JP2019526704A - 付加製造を含む方法およびシステム、ならびに付加製造された物品 - Google Patents
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Abstract
Description
物品のモデルを取得することと、
付加製造装置を使用して物品を形成するためのエネルギーパルスシーケンスを決定することであって、シーケンスの各エネルギーパルスのパラメータが、伝導モードで粉末を加熱することによって粉末が溶融されるように決定される、決定することと、
第1のエネルギーパルスシーケンスに基づいて処理命令を生成することとを具備する方法が提供される。
Claims (32)
- 粉末床付加製造システムを使用して粉末による所与の材料中で立体物品を製造する際に使用する処理命令を生成する、コンピュータにより実装される方法であって、
前記物品のモデルを取得するステップと、
前記モデルの第1の領域に関する前記材料の第1の微細構造についての通知を受領するステップであって、前記第1の微細構造が、凝固データに基づく第1の冷却速度しきい値に関連する、受領するステップと、
前記第1の領域に関連する第1のエネルギーパルスシーケンスを決定するステップであって、各エネルギーパルスのパラメータが、粉末材料を溶融するように、かつ凝固中の前記材料に関する、前記第1の冷却速度しきい値を上回る冷却速度を達成するように適合される、決定するステップと、
前記第1のエネルギーパルスシーケンスに基づいて前記処理命令を生成するステップと
を具備する方法。 - 前記第1の領域に関連する前記第1のパルスシーケンスを決定するステップは、エネルギーパルスごとに、前記エネルギーパルスによって溶融される前記粉末材料に隣接する材料の温度を考慮に入れるステップを具備する
請求項1に記載のコンピュータにより実装される方法。 - 前記第1の領域に関連する前記第1のパルスシーケンスを決定するステップは、エネルギーパルスごとに、以前または後続のエネルギーパルスによる冷却によって、また加熱によって影響を及ぼされる、前記隣接する材料の温度を考慮に入れるステップを具備する
請求項2に記載のコンピュータにより実装される方法。 - 前記第1の領域に関連する前記第1のパルスシーケンスを決定するステップは、前記シーケンスの各エネルギーパルスを、前記エネルギーパルスの時間における前記隣接する材料の温度が、以前および/または後続のエネルギーパルスによる大した影響を与えられていないような時間および/または距離という点で隔置するステップを具備する
請求項2に記載のコンピュータにより実装される方法。 - 隣接する材料にエネルギーパルスが印加されるまでの最小時間および/または後続のエネルギーパルスに関する最小距離が、前記エネルギーパルスを通じて付加される熱がそれを経て前記粉末材料の局所加熱に大した影響を与えない時間および/または距離に基づいて決定される
請求項4に記載のコンピュータにより実装される方法。 - 前記第1の領域に関連する前記第1のパルスシーケンスは、どのように各エネルギーパルスからの最小距離が時間とともに変化するかを定める、時間−距離関係から決定される
請求項5に記載のコンピュータにより実装される方法。 - 前記エネルギーパルスが印加された溶融されたボクセルの前記冷却速度は、前記隣接する材料が所与の温度差許容範囲内にあることに基づいて決定される
請求項2乃至6のいずれか一項に記載のコンピュータにより実装される方法。 - 前記所与の温度差許容範囲は、前記粉末材料の周囲温度の予め決定された許容範囲内である
請求項7に記載のコンピュータにより実装される方法。 - 前記隣接する材料の温度は400K以下である
請求項7または8に記載のコンピュータにより実装される方法。 - 前記モデルの第2の領域に関する前記材料の第2の微細構造についての通知を受領するステップであって、前記第2の微細構造が、凝固データに基づく第2の冷却速度しきい値に関連する、受領するステップと、
前記第2の領域に関連する第2のエネルギーパルスシーケンスを決定するステップであって、各エネルギーパルスのパラメータが、粉末材料を溶融するように、かつ凝固中の前記材料に関する、前記第2の冷却速度しきい値を上回る冷却速度を達成するように適合される、決定するステップと
をさらに具備し、
前記処理命令を前記生成するステップは、前記第2のエネルギーパルスシーケンスにさらに基づく
請求項1乃至9のいずれか一項に記載のコンピュータにより実装される方法。 - 前記第2の領域に関連する前記第2のパルスシーケンスを決定するステップは、エネルギーパルスごとに、前記エネルギーパルスによって溶融される前記粉末材料に隣接する材料の温度を考慮に入れるステップを具備する
請求項10に記載のコンピュータにより実装される方法。 - 前記第2の領域に関連する前記第2のパルスシーケンスを決定するステップは、エネルギーパルスごとに、以前または後続のエネルギーパルスによる冷却によって、また加熱によって影響を及ぼされる、前記隣接する材料の温度を考慮に入れるステップを具備する
請求項10または11に記載のコンピュータにより実装される方法。 - 前記第1のシーケンスの各エネルギーパルスの前記パラメータは、前記第1の冷却速度しきい値を上回りかつ前記第2の冷却速度しきい値を下回る冷却速度を達成するように適合される請求項10乃至12のいずれか一項に記載のコンピュータにより実装される方法。
- 前記微細構造は、結晶構造を含む請求項1乃至13のいずれか一項に記載のコンピュータにより実装される方法。
- 前記微細構造は、結晶構造サイズを含む請求項1乃至14のいずれか一項に記載のコンピュータにより実装される方法。
- 前記第1のシーケンスの各エネルギーパルスの前記パラメータは、パルス形状およびパルスエネルギーを含む請求項1乃至15のいずれか一項に記載のコンピュータにより実装される方法。
- 粉末床付加製造システムを使用して粉末による所与の材料中で立体物品を製造する方法であって、
請求項1乃至16のいずれか一項に記載の処理命令を受領するステップと、
前記受領された処理命令に基づいて、前記立体物品の各スライスを積み重ねて連続して製造するステップと
を具備する方法。 - 積み重ねて融解された複数のスライスであって、前記複数のスライスのうちの少なくとも1つが、第1の微細構造を含む第1の部分、および第2の微細構造を含む第2の部分を有する、複数のスライスを具備する付加製造された物品。
- 複数の第1の部分が、前記複数のスライスのうちの重合わせされたもの同士の間に延在し、複数の第2の部分が、前記複数のスライスのうちの重合わせされたもの同士の間に延在する請求項18に記載の付加製造された物品。
- 前記複数の第1の部分は、前記複数の第2の部分の機械的性質よりも大きい機械的性質を有する請求項19に記載の付加製造された物品。
- 前記機械的性質は、降伏強度である請求項20に記載の付加製造された物品。
- 前記複数の第1の部分は部品を形成し、前記複数の第2の部分は前記部品の支持構造を形成する請求項18乃至21のいずれか一項に記載の付加製造された物品。
- 付加製造システムであって、
選択的レーザ溶融システムおよび電子ビーム溶融システムのうちの一方と、
前記選択的レーザ溶融システムおよび前記電子ビーム溶融システムのうちの前記一方に結合され、
物品のモデルを取得すること、
前記モデルの第1の領域に関する材料の第1の微細構造についての通知を受領することであって、前記第1の微細構造が、凝固データに基づく第1の冷却速度しきい値に関連する、受領すること
前記第1の領域に関連する第1のエネルギーパルスシーケンスを決定することであって、各エネルギーパルスのパラメータが、粉末材料を溶融するように、かつ凝固中の前記材料に関する、前記第1の冷却速度しきい値を上回る冷却速度を達成するように適合される、決定すること、および
前記第1のエネルギーパルスシーケンスに基づいて処理命令を生成すること
を行うように構成された、コンピュータと
を具備する付加製造システム。 - 前記コンピュータは、前記第1の領域に関連する前記第1のパルスシーケンスを決定することを、エネルギーパルスごとに、前記エネルギーパルスによって溶融される前記粉末材料に隣接する材料の温度を考慮に入れることによって行うように構成される
請求項23に記載の付加製造システム。 - 前記コンピュータは、前記第1の領域に関連する前記第1のパルスシーケンスを決定することを、以前または後続のエネルギーパルスによる冷却によって、また加熱によって影響を及ぼされる、前記隣接する材料の温度を考慮に入れることによって行うように構成される
請求項24に記載の付加製造システム。 - 前記コンピュータは、
前記モデルの第2の領域に関する前記材料の第2の微細構造についての通知を受領することであって、前記第2の微細構造が、凝固データに基づく第2の冷却速度しきい値に関連する、受領することと、
前記第2の領域に関連する第2のエネルギーパルスシーケンスを決定することであって、各エネルギーパルスのパラメータが、粉末材料を溶融するように、かつ凝固中の前記材料に関する、前記第2の冷却速度しきい値を上回る冷却速度を達成するように適合される、決定することと
を行うように構成され、
処理命令を前記生成することは、前記レーザエネルギーシーケンスにさらに基づく
請求項23に記載の付加製造システム。 - 前記コンピュータは、前記第2の領域に関連する前記第2のパルスシーケンスを決定することを、エネルギーパルスごとに、前記エネルギーパルスによって溶融される前記粉末材料に隣接する材料の温度を考慮に入れることによって行うように構成される
請求項26に記載の付加製造システム。 - 前記コンピュータは、前記第1の領域に関連する前記第2のパルスシーケンスを決定することを、以前または後続のエネルギーパルスによる冷却によって、また加熱によって影響を及ぼされる、前記隣接する材料の温度を考慮に入れることによって行うように構成される
請求項27に記載の付加製造システム。 - 前記第1のシーケンスの各エネルギーパルスの前記パラメータは、前記第1の冷却速度しきい値を上回りかつ前記第2の冷却速度しきい値を下回る冷却速度を達成するように適合される請求項26に記載の付加製造システム。
- 粉末床付加製造システムを使用して粉末による所与の材料中で立体物品を製造する際に使用する処理命令を生成する、コンピュータにより実装される方法であって、
前記物品のモデルを取得するステップと、
前記モデルの第1の領域に関する前記材料の第1の微細構造についての通知を受領するステップであって、前記第1の微細構造が、凝固データに基づく第1の降伏応力しきい値に関連する、受領するステップと、
前記第1の領域に関連する第1のエネルギーパルスシーケンスを決定するステップであって、各エネルギーパルスのパラメータが、粉末を溶融するように、かつ1である、または前記第1の降伏応力しきい値を上回るかもしくは下回る、関連する降伏応力を有する微細構造を達成するように適合される、決定するステップと、
前記第1のエネルギーパルスシーケンスに基づいて前記処理命令を生成するステップと
を具備する方法。 - 前記第1の領域に関連する前記第1のパルスシーケンスを決定するステップは、エネルギーパルスごとに、前記エネルギーパルスによって溶融される前記粉末材料に隣接する材料の微細構造および関連する降伏応力を考慮に入れるステップを具備する
請求項30に記載のコンピュータにより実装される方法。 - 前記第1の領域に関連する前記第1のパルスシーケンスを決定するステップは、エネルギーパルスごとに、以前または後続のエネルギーパルスによる溶融によって、また凝固によって影響を及ぼされる、前記隣接する材料の温度を考慮に入れるステップを具備する
請求項31に記載のコンピュータにより実装される方法。
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