一种系统(300)包括：存储器模块(340)，存储器模块(340)构造为存储用于利用增材制造机器(306)进行制造的零件(308)的计算机模型(600)；以及处理器(330)，处理器(330)通信地联接到存储器模块(340)。处理器(330)构造为：接收计算机模型(600)；将计算机模型(600)离散为网格(602)；预测网格(602)的多个节点(604)在模拟烧结处理下的变形行为；基于预测的网格(602)的变形行为确定零件(308)的屈曲系数；确定屈曲系数是否超过阈值；响应于确定屈曲系数超过阈值，将计算机模型(600)导出到增材制造机器(306)用于进行预构建处理；及响应于确定屈曲系数不超过阈值，向系统(300)的显示器输出零件(308)不稳定的警报或屈曲系数中的至少一个。一个。一个。
【技术实现步骤摘要】
用于识别具有复杂特征的烧结零件的畸变补偿阈值的系统和方法
[0001]本说明书大体涉及使用烧结条件下生坯零件的有限元屈曲分析来识别在高温烧结期间生坯零件的稳定性。
技术介绍
[0002]增材制造(AM)处理用于从数字模型制作精密的三维部件。此类部件是使用增材处理制作的，其中连续的材料层在增材制造机器(AMM)中的构建板上一层一层地固结。某些增材处理可包括烧结零件。作为烧结处理的结果，烧结零件的形状可能会畸变。传统处理可以潜在地预测烧结零件的畸变，但要做到这一点，此类处理必须解决复杂的瞬态问题，该问题需要很长时间(例如，数小时甚至数天)才能解决，从而使此类处理无法用于快速迭代设计方法。此外，传统的预测处理使用了几个难以验证的参数假设，使得传统预测处理的输出不太准确。
技术实现思路
[0003]在一方面，一种系统，包括：存储器模块，存储器模块被构造为存储用于利用增材制造机器进行制造的零件的计算机模型；以及处理器，处理器通信地联接到存储器模块。处理器被构造为：从存储器模块接收零件的计算机模型；将零件的计算机模型离散为包括多个节点的网格；预测网格的多个节点在模拟烧结处理下的变形行为；基于预测的网格的变形行为确定零件的屈曲系数；确定屈曲系数是否超过阈值；响应于确定屈曲系数超过阈值，将计算机模型导出到增材制造机器用于进行预构建处理；以及响应于确定屈曲系数不超过阈值，向系统的显示器输出零件不稳定的警报或屈曲系数中的至少一个。
[0004]在一些方面，一种方法，包括：从存储器模块接收零件的计算机模型；利用计算装置将零件的计算机模型离散为包括多个节点的网格；预测网格的多个节点在模拟烧结处理下的变形行为；基于预测的网格的变形行为确定零件的屈曲系数；确定屈曲系数是否超过阈值；响应于确定屈曲系数超过阈值，将计算机模型导出到增材制造机器用于进行预构建处理；以及响应于确定屈曲系数不超过阈值，在显示器上输出零件不稳定的警报或屈曲系数中的至少一个。
[0005]在一些方面，一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，指令在由计算机处理器执行时，使计算机处理器执行一种方法。该方法包括：从存储器模块接收零件的计算机模型；利用计算装置将零件的计算机模型离散为包括多个节点的网格；预测网格的多个节点在模拟烧结处理下的变形行为；基于预测的网格的变形行为确定零件的屈曲系数；确定屈曲系数是否超过阈值；响应于确定屈曲系数超过阈值，将计算机模型导出到增材制造机器用于进行预构建处理；以及响应于确定屈曲系数不超过阈值，在显示器上输出零件不稳定的警报或屈曲系数中的至少一个。
[0006]本文所述的制造设备及其部件的附加特征和优点将在随后的详细描述中阐述，并
且对于本领域技术人员而言，从该描述或通过实践本文所描述的实施例(包括下面的详细描述、权利要求以及附图)而认识到的，部分将是显而易见的。
[0007]应当理解，前述一般描述和以下详细描述均描述了各种实施例并且旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的概述或框架。附图被包括以提供各种实施例的进一步理解，并且附图被并入并构成本说明书的一部分。附图图示了本文描述的各种实施例，并且与描述一起用于解释要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
[0008]图1A描绘了在烧结处理之前的说明性生坯零件；
[0009]图1B描绘了在烧结图1A中所示的生坯零件之后的说明性零件，示出了作为烧结处理的结果的生坯零件的畸变事件；
[0010]图1C描绘了在烧结图1A中所示的生坯零件之后的说明性零件，示出了作为烧结处理的结果的生坯零件的屈曲事件；
[0011]图2A描绘了在烧结之前呈杆状的说明性生坯零件；
[0012]图2B描绘了当没有对烧结期间杆的变形实施补偿时图2A的杆在烧结之后的变形；
[0013]图2C描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的说明性补偿生坯零件，该补偿生坯零件被构造为预期作为烧结结果的变形；
[0014]图3A示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的用于预测生坯零件在烧结时是否将失去几何稳定性(例如，屈曲)的说明性系统；
[0015]图3B示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的用于预测生坯零件在烧结时是否将屈曲的说明性计算装置；
[0016]图4描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的用于预测生坯零件在烧结时是否将屈曲的说明性方法的流程图；
[0017]图5描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的用于校准生坯零件的屈曲阈值的试样的说明性示例；
[0018]图6A描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的零件的说明性计算机模型；
[0019]图6B描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的图6A中描绘的零件的计算机模型的说明性网格；
[0020]图6C描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的图6B中描绘的说明性网格的放大部分；
[0021]图7A描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的具有说明基于烧结条件的零件的部分的屈曲模式形状的热图的说明性屈曲分析结果；
[0022]图7B描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的在模拟烧结处理期间在不同时间间隔的建模零件的说明性模式形状；和
[0023]图8描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的重新设计的用于烧结的生坯零件的说明性示例，该生坯零件被设计为在烧结条件下稳定。
具体实施方式
[0024]本公开的实施例提供用于预测部件在诸如烧结的极端条件下是否稳定的系统和方法。更具体地，该系统和方法识别零件在诸如高温的复杂环境下的屈曲系数和屈曲模式形状(即，第一屈曲模式形状)。例如，本文所述的系统和方法可用于预测生坯零件是否将因烧结处理而经历变形，例如畸变或屈曲事件。
[0025]如本文所用，“变形”通常是指零件形状的变化，其包括至少两个子类，即稳定变形的“畸变”和不稳定变形的“屈曲事件”。图1A
‑
1C描述了畸变和屈曲事件之间的区别，然而，一般而言，屈曲事件是指部件(例如，生坯零件)的结构完整性的损失，而畸变通常是指变形程度较小的事件。
[0026]如本文所用，“生坯零件”是指诸如使用AM处理(诸如粘合剂喷射打印机)制造的部件。粘合剂喷射打印机是指各种AM机器和处理。例如，粘合剂喷射打印机可包括将粘合剂打印或喷射到粉末床上的系统，其中粘合剂将其在粉末床上接触的构建材料(例如金属颗粒或其他材料)粘合成生坯零件。生坯零件具有低机械强度直到其被烧结，由此烧结将构建材料熔化和/或永久熔融在一起以形成最终的致密部件。应当理解，术语“零件”和“部件”在本文中可以互换使用。
[0027]此外，如本文所用，“屈曲系数”是指施加到部件的负载的负载乘数，指示部件的临界负载。临界负载是指部件的结构构件突然改变形状、屈曲的负载。部件可能会经历多于一个的屈曲事件，但是，第一屈曲事件被称为第一屈曲模式形状。
[0028]屈曲模式形状呈现部件在其屈本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种系统，其特征在于，包括：存储器模块，所述存储器模块被构造为存储用于利用增材制造机器进行制造的零件的计算机模型；以及处理器，所述处理器通信地联接到所述存储器模块并且被构造为：从所述存储器模块接收所述零件的所述计算机模型，将所述零件的所述计算机模型离散为包括多个节点的网格，预测所述网格的所述多个节点在模拟烧结处理下的变形行为，基于预测的所述网格的所述变形行为确定所述零件的屈曲系数，确定所述屈曲系数是否超过阈值，响应于确定所述屈曲系数超过所述阈值，将所述计算机模型导出到所述增材制造机器用于进行预构建处理，以及响应于确定所述屈曲系数不超过所述阈值，向所述系统的显示器输出所述零件不稳定的警报或所述屈曲系数中的至少一个。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述屈曲系数限定所述零件变得不稳定的最小负载。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，其中所述负载是由于所述零件的位于所述零件的较低部分上方的部分上的重力引起的力。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永翔，阿南达，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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