[發明專利]識別使用增材制造生產的零件中的內部瑕疵的方法和系統

在審

• 申請號: 201910609983.1
• 申請日: 2019-07-08
• 公開（公告）號: CN110887731A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: A·查特帕德塔依;M·加納;C·布朗;C·索爾布倫
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02;G01M13/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黃綸偉;李輝

識別使用增材制造生產的零件中的內部瑕疵的方法和系統。一種識別使用增材制造生產的零件中的內部瑕疵的示例方法包括：計算零件的驗證載荷，其中，驗證載荷是基于零件中的內部瑕疵的存在，當施加到零件時將導致零件失效的載荷；基于零件的幾何形狀和靜態強度數據來確定零件是否可承受驗證載荷；以及基于確定零件可承受驗證載荷，在零件的合規性測試期間對零件施加驗證載荷。基于零件中閾值尺寸的內部瑕疵的存在，驗證載荷在施加到零件時導致零件斷裂，所述閾值尺寸的內部瑕疵在零件被置于操作載荷下時將導致開裂和潛在零件失效。

技術領域

本公開涉及一種用于識別使用增材制造生產的零件中的內部瑕疵的方法，更具體地，確定如果零件中存在大到足以在操作載荷下擴大的瑕疵，則將導致零件斷裂的驗證載荷。使用增材制造(例如，3D打印)生產的金屬零件的問題在于，金屬零件可能包含難以檢測和/或對檢查者不可見的內部瑕疵，特別是如果金屬零件的表面留在打印條件下。

背景技術

在生產之后驗證零件的現有解決方案包括使用射線照相檢查。使用放射性同位素或x射線管來執行射線照相檢查，以在膠片上或以數字格式創建圖像。這種非破壞性測試(NDT)方法是體積檢查，其中可檢測沒有向表面開放的否則可能不可檢測的缺陷。可使用射線照相檢查來檢查大量材料和產品的不連續性，從微小的電子組件到大型容器。

然而，對于增材制造的零件，在某些情況下射線照相檢查可能難以執行，因為增材制造的金屬零件的粗糙打印表面光潔度可掩蓋零件中可能存在的任何內部瑕疵。

需要一種方法來驗證增材制造的零件以幫助確保在零件的使用壽命內零件不會由于疲勞載荷而開裂。這將解決難以檢測的內部瑕疵的問題。

發明內容

在示例中，描述了一種用于識別使用增材制造生產的零件中的內部瑕疵的方法。該方法包括計算零件的驗證載荷，驗證載荷是基于零件中的內部瑕疵的存在，當施加到零件時將導致零件失效的載荷。驗證載荷取決于零件的操作載荷和零件材料的應力強度數據。該方法還包括基于零件的幾何形狀和靜態強度數據來確定零件是否可承受驗證載荷，并且基于確定零件可承受驗證載荷，在零件的合規性測試期間對零件施加驗證載荷。基于零件中閾值尺寸的內部瑕疵的存在，驗證載荷在施加到零件時導致零件斷裂，所述閾值尺寸的內部瑕疵在零件被置于操作載荷下時將導致開裂和潛在零件失效。

在另一示例中，描述了一種用于識別使用增材制造生產的零件中的內部瑕疵的系統。該系統包括一個或更多個處理器以及存儲有指令的非暫時性計算機可讀存儲介質，所述指令在由所述一個或更多個處理器運行時，使得所述一個或更多個處理器執行功能。所述功能包括計算零件的驗證載荷，驗證載荷是基于零件中的內部瑕疵的存在，當施加到零件時將導致零件失效的載荷。驗證載荷取決于零件的操作載荷和零件材料的應力強度數據。所述功能還包括基于零件的幾何形狀和靜態強度數據來確定零件是否可承受驗證載荷，并且基于確定零件可承受驗證載荷，在零件的合規性測試期間使得驗證載荷施加到零件。基于零件中閾值尺寸的內部瑕疵的存在，驗證載荷在施加到零件時導致零件斷裂，所述閾值尺寸的內部瑕疵在零件被置于操作載荷下時將導致開裂和潛在零件失效。

在另一示例中，描述了一種存儲有指令的非暫時性計算機可讀存儲介質，所述指令在由具有一個或更多個處理器的系統運行時，使得所述系統執行功能。所述功能包括計算使用增材制造生產的零件的驗證載荷，驗證載荷是基于零件中的內部瑕疵的存在，當施加到零件時將導致零件失效的載荷。驗證載荷取決于零件的操作載荷和零件材料的應力強度數據。所述功能還包括基于零件的幾何形狀和靜態強度數據來確定零件是否可承受驗證載荷，并且基于確定零件可承受驗證載荷，在零件的合規性測試期間使得驗證載荷施加到零件。基于零件中閾值尺寸的內部瑕疵的存在，驗證載荷在施加到零件時導致零件斷裂，所述閾值尺寸的內部瑕疵在零件被置于操作載荷下時將導致開裂和潛在零件失效。

已討論的特征、功能和優點可在各種示例中獨立地實現，或者可在其它示例中組合。示例的進一步的細節可參考以下描述和附圖了解。

附圖說明