insbesondere kann dieses weitere Produkt auf Basis einer nominellen Spezifizierung hergestellt werden, die es mit dem Gegenstand gemeinsam hat. D.h., dasjenige Teil, welches als Belegprodukt dient, kann ein Teil bzw. Gegenstand sein, der mit derselben nominellen Spezifizierung hergestellt wird, wie der zu untersuchende Gegenstand. Die nominelle Spezifizierung kann eine Spezifizierung hinsichtlich der Maße des Gegenstandes, des Verfahrens der Herstellung, der Toleranzen, der Geometrie oder irgendeiner anderen geeigneten und spezifizierten Eigenschaft des Gegenstandes oder des Verfahrens zum Herstellen des Gegenstandes sein.
  • Alternativ weist das Belegprodukt eine Form auf, die sich von der des Gegenstandes unterscheidet. Beispielsweise kann das Belegprodukt eine relativ einfache Geometrie haben. Dies kann dazu beitragen, die Materialeigenschaften des Belegproduktes auf der Basis einer Resonanzuntersuchung des Belegproduktes abzuleiten. Beispielsweise kann das Belegprodukt ein einfacher, gerader Zylinder oder ein einfaches Parallelepiped sein. Solche Geometrien ermöglichen, dass Materialeigenschaften aus der Frequenzantwort des Belegproduktes abgeleitet oder umgerechnet werden unter Verwendung bekannter Beziehungen zwischen der Frequenzantwort solcher einfachen Formen und der Eigenschaft des Materials, welche bestimmt werden soll. Derartige Geometrien können üblicherweise verwendete Formen für das Testen unter Zerstörung (beispielsweise mittels eines Zugspannungstestes) umfassen.
  • Wie oben beschrieben, kann zusätzlich zu der Eigenschaft des Materials, aus welchem der Gegenstand und das Belegprodukt hergestellt sind, eine Anzahl weiterer Eigenschaften des Gegenstandes die Anwendbarkeit eines Resonanzstandards für den Gegenstand beeinflussen. Diese anderen Gegenstandseigenschaften können bestimmt (beispielsweise gemessen) werden, um die Erzeugung oder Modifizierung eines Resonanzstandards zu unterstützen, um eine tiefere und/oder genauere Bewertung des Gegenstandes bereitzustellen. In einer Ausführungsform kann dies das Messen zumindest eines Gegenstandsmaßes umfassen, sodass der Resonanzstandard zumindest teilweise auf zumindest einer Abmessung beruht. Wie man erkennt, kann, während ein Gegenstand entsprechend einer nominellen Spezifizierung, welche gewünschte Abmessungen umfasst, entworfen und hergestellt werden kann, der tatsächliche physikalische Gegenstand, der durch ein Herstellungsverfahren erzeugt wird, bezüglich der nominellen Spezifizierung Variationen aufweisen. Diese Variationen können hinnehmbar sein, solange sie innerhalb eines akzeptablen Toleranzbereiches liegen, die Variation kann aber dennoch hinreichend signifikant sein, um die Frequenzantwort des Gegenstandes zu beeinflussen. Demzufolge kann das genaue Messen der tatsächlichen Abmessungen des zu testenden Gegenstandes ermöglichen, dass diese Abmessungen als eine Basis für einen Resonanzstandard des Gegenstandes verwendet werden. Eine Anzahl von Einrichtungen zum Messen von tatsächlichen Abmessungen des Gegenstandes einschließlich von Ansätzen durch physikalische Messung und/oder digitales Abtasten des Gegenstandes sind hier mitgedacht. In letzterer Hinsicht kann das Messen das Scannen des Gegenstandes unter Verwendung eines dreidimensionalen Scanners aufweisen. Das Messen kann das Scannen des Gegenstandes unter Verwendung eines 3D-Scanners mit Streifenprojektion umfassen. Der 3D-Scanner mit Streifenprojektionen kann mindestens eine Weißlichtabtastung oder eine Blaulichtabtastung oder beide aufweisen.
  • Eine weitere Eigenschaft des Gegenstandes, die verwendet werden kann, um einen Resonanzstandard für einen Gegenstand zu verfeinern, kann den Spannungszustand des Gegenstandes umfassen. In dieser Hinsicht kann das Verfahren das Messen eines Spannungszustandes des Gegenstandes derart umfassen, dass der Resonanzstandard zumindest teilweise auf dem Spannungszustand beruht. Das Messen des Spannungszustandes kann eine Untersuchung des Gegenstandes mittels Röntgenstrahlung umfassen.
  • Wie oben beschrieben, kann das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt für die Bewertung eines einzelnen Gegenstandes oder einer Mehrzahl von Gegenständen verwendet werden. In Bezug auf die Verwendung des Verfahrens nach dem ersten Aspekt für die Bewertung einer Mehrzahl von Gegenständen kann es sein, dass das Belegprodukt gemeinsam mit jedem der zu untersuchenden Gegenstände hergestellt wird. Beispielsweise kann die Mehrzahl von zu untersuchenden Gegenständen ein Teil eines Satzes von Gegenständen sein, mit welchen das Belegprodukt ebenfalls hergestellt wurde. In dieser Hinsicht können die Schritte des Durchführens, Vergleichens und der Charakterisierung gemäß dem Verfahren für eine Mehrzahl von Gegenständen wiederholt werden, die alle gemeinsam aus dem Material hergestellt wurden. Insoweit kann das Verfahren mit einer Mehrzahl von Gegenständen durchgeführt werden, die alle in einer gemeinsamen Gruppe hergestellt wurden wie auch der Gegenstand und das Belegprodukt. Die Mehrzahl von Gegenständen kann alle in der gemeinsamen Gruppe hergestellten Gegenstände umfassen.
  • Wie oben erwähnt, kann das Verfahren nach dem ersten Aspekt unabhängig von der Art und Weise, wie der Resonanzstandard abgeleitet wird, angewendet werden. Dementsprechend kann der Resonanzstandard des Verfahrens nach dem ersten Aspekt aus einem empirischen Ansatz abgeleitet werden, welcher das Testen bzw. Untersuchen eines Satzes von Gegenständen aufweist oder auf einem Modell beruht. In Bezug auf den modellbasierten Ansatz kann der Resonanzstandard zumindest teilweise auf Basis eines durch einen Computer erzeugten dreidimensionalen digitalen Modells des Gegenstandes erzeugt werden, welcher die Eigenschaft des Materials aufweist, wie sie durch das Untersuchen bzw. Testen bestimmt wurde. Insoweit kann eine Finite-Elemente-Analyse (beispielsweise eine Eigenwertanalyse) mit dem digitalen Modell durchgeführt werden, um eine Resonanzantwort eines Modells des Gegenstandes zu erzeugen. Der Resonanzstandard kann zumindest teilweise auf der Resonanzantwort des Modells des Gegenstandes beruhen. In dieser Hinsicht kann der Resonanzstandard ein Fenster von akzeptablen Resonanzantworten umfassen, welches relativ zu der Modellantwort definiert wird, die durch die Finite-Elemente-Analyse des digitalen Modells bereitgestellt wird. Das Fenster akzeptabler Resonanzantworten kann auf Basis von Modellantworten einer Mehrzahl von Variationen zumindest einer der Eigenschaften des Materials oder der zumindest einen Abmessung innerhalb eines vorbestimmten Bereiches relativ zu dem digitalen Modell erzeugt werden.
  • Darüber hinaus kann die Verwendung des modellbasierten Ansatzes für die Entwicklung eines Resonanzstandards das Modellieren der Frequenzantwort eines guten Gegenstandes oder das Modellieren der Frequenzantwort eines schlechten Gegenstandes umfassen. In dieser Hinsicht kann der Resonanzstandard auf einer Modellantwort des digitalen Modells beruhen, welches zumindest einen Mangel aufweist. Dementsprechend kann, falls die Frequenzantwort des Gegenstandes, der überprüft wird, mit der modellierten Frequenzantwort eines fehlerhaften Gegenstandes übereinstimmt, der Gegenstand als fehlerhaft charakterisiert werden. Dementsprechend kann der Gegenstand auf Basis einer Übereinstimmung zwischen der Frequenzantwort des Gegenstandes und der Modellantwort des digitalen Modells, welches zumindest einen Mangel hat, als mangelhaft charakterisiert werden. D.h., der Resonanzstandard bei dem Vergleich einer Frequenzantwort eines in der Untersuchung befindlichen Gegenstandes Frequenzantworten guter und/oder schlechter Gegenstände verwenden wie oben beschrieben.
  • Als eine Alternative zu dem modellbasierten Ansatz kann der Resonanzstandard in einem empirischen Ansatz erzeugt werden, bei welchem der Resonanzstandard zumindest teilweise auf Resonanzuntersuchungsergebnissen für eine Mehrzahl von anderen getesteten Gegenständen beruht. Die zumindest eine Materialeigenschaft, die durch das Testen des Belegproduktes bestimmt wird, kann die Mehrzahl getesteter Gegenstände auf einen Teilsatz von Gegenständen reduzieren , die der zumindest einen Materialeigenschaft entsprechende Materialeigenschaften haben. Der Resonanzstandard kann daher auf Resonanzuntersuchungsergebnissen für den Teilsatz der getesteten Gegenstände beruhen.
  • In einer Ausführungsform kann die Resonanzuntersuchung des Gegenstandes vor dem Abschluss der Herstellung des Gegenstandes erfolgen. Dies kann insbesondere für die AM (additive Herstellung) eines Gegenstandes gelten, bei welcher der Gegenstand durch Hinzufügung von Schichten des Gegenstandes hergestellt wird. In dieser Hinsicht kann der Resonanzstandard auf teilweise fertiggestellte Gegenstände angewendet werden. Wenn der Gegenstand vor der Vollendung bewertet wird, kann die fortgesetzte Herstellung des Gegenstandes abgebrochen oder modifiziert werden auf Basis der Resonanzuntersuchung eines fertigen Gegenstands. In dieser Hinsicht können der Resonanzstandard und die Resonanzbewertung den Gegenstand ebenso wie eine Aufbauplattform umfassen. D.h., das gesamte Herstellungssystem kann modelliert werden, um festzustellen, ob ein Gegenstand, welcher in der Herstellung (d.h. noch nicht fertiggestellt) ist, ein akzeptabler oder ein nicht akzeptabler Gegenstand ist.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann die Art und Weise, in welcher das Belegprodukt getestet wird, um eine Eigenschaft des Materials zu bestimmen, variieren. Beispielsweise kann das Belegprodukt einem Testen unter Zerstörung ausgesetzt werden, um die Materialeigenschaft festzustellen. Alternativ kann der Test eine Resonanzuntersuchung des Belegproduktes aufweisen. Insoweit kann das Verfahren das Ausführen der Resonanzuntersuchung des Belegproduktes umfassen, um die Eigenschaft des Materials zu messen.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Resonanzstandards für die Bewertung zumindest eines Gegenstandes unter Verwendung einer Resonanzuntersuchung des zumindest einen Gegenstandes. Das Verfahren umfasst das Modellieren des zu untersuchenden Gegenstandes unter Verwendung einer nominellen Spezifizierung des Gegenstandes. Die Modellierung erzeugt ein mittels Computer erzeugtes dreidimensionales digitales Modell des Gegenstandes auf der Basis der nominellen Spezifizierung. Das Verfahren umfasst auch das Erfassen zumindest einer Eigenschaft eines Materials, aus welchem der Gegenstand hergestellt ist, wobei die Eigenschaft des Materials in das digitale Modell eingegeben wird, wobei die Materialeigenschaft aus dem Testen eines Belegproduktes abgeleitet wird, der gleichzeitig mit dem Gegenstand hergestellt wurde. Weiterhin umfasst das Verfahren das Durchführen einer Finite-Elemente-Analyse des digitalen Modells auf der Basis der Eigenschaft, um eine modellierte Resonanzantwort des Gegenstandes zu erzeugen, wie er in Form des digitalen Modells hergestellt wurde. Das Verfahren umfasst auch das Erzeugen eines Resonanzstandards für den Gegenstand auf Basis der Finite-Elemente-Analyse des digitalen Modells.
  • Eine Anzahl von Verfeinerungen von Merkmalen und zusätzliche Merkmale sind für den zweiten Aspekt anwendbar. Diese Merkmalsverfeinerungen und zusätzliche Merkmale können individuell oder in irgendeiner Kombination verwendet werden. Insoweit könnte jedes der folgenden Merkmale, die erläutert werden, verwendet werden ohne irgendein weiteres Merkmal oder eine Kombination von Merkmalen des zweiten Aspektes, ohne dass dies jedoch erforderlich ist.
  • Beispielsweise kann der Resonanzstandard ein Fenster akzeptabler Resonanzantworten umfassen, welches relativ zu der Modellantwort definiert ist, welche durch die Finite-Elemente-Analyse des digitalen Modells bereitgestellt wird. D.h., während die Eigenwertanalyse des digitalen Modells eine definierte Frequenzantwort des Modells liefert, könnte der Resonanzstandard, der durch das Verfahren erzeugt wird, nicht akzeptable Bereiche umfassen, die einen gewissen Betrag an Variationen relativ zu der modellierten Frequenzantwort erlauben. Die Entwicklung dieser Bereiche kann die Variation eines Modells durch akzeptable Parameterbereiche umfassen, welche sich auf Materialeigenschaften, Abmessungen der Gegenstände, Mängel oder dergleichen beziehen.
  • In einer Ausführungsform kann die Eigenschaft des Materials auf einem Test eines Belegproduktes beruhen, welcher gemeinsam mit dem Gegenstand hergestellt wurde und das Material aufweist, aus welchem auch der Gegenstand hergestellt wurde. Der Test kann eine Resonanzuntersuchung des Belegproduktes einschließen. In dieser Hinsicht kann das Verfahren das Durchführen der Resonanzuntersuchung des Belegproduktes umfassen, um die Eigenschaft des Materials zu messen.
  • In einer Ausführungsform kann es auch vorteilhaft sein, für das digitale Modell eine Eingangsgröße bereitzustellen, die sich auf eine oder mehrere genaue Abmessungen des zu testenden physikalischen Gegenstandes bezieht. Wie oben erläutert, kann der tatsächliche physikalische Gegenstand, der getestet werden soll, gegenüber der normalen Spezifikation, die in dem digitalen Modell enthalten ist, variieren (beispielsweise aufgrund von Toleranzen oder dergleichen). In dieser Hinsicht kann das Bereitstellen der tatsächlichen Werte für einen Gegenstand zu einer genaueren modellierten Frequenzantwort führen, als wenn man sich einfach auf die normale Spezifikation des Gegenstandes verlässt. In dieser Hinsicht kann das Verfahren das Aufnehmen zumindest eines Maßes des Gegenstandes, wie es hergestellt wurde, umfassen, wobei das Maß verwendet wird, um ein entsprechendes nominelles Maß gemäß der nominellen Spezifikation des Gegenstandes zu verfeinern. In einer Ausführungsform kann das Maß des Gegenstandes unter Verwendung eines dreidimensionalen Scanners bestimmt werden, um das Maß des Gegenstands zu messen. Der dreidimensionale Scanner kann 3D-Scanner mit Streifenlichtprojektion umfassen, welcher zumindest entweder eine Weißlichtabtastung oder eine Blaulichtabtastung oder beides verwendet. Dementsprechend kann das Verfahren das Messen eines Maßes des Gegenstandes unter Verwendung eines 3D-Scanners mit Streifenlichtprojektion umfassen.
  • Weiterhin kann es in einer Ausführungsform vorteilhaft sein, einen gemessenen Spannungszustand eines hergestellten Gegenstandes als Eingangsgröße für das digitale Modell bereitzustellen, um eine genauere vorhergesagte Frequenzantwort zu erhalten. In dieser Hinsicht kann das Verfahren das Aufnehmen von Informationen über den Spannungszustand in Bezug auf den Gegenstand, wie er hergestellt wurde, enthalten, wobei die Information über den Spannungszustand in das digitale Modell eingegeben wird. Die Information über den Spannungszustand kann an dem Gegenstand unter Verwendung einer Röntgenuntersuchung des Gegenstandes gemessen werden. Insoweit kann das Verfahren das Messen der Information über den Spannungszustand des Gegenstandes umfassen.
  • Zusätzlich kann das Verfahren das Durchführen einer Resonanzuntersuchung des Gegenstandes umfassen. Die Resonanzuntersuchung kann das Anregen des Gegenstandes bei einer Mehrzahl von Eingangsfrequenzen und das Erhalten bzw. Empfangen einer Frequenzantwort des Gegenstandes bei jeder der Mehrzahl von Eingangsfrequenzen umfassen. Zusätzlich kann das Verfahren das Vergleichen der Frequenzantwort des Gegenstandes mit dem Resonanzstandard und das Charakterisieren des Gegenstandes als akzeptabel oder inakzeptabel umfassen, basierend auf dem Vergleich. Das Testen des Gegenstandes kann bei der Herstellung erfolgen, sodass der Gegenstand in Verbindung mit dem Herstellungsverfahren charakterisiert werden kann. Das Testen und die Bewertung der Gegenstände kann mit allen Gegenständen, welche durch ein Verfahren hergestellt werden, ausgeführt werden. Darüber hinaus kann das Testen bei der Produktion erfolgen oder durch Testen derart, dass man eine unmittelbare Antwort der Eigenschaften der produzierten Gegenstände erhält.
  • In einer Ausführungsform kann der Gegenstand unter Verwendung einer Technik der additiven Herstellung hergestellt werden. In dieser Ausführungsform kann die nominelle Spezifikation derjenigen eines anderen Gegenstandes entsprechen, welcher unter Verwendung einer Herstellungstechnik hergestellt wurde, die keine additive Herstellung ist und die Charakterisierung kann die Feststellung umfassen, ob der Gegenstand im Ergebnis dem anderen Gegenstand entspricht. Beispielsweise kann der Gegenstand ein Austauschteil für einen anderen Gegenstand sein. D.h., der Gegenstand kann einem Austauschteil entsprechen, bei welchem die nominelle Spezifikation sich auf den Gegenstand bezieht, der zu ersetzen ist. Insoweit kann der Resonanzstandard verwendet werden, um den Gegenstand, welches hergestellt wird, zu bewerten, um festzustellen, ob der Gegenstand ein akzeptables Austauschteil ist.
  • Weiterhin kann das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt die Verwendung des Resonanzstandards in der Bewertung der Herstellungstechniken umfassen. Beispielsweise können verschiedene Herstellungstechniken verwendet werden, um Gegenstände gemäß einer üblichen nominellen Spezifikation herzustellen. Andererseits können die Gegenstände relativ zu dem Resonanzstandard bewertet werden, sodass die Herstellungstechnik, die zu dem Gegenstand gehört und welche dem Resonanzstandard am besten entspricht, identifiziert werden kann. In dieser Hinsicht kann das Verfahren das Erhalten eines ersten Gegenstandes und eines zweiten Gegenstandes beinhalten, die jeweils entsprechend der nominellen Spezifikation hergestellt wurden, welche dem digitalen Modell entspricht. Der erste Gegenstand kann durch ein erstes Herstellungsverfahren hergestellt werden und der zweite Gegenstand kann durch ein zweites Herstellungsverfahren hergestellt werden. Demnach kann das Verfahren die Durchführung einer Resonanzuntersuchung des ersten Gegenstandes umfassen. Die Resonanzuntersuchung kann das Anregen des ersten Gegenstandes bei einer Mehrzahl von Eingangsfrequenzen und das Erhalten einer ersten Frequenzantwort des ersten Gegenstandes bei jeder der Mehrzahl von Eingangsfrequenzen umfassen. Darüber hinaus kann das Verfahren das Durchführen der Resonanzuntersuchung des Gegenstandes unter Anregung des zweiten Gegenstandes bei der Mehrzahl von Eingangsfrequenzen und Erhalten einer zweiten Frequenzantwort des zweiten Gegenstandes bei der Mehrzahl von Eingangsfrequenzen umfassen. Das Verfahren kann das Vergleichen der ersten Frequenzantwort und der zweiten Frequenzantwort gegenüber dem Resonanzstandard umfassen, um festzustellen, ob einer der ersten oder zweiten Gegenstände eine Frequenzantwort aufweist, die der Resonanzantwort des Modells, welche dem Resonanzstandard entspricht, am ähnlichsten ist. Demnach kann das Verfahren das Identifizieren des ersten Herstellverfahrens oder des zweiten Herstellverfahrens für die Herstellung von zusätzlichen Gegenständen umfassen basierend darauf, ob die erste Frequenzantwort oder die zweite Frequenzantwort der Modellresonanzantwort, welche dem Resonanzstandard entspricht, am ähnlichsten ist.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Resonanzuntersuchungswerkzeuges.
    • 2 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm des Resonanzuntersuchungswerkzeuges nach 1.
    • 3 ist ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Resonanzuntersuchungswerkzeuges.
    • 4 zeigt verschiedene Resonanzuntersuchungsergebnisse von Gegenständen, die in der Bibliothek enthalten sein können, welche durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug gemäß 3 verwendet wird.
    • 5 ist eine Ausführungsform eines Resonanzuntersuchungsprotokolls, welches durch ein Resonanzuntersuchungswerkzeug verwendet werden könnte.
    • 6 ist eine Ausführungsform eines Sortierprotokolls für Gegenstände im Betrieb, welches durch ein Untersuchungswerkzeug verwendet werden kann.
    • 7 ist eine Ausführungsform eines Sortierprotokolls für neue Produktionsgegenstände, die von einem Resonanzuntersuchungswerkzeug verwendet werden kann
    • 8 ist eine Ausführungsform eines AM-Systems, welches zur Herstellung von Gegenständen verwendet werden kann.
    • 9 ist eine Ausführungsform einer Aufbauplattform eines AM-Systems, welche einen Gegenstand und ein Belegprodukt hat, die darauf hergestellt werden.
    • 10 ist eine Ausführungsform einer Aufbauplattform eines AM-Systems, welche eine Mehrzahl von Gegenständen und ein Belegprodukt hat, welche durch das AM-System als Einsatz hergestellt werden.
    • 11 ist eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Bewertung eines Gegenstandes unter Verwendung eines Resonanzstandards, der zumindest teilweise auf einer Untersuchung eines Belegproduktes beruht, welches dem Gegenstand entspricht.
    • 12 ist eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Bewertung von Gegenständen unter Verwendung eines Resonanzstandards, der zumindest teilweise auf einer Untersuchung eines Belegproduktes beruht, welches dem Gegenstand entspricht, wobei der Resonanzstandard auf der Basis einer Analyse eines digitalen Modells des Gegenstandes erzeugt wird.
    • 13 ist eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Bewertung von Gegenständen unter Verwendung eines Resonanzstandards, der zumindest teilweise auf einer Untersuchung des Belegproduktes beruht, welches dem Gegenstand entspricht, wobei der Resonanzstandard auf Basis von Frequenzantwortdaten erzeugt wird, die von einem Satz bzw. einer Mehrzahl von Gegenständen erhalten wurden.
    • 14 und 15 zeigen Kurven, welche Frequenzantwortdaten für einen Satz von Gegenständen zeigen, die relativ zu Materialeigenschaften dargestellt sind, um eine Einengung bezüglich des Satzes von Gegenständen zu ermöglichen, der verwendet wird, um einen Resonanzstandard auf der Basis der Eigenschaft zu erzeugen, welche durch Bewertung eines Belegproduktes bestimmt wird.
    • 16 ist eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Bewertung verschiedener AM-Verfahren, welche verwendet werden, um Gegenstände gemäß einer nominellen Spezifikation herzustellen.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Auch wenn die Erfindung verschiedene Modifikationen und alternative Formen annehmen kann, sind hier spezielle Ausführungsformen derselben beispielhaft in den Figuren dargestellt und werden hier genauer beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die besondere offenbarte Form zu beschränken, sondern stattdessen soll die Erfindung alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abdecken, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen, wie er durch die Ansprüche definiert ist.
  • Auf Basis der folgenden Erläuterung ist zu erkennen, dass die vorliegende Offenbarung allgemein das Durchführen einer Resonanzuntersuchung einer oder mehrerer Komponenten bilden kann. Dementsprechend ist eine Ausführungsform eines Resonanzuntersuchungswerkzeuges oder -systems (beispielsweise zum Durchführen einer Resonanz-Ultraschallspektroskopiemessung mit einer Mehrzahl von Sensoren) in den 1 und 2 dargestellt und durch die Bezugszahl 5 wiedergegeben. Auch wenn dies nicht die einzigen Mittel zum Durchführen einer Resonanzuntersuchung sind, kann die Beschreibung des Resonanzuntersuchungswerkzeuges, wie es hier beschrieben wird, verwendet werden, um eine Resonanzuntersuchung durchzuführen. Das Resonanzuntersuchungswerkzeug 5 umfasst einen Computer 10, der die Steuerung eines Synthesizers (Frequenzgenerators) 12 bietet und eines Analog-/Digitalwandlers 11 für jeden Dateneingangskanal, der an jeden Empfangs- oder Antwortwandler 22, 24 des Resonanzuntersuchungswerkzeuges 5 angeschlossen ist. Der Wandler 22 hat einen Ausgang auf der Leitung 31, während der Wandler 24 einen Ausgang auf der Leitung 25 hat. Der Synthesizer (bzw. Frequenzgenerator) 12 kann einen Frequenzbereich von 0-20 MHZ oder mehr aufweisen. Der Synthesizer 12 liefert zwei Ausgänge, die bei der Frequenz F1 am Ausgang 14 und an einem zweiten Ausgang mit der Frequenz F2 an Leitung 16 liegen. In einer Ausführungsform ist die Frequenz F2 entweder F1 plus eine konstante Frequenz, wie z.B. 1000 HZ für einen heterodynen Betrieb des Empfängers, oder bei F1 einen homodynen Betrieb. Ein erster Wandler 18 (beispielsweise der Eingangs- oder Treiberwandler) wird durch den Synthesizer 12 bei der Frequenz F1 angeregt. Der Wandler 18 liefert eine Schwingung (beispielsweise Ultraschall) für ein Objekt 20, das durch Resonanzuntersuchung untersucht bzw. getestet werden soll.
  • Die Reaktion bzw. Antwort des Objektes 20 wird dann von zwei getrennten Ausgangswandlern 22 und 24 empfangen. Die Schaltung von dem Ausgangswandler 22 und dem A/D-Wandler 11 kann mit dem Schaltkreis zwischen dem Ausgangswandler 24 und dem A/D-Wandler 11 identisch sein. Aus diesem Grund wird nur der Schaltkreis zwischen dem Ausgangswandler 22 und dem A/D Wandler 11 im Folgenden erläutert. Jedes Mal, wenn ein (x1) Verstärker 26 mit dem Ausgangswandler 22 verbunden wird, wird Strom an den Transformator 28 geliefert und es folgt eine Rückkopplung bzw. Rückantwort 27.
  • Der Ausgang des Wandlers 22 ist mit einem Empfänger 41 (2) verbunden. Der Empfänger 41 wird für den Zweck verwendet, eine Verstärkung und Rauschunterdrückung in dem Schaltkreis zwischen dem Ausgangswandler 22 und dem A/D-Wandler 11 bereitzustellen. Der Ausgang A (Leitung 40) wird auf den A/D-Wandler 11 in dem Computer 10 gegeben. Der A/D-Wandler 1 stellt für jede der Leitungen 14 und 42 eine A/D-Wandlung bereit. Die umgewandelte Information wird dann in eine Datei eingegeben, die in einer Ausführungsform aus der gemessenen Frequenz, der Amplitude A, der Amplitude B, der Amplitude A+B und/oder der Amplitude von A-B besteht. Diese Datei wird dann für die weitere Analyse des Spektrums verwendet, um Eigenschaften eines Objektes 20, welches getestet wird, zu bestimmen. In dieser Hinsicht kann die Datei die Frequenzantwort des Objektes 20 aufweisen.
  • Jedes Mal (x1) liefert der Verstärker 26 eine Rückkopplung an eine innere Koaxialkabelabschirmung 30, welche die Leitung von dem Wandler 22 zu dem Verstärker 26 umgibt. Die Abschirmung 30 ist eine weitere geerdete Abschirmung, die auch für Rauschunterdrückung verwendet werden kann. Das äußere umgebende Koaxialkabel ist in 1 nicht dargestellt. Wenn die Leitung 31 kurz ist, kann die Abschirmung 30 fortgelassen werden, weil die Kapazitäten nicht allzu groß ist. Der Zweck der inneren Abschirmung 30 besteht darin, eine Auslöschung der Kapazität der Leitung 31 zu bewirken.
  • Der Wandler 28 kann ein 4:1 -Abwärtswandler sein, welcher verwendet wird für die Impedanzanpassung an den Eingang des Verstärker 32. In dieser Hinsicht sollte darauf hingewiesen werden, dass die Ausgangsimpedanz des Verstärkers 26 wesentlich kleiner sein kann als die Ausgangsimpedanz des Wandlers 22. Dies liefert die Leistungsverstärkung und die notwendige Rückkopplung an die Abschirmung 30. Der Verstärker 32 kann einen Verstärkungsfaktor von 100:1 bzw. eine Verstärkung von 40 db aufweisen. Andere Verstärkungsfaktoren können zweckmäßig sein. Der Verstärker 26 kann ein Breitbandverstärker sein, der einen Bandpass in der Größenordnung von 50 MHZ hat.
  • Der Mischer 34 hat ein Ausgangssignal (beispielsweise ein 1 KHZ-Signal) mit einer Größe, die proportional zu der Größe der Frequenz F1 ist, welche von dem Synthesizer 12 auf der Leitung 14 bereitgestellt wird. Die Funktion des Synthesizers 12 besteht darin, eine punktweise Multiplikation momentaner Werte von Eingangsgrößen auf den Leitungen 16 und 33 bereitzustellen. Der Mischer 34 hat ebenfalls viele Hochfrequenzausgangskomponenten, die hier nicht von Interesse sind. Die Hochfrequenzkomponenten werden daher durch den Tiefpassfilter 38 ausgefiltert, der über die Leitung 36 mit dem Mischer 34 verbunden ist. Der Filter 38 dient zum Reinigen bzw. Glätten des Signals von dem Mischer 34 und liefert eine Spannung auf Leitung 40, die nur dem Ausgangssignal bei einer Amplitude entspricht, die proportional zu der Amplitude des Ausgangs 31 des Wandlers ist.
  • Die Betriebsweise des Resonanzuntersuchungswerkzeuges 5 wird in Bezug auf die Messschritte, welche durch die Messung des Ausgangs entweder des Wandlers 22 oder des Wandlers 24 durchgeführt werden, welche durch den Computer 10 gesteuert werden. Ein Messzyklus kann ausgelöst werden und liefert die Initialisierung für die Frequenz F und die gewünschte Frequenzstufe. Die Frequenzstufe kann Hz oder irgendeine andere Frequenz sein, die für die Messung ausgewählt wird. Auch wenn eine konstante Frequenzstufe verwendet werden kann, kann die Frequenzstufe durch irgendeinen geeigneten Algorithmus festgelegt werden. In einer Ausführungsform wird die Frequenzstufe festgelegt, indem die Startfrequenz und die Stoppfrequenz festgelegt wird und der Frequenzunterschied durch die Anzahl von Stufen dividiert wird, welche für die Messung erwünscht sind. In jedem Fall ist der Synthesizer 12 dafür ausgelegt, eine Mehrzahl von Eingangs- oder Treiberfrequenzen für den Wandler 18 bereitzustellen.
  • Sobald ein Signal von dem Empfänger (d.h. eine Ausgangsgröße auf der Leitung 33) aufgenommen wird, kann eine Pause für eine Ringverzögerung bereitgestellt werden. Die Pause für eine Ringverzögerung kann in der Größenordnung von 30 ms sein, auch wenn andere Verzögerungen verwendet werden können, falls das im Test befindliche Objekt 20 Resonanzen hat, die schmaler als wenige Hertz sind. Der Zweck der Pause liegt darin, dem Gegenstand bzw. dem Objekt 20 die Gelegenheit zu geben, in Reaktion auf eine konstante Eingangsgröße von dem Wandler 18 eine Größe im stationären Zustand zu erreichen. Die Pausenzeit ist die Zeit, nachdem die Frequenz angelegt wurde und bis zum Auslösen der Erfassung.
  • Nachdem die Ringverzögerung abgeschlossen ist, stellt der Anallog-zu-Digital-Wandler 11 eine Ausgangsgröße bereit, die durch den die Daten aufzeichnenden Computer verwendet werden kann. Der Ausgang der A/D-Wandlung wird dann durch den Computer 10 in eine Datei geschrieben für den Zweck der Analyse der Daten durch ein weiteres Programm. Daten, welche die einzigartige Signatur oder Charakterisierung des Objektes aufweisen (d.h. die Frequenzantwort des Objektes 20) werden in die Datei geschrieben, wie sie erzeugt wurde. Sobald Information in die Datei eingegeben wurde, kann eine nachfolgende Verarbeitung verwendet werden, um eine Signatur oder Charakterisierung des Objektes 20 zu erzeugen, wie z.B. die Resonanzgrößen, Summe der Resonanzgrößen, die Differenz der Resonanzgrößen oder andere Verarbeitungen der Mehrkanal-Mehrfrequenzmessung, die verwendet wird, um die einzigartige Signatur des Objektes 20 zu erhalten. Die Größe bzw. Magnitude der Ausgangswerte kann für jede Sensorposition für jede Resonanzfrequenz verglichen werden.
  • Eine weitere Ausführungsform eines Resonanzuntersuchungswerkzeuges oder -systems ist in 3 dargestellt und mit der Bezugszahl 100 bezeichnet. Das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 kann verwendet werden, um einen Gegenstand bzw. einen Gegenstand im Test (TUT) 120 zu beurteilen. Dieser Gegenstand 120 kann in einer Halterung 119 auf irgendeine geeignete Art und Weise für die Durchführung einer Resonanzuntersuchung gehalten werden.
  • Das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 umfasst einen Signalgenerator 102 von irgendeinem geeigneten Typ, zumindest einen Wandler (z.B. den Wandler 104) und einen Computer 108. Der Wandler 104 kann irgendein geeigneter Typ sein. In einer Ausführungsform steht der Wandler 104 während der Ausführung der Untersuchung des Gegenstandes 120 durchgehend in körperlichem Kontakt mit dem Gegenstand 120, und in diesem Fall kann er als ein Teil der Halterung 119 für den Gegenstand 120 bezeichnet werden. Eine weitere Ausführungsform hält den Wandler 104 während der Durchführung der Resonanzuntersuchung des Gegenstandes 120 durchgehend im Abstand zu dem Gegenstand 120 (beispielsweise einen Laser, wie einen Nd:YAG Laser, TEA CO2 Laser, Excimer Laser oder Diodenlaser).
  • Der Computer 108 kann das umfassen, was man als ein Resonanzbeurteilungsmodul 110 bezeichnen könnte. Generell kann das Resonanzbeurteilungsmodul 110 so ausgestaltet sein, dass es die Ergebnisse einer Resonanzuntersuchung bewertet, beispielsweise für den Zweck, dass bestimmt wird, ob der Gegenstand 120 akzeptiert werden sollte oder durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 zurückgewiesen werden sollte, Bestimmen ob der Gegenstand 120 in einem Zustand am Ende seiner Lebensdauer ist, oder dergleichen. Wenn ein Gegenstand 120 durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 „akzeptiert“ wird, kann dies bedeuten, dass das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 festgestellt hat, dass der Gegenstand 120 in Betrieb genommen werden kann (beispielsweise für seinen vorgesehenen Zweck verwendet werden kann und/oder entsprechend seiner Auslegungsspezifikationen verwendet werden kann). Solch ein Gegenstand 120 kann durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 als „gut“ oder „akzeptabel“ gekennzeichnet werden. In einer Ausführungsform bedeutet ein Gegenstand 120, welcher durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 akzeptiert wurde, dass das Werkzeug 100 festgestellt hat, dass der Gegenstand 120 frei von Mängeln ist, sich nicht am Ende seiner Lebensdauer befindet bzw. nicht verschlissen ist, normal gealtert ist, oder irgendeine Kombination hieraus. Wenn ein Gegenstand 120 durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 „zurückgewiesen“ wird, bedeutet dies, dass das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 festgestellt hat, dass der Gegenstand 120 nicht in Gebrauch bzw. nicht in Betrieb genommen werden sollte (d.h. nicht für seinen vorgesehenen Zweck verwendet werden oder nicht mehr entsprechend seiner Auslegungsspezifikationen verwendet werden sollte). In einer Ausführungsform bedeutet, wenn ein Gegenstand 21 durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 zurückgewiesen wurde, dass das Werkzeug 100 festgestellt hat, dass der Gegenstand 120 zumindest einen Mangel aufweist, sich in der Nähe seines Lebensdauerzustandes befindet, ungewöhnlich gealtert ist, oder irgendeine Kombination daraus. Ein solcher Gegenstand kann als „schlecht“ oder „inakzeptabel“ gekennzeichnet werden. Ein Gegenstand 120, welcher durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 analysiert oder beurteilt wird, kann irgendeine geeignete Größe, Form, Ausgestaltung, Typ, und/oder Klasse haben.
  • Der Signalgenerator 102 erzeugt Signale, die für die Übermittlung an den Gegenstand 120 auf irgendeine geeignete Art und Weise (beispielsweise durch körperlichen Kontakt zwischen Wandler 104 und dem Gegenstand 120, durch einen Raum zwischen dem Wandler 104 und dem Gegenstand 120) an den Wandler 104 gerichtet werden. Signale, die von dem Signalgenerator 102 für den Wandler 104 vorgesehen sind, werden verwendet, um den Gegenstand 120 mechanisch zu erregen bzw. anzuregen (beispielsweise um Energie auf den Gegenstand 120 aufzubringen, um eine Schwingung bzw. ein Vibrieren zu induzieren). Mehrere Frequenzen können über den Wandler 104 auf irgendeine geeignete Art und Weise in den Gegenstand 120 eingespeist werden. Dies kann als ein „Durchlaufen“ durch einen Bereich von Frequenzen bezeichnet werden, die jeweils in den Gegenstand 120 eingegeben bzw. auf diesen aufgebracht werden, und dieses kann für Zwecke der Untersuchung durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 auf irgendeine geeignete Art und Weise geschehen. Irgendeine geeignete Anzahl/Bereich von Frequenzen kann verwendet werden und irgendein geeigneter Weg des Durchlaufens einer Mehrzahl von Frequenzen (beispielsweise durch einen Frequenzbereich) kann durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 verwendet werden.
  • In einer Ausführungsform wird der zumindest eine Wandler 106 in der Resonanzuntersuchung des Gegenstandes 21 unter Verwendung des Resonanzuntersuchungswerkzeuges 100 nach 3 verwendet, einschließlich der Situation, in welcher zwei Wandler 106 verwendet werden (beispielsweise gemäß der Ausführungsform der 1 und 2, die oben erwähnt wurden). Jeder der Wandler 106, ebenso wie der Eingangs- oder Treiberwandler 104 kann mit dem Gegenstand 120 in körperlichem Kontakt stehen. Dies kann in der Weise erfolgen, dass der Gegenstand 120 in der Tat vollständig von dem Wandler 104 und irgendwelchen zusätzlichen Wandlern 106 getragen bzw. gehaltert wird (beispielsweise können der Treiberwandler 104 und einer oder mehrere Empfangswandler 106 die Halterung 119 definieren). Jeder Wandler 106, der durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 verwendet wird, wird so verwendet, dass er die Frequenzantwort des Gegenstandes 120 auf die Frequenzeingaben in den Gegenstand 120 durch den Treiberwandler erfasst werden und daher kann jeder Wandler 106 als ein Ausgang oder als Empfangswandler 106 bezeichnet werden.
  • Einer oder mehrere Wandler 106, die durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 verwendet werden, können während der Resonanzuntersuchung durchgehend in körperlichem Kontakt mit dem Gegenstand 120 gehalten werden. Eine weitere Option besteht darin, dass einer oder mehrere Wandler 106 während der Resonanzuntersuchung durchgehend in Abstand zu dem Gegenstand 120 gehalten werden. Ein Wandler 106 in der Form eines Lasers kann während der gesamten Resonanzuntersuchung im Abstand zu dem Gegenstand gehalten werden und kann verwendet werden, eine Frequenzantwort des Gegenstandes 120 zu erhalten. Beispielhafte Laser, die durch das Resonanzuntersuchungssystem 100 als ein Wandler 106 verwendet werden könnten, umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein: Nd:YAG Laser, TEA CO2 Laser, Excimer Laser oder Diodenlaser. In einer Ausführungsform wird die Frequenzantwort des Gegenstandes 120 durch eine Laservibrationsmessung erfasst, indem zumindest ein Wandler 106 verwendet wird. Ein gegebener Wandler 106 in der Form eines Lasers kann Resonanzdaten des Gegenstandes 120 von einem einzelnen Punkt erfassen, oder ein gegebener Wandler 106 in der Form eines Lasers könnte Resonanzdaten von dem Gegenstand 120 erfassen, indem der Laser über mehrere Punkte auf dem Gegenstand 120 abtastet.
  • Eine weitere Ausführungsform des Resonanzuntersuchungswerkzeuges 100 gemäß 3 verwendet nur einen Wandler 104. D.h., dabei werden keine zusätzlichen Wandler 106 durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 verwendet, und daher ist der Wandler 106 in 3 durch gestrichelte Linien wiedergegeben. In diesem Fall wird der Wandler 104 verwendet, um ein Treibersignal in den Gegenstand 120 einzugeben (beispielsweise den Gegenstand 120 mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Frequenzen anzuregen) und wird auch verwendet, um die Frequenzantwort des Gegenstandes 120 auf diese Eingangstreiberfrequenzen zu erfassen. Beispielhafte Konfigurationen für diese Treiber/Empfänger-Wandlerkonfiguration 104 schließen ohne Beschränkung Piezokeramik, Piezoverbundkörper, piezoelektrische Quarzkristalle und andere elektromechanische Materialien ein.
  • In der oben erwähnten Treiber/Empfänger-Wandlerkonfiguration 106 kann ein erstes Treibersignal bei einer ersten Frequenz (von dem Signalgenerator 102) durch den Wandler 104 auf den Gegenstand 120 übertragen werden, wobei die Übertragung dieses ersten Treibersignals beendet werden und dann der Wandler 104 verwendet werden kann, um eine erste Frequenzantwort des Gegenstandes 120 auf dieses erste Treibersignal zu erfassen (einschließlich der Situation, in welcher ein Treibersignal noch auf den Gegenstand 120 übertragen wird). Der Signalgenerator 102 kann auch verwendet werden, um ein zweites Treibersignal bei einer zweiten Frequenz auf den Wandler 104 zu übertragen, welcher wiederum das zweite Treibersignal auf den Gegenstand 120 überträgt, wobei die Übertragung dieses zweiten Treibersignals beendet werden kann und der Wandler 104 dann erneut verwendet werden kann, um eine zweite Frequenzantwort des Gegenstandes 120 auf dieses zweite Treibersignal zu erfassen (einschließlich der Situation, während der ein Treibersignal noch auf den Gegenstand 120 übertragen wird). Dies kann mit irgendeiner geeigneten Anzahl von Wiederholungen und irgendeiner geeigneten Anzahl von Frequenzen und Frequenzwerten erfolgen. Eines oder mehrere Treibersignale können von dem Signalgenerator 102 und dem Wandler 104 in einer Folge auf den Gegenstand 120 übertragen werden, eines oder mehrere Treibersignale können durch den Signalgenerator 102 und den Wandler 104 gleichzeitig auf den Gegenstand 120 übertragen werden, oder es kann irgendeine Kombination aus dem Vorstehenden erfolgen.
  • Die Frequenzantwort des Gegenstandes 120 wird an den Computer 180 des Resonanzuntersuchungswerkzeuges 100 nach 3 übermittelt. Dieser Computer 108 kann irgendein geeigneter Typ sein oder eine geeignete Ausgestaltung haben und wird durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 verwendet, um den Gegenstand 120 zumindest in irgendeiner Art und Weise zu bewerten (beispielsweise um festzustellen, ob der Gegenstand 120 akzeptiert oder zurückgewiesen werden soll). Generell wird der Gegenstand 120 durch den Wandler 104 mit einem vorbestimmten Signal (Signalen) in Vibration versetzt und der Gegenstand 120 wird bewertet aufgrund der resultierenden Vibrationsantwort (beispielsweise des gesamten Körpers) des Gegenstandes 120. Beispielsweise kann diese Bewertung die Beurteilung des Gegenstandes 120 hinsichtlich eines oder mehrerer Mängel unterschiedlicher Arten, die Beurteilung, ob der Gegenstand 120 an oder in der Nähe seiner Nutzungsdauer ist, die Beurteilung, ob der Gegenstand an sich normal oder anomal gealtert ist, oder irgendeine Kombination dieser Beurteilungen umfassen.
  • Der Computer 108 kann das oben erwähnten Resonanzbeurteilungsmodul 110 aufweisen und verwenden, um die Antwort des Gegenstandes 120 auf eine Resonanzuntersuchung zu bewerten. Das Resonanzbeurteilungsmodul 110 kann irgendeine geeignete Ausgestaltung haben und kann in irgendeiner geeigneten Art und Weise implementiert sein. In einer Ausführungsform umfasst das Resonanzbeurteilungsmodul 110 zumindest eine Sortierlogik 112 für neue Produktionsgegenstände (beispielsweise eine Logik, die dafür ausgelegt ist, festzustellen, ob neu produzierte Gegenstände akzeptiert oder zurückgewiesen werden), zumindest eine Sortierlogik 114 für Gegenstände im Betrieb (beispielsweise eine Logik, die dafür ausgelegt ist festzustellen, ob im Betrieb befindliche Gegenstände akzeptabel sind oder zurückgewiesen werden sollten), zusammen mit einem oder mehreren Prozessoren 116 irgendeiner geeigneten Art und welche in irgendeiner geeigneten Verarbeitungsarchitektur implementiert sein könnten. Die Beurteilung der Antwort bzw. Reaktion des Gegenstandes 120 auf die Eingangstreibersignale kann den Vergleich dieser Antwort mit einer Bibliothek 118 umfassen, die von dem Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 verwendet wird. Diese Bibliothek 118 kann auf einem computerlesbaren Speichermedium irgendeiner geeigneten Art oder Arten gespeichert sein, einschließlich durch Verwendung eines oder mehrerer Datenspeichergeräte irgendeines geeigneten Typs und unter Verwendung irgendeiner geeigneten Datenspeicherarchitektur, ohne hierauf beschränkt zu sein. Die Bibliothek 118 kann einen Resonanzstandard für einen Gegenstand aufweisen, der in irgendeiner geeigneten Art und Weise erzeugt werden kann, einschließlich des Testens eines Satzes von Gegenständen mithilfe eines modellbasierten Ansatzes, wie oben beschrieben.
  • Die Bibliothek 118 des Resonanzuntersuchungswerkzeuges 100 kann verschiedene Typen von Resonanzuntersuchungsergebnissen umfassen, um zu ermöglichen, dass das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 den Gegenstand 120 beurteilt. Generell werden die Resonanzuntersuchungsergebnisse von dem Gegenstand 120 mit Daten in der Bibliothek 118 von zumindest einem anderen Gegenstand verglichen, welcher in einer oder mehrfacher Hinsicht derselbe wie der Gegenstand 120 ist (beispielsweise wird ein Gegenstand 120 in der Form eines Turbinenblattes mit Turbinenblattdaten in der Bibliothek verglichen; ein Gegenstand 120 in der Form eines Turbinenblattes wird nicht mit Daten zu einem Kugellager in der Bibliothek 118 verglichen). Repräsentative Resonanzuntersuchungsergebnisse sind in 4 dargestellt und sind von einer Art, dass sie in der Bibliothek 118 enthalten sein könnten. Die drei Spektren 122, die in 4 dargestellt sind, repräsentieren die Frequenzantwort eines neu hergestellten Gegenstandes 120 auf die Eingangsfrequenz, und ob dieser neu hergestellte Gegenstand 120 durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 angenommen wurde. Man beachte, wie die drei Peaks 128A, 128B und 128C sich in zumindest einer Hinsicht zwischen den verschiedenen Spektren 122 unterscheiden, aber dennoch ist in allen drei Fällen der entsprechende neu hergestellte Gegenstand 120 akzeptabel.
  • Die drei Spektren 124, die in 4 dargestellt sind, repräsentieren die Frequenzantwort eines im Betrieb befindlichen Herstellungsgegenstandes 120 auf eine bestimmte Eingangsfrequenz, und ob der im Betrieb befindliche Gegenstand 120 durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 akzeptiert wurde. Man beachte, wie die drei Peaks 128A, 128B und 128C in den Spektren 124 sich zumindest in einer Hinsicht von den entsprechenden Peaks 128A, 128B, 128C in den Spektren 122 unterscheiden, welche wiederum zu einem neu hergestellten Gegenstand 120 gehören.
  • Die drei in 6 dargestellten Spektren 126 zeigen die Frequenzantwort eines im Betrieb befindlichen hergestellten Gegenstands 120 auf eine bestimmte Eingangsfrequenz und ob dieser in Betrieb befindliche Gegenstand 120 durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 zurückgewiesen wurde. Man beachte wie die drei Peaks 128A, 128B und 128C in den Spektren 126 sich in zumindest einer Hinsicht von den entsprechenden Peaks 128A, 128B und 128C in den Spektren 124 unterscheiden (welche wiederum zu einem im Betrieb befindlichen Gegenstand gehören, welchen das Untersuchungswerkzeug 100 akzeptieren würde). Generell ist jeder der Peaks 128A, 128B und 128C in dem Spektrum 126 gegenüber den entsprechenden Peaks und 128A, 128B und 128C in den Spektren 122 und 124 nach links verschoben. Darüber hinaus beachte man die „Kompression“ zwischen den Peaks 128A, 128B im Spektrum 126 im Vergleich zu den Spektren 122, 124, ebenso wie die „Kompression“ zwischen den Peaks 128B, 128C in dem Spektrum 126 im Vergleich zu den Spektren 122, 124.
  • Eine Ausführungsform eines Resonanzuntersuchungsprotokolls, welches von dem Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 gemäß 3 verwendet werden kann, ist in 5 dargestellt und durch die Bezugszahl 130 gekennzeichnet. Der Schritt 132 des Resonanzuntersuchungsprotokolls 130 ist auf das Anregen eines Gegenstandes 120 bei einer Treiberfrequenz gerichtet (beispielsweise über ein Signal von dem Generator 120, welcher über den Wandler 104 in den Gegenstand 120 eingegeben wird). Die Antwort des Gegenstandes 120 wird gemäß dem Schritt 134 erhalten oder gemessen (beispielsweise über einen oder mehrere Wandler 106; über den Wandler 104 in einer Einzelwandlerkonfiguration). Es versteht sich, dass die Schritte 132 und 134 zumindest teilweise überlappend ausgeführt werden könnten (beispielsweise könnte die Frequenzantwort des Gegenstandes 120 erhalten werden, während noch ein Treibersignal auf den Gegenstand 120 aufgebracht wird), auch wenn die Schritte 132 und 134 ebenso gut auch hintereinander ausgeführt werden könnten.
  • Die Frequenzantwort des Gegenstandes 120 wird gemäß Schritt 136 des Resonanzuntersuchungsprotokolls 130 beurteilt. Schritt 138 des Protokolls 130 ist auf die Feststellung gerichtet, ob der Frequenzdurchlauf vollständig ist - ob jede der gewünschten Treiberfrequenzen auf den Gegenstand 120 aufgebracht wurde. Falls nicht, geht das Protokoll 130 weiter zu Schritt 140, welcher auf das Aktualisieren oder Ändern der Treiberfrequenz gerichtet ist, die in den Gegenstand 120 eingegeben bzw. auf diesen aufgebracht werden sollte. Die Steuerung kehrt dann zurück zu Schritt 132 des Protokolls 130 für eine Wiederholung entsprechend dem Vorstehenden. Sobald der Gegenstand 120 bei jeder der gewünschten Frequenzen erregt wurde, kann das Protokoll 130 gemäß Schritt 142 beendet werden.
  • Schritt 136 des Resonanzuntersuchungsprotokolls 130 ist wiederum auf die Beurteilung der Antwort des Gegenstandes 120 gerichtet (beispielsweise die Frequenz, den gesamten Körper) (beispielsweise unter Verwendung der Sortierlogik 112 oder 114 und/oder unter Vergleich der Antwort des Gegenstandes 120 mit der Bibliothek 118 des Resonanzuntersuchungswerkzeuges 100). Diese Beurteilung kann in irgendeiner geeigneten Anzahl und in irgendeiner geeigneten Art und Weise vorgenommen werden. Beispielsweise kann die zu Schritt 136 gehörige Beurteilung vorgenommen werden, während der Gegenstand 120 weiterhin durch ein Signal bei einer oder mehreren Frequenzen angetrieben bzw. erregt wird. Eine weitere Option besteht in der Vornahme einer Beurteilung, welche durch den Schritt 136 vorgenommen wird, nur nachdem alle Treibersignale in den Gegenstand 120 eingegeben wurden (Schritt 132) und nachdem alle Frequenzantworten erhalten wurden (Schritt 134) oder beides.
  • Eine Ausführungsform eines Sortierprotokolls für im Betrieb befindliche Gegenstände ist in 6 dargestellt und durch die Bezugszahl 150 gekennzeichnet. Das Sortierprotokoll 150 kann durch die Sortierlogik 114 anhand des in 3 gezeigten Resonanzuntersuchungswerkzeuges 100 für in Betrieb befindliche Gegenstände verwendet werden und ist für die Beurteilung von Gegenständen im Betrieb ausgelegt. Generell ist das Sortierprotokoll 150 darauf gerichtet, festzustellen, ob ein in Betrieb befindlicher Gegenstand während des Betriebs normalen Veränderungen unterliegt oder nicht. Anders gesagt kann das Sortierprotokoll 150 so charakterisiert werden, dass es auf die Feststellung gerichtet ist, ob ein Gegenstand in Betrieb ist, normal oder anomal altert, und zwar mittels Resonanzuntersuchung. Jede Resonanzuntersuchung eines Gegenstandes im Betrieb kann durchgeführt werden, während der Gegenstand im Betrieb sich in einem nicht installierten Zustand befindet (beispielsweise nachdem er von dem Aufbau, welcher selbigen beinhaltet, entfernt wurde), und zwar für Zwecke des Sortierprotokolls 150.
  • Eine Resonanzuntersuchung eines als erstes in Betrieb genommenen Gegenstandes (beispielsweise des Gegenstandes 120, welcher in 3 dargestellt ist) wird gemäß Schritt 152 des Sortierprotokolls 150 nach 6 ausgeführt (beispielsweise durch Ausführung des Resonanzuntersuchungsprotokolls 130 gemäß 5). Die Frequenzantwort des ersten in Betrieb genommenen Gegenstandes wird verglichen mit einem Resonanzstandard gemäß Schritt 154. Dieser „Resonanzstandard“ kann durch die Bibliothek 118 einbezogen werden, die durch das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 (3) verwendet wird/oder kann durch die Sortierlogik 114 für den im Betrieb befindlichen Gegenstand verwendet werden, und kann in jedem Fall charakterisieren oder definieren, was für einen vorbestimmten Gegenstand in Betrieb eine „normale Veränderung“ sein sollte (beispielsweise festzustellen, ob der sich zuerst in Betrieb befindliche Gegenstand sich in einer normalen Art und Weise verändert oder altert). D.h., der Vergleich gemäß Schritt 154 wird zu dem Zweck vorgenommen, dass festgestellt wird, ob sich der erste in Betrieb befindliche Gegenstand normal oder anomal verändert (Schritt 156). Wenn der Vergleich mit dem Resonanzstandard (Schritt 154) ergibt, dass der sich in Betrieb befindliche Gegenstand sich anomal verändert, geht das Sortierprotokoll 150 von Schritt 156 zu Schritt 160 weiter. Ein erster in Betrieb befindlicher Gegenstand, der sich anomal verändert, kann gemäß Schritt 160 durch das Sortierprotokoll 150 zurückgewiesen werden (beispielsweise kann der erste in Betrieb genommene Gegenstand als einer bezeichnet werden, der außer Dienst zu stellen ist). Ein als erster in Betrieb genommener Gegenstand, der sich normal verändert, wird gemäß Schritt 158 durch das Sortierprotokoll 150 akzeptiert (beispielsweise kann der erste in Betrieb genommene Gegenstand in den Betrieb zurückkehren).
  • Der zu Schritt 154 gehöriger Resonanzstandard kann tatsächliche und/oder geplante/vorhergesagte Resonanzinspektionsergebnisse enthalten. Darüber hinaus können diese Resonanzuntersuchungsergebnisse von verschiedenen Zeitpunkten eines Lebenszyklus' eines Gegenstandes stammen (beispielsweise das Ergebnis, wenn der Gegenstand als neu produzierter Gegenstand vorliegt, Resonanzuntersuchungsergebnisse bei oder in Verbindung mit 5000 Arbeitszyklen, Resonanzuntersuchungsergebnisse zugehörig zu 10.000 Arbeitszyklen, Resonanzuntersuchungsergebnisse bei oder zugehörig zu 15.000 Arbeitszyklen, usw.). Schritt 156 des Sortierprotokolls 150 kann Nutzungsdaten (beispielsweise Betriebsstunden oder Betriebszyklen) berücksichtigen, wenn ein bestimmter in Betrieb befindlicher Gegenstand beurteilt wird. Beispielsweise könnte der Schritt 156 so ausgestaltet sein, dass Resonanzuntersuchungsergebnisse von dem in Betrieb befindlichen Gegenstand über das Sortierprotokoll 150 beurteilt werden, indem sie mit einem Resonanzstandard übereinstimmen müssten, welcher dieselben oder vergleichbare Nutzungsdaten hat (beispielsweise, wenn das in Betrieb befindliche Gegenstand über das Sortierprotokoll 150 als eines beurteilt wurde, welches 10.000 Nutzungszyklen hatte, könnte der Schritt 156 so ausgestaltet sein, dass Resonanzuntersuchungsergebnisse von diesem in Betrieb befindlichen Gegenstand mit Daten als Standard übereinstimmen müssten, die auch zu 10.000 Nutzungszyklen gehören). Der Schritt 156 könnte auch so ausgestaltet sein, dass Resonanzuntersuchungsergebnisse von dem in Betrieb befindlichen Gegenstand über das Sortierprotokoll 150 nur mit den Daten in dem Resonanzstandard „übereinstimmen“ müssten, unabhängig von jeglichen zugehörigen Nutzungsdaten (beispielsweise könnte der Schritt 156 so ausgestaltet sein, dass er feststellt, dass ein Gegenstand, der 10.000 Nutzungszyklen durchlaufen hat, sich normal verändert hat, auch wenn seine Resonanzuntersuchungsergebnisse mit einem Datenresonanzstandard „übereinstimmten“, zu dem tatsächlich zu 20.000 Nutzungszyklen gehören).
  • Der zu Schritt 154 des Erklärungsprotokolls 150 nach 6 gehörige Resonanzstandard kann verschiedene Formen haben. Beispielhafte Resonanzstandards sind in 6 dargestellt. Der Resonanzstandard für den Schritt 154 kann vorliegend in der Form von 1) Spektren von einem oder anderen in Betrieb befindlichen Gegenständen (beispielsweise Spektren von der Resonanzinspektion, die zuvor mit einem oder mehreren in Betrieb befindlichen Gegenständen durchgeführt wurden, die andere sind als diejenigen, die gerade gemäß dem Sortierprotokoll 150 (Kasten 162A) herangezogen wurden; 2) einem oder mehreren Spektren von einem Satz anderer in Betrieb befindlicher Gegenstände (Kasten 162B); 3) Resonanzuntersuchungsergebnisse, die über eine mathematische Modellierung vorhergesagt und/oder abgeleitet wurden (Kasten 162C); und 4) Spektren, die im beschleunigten Alterungstest erhalten wurden (Kasten 162D).
  • Der zu Schritt 154 des Sortierprotokolls 150 gehörige Resonanzstandard könnte in Form von einer oder mehreren Arten von Spektren 124 vorliegen, wie sie in 4 dargestellt sind (z.B. Kasten 162A). Falls die Resonanzuntersuchungsergebnisse aus der Resonanzuntersuchung, die gemäß Schritt 152 durchgeführt wird, mit irgendeinem dieser Spektren in einer oder mehrerer Hinsicht zusammenpassen oder diese erfüllen, könnte der in Betrieb befindliche Gegenstand in Schritt 150 des Sortierprotokolls 150 akzeptiert werden.
  • Der durch Schritt 154 des Sortierprotokolls 150 verwendete Resonanzstandard kann auf einem Satz von in Betrieb befindlichen Gegenständen beruhen (Kasten 162B). Dieser Satz von in Betrieb befindlichen Gegenständen muss nicht den ersten in Betrieb befindlichen Gegenstand umfassen, welcher gemäß dem Sortierprotokoll 150 getestet wird. Der Satz von in Betrieb befindlichen Gegenständen zum Zwecke der Beurteilung des ersten in Betrieb befindlichen Gegenstandes über das Sortierprotokoll 150 kann als eine „peer group“ angesehen werden (beispielsweise andere Gegenstände, die gemäß üblichen Spezifikationen hergestellt wurden und/oder die funktionell gegen den ersten in Betrieb befindlichen Gegenstand austauschbar sind). Beispielsweise kann der Resonanzstandard in Form von Spektren von jedem aus einer Mehrzahl von in Betrieb befindlichen Gegenständen, die sich innerhalb des Satzes befinden, vorliegen (beispielsweise Spektren 124 aus 4). Wenn der Vergleich gemäß Schritt 154 ergibt, dass die Resonanzuntersuchungsergebnisse von dem ersten in Betrieb befindlichen Gegenstand (Schritt 152) mit irgendeinem dieser Spektren aus dem Satz in einer oder in mehrfacher Hinsicht übereinstimmen oder diese erfüllen, kann der erste in Betrieb befindliche Gegenstand gemäß Schritt 158 des Sortierprotokolls 120 akzeptiert werden. Der Resonanzstandard, der zu Schritt 154 gehört, kann auch in Form eines Durchschnitts von Spektren von jedem aus einer Mehrzahl von in Betrieb befindlichen Gegenständen vorliegen, die sich innerhalb des erwähnten Satzes befinden. Wenn der Vergleich gemäß Schritt 154 ergibt, dass die Resonanzuntersuchungsergebnisse 152 mit diesem spektralen Durchschnitt aus dem Satz in einer oder mehrerlei Hinsicht entsprechen bzw. übereinstimmen, kann der erste in Betrieb befindliche Gegenstand gemäß Schritt 158 des Sortierprotokolls 150 akzeptiert werden.
  • Der zu Schritt 154 des Sortierprotokolls 150 gehörige Resonanzstandard kann auch durch mathematische Modellierung hergestellt werden (Kasten 162C). Diese mathematische Modellierung kann verwendet werden, um Resonanzinspektionsergebnisse für verschiedene Zeitpunkte während der Lebensdauer eines Gegenstandes zu erzeugen, der sich normalerweise verändert. Wenn der Vergleich gemäß Schritt 154 ergibt, dass diese Untersuchungsergebnisse (Schritt 152) mit irgendwelchen von diesen mathematisch abgeleiteten Resonanzuntersuchungsergebnissen oder in mehrfacher Hinsicht zusammenpassen oder übereinstimmen, kann der erste in Betrieb befindliche Gegenstand gemäß Schritt 158 des Sortierprotokolls 150 akzeptiert werden.
  • Der zu dem Schritt 154 des Sortierprotokolls 150 gehörige Resonanzstandard kann auch durch ein Testen mit beschleunigter Alterung (verkürzter Lebensdauer) bereitgestellt werden (Kasten 162D). Resonanzuntersuchungsergebnisse können gewonnen werden, während ein Gegenstand einem Testen unter beschleunigtem Lebensablauf unterliegt, und diese Resonanzuntersuchungsergebnisse können durch den Resonanzstandard verwendet werden, der zu dem Schritt 154 gehört. Wenn der Vergleich des Schrittes 154 ergibt, dass die Resonanzuntersuchungsergebnisse (Schritt 152) zu irgendeinem der Resonanzuntersuchungsergebnisse passen oder mit diesen übereinstimmen, die hinsichtlich eines oder mehrerer Aspekte mit dem Test unter beschleunigtem Lebensablauf erhalten wurden, kann der erste im Betrieb befindliche Gegenstand gemäß Schritt 158 des Sortierprotokolls 150 akzeptiert werden.
  • Eine Ausführungsform eines Sortierprotokolls für neu produzierte Gegenstände ist in 7 dargestellt und mit Bezugszahl 170 gekennzeichnet und kann verwendet werden für das Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 gemäß 3. Eine Resonanzuntersuchung eines neu hergestellten Gegenstandes (beispielsweise des Gegenstandes 120, der in 3 dargestellt ist) wird gemäß Schritt 172 des Sortierprotokolls 170 nach 7 durchgeführt (beispielsweise durch Ausführung des Resonanzuntersuchungsprotokolls 130 in 5). Die Frequenzantwort des neu produzierten Gegenstandes wird verglichen mit zumindest einem Resonanzstandard gemäß Schritt 174. Jeder derartige Resonanzstandard kann über die Bibliothek 118 einbezogen werden, die von dem Resonanzuntersuchungswerkzeug 100 benutzt wird (3) und/oder kann durch die Sortierlogik 112 für den produzierten Gegenstand verwendet werden und in jedem Fall kann er charakterisieren oder definieren, was ein „normaler“ neu produzierter Gegenstand sein sollte. D.h., der Vergleich von Schritt 174 wird vorgenommen zum Zwecke der Bestimmung, ob der produzierte Gegenstand „normal“ ist (Schritt 176). Ein neu produzierter Gegenstand, der den relevanten Resonanzstandard (die Standards) nicht erfüllt, kann in Schritt 180 durch das Sortierprotokoll 170 zurückgewiesen werden (beispielsweise kann der neu produzierte Gegenstand als Ausschuss gekennzeichnet werden). Ein neu hergestellter Gegenstand, der mit dem relevanten Resonanzstandard (bzw. den Standards) übereinstimmt, wird gemäß Schritt 178 durch das Sortierprotokoll 170 akzeptiert (beispielsweise kann der neu produzierte Gegenstand als betriebsbereit gekennzeichnet werden).
  • Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Offenbarung im Kontext der Bewertung von Gegenständen verwendet werden, die mithilfe der additiven Herstellung (AM = additive manufacturing) hergestellt wurden. AM-Techniken sind entwickelt worden, welche die Herstellung von Gegenständen mithilfe einer Computersteuerung eines Verfahrens ermöglichen, welche es erlaubt, dass Material für die Bildung eines Gegenstandes abgeschieden wird. Gemäß 8 ist ein AM-System 200 in schematischer Form wiedergegeben. Generell kann das AM-System 200 einen Computer 202 aufweisen, der ein dreidimensionales digitales Modell 204 eines Gegenstandes 212 aufweisen kann, welcher durch das AM-System 200 herzustellen ist. Beispielsweise kann der Computer 202 ein computerunterstütztes Entwurfsprogramm (CAD-Programm) verwenden, welches die Erzeugung und/oder Manipulation des digitalen Modells 204 des Gegenstandes 212 erlaubt. Das digitale Modell 204 kann einer nominellen Spezifikation des herzustellenden Gegenstandes 212 entsprechen. D.h., das digitale Modell 204 kann einer idealisierten Version des Gegenstandes 212 mit nominellen Abmessungen entsprechen, die Gegenstand verschiedener Niveaus an Variabilität des körperlich hergestellten Gegenstandes sein können, und zwar aufgrund von Toleranzen des Modells und/oder des AM-Systems 200.
  • Das digitale Modell 204 kann durch einen Computer 202 verwendet werden, um Befehle zu erzeugen, die für ein AM-Werkzeug 206 des AM-Systems 200 bereitgestellt werden können. Das AM-Werkzeug 206 kann irgendein geeignetes Werkzeug sein, das in der Lage ist, einen dreidimensionalen Gegenstand 212 mithilfe eines AM-Verfahrens zu erzeugen. Beispiele potentieller AM-Verfahren, die durch das AM-Werkzeug 206 ausgeführt werden können, können Bindemittelstrahlen, gerichtete Energieabscheidung, Materialextrusion, Materialspritzen, Pulverbettfusion, Bahnlaminierung und VAT-Photopolymerisation umfassen. Zusätzlich kann eine Vielfalt von Materialien in Verbindung mit dem AM-Verfahren verwendet werden, einschließlich von, jedoch ohne Beschränkung auf, Polymeren, Metallen, oder andere geeignete Materialien, die in einem AM-Verfahren verwendet werden können. Einige insbesondere angedachte AM-Verfahren umfassen das Lasersintern von Metall (DMLS), das selektive Laseraufschmelzen, und das Elektronenstrahlschmelzen. Diese Ansätze beinhalten generell eine Technik, die eine Pulverbettverschmelzung verwenden, die hier als Beispiel beschrieben werden soll. Es versteht sich jedoch, dass die beschriebenen Techniken generell für jedes AM-Verfahren anwendbar sind.
  • Diesbezüglich kann das AM-System 200 eine Aufbauplattform 208 aufweisen, auf welcher der Gegenstand 202 hergestellt werden soll. Die Aufbauplattform 208 kann in zumindest einer Ausführungsform von einem Pulvermetall 210 bedeckt sein. Das AM-Werkzeug 206 kann selektiv Energie auf das Pulvermetall 210 aufbringen, um das Metall zu verfestigen (z.B. durch Verschmelzen oder Sintern), sodass der Gegenstand 212 gebildet wird. Das AM-Werkzeug 206 kann einen computergesteuerten Maschinenkopf aufweisen, der Energie gezielt auf das Pulverbett aufbringen kann, um ausgewählte Bereiche des Pulvermetalls 210 zu verfestigen, sodass eine Schicht des Gegenstandes 212 gebildet wird. Dann kann die Aufbauplattform 208 bewegt werden (z.B. abgesenkt oder angehoben werden, das Pulvermetall 210 kann auf der Aufbauplattform aufgebracht oder angeordnet werden, und eine neue Schicht des Gegenstandes 202 kann durch das AM-Werkzeug 206 gebildet werden. Insoweit versteht es sich, dass ein Gegenstand 212 auf der Aufbauplattform in Schichten hergestellt werden kann, in welchen das Pulvermetall 210 gezielt verfestigt wird, um den Gegenstand 212 zu bilden.
  • Gemäß 9 ist die Darstellung eines Gegenstandes 212, der unter Verwendung des AM-Systems 200 auf der Aufbauplattform 208 hergestellt worden ist, gezeigt. Ein Belegprodukt 214 kann gleichzeitig mit dem Gegenstand 212 hergestellt werden. Insoweit kann das Belegprodukt 214 und auch der Gegenstand 212 im Wesentlichen gleichzeitig hergestellt werden, und zwar durch das gleiche Werkzeug und unter Verwendung von im Wesentlichen demselben Material. Dementsprechend haben der Gegenstand 212 und das Belegprodukt 214 eine oder mehrere im Wesentlichen ähnliche Eigenschaften gemeinsam, wie z.B. eine oder mehrere Materialeigenschaften aufgrund des gleichzeitigen Herstellens des Gegenstandes 212 und des Belegproduktes 214. Wie man erkennt, kann das Belegprodukt 214 eine relativ einfache Geometrie aufweisen, wie z.B. die eines einfachen Parallelepipeds oder eines aufrechten Zylinders. Andere Geometrien von Belegprodukten 214 können ohne Beschränkung vorgesehen werden. Darüber hinaus versteht es sich, während ein Belegprodukt 214 hier im Kontext eines AM-Systems 200 beschrieben wird, dass die hier beschriebenen Techniken generell auf jedes Herstellerverfahren anwendbar sind, in welchen Eigenschaften eines Gegenstandes aus einem Belegprodukt abgeleitet werden, einschließlich traditioneller Herstellungstechniken, wie z.B. Schmieden, Fräsen, Gießen oder dergleichen.
  • Unter Bezug auf 10 versteht es sich weiterhin, dass einer oder mehrere Gegenstände 212a, 212b während des durch das AM-System 200 durchgeführten Verfahrens hergestellt werden können. In dieser Hinsicht können die Gegenstände 212a und 212b im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Belegprodukt 214 derart hergestellt werden, dass das Belegprodukt 214 eine oder mehrere Materialeigenschaften mit den Gegenständen 212a und 212b gemeinsam hat. Dementsprechend kann, wie es in der nachfolgenden Erläuterung offensichtlich werden wird, das Belegprodukt 214 getestet werden, um eine oder mehrere Eigenschaften zu liefern, welche es mit den Gegenständen 212a und 212b, die gleichzeitig mit dem Belegprodukt 214 hergestellt wurden, gemeinsam hat. In dem Kontext, in welchem eine Mehrzahl von Gegenständen 212a, 212b gleichzeitig mit dem Belegprodukt 214 hergestellt werden, können die abgeleiteten Eigenschaften auf alle derartigen Gegenstände 212a, 212b angewendet werden, welche dem Belegprodukt 214 entsprechen. D.h., die Gegenstände 212a, 212b können eine Gruppe bzw. einen Satz von Gegenständen aufweisen und die Gruppe bzw. der Satz von Gegenständen kann in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften bewertet werden, die aus dem einzelnen Belegprodukt 214 abgeleitet wurden, welches dem Satz entspricht.
  • Wie oben beschrieben, kann die Verwendung von AM-Techniken für die Produktion eines Gegenstandes 212 zu ungewissen, inkonsistenten und/oder unvorhersehbaren Materialeigenschaften führen, die sich auf den Gegenstand 212 beziehen. Beispielsweise können im Gegensatz zu traditionellen Herstellungstechniken, bei welchen ein Gegenstand unter Verwendung traditioneller Herstellung erzeugt wird, die das Schmieden, Fräsen, Stanzen, Gießen oder andere traditionelle Techniken umfassen, die Materialeigenschaften für einen Gegenstand 212, der mithilfe einer AM-Technik hergestellt wird, von Variablen in dem AM-Prozess, einschließlich des verwendeten Rohmaterials (beispielsweise des verwendeten Metallpulvers), der verwendeten AM-Technik, Eigenschaften des AM-Werkzeuges oder anderen Prozessvariablen abhängig sein. Insoweit können im Gegensatz zu traditionellen Herstellungstechniken, in welchen Materialeigenschaften gut etabliert und leicht zu erhalten sind (z.B. aus Eigenschaftstabellen, Datenblättern für das Rohmaterial und dergleichen) Materialien, die für die Herstellung von Gegenständen 212 unter Verwendung von AM-Techniken hergestellt werden, stärker variabel sein. Demzufolge kann auch die Bewertung solcher Gegenstände 212 schwieriger sein.
  • Dementsprechend umfasst die vorliegende Offenbarung Ansätze, welche die Verwendung von Belegprodukten 214 einsetzen, um die Information über die Bewertung gleichzeitig hergestellter Gegenstände 212 zu erhalten. Wie nachstehend noch genauer beschrieben wird, kann das Testen des Belegproduktes 214 in mehrfacher Hinsicht in Bezug auf die Bewertung des Gegenstandes 212 verwendet werden.
  • Generell verfolgen die hier beschriebenen Ansätze solche mit zerstörungsfreier Überprüfung, die eine Resonanzuntersuchung eines zu bewertenden Gegenstandes umfassen. Dementsprechend kann die Frequenzantwort eines Gegenstandes mit einem Resonanzstandard verglichen werden, wie oben beschrieben. Jedoch kann in dem Zusammenhang der hier beschriebenen Ansätze der Resonanzstandard zumindest teilweise auf einer Bewertung des Belegproduktes 214 beruhen. Beispielsweise kann der Resonanzstandard auf Basis eines Ergebnisses eines Tests des Belegproduktes 214 verwendet werden oder es kann ein existierender Resonanzstandard auf der Basis des Ergebnisses eines Tests des Belegproduktes 214 modifiziert werden.
  • Weiterhin wird gemäß 11 ein Verfahren 220 als ein Flussdiagramm gezeigt. Das Verfahren 220 kann für die Bewertung eines Gegenstandes verwendet werden, der gleichzeitig mit einem Belegprodukt hergestellt wird. Insoweit kann das Verfahren 220 das Herstellen 222 eines zur testenden Gegenstandes und eines Belegproduktes umfassen. Wie oben beschrieben, können der Gegenstand und das Belegprodukt gleichzeitig durch ein AM-Verfahren oder eine entsprechende Technik hergestellt werden. Dementsprechend kann es sein, dass der Gegenstand und das Belegprodukt identische oder nahezu identische Materialeigenschaften haben aufgrund der Tatsache, dass der Gegenstand und das Belegprodukt gleichzeitig aus denselben Rohmaterialien unter Verwendung desselben Werkzeuges oder derselben Ausrüstung hergestellt werden.
  • Das Verfahren 220 kann auch das Durchführen eines Resonanztests 224 des Belegproduktes umfassen. Außerdem kann das Verfahren 220 die Bestimmung 226 einer Eigenschaft des Belegproduktes umfassen, und zwar auf der Basis des Testens 224, welches mit dem Belegprodukt durchgeführt wurde. Wie man erkennt, kann die Frequenzantwort des Belegproduktes Informationen bezüglich der Materialeigenschaften des Belegproduktes liefern. Beispiele derartiger Materialeigenschaften können, ohne hierauf beschränkt zu sein, mechanische Eigenschaften des Belegproduktes einschließlich des Elastizitätsmoduls (Young's Modul), des Schermoduls, des Poisson-Verhältnisses, der Härte, der Zugfestigkeit, der Scherfestigkeit oder einer anderen geeigneten Materialeigenschaft umfassen.
  • Auch wenn das Verfahren 220 mit Durchführen 224 einer Resonanzuntersuchung des Belegproduktes dargestellt wird, versteht es sich, dass auch andere Tests bzw. Überprüfungen durchgeführt werden können, um die Eigenschaft von dem Belegprodukt abzuleiten. Ein solches Testen kann ein destruktives Testen des Belegproduktes umfassen (beispielsweise Zugfestigkeitstests oder dergleichen). Darüber hinaus erkennt man, auch wenn das Belegprodukt oben als ein Aufbau beschrieben wurde, der eine relativ einfache Geometrie hat, es sich versteht, dass das Belegprodukt einen zweiten Gegenstand in einer Gruppe bzw. einem Satz von Gegenständen aufweisen kann. D.h., wenn wir zur 10 zurückgehen, dass ein erster Gegenstand 212a ein Belegprodukt für einen zweiten Gegenstand 212b aufweisen kann. In diesem Beispiel kann der erste Gegenstand 212a getestet werden, um die Eigenschaft zu bestimmen, auf welcher der Resonanzstandard beruhen soll. Dies kann Testen des ersten Gegenstandes 212a unter dessen Zerstörung umfassen, sodass der erste Gegenstand 212a möglicherweise geopfert wird, um die Eigenschaft für das Testen des zweiten Gegenstandes 212b abzuleiten.
  • Das Verfahren 220 kann auch das Nachjustieren bzw. Einstellen 228 eines Resonanzstandards auf der Basis der Eigenschaft (beispielsweise einer Materialeigenschaft) umfassen, welche bei 226 als Ergebnis des Durchführens 224 der Resonanzuntersuchung des Gegenstandes bestimmt wird. Wie unten noch genauer beschrieben wird, kann die Art und Weise, auf welche ein Resonanzstandard ursprünglich erzeugt und/oder modifiziert wird, in unterschiedlichen Zusammenhängen variieren. Für Zwecke der Beschreibung des Verfahrens 220 mag es jedoch sein, dass der Resonanzstandard, gegenüber welchem ein Gegenstand beurteilt werden soll, zumindest teilweise auf der Materialeigenschaft eines Belegproduktes beruht, die durch Resonanzuntersuchung des Belegproduktes bestimmt werden kann.
  • Das Verfahren 220 kann auch bei 230 das Durchführen einer Resonanzuntersuchung des Gegenstandes umfassen, der gleichzeitig mit dem Belegprodukt hergestellt wurde. Das Durchführen 230 der Resonanzuntersuchung des Gegenstandes kann, wie oben beschrieben, in einer Frequenzantwort resultieren. Das Verfahren 220 kann wiederum das Vergleichen 232 der Frequenzantwort des Gegenstandes mit dem Resonanzstandard 232 umfassen, welcher auf Basis der Materialeigenschaft des Belegproduktes bei 128 justiert wird. Weiterhin kann das Verfahren 220 bei 234 das Charakterisieren des Gegenstandes auf der Basis des Vergleichs 232 umfassen.
  • Darüber hinaus kann das Verfahren 220 in Bezug auf die Validierung eines Gegenstandes verwendet werden, soweit sie sich auf die Verwendung eines Austauschgegenstandes bezieht. D.h., im Zusammenhang mit einem Austauschgegenstand kann im Vergleich zu einem ursprünglich hergestellten Gegenstand eine relativ kleine Anzahl von Gegenständen erzeugt werden. Die Austauschteile können in vorteilhafter Weise validiert werden, um irgendeine Anzeige bereitzustellen, dass das Austauschteil in einer Art und Weise funktioniert, die mit einem Originalgegenstand konsistent ist. Insoweit kann das oben beschriebene Verfahren 220 für das Testen eines Gegenstandes verwendet werden, um in diesem Zusammenhang Gegenstände zu validieren. Speziell kann die Materialeigenschaft, die für das Belegprodukt bei 226 bestimmt wird, in Bezug auf Kriterien verwendet werden, die sich auf die Leistungsfähigkeit eines Gegenstandes beziehen, welcher ausgetauscht werden soll. Mit anderen Worten, der Gegenstand, welche hergestellt wird, kann daraufhin getestet werden, ob Materialeigenschaften des Gegenstandes mit dem Standard eines Austauschteiles übereinstimmen, zusätzlich zu der Resonanzuntersuchung, um festzustellen, ob irgendwelche Defekte in dem Gegenstand vorliegen. In dieser Hinsicht kann der Ansatz für eine Bewertung von Gegenständen, wie er in dem Verfahren 220 veranschaulicht ist, für die Gültigerklärung von Gegenständen zu existierenden oder zuvor hergestellten Gegenständen verwendet werden. Wie oben beschrieben, kann ein Resonanzstandard für einen Gegenstand, der getestet werden soll, mit einer Anzahl verschiedener Ansätze abgeleitet oder erzeugt werden. Wie oben kurz beschrieben wurde, kann ein Resonanzstandard, der in einer Resonanzuntersuchung eines Gegenstandes verwendet wurde, auf Basis des Testens eines Satzes von Gegenständen und/oder auf Basis von modellgestützten Ansätzen abgeleitet werden. Ausführungsformen werden unten in Bezug auf beide Ansätze bereitgestellt.
  • Insbesondere veranschaulicht 12 ein Verfahren 250, welches sich auf die Bewertung eines Gegenstandes bezieht unter Verwendung eines Modells, um einen Resonanzstandard für den zu testenden Gegenstand abzuleiten. Das Verfahren 250 kann das Herstellen eines Gegenstandes entsprechend einer nominellen Spezifikation und eines Belegproduktes aufweisen. Wie oben beschrieben, kann, vor der Herstellung 252 des Gegenstandes und des Belegproduktes, der Gegenstand unter Verwendung eines CAD-Programms entworfen oder modelliert werden, welches auf einer Computereinrichtung abläuft, wie oben beschrieben. Ein solches Programm ermöglicht üblicherweise die Eingabe nomineller Abmessungen und Gegenstandskonfigurationen, die so definiert sein müssen, dass das Modell des Gegenstandes eine nominelle Spezifikation des Gegenstandes aufweist. Das Auslegen bzw. Entwerfen des Gegenstandes kann vor der Herstellung eines Gegenstandes erfolgen. Der Gegenstand kann bei 252 entsprechend der nominellen Spezifikation hergestellt werden, wie sie durch das Verfahren erzeugt wurde. Der Gegenstand kann bei 252 auf Basis der nominellen Spezifikation hergestellt werden, wie sie durch das Modell definiert wurde. Es versteht sich, dass dies Verfahren umfasst, welche verwendet werden, um Information, welche das Modell aufweist, in Befehle für die Steuerung eines Herstellungssystems (z.B. eines AM-Systems) für die Herstellung 252 des Gegenstandes umzusetzen.
  • Das Verfahren 250 kann eine Anzahl von Schritten aufweisen, die relativ zu dem Gegenstand und/oder einem Produkt durchgeführt werden, um Eingangsgrößen für das Modell für die Verwendung beim Erzeugen eines Resonanzstandards bereitzustellen. Beispielsweise kann der Gegenstand bei 254 gemessen werden, um eine oder mehrere tatsächliche Abmessungen zu bestimmen. Wie man versteht, können aufgrund von Herstellungstoleranzen und dergleichen die Dimensionen des Gegenstandes von den nominellen Gegenstandspezifikationen leicht abweichen. Das Messen bei 254 kann irgendwelche Mittel für das genaue Bestimmen der tatsächlichen Abmessungen des Gegenstandes umfassen. Dies kann eine physikalische Messung durch einen Benutzer (beispielsweise unter Verwendung einer Schieblehre oder dergleichen), die Verwendung einer Koordinatenmessmaschine, dreidimensionales Scannen oder andere Techniken umfassen. Beispielsweise kann das Messen bei 254 das Verwenden eines dreidimensionalen Scanners mit Streifenprojektion umfassen. Ein derartiger 3D-Scanner mit Streifenprojektion kann eine Abtastung mit blauem Licht und/oder mit weißem Licht zum Abtasten verwenden, um eine oder mehrere Abmessungen des Gegenstandes genau zu bestimmen.
  • Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren 250 bei 256 das Messen eines Spannungszustandes aufweisen. Der Spannungszustand kann durch irgendwelche geeigneten Mittel gemessen werden. Ein Beispiel kann die Verwendung von Röntgenstreuung einschließen, um Informationen über den Spannungszustand bereitzustellen, die sich auf den Gegenstand beziehen.
  • Weiterhin können Informationen bezüglich einer Eigenschaft des Gegenstandes durch Testen des Belegproduktes abgeleitet werden. In dieser Hinsicht kann das Verfahren 250 das Testen 258 (Durchführen einer Resonanzuntersuchung) des Belegproduktes aufweisen, um eine Eigenschaft des Belegproduktes zu bestimmen. Ein alternatives Testen kann beispielsweise die Eigenschaft des Belegproduktes, die auf Basis des Testens bei 258 bestimmt wird, in jeglicher Hinsicht eine Materialeigenschaft umfassen, die es mit dem Gegenstand gemeinsam hat, der gleichzeitig mit dem Belegprodukt hergestellt wird. Derartige Materialeigenschaften können die Streckgrenze, die endgültige Zugfestigkeit, den Youngschen Modul (Elastizitätsmodul) und das Poisson-Verhältnis umfassen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.
  • Das Verfahren 250 kann außerdem das Importieren von Daten in das Modell aufweisen. Die Daten, die bei 260 in das Modell importiert werden, können zumindest eine Materialeigenschaft umfassen, die aus dem Testen 258 des Belegproduktes bestimmt wird. Weiterhin kann die tatsächliche Abmessung des Gegenstandes und/oder Spannungszustandsinformation für den Gegenstand ebenso importiert werden. Wie man erkennt, können durch Einbeziehen zusätzlicher Daten in das Modell (beispielsweise das Einbeziehen einer gemessenen Materialeigenschaft, tatsächliche Gegenstandsabmessungen und/oder Spannungszustandsinformation des Gegenstandes) das Modell genauer das Verhalten des Gegenstandes wiedergeben, der bei 252 hergestellt wurde.
  • Das Verfahren 250 kann weiterhin die Durchführung einer Analyse des Modells auf der Basis von Daten umfassen, die von dem Testen 258 des Belegprodukts und/oder von tatsächlichen Messungen 254 und/oder 256 abgeleitet wurden, welche an dem Gegenstand durchgeführt wurden. Wie man erkennt, kann eine Eigenwertanalyse mit dem Modellgegenstand durchgeführt werden. Eine solche Eigenwertanalyse kann unter Verwendung einer Finite-Elemente-Analyse des Gegenstands durchgeführt werden, um eine erwartete Frequenzantwort des modellierten Gegenstandes vorherzusagen oder zu modellieren. In dieser Hinsicht kann die Eigenwertanalyse und damit die sich ergebende erwartete Frequenzantwort zumindest teilweise auf einer Materialeigenschaft des Gegenstandes beruhen. Beispielsweise wird ein Gegenstand, der ein Polymer aufweist, womöglich eine andere Frequenzantwort haben als derselbe Gegenstand, der ein Metall aufweist. Im Gegensatz dazu kann die Eigenwertanalyse verwendet werden, um bei 262 einen Resonanzstandard zu bestimmen, der auf einer erwarteten Frequenzantwort beruht, welche ihrerseits auf der Eigenwertanalyse beruht.
  • Das Verfahren 250 kann bei 264 das Durchführen einer Resonanzuntersuchung des Gegenstandes umfassen, um eine Frequenzantwort des Gegenstandes bereitzustellen. Die Frequenzantwort kann bei 266 mit dem Resonanzstandard verglichen werden, der auf den Ergebnissen der Eigenwertanalyse zu den finalen Elementen beruht und für das Modell durchgeführt wurde, welches die sich aus der Messung des Gegenstandes und/oder dem Testen des Belegproduktes ergeben haben. Dementsprechend kann das Verfahren bei 268 das Einordnen des Gegenstandes in zumindest eine der Kategorien gut/akzeptabel oder schlecht/inakzeptabel umfassen.
  • Zusätzlich kann ein Resonanzstandard für die Verwendung in einer Resonanzuntersuchung abgeleitet werden auf Basis einer Analyse der Frequenzantwort eines Satzes von Gegenständen. Gemäß 13 ist ein Verfahren 300 dargestellt, welches solch einem Ansatz entspricht. Das Verfahren 300 kann das Erzeugen eines Satzes von Frequenzantworten umfassen, welche einem Bestand an Gegenständen entspricht, an denen eine Resonanzuntersuchung vorgenommen wurde, um die Frequenzantworten zu erhalten. Zusätzlich kann der Bestand bzw. Satz von Gegenständen auf andere Weise getestet werden (beispielsweise unter Einbezug eines Testens unter möglicher Zerstörung), um festzustellen, ob die Gegenstände gut oder schlecht sind. Der bei 302 erzeugte Satz von Frequenzantwortdaten kann Daten umfassen, die repräsentativ für gute und/oder schlechte Gegenstände sind.
  • Zusätzlich kann das Verfahren 304 ein Korrelieren der Frequenzantworten von dem Satz von Gegenständen mit den Materialeigenschaften von entsprechenden Gegenständen umfassen. Wie man erkennt, können die Eigenschaften eines Gegenstandes in die erwartete Frequenzantwort eines Gegenstandes eingehen. Eine Varianz in einer Materialeigenschaft über den Satz von Gegenständen hinweg kann zu einer relativ großen Streuung in den erwarteten Frequenzantworten führen, die auf unterschiedlichen Materialeigenschaften der Gegenstände aus dem Satz von Gegenständen beruhen. Beispielsweise ist gemäß 14 ein Graph 350 gezeigt, der ein Feld 356 von Resonanzmetrikvariationen veranschaulicht, welche mit unterschiedlichen Materialeigenschaften korrelieren. Insbesondere entspricht die horizontale Achse 352 dem Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) und die vertikale Achse 354 entspricht dem Poisson-Verhältnis. Das Feld 356, welches in Bezug auf die horizontale Achse 352 und die vertikale Achse 354 gezeigt ist, kann Frequenzantwortdaten entsprechen, die relativ zu den Materialeigenschaften eingezeichnet wurden, die auf den entsprechenden Achsen wiedergegeben sind. Insoweit kann das Feld 356 repräsentativ für Frequenzantwortdaten sein, auf welchen ein Resonanzstandard beruht.
  • Gemäß 13 kann das Verfahren 300 bei 306 auch die Durchführung einer Resonanzuntersuchung eines Belegproduktes einschließen, welches gemeinsam mit einem zu testenden Gegenstand hergestellt wurde. Das Verfahren 300 kann auch ein Verengen 308 des Resonanzstandards einscgließen, der auf der Materialeigenschaft beruht, die von der Durchführung 306 der Resonanzuntersuchung des Belegproduktes abgeleitet wurde. Eine solche Verengung 308 ist in 15 dargestellt, welche einen modifizierten Graphen 350 zeigt. Der modifizierte Graph 350 enthält ein verengtes Feld 358, welches Frequenzantwortdaten dem Satz von Gegenständen repräsentiert, die um die Materialeigenschaften herum zentriert sind, welche von der Durchführung 306 der Resonanzuntersuchung des Belegproduktes gewonnen wurden. Die Daten von dem verengten Feld 358 können wiederum in Bezug auf einen Resonanzstandard verwendet werden.
  • Insoweit kann das Verfahren 300 weiterhin bei 310 das Durchführen einer Resonanzuntersuchung des zu testenden Gegenstands beinhalten. Das Verfahren 300 kann auch das Vergleichen der Frequenzantwort des zu testenden Gegenstandes mit dem verengten Resonanzstandard umfassen, der auf dem verengten Feld 358 beruht. Der Gegenstand kann dann gemäß 314 in Reaktion auf das Vergleichen 312 unter Verwendung des verengten Resonanzstandards charakterisiert werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann ein Verfahren 400 für die Bewertung verschiedener AM-Verfahren im Verhältnis zu einer modellbasierten Bewertung durchgeführt werden. Insbesondere kann das Verfahren 400 das Erzeugen eines Modells (beispielsweise eines dreidimensionalen digitalen Modells) eines herzustellenden Gegenstandes enthalten. Das Modell kann eine nominelle Spezifikation definieren, die für den Gegenstand erwünscht ist. Das Verfahren 400 kann wiederum das Herstellen 404 eines ersten Gegenstandes beinhalten unter Verwendung eines ersten AM-Verfahrens und Herstellen 406 eines zweiten Gegenstandes beinhalten unter Verwendung eines zweiten AM-Verfahrens. Das erste AM-Verfahren und das zweite AM-Verfahren können sich in irgendeiner Hinsicht unterscheiden, einschließlich des grundsätzlichen Ansatzes, der bei dem AM-Verfahren verwendet wird, unterschiedliche Materialien, unterschiedliches Werkzeug oder unterschiedliche Ansätze hinsichtlich der Erzeugung von Befehlen zum Herstellen des Gegenstandes.
  • Das Verfahren 400 kann bei 408 das Durchführen einer Resonanzuntersuchung des ersten Gegenstands enthalten, um eine erste Frequenzantwort zu erzeugen, und bei 410 das Durchführen einer Resonanzuntersuchung mit dem zweiten Gegenstand enthalten, um eine zweite Frequenzantwort zu erzeugen. Zusätzlich kann das Verfahren 400 das Modellieren einer nominellen Frequenzantwort aufweisen. In einem Beispiel kann die nominelle Frequenzantwort erzeugt werden durch Durchführen einer Eigenwertanalyse der nominellen Spezifikation entsprechend dem modellierten Gegenstand unter Verwendung einer Finite-Elemente-Analyse. Das Verfahren 400 kann bei 414 das Vergleichen der ersten und zweiten Frequenzantworten mit der nominalen Frequenzantwort und bei 416 das Feststellen umfassen, welches der beiden AM-Verfahren zu einem Gegenstand führt, dessen Frequenzantwort der nominellen Antwort am ähnlichsten ist. Dies kann eine Information liefern, welches der AM-Verfahren für die Verwendung bei der Herstellung des Gegenstandes in Bezug auf die in dem Modell definierte nominelle Spezifikation wünschenswert ist.
  • Während die Erfindung in den Figuren und der vorstehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben worden ist, ist eine solche Veranschaulichung und Beschreibung vom Charakter her als beispielhaft und nicht als einschränkend anzusehen. Beispielsweise sind gewisse Ausführungsformen, die vorstehend beschrieben wurden, möglicherweise mit anderen beschriebenen Ausführungen kombinierbar und/oder auf andere Weise ausgelegt (z.B. können Verfahrenselemente in anderen Reihenfolgen durchgeführt werden). Dementsprechend versteht es sich, dass nur bevorzugte Ausführungsformen und Varianten derselben dargestellt und beschrieben worden sind und dass alle Änderungen und Modifikationen, die innerhalb des Geistes der Erfindung liegen, in wünschenswerter Weise geschützt werden sollen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 62/668666 [0001]

Claims (42)

  1. Verfahren zum Durchführen einer Resonanzuntersuchung eines Gegenstandes, welches aufweist: Erhalten eines Belegproduktes, das gleichzeitig mit einem zu testenden Gegenstand hergestellt wird, wobei das Belegprodukt und der Gegenstand ein Material aufweisen, aus welchem sowohl das Belegprodukt als auch der Gegenstand beide hergestellt wurden, Testen des Belegproduktes, um eine Eigenschaft des Materials zu bestimmen, Durchführen einer Resonanzuntersuchung des Gegenstandes, wobei die Resonanzuntersuchung das Anregen des Gegenstandes mit einer Mehrzahl von Eingangsfrequenzen und das Erhalten einer Frequenzantwort des Gegenstandes bei jeder aus der Mehrzahl von Eingangsfrequenzen aufweist, Vergleichen der Frequenzantwort des Gegenstandes mit einem Resonanzstandard, wobei der Resonanzstandard zumindest teilweise auf der Eigenschaft des Materials beruht, wie sie durch Testen des Belegproduktes bestimmt wurde, und Charakterisieren des Gegenstandes als akzeptabel oder inakzeptabel auf Basis des Vergleichs.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Gegenstand und das Belegprodukt gleichzeitig unter Verwendung eines additiven Herstellungsverfahrens hergestellt werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Belegprodukt einen weiteren Gegenstand aufweist, der gleichzeitig mit dem Gegenstand hergestellt wurde.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei ein weiterer Gegenstand auf Basis einer nominellen Spezifikation hergestellt wird, die er gemeinsam mit dem Gegenstand hat.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Belegprodukt eine Form aufweist, die sich von dem Gegenstand unterscheidet.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Belegprodukt einen einfachen aufrechten Zylinder aufweist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, welches weiterhin aufweist: Messen zumindest eines Maßes des Gegenstandes, wobei der Resonanzstandard zumindest teilweise auf dem zumindest einen Maß beruht.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Messen das Abtasten des Gegenstandes unter Verwendung eines dreidimensionalen Scanners aufweist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Messen das Abtasten des Gegenstandes unter Verwendung eines dreidimensionalen Scanners mit Streifenprojektion aufweist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der dreidimensionale Scanner zumindest entweder Scannen mit weißem Licht oder Scannen mit blauem Licht oder beides aufweist.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, welches weiterhin aufweist: Messen eines Spannungszustandes des Gegenstandes, wobei der Resonanzstandard zumindest teilweise auf dem Spannungszustand beruht.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Messen des Spannungszustandes eine Röntgenstreuuntersuchung des Gegenstandes aufweist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, wobei die Schritte des Ausführens, Vergleichens und Charakterisierens für eine Mehrzahl von Gegenständen wiederholt werden, die alle gemeinsam aus dem Material hergestellt wurden.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-13, wobei das Verfahren mit einer Mehrzahl von Gegenständen ausgeführt wird, die jeweils in einer gemeinsamen Gruppe mit der Gegenstand und dem Belegprodukt hergestellt wurden.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Mehrzahl von Gegenständen alle Gegenstände umfasst, die in der gemeinsamen Gruppe hergestellt wurden.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-15, wobei der Resonanzstandard zumindest teilweise auf der Basis eines computererzeugten dreidimensionalen digitalen Modells des Gegenstandes beruht, welcher die Eigenschaft des Materials hat, wie sie durch Testen bestimmt wurde.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei eine Finite-Elemente-Analyse, die eine Eigenwertanalyse aufweist, mit dem digitalen Modell durchgeführt wird, um eine Modellresonanzantwort des Gegenstandes zu erzeugen und wobei der Resonanzstandard zumindest teilweise auf der Modellresonanzantwort des Gegenstandes beruht.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Resonanzstandard ein Fenster von akzeptablen Resonanzantworten aufweist, die relativ zu der Modellantwort definiert werden, welche durch die Finite-Elemente-Analyse des digitalen Modells geliefert wurde.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Fenster akzeptabler Resonanzantworten erzeugt wird auf Basis von Modellantworten einer Mehrzahl von Variationen von zumindest einer Eigenschaft des Materials oder zumindest eines Maßes innerhalb eines vorbestimmten Bereiches relativ zu dem digitalen Modell.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16-19, wobei der Resonanzstandard auf einer Modellantwort des digitalen Modells beruht, welches zumindest einen Mangel hat.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Gegenstand auf Basis einer Entsprechung zwischen der Frequenzantwort des Gegenstandes und der Modellantwort des digitalen Modells, welches zumindest einen Mangel hat, als inakzeptabel charakterisiert wird.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-15, wobei der Resonanzstandard zumindest teilweise auf Basis von Untersuchungsergebnissen für eine Mehrzahl von getesteten Gegenständen beruht, die nicht der Gegenstand sind.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei die zumindest eine Materialeigenschaft die Mehrzahl von getesteten Gegenständen auf einen Teilsatz getesteter Gegenstände reduziert, die Materialeigenschaften haben welche der zumindest einen Materialeigenschaft entsprechen, und wobei der Resonanzstandard auf Resonanzuntersuchungsergebnissen für den Teilsatz getesteter Gegenstände beruht.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-23, wobei die Resonanzuntersuchung des Gegenstandes vor Vollendung der Herstellung des Gegenstandes erfolgt.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-23, wobei der Test eine Resonanzuntersuchung des Belegproduktes aufweist.
  26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Verfahren aufweist: Durchführen der Resonanzuntersuchung des Belegproduktes, um die Eigenschaft des Materials zu messen.
  27. Verfahren zum Erzeugen eines Resonanzstandards für die Bewertung zumindest eines Gegenstandes unter Verwendung einer Resonanzuntersuchung des zumindest einen Gegenstandes, welches aufweist: Modellieren eines Gegenstandes, der zu testen ist, unter Verwendung einer normalen Spezifikation für den Gegenstand, wobei die Modellierung ein computererzeugtes dreidimensionales digitales Modell des Gegenstandes auf Basis einer nominellen Spezifikation erzeugt, Erfassen einer Eigenschaft eines Materials, aus welchem der Gegenstand hergestellt wurde, wobei die Eigenschaft des Materials in das digitale Modell eingegeben wird und wobei die Eigenschaft des Materials durch Testen eines Belegproduktes bestimmt wurde, welcher gemeinsam mit dem Gegenstand hergestellt wurde, Durchführen einer Finite-Elemente-Analyse mit dem digitalen Modell basierend auf der Eigenschaft, um aus dem digitalen Modell eine Modellresonanzantwort des Gegenstandes zu erzeugen, wie er hergestellt wurde, und Erzeugen eines Resonanzstandards für den Gegenstand auf der Basis der Finite-Elemente-Analyse des digitalen Modells.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei der Resonanzstandard ein Fenster akzeptabler Resonanzantworten aufweist, welches relativ zu der Modellantwort, welche durch die Finite-Elemente-Analyse des digitalen Modells bereitgestellt wird, definiert ist.
  29. Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Belegprodukt das Material aufweist, aus welchem der Gegenstand hergestellt wurde.
  30. Verfahren nach Anspruch 29, wobei der Test eine Resonanzuntersuchung des Belegproduktes aufweist.
  31. Verfahren nach Anspruch 30, wobei das Verfahren aufweist: Ausführen der Resonanzuntersuchung des Belegproduktes, um die Eigenschaft des Materials zu messen.
  32. Verfahren nach Anspruch 27, welches weiterhin aufweist: Aufnehmen zumindest einer Abmessung des Gegenstandes, wie er hergestellt wurde, wobei die Abmessung verwendet wird, um eine entsprechende nominelle Abmessung der nominalen Spezifikation des Gegenstandes zu verfeinern.
  33. Verfahren nach Anspruch 32, wobei die Abmessung des Gegenstandes unter Verwendung eines dreidimensionalen Scanners bestimmt wird, um die Abmessung an dem Gegenstand zu messen.
  34. Verfahren nach Anspruch 33, wobei der dreidimensionale Scanner einen dreidimensionalen Scanner mit Streifenlichtprojektion aufweist, welcher zumindest entweder eine Abtastung mit weißem Licht oder eine Abtastung mit blauem Licht oder beides aufweist.
  35. Verfahren nach Anspruch 34, welches weiterhin aufweist: Messen der Abmessung des Gegenstandes unter Verwendung des dreidimensionalen Scanners mit Streifenlichtprojektion.
  36. Verfahren nach Anspruch 32, welches weiterhin aufweist: Aufnehmen von Information über den Spannungszustand bezüglich des Gegenstands, wie er hergestellt wurde, wobei die Information über den Spannungszustand in das digitale Modell eingegeben wird.
  37. Verfahren nach Anspruch 36, wobei die Information über den Spannungszustand an dem Gegenstand gemessen wird durch eine Untersuchung des Gegenstandes mittels Röntgenstreuung.
  38. Verfahren nach Anspruch 37, welches weiterhin aufweist: Messen der Information des Spannungszustandes des Gegenstandes.
  39. Verfahren nach Anspruch 27, welches weiterhin aufweist: Durchführen einer Resonanzuntersuchung des Gegenstandes, wobei die Resonanzuntersuchung das Anregen des Gegenstandes bei einer Mehrzahl von Eingangsfrequenzen und das Empfangen einer Frequenzantwort des Gegenstandes bei jeder der Mehrzahl von Eingangsfrequenzen aufweist, und Vergleichen der Frequenzantwort des Gegenstandes mit dem Resonanzstandard, und Charakterisieren des Gegenstandes als akzeptabel oder inakzeptabel basierend auf dem Vergleich.
  40. Verfahren nach Anspruch 39, wobei der Gegenstand unter Verwendung einer additiven Herstellungstechnik hergestellt wird und wobei die nominelle Spezifikation einem anderen Gegenstand entspricht, der unter Verwendung einer Herstellungstechnik hergestellt wurde, die keine additive Herstellung ist, und wobei die Charakterisierung die Bestimmung aufweist, ob der Gegenstand in seiner Leistungsfähigkeit mit dem anderen Gegenstand übereinstimmt.
  41. Verfahren nach Anspruch 40, wobei der Gegenstand ein Austauschteil für den anderen Gegenstand aufweist.
  42. Verfahren nach Anspruch 27, welches weiterhin aufweist: Erhalten eines ersten Gegenstandes und eines zweiten Gegenstandes, die jeweils entsprechend einer nominellen Spezifikation hergestellt wurden, welche dem digitalen Modell entspricht, wobei der erste Gegenstand durch ein erstes Herstellungsverfahren hergestellt wird und der zweite Gegenstand durch ein zweites Herstellungsverfahren hergestellt wird, Durchführen einer Resonanzuntersuchung des ersten Gegenstandes, wobei die Resonanzuntersuchung das Anregen des ersten Gegenstandes bei einer Mehrzahl von Eingangsfrequenzen und das Erfassen einer ersten Frequenzantwort des ersten Gegenstandes bei jeder der Mehrzahl von Eingangsfrequenzen aufweist, Durchführen der Resonanzuntersuchung des zweiten Gegenstandes, wobei die Resonanzuntersuchung das Anregen des zweiten Gegenstandes bei einer Mehrzahl von Eingangsfrequenzen und Erhalten einer zweiten Frequenzantwort des ersten (zweiten?) Gegenstandes bei jeder aus der Mehrzahl von Eingangsfrequenzen aufweist, und Vergleichen der ersten Frequenzantwort und der zweiten Frequenzantwort mit dem Resonanzstandard, um festzustellen, ob der erste oder der zweite Gegenstand eine Frequenzantwort aufweist, die der des Modells am ähnlichsten ist, und Identifizieren des ersten Herstellungsverfahrens oder des zweiten Herstellungsverfahrens für die Herstellung des Gegenstands basierend darauf, ob die erste Frequenzantwort oder die zweite Frequenzantwort der Resonanzantwort des Modells am ähnlichsten ist.
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