TW202114852A - 模擬調適技術 - Google Patents
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Abstract
本文中描述用於調適模擬之方法的實例。在一些實例中,一種方法可包括模擬三維(3D)製造。在一些實例中,該方法可包括基於來自在一組建包殼之一點的一熱感測器之一量測,來調適該3D製造之該模擬的一邊界條件。
Description
發明領域
本揭示係有關於模擬調適技術
三維(3D)密實部分可自使用積層製造之數位模型來產生。可在快速原型、模具產生、模具主控產生及短期製造中使用積層製造。積層製造涉及施加組建材料之連續層。此不同於通常移除材料以產生最終部分的一些機械加工過程。在一些積層製造技術中,組建材料可固化或熔融。
於本揭示的一個態樣中,提出一種方法,一種方法,其包含下列步驟:模擬三維(3D)製造;以及基於來自一組建罩殼之一點的一熱感測器之一量測,調適該3D製造之模擬的一邊界條件。
積層製造可用來製造三維(3D)物件。3D列印乃積層製造之一實例。3D列印之一些實例可選擇性地在一像素位準沉積製劑(例如:墨滴),以能夠控制體素-位準(voxel-level )的能量沉積。舉例來說,熱能量可發射於一組建區中之材料上,其中材料中之一相變(例如熔化與固化)可取決於沉積製劑者之體素而發生。
一體素是一3D空間中一位置之一表示。舉例而言,一體素可代表一3D空間之一組件。舉例來說,一體素可代表為3D空間之一子集之一體積。在一些實例中,體素可配置於一3D網格上。舉例來說,一體素可以是矩形或立方體形狀。體素尺寸之實例可包括針對每英吋150點之25.4毫米(mm)/150≈170微米,針對50dpi為490微米、2 mm等。「體素位準」一詞及其變例可意指為對應於體素尺寸之一解析度、規模、或密度。在一些實例中,「體素」及其變例可意指為一「熱體素」。在一些實例中,一熱體素的尺寸可定義為具熱意義上的一最小值(例如大於或等於42微米或每英吋600點(600 dpi))。可利用一組體素代表一組建容積。一組建容積係可製造一物體或數個物體之一體積。
在一些3D製造(例如,多射流熔融(MJF)之實例中,組件體積中之各個體素可經受一熱程序(大約15小時之組建時間(例如逐層(layer-by-layer)列印的時間)以及大約35小時之額外冷卻。包括一物體之體素之熱程序可影響物體之製造品質(例如功能品質)。
熱感測可提供熱資訊的量(例如,組建容積之相對少量的空間熱資訊及/或超過約50小時組建及冷卻之相對少量的時間熱資訊)。舉例而言,當一熱體素經暴露作為一熔融層之部分時,一熱感測器(例如:相機、成像器等)可擷取該熱體素的50個小時程序中的大約10秒,從而導致時間覆蓋度之不足。組建容積的側壁和底部處的熱感測器可回報幾個選定點的瞬時溫度,從而造成空間覆蓋度之不足。
一些以理論為基礎之模擬方式(例如,基於熱力學定律之模擬)可提供用於熱程序例如,製造)之額外空間及時間資訊。然而,一些類型之模擬可不擷取當前(例如,直到現時(up-to-the-moment))實境,及/或可不考量列印機操作中之變化(例如,環境變化、列印機飄移、列印機變化及/或印表機功能)。舉例而言,列印機可在不同環境(舉例而言,由於濕度之變化)中作不同表現。可能會出現列印機漂移,舉例來說,其效能依照時間逐漸變化。(相同模型或不同模型之)不同列印機可稍微表現不同。不同列印機功能(例如,設定、粉末刷新率等)可造成一列印機行為變更。以理論為基礎之模擬的一些類型並未在印表機操作中擷取此等變化。
製造之模擬為模型化實際製造之程序。例如,模擬可為提供製造之預測的方法。在本文所描述之技術之一些實例中,可利用由一熱感測器或數個熱感測器獲得的資料串流以校正模擬及/或提供用於3D製造的額外(例如,完全)空間及時間覆蓋度及反映當前(例如,直到現時)基本事實。例如,可利用來自一熱感測器或數個熱感測器之資料來校正MJF製造的模擬。
在本文中所述技術之一些實例中,可利用對應於(例如嵌入於)一組建容積(四個側壁及一底端)之五個障壁之熱感測器所產生之資料串流。舉例而言,此等資料串流可用以調適(例如,連續地校正)一程序模擬以確保程序模擬反映當前條件(例如,直到現時的狀況)。
在一些實例中,來自一熱感測器在一邊界點之資料串流可不同於在一區域上方的熱影像。例如,在一點處的一熱感測器可提供較為降低的空間覆蓋度(例如,相比於熱影像區域覆蓋,覆蓋每一邊界的一點或數點)。在一些實例中,一熱感測器可提供較為增加的時間覆蓋度。舉例來說,來自一邊界之一點的資料可在一延長時間段內週期性地(例如,以大約五秒間隔)取得,而一熱成像器可在曝露一層時擷取一相對短的時段(例如,針對一熱體素10秒)。在一點或數點處利用熱感測器來改良製程模擬可藉由使用感測資料來調適藉由過程模擬使用的邊界條件中的模擬參數來完成。
本文所描述之技術之一些實例可提供程序模擬,其考慮到當前基本事實且可連續地學習且調適情形改變。此可允許程序模擬超出離線預測,此情形可在列印之前預測批量。舉例而言,歸因於具有經改良準確度及時間線(例如,直到現時結果)之大量結果,所描述技術之一些實例可有利地允許在操作應用中利用程序模擬。本文所述之某些技術可在一印表機作業系統中執行以提供模擬結果及/或列印控制(例如列印校正)。
雖然塑膠(例如,聚合物)可用來作為例示本文所述之一些方法的方式,但本文所述之技術可在積層製造之各種實例中使用。例如,可將一些實例用於塑膠、聚合物、半晶體材料、金屬等。某些積層製造技術可以粉末為基礎並藉由粉末熔融而驅動。可將本文中描述之方法之一些實例施加於基於區域之粉末床熔融為基礎之積層製造,諸如立體光刻術(SLA)、多重噴射熔融、金屬噴射熔融、選擇性雷射融化(SLM)、選擇性雷射燒結(SLS)、基於液體樹脂之列印等。本文中所述方法之一些實例可適用於積層製造,其中藉由墨滴攜載之製劑用於體素位準熱調變。
在一些實例中,「粉末」可表示或對應於與氣袋絕緣的粒子。一「物體」可表示或對應於內有燒結、熔化、或固化粒子之一位置(例如:區域、空間等),該位置主要以該材料本身填充而沒有空氣泡體或有小氣泡。舉例而言,一物體可由燒結或熔化粉末形成。
縱觀圖式,相同或類似的參照標號可表示類似但不一定相同的元件。當一元件被提及而沒有一參照標號時,這可大體上意指為元件,而不必然受限於任何特定圖式。在一些情況下,多個元件可表示為數字及字母(例如,熱感測器106a-e)。當此元件沒有表示字母(例如,熱感測器106)時,此可表示對應於該數目的元件中之一個、一些或全部。該等圖式不必然有按照比例,而且有些部件之尺寸可能經過放大以更清楚地例示所示實例。此外,該等圖式提供根據本說明之實例及/或實作態樣;然而,本說明並不限於圖式中所提供之實例及/或實作態樣。
圖1係可在調適一模擬之一實例中使用的一3D列印裝置100之一實例的一簡化透視圖。3D列印裝置100可包括有一控制器116、一資料儲存器114、一組建容積102、一列印頭108、一製劑容器110、一滾子130、一材料容器122、一熱投射器104、及/或熱感測器106a至106e。圖1中一3D列印裝置100之實例可包括有未示出的附加組件,並且可將所述組件中的一些從3D列印裝置100移除及/或以不會脫離本揭露中3D列印裝置100之範疇的情況下修改。3D列印裝置100之組件可未按照比例繪製,並且因此,可具有與所示者不同之一尺寸及/或組態。
在圖1之實例中,3D列印裝置100包括有一製劑容器110、製劑112、一材料容器122、及材料124。在其他實例中,3D列印裝置100可包括更多或更少容器、製劑、漏斗及/或材料。材料容器122係儲存材料124之一容器,該材料124可藉由滾子130施加(例如,散布)至組建容積102以供3D列印用。製劑容器110為儲存一製劑112之容器。製劑112為用於3D列印之物質(例如,液體、粉末等)。在一些實例中,製劑112可為控制進氣口熱強度之助熔劑。例如,可選擇性地施加製劑112以使施加材料124隨著熱投射器104所施加的熱及/或利用另一材料層124熔融而改變相位。例如,已施加製劑112之材料124的區域可最終固化成經印刷之物件。在一些實例中,製劑112可為一細化劑。細化劑為控制排氣口熱強度的物質(例如,液體、粉末等)。舉例而言,細化劑可選擇性地適用於該(等)經印刷物件之細部邊緣。
組建容積102是可進行積層製造之體積。在圖1所例示之實例中,組建容積102為矩形,並且部分包圍有五個障壁:一底部障壁、一前障壁、一背障壁、一左障壁、及一右障壁。其他形狀及/或邊界的數量可在其他實例中實施。例如,組建容積可以是立方體、稜柱體、多邊形、曲形、橢圓形、球形等。一障壁是包圍一組建容積之物質。舉例而言,一障壁可以是形成一組建容積之一邊緣的金屬、塑膠、及/或其他物質。在一些實例中,一障壁可被稱為一壁。一障壁或數個障壁可形成一組建包殼。在一些實例中,組建容積102可藉由組建包殼來界定。一邊界係容積(例如:組建容積)或區域之一邊緣。一障壁可以對應於一邊界或可以是一邊界之一實例。舉例而言,一組建容積102可呈一矩形塊之形式,其中一頂端邊界為一熔融層,並且其他五個邊界為障壁或壁。在一些實例中,此等五個邊界中之每一者可以一整數"boundary_ id"表示,其中boundary_ id={ 0 , 1 , 2 , 3 , 4 }。在一模擬中,此等五個邊界中之每一者可經模型化為對流邊界。
滾子130為用於將材料124施加至組建容積102的裝置。為了列印一3D物體或數個3D物體,滾子130可相繼地施加(例如,散布)材料124(例如,粉末)而列印頭108可相繼施加及/或遞送(例如,列印)製劑112。熱投射器104係一種將能量(例如熱能、熱等)遞送至材料124、至製劑112、及/或至組建容積102中之裝置。舉例而言,可在材料124的層上施加製劑112,在該材料層中,意欲將(材料124之)粒子熔融在一起。暴露於能量(例如,來自熱投射器104之熱能)之區域且在製劑112與材料124之間的反應可致使材料124選擇性地熔融在一起以形成物件。
列印頭108是施加一物質或多個物質(例如製劑112及/或)之裝置。列印頭108舉例而言,可以是一熱噴墨列印頭、一壓電列印頭等。列印頭108可包括有一噴嘴或數個噴嘴(圖未示),製劑112可擠壓穿過該或該等噴嘴。在一些實例中,列印頭108可橫跨組建容積102之一維度。雖然所示為單一列印頭108,但可使用多個列印頭108,其橫跨組建容積102之一維度。另外,一列印頭或多個頭108可定位在一列印條或數條內。列印頭108可附接到一載運器(圖1中未展示)。載運器可以一維度或數維度使列印頭108於該組建容積102上方移動。
材料124為用於製造物體之物質(例如粉末)。材料124可從材料容器122移動(例如舀取、提升、及/或擠壓等),並且滾子130可將材料124施加(例如,散布)至組建容積102(例如一現有層之頂部)中。在一些實例中,滾子130可橫跨組建容積102之一維度(例如與列印頭108相同之維度、或與列印頭108不同之一維度)。雖然繪示一滾子130,但仍可利用其他構件將材料124施加至組建容積102。在某些例子中,滾子130可附接至一載運器(未顯示於圖1)上。載運器可使滾子130以一維度或多個維度移動於組建容積102上方。在一些實施方案中,可利用多個材料容器122。舉例而言,兩個材料容器122可實施於組建容積102之相對側上,其可容許材料124以兩個方向由滾子130散布。
在一些實例中,熱投射器104可橫跨組建容積102的一維度。雖然描繪一個熱投射器104,但可使用橫跨組建容積102之一維度的多個熱投射器104。另外,一熱投射器或投射器104可定位在一列印條或數條內。熱投射器104可附接至一運載器(未在圖1中顯示)。該載運器可將熱投射器104以一維度或數個維度移動於組建容積102上方。
於一些實例中,列印頭108、滾子130及熱投射器104的每一者可分開地收納及/或可獨立移動。在一些實例中,列印頭108、滾子130及熱投射器104中之二或更多者可收納在一起及/或可一起移動。在一實例中,列印頭108及熱投射器104可收納於橫跨組建容積102的一維度之一列印條中,而滾子130可收納於橫跨組建容積102的另一維度之一載運器中。例如,滾子130可在組建容積102上方施加一層材料124,其後可以列印頭108及熱投射器104於組建容積102通過。
控制器116為計算裝置、以半導體為基礎的微處理器、中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)、場域可程式閘陣列(FPGA)、特殊應用積體電路(ASIC)及/或其他硬體裝置。控制器116可經由通信線路(圖未示)連接至3D列印裝置100之其他組件。
控制器116可控制致動器(圖未示),以控制3D列印裝置100之組件之操作。例如,控制器116可控制控制列印頭108之移動(沿x軸、y軸及/或z軸)之一個致動器或多個致動器,控制滾子130之移動(沿x軸、y軸及/或z軸)之一個或多個致動器、及/或控制熱投射器104之移動(沿x軸、y軸及/或z軸)之一個致動器或多個致動器。控制器116亦可控制該致動器或該等致動器,其控制待由列印頭108自製劑容器110沉積之製劑112的量(例如,比例)。在一些實例中,控制器116可控制一個致動器或多個致動器,其沿著z軸提升及降低組建容積102之一基底。
控制器116可與一資料儲存器114通訊。資料儲存器114可包括有使控制器116控制材料124之供應的機器可讀指令,用以控制製劑112至列印頭108之供應的機器可讀指令、用以控制列印頭108之移動的機器可讀指令、用以控制滾子130之移動的機器可讀指令、及/或用以控制熱投射器104之移動的機器可讀指令。
於一些實例中,控制器116可控制滾子130、列印頭108、及/或熱投射器104以基於一3D模型列印一3D物件或多個物件。舉例來說,控制器116可利用基於3D模型之一輪廓圖(contone map)或多個圖來控制列印頭108。一輪廓圖為指示用於印刷物質(例如,製劑112)之一位置或多個位置(例如,多個區域)的一組資料。在一些實例中,一輪廓圖可包括或指出用於列印一物質之機器指令(例如:體素位準機器指令)。舉例而言,熔融製劑輪廓圖可指出用於列印製劑112之坐標及/或量。在一些實例中,一細化劑輪廓圖可利用於列印細化劑(例如,有或沒有有助熔劑的情況)。在一些實例中,一輪廓圖可對應於3D模型之一個二維(2D)層(例如:2D切片、2D截面等)。舉例而言,可處理3D模型以產生對應於3D模型之多個層的多個輪廓圖。在一些實例中,可將一輪廓圖表達為多個值之一2D網格,其中各值可指出是否在2D網格上之位置列印一製劑及/或一製劑量。舉例來說,2D網格中一數值的位置可對應於組建容積102中的一位置(例如組件容積102的基底上或上方之一特定位準(z)之位置(例如位置(x , y))。在一些實例中,輪廓圖可為前述2D網格或陣列(例如,四元樹)之壓縮版本。
資料儲存器114為機器可讀儲存媒體。機器可讀儲存器係儲存可執行指令及/或資料之任何電子、磁性、光學或其他物理儲存裝置。機器可讀儲存媒體可例如為隨機存取記憶體(RAM)、電氣可抹除可規劃唯讀記憶體(EEPROM)、儲存驅動機、光碟及類似物。一機器可讀儲存媒體可編碼有用於控制3D列印裝置100之可執行指令。電腦可讀媒體為可藉由處理器或電腦讀取之機器可讀儲存媒體之實例。
一熱感測器106係為感測或擷取熱資料的一裝置。熱感測器之實例可包括熱敏感電阻器(熱敏電阻器)、電阻溫度偵測器、矽能隙溫度感測器、二極體、及/或電晶體等。一熱感測器可被整合到、安裝在及/或以其他方式被包括在一機器(例如,印表機)中。舉例而言,一熱感測器可對應於、可附接至、及/或可包括於一組建容積之一障壁中。在圖1之實例中,3D列印裝置100包括五個熱感測器106a至106e。一第一熱感測器106a對應於組建容積102之一底部障壁,一第二熱感測器106b對應於組建容積102之一前障壁,一第三熱感測器106c對應於組建容積102之一左障壁,一第四熱感測器106d對應於組建容積102之一後障壁,並且一第五熱感測器106對應於組建容積102之一右障壁。該等熱感測器106a-e可各自提供用於一對應障壁的測量結果(例如,熱資料、溫度)。在一些實例中,熱感測器106a-e可在製造期間(例如,印刷)提供測量結果。例如,熱感測器106可線上和/或即時地提供測量結果。
雖然圖1之實例例示出五個熱感測器106,但可利用其他數量的感測器。例如,可利用一個、兩個、三個、四個、五個或更多個熱感測器。在一些實例中,每個障壁可利用多個熱感測器。例如,各障壁可具有兩個對應熱感測器。
在一些實例中,各個熱感測器106可對應於一障壁的一點。例如,一熱感測器106可提供針對一障壁之一位置的數個測量結果。對應於一障壁之一點的一熱感測器可稱為一點熱感測器。在一些實例中,一熱感測器(及/或來自一熱感測器之數個測量結果)可對應於組建容積之一體素(例如一單一體素、坐標位置)。例如,可利用組建容積之一障壁(例如壁)上之一點熱感測器來在多個時間(例如週期性地)報告測量結果(例如熱資料、溫度)。
在一些實例中,控制器116可自熱感測器106a-e接收測量結果。例如,控制器116可命令熱感測器106a-e取得測量結果及/或可接收來自熱感測器106a-e的測量結果。在一些實例中,熱感測器106a至106e可為組建容積102之各障壁提供測量結果。該等量測結果可被儲存在資料儲存器114作為熱資料129。在某些實例中,控制器116可在一時間範圍內內插測量結果(例如感測到之溫度)以產生一測量結果(例如,經內插感測溫度)。舉例而言,可執行內插以便使測量時間與模擬時間同步。在一些實例中,控制器116可平均來自多個熱感測器的測量結果(例如感測到之溫度)以產生一測量結果(例如經平均感測溫度)。例如,控制器116可平均來自對應於相同障壁或壁的多個熱感測器之測量結果。
在一些實例中,資料儲存器114可儲存邊界條件資料126、熱資料129及/或模擬資料128。邊界條件資料126包括指出用於組建容積102之一障壁或數個障壁之一邊界條件或數個邊界條件的資料。一邊界條件是,在一區域的一邊界上所要滿足的一條件。例如,當模擬區域之熱行為(例如,區域或容積)時,一邊界條件可指示待由區域之邊界處的模擬滿足的溫度。在一些實例中,邊界條件可對應於組建容積之障壁。舉例而言,可利用來自障壁之測量來調適模擬之邊界條件。
模擬資料128可包括用於模擬三維(3D)製造之模擬指令。舉例而言,控制器116可執行模擬指令以模擬組建容積102中材料124(例如,材料124的一層或數層)之熱行為(例如暫態溫度)。在一些實例中,控制器116可基於(要列印之一物件或(多個)物件)之一數位模型、一切片或多個切片、及/或一輪廓圖或多個圖來模擬3D製造。在一些實例中,控制器116可模擬尚未施加之一層或數層的熱行為。在一些實例中,控制器116可就一時間範圍模擬3D製造,以產生一模擬溫度或數個模擬溫度。舉例來說,模擬可針對組建容積102之全部或一部分產生溫度。某些經模擬溫度可對應於熱感測器106之位置(例如,點、體素)。
於一些實例中,控制器116可使用基於來自熱感測器106a-e之測量結果的一邊界條件來模擬3D製造(例如,(數)層)。舉例來說,控制器116可基於來自一熱感測器106在一組建外殼(例如:障壁)的一點之一測量結果,調適該3D製造之該模擬的一邊界條件。在一些實例中,控制器116可執行模擬指令以判定來自熱感測器106之模擬溫度與測量結果(例如,感測溫度)之間的溫差(例如,標準化的溫差)。控制器116可基於該溫差調整一邊界條件以模擬3D製造(例如,針對一時間範圍、後續時間範圍、數個後續層等)。
在一些實例中,控制器116可基於模擬來列印一層或數層。舉例而言,控制器116可基於該等層之模擬控制用於一層之製劑112之量及/或位置。在某些實例中,控制器116可基於該等模擬層驅動模型設定(例如,跨步(stride)之尺寸)。在某些實例中,控制器116可基於該(等)模擬層進行離線列印模式調整。例如,若模擬指出系統偏差(例如,組建容積102之特定部分始終比基線更冷或更暖),則資料管線可經更改,使得輪廓圖經修改以補償此類系統性偏差。例如,若模擬指出系統偏差,則控制器116可調整(例如,針對一層或數層)輪廓圖產生以補償偏差。因此,所沉積之製劑的位置及/或數量可基於輪廓圖而調整以改良列印準確度及/或效能。
圖2為例示可實施來調適模擬之功能之實例的方塊圖。在某些實例中,與圖2連結所描述之一者、一些或全部功能可由與圖1連結所述之控制器116來執行。例如,在一些實例中,用於切分功能238、輪廓圖產生功能242、資料儲存功能243、邊界條件調適功能252及/或模擬功能255之指令可儲存於資料儲存器114中並由控制器116執行。在其他實例中,一功能或數個功能(例如,切分功能238、輪廓圖產生功能242、資料儲存功能243、邊界條件調適功能252及/或模擬功能255)可由另一設備進行。舉例來說,切分功能238可在一獨立設備上實行,並且被發送至3D列印裝置100。
可獲得3D模型資料232。舉例而言,3D模型資料232可自另一裝置接收及/或產生。3D模型資料232可指定用於列印一3D物體或數個3D物體之3D模型之形狀及/或大小。3D模型資料232可界定3D物體之內部部分及外部部分兩者。3D模型資料232可例如使用多邊形網格來界定。舉例來說,3D模型資料232可使用若干格式來界定,諸如一3D製造格式(3MF)檔案格式、一物體(OBJ)檔案格式、及/或一立體微影(STL)檔案格式,以及其他類型之檔案格式。在一些實例中,3D模型資料可被稱為一「批量(batch)」。在一些實例中,3D模型資料232可被提供給資料儲存功能243及/或模擬功能255。
可基於3D模型資料232進行切分功能238。舉例而言,切分功能238可包括產生對應於3D模型資料232之一組2D切片240。在一些作法中,可沿著軸線(例如,垂直軸線、z軸或其他軸線)穿過由3D模型資料232指示的3D模型,其中每一切片240表示3D模型之2D橫截面。舉例而言,對3D模型作切分功能238可包括識別一切片平面之z座標。切片平面之z座標可用以穿過3D模型以識別由切片平面截取之3D模型的一部分或數個部分。
一3D模型及/或2D切片(例如,向量切片)之堆疊可用來藉由考量過程物理學(process physics)來產生每層機器指令(例如,體素位準製劑分配)。輪廓圖可為每層機器指令之實例。在一些實例中,可基於切片240進行輪廓圖產生功能242。舉例而言,可針對每一切片240產生一輪廓圖或數個輪廓圖244。舉例來說,輪廓圖產生功能242可包括產生一熔融輪廓圖及一細節輪廓圖,其中該熔融輪廓圖指示用於針對一層的列印助熔劑之一區域或數個區域及密度分佈。細節輪廓圖指示用於列印針對該層的詳細製劑之一區域或數個區域及密度分佈。在一些實例中,一輪廓圖或數個輪廓圖244可被表示為各種檔案格式。舉例而言,可將輪廓圖244格式化為一影像檔案及/或另一種類的輪廓檔案。在一些實例中,與圖2連結所述之一功能或數個功能可由一印表機來執行。舉例而言,可將3D模型資料232載入至列印機上,該列印機可執行與圖2連結所述之一功能或數個功能。在一些實例中,切分功能238及/或輪廓圖產生功能242可包括使用指令來體素化及/或柵格化3D模型資料232(例如,幾何形狀)、以及產生用於一組建之數個製劑施配圖(例如,助熔劑及/或細節輪廓圖244)。
輪廓圖244、切片240、及/或熱資料246(例如,捕捉之量測及/或感測溫度)可以使用一資料儲存功能243而被儲存。例如,輪廓圖244、切片240及/或熱資料246可被儲存(例如,在一資料庫中)於一儲存裝置中。
於一些實例中,熱資料246可包括來自一熱感測器或數個熱感測器之一測量結果或數個測量結果(例如sensed_temperature)。在一些實例中,該熱資料246可包括對應於該(等)測量結果的一時間戳記或數個時間戳記。於一些實例中,熱資料246可包括對應於該(等)測量結果的一邊界識別符或數個邊界識別符(例如boundary_id)。在一些實例中,熱資料246可包括對應於該(等)量測結果的一感測器識別符或數個感測器識別符(例如,sensor_id)。例如,熱資料246可包括(timestamp, sensed_temperature, boundary_id, sensor_id)。在具有五個邊界及每邊界有兩個熱感測器的一實例中,boundary_ id={ 0 , 1 , 2 , 3 , 4 }及sensor_ id={ 0 , 1 }。在一些實例中,一印表機可將熱資料246寫入一資料庫。在一實例中,該熱資料246包括來自10個點熱感測器(即,每障壁或邊界有兩點熱感測器)的測量結果。各個熱感測器可週期性地報告一時間戳記與溫度(例如,在幾秒的時間間隔,諸如大約五秒)。
在一些實例中,模擬資料247可使用資料儲存功能243的函數來儲存。在一些實例中,模擬資料247可包括模擬溫度及/或邊界條件(例如,用於模擬之邊界條件)。舉例而言,模擬資料247可包括針對在具有(數個)時間戳記及/或(數個)體素識別符(例如"voxel_id")的組建容積中之一體素或數個體素(例如每個體素)之模擬溫度(例如"sim_temperature", transient tepmperature history):(timestamp, sim_temperature, voxel_id)。例如,模擬功能255可將瞬時模擬結果提供(例如,儲存)至資料庫。
各熱感測器(例如boundary_id, sensor_id)可具有一對應的唯一體素識別符。因此,該(等)體素識別符可用於確定與來自一熱感測器之一測量結果對應之一模擬溫度。在一些實例中,模擬資料247可包括具有(數個)時間戳記及/或(數個)邊界識別符(timestamp, boundary_id, boundary_conditions)的邊界條件(例如"boundary_conditions")。
在一些實例中,列印和模擬可獨立地執行。在模擬係由列印機所利用以引導列印機操作之一些方法中,模擬可模擬實際生產前之一層或數層,以提供及時預測。
資料245可被提供至邊界條件調適功能252的函數。舉例而言,邊界條件調適功能252可按需求自資料庫擷取資料245。該資料245可包括模擬溫度、測量結果(例如,感測溫度)、及/或具有對應時戳記的邊界條件。該資料245可包括來自一時間範圍的資訊。例如,針對一範圍(T-DT、T)中之所有時間戳記而言,針對每個(boundary_id, sensor_id),可提取兩個時間序列:(timestamp, sim_temperature)及(timestamp, sensed_temperature)。在範圍內,T為一最近或當前模擬時間,而DT為表示先前歷史之時間間隔。於某些實例中,T為一目前模擬時間(例如 "current_sim_time")與一目前列印時間(例如 "current_print_time")之間之一最小(例如,最舊)時間,其可被表示為min (current_sim_time, current_print_time)。DT之一些實例可包括2分鐘、5分鐘、10分鐘等。例如,範圍(T-DT、T)可提供用於模擬及感測資料兩者之最近時間序列。於某些實例中,(timestamp, boundary_id, boundary_conditions)可被擷取。在一些實例中,可針對各熱感測器擷取該等兩時間序列。舉例來說,對於10個感測器之各者(及各對應的體素識別符),可取回兩個時間序列:(timestamp, sim_temperature)、(timestamp, sensed_temperature)。
邊界條件調適功能252可產生經調適邊界條件253。舉例而言,邊界條件調適功能252的函數可產生用於每一邊界(例如boundary_id)之經調適(例如,校正)的邊界條件253(例如,更新之熱傳遞係數)。例如,對於每一個boundary_id,邊界條件調適功能252的函數可提供(boundary_id, boundary_conditions)。調適邊界條件條件253可針對屬於一邊界(例如,boundary_id)之一熱感測器或數個熱感測器,降低(例如,最小化)模擬時間序列與所感測時間序列之間的差異。該等經調適邊界條件253可被提供給模擬功能255的函數以修改後續模擬(例如,下一個時段或範圍的模擬)。
在一些作法中,可根據方程式(1)針對在一障壁或邊界之一組建容積進行模型化。方程式(1)可表達以下方式使經由一邊界流出組建容積之熱通量如何藉由環繞該邊界之氣流所帶走的熱通量來平衡。(1)
在方程式(1)中,k為材料導熱率(例如,考慮圍繞障壁置放之可調大小的粉末,接近於四個側障壁及在底部障壁上方之粉末層兩者)。在一些情況下,粉末熱導率較不可能是與模擬溫度至感測溫度之溫度偏差來源。在方程式(1)中,T(x , t)表示在一時間t時於一邊界處之一點x的一溫度T,h為一邊界條件(例如,邊界條件係數或熱傳遞係數),T∞
為一環境溫度(例如,環繞組建容積之一溫度),n為垂直於指出向外之邊界表面之單位長度之一向量,為一梯度算子,且kn*T為穿過該邊界之一體素向外傳輸的熱通量。T(x , t)可藉由解出方程式(1)來計算。評估h可能是困難的,其中h與包圍組建容積之氣流俾以移除熱的能力相關聯。雖然其他邊界條件參數可用來調整或調諧邊界條件,但h描述為一實例。舉例而言,h可指用於模擬之邊界條件(例如,電流h)。在一些實例中,dh表示經評估的調整。例如,可將h+dh提供給一模擬,以調適用於後續模擬(例如,下一個時間範圍或時間週期)的邊界條件。
方程式(2)之一般化在方程式(3)中給出,如下示。(3)
在方程式(3)中,f表示函數且為標準化溫度差之實例。標準化之溫度差可藉由調整h來控制。在一些方法中,h是一邊界條件之一實例,其可根據本文中所述技術之一些實例來調諧。根據本文中所描述之技術而可利用的邊界條件之其他實例,可包括額外或其他術語及/或不同形式之邊界條件。
在一些實例中,資料245可取決於邊界條件調適功能252的函數。舉例而言,量測(例如,感測溫度)可在與模擬溫度不同之時間(具有不同時間戳記)進行。在一些實例中,邊界條件調適功能252可在一時間範圍內內插測量(例如,感測溫度),以便在與模擬溫度之模擬時間對準或同步化的一時間產生測量。舉例而言,對於每個(boundary_id, sensor_id)而言,可施加內插以同步化時間戳記。
對於每一邊界或障壁,邊界條件調適功能252可獲得(t , Ts、dT、h)之序列,其中t為具有t=t0, t1, t2, …tb之時間戳記(例如,同步之時間戳記),Ts感測之溫度,dT為模擬溫度與感測之溫度之間的溫度差(例如,標準化之溫度差),且h為在模擬功能255中於t時施加之邊界條件(例如,熱傳遞係數)。h值可在模擬功能255接收一經調適的邊界條件253時改變,以將h值更新至h+dh。在一些實例中,邊界條件調適功能252的函數可對來自熱感測器之感測溫度進行平均,以產生一感測溫度(例如,Ts)。在一些實例中,Ts及/或dT可為自針對boundary_ id之多個熱感測器之合成量測值。舉例而言,來自對應於同一障壁或邊界之不同感測器的量測可經合成而作為平均或加權平均值。
在一些實例中,邊界條件調適功能252的函數可產生一經調適邊界條件253(例如,一經調適h或經校正h)。在一些實例中,調適該邊界條件可響應於判定一量測與一模擬溫度之間的一差值大於一臨界值而執行。舉例而言,模擬功能255可基於理論值初始化(例如,以h(boundary_id)初始化)。若一最近期量測滿足一臨界值(例如,如果dT超過一臨界值或如果熱感測器voxel_id處之一模擬溫度顯著不同於一熱感測器量測),則邊界條件調適功能252的函數可受觸發來調適一邊界條件(例如,判定一個新的h)。臨界值之一些實例可包括攝氏1度(C)、2C、3C等。
在一些實例中,調適該邊界條件可包括判定該量測與一模擬溫度之間的一溫度差(例如,標準化之溫度差)。該溫差可為如同關於方程式(2)描述之一標準化溫度差,或可為該量測與模擬溫度之間的差(例如,減法)。舉例而言,在一些初始模擬及量測之後(例如,當已獲得(t, Ts, dT, h)之幾個記錄,諸如,在5分鐘持續時間內之數個記錄),該邊界條件調適功能252的函數可施用等式(2)或一變化,以判定溫度差(例如,標準化之溫度差),來判定一評估調整(dh),其可用來判定經調適邊界條件253(例如,經更新的h值)。
在一些實例中,量測(例如,感測溫度)可用來判定溫度差(例如,dT)來以一資料驅動方法改良評估之調整(dh)。舉例而言,邊界條件調適功能252的函數可基於一組感測溫度及一組模擬溫度來決定一擬合函數。舉例而言,(t, Ts, dT, h),其中t=t0, t1, t2,…,tn,可提供(dT, dh/h)之n個樣本點。基於該等n個樣本點,邊界條件調適功能252的函數可擬合用於dT=dT(dh/h)之函數。判定該擬合函數可基於一回歸(例如,線性回歸)、基於核心之擬合(例如,支援向量迴歸(SVR))及/或機器學習(例如,神經網路)。在某些實例中,決定該擬合函數可包括基於年份來加權該組感測溫度。舉例而言,(dT, dh/h)之n個樣本點可考量年份而予以不同地處理,其中較近樣本點可比較舊樣本點加權更多。可在判定擬合函數中施加不同加權樣本。
在一些實例中,一函數可藉由利用神經網路來模型化自f(dh/h)至dT之映射而針對dt=f(dh/h)擬合。舉例而言,神經網路可包括一個或兩個完全連接的層,其中每一層具有若干節點。一隨機梯度下降(SGD)程序可遵循,其中時間序列中之各(dT, dh/h)可被對待為一隨機訓練樣本以藉由SGD調諧該參數。可設定學習速率(例如,小的學習速率)以避免參數之大振盪。在一些方法中,可進行線上調諧而不將參數擬合於具有大量訓練資料之離線神經網路。離線調諧可能以其他方法執行。
在一些實例中,邊界條件調適功能252的函數可基於擬合函數(及例如,溫度差)來判定一評估調整(dh)。例如,可基於給定dT之擬合函數f來判定dh。調適該邊界條件可包括將該評估調整施加於該邊界條件(例如,h=h+dh)。經調適邊界條件253(例如,h=h+dh)可適用於模擬功能255。舉例而言,可更新模擬功能255之邊界條件以驅動模擬溫度與感測溫度之間的溫度差之減少。
在某些實例中,調適該邊界條件可包括將一阻尼參數施加於該評估調整。一阻尼參數是用以縮放該評估調整的一數值。例如,可使用一阻尼參數α(其中α介於0與1之間)使得h=h+α*dh,以漸進地適用評估調整。
模擬功能255產生模擬資料247,其可被提供至資料儲存功能243。例如,當一層之模擬功能255一經完成,便可將針對各熱體素之熱行為(例如溫度)記錄至一資料庫中。舉例而言,基於具有調適邊界條件之模擬功能255的模擬層可被儲存於記憶體中。在一些實例中,可重複這些功能(例如,邊界條件調適功能252及/或模擬功能255)。
在一些實例中,可基於模擬資料247來進行一操作或數個操作。舉例而言,可基於模擬資料247來判定控制資訊。控制資訊可用被利用來基於模擬資料247而列印一層或數層。舉例而言,控制資訊可基於模擬資料247指出控制針對一層之融合製劑及/或細節製劑的量及/或位置。在一些實例中,控制資訊可基於模擬資料247驅動模型設定(例如,步幅之尺寸)。在一些實例中,控制資訊可基於模擬資料247指出離線列印模式調諧。例如,若模擬資料247指出系統偏壓(例如,組建區之特定部分相較於基線持續地更冷或更暖),則可能改變資料管線,使得輪廓圖被修改以補償此類系統性偏壓。舉例而言,若模擬資料247指出一系統偏壓,則控制資訊可指出對輪廓圖產生(例如,用於一層或數層)的調整以補償該偏壓。因此,經沉積製劑之位置及/或數量可基於該(等)輪廓圖調整,以改良列印準確度及/或效能。在一些實例中,執行一操作可包括在一顯示器上呈現模擬資料247及/或將模擬資料247發送至另一裝置。
圖3為可於調適模擬中使用的一設備356之一實例之方塊圖。設備356可為一運算裝置,諸如一個人電腦、一伺服器電腦、一列印機、一3D列印機、一智慧型手機、一平板電腦等。設備356可包括及/或可耦合至一處理器362、一資料儲存器368、一輸入/輸出介面366、一機器可讀儲存媒體380、及/或一或數個熱感測器364。在一些實例中,設備356可與一積層製造裝置(例如關於圖1所述之3D列印裝置100)進行通訊(例如與其耦合、具有與其連通之一通訊鏈路)。於一些實例中,設備356可為關於圖1所述之3D列印裝置100的一實例。舉例來說,處理器362可為關於圖1描述的控制器116之一實例,資料儲存器368可為關於圖1描述之資料儲存器114的一實例,且該或該等熱感測器364可為關於圖1描述之熱感測器106的一實例。在不違背本揭示之範圍下,該設備356可包括額外的組件(未顯示)及/或本文所述之某些組件可被移除及/或修改。
該處理器362可為下列項目中的任一者:一中央處理單元(CPU)、一以半導體為基礎的微處理器、圖形處理單元(GPU)、FPGA、一特定應用積體電路(ASIC)、及/或合適於取回及執行儲存於該機器可讀儲存媒體380中之指令的其他硬體裝置。處理器362可擷取、解碼及/或執行儲存在機器可讀儲存媒體380上的指令(例如操作指令376)。在一些實例中,處理器362可包括一或多個電子電路,其包括有用於進行該等指令(例如:操作指令376)之一或多個功能之電子組件。在一些實例中,處理器362可被實施來執行關於圖1至圖6中的一個、一些或全部的功能、操作、面向、方法等中的一個、一些或全部者。
該機器可讀儲存媒體380可為含括或儲存電子資訊(例如,指令及/或資料)之任何電子、磁性、光學、或其他實體儲存裝置。因此,該機器可讀儲存媒體380可例如為隨機存取記憶體(RAM)、電氣可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)、儲存裝置、光碟及類似物。在一些實作態樣中,機器可讀儲存媒體380可以是非暫時性有形機器可讀儲存媒體,其中「非暫時性」一詞未含括暫時性傳播信號。雖然該機器可讀儲存媒體380顯示為被包括在設備356中,但一機器可讀儲存媒體380可被獨立實施(例如,分離於一設備356)。
設備356亦可包括有一資料儲存器368,其中處理器362可儲存資訊於該資料儲存器368。資料儲存器368可為依電性及/或非依電性記憶體,諸如動態隨機存取記憶體(DRAM)、EEPROM、磁阻式隨機存取記憶體(MRAM)、相變RAM(PCRAM)、憶阻器、快閃記憶體及類似物。在一些實例中,機器可讀儲存媒體380可被包括在資料儲存器368中。在一些實例中,機器可讀儲存媒體380可與資料儲存器368分離。在一些方法中,資料儲存器368可儲存類似於由機器可讀儲存媒體380所儲存之類似指令及/或資料。例如,資料儲存器368可以是非依電性記憶體,且該機器可讀儲存媒體380可以是依電性記憶體。
設備356可進一步包括一輸入/輸出介面366,處理器362可透過該輸入/輸出介面366與一或多個外部裝置(未圖示)通訊,例如,以接收及儲存關於將要製造(例如,列印)。的物件或物件之資訊。該輸入/輸出介面366可包括硬體及/或機器可讀指令,以使該處理器362能與該或該等外部裝置通訊。該輸入/輸出介面366可使一有線或無線連接於該或該等外部裝置。該輸入/輸出介面366可更包括一網路介面卡及/或亦可包括硬體及/或機器可讀指令,以使該處理器362能與諸如一鍵盤、一滑鼠、一顯示器、另一設備、電子裝置、運算裝置等之各種輸入及/或輸出裝置通訊,而一使用者可透過該輸入及/或輸出裝置來輸入指令至該設備356中。
於一些實例中,該機器可讀儲存媒體380可儲存熱資料370。熱資料370可自一或多個熱感測器364獲取(例如接收)。舉例而言,處理器362可執行資料獲取指令382,以獲取來自一組建容積之一邊界的一組感測溫度。該組感測溫度可包括來自一組建容積之一邊界或數個邊界(例如:(數個)障壁)之量測或感測溫度。在一些實例中,設備356可包括一或多個熱感測器364,可耦接至一或多個遠端熱感測器,及/或可從一(整合及/或遠端)熱感測器接收熱資料370(例如,(數個)量測、(數個)感測溫度)。熱感測器364之一些實例包括熱敏感電阻器(熱敏電阻器)、電阻溫度檢測器、矽帶隙溫度感測器、二極體、及/或電晶體等。可利用其他種類之熱感測器。
熱資料370可包括數個量測及/或數個感測溫度。如以上所描述,該等量測及/或感測之溫度可對應於殼體之一或多個點。舉例而言,一量測或感測溫度可對應於一障壁或邊界(例如體素)之一點。不同類型的熱感測裝置可使用於不同實例中。
在某些實例中,該機器可讀儲存媒體380可包括模擬指令378。模擬指令378為用以使處理器362模擬3D製造以產生模擬資料379的程式碼。模擬資料379可包括一組模擬溫度。模擬該3D製造可基於一組邊界條件。在一些實例中,一初始組邊界條件可被預定。
在一些實例中,機器可讀儲存媒體380可包括邊界條件調適指令373。邊界條件調適指令373為用以使得處理器362基於熱資料370來調適一邊界條件的程式碼。在一些實例中,邊界條件調適指令373可包括函數擬合指令372。函數擬合指令372可為用以致使處理器362基於該組感測溫度、該組模擬溫度及該組邊界條件而擬合一函數的程式碼。在一些實例中,處理器362可擬合如關於圖2所述的函數。舉例而言,擬合一函數可基於迴歸(例如,線性迴歸)、基於核心之擬合(例如,支援向量迴歸(SVR))及/或機器學習(例如,神經網路)。舉例而言,處理器362可基於該組感測溫度、該組模擬溫度及該組邊界條件(例如,處理器362可使用(t, Ts, dT , h)擬合函數,其中t=t0 , t1 , t2 ,…tn,來擬合用於dT=f(dh/h)之函數
在一些實例中,邊界條件調適指令373可包括用以致使處理器362基於該函數(例如,擬合函數)計算一調整值(例如,dh)的程式碼。舉例而言,處理器362可藉由該函數判定一調整值,該調整值映射至一溫差(例如,dT)。舉例而言,溫差(例如,標準化溫度差)可施加於可提供調整值的該函數。在一些實例中,邊界條件調適指令373可包括用以致使處理器362基於該組感測溫度及該組模擬溫度判定一標準化溫度差之程式碼。例如,處理器362可依據方程式(2)判定該標準化溫度差。標準化溫度差可被用來在一些方法中計算調整值。在一些實例中,調整值可被儲存作為調整值資料374。
在一些實例中,邊界條件調適指令373可包括用以致使處理器362基於該調整值判定一調適邊界條件的程式碼。例如,該處理器362可將該調整值(例如,dh)加入一邊界條件(例如,h)來判定該經調適的邊界條件(例如,h=h+dh)。
在一些實例中,邊界條件調適指令373可包括用以致使處理器362施加一阻尼參數至調整值以判定調適之邊界條件之程式碼。例如,可施加一阻尼參數α(其中α介於0與1之間)使得h=h+α*dh。
在一些實例中,模擬指令378可包括用以致使處理器362基於經調適之邊界條件模擬3D製造的程式碼。舉例而言,模擬指令378可包括用以基於經調適邊界條件模擬一製造程序之一或多個層的程式碼。在一些實例中,模擬可如關於圖1及/或圖2所描述來實現。執行模擬可產生模擬資料379,其可儲存於機器可讀儲存媒體380中。模擬資料379可包括基於經調適模擬指出一或多個體素之暫態熱行為之資訊。
在一些實例中,處理器362可執行操作指令376以基於模擬資料379來執行一操作。例如,處理器362可基於該模擬資料379來列印(例如,控制製劑的量及/或位置)一或多個層。在一些實例中,處理器362可基於模擬資料379驅動模型設定(例如,跨步之尺寸)。在一些實例中,處理器362可基於該模擬資料379執行離線列印模式調諧。在一些實例中,處理器362可基於該模擬資料379發送一訊息(例如,警示、警報、進展報告、品質額定等)。在一些實例中,在模擬資料379指出一問題(例如,在列印之一或多層及3D模型及/或切片之間大於一臨界差值)之情況下,處理器362可暫停列印。在一些實例中,處理器362可將用於一或多個後續層之模擬資料379饋入至熱回饋控制系統以線上補償用於即將來臨的層之輪廓圖。在一些實例中,操作指令376可包括用以呈現模擬資料379之指令。舉例而言,該等指令可致使處理器362在一顯示器上呈示及/或呈現出模擬資料379。舉例而言,可將模擬之資料379呈現為一3D圖形,其指出在組建容積空間上溫度及/或指出在一或多個時間之溫度。
在一些實例中,機器可讀儲存媒體380可儲存3D模型資料(圖3中未顯示)。3D模型資料可由設備356產生及/或自另一裝置接收。在一些實例中,機器可讀儲存媒體380可包括切分指令(圖3中未示出)。舉例而言,處理器362可執行切分指令以對3D模型資料進行切分,以產生數個2D向量切片的一堆疊。
在一些實例中,該等操作指令376可包括3D列印指令。舉例來說,處理器362可執行該等3D列印指令以列印一3D物件或多個物件。在一些實作態樣中,3D列印指令可包括用於控制一或多個裝置(例如滾輪、列印頭、及/或熱投射器等)之指令。舉例而言,3D列印指令可使用一調性映射或色調地圖(例如當作色調地圖資料),用來控制一列印頭或頭部來列印一代理器或在由音調圖或該等地圖所指定之一位置或位置。在一些實例中,處理器362可執行該等3D列印指令以列印一層或多層。該列印(例如熱投射器控制)可基於測量、感測溫度、及/或模擬層。於一些實例中,有關圖3所描述的一或多個函數可被省略及/或未被執行。
圖4為例示用於調適模擬之方法400之一實例的流程圖。方法400及/或方法400的程序及/或功能可由電子裝置進行。舉例而言,方法400可藉由關於圖3所述之設備356(及/或藉由關於圖1所述之3D列印裝置100)來執行。
設備356可模擬3D製造(402)。這可如同有關圖1、圖2及/或圖3所描述地來實現。舉例來說,一組建容積之數個邊界及/或數個障壁可模製為對流邊界,以模擬組建容積中材料之熱行為。
設備356可基於來自一組建外殼之一點處的一熱感測器之一量測,來調適3D製造之模擬的一邊界條件(404) 。這可如同有關圖1、圖2及/或圖3所描述地來實現。舉例來說,調適該邊界條件可包括判定數個模擬溫度與數個感測溫度的一溫度差,以及將該溫度差施加至一擬合函數以判定一調整值。該調整值可被施加於一邊界條件(例如,先前邊界條件)以產生一調適邊界條件。調適邊界條件可用以執行進一步模擬。在一些實例中,方法400可包括有關圖1、圖2及/或圖3所描述之一或多個功能。
圖5為根據本文所述之技術的一些實例,模擬結果的顯像584、586之實例的簡化透視圖。本文中所述模擬之一些實例包括有暫態製造(例如列印)程序之一模擬。該模擬可針對各體素產生一暫態溫度歷程作為模擬結果。顯像584、586為對應一組件體積於在不同時間點之簡化溫度圖。舉例來說,第一顯像584例示在一第一時間的3D製造之模擬結果,且第二顯像586例示在一第二稍晚時間的3D製造之模擬結果。該等顯像584、586都包括剖面,以例示內部溫度(例如,嵌埋層)。在這例子中,該溫度係例示在華氏溫度588的一簡化尺標上。其他實例可在一彩色梯度標度上呈現以展示比圖5中之實例更精細的溫度變化。
在一些實例中,模擬結果之顯像可呈現於一顯示器上,及/或模擬結果可被發送至另一裝置(例如,運算裝置、監視器等)以呈現模擬結果之顯像。在圖5中所例示之實例中,該模擬反映出物體一層層地組建之製造。
本文所描述之技術之一些實例可提供模擬,該模擬考量當前(例如,直到現時)基本事實,且能夠連續地調適情境改變。調適該模擬可使模擬能夠超出離線預測被利用。在一些實例中,調適模擬可允許該模擬適用於操作應用,因為定量結果可為準確的且係直至目前。舉例而言,一些方法可將方程式(1)之k、h及T∞
視為預定常數。本文所述技術之一些實例的益處包括調適情形改變之能力。舉例而言,氣流可環繞組建容積及/或環境溫度可反映環境變化而隨時間變化。使用常數值(例如,常數h, T∞
)無法反映出此改變且可能將一模擬導引偏離基本事實。本文中所描述之技術之一些實例可使用點熱感測器之時間序列的量測,來調整邊界條件參數(例如,h及/或T∞
),以保持與生產實境一致的模擬。
圖6A係一簡圖,其例示一組建容積602之一實例。關於圖6A所描述之組建容積602可係關於圖1所述之組建容積102之一實例。
圖6B係一簡圖,其例示組建容積602之一底部障壁690之一實例。圖6C係一簡圖,其例示組建容積602之一側部障壁696之一實例。圖6D係一簡圖,其例示組建容積602之一側部障壁698之一實例。將一起描述圖6A至圖6D。
在此實例中,底部障壁690包括加熱器692a至692b及熱感測器694a至694b。側部障壁696可係組建容積602之一左側或右側障壁之一實例。側部障壁696包括四個加熱區697及兩個熱感測器694c-694d。側部障壁698可係組建容積602之一前側障壁或背側障壁之一實例。側部障壁698包括四個加熱區699及兩個熱感測器694e-694f。
在一些實例中,可使用點熱感測器694a-694f及加熱器(例如,加熱器692a-692b及加熱區697、699中之加熱器)主動地管理在5個障壁690、696、698(四個側部障壁696、698及一個底部障壁690)之溫度。各障壁可具有二個熱感測器694,其可用以監測及回報溫度。這些溫度可用來決定係安裝在各障壁690、696、698上之加熱器(例如,加熱器692a-692b與加熱區697、699中之加熱器)何時啟動或止動,以維持一溫度。例如,如果感測到之溫度低於目標溫度,則可啟動加熱器(例如,加熱器692a-692b以及加熱區域697、699中之加熱器)。例如,各加熱器(例如,加熱器692a-692b及加熱區697、699中之加熱器)可為一脈衝寬度調變(PWM)加熱器。感測之溫度係可被週期性地報告(例如,每隔幾個秒,諸如以五秒間隔)。如本文中所述,來自熱感測器694a-694f之量測或感測溫度可用來調適一模擬之一邊界條件。在組建容積602中產生一或多個物件期間,可計算該模擬或該模擬的部分。
雖然本文中描述系統及方法之各種實例,但系統及方法不限於該等實例。可在本揭露之範疇內實施本文中所述之實例之變例。舉例而言,本文中所述實例之操作、功能、態樣或元件可被省略或組合。
100:3D列印裝置
102,602:組建容積
104:熱投射器
106,106a-106e,364:熱感測器
108:列印頭
110:製劑容器
112:製劑
114:資料儲存器
116:控制器
122:材料容器
124:材料
126:邊界條件資料
128:模擬資料
129:熱資料
130:滾子
232:3D模型資料
238:切分功能
240:2D切片、切片
242:輪廓圖產生功能
243:資料儲存功能
244:輪廓圖
245:資料
246:熱資料
247:模擬資料
252:邊界條件調適功能
253:經調適邊界條件、邊界條件
255:模擬功能
356:設備
362:處理器
366:輸入/輸出介面
368:資料儲存器
370:熱資料
372:函數擬合指令
373:邊界條件調適指令
374:調整值資料
376:操作指令
378:模擬指令
379:模擬資料
380:機器可讀儲存媒體
382:資料獲取指令
400:方法
402,404:步驟
584,586:顯像
588:華氏溫度
690:底部障壁、障壁
696,698:側部障壁、障壁
622a-692b:加熱器
694,694a-694f:熱感測器、點熱感測器
697,699:加熱區
圖1係可在調適一模擬之一實例中使用的一3D列印裝置之一實例的一簡化透視圖;
圖2為例示可實施以用於調適數個模擬之功能之實例的方塊圖;
圖3為可在調適模擬中使用的設備之一實例的方塊圖;
圖4為例示用於調適模擬之方法之一實例的流程圖;
圖5為根據本文所描述之技術之一些實例之模擬結果之視覺實例的簡化透視圖;
圖6A係一簡圖,其例示一組建容積之一實例;
圖6B係是一簡圖,其例示組建容積之一底部障壁之一實例;
圖6C係一簡圖,其例示組建容積之一側部障壁之一實例;以及
圖6D係一簡圖,其例示組建容積之一側部障壁之一實例。
356:設備
362:處理器
364:熱感測器
366:輸入/輸出介面
368:資料儲存器
370:熱資料
372:函數擬合指令
373:邊界條件調適指令
374:調整值資料
376:操作指令
378:模擬指令
379:模擬資料
380:機器可讀儲存媒體
382:資料獲取指令
Claims (15)
- 一種方法,其包含下列步驟: 模擬三維(3D)製造;以及 基於來自一組建罩殼之一點的一熱感測器之一量測,調適該3D製造之模擬的一邊界條件。
- 如請求項1之方法,其中調適該邊界條件的步驟包含判定該量測與一模擬溫度之間的一溫差。
- 如請求項1方法,其中響應於判定該量測與一模擬溫度之間的一差值大於一臨界值,來執行該調適邊界條件的步驟。
- 如請求項1之方法,進一步包含基於一組感測溫度及一組模擬溫度來判定一擬合函數。
- 如請求項4之方法,其中判定該擬合函數包含基於年份來加權該組感測溫度。
- 如請求項4之方法,其中判定該擬合函數係基於一迴歸、基於核心之擬合或機器學習。
- 如請求項4之方法,其中調適該邊界條件包含基於該擬合函數來判定一估計調整。
- 如請求項7之方法,其中調適該邊界條件的步驟包含施加一阻尼參數至該估計調整。
- 如請求項7之方法,其中調適該邊界條件的步驟包含將該估計調整施加於該邊界條件。
- 一種三維(3D)列印裝置,其包含有: 一熱感測器,其對應於一組建容積之一障壁;以及 一控制器,其中該控制器係用以: 針對一第一時間範圍模擬三維(3D)製造,以產生一模擬溫度; 判定該模擬溫度與來自該熱感測器的一感測溫度之間的一溫度差;以及 基於該溫差調整一邊界條件,以針對一第二時間範圍模擬3D製造。
- 如請求項10之3D列印裝置,其中該控制器是用來內插該第一時間範圍中的數個感測溫度以產生該感測溫度。
- 如請求項10之3D列印裝置,其更包含對應於該組建容積之該障壁的一第二熱感測器,其中該控制器係用以使來自該熱感測器及該第二熱感測器之數個感測溫度平均,以產生該感測溫度。
- 一種儲存可執行程式碼之非暫時性有形電腦可讀媒體,其包含: 用以致使一處理器以從一組建容積之一邊界獲取一組感測溫度之程式碼; 用以致使該處理器基於該組感測溫度、一組模擬溫度及一組邊界條件而擬合一函數之程式碼; 用以致使該處理器基於該函數來計算一調整值之程式碼; 用以致使該處理器基於該調整值判定一調適邊界條件之程式碼;以及 用以致使該處理器基於該調適邊界條件模擬3D製造之程式碼。
- 如請求項13之電腦可讀媒體,其進一步包含用以致使該處理器基於該組感測溫度及該組模擬溫度來判定一標準化溫度差之程式碼。
- 如請求項13之電腦可讀媒體,其中用以致使該處理器判定該調適邊界條件的該程式碼包含用以致使該處理器施加一阻尼參數至該調整值以判定該調適的邊界條件之程式碼。
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