[發明專利]測試增材制造材料和增材制造零件的方法

在審

• 申請號: 202010412211.1
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111948038A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: S·A·邁耶;R·I·羅德里格斯;C·Y·樸;T·A·霍沃思
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東;黃綸偉

本發明涉及測試增材制造材料和增材制造零件的方法。提出了使用微試件來測試增材制造材料或由該增材制造材料制成的零件的方法。所述方法包括測試取自增材制造零件以及由增材制造材料構造而成的坯料的小試件和大試件。計算基于試件的校正因子并將其應用于所計算的增材制造材料的材料性質。

技術領域

本公開總體上涉及測試增材制造材料和增材制造零件的方法，更具體地，涉及使用微試件來測試增材制造材料和增材制造零件。

背景技術

測試用于確定制造零件的機械性能。測試包括確定材料的一個或更多個性質。可針對各種各樣的用途設計零件，例如但不限于飛行器或其它載具、機械、工具和家用產品上的零件。

使用傳統材料形式(例如，板材、擠壓型材和鍛件)生產的零件可使用標準尺寸的試件或試樣來測試。當用于確定制造質量時，這些被稱為見證試件。這些標準尺寸的試樣是在與零件相同的熱量批次中并使用標準尺寸試件由其它材料制造而成的。由于材料具有均勻的性質，所以見證試件可有效用于測試以間接確定批次質量。

增材制造零件是使用增材制造工藝生產的。在增材制造中，使用通過由計算機和3D模型數據控制的增材工藝結合或凝固的材料來構建零件。使用標準尺寸試件確定增材制造零件的材料性質是困難的。標準尺寸試件常常太大，以至于無法用于測試增材制造零件中的離散位置處的機械性質。由于構建體內的局部變化可能導致在整個增材制造材料上的差異，所以見證試件可能無效。即使以與試件相同的增材制造構建體制造零件，這些差異也會發生。

驗證零件的機械性能的替代手段是測試零件的實尺版本。然而，對于許多零件設計，實尺零件測試不經濟。

出于這些和其它考慮，提出本文的公開內容。

發明內容

一個方面涉及一種分析零件設計的方法。該方法包括：從通過增材制造工藝制成的增材制造材料的一個或更多個坯料提取一個或更多個試樣和微試樣，所述試樣大于所述微試樣。該方法包括：測試來自所述一個或更多個坯料的所述一個或更多個試樣和微試樣，并基于來自所述一個或更多個坯料的所述一個或更多個微試樣的測試結果相對于來自所述一個或更多個坯料的所述一個或更多個試樣的測試結果之比來計算第一校正因子。該方法包括：使用增材制造工藝并根據零件設計由增材制造材料制造零件。該方法包括：從所述零件提取一個或更多個微試樣。該方法包括：測試來自所述零件的所述一個或更多個微試樣，并基于來自所述零件的所述一個或更多個微試樣的測試結果相對于來自所述一個或更多個坯料的所述一個或更多個微試樣的測試結果之比來計算第二校正因子。該方法包括：通過測試來自所述一個或更多個坯料的所述一個或更多個試樣來計算增材制造材料的統計得出的材料性質。該方法包括：通過將第一校正因子和第二校正因子應用于增材制造材料的統計得出的材料性質來計算增材制造材料的能力值。

在另一方面，該方法包括：使用能力值并計算要根據零件設計由增材制造材料制造的零件的性能。

在另一方面，計算第一校正因子的步驟包括將來自所述一個或更多個坯料的所述一個或更多個微試樣的測試結果除以來自所述一個或更多個坯料的所述一個或更多個試樣的測試結果。

在另一方面，計算第二校正因子的步驟包括將來自所述零件的所述一個或更多個微試樣的測試結果除以來自所述一個或更多個坯料的所述一個或更多個微試樣的測試結果。

在另一方面，計算增材制造材料的能力值的步驟包括將增材制造材料的統計得出的材料性質乘以第一校正因子和第二校正因子。

在另一方面，從所述零件提取所述一個或更多個微試樣的步驟包括從所述零件切取坯料并從所述坯料提取所述一個或更多個微試樣。

在另一方面，來自所述一個或更多個坯料的所述一個或更多個微試樣和來自所述零件的所述一個或更多個微試樣包括相同的幾何尺寸。