[發明專利]用于增材制造的路徑規劃系統和方法

在審

• 申請號: 202010090684.4
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111571047A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 小史蒂芬·B·馬西
• 申請（專利權）人: 伊利諾斯工具制品有限公司
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02;B23K37/00
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎

公開了用于規劃用于使用增材制造系統形成零件的路徑的系統和方法。該增材制造系統可以包括一個或多個增材制造工具。這些增材制造工具可以包括弧焊工具和非弧焊工具。該系統還可以基于所規劃的路徑來制造該零件。

背景技術

增材制造是以分層方式來沉積材料以將零件構建為特定幾何形狀的過程。增材制造系統可以包括各種特征，例如，運動系統和可以執行一個或多個增材制造過程的一個或多個增材制造工具。要使用增材制造來制造的零件的各種特征可以要求使用某種增材制造過程或者可以使用某個增材制造過程最高效地進行制造。因此，需要可以基于要制造的零件以及增材制造系統的各種特征和能力來規劃增材制造系統制造零件的路徑的系統和方法。

發明內容

本公開總體上涉及增材制造系統，并且更具體地涉及用于規劃使用增材制造系統制造零件的路徑的系統和方法，基本上如結合至少一個附圖所展示和描述的、如在權利要求中更完整地闡述的。

附圖說明

圖1展示了根據本公開各方面的采用弧焊過程來形成零件的增材制造系統。

圖2展示了根據本公開各方面的增材制造系統的框圖。

圖3是根據本公開各方面的圖1和圖2中所示出類型的增材制造系統的示例控制電路部件的圖形表示。

圖4展示了根據本公開各方面的規劃用于使用采用多個增材制造工具的增材制造系統來形成零件的工序的方法。

圖5展示了用于規劃形成要使用增材制造系統制造的零件的特征的路徑的方法。

附圖不一定按比例。在適當情況下，相似或相同的附圖標記用于指相似或相同的部件。

具體實施方式

本公開描述了用于規劃通過增材制造技術形成零件的路徑以及控制增材制造系統來形成零件的系統和方法。增材制造系統可以采用結合一個或多個焊接型過程的傳感器數據和三維模型來構建零件。

增材制造是在計算機控制下使材料結合或固化以形成三維對象的各個過程中的任一個過程，其中，材料是以分層的方式添加在一起的。增材制造系統可以采用各種焊接型過程，這些焊接型過程包括：弧焊過程，包括氣體保護金屬弧焊(“GMAW”)(包括往復送絲GMAW(“RWF-GMAW”)、交流電氣體保護金屬弧焊和脈沖GMAW(“P-GMAW”))、利用絲的鎢極氣體保護弧焊(“GTAW”)、利用絲的等離子弧焊、利用粉末的等離子弧焊以及利用絲電極或帶狀電極的埋弧焊；以及非弧焊型過程，諸如利用絲的激光焊、利用粉末的激光焊和激光熔覆。一些增材制造系統可以采用激光系統來生成聚焦在焊接熔池上的激光束，并且采用弧焊過程來提供材料以構建零件。增材制造過程還可以利用各種材料形式，例如各種幾何形狀和組成成分的絲和粉末。

增材制造通常通過逐層連續地添加材料(例如，電極絲或粉末)根據計算機輔助設計(CAD)模型或增材制造文件格式(AMF)文件來構建三維對象。

采用多個技術來形成增材制造零件的常規系統可能要求操作者確定用于制造零件的路徑。可能要求操作者確定將哪個增材制造過程和相關聯參數用于要被制造的零件的各種特征。因此，期望一種系統，其可以接收要制造的零件的三維模型并基于該三維模型、可用的增材制造工具和過程以及增材制造系統的運動能力來規劃用于形成零件的路徑。

所公開的增材制造系統包括：多個增材制造工具，該多個增材制造工具被配置用于執行多個增材制造過程；處理電路；以及機器可讀存儲設備，該機器可讀存儲設備包括機器可讀指令，這些機器可讀指令當被執行時使該處理電路執行以下操作：接收要制造的零件的模型；接收指示該多個增材制造過程的信息；基于該零件的模型和該多個增材制造過程來確定用于制造該零件的工序；并且控制該多個增材制造工具以根據該工序制造該零件。

在一些示例增材制造系統中，該工序包括經由該多個增材制造過程之一制造該要制造的零件的多個特征中的每個特征。