用于控制增材制造的系统和方法技术方案

公开了一种用于增材制造结构的系统。所述系统可以包括增材制造机器、其上存储有计算机可执行指令的存储器、以及处理器。处理器可以被配置为执行计算机可执行指令以使增材制造机器排出复合材料的路径，以及作出有关位于复合材料的路径一侧存在支撑的确定。处理器还可以被配置为执行计算机可执行指令以选择性地使增材制造机器用基于所述确定的可变压力压实排出之后的复合材料的路径。实排出之后的复合材料的路径。实排出之后的复合材料的路径。

【技术实现步骤摘要】
用于控制增材制造的系统和方法
[0001]本专利技术专利申请是于2017年8月18日提交的专利技术名称为“用于控制增材制造的系统和方法”的中国专利技术专利申请No.201780067353.5(国际申请号PCT/US2017/047493)的分案申请。
[0002]相关申请
[0003]本申请基于并要求2016年9月6日提交的序列号为62/383,801的；2016年11月4日提交的序列号为62/417,709的；2017年1月24日提交的序列号为62/449,899的；2017年2月15日提交的序列号为62/459,398的；以及2017年6月29日提交的序列号为62/526,448的美国临时申请的优先权，其全部内容通过引用明确地并入本文。


[0004]本公开总体上涉及制造控制系统，并且更具体地涉及用于控制增材制造的系统和方法。

技术介绍

[0005]传统的增材制造是通过在计算机的引导控制下沉积重叠的材料层来创建三维部件的过程。增材制造的常见形式称为熔融沉积成型(FDM)。使用FDM，热塑性塑料在加热的打印头内通过并液化。当材料从打印头排出时，打印头以预定轨迹(也就是工具路径)移动，使得材料以特定图案和重叠的二维层的形状铺设。离开打印头后，材料冷却并硬化成最终形式。最终形式的强度主要是由于供给到打印头的特定热塑性塑料的性质和由二维层堆叠形成的三维形状。
[0006]对传统FDM制造最近开发的改进涉及使用嵌入从打印头排出的材料中的连续纤维。特别地，将基质供给到打印头并同时与一个或多个通过同一个头的连续纤维一起排出(例如挤出和/或拉挤)。基质可以是传统的热塑性塑料、粉末金属、液体基质(例如，UV可固化和/或双组分树脂)，或这些和任何其他已知基质的组合。在离开打印头时，启用固化增强器(例如，UV光、超声发射器、热源、催化剂供给等)以引发和/或完成基质的固化。这种固化几乎立即发生，允许在自由空间中制造无支撑结构。并且当纤维、特别是连续纤维嵌入结构内时，结构的强度可以倍增超过基质相关的强度。在2016年12月6日授予Tyler的美国专利9,511,543(“'543专利”)中公开了该技术的示例。
[0007]所公开的系统和方法涉及解决对类似于'543专利和/或本领域已知的其他系统中公开的那些增材制造系统进行控制的方式。

技术实现思路

[0008]在一个方面，本公开涉及一种用于增材制造结构的系统。所述系统可以包括增材制造机器，其上存储有计算机可执行指令的存储器，以及处理器。处理器可以被配置为执行指令以使增材制造机器排出复合材料的路径，以及作出有关在位于复合材料的路径一侧存在支撑的确定。处理器还可以被配置为执行计算机可执行指令以选择性地使增材制造机器
用基于该确定的可变压力压实排出之后的复合材料的路径。
[0009]在另一方面，本公开涉及一种用增材制造机器制造结构的方法。所述方法可以包括使增材制造机器排出复合材料的路径，以及作出有关在位于复合材料的路径一侧存在支撑的确定。所述方法可以进一步包括选择性地使增材制造机器用基于该确定的可变压力压实排除之后的复合材料的路径。
[0010]在又一方面，本公开涉及一种非暂时性计算机可读介质，包含用于执行增材制造结构的方法的计算机可执行编程指令。所述方法可以包括使增材制造机器排出复合材料的路径，以及作出有关在位于复合材料的路径一侧存在支撑的确定。所述方法可以进一步包括选择性地使增材制造机器在复合材料的路径沿至少一侧被支撑时在通过复合材料朝向所述支撑的方向用更高的压力压实排出之后的复合材料的路径。
[0011]在一个方面，本公开涉及一种用于增材制造结构的系统。所述系统可以包括增材制造机器，其上存储有计算机可执行指令的存储器，以及处理器。处理器可以被配置为执行指令以使增材制造机器排出复合材料的路径，所述复合材料包括连续纤维和至少部分地涂覆连续纤维的基质。处理器还可以被配置为执行计算机可执行指令以在排出期间监测连续纤维内的能量水平，以基于能量水平的降低来确定连续纤维已经失去连续性，以及基于该确定选择性地中断排出。
[0012]在另一方面，本公开涉及一种用增材制造机器制造结构的方法。所述方法可以包括使增材制造机器排出复合材料的路径，所述复合材料包括连续纤维和至少部分地涂覆连续纤维的基质。所述方法还可以包括在排出期间监测连续纤维内的能量水平，基于能量水平的降低确定连续纤维已经失去连续性，以及基于该确定选择性地中断排出。
[0013]在又一方面，本公开涉及一种非暂时性计算机可读介质，包含用于执行增材制造结构的方法的计算机可执行编程指令。所述方法可以包括使增材制造机器排出复合材料的路径，所述复合材料包括连续纤维和至少部分地涂覆连续纤维的基质。所述方法还可以包括在排出期间监测连续纤维内的能量水平，基于能量水平的降低确定连续纤维已经失去连续性，以及基于该确定选择性地中断排出。
[0014]在一个方面，本公开涉及一种用于增材制造结构的系统。所述系统可以包括增材制造机器，其上存储有计算机可执行指令的存储器，以及处理器。处理器可以被配置为执行指令以使增材制造机器排出复合材料的路径。处理器还可以被配置为执行计算机可执行指令以将复合材料的路径的实际排出位置与期望排出位置进行比较，以及基于该比较选择性地使增材制造机器中止所述结构的制造或者调节排出参数。
[0015]在另一方面，本公开涉及一种用增材制造机器制造结构的方法。所述方法可以包括使增材制造机器排出复合材料的路径。所述方法还可以包括将复合材料的路径的实际排出位置与期望排出位置进行比较，并且基于该比较选择性地使增材制造机器中止所述结构的制造或者来调节排出参数。
[0016]在又一方面，本公开涉及一种非暂时性计算机可读介质，包含用于执行增材制造结构的方法的计算机可执行编程指令。所述方法可以包括使增材制造机器排出复合材料的路径，所述复合材料包括至少部分地被涂覆在基质中的连续纤维。所述方法还可以包括将连续纤维的轴线位置和围绕连续纤维的基质的横截面形状和尺寸中的至少一个与期望排出位置进行比较。所述方法还可以包括：当轴线位置和围绕连续纤维的基质的横截面形状
和尺寸中的至少一个落在位于期望排出位置周围的第一公差区之外时，使增材制造机器中止所述结构的制造。所述方法可以另外包括当轴线位置和围绕连续纤维的基质的横截面形状和尺寸中的至少一个落在位于期望排出位置周围的第二公差区之外且在第一公差区之内时使增材制造机器调节排出参数。
[0017]在一个方面，本公开涉及一种用于增材制造结构的系统。所述系统可以包括增材制造机器，其上存储有计算机可执行指令的存储器，以及处理器。处理器可以被配置为执行指令以作出与结构是性能关键部件相关联的确定，以及基于该确定，选择性地实施第一切片技术或第二切片技术以将结构的虚拟模型划分为多个平面。处理器还可以被配置为执行计算机可执行指令以使增材制造机器将复合材料沉积在与多个平面相对应的层中。
[0018]在另一方面，本公开涉及一种用增材制造机器制造结构的方法。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于增材制造结构的系统，包括：增材制造机器，其被配置为排出材料的路径；被配置为对所述材料内的能量进行检测的装置；存储器，其上存储有计算机可执行指令；以及处理器，其被配置为：经由所述装置监测在排出期间所述材料内的能量水平；基于所述能量水平的改变作出所述材料的连续性已中断的确定；以及基于所述确定选择性地中断所述排出。2.一种用增材制造机器制造结构的方法，所述方法包括：使增材制造机器排出复合材料的路径，所述复合材料包括连续纤维和至少部分涂覆所述连续纤维的基质；在排出期间监测所述连续纤维内的能量水平；基于所述能量水平的降低作出确定所述连续纤维已失去连续性；以及基于所述确定选择性地中断排出。3.一种非暂时性计算机可读介质，包含用于执行增材制造结构的方法的计算机可执行编程指令，所述方法包括：使增材制造机器排出复合材料的路径，所述复合材料包括连续纤维和至少部分涂覆所述连续纤维的基质；在排出期间监测所述连续纤维内的能量水平；基于所述能量水平的降低作出确定所述连续纤维已失去连续性；以及基于所述确定选择性地中断排出。4.一种用于增材制造结构的系统，包括：增材制造机器，其被配置为排出材料的路径；存储器，其上存储有计算机可执行指令；以及处理器，其被配置为：确定与所述路径相关联的支撑件的特征；以及以下至少之一：在存储器内存储或执行存储在所述存储器内的指令，以使所述增材制造机器基于所述确定以排出之后更低的压力或更高的压力选择性地压实所述路径。5.一种用于增材制造结构的系统，包括：增材制造机器；存储器，其上存储有计算机可执行指令；以及处理器，其被配置为：接收用于所述结构的虚拟模型以及对所述结构的预期负载；基于所述预期负载在所述虚拟模型内生成多个矢量；生成用于制造所述结构的计划，所述计划包括工具路径，所述工具路径使所述结构中的材料与所述多个矢量对准；以及以下至少之一：在存储器内存储或执行存储在所述存储器内的指令，以使所述增材制造机器遵循所述计划并制造所述结构。6.一种用增材制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思，
申请(专利权)人：连续复合材料公司，
类型：发明
国别省市：