JP2019055584A - 先進付加製造のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[実施態様1]
材料(109)を固化させるように構成された固化装置(138)を含む、付加製造システム(100)で使用するためのコントローラ(106)であって、前記コントローラ(106)は、処理装置(120)と、前記処理装置(120)に結合されたメモリ装置(118)とを備え、前記コントローラ(106)は、
複数のビルド層(116)を含む部品(104、200)のビルドファイルを受信し、前記複数のビルド層(116)の各ビルド層(116)は、部品(104、200)外周(202)と、少なくとも1つのビルド層(116)生成関数と、少なくとも1つの生成関数変数と、少なくとも1つの生成関数定数とを含み、
少なくとも1つの制御信号を生成し、前記複数のビルド層(116)の各ビルド層(116)の前記材料(109)を横切って前記固化装置(138)の少なくとも1つの走査経路(152)を通して出力を制御し、前記少なくとも1つの走査経路(152)は、各層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に少なくとも部分的に基づいて生成され、かつ
前記制御信号を前記固化装置(138)に送信し、前記材料(109)を前記少なくとも1つの走査経路(152)を通して固化させる
ように構成される、コントローラ(106)。
[実施態様2]
前記コントローラ(106)が、
前記部品(104、200)の三次元(3D)ジオメトリの表現を生成し、前記部品(104、200)の前記3Dジオメトリの前記表現が、各ビルド層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に基づいて生成され、かつ
前記3Dジオメトリの前記生成された表現をコントローラ提示インターフェース(122)に表示する
ようにさらに構成される、実施態様1に記載のコントローラ(106)。
[実施態様3]
前記コントローラ(106)が、
前記部品(104、200)の第1の部分(208)の3Dジオメトリの表現を生成し、前記部品(104、200)の前記第1の部分(208)の前記3Dジオメトリの前記表現が、各ビルド層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に基づいて生成され、かつ
前記部品(104、200)の前記第1の部分(208)の前記3Dジオメトリの前記生成された表現をコントローラ提示インターフェース(122)に表示し、前記部品(104、200)の前記第1の部分(208)の前記3Dジオメトリの前記生成された表現の二次元(2D)サイズが、前記コントローラ提示インターフェース(122)の2Dサイズと実質的に同様である
ようにさらに構成される、実施態様1に記載のコントローラ(106)。
[実施態様4]
前記少なくとも1つの生成関数が、Bスプライン曲線、ヒルベルト曲線、格子、およびユニットセルの少なくとも1つを画定する、実施態様1に記載のコントローラ(106)。
[実施態様5]
前記少なくとも1つの生成関数が、部品(104、200)の第1の部分(208)に関する第1の生成関数と、前記部品(104、200)の第2の部分(210)に関する第2の生成関数とを含む、実施態様4に記載のコントローラ(106)。
[実施態様6]
ユーザ入力インターフェース(126)をさらに備え、前記少なくとも1つの生成関数が、前記ユーザ入力インターフェース(126)を使用して受信された少なくとも1つのユーザ入力に基づいて前記少なくとも1つの走査経路(152)を少なくとも部分的に画定するように実行可能である、実施態様1に記載のコントローラ(106)。
[実施態様7]
前記コントローラ(106)が、前記固化装置(138)の前記少なくとも1つの走査経路(152)の不均一エネルギー強度プロファイルを生成するようにさらに構成され、前記不均一エネルギー強度プロファイルが、前記材料(109)を固化することを容易にする、実施態様1に記載のコントローラ(106)。
[実施態様8]
材料(109)を固化させるように構成された少なくとも1つの固化装置(138)と、
前記材料(109)を横切って前記少なくとも1つの固化装置(138)を移動させるように構成されたアクチュエータシステム(112)と、
コントローラ(106)であって、
複数のビルド層(116)を含む部品(104、200)のビルドファイルを受信し、前記複数のビルド層(116)の各ビルド層(116)は、部品(104、200)外周(202)と、少なくとも1つのビルド層(116)生成関数と、少なくとも1つの生成関数変数と、少なくとも1つの生成関数定数とを含み、
少なくとも1つの制御信号を生成し、前記複数のビルド層(116)の各ビルド層(116)の前記材料(109)を横切って前記固化装置(138)の少なくとも1つの走査経路(152)を通して出力を制御し、前記少なくとも1つの走査経路(152)は、各層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に少なくとも部分的に基づいて生成され、かつ
前記制御信号を前記固化装置(138)に送信し、前記材料(109)を前記少なくとも1つの走査経路(152)を通して固化させる
ように構成されるコントローラ(106)と
を備える、付加製造システム(100)。
[実施態様9]
前記コントローラ(106)が、
前記部品(104、200)の三次元(3D)ジオメトリの表現を生成し、前記部品(104、200)の前記3Dジオメトリの前記表現が、各ビルド層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に基づいて生成され、かつ
前記3Dジオメトリの前記生成された表現をコントローラ提示インターフェース(122)に表示する
ようにさらに構成される、実施態様8に記載の付加製造システム(100)。
[実施態様10]
前記コントローラ(106)が、
前記部品(104、200)の第1の部分(208)の3Dジオメトリの表現を生成し、前記部品(104、200)の前記第1の部分(208)の前記3Dジオメトリの前記表現が、各ビルド層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に基づいて生成され、かつ
前記部品(104、200)の前記第1の部分(208)の前記3Dジオメトリの前記生成された表現をコントローラ提示インターフェース(122)に表示し、前記部品(104、200)の前記第1の部分(208)の前記3Dジオメトリの前記生成された表現の2Dサイズが、前記コントローラ提示インターフェース(122)の2Dサイズと実質的に同様である
ようにさらに構成される、実施態様8に記載の付加製造システム(100)。
[実施態様11]
前記少なくとも1つの生成関数が、Bスプライン曲線、ヒルベルト曲線、格子、およびユニットセルの少なくとも1つを画定する、実施態様8に記載の付加製造システム(100)。
[実施態様12]
前記少なくとも1つの生成関数が、部品(104、200)の第1の部分(208)に関する第1の生成関数と、前記部品(104、200)の第2の部分(210)に関する第2の生成関数とを含む、実施態様11に記載の付加製造システム(100)。
[実施態様13]
前記コントローラ(106)が、ユーザ入力インターフェース(126)をさらに備え、前記少なくとも1つの生成関数が、前記ユーザ入力インターフェース(126)を使用して受信された少なくとも1つのユーザ入力に基づいて前記少なくとも1つの走査経路(152)を画定するように実行可能である、実施態様8に記載の付加製造システム(100)。
[実施態様14]
前記コントローラ(106)が、前記固化装置(138)の前記少なくとも1つの走査経路(152)の不均一エネルギー強度プロファイルを生成するようにさらに構成され、前記不均一エネルギー強度プロファイルが、前記材料(109)を固化することを容易にする、実施態様8に記載の付加製造システム(100)。
[実施態様15]
固化装置(138)および材料(109)を含む付加製造システム(100)を使用して部品(104、200)を製造する方法(300)であって、
複数のビルド層(116)を含むビルドファイルを受信することであって、前記複数のビルド層(116)の各ビルド層(116)は、部品(104、200)外周(202)と、少なくとも1つのビルド層(116)生成関数と、少なくとも1つの生成関数変数と、少なくとも1つの生成関数定数とを含むことと、
少なくとも1つの制御信号を生成し、前記複数のビルド層(116)の各ビルド層(116)の前記材料(109)を横切って前記固化装置(138)の少なくとも1つの走査経路(152)を通して出力を制御することであって、前記少なくとも1つの走査経路(152)は、各ビルド層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に少なくとも部分的に基づいて生成されることと、
前記少なくとも1つの制御信号を前記固化装置(138)に送信することと、
前記少なくとも1つの制御信号に基づいて前記少なくとも1つの走査経路(152)に沿って前記材料(109)を横切って前記固化装置(138)を移動させて前記材料(109)を固化させることと
を含む、方法(300)。
[実施態様16]
前記ビルドファイルを受信することが、
前記部品(104、200)の3Dジオメトリの表現を生成することであって、前記部品(104、200)の前記3Dジオメトリの前記表現が、各ビルド層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に基づいて生成されることと、
前記3Dジオメトリの前記生成された表現をコントローラ提示インターフェース(122)に表示することと
をさらに含む、実施態様15に記載の方法(300)。
[実施態様17]
前記ビルドファイルを受信することが、
前記部品(104、200)の第1の部分(208)の3Dジオメトリの表現を生成することであって、前記部品(104、200)の前記第1の部分(208)の前記3Dジオメトリの前記表現が、各ビルド層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に基づいて生成されることと、
前記部品(104、200)の前記第1の部分(208)の前記3Dジオメトリの前記生成された表現をコントローラ提示インターフェース(122)に表示することであって、前記部品(104、200)の前記第1の部分(208)の前記3Dジオメトリの前記生成された表現の2Dサイズが、前記コントローラ提示インターフェース(122)の2Dサイズと実質的に同様であることと
をさらに含む、実施態様15に記載の方法(300)。
[実施態様18]
前記少なくとも1つの制御信号を生成することが、Bスプライン曲線、ヒルベルト曲線、格子、およびユニットセルの少なくとも1つを画定する少なくとも1つの生成関数に少なくとも部分的に基づいて前記少なくとも1つの走査経路(152)を生成することをさらに含む、実施態様15に記載の方法(300)。
[実施態様19]
前記少なくとも1つの制御信号を生成することが、部品(104、200)の第1の部分(208)に関する第1の生成関数および前記部品(104、200)の第2の部分(210)に関する第2の生成関数に少なくとも部分的に基づいて前記少なくとも1つの走査経路(152)を生成することをさらに含む、実施態様18に記載の方法(300)。
[実施態様20]
前記固化装置(138)の前記少なくとも1つの走査経路(152)の不均一エネルギー強度プロファイルを生成することによって前記固化装置(138)の出力を制御することをさらに含み、前記不均一エネルギー強度プロファイルが、前記材料(109)を固化することを容易にする、実施態様15に記載の方法(300)。
102 座標系
104 部品
106 コントローラ
108 マウントシステム
110 粉末床
112 アクチュエータシステム
114 支持構造
116 ビルド層
118 メモリ装置
120 プロセッサ
122 提示インターフェース
124 ユーザ
126 ユーザ入力インターフェース
128 通信インターフェース
130 レーザ装置
132 エネルギービーム
134 溶融プール
136 ハウジング
138 固化装置
140 走査モータ
142 走査ミラー
146 変形可能ミラー
148 ビームエキスパンダ
150 ビーム回転プリズム
152 走査経路
160 走査レンズ
200 部品
201 第1の軸、長手方向軸
202 ユニットセル構造
203 第2の軸、横方向軸
204 ユニットセル
205 第3の軸、縦方向軸
206 第1の部分、ユニットセル
207 第1の寸法、長さ
208 第2の部分、ユニットセル
209 全体寸法
210 第3の部分、ユニットセル
212 特性寸法
220 固体構造部分
222 壁厚
300 部品
301 第1の軸
302 ユニットセル構造部分
302 ユニットセル構造
303 第2の軸、横方向軸
304 ユニットセル
305 第3の軸、縦方向軸
306 第1の部分、ユニットセル
307 第1の寸法、長さ
308 第2の部分、ユニットセル
309 全体寸法
310 第3の部分
312 特性寸法
320 固体構造部分
322 壁厚
Claims (15)
- 材料(109)を固化させるように構成された固化装置(138)を含む、付加製造システム(100)で使用するためのコントローラ(106)であって、前記コントローラ(106)は、処理装置(120)と、前記処理装置(120)に結合されたメモリ装置(118)とを備え、前記コントローラ(106)は、
複数のビルド層(116)を含む部品(104、200)のビルドファイルを受信し、前記複数のビルド層(116)の各ビルド層(116)は、部品(104、200)外周(202)と、少なくとも1つのビルド層(116)生成関数と、少なくとも1つの生成関数変数と、少なくとも1つの生成関数定数とを含み、
少なくとも1つの制御信号を生成し、前記複数のビルド層(116)の各ビルド層(116)の前記材料(109)を横切って前記固化装置(138)の少なくとも1つの走査経路(152)を通して出力を制御し、前記少なくとも1つの走査経路(152)は、各層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に少なくとも部分的に基づいて生成され、かつ
前記制御信号を前記固化装置(138)に送信し、前記材料(109)を前記少なくとも1つの走査経路(152)を通して固化させる
ように構成される、コントローラ(106)。 - 前記コントローラ(106)が、
前記部品(104、200)の三次元(3D)ジオメトリの表現を生成し、前記部品(104、200)の前記3Dジオメトリの前記表現が、各ビルド層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に基づいて生成され、かつ
前記3Dジオメトリの前記生成された表現をコントローラ提示インターフェース(122)に表示する
ようにさらに構成される、請求項1に記載のコントローラ(106)。 - 前記コントローラ(106)が、
前記部品(104、200)の第1の部分(208)の3Dジオメトリの表現を生成し、前記部品(104、200)の前記第1の部分(208)の前記3Dジオメトリの前記表現が、各ビルド層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に基づいて生成され、かつ
前記部品(104、200)の前記第1の部分(208)の前記3Dジオメトリの前記生成された表現をコントローラ提示インターフェース(122)に表示し、前記部品(104、200)の前記第1の部分(208)の前記3Dジオメトリの前記生成された表現の二次元(2D)サイズが、前記コントローラ提示インターフェース(122)の2Dサイズと実質的に同様である
ようにさらに構成される、請求項1に記載のコントローラ(106)。 - 前記少なくとも1つの生成関数が、Bスプライン曲線、ヒルベルト曲線、格子、およびユニットセルの少なくとも1つを画定する、請求項1に記載のコントローラ(106)。
- 前記少なくとも1つの生成関数が、部品(104、200)の第1の部分(208)に関する第1の生成関数と、前記部品(104、200)の第2の部分(210)に関する第2の生成関数とを含む、請求項4に記載のコントローラ(106)。
- ユーザ入力インターフェース(126)をさらに備え、前記少なくとも1つの生成関数が、前記ユーザ入力インターフェース(126)を使用して受信された少なくとも1つのユーザ入力に基づいて前記少なくとも1つの走査経路(152)を少なくとも部分的に画定するように実行可能である、請求項1に記載のコントローラ(106)。
- 前記コントローラ(106)が、前記固化装置(138)の前記少なくとも1つの走査経路(152)の不均一エネルギー強度プロファイルを生成するようにさらに構成され、前記不均一エネルギー強度プロファイルが、前記材料(109)を固化することを容易にする、請求項1に記載のコントローラ(106)。
- 材料(109)を固化させるように構成された少なくとも1つの固化装置(138)と、
前記材料(109)を横切って前記少なくとも1つの固化装置(138)を移動させるように構成されたアクチュエータシステム(112)と、
コントローラ(106)であって、
複数のビルド層(116)を含む部品(104、200)のビルドファイルを受信し、前記複数のビルド層(116)の各ビルド層(116)は、部品(104、200)外周(202)と、少なくとも1つのビルド層(116)生成関数と、少なくとも1つの生成関数変数と、少なくとも1つの生成関数定数とを含み、
少なくとも1つの制御信号を生成し、前記複数のビルド層(116)の各ビルド層(116)の前記材料(109)を横切って前記固化装置(138)の少なくとも1つの走査経路(152)を通して出力を制御し、前記少なくとも1つの走査経路(152)は、各層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に少なくとも部分的に基づいて生成され、かつ
前記制御信号を前記固化装置(138)に送信し、前記材料(109)を前記少なくとも1つの走査経路(152)を通して固化させる
ように構成されるコントローラ(106)と
を備える、付加製造システム(100)。 - 前記コントローラ(106)が、
前記部品(104、200)の三次元(3D)ジオメトリの表現を生成し、前記部品(104、200)の前記3Dジオメトリの前記表現が、各ビルド層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に基づいて生成され、かつ
前記3Dジオメトリの前記生成された表現をコントローラ提示インターフェース(122)に表示する
ようにさらに構成される、請求項8に記載の付加製造システム(100)。 - 前記コントローラ(106)が、
前記部品(104、200)の第1の部分(208)の3Dジオメトリの表現を生成し、前記部品(104、200)の前記第1の部分(208)の前記3Dジオメトリの前記表現が、各ビルド層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に基づいて生成され、かつ
前記部品(104、200)の前記第1の部分(208)の前記3Dジオメトリの前記生成された表現をコントローラ提示インターフェース(122)に表示し、前記部品(104、200)の前記第1の部分(208)の前記3Dジオメトリの前記生成された表現の2Dサイズが、前記コントローラ提示インターフェース(122)の2Dサイズと実質的に同様である
ようにさらに構成される、請求項8に記載の付加製造システム(100)。 - 前記少なくとも1つの生成関数が、Bスプライン曲線、ヒルベルト曲線、格子、およびユニットセルの少なくとも1つを画定する、請求項8に記載の付加製造システム(100)。
- 前記少なくとも1つの生成関数が、部品(104、200)の第1の部分(208)に関する第1の生成関数と、前記部品(104、200)の第2の部分(210)に関する第2の生成関数とを含む、請求項11に記載の付加製造システム(100)。
- 前記コントローラ(106)が、ユーザ入力インターフェース(126)をさらに備え、前記少なくとも1つの生成関数が、前記ユーザ入力インターフェース(126)を使用して受信された少なくとも1つのユーザ入力に基づいて前記少なくとも1つの走査経路(152)を画定するように実行可能である、請求項8に記載の付加製造システム(100)。
- 前記コントローラ(106)が、前記固化装置(138)の前記少なくとも1つの走査経路(152)の不均一エネルギー強度プロファイルを生成するようにさらに構成され、前記不均一エネルギー強度プロファイルが、前記材料(109)を固化することを容易にする、請求項8に記載の付加製造システム(100)。
- 固化装置(138)および材料(109)を含む付加製造システム(100)を使用して部品(104、200)を製造する方法(300)であって、
複数のビルド層(116)を含むビルドファイルを受信することであって、前記複数のビルド層(116)の各ビルド層(116)は、部品(104、200)外周(202)と、少なくとも1つのビルド層(116)生成関数と、少なくとも1つの生成関数変数と、少なくとも1つの生成関数定数とを含むことと、
少なくとも1つの制御信号を生成し、前記複数のビルド層(116)の各ビルド層(116)の前記材料(109)を横切って前記固化装置(138)の少なくとも1つの走査経路(152)を通して出力を制御することであって、前記少なくとも1つの走査経路(152)は、各ビルド層(116)の前記部品(104、200)外周(202)、前記少なくとも1つの生成関数、前記少なくとも1つの生成関数変数、および前記少なくとも1つの生成関数定数に少なくとも部分的に基づいて生成されることと、
前記少なくとも1つの制御信号を前記固化装置(138)に送信することと、
前記少なくとも1つの制御信号に基づいて前記少なくとも1つの走査経路(152)に沿って前記材料(109)を横切って前記固化装置(138)を移動させて前記材料(109)を固化させることと
を含む、方法(300)。
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