[發(fā)明專利]鑒別用于增材制造的材料的特性

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580068997.7
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN107111302A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 托馬斯·霍克
• 申請（專利權(quán)）人: 沙特基礎(chǔ)工業(yè)全球技術(shù)有限公司
• 主分類號: G05B19/4099
• 分類號: G05B19/4099;B29C67/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 張英,宮傳芝

優(yōu)先權(quán)要求

本申請依據(jù)Hocker的35U.S.C.§119(e)，要求2014年12月17日提交的美國臨時專利申請序列號62/092,976的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該申請通過引用并入本文。

背景技術(shù)

增材制造(additive manufacturing)或三維(3D)打印是用于從數(shù)字模型制造實體物體的生產(chǎn)技術(shù)。通常，計算機輔助設(shè)計(CAD)建模軟件用于創(chuàng)建期望的實體物體的數(shù)字模型。然后基于數(shù)字模型創(chuàng)建用于增材制造系統(tǒng)的指令，例如通過將數(shù)字模型虛擬地“切片(slicing)”為截面或?qū)印？蓪⑦@些層在增材制造裝置中以順序的過程形成或沉積從而產(chǎn)生物體。

各種聚合物可用于增材制造，包括具有不同顏色、重量、阻燃能力或其它特性的聚合物。一些部件復(fù)合材料使用單絲增材制造技術(shù)(例如，熔融沉積建模(FDM)或熔絲制造(FFF))制成。單絲或絲可包括直徑為約0.1至3.0mm的材料線股(strand)。一些絲材料可在熱和大氣壓力下結(jié)合，以產(chǎn)生在線股表面之間具有高度相互作用的部件復(fù)合材料，并且在結(jié)合的線股中具有一小部分空隙。

可將絲材料卷繞并存儲在線軸上?？蓪⒕€軸裝在夾座容器中，例如用于防止絲脫離線軸，或者用于保護絲免受諸如水分或UV光的環(huán)境條件的影響。在一個實例中，夾座(cartridge)包括電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)。EEPROM可以存儲關(guān)于夾座的信息，包括關(guān)于夾座中可用的單絲材料的量的信息。增材制造系統(tǒng)可配置為記錄關(guān)于與系統(tǒng)一起使用的一個或多個夾座的信息，例如從各種EEPROM接收的信息。系統(tǒng)可鎖定來自與系統(tǒng)一起使用的任何未識別或未許可的夾座。該系統(tǒng)可進一步配置為禁止重新使用可能包括重新卷繞的絲材料的夾座，即來自未知或未經(jīng)批準(zhǔn)的供應(yīng)商的絲材料或卷繞在先前使用的線軸上的絲材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主題包括用于鑒別(authentication)、驗證(verification)和確認(validation)在增材制造中使用的材料的系統(tǒng)、方法和裝置。增材制造(還稱為3D打印、增材打印，熔融沉積建?；蛑苯訑?shù)字打印)可用于使用一系列不同材料進行原型制作或制造。一些材料包括但不限于聚合物、熱塑性塑料、復(fù)合材料和合金。

可以各種形式或配置將用于增材制造的材料提供給增材制造系統(tǒng)。例如，可使用熱塑性絲材料?？稍诠拗小⒃诰€軸上、或者在夾座容器內(nèi)的線軸上提供絲。在其它實例中，材料可以是粒、粉末，帶狀物、條狀物、棒狀物或其它形狀的形式。

可以不同方式識別或驗證材料的特征、質(zhì)量或來源。例如，增材制造系統(tǒng)可包括傳感器以直接從材料本身或從包含材料的容器感測或讀取信息。在一個實例中，可將條形碼或其它圖案印刷在材料和容器上，蝕刻在材料和容器中或以其它方式提供材料和容器中的一個或兩者。條形碼或其它圖案可編碼關(guān)于材料特征的信息。編碼信息可包括，除了其他事物之外，關(guān)于材料類型、顏色、制造商或其它來源信息、批號或材料或夾座序列號的信息。

使用來自傳感器的關(guān)于材料的信息或關(guān)于容納材料的容器的信息，增材制造系統(tǒng)的一部分可配置為驗證材料或容納材料的容器的真實性(authenticity)或來源?；隍炞C的結(jié)果，增材制造系統(tǒng)可采取一些動作或改變系統(tǒng)的性能或特性。例如，響應(yīng)于識別未經(jīng)批準(zhǔn)或偽造的材料，系統(tǒng)可顯示警告消息或者可鎖定打印功能。在一個實例中，可將增材制造系統(tǒng)連接至網(wǎng)絡(luò)，并且可將來自傳感器的信息從增材制造系統(tǒng)至網(wǎng)絡(luò)上的遠程設(shè)備進行通信。作為響應(yīng)，遠程設(shè)備可向增材制造系統(tǒng)提供指令，例如采取一些動作或改變系統(tǒng)的性能或特性。

本概述旨在提供本專利申請的主題的概述。不旨在提供本發(fā)明的排他性或詳盡的說明。包括詳細描述以提供關(guān)于本專利申請的進一步信息。

附圖說明

在不一定按比例繪制的附圖中，在不同視圖中相同的數(shù)字可描述相同組件。具有不同字母后綴的相同數(shù)字可表示相同組件的不同實例。附圖通常通過實例而非通過限制的方式說明本文件中討論的各種實施方案。

圖1一般地示出了增材制造系統(tǒng)和控制電路的實例。

圖2一般地示出了包括基于材料特征產(chǎn)生鑒別評分(authentication score)的實例。

圖3一般地示出了具有鑒別裝置的增材制造系統(tǒng)的實例。

圖4一般地示出了包括鑒別材料的實例。

圖5一般地示出了多個絲截面形狀的實例。

圖6一般地示出了沿著絲段(filament segment)的長度具有多個不同截面形狀的絲段的實例。