JP2021006806A - 付加製造される材料及び付加製造される部品の試験方法 - Google Patents

付加製造される材料及び付加製造される部品の試験方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2021006806A
JP2021006806A JP2020081237A JP2020081237A JP2021006806A JP 2021006806 A JP2021006806 A JP 2021006806A JP 2020081237 A JP2020081237 A JP 2020081237A JP 2020081237 A JP2020081237 A JP 2020081237A JP 2021006806 A JP2021006806 A JP 2021006806A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pieces
micro
cut
additional manufacturing
cutout
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020081237A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7496233B2 (ja
Inventor
アニータ マイヤー ステファニー
Anita Meier Stefanie
アニータ マイヤー ステファニー
アイ．ロドリゲス ロギー
I Rodriguez Rogie
アイ．ロドリゲス ロギー
ヤング パーク チュル
Chul Young Park
ヤング パーク チュル
アラン ハワース トロイ
Allan Haworth Troy
アラン ハワース トロイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of JP2021006806A publication Critical patent/JP2021006806A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7496233B2 publication Critical patent/JP7496233B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/80—Data acquisition or data processing
    • B22F10/85—Data acquisition or data processing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/10—Formation of a green body
    • B22F10/12—Formation of a green body by photopolymerisation, e.g. stereolithography [SLA] or digital light processing [DLP]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/10—Formation of a green body
    • B22F10/14—Formation of a green body by jetting of binder onto a bed of metal powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/10—Formation of a green body
    • B22F10/18—Formation of a green body by mixing binder with metal in filament form, e.g. fused filament fabrication [FFF]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/25—Direct deposition of metal particles, e.g. direct metal deposition [DMD] or laser engineered net shaping [LENS]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0017—Tensile
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
    • G01N2203/0075—Strain-stress relations or elastic constants
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/0202—Control of the test
    • G01N2203/0212—Theories, calculations
    • G01N2203/0218—Calculations based on experimental data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/025—Geometry of the test
    • G01N2203/0252—Monoaxial, i.e. the forces being applied along a single axis of the specimen
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0286—Miniature specimen; Testing on microregions of a specimen
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0298—Manufacturing or preparing specimens
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
    • G01N2203/0682—Spatial dimension, e.g. length, area, angle

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

【課題】マイクロ試験片を用いて付加製造材料または付加製造部品から作製された部品を検査する方法を提供する。【解決手段】方法は、付加製造材料から作製された付加製造部品及びブランクから切出された小サイズ及び大サイズ試験片を検査すること（５０）を含む。試験片に基づく修正係数を算出して（５２、５４）、付加製造材料の計算上の材料特性に適用（５６）する。【選択図】図５

Description

本開示は、概して、付加製造される材料及び付加製造される部品の検査方法に関し、より具体的には、このような付加製造材料及び付加製造部品を微小試験片を用いて検査することに関する。
検査を利用して、製造された部品の機械的性能を判定する。当該検査は、材料の１つ以上の特性を判定することを含む。部品は、幅広い用途に合わせて設計することができ、その例として、限定するものではないが、航空機やその他のビークル、機械類、工具、及び、家庭用品の部品がある。
板材などの従来の材料形状、押出し、及び、鍛造を用いて製造された部品は、標準的なサイズの試験片又は試験切出し片を用いて、検査することができる。これらは、製造品質を判定するために用いられた場合、ウィットネス試験片と称される。このような標準的なサイズの試験切出し片は、部品と同じ加熱ロット内の別の材料から、標準的なサイズの試験片を用いて製造される。これらの材料は同様の特性を有するため、ウィットネス試験片は、ロットの品質を間接的に判定するための検査に有効である。
付加製造部品は、付加製造プロセスによって生産される。付加製造では、コンピュータ及び３Ｄモデルデータによって制御される付加プロセスによって接合又は固化された材料によって、部品が構築される。標準的なサイズの試験片を用いて、付加製造部品の材料特性を判定することは、困難である。標準的なサイズの試験片は、付加製造部品内の別々の箇所の機械的特性を調べるには、大きすぎる場合がある。構築物内の位置によって付加製造材料内に違いが生じるため、ウィットネス試験片は、有効でない場合がある。このような違いは、部品が、試験片と同じ付加製造ロット内で製造されていたとしても、生じる可能性がある。
部品の機械的特性を検証する別の方法は、部品の原寸大検体を検査することである。しかしながら、原寸大部品検査は、多くの部品設計の場合、経済的ではない。
本明細書における開示は、これらの事項及びその他の事項に関連して提示されるものである。
一態様は、部品設計を分析する方法に関する。当該方法は、付加製造プロセスによって作製された付加製造材料の１つ以上のブランクから、１つ以上の切出し片及びマイクロ切出し片を切出すことを含み、前記切出し片は前記マイクロ切出し片より大きいものである。当該方法は、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上の切出し片及びマイクロ切出し片を検査するとともに、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上の切出し片の検査結果に対する、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上のマイクロ切出し片の検査結果の比率に基づいて、第１修正係数を算出することを含む。当該方法は、前記付加製造プロセスを用いて、前記部品設計に従って、前記付加製造材料から部品を作製することを含む。当該方法は、前記部品から１つ以上のマイクロ切出し片を切出すことを含む。当該方法は、前記部品からの前記１つ以上のマイクロ切出し片を検査するとともに、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果に対する、前記部品からの前記１つ以上のマイクロ切出し片の検査結果の比率に基づいて、第２修正係数を算出することを含む。当該方法は、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上の切出し片を検査することによって、前記付加製造材料の統計的に導出された材料特性を算出することを含む。当該方法は、前記付加製造材料の前記統計的に導出された材料特性に、前記第１修正係数及び前記第２修正係数を適用することによって、前記付加製造材料の能力値を算出することを含む。
別の態様において、当該方法は、前記能力値を用いて、前記付加製造材料から前記部品設計に従って作製される部品の性能を算出することを含む。
別の態様において、前記第１修正係数を算出するに際して、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果を、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上の切出し片の前記検査結果で除算する。
別の態様において、前記第２修正係数を算出するに際して、前記部品からの前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果を、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果で除算する。
別の態様において、前記付加製造材料の前記能力値を算出するに際して、前記付加製造材料の前記統計的に導出された材料特性に、前記第１修正係数及び前記第２修正係数を乗ずる。
別の態様において、前記部品から前記１つ以上のマイクロ切出し片を切出すに際して、前記部品からブランクを切り取り、当該ブランクから前記１つ以上のマイクロ切出し片を切出す。
別の態様において、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上のマイクロ切出し片と、前記部品からの前記１つ以上のマイクロ切出し片とは、同一の幾何学的寸法を有する。
一態様は、部品設計を分析する方法に関する。当該方法は、付加製造プロセスによる付加製造材料から作製された１つ以上の切出し片用ブランクから、１つ以上の切出し片及びマイクロ切出し片を切出すことを含む。当該方法は、前記部品設計を用いて前記付加製造プロセスによって作製された付加製造部品から、１つ以上のマイクロ部品切出し片を切出すことを含む。当該方法は、前記１つ以上の切出し片、マイクロ切出し片、及び、マイクロ部品切出し片の各々について、材料特性を検査して、検査結果を取得することを含む。当該方法は、前記１つ以上の切出し片の前記検査結果に対する前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果に基づいて、第１修正係数を算出することを含む。当該方法は、前記１つ以上の切出し片の前記検査結果に基づいて、前記付加製造材料の統計的に導出された材料特性を算出することを含む。当該方法は、前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果に対する前記１つ以上のマイクロ部品切出し片の前記検査結果に基づいて、第２修正係数を算出することを含む。当該方法は、前記第１修正係数及び前記第２修正係数を適用することにより、前記統計的に導出された材料特性に基づいて、前記付加製造材料の能力値を算出することを含む。当該方法は、前記能力値を用いて、前記付加製造材料から前記部品設計に従って作製される部品の性能を算出することを含む。
別の態様において、当該方法は、前記１つ以上の切出し片が、前記１つ以上のマイクロ切出し片及び前記１つ以上のマイクロ部品切出し片のいずれよりも大きいことを含む。
別の態様において、前記１つ以上のマイクロ切出し片と、前記１つ以上のマイクロ部品切出し片とは、同一の幾何学的寸法を有する。
別の態様において、当該方法は、前記付加製造材料から前記部品設計に従って作製される部品の安全裕度を算出することを含み、前記安全裕度は、前記付加製造材料の前記能力値に基づいて算出される。
別の態様において、前記付加製造材料から前記部品設計に従って作製される部品の前記性能を算出するに際して、前記付加製造材料の前記能力値を用いて、負荷条件下における前記部品設計のコンピュータモデルを分析する。
別の態様において、前記第１修正係数を算出するに際して、前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果を、前記１つ以上の切出し片の前記検査結果で除算する。
別の態様において、前記第２修正係数を算出するに際して、前記１つ以上のマイクロ部品切出し片の前記検査結果を、前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果で除算する。
別の態様において、前記付加製造材料の前記能力値を算出するに際して、前記統計的に導出された材料特性に、前記第１修正係数及び前記第２修正係数を乗ずる。
別の態様において、当該方法は、前記付加製造部品における選択箇所から、前記１つ以上のマイクロ部品切出し片を切出すことを含む。
別の態様において、前記付加製造部品から、前記１つ以上のマイクロ部品切出し片を切出すに際し、前記付加製造部品からブランクを切り取り、当該ブランクから前記１つ以上のマイクロ切出し片を切出す。
一態様は、部品設計を分析する方法に関する。当該方法は、付加製造材料を用いる付加製造プロセスによって製造されたブランクから１つ以上のマイクロ切出し片及び切出し片を切出すことを含み、前記１つ以上の切出し片は、前記１つ以上のマイクロ切出し片より大きい。当該方法は、前記１つ以上のマイクロ切出し片及び前記１つ以上の切出し片を検査して、マイクロ切出し片検査結果及び切出し片検査結果を其々取得することを含む。当該方法は、前記マイクロ切出し片検査結果を前記切出し片検査結果で除算することによって、第１修正係数を算出することを含む。当該方法は、前記切出し片検査結果に基づいて、統計的に導出された材料特性を算出することを含む。当該方法は、前記付加製造材料を用いる前記付加製造プロセスを用いて、前記部品設計に従って、部品を作製することを含む。当該方法は、前記部品から１つ以上のマイクロ部品切出し片を切出すことを含む。当該方法は、前記１つ以上のマイクロ部品切出し片を検査して、マイクロ部品切出し片検査結果を取得することを含む。当該方法は、前記マイクロ部品切出し片検査結果を前記マイクロ切出し片検査結果で除算することによって、第２修正係数を算出することを含む。当該方法は、前記第１修正係数及び前記第２修正係数に前記統計的に導出された材料特性を乗ずることによって、前記部品の能力値を算出することを含む。当該方法は、前記付加製造材料を用いる前記付加製造プロセスを用いて作製されるモデル部品の性能を算出するすることを含む。
別の態様において、前記１つ以上の切出し片は、前記１つ以上のマイクロ切出し片及び前記１つ以上のマイクロ部品切出し片のいずれよりも大きい。
別の態様において、前記１つ以上のマイクロ切出し片と、前記１つ以上のマイクロ部品切出し片とは、同一の幾何学的寸法を有する。
ブランクから切出された切出し片及びマイクロ切出し片の概略図である。 切出し片又はマイクロ切出し片の正面図である。 切出し片又はマイクロ切出し片の側面図である。 ＡＭ部品、及び、当該部品内の箇所から切出された部品マイクロ切出し片の斜視図である。 ＡＭ材料の材料特性を算出する方法を示すフローチャートである。 ＡＭ部品の設計を分析する方法を示すフローチャートである。 ＡＭ部品の安全裕度を算出する方法を示すフローチャートである。 演算装置を示すブロック図である。
本明細書に開示の検査方法は、材料ブランク２０から切出された試験片を用いる。材料ブランク２０は、所定の付加製造プロセスを用いて作製される。図１は、付加製造プロセスを用いて作製されたブランク２０を示している。付加製造された（以下、「ＡＭ」）材料を検査するために、１つ以上の試験片が、ブランク２０から切出される。試験片は、標準サイズ試験片２１及び相対的に小サイズ試験片２２を含む。試験片２１、２２は、様々な形状を含みうる。図２は、第１端部２８及び第２端部２９を有する細長形状の試験片２１、２２を示している。第１端部２８と第２端部２９との間には、中央部２６が位置しており、当該中央部は、例えばこれらの端部２８、２９よりも幅が狭い。試験装置に取り付けるための開口２７が、例えば其々の端部２８、２９寄りに設けられる。図３は、中央部２６が、端部２８、２９と同じ幅を有する、別の試験片２１、２２を示している。試験片２１、２２は、開口２７を用いるだけでなく、他の様々な方法で、試験装置に取り付けることができる。
本明細書に開示の検査方法は、同じ付加製造プロセスで製造された部品３０から切出された試験片も用いる。ＡＭ部品３０は、当該部品のコンピュータ生成ファイルなどの部品設計を用いて、作製される。図４は、ブランク２０の作製に用いられたものと同じＡＭプロセスで、部品設計から作製されたＡＭ部品３０を示している。
ＡＭ部品３０から、小サイズ試験片３１が切出される。ＡＭ部品３０から切出された小サイズ試験片３１と、ブランク２０から切出された小サイズ試験片２２とは、例えば、同一の幾何学的寸法を有する。小サイズ試験片２２、３１のサイズ及び幾何学形状は、画一化されず、従って、様々なサイズ及び幾何学形状を採用することができる。一設計において、これらの試験片２２、３１は、０．４５インチ未満のゲージ長さを有する。これらの小サイズ試験片２２、３１のサイズは、さらに、ＡＭ部品３０のサイズに依存しうる。試験片２２、３１は、例えば、これらを用いてＡＭ部品３０の特定の箇所３２の強度データを取得するのに十分な小ささである。この箇所３２は、例えば、非常に小さいか、あるいは厚みが薄い箇所であり、業界標準（例えばＡＳＴＭ Ｅ８）による、比較的大きい標準サイズ切出し片を用いることが不可能なものである。
本開示の方法の１つの利点は、ＡＭ部品３０からの小サイズ試験片３１を用いることである。これによれば、ＡＭ部品３０の１つ以上の特定の箇所３２から、小サイズ試験片３１を切出すことができる。これらの箇所３２は、例えば、比較的小さいが、小サイズ試験片３１を切出すには十分な大きさである。逆の言い方をすれば、比較的大きい標準サイズ試験片は、箇所３２より大きいので、箇所３２から切出すことは不可能であろう。部品３０の特定の箇所３２から切出した試験片を用いることは、部品３０のＡＭ材料及び／又は設計に関する物理的側面を判定する、より効果的な方法であるといえる。
小サイズ試験片３１の切出元である、ＡＭ部品３０の１つ以上の箇所３２は、例えば、ＡＭ部品３０の機械的性能に関してクリティカルな箇所とすることができる。これは、ＡＭ部品３０の使用中に高負荷に暴露される箇所３２を含む。箇所３２は、例えば、暴露される負荷に対して、相対的に少量のＡＭ材料によって作製されている。当該１つ以上の箇所３２は、部品３０の対応するコンピュータ生成ファイルの分析に基づいて、決定することができる。箇所３２は、例えば、線形及び非線形有限要素法（ＦＥＭ）などの技術を用いて、決定することができる。
ＡＭ部品３０からの小サイズ試験片３１の切出しは、まず最初に１つ以上のブランクを切出すことを含みうる。次に、この１つ以上のブランクから、小サイズ試験片３１が切出される。このような材料の切出しは、従来の様々な機械加工技術を用いて行うことができる。これらの技術は、材料の変化及び／又は変形を最小限に抑えて行うことができ、必要な公差範囲の小サイズ試験片３１を得ることができる。このような切出しにより、残留応力及び表面仕上げ度の低い１つ以上の小サイズ試験片３１が得られることになる。切出し後は、寸法検査を行うことにより、これらの小サイズ試験片３１が所定の公差内であることを確認することができる。
ブランク２０からの標準サイズ試験片２１及び小サイズ試験片２２、並びに、ＡＭ部品３０からの小サイズ試験片３１のうちの１つ以上が、既知の機械的検査技術を用いて、検査される。ＡＭ部品３０からの小サイズ試験片の検査結果は、マイクロ部品切出し片検査結果と称することができる。この検査では、ＡＭ材料の様々な特性を算出し、その例として、限定するものではないが、応力及びひずみ特性、並びに、降伏強さ、引張り強さ、伸び、ヤング率などの引張り特性がある。
１つの方法では、ＡＭ材料の機械的能力を算出する。当該方法では、比較的大きい標準サイズの試験片の従来の使用に対して小サイズ試験片を使用していること、ＡＭ部品３０の特定の箇所から１つ以上の試験片を切出していること、並びに、ＡＭ材料の統計的に導出された材料特性を考慮に入れる。
当該方法は、小サイズ試験片を使用していることを考慮して、第１修正係数を算出すること（ブロック５０）を含む。この方法では、相対的に大きい標準サイズの試験片に代えて、小サイズ試験片が用いられている。第１修正係数には、材料ブランク２０からの小サイズ試験片２２の材料特性（Ｆ‐マイクロ切出し片）を、材料ブランク２０からの１つ以上の標準サイズ試験片２１の材料特性（Ｆ‐切出し片）で除算したものを用いる。この計算は、式１で定義される。

第１修正係数＝Ｆ‐マイクロ切出し片／Ｆ‐切出し片 （式１）
例えば、当該検査において、小サイズ試験片２２、３１の降伏強さを求める。この場合、降伏強さの第１修正係数を、ＡＭ材料から算出することができる。別の例では、当該検査において、小サイズ試験片２２、３１の最大引張り強さを求める。この場合、ＡＭ材料の最大引張り強さの第１修正係数を、算出することができる。
当該方法は、さらに、小サイズ試験片３１がＡＭ部品３０の１つ以上の特定の箇所３２から切出されていることを考慮して、第２修正係数を求める（ブロック５２）。
第２修正係数は、ＡＭ部品３０からの小サイズ試験片３１の検査結果（Ｆ‐部品マイクロ切出し片）を、材料ブランク２０からの小サイズ試験片２２の検査結果（Ｆ‐マイクロ切出し片）で除算したものとして、求めることができる。この第２修正係数は、式２で定義される。

第２修正係数＝Ｆ‐部品マイクロ切出し片／Ｆ‐マイクロ切出し片 （式２）
例えば、当該検査において、小サイズ試験片２２、３１の降伏強さ及び引張り強さを求める。この場合、ＡＭ材料の降伏強さの第２修正係数及び引張り強さの第２修正係数を、求めることができる。
当該方法では、ＡＭ材料の統計的に導出された材料特性を算出する（ブロック５４）。ブランク２０からの１つ以上の標準サイズ試験片２１を検査することにより、ＡＭ材料の統計的に導出された材料特性（例えば、降伏強さ、引張り強さ）が求められる。この統計的に導出された材料特性（Ｆ‐切出し片許容値と称する）は、例えば、ＣＭＨ−１７（Composite Material Handbook）及びMetallic Materials Properties Development and Standardization（ＭＭＰＤＳ）において確立された方法などの、既知の様々な業界技術を用いて算出することができる。
当該方法では、選択された箇所３２におけるＡＭ材料の能力値を算出する（ブロック５６）。この能力値とは、ＡＭ材料の固有の強度などのＡＭ材料の能力である。能力値は、統計的に導出された材料特性（Ｆ‐切出し片許容値）に、第１及び第２修正係数の各々を乗ずることによって、算出される。選択された箇所３２におけるＡＭ材料の能力値は、式３で定義される。

能力値＝Ｆ‐切出し片許容値×第１修正係数×第２修正係数 （式３）
１つの例では、試験片の引張り強さを求めるとともに、統計的に導出された引張り強さの値を算出する。そして、箇所３２におけるＡＭ材料の総合的な引張り強さを、引張り強さ修正係数の各々を適用することによって調節された、統計的に導出された引張り強さとして求める。ＡＭ材料の様々な材料特性の能力値を、同様の方法で算出することができる。
ＡＭ材料のこのような能力値を用いて、部品設計についての追加の側面を求めることができる。一側面として、同じＡＭ材料を用いて同じプロセスで作製されるＡＭ部品の予測性能値を算出するために、部品設計を分析する。この分析では、部品設計における箇所３２での予測性能を算出する。図６は、図５の方法を用いて算出された能力値を用いて、部品設計を分析する方法を示している。図６に示すように、工程５０〜５６は、図５の方法に開示したものと同じである。図６の方法は、ＡＭ材料の能力値を用いて、ＡＭ材料を用いた部品の設計をさらに分析する追加の工程を含む。当該方法は、ＡＭ材料によって作製された場合の、部品設計の当該箇所における予測性能を算出する（ブロック５８）。
一方法において、当該分析では、部品のコンピュータ生成モデルを用いる。コンピュータ化されたモデリングツールが、部品設計のコンピュータ生成モデルを用いて、部品が使用中にどのように負荷を受けるか（例えば５００ポンドの引張り荷重）をシミュレートする。当該方法は、付加材料を用いて作製された部品が、使用時の負荷を受けた際に箇所３２においてどのように反応するか、あるいは応力を受けるかを予測するための有限要素解析（ＦＥＡ）を含みうる。一設計において、箇所３２における算出反応値により、部品設計全体の性能の予測が得られる。
これらの方法をさらに活用して、部品設計の安全裕度を算出することができる。図７に示すように、当該方法は、図６の方法で開示したものと同じ工程５０〜５８を含む。当該方法では、さらに、安全裕度を算出する（ブロック５９）。安全裕度とは、当該部品設計を用いてＡＭ材料によって作製された部品が、特定の負荷を受けても、箇所３２において破損しないために必要な強度よりも、どのくらい強度が高いかを表すものである。安全裕度は、箇所３２におけるＡＭ材料の能力値と、ＡＭ材料を用いた部品設計の箇所３２における予測性能値とを用いて求められる。安全裕度の計算には、コンピュータ生成モデル分析を用いることができる。例えば、分析により、箇所３２が、平方インチあたり６０，０００ポンドの最大反応を示すことが予測され、且つ、ＡＭ材料を用いた部品設計の箇所３２における総合的な性能算出値が、平方インチあたり７０，０００ポンドである場合、安全裕度は、０．１７（７０，０００／６０，０００−１により計算）である。
図８は、部品設計の側面のうちの１つ以上を求めるように構成された演算装置１００を示すブロック図である。図８に示すように、演算装置１００は、１つ以上のバスを介してメモリ１０４に通信接続された処理回路１０２、ユーザ入力／出力インターフェース１０６、及び、通信インターフェース１０８を含む。本開示の様々な態様によれば、処理回路１０２は、１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ハードウェア回路、ディスクリートロジック回路、ハードウェアレジスタ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはこれらの組み合わせを含む。一態様において、処理回路１０２は、例えば機械可読コンピュータ制御プログラム１１０としてメモリ１０４に格納されたソフトウェア命令を実行できるプログラム可能なハードウェアを含む。これらの命令は、部品設計のコンピュータ生成モデルを用いる、様々なＦＥＡ及びその他の分析方法を含みうる。より具体的には、処理回路１０２は、前述した本開示の態様を実現するために、制御プログラム１１０を実行するように構成されている。
メモリ１０４は、当技術分野で知られているか、あるいはこれから開発される、揮発性あるいは不揮発性の任意の非一時的な機械可読記憶媒体を含み、その例として（限定するものではないが）、ソリッドステートメディア（例えばＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＤＤＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ソリッドステートドライブなど）、リムーバブルストレージデバイス（例えばセキュアデジタル（ＳＤ）カード、ミニＳＤカード、マイクロＳＤカード、メモリスティック、サムドライブ、ＵＳＢフラッシュドライブ、ＲＯＭカートリッジ、ユニバーサルメディアディスク）、固定ドライブ（例えば磁気ハードディスクドライブ）などがあり、これらを個別に用いてもよいし任意の組み合わせで用いてもよい。図８に示すように、メモリ１０４は、本開示の態様を実現するために処理回路１０２によって実行されるコンピュータプログラム製品（例えば制御プログラム１１０）を格納するように構成されている。メモリ１０４は、側面のうちの１つ以上を算出するために用いられる、部品設計のコンピュータ生成モデル、及び、１つ以上のコンピュータ化されたモデリングツールも格納することができる。
ユーザ入力／出力インターフェース１０６は、演算装置１００の入力及び出力（Ｉ／Ｏ）データパスを制御するように構成された回路を含む。Ｉ／Ｏデータパスは、通信ネットワーク（図示せず）を介して他のコンピュータ及び大容量記憶装置と信号のやり取りを行うためのデータパス、及び／又は、ユーザと信号のやり取りを行うためのデータパスを含む。いくつかの態様において、ユーザＩ／Ｏインターフェース１０６は、様々なユーザ入力／出力装置を含み、その例として、限定するものではないが、１つ以上の表示装置、キーボード又はキーパッド、マウスなどがある。
通信インターフェース１０８は、演算装置１００が１つ以上の遠隔地の演算装置とデータ及び情報のやり取りを行うことを可能にするように構成された回路を含む。一般的に、通信インターフェース１０８は、演算装置１００がコンピュータネットワークを介してデータ及び情報をやり取りすることを可能にするように特別に構成されたＥＴＨＥＲＮＥＴカードまたはその他の回路を含む。ただし、本開示の他の態様において、通信インターフェース１０８は、無線ネットワークを介して他の装置に対して通信信号を送受信するように構成された送受信器を含む。
様々な検査方法が、様々な工程で用いるための１つ以上の試験片２１、２２、３１を含みうる。さらに、試験片２１、２２、３１に対して行われる検査の数も、限定されない。
また、様々な種類の付加製造プロセスを用いることができる。１つの種類として、粉末床ＡＭがある。他の種類の付加製造法として、限定するものではないが、レーザー自由造形製造（ＬＦＭ）、レーザー堆積（ＬＤ）、直接金属堆積（ＤＭＤ）、レーザー金属堆積、レーザー付加製造、レーザー加工ネット成形（ＬＥＮＳ）、ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）、選択的レーザー焼結（ＳＬＳ）、溶融堆積モデリング（ＦＤＭ）、多重ジェットモデリング（ＭＪＭ）、３Ｄプリンティング、高速プロトタイピング、直接デジタル製造、積層製造、及び積層造形（additive fabrication）がある。
ＡＭ材料を用いる部品設計は、幅広い用途の部品の作製に用いることができる。一つの場面として、種々のビークルでの使用がある。ビークルの例として、限定するものではないが、有人航空機、無人航空機、有人宇宙船、無人宇宙船、有人回転翼機、無人回転翼機、衛星、ロケット、ミサイル、有人地上輸送体、無人地上輸送体、有人水上輸送体、無人水上輸送体、有人水中輸送体、無人水中輸送体、及びこれらの組み合わせがある。
また、本開示は、以下の付記による実施例を含む。
付記１． 部品設計を分析する方法であって、
付加製造プロセスによって作製された付加製造材料の１つ以上のブランクから、１つ以上の切出し片及びマイクロ切出し片を切出し、前記切出し片は前記マイクロ切出し片より大きいものであり、
前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上の切出し片及びマイクロ切出し片を検査するとともに、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上の切出し片の検査結果に対する、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上のマイクロ切出し片の検査結果の比率に基づいて、第１修正係数を算出し、
前記付加製造プロセスを用いて、前記部品設計に従って、前記付加製造材料から部品を作製し、
前記部品から１つ以上のマイクロ切出し片を切出し、
前記部品からの前記１つ以上のマイクロ切出し片を検査するとともに、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果に対する、前記部品からの前記１つ以上のマイクロ切出し片の検査結果の比率に基づいて、第２修正係数を算出し、
前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上の切出し片を検査することによって、前記付加製造材料の統計的に導出された材料特性を算出し、
前記付加製造材料の前記統計的に導出された材料特性に、前記第１修正係数及び前記第２修正係数を適用することによって、前記付加製造材料の能力値を算出する、方法。
付記２． さらに、前記能力値を用いて、前記付加製造材料から前記部品設計に従って作製される部品の性能を算出する、付記１に記載の方法。
付記３． 前記第１修正係数を算出するに際して、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果を、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上の切出し片の前記検査結果で除算する、付記１又は２に記載の方法。
付記４． 前記第２修正係数を算出するに際して、前記部品からの前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果を、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果で除算する、付記３に記載の方法。
付記５． 前記付加製造材料の前記能力値を算出するに際して、前記付加製造材料の前記統計的に導出された材料特性に、前記第１修正係数及び前記第２修正係数を乗ずる、付記１〜４のいずれかに記載の方法。
付記６． 前記部品から前記１つ以上のマイクロ切出し片を切出すに際して、前記部品からブランクを切り取り、当該ブランクから前記１つ以上のマイクロ切出し片を切出す、付記１〜５のいずれかに記載の方法。
付記７． 前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上のマイクロ切出し片と、前記部品からの前記１つ以上のマイクロ切出し片とは、同一の幾何学的寸法を有する、付記１〜６のいずれかに記載の方法。
付記８． 部品設計を分析する方法であって、
付加製造プロセスによる付加製造材料から作製された１つ以上の切出し用ブランクから、１つ以上の切出し片及びマイクロ切出し片を切出し、
前記部品設計を用いて前記付加製造プロセスによって作製された付加製造部品から、１つ以上のマイクロ部品切出し片を切出し、
前記１つ以上の切出し片、マイクロ切出し片、及び、マイクロ部品切出し片の各々について、材料特性を検査して、検査結果を取得し、
前記１つ以上の切出し片の前記検査結果に対する前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果に基づいて、第１修正係数を算出し、
前記１つ以上の切出し片の前記検査結果に基づいて、前記付加製造材料の統計的に導出された材料特性を算出し、
前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果に対する前記１つ以上のマイクロ部品切出し片の前記検査結果に基づいて、第２修正係数を算出し、
前記第１修正係数及び前記第２修正係数を適用することにより、前記統計的に導出された材料特性に基づいて、前記付加製造材料の能力値を算出し、
前記能力値を用いて、前記付加製造材料から前記部品設計に従って作製される部品の性能を算出する、方法。
付記９． 前記１つ以上の切出し片は、前記１つ以上のマイクロ切出し片及び前記１つ以上のマイクロ部品切出し片のいずれよりも大きい、付記８に記載の方法。
付記１０． 前記１つ以上のマイクロ切出し片と、前記１つ以上のマイクロ部品切出し片とは、同一の幾何学的寸法を有する、付記８又は９に記載の方法。
付記１１． さらに、前記付加製造材料から前記部品設計に従って作製される部品の安全裕度を算出し、前記安全裕度は、前記付加製造材料の前記能力値に基づいて算出される、付記８〜１０のいずれかに記載の方法。
付記１２． 前記付加製造材料から前記部品設計に従って作製される部品の前記性能を算出するに際して、前記付加製造材料の前記能力値を用いて、負荷条件下における前記部品設計のコンピュータモデルを分析する、付記８〜１１のいずれかに記載の方法。
付記１３． 前記第１修正係数を算出するに際して、前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果を、前記１つ以上の切出し片の前記検査結果で除算する、付記８〜１２のいずれかに記載の方法。
付記１４． 前記第２修正係数を算出するに際して、前記１つ以上のマイクロ部品切出し片の前記検査結果を、前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果で除算する、付記８〜１３のいずれかに記載の方法。
付記１５． 前記付加製造材料の前記能力値を算出するに際して、前記統計的に導出された材料特性に、前記第１修正係数及び前記第２修正係数を乗ずる、付記８〜１４のいずれかに記載の方法。
付記１６． さらに、前記付加製造部品における選択箇所から、前記１つ以上のマイクロ部品切出し片を切出す、付記８〜１５のいずれかに記載の方法。
付記１７． 前記付加製造部品から、前記１つ以上のマイクロ部品切出し片を切出すに際し、
前記付加製造部品からブランクを切り取り、
当該ブランクから前記１つ以上のマイクロ切出し片を切出す、付記１６に記載の方法。
付記１８． 部品設計を分析する方法であって、
付加製造材料を用いる付加製造プロセスによって製造されたブランクから１つ以上のマイクロ切出し片及び切出し片を切出し、前記１つ以上の切出し片は、前記１つ以上のマイクロ切出し片より大きいものであり、
前記１つ以上のマイクロ切出し片及び前記１つ以上の切出し片を検査して、マイクロ切出し片検査結果及び切出し片検査結果を其々取得し、
前記マイクロ切出し片検査結果を前記切出し片検査結果で除算することによって、第１修正係数を算出し、
前記切出し片検査結果に基づいて、統計的に導出された材料特性を算出し、
前記付加製造材料を用いる前記付加製造プロセスを用いて、前記部品設計に従って、部品を作製し、
前記部品から１つ以上のマイクロ部品切出し片を切出し、
前記１つ以上のマイクロ部品切出し片を検査して、マイクロ部品切出し片検査結果を取得し、
前記マイクロ部品切出し片検査結果を前記マイクロ切出し片検査結果で除算することによって、第２修正係数を算出し、
前記第１修正係数及び前記第２修正係数に前記統計的に導出された材料特性を乗ずることによって、前記部品の能力値を算出し、
前記付加製造材料を用いる前記付加製造プロセスを用いて作製されるモデル部品の性能を算出する、方法。
付記１９． 前記１つ以上の切出し片は、前記１つ以上のマイクロ切出し片及び前記１つ以上のマイクロ部品切出し片のいずれよりも大きい、付記１８に記載の方法。
付記２０． 前記１つ以上のマイクロ切出し片と、前記１つ以上のマイクロ部品切出し片とは、同一の幾何学的寸法を有する、付記１８又は１９に記載の方法。
本開示は、本開示の本質的な特徴から逸脱することなく、本明細書に具体的に記載したもの以外の方法で実現することができる。本開示の態様は、あらゆる点において単なる例示であって、限定的なものではないと考えられるべきであり、添付の特許請求の範囲の意味及び均等物の範囲に入るすべての変更は、当該範囲内に包含されることが意図されている。

Claims (15)

  1. 部品設計を分析する方法であって、
    付加製造プロセスによって作製された付加製造材料の１つ以上のブランクから、１つ以上の切出し片及びマイクロ切出し片を切出し、前記切出し片は前記マイクロ切出し片より大きいものであり、
    前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上の切出し片及びマイクロ切出し片を検査するとともに、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上の切出し片の検査結果に対する、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上のマイクロ切出し片の検査結果の比率に基づいて、第１修正係数を算出し、
    前記付加製造プロセスを用いて、前記部品設計に従って、前記付加製造材料から部品を作製し、
    前記部品から１つ以上のマイクロ切出し片を切出し、
    前記部品からの前記１つ以上のマイクロ切出し片を検査するとともに、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果に対する、前記部品からの前記１つ以上のマイクロ切出し片の検査結果の比率に基づいて、第２修正係数を算出し、
    前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上の切出し片を検査することによって、前記付加製造材料の統計的に導出された材料特性を算出し、
    前記付加製造材料の前記統計的に導出された材料特性に、前記第１修正係数及び前記第２修正係数を適用することによって、前記付加製造材料の能力値を算出する、方法。
  2. さらに、前記能力値を用いて、前記付加製造材料から前記部品設計に従って作製される部品の性能を算出する、請求項１に記載の方法。
  3. 前記第１修正係数を算出するに際して、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果を、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上の切出し片の前記検査結果で除算する、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記第２修正係数を算出するに際して、前記部品からの前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果を、前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果で除算する、請求項３に記載の方法。
  5. 前記付加製造材料の前記能力値を算出するに際して、前記付加製造材料の前記統計的に導出された材料特性に、前記第１修正係数及び前記第２修正係数を乗ずる、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
  6. 前記部品から前記１つ以上のマイクロ切出し片を切出すに際して、前記部品からブランクを切り取り、当該ブランクから前記１つ以上のマイクロ切出し片を切出す、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
  7. 前記１つ以上のブランクからの前記１つ以上のマイクロ切出し片と、前記部品からの前記１つ以上のマイクロ切出し片とは、同一の幾何学的寸法を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
  8. 部品設計を分析する方法であって、
    付加製造プロセスによる付加製造材料から作製された１つ以上の切出し片用ブランクから、１つ以上の切出し片及びマイクロ切出し片を切出し、
    前記部品設計を用いて前記付加製造プロセスによって作製された付加製造部品から、１つ以上のマイクロ部品切出し片を切出し、
    前記１つ以上の切出し片、マイクロ切出し片、及び、マイクロ部品切出し片の各々について、材料特性を検査して、検査結果を取得し、
    前記１つ以上の切出し片の前記検査結果に対する前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果に基づいて、第１修正係数を算出し、
    前記１つ以上の切出し片の前記検査結果に基づいて、前記付加製造材料の統計的に導出された材料特性を算出し、
    前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果に対する前記１つ以上のマイクロ部品切出し片の前記検査結果に基づいて、第２修正係数を算出し、
    前記第１修正係数及び前記第２修正係数を適用することにより、前記統計的に導出された材料特性に基づいて、前記付加製造材料の能力値を算出し、
    前記能力値を用いて、前記付加製造材料から前記部品設計に従って作製される部品の性能を算出する、方法。
  9. 前記１つ以上の切出し片は、前記１つ以上のマイクロ切出し片及び前記１つ以上のマイクロ部品切出し片のいずれよりも大きい、請求項８に記載の方法。
  10. 前記１つ以上のマイクロ切出し片と、前記１つ以上のマイクロ部品切出し片とは、同一の幾何学的寸法を有する、請求項８又は９に記載の方法。
  11. さらに、前記付加製造材料から前記部品設計に従って作製される部品の安全裕度を算出し、前記安全裕度は、前記付加製造材料の前記能力値に基づいて算出される、請求項８〜１０のいずれかに記載の方法。
  12. 前記付加製造材料から前記部品設計に従って作製される部品の前記性能を算出するに際して、前記付加製造材料の前記能力値を用いて、負荷条件下における前記部品設計のコンピュータモデルを分析する、請求項８〜１１のいずれかに記載の方法。
  13. 前記第１修正係数を算出するに際して、前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果を、前記１つ以上の切出し片の前記検査結果で除算し、前記第２修正係数を算出するに際して、前記１つ以上のマイクロ部品切出し片の前記検査結果を、前記１つ以上のマイクロ切出し片の前記検査結果で除算する、請求項８〜１２のいずれかに記載の方法。
  14. 前記付加製造材料の前記能力値を算出するに際して、前記統計的に導出された材料特性に、前記第１修正係数及び前記第２修正係数を乗ずる、請求項８〜１３のいずれかに記載の方法。
  15. さらに、前記付加製造部品における選択箇所から、前記１つ以上のマイクロ部品切出し片を切出し、前記付加製造部品から、前記１つ以上のマイクロ部品切出し片を切出すに際し、
    前記付加製造部品からブランクを切り取り、
    当該ブランクから前記１つ以上のマイクロ切出し片を切出す、請求項８〜１４のいずれかに記載の方法。
JP2020081237A 2019-05-16 2020-05-01 付加製造される材料及び付加製造される部品の試験方法 Active JP7496233B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/413,752 2019-05-16
US16/413,752 US11054352B2 (en) 2019-05-16 2019-05-16 Method of testing additive manufactured material and additive manufactured parts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021006806A true JP2021006806A (ja) 2021-01-21
JP7496233B2 JP7496233B2 (ja) 2024-06-06

Family

ID=70480092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020081237A Active JP7496233B2 (ja) 2019-05-16 2020-05-01 付加製造される材料及び付加製造される部品の試験方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11054352B2 (ja)
EP (1) EP3739322B1 (ja)
JP (1) JP7496233B2 (ja)
CN (1) CN111948038B (ja)
BR (1) BR102020009604A2 (ja)
CA (1) CA3077782C (ja)

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3757568A (en) 1972-02-25 1973-09-11 J Fletcher Compression test assembly
US4080824A (en) 1976-10-13 1978-03-28 Starks Emmett A Test specimen grip assembly
US4213331A (en) 1978-12-20 1980-07-22 The B. F. Goodrich Company Surface irregularity analyzer
US4916954A (en) 1989-08-21 1990-04-17 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration Fatigue testing apparatus
US5313841A (en) 1992-07-09 1994-05-24 Quantum Materials, Inc. Die adhesion testing method and apparatus
DE19520071C2 (de) * 1995-06-06 1998-01-02 Karlsruhe Forschzent Vorrichtung zur einachsigen Untersuchung von Mikrozugproben
US6216531B1 (en) 1999-11-30 2001-04-17 Flexible Products Company Testing tool adapter
US6718833B2 (en) 2001-03-05 2004-04-13 Adtech Systems Research, Inc. Multiaxial high cycle fatigue test system
US6983658B2 (en) 2003-04-11 2006-01-10 Honeywell Federal Manufacturing & Technologies, Llc Micro-tensile testing system
US20040254665A1 (en) 2003-06-10 2004-12-16 Fink Jeffrey E. Optimal dimensional and mechanical properties of laser sintered hardware by thermal analysis and parameter optimization
JP2007514805A (ja) 2003-11-06 2007-06-07 ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． 硬化性組成物およびそれを用いるラピッドプロトタイピング法
US7492174B2 (en) 2007-06-18 2009-02-17 James Hall Testing apparatus for surface mounted connectors
US8584530B2 (en) 2009-08-19 2013-11-19 Avl Test Systems, Inc. Wind turbine gearbox testing system
US9733172B2 (en) 2014-05-23 2017-08-15 The Boeing Company Universal grip system
CN101949797B (zh) 2010-08-27 2012-05-23 华中科技大学 一种金属纤维微拉伸力学性能测试方法及装置
US8544338B2 (en) 2011-02-21 2013-10-01 Fracturelab, Llc Fatigue crack growth test apparatus
US9696218B2 (en) 2012-08-08 2017-07-04 Mts Systems Corporation Test specimen holder for high temperature environments
EP2752720A1 (en) * 2013-01-07 2014-07-09 BAE Systems PLC Object production using an additive manufacturing process and quality assessment of the object
US10049318B2 (en) 2013-07-09 2018-08-14 United Technologies Corporation In-situ balancing of plated polymers
JP6646292B2 (ja) 2015-05-18 2020-02-14 国立研究開発法人産業技術総合研究所 金属積層造形と塑性加工を複合した金属素材の製造方法
US11248998B2 (en) 2016-06-24 2022-02-15 Covestro Deutschland Ag Method for the mechanical testing of a structure formed as one part on the basis of test pieces generated by a 3D printing process
CN106226152B (zh) 2016-07-08 2018-06-01 吉林大学 静动态载荷谱下材料力学性能原位测试系统与方法
CN109582990B (zh) * 2017-09-29 2023-05-23 西门子公司 生成增材制造部件认证模型的方法、装置和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN111948038B (zh) 2024-01-02
US11054352B2 (en) 2021-07-06
JP7496233B2 (ja) 2024-06-06
CA3077782C (en) 2023-10-17
EP3739322A1 (en) 2020-11-18
US20200363303A1 (en) 2020-11-19
CN111948038A (zh) 2020-11-17
BR102020009604A2 (pt) 2021-06-08
CA3077782A1 (en) 2020-11-16
EP3739322B1 (en) 2022-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7640146B2 (en) Method and system for modeling spot welds in a finite element analysis
KR101383663B1 (ko) 가상 테스트에 근거한 파라미터화 재료 및 성능 특성
Zhang et al. Stream of variation modeling and analysis for compliant composite part assembly—Part II: Multistation processes
Samper et al. Form defects tolerancing by natural modes analysis
EP2363819A1 (en) Method for simulation of welding distortion
CN116595653A (zh) 一种基于疲劳损伤敏感度计算的设计方法
EP2999557B1 (en) Detecting edge cracks
Lindau et al. Method for handling model growth in nonrigid variation simulation of sheet metal assemblies
CN112749450B (zh) 基于Hyperworks的仿真分析方法及系统
Groth et al. RBF-based mesh morphing approach to perform icing simulations in the aviation sector
WO2019136001A1 (en) Improved computer processing based on data taxonomy-driven workflow processing and computer systems configured for utilizing thereof
Shahi et al. A quality-driven assembly sequence planning and line configuration selection for non-ideal compliant structures assemblies
Gopalakrishnan et al. Integrating materials model-based definitions into design, manufacturing, and sustainment: a digital twin demonstration of incorporating residual stresses in the lifecycle analysis of a turbine disk
JP2007199961A (ja) 有限要素法解析モデルの解析方法、解析システム、及び解析プログラム
Wärmefjord et al. Challenges in geometry assurance of megacasting in the automotive industry
JP2021006806A (ja) 付加製造される材料及び付加製造される部品の試験方法
Gopalakrishnan et al. A digital engineering framework to facilitate automated data exchange between geometric inspection and structural analysis
Tavares et al. Machine learning techniques for damage detection in wind turbine blades
Wechsuwanmanee et al. 3D multilevel modeling of surface roughness influences on hole expansion ratios
Emonts et al. SOLVING TRANSIENT INVERSE HEAT TRANSFER PROBLEMS IN COMPLEX GEOMETRIES USING PHYSICS-GUIDED NEURAL NETWORKS (PGNN).
Ortloff et al. MEMS product engineering
Lee et al. Variation Simulation and Diagnosis Model of Compliant Block Assembly Considering Welding Deformation
Bruggeman et al. Residual Stress Generation in Additive Manufacturing of Complex Lattice Geometries
Zhao et al. Prediction of assembly variation during early design
CN116050220B (zh) 基于sdas分布的转向节疲劳耐久仿真分析方法与装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230421

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240123

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240329

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240527

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7496233

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150