【技術實現步驟摘要】
本公開總體上涉及增材制造(additive?manufacturing)，并且更特別地，涉及用于評定從可增材制造(additively?manufacturable)的物品中去除松散粉末的能力的系統和方法。
技術介紹
1、增材制造是經由材料層在彼此之上的連續施加和固化來制造物品的過程。例如，粉末床熔合(powder?bed?fusion)是一類增材制造，其中金屬粉末以逐層的方式熔合以便構建物品，諸如夾層板(sandwich?panel)。夾層板是具有通過填充物(infill)幾何形狀互連的一對面板(face?sheet)的結構。填充物幾何形狀可以由單元晶格(unit?cell)的重復圖案組成，從而產生具有相對高彎曲剛度的輕質板。
2、增材制造出的物品的填充物幾何形狀可能在增材制造構建過程完成時在去除松散粉末方面存在挑戰。例如，構成夾層板的填充物幾何形狀的單元晶格會具有截留松散粉末或抑制其去除的單元晶格幾何形狀。出于經濟和/或環境理由，殘留在增材制造出的物品內部的松散粉末可能是有問題的。例如，不能從增材制造出的物品中回收和再循環未使用的粉末會增加生產程序的成本。
3、在設計可增材制造的物品時，在選擇哪種單元晶格幾何形狀用于填充物幾何形狀時，去除粉末的能力是重要的因素。遺憾的是，部件設計者目前對于粉末可去除性來評定和比較不同單元晶格幾何形狀具有有限的手段。
4、如可以看出，本領域需要一種用于評定在構建過程完成時從增材制造出的物品中去除松散粉末的能力的系統和方法。
技術實
1、本公開解決了與評定從增材制造出的物品去除松散粉末的能力相關聯的上述需要，本公開提供了一種用于評定物品的粉末可去除性的方法。所述方法包括以下步驟：針對在采樣體積內分布的多個離散起始點中的各個起始點，執行以下項：分別計算顆粒的多個軌跡的多個起始點定向軌跡長度，該顆粒從起始點開始并且沿初始方向移動，該初始方向分別沿著以該起始點為中心的球坐標系的極角φ和方位角θ的多個組合，并且所述起始點定向軌跡長度中的各個起始點定向軌跡長度皆在顆粒離開封閉體積(enclosing?volume)的邊界表面的地方結束，并且該軌跡包括在封閉體積內該顆粒在由物品幾何形狀限定的一個或更多個幾何形狀表面上的反射。所述方法另外包括以下步驟：針對所述起始點中的各個起始點，執行以下項：針對起始點，計算起始點定向軌跡長度的平均值，以給出起始點平均軌跡長度。所述方法還包括以下步驟：針對該物品，分別計算所述多個起始點的起始點平均軌跡長度的平均值，以給出全局平均軌跡長度。
2、還公開了一種評定從可增材制造的物品的填充物幾何形狀中去除粉末的能力的方法。所述方法包括以下步驟：針對在形成物品的填充物幾何形狀的多個互連的單元晶格中的一個單元晶格內分布的多個離散起始點中的各個起始點，執行以下項：分別計算顆粒的多個軌跡的多個起始點定向軌跡長度，該顆粒從起始點開始并且沿初始方向移動，該初始方向分別沿著以該起始點為中心的球坐標系的極角φ和方位角θ的多個組合，并且所述起始點定向軌跡長度中的各個起始點定向軌跡長度皆在該顆粒離開填充物幾何形狀內的球體的地方結束。該球體包圍包含所述多個起始點的單元晶格，并且具有等同于該立方體的體對角線(body?diagonal)的長度的半徑。軌跡包括顆粒在由填充物幾何形狀限定的一個或更多個幾何形狀表面上的反射。所述方法另外包括以下步驟：針對所述起始點中的各個起始點，執行以下項：針對起始點，計算起始點定向軌跡長度的平均值，并且針對該起始點，將該平均值除以體對角線，以給出點平均顆粒遷移率(migration?ratio)。所述方法還包括以下步驟：針對填充物幾何形狀，分別計算所述多個起始點的點平均顆粒遷移率的平均值，以給出全局平均顆粒遷移率。
3、另外，公開了一種用于評定從可增材制造的物品中去除粉末的能力的基于處理器的系統。該基于處理器的系統包括存儲器裝置，該存儲器裝置被配置成，存儲物品的物品幾何形狀，該物品由多個互連的單元晶格組成，各個單元晶格皆在立方體內完全適合并且具有共同的單元晶格幾何形狀。該基于處理器的系統還包括顆粒遷移距離計算器，該顆粒遷移距離計算器被配置成，針對在采樣體積內分布的多個離散起始點中的各個起始點，執行以下項：分別計算顆粒的多個軌跡的多個起始點定向軌跡長度，該顆粒從起始點開始并且沿初始方向移動，該初始方向分別沿著以該起始點為中心的球坐標系的極角φ和方位角θ的多個組合，并且針對起始點，計算起始點定向軌跡長度的平均值，以給出起始點平均軌跡長度。該顆粒遷移距離計算器還被配置成，針對該物品，分別計算所述多個起始點的起始點平均軌跡長度的平均值，以給出全局平均軌跡長度。
4、已經討論的特征、功能以及優點可以在本公開的各種型式中獨立實現，或者可以在其它型式中進行組合，這些特征、功能以及優點的進一步細節可以參照下面的描述和附圖而得以了解。
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1.一種評定從可增材制造的物品(200)中去除粉末(214)的能力的方法，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述采樣體積(320)和所述封閉體積(334)是同一區域，所述同一區域是由所述物品(200)的外面(213)定界的區域。
3.根據權利要求1所述的方法，其中：
4.根據權利要求1所述的方法，其中，計算所述起始點平均軌跡長度的步驟包括以下項中的一者：
5.根據權利要求1所述的方法，其中，計算所述全局平均軌跡長度的步驟包括以下項中的一者：
6.根據權利要求1所述的方法，其中：
7.根據權利要求6所述的方法，其中：
8.根據權利要求6所述的方法，所述方法還包括以下步驟：
9.根據權利要求6所述的方法，所述方法還包括以下步驟：
10.根據權利要求6所述的方法，所述方法還包括以下步驟：
11.一種評定從可增材制造的物品(200)的填充物幾何形狀(210)中去除粉末(214)的能力的方法，所述方法包括以下步驟：
12.根據權利要求
13.根據權利要求11所述的方法，其中，計算所述多個起始點定向軌跡長度的步驟包括以下項中的一者：
14.根據權利要求11所述的方法，其中，計算所述全局平均顆粒遷移率的步驟包括：
15.根據權利要求11所述的方法，其中，所述單元晶格幾何形狀(252)具有以下構型之一：可連接長方體(254)、Schwarz-P(264)、五角二十四面體(266)或體心立方(268)。
16.一種用于評定從可增材制造的物品(200)中去除粉末(214)的能力的基于處理器的系統(500)，所述基于處理器的系統(500)包括：
17.根據權利要求16所述的基于處理器的系統(500)，其中，所述顆粒遷移距離計算器(516)被配置成，通過執行以下項中的一者，來計算所述起始點平均軌跡長度：
18.根據權利要求16所述的基于處理器的系統(500)，其中，所述顆粒遷移距離計算器(516)被配置成，使用以下項中的一者來計算所述全局平均軌跡長度：
19.根據權利要求16所述的基于處理器的系統(500)，其中：
20.根據權利要求16所述的基于處理器的系統(500)，其中：
...【技術特征摘要】
1.一種評定從可增材制造的物品(200)中去除粉末(214)的能力的方法，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述采樣體積(320)和所述封閉體積(334)是同一區域，所述同一區域是由所述物品(200)的外面(213)定界的區域。
3.根據權利要求1所述的方法，其中：
4.根據權利要求1所述的方法，其中，計算所述起始點平均軌跡長度的步驟包括以下項中的一者：
5.根據權利要求1所述的方法，其中，計算所述全局平均軌跡長度的步驟包括以下項中的一者：
6.根據權利要求1所述的方法，其中：
7.根據權利要求6所述的方法，其中：
8.根據權利要求6所述的方法，所述方法還包括以下步驟：
9.根據權利要求6所述的方法，所述方法還包括以下步驟：
10.根據權利要求6所述的方法，所述方法還包括以下步驟：
11.一種評定從可增材制造的物品(200)的填充物幾何形狀(210)中去除粉末(214)的能力的方法，所述方法包括以下步驟：
12.根據權利要求11所述的方法，其中：
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【專利技術屬性】
技術研發人員：M·C·埃爾福德，A·J·斯蒂芬，
申請(專利權)人：波音公司，
類型：發明
國別省市：
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