[發明專利]用于多功能組件的增材拓撲優化制造

有效

• 申請號: 201410098127.1
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN104050314B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: A.T.納迪;T.I.埃-瓦達尼;D.V.韋恩斯;M.E.林奇;A.蘇;M.A.克萊卡;顧文炯
• 申請（專利權）人: 西科爾斯基飛機公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;B22F3/00;B23P6/00;C23C24/04;G06F119/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張懿;劉春元

1.一種用于制造組件的方法，其包括：

通過包括處理器的計算設備來接收與組件關聯的多個設計約束和制造約束，所述設計約束包括所述組件的期望質量并且所述制造約束包括由所述組件將通過其來制造的制造技術所強加的約束；

通過所述計算設備跨多個變量根據設計優化方法來集成所述設計約束和所述制造約束以生成候選組件規格；以及

通過所述計算設備來執行表面優化以根據所述設計約束中的變化來優化所述候選組件規格以生成用于所述組件的最終規格；

其中所述設計優化方法中的要求包括：

結構性能約束、由增材制造工藝所產生的材料的特性、以及增材制造約束；

其中所述設計優化方法與增材制造技術相組合來產生集成結果。

2.根據權利要求1所述的方法，其還包括在增材制造機器處接收所述最終規格，并且使用與所述制造約束相對應的所述增材制造技術根據所述最終規格來生產所述組件。

3.根據權利要求1所述的方法，其中：

所述設計約束包括所述組件的維度、所述組件的表面以及所述組件在使用期間的負載路徑的組合；并且

除要求的支承和固定件的映射之外，所述制造約束還包括在制造期間與所述組件關聯的視線、與所述組件關聯的角度、所述組件的垂直表面與相鄰表面之間的角度、與所述組件關聯的容差以及工具特征的組合。

4.根據權利要求1所述的方法，其中所述設計優化方法按以下各項中的至少一個來規定：重量、可靠性、性能、復雜性以及成本。

5.根據權利要求1所述的方法，其中所述最終規格包括以下各項中的至少一個：處理規格、制造規格、裝配規格以及使用規格。

6.一種用于制造組件的裝置，其包括：

至少一個處理器；以及

具有存儲在其上的指令的存儲器，所述指令在被所述至少一個處理器執行時使所述裝置執行以下操作：

接收與組件關聯的多個設計約束和制造約束，所述設計約束包括所述組件的期望質量并且所述制造約束包括由所述組件將通過其來制造的制造技術所強加的約束，

跨多個變量根據設計優化方法來集成所述設計約束和所述制造約束以生成候選組件，以及

執行表面優化以根據所述設計約束中的變化來優化所述候選組件規格以為所述組件生成最終規格；

其中所述設計優化方法中的要求包括：

結構性能約束、由增材制造工藝所產生的材料的特性、以及增材制造約束；

其中所述設計優化方法與增材制造技術相組合來產生集成結果。

7.根據權利要求6所述的裝置，其中：

所述設計約束包括所述組件的維度、所述組件的表面以及所述組件在使用期間的負載路徑的組合；以及

所述制造約束包括在制造期間與所述組件關聯的視線、與所述組件關聯的角度、所述組件的垂直表面與相鄰表面之間的角度、與所述組件關聯的容差以及固定特征的組合。

8.根據權利要求6所述的裝置，其中所述指令在被所述至少一個處理器執行時使所述裝置執行以下操作：

在生成用于所述組件的最終規格時將所述設計約束和制造約束以及設計優化方法與多功能優化集成在一起。

9.一種用于制造組件的方法，其包括：

通過包括處理器的計算設備來接收待修理的組件的指示；以及

通過所述計算設備來執行形狀優化以通過優化母材料與修理材料之間的界面位置并且設計過渡以計及材料特性的差異來優化用于所述組件的規格；

其中所述形狀優化包括采用設計優化方法，其中所述設計優化方法中的要求包括：

結構性能約束、由增材制造工藝所產生的材料的特性、以及增材制造約束；

所述設計優化方法與增材制造技術相組合來產生集成結果。

10.根據權利要求9所述的方法，其中所述過渡包括以下各項中的至少一個：所述母材料與所述修理材料一起的分級和所述修理材料與第三材料一起的分級，所述方法還包括：

基于所述規格來修理所述組件。