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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022117480
(43)【公開日】2022-08-10
(54)【発明の名称】部品を識別するシステムおよび方法
(51)【国際特許分類】
B29C 64/386 20170101AFI20220803BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20220803BHJP
B33Y 50/00 20150101ALI20220803BHJP
G06F 30/23 20200101ALI20220803BHJP
G06F 30/10 20200101ALI20220803BHJP
B33Y 40/20 20200101ALI20220803BHJP
G06F 113/10 20200101ALN20220803BHJP
【ＦＩ】
B29C64/386
B33Y30/00
B33Y50/00
G06F30/23
G06F30/10
B33Y40/20
G06F113:10
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022010781
(22)【出願日】2022-01-27
(31)【優先権主張番号】17/162,219
(32)【優先日】2021-01-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】390041542
【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ワン、ヨンシアン
(72)【発明者】
【氏名】バルア、アナンダ
【テーマコード（参考）】
4F213
5B146
【Ｆターム（参考）】
4F213AM23
4F213WA25
4F213WB01
4F213WL02
4F213WL85
5B146BA04
5B146DE12
5B146DJ02
5B146DJ07
5B146EA01
(57)【要約】
【課題】部品を識別するシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】付加製造機を用いて製造するための部品のコンピュータモデルを記憶するように構成されたメモリモジュールと、メモリモジュールに通信可能に結合されたプロセッサとを含む。プロセッサは、コンピュータモデルを受信し、コンピュータモデルをメッシュに離散化し、シミュレートされた焼結プロセスの下でメッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、予測されたメッシュの変形挙動に基づいて部品の座屈因子を決定し、座屈因子が閾値を超えるかどうかを決定し、座屈因子が閾値を超えると決定された場合、プレビルド処理のためにコンピュータモデルを付加製造機にエクスポートし、座屈因子が閾値を超えないと決定された場合、部品が不安定であるという警告または座屈因子のうちの少なくとも一方を装置のディスプレイに出力するように構成されている。
【選択図】図４
【解決手段】付加製造機を用いて製造するための部品のコンピュータモデルを記憶するように構成されたメモリモジュールと、メモリモジュールに通信可能に結合されたプロセッサとを含む。プロセッサは、コンピュータモデルを受信し、コンピュータモデルをメッシュに離散化し、シミュレートされた焼結プロセスの下でメッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、予測されたメッシュの変形挙動に基づいて部品の座屈因子を決定し、座屈因子が閾値を超えるかどうかを決定し、座屈因子が閾値を超えると決定された場合、プレビルド処理のためにコンピュータモデルを付加製造機にエクスポートし、座屈因子が閾値を超えないと決定された場合、部品が不安定であるという警告または座屈因子のうちの少なくとも一方を装置のディスプレイに出力するように構成されている。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
システムであって、
付加製造機で製造する部品のコンピュータモデルを記憶するように構成されているメモリモジュールと、
前記メモリモジュールに通信可能に結合されているプロセッサと、
を含み、
前記プロセッサは、
前記部品のコンピュータモデルを、前記メモリモジュールから受信し、
前記部品のコンピュータモデルを複数のノードを含むメッシュに離散化し、
シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、
前記メッシュの予測された変形挙動に基づいて前記部品の座屈因子を決定し、
前記座屈因子が閾値を超えるかどうかを決定し、
前記座屈因子が閾値を超えると決定された場合、前記コンピュータモデルをプレビルド処理のために付加製造機にエクスポートし、
前記座屈因子が閾値を超えないと決定された場合、前記部品が不安定であるという警告または座屈因子のうちの少なくとも一方を前記システムのディスプレイに出力する、
システム。
付加製造機で製造する部品のコンピュータモデルを記憶するように構成されているメモリモジュールと、
前記メモリモジュールに通信可能に結合されているプロセッサと、
を含み、
前記プロセッサは、
前記部品のコンピュータモデルを、前記メモリモジュールから受信し、
前記部品のコンピュータモデルを複数のノードを含むメッシュに離散化し、
シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、
前記メッシュの予測された変形挙動に基づいて前記部品の座屈因子を決定し、
前記座屈因子が閾値を超えるかどうかを決定し、
前記座屈因子が閾値を超えると決定された場合、前記コンピュータモデルをプレビルド処理のために付加製造機にエクスポートし、
前記座屈因子が閾値を超えないと決定された場合、前記部品が不安定であるという警告または座屈因子のうちの少なくとも一方を前記システムのディスプレイに出力する、
システム。
【請求項2】
前記座屈因子は、前記部品が不安定になる最小荷重を規定する、
請求項１に記載のシステム。
請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
荷重は、前記部品の下部の上方に位置する前記部品の部分に対する重力による力である、
請求項２に記載のシステム。
請求項２に記載のシステム。
【請求項4】
前記プロセッサは前記部品の座屈モード形状を表示するために生成するようにさらに構成され、前記座屈モード形状はモデル化された部品の１つまたは複数の部分の座屈事象を示す、
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のシステム。
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項5】
前記座屈モード形状は、前記モデル化された部品の１つまたは複数の部分の相対変形を識別する前記部品のヒートマップ図を含む、
請求項４に記載のシステム。
請求項４に記載のシステム。
【請求項6】
前記座屈モード形状は、モデル化された部分に適用される前記シミュレートされた焼結プロセスの結果に基づいて決定される、
請求項４に記載のシステム。
請求項４に記載のシステム。
【請求項7】
前記座屈モード形状は、前記シミュレートされた焼結プロセス中に１つ以上の時間間隔で決定される、
請求項４に記載のシステム。
請求項４に記載のシステム。
【請求項8】
前記座屈モード形状は前記部品の予測される変形挙動を低減するために支持材料を追加するために、前記部品の１つまたは複数の示唆される部分を識別する、
請求項４に記載のシステム。
請求項４に記載のシステム。
【請求項9】
前記プロセッサが、前記シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの変形挙動を予測するように構成されていることは、前記メッシュの有限要素解析を実施することを含む、
請求項１～請求項８のいずれか１項に記載のシステム。
請求項１～請求項８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項10】
前記シミュレートされた焼結プロセスは、前記部品を温度に曝すための前記温度および持続時間によって定義される、
請求項１～請求項９のいずれか１項に記載のシステム。
請求項１～請求項９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項11】
前記部品はグリーン部品であり、
前記コンピュータモデルは、前記グリーン部品の構成および構造をデジタル的に表すようにパラメータ化される、
請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載のシステム。
前記コンピュータモデルは、前記グリーン部品の構成および構造をデジタル的に表すようにパラメータ化される、
請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項12】
前記プレビルド処理は所望の焼結部品が焼結後に達成され得るように、予測された変形挙動に基づいて、前記部品の前記コンピュータモデルを予め歪ませる処理を含む、
請求項１～請求項１１のいずれか１項に記載のシステム。
請求項１～請求項１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項13】
メモリモジュールから部品のコンピュータモデルを受信し、
コンピューティングデバイスが、前記部品のコンピュータモデルを複数のノードを含むメッシュに離散化し、
シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、
前記メッシュの予測された変形挙動に基づいて前記部品の座屈因子を決定し、
前記座屈因子が閾値を超えているかどうか決定し、
前記座屈因子が前記閾値を超えていると決定された場合、プレビルド処理のために前記コンピュータモデルを付加製造機にエクスポートし、
前記座屈因子が前記閾値を超えていないと決定された場合、前記部品が不安定であることの警告または前記座屈因子のうちの少なくとも一方をディスプレイに出力する、
方法。
コンピューティングデバイスが、前記部品のコンピュータモデルを複数のノードを含むメッシュに離散化し、
シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、
前記メッシュの予測された変形挙動に基づいて前記部品の座屈因子を決定し、
前記座屈因子が閾値を超えているかどうか決定し、
前記座屈因子が前記閾値を超えていると決定された場合、プレビルド処理のために前記コンピュータモデルを付加製造機にエクスポートし、
前記座屈因子が前記閾値を超えていないと決定された場合、前記部品が不安定であることの警告または前記座屈因子のうちの少なくとも一方をディスプレイに出力する、
方法。
【請求項14】
前記座屈因子は、前記部品が不安定になる最小荷重を規定する、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記部品の座屈モード形状を表示するために生成することをさらに含み、
前記座屈モード形状は、モデル化された部品の１つまたは複数の部分の座屈事象を示す、
請求項１３または請求項１４に記載の方法。
前記座屈モード形状は、モデル化された部品の１つまたは複数の部分の座屈事象を示す、
請求項１３または請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書は、一般に、焼結条件下でのグリーン部品の有限要素座屈解析を用いて、高温焼結中のグリーン部品の安定性を識別することに関する。
【背景技術】
【0002】
付加製造（ＡＭ）プロセスを用いてデジタルモデルから精密３次元部品を作製する。このようなコンポーネントは、付加製造機（ＡＭＭ）内のビルドプレート上で、物質の連続する層の一方が他方の上に圧密化される付加プロセスを使用して製造される。特定の付加プロセスは、部品を焼結することを含むことができる。焼結工程の結果、焼結部の形状が歪んでしまうことがある。従来のプロセスは焼結部品の歪みを潜在的に予測することができるが、そうするためにはこのようなプロセスが解決するのに長時間（例えば、数時間または数日）を要する複雑な過渡的問題を解決しなければならず、このようなプロセスを迅速な反復設計アプローチに使用不可能にする。さらに、従来の予測プロセスは妥当性確認が困難なパラメータに関するいくつかの仮定を使用し、従来の予測プロセスの出力をより正確にしない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
一態様では、システムは、付加製造機で製造する部品のコンピュータモデルを記憶するように構成されたメモリモジュールと、メモリモジュールに通信可能に結合されたプロセッサとを含む。プロセッサは、部品のコンピュータモデルをメモリモジュールから受信し、部品のコンピュータモデルを複数のノードを含むメッシュに離散化し、シミュレートされた焼結プロセスの下でメッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、メッシュの予測された変形挙動に基づいて部品の座屈因子を決定し、座屈因子が閾値を超えるかどうかを決定し、座屈因子が閾値を超えると決定された場合、プレビルド処理のためにコンピュータモデルを付加製造機にエクスポートし、座屈因子が閾値を超えないと決定された場合、部品が不安定であるという警告または座屈因子のうちの少なくとも１つをシステムのディスプレイに出力するように構成されている。
【0004】
いくつかの態様では、方法は、メモリモジュールから、部品のコンピュータモデルを受信し、コンピュータデバイスが、部品のコンピュータモデルを、複数のノードを含むメッシュに離散化し、シミュレートされた焼結プロセスの下でメッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、メッシュの予測された変形挙動に基づいて部品の座屈因子を決定し、座屈因子が閾値を超えるかどうかを決定し、座屈因子が閾値を超えると決定された場合、コンピュータモデルをプレビルド処理のために付加製造機にエクスポートし、座屈因子が閾値を超えないと決定された場合、部品が不安定であるという警告または座屈因子のうちの少なくとも１つをディスプレイに出力する。
【0005】
ある態様は、コンピュータプロセッサによって実行されると、コンピュータプロセッサに方法を実行させる命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体である。該方法はメモリモジュールから、部品のコンピュータモデルを受信し、コンピュータデバイスを用いて、部品のコンピュータモデルを、複数のノードを含むメッシュに離散化し、シミュレートされた焼結プロセスの下でメッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、メッシュの予測された変形挙動に基づいて部品の座屈因子を決定し、座屈因子が閾値を超えるかどうかを決定し、座屈因子が閾値を超えると決定された場合、コンピュータモデルをプレビルド処理のために付加製造機にエクスポートし、座屈因子が閾値を超えないと決定された場合、部品が不安定であるという警告または座屈因子のうちの少なくとも一方をディスプレイに出力する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1A】焼結プロセス前の例示的なグリーン部品を示す。
【図2A】焼結前のロッドの形態の例示的なグリーン部品を示す。
【図2C】本明細書に示され、説明される１つまたは複数の実施形態による、焼結の結果としての変形を予想するように構成された例示的な補償されたグリーン部品を示す。
【図3A】本明細書に示され説明される１つ以上の実施形態による、未焼結部品が焼結時に幾何学的安定性を失うか（例えば、座屈を生じるか）どうかを予測するための例示的なシステムを概略的に示す。
【図3B】本明細書に示され、説明される１つまたは複数の実施形態による、焼結されたときにグリーン部品が座屈するかどうかを予測するための例示的なコンピューティングデバイスを概略的に示す。
【図4】本明細書に示され、説明される１つまたは複数の実施形態による、焼結されたときにグリーン部品が座屈するかどうかを予測するための例示的な方法の流れ図を示す。
【図5】本明細書に示され、説明される１つまたは複数の実施形態による、グリーン部品の座屈閾値を較正するためのクーポンの例示的な例を示す。
【図6A】本明細書で示され、説明される１つまたは複数の実施形態による、部品の例示的なコンピュータモデルを示す。
【図7A】本明細書に示され、説明される１つまたは複数の実施形態による、焼結条件に基づく部品の部分の座屈モード形状を示すヒートマップを含む例示的座屈解析結果を示す。
【図7B】本明細書に示され、説明される１つまたは複数の実施形態による、シミュレートされた焼結プロセス中の異なる時間間隔でのモデル化された部品の例示的なモード形状を示す
【図8】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、焼結条件下で安定であるように設計された、焼結のための再設計された未焼結部品の例示的な例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本明細書に記載された製造装置およびそのコンポーネントのさらなる特徴および利点は以下の詳細な説明に記載され、一部はその説明から当業者に容易に明らかであり、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、ならびに添付の図面を含む、本明細書に記載された実施形態を実施することによって認識される。
【0008】
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方が様々な実施形態を説明し、特許請求される主題の性質および特徴を理解するための概観またはフレームワークを提供することを意図していることを理解されたい。添付の図面は、様々な実施形態のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は本明細書で説明される様々な実施形態を示し、説明とともに、特許請求される主題の原理および動作を説明する役割を果たす。
【0009】
本開示の実施形態は、焼結などの極端な条件下でコンポーネントが安定であるかどうかを予測するためのシステムおよび方法を提供する。より具体的には、システムおよび方法が高温のような複雑な環境下の部品に対する座屈因子および座屈モード形状（すなわち、第１座屈モード形状）を識別する。例えば、本明細書に記載されるシステムおよび方法は、グリーン部品が焼結プロセスの結果として、歪みまたは座屈事象のような変形を経験するかどうかを予測するために使用されてもよい。
【0010】
本明細書で使用される「変形」とは、一般に、少なくとも２つのサブクラス、安定変形である「歪み」および不安定変形である「座屈事象」を含む、部品の形状の変化を指す。図１Ａ～図１Ｃは歪みと座屈事象との間の差異を記載する。一般に、座屈事象はコンポーネント（例えば、グリーン部品）の構造的完全性の喪失を指すが、歪みは一般に、より少ない変形度の事象を指す。
【0011】
本明細書で使用される「グリーン部品」は、バインダジェットプリンタなどのＡＭプロセスを使用して製造される部品などのコンポーネントを指す。バインダジェットプリンタは、様々なＡＭ機械およびプロセスを指す。例えば、バインダジェットプリンタはバインダが粉末床上に接触するビルド材料（例えば、金属粒子または他の材料）をグリーン部品にバインダが結合する粉末床上にバインダをプリントまたは噴射するシステムを含んでもよい。グリーン部品は焼結されるまで低い機械的強度を有し、それによって、焼結は最終的な緻密なコンポーネントを形成するために、ビルド材料を溶融および／または永久的に融合させる。「部品」および「コンポーネント」という用語は、本明細書では互換的に使用され得ることを理解されたい。
【0012】
加えて、本明細書で使用されるように、「座屈因子」は、コンポーネントの臨界荷重を示すコンポーネントに加えられる荷重の荷重乗数を指す。臨界荷重とは、構成部品の構造部材が急激に形状を変える荷重で、座屈することをいう。コンポーネントは２つ以上の座屈事象を経験し得るが、第１の座屈事象は第１の座屈モード形状と呼ばれる。
【0013】
座屈モード形状は、コンポーネントが座屈するときに想定する形状を示す。これは変位や応力の数値を示すものではない。提供される数値は相対値である。本明細書で論じるように、座屈モード形状および座屈因子は固有値座屈解析を通して決定される（例えば、以下の式１を参照）。
Ｋ０ ＮＭはベース状態に対応する剛性行列であり、もしあれば、予荷重の影響ＰＮを含み、ＫΔ ＮＭは、初期応力および増加荷重パターンＱＮによる荷重剛性行列の差分であり、λｉは固有値であり、ｖｉ Ｍは座屈モード形状（固有ベクトル）である。
【数1】
Ｋ０ ＮＭはベース状態に対応する剛性行列であり、もしあれば、予荷重の影響ＰＮを含み、ＫΔ ＮＭは、初期応力および増加荷重パターンＱＮによる荷重剛性行列の差分であり、λｉは固有値であり、ｖｉ Ｍは座屈モード形状（固有ベクトル）である。
【0014】
システム及び方法は、コンポーネント（例えば、グリーン部品）のコンピュータモデルを分析する。コンピュータモデルは材料、構成、構造、挙動などをパラメータ化し、その結果、コンピューティングデバイスは焼結条件下でコンポーネント（例えば、未焼結部品）のパラメータ化された幾何学形状に対して有限要素解析または同様のプロセスを実行して、未焼結部品の座屈因子および座屈モードを識別することができる。部品（例えば、グリーン部品）が焼結されると、変形の程度が変化することがある。いくつかの変形は収縮、反り、薄化等として存在し得る。しかしながら、場合によっては、変形は極端であり、コンポーネントの１つ以上の構造部材の座屈事象に相当し得る。座屈は本明細書では構造的完全性を失い、形状の突然の変化を経験する部品に関するものとして言及される。
【0015】
簡単に上述したように、ＡＭプロセスの一例は、バインダジェットプリントである。バインダジェットプリントでは、バインダがビルドプレート上の材料の粉末床上に選択的に堆積され、これらの領域を一度に１つの層の固体部分を形成するように一緒に結合する。材料としては、例えば、ポリマー、金属、セラミック等を用いることができる。バインダジェットプリントはバインダを介して粉末床の材料の粒／粒子を一緒に接合し、バインダプリント部品を作り出す。このバインダプリント部品は、「グリーン部品」と呼ぶことができる。次いで、グリーン部品を焼結炉で受け入れてもよい。
【0016】
未焼結部品が高温（例えば、～１０００℃）に曝されると、未焼結部品の粒子を一緒に保持する未焼結部品内のバインダは、未焼結部品から蒸発され、放出され、分解され、燃焼除去され、又は他の方法で除去される。温度を上昇させて粒子を焼結し、粉末材料粒子を一緒に凝固させて、焼結した固体部分を形成することができる。従って、焼結条件下では、グリーン部品が可鍛性になり、それによって、焼結の効果が完全に実現される前に、部品の重量がグリーン部品の安定性の低い部分を変形させることが可能になる。この変形は焼結の熱誘起過程の結果であろう。例えば、焼結プロセスは、体積収縮につながる最初の多孔質部分の高密度化を含むことができる。また、変形は、部品の重力誘起反りの結果であり得る。
【0017】
非網羅的な例として、未焼結部品は、粉末材料の層を形成するために使用される粒状材料の５０体積％～７０体積％を含むことができる。グリーン部品の体積の別の１％～２％は硬化されたバインダ溶液（例えば、バインダジェット付加製造プロセス中に、粉末物質組織の層の一部を与えるために導入されたバインダ溶液から硬化された）を含むことができる。未焼結部品の体積の残りの部分は多孔質であってもよく、例えば、多孔質を規定するボイド体積であってもよい。このように、付加製造装置による製造後、未焼結部品は一般に、約５０％の密度から７０％の密度であってもよい。このような密度はグリーン部品のプリント後プロセス（例えば、転写、検査、デパウダリングなど）の実行後であってもよいことを理解されたい。
【0018】
グリーン部品をさらに高密度化するために、グリーン部品は、グリーン部品を少なくとも第１の上昇温度まで加熱する焼結炉（図示せず）に移送される。実施形態において、グリーン部品の焼結は、複数の段階で行われてもよい。例えば、実施形態では、焼結がグリーン部品を少なくとも第１の高温まで加熱して、グリーン部品をプリントするために使用されるバインダの少なくとも一部の熱分解を誘発すること（例えば、グリーン部品を「デバインド」すること）を含むことができる。次に、未焼結部品を、第１高温よりも高い第２高温よりも高く加熱して、粉末粒子を固結させて、焼結後部品を形成することができる。第２高温は、未焼結部品を凝固させ、未焼結部品を焼結後部品に圧縮するために、粉末材料の層を形成するために使用される粒状材料が溶融し始める焼結圧縮温度と呼ぶことができる。実施形態では、第２高温は３００℃以上（例えば、５００℃以上、７００℃以上、１０００℃以上）である。実施形態において、焼結後部品は、グリーン部品よりも高い密度を有する。例えば、焼結後部品は９５体積％以上の焼結微粒子材料を含むことができ、約５体積％以下が多孔質体積である。
【0019】
本明細書に開示されるシステムおよび方法は所望の焼結部品を達成するための最良の設計を決定するために繰り返し試行を行う時間および資源を費やすよりも、安定性の低い（例えば、弱い）特徴が設計段階中に識別および改善され得るように、ユーザが焼結条件下でグリーン部品を分析できるようにする解析ツールをユーザ（例えば、設計者または技術者）に提供する。本明細書でより詳細に説明されるように、システムおよび方法は一般に、焼結条件下でグリーン部品の歪み解析を行うことと、グリーン部品が不安定になる最低荷重が決定されるような歪み解析の結果に基づいて、固有値座屈解析を使用してグリーン部品の座屈因子を決定することと、較正された座屈閾値に対して座屈因子を比較して、部品（または幾何学的形状の一部）が、焼結中に座屈する可能性があるか否かを決定することとを含む。例えば、座屈因子が較正された座屈閾値よりも大きいグリーン部品（例えば、構造）が安定であると判断される場合、グリーン部品のコンピュータモデルは、プレビルド処理を受け、次いで、ＡＭＭを使用する製造のために送られる。プレビルド処理はあらゆる予測される歪み（例えば、座屈事象をもたらさない変形）を考慮に入れるようにコンピュータモデルを調整する事前ビルド補償プロセスを含むことができる。
【0020】
焼結条件下での部品の有限要素座屈解析を用いて、高温焼結中の部品の安定性を決定するためのシステムおよび方法の様々な実施形態が、本明細書に示され、説明される。ここで図面、特に図１Ａ～図１Ｃ、を参照すると、同様の符号は同様の構造を指す。図１Ａは、焼結プロセス前の未焼結部品１００を示す。図１Ｂは、変形した焼結部品１１０を示す。図１Ｃは、焼結などのプロセスに続くグリーン部品１００の座屈モード形状１２０を示す。グリーン部品１００は、第１垂直部分１０４によって支持される頂部１０２およびボイド体積によって分離される第２垂直部分１０６のような構造部材を含む。第１垂直部分１０４は、第２垂直部分１０６よりも薄く、構造体積が少ない。グリーン部品１００が焼結プロセスを受けるとき、グリーン部品の構造的完全性および焼結条件に応じて、グリーン部品は歪みおよび／または座屈事象を経験することがある。本出願の目的のために、歪みは、その構造的完全性を維持しながら、コンポーネントに対する形状変化を指す。他方、座屈事象は荷重下のコンポーネントの構造に突然および／または破滅的であり得るコンポーネントの構造部材の構造的完全性の喪失（例えば、コンポーネントの座屈因子が所定の閾値未満である場合）を指す。一般に、焼結中の荷重は重力による荷重である。しかしながら、本発明は、焼結プロセス中の重力による荷重以外の荷重を分析するために使用されてもよいことを理解されたい。
【0021】
図１Ｂは焼結プロセスの結果としてのグリーン部品１００の歪み、すなわち変形した焼結部品１１０を示す。一方、図１Ｃは、焼結プロセスの結果としてのコンポーネント１００の座屈モード形状１２０を示す。図１Ｂには、コンポーネント１００の全体的な歪みが示されている。重要なことは、変形した焼結部品１１０は構造的完全性を失うことはなく、むしろ、変形した焼結部品が自重および焼結からの極端な温度を含む荷重下で一緒に保持することができたことである。
【0022】
一方、図１Ｃでは、コンポーネント１００の第１垂直部分１０４内で座屈事象１２４を被った。ここで、第１垂直部分１０４はそれ自体の重量（例えば、上部１０２の重量および／または、重力による第１垂直部分１０４それ自体の重量）および焼結からの極端な温度を含む荷重下で構造的完全性を維持することができない。座屈事象１２４は、いくつかの場合において、１つ以上の構造部材の潰れ、破損、および／または破壊を含み得る、コンポーネントの構造部材の構造完全性の喪失をもたらし得る。歪みは、コンポーネントの向きを変えるか、焼結パラメータを調整することによって補正することができることを理解されたい。しかしながら、一般に、座屈事象は、座屈事象に弱い部分に沿ってコンポーネントを補強することを含み得る再設計を必要とする。本明細書に記載されるシステムおよび方法は、図１Ｃおよび図７Ａに描写されるような、焼結などの極端な条件下で、コンポーネントに対する座屈因子を決定し、および座屈モード形状を予測することを目的とする。焼結パラメータはコンポーネントの内部構造が高密度化するように定義されるので、必ずしも望ましいとは限らないが、焼結パラメータは座屈事象に対処するように調整することもできる。
【0023】
座屈モード形状を予測し、コンポーネントに対する座屈因子を決定する実施形態に加えて、実施形態は、焼結中の部品歪みを計算するための歪み及び補正モジュールを提供してもよい。本明細書で言及される歪みは装填および焼結中の部品形状の変化を指すが、部品が例えば突然および／または破局的な様式で構造的完全性を失う座屈事象には生じないことを理解されたい。１つまたは複数の実施形態では、歪みおよび補正モジュールは、焼結プロセスが完了した後に部品が必要な形状に焼結するように、プリント前に部品を事実上事前に歪ませることができる。
【0024】
歪みの別の非網羅的な例として、歪みと座屈との間の差異をより良く理解することができるように、図２Ａ～図２Ｃは、丸棒２０２の重力誘起歪みと、この歪みを打ち消すためにとることができる対策とを示す。丸棒２０２は図示のように、各端部において支持体２１０によって焼結中に支持されてもよい。丸棒２０２が加熱される（例えば、焼結される）につれて、中間部分２０４（図２Ｂ）は加熱中にバインダが除去されるときに、未焼結部分としての丸棒２０２が重力下でそれ自体の塊を支持することができないので、たるむことがある。丸棒２０２は例えば、図２Ｂに描かれているように「Ｕ」形状に変形する。上述したように、いくつかの実施形態は、焼結中の部品歪みを計算するための歪みおよび補正モジュールを提供してもよい。歪みおよび補正モジュールは図２Ｂにおける歪んだ形状を予測し、次いで、「ｎ」形状（例えば、上下逆さまの「Ｕ」）を形成するために、図２Ｃに示されるような補正（例えば、丸棒２０２の中央部分２０６）を計算してもよい。補正はグリーン部品（例えば、直線バー２０２）への設計変更であって、図２Ａに示されるような直線状の丸棒２００を焼結することから生じる量の歪みが、実験的試行から計算または測定されるようにしてもよい。そのように、補正は歪みが依然として生じることが許されるが、部品を変形させると、所望の最終形態、例えば、図２Ａに描かれているような直線状の丸棒２００に変形させるように、部品を設計することを含み得る。言い換えれば、焼結前にグリーン部品を予め歪ませる（例えば、元の幾何学的形状を変更する）と、図２Ａに示されるグリーン部品と整合する（または実質的に整合する）焼結部品となる可能性がある。１つまたは複数の実施形態では歪みおよび補正モジュールが許容可能なプレ歪みが計算されるまで反復の数を最適化することができるので、プレ歪みは予測される歪みと正確に反対の変位ではないことがあることに留意されたい。棒の例を続けると、図２Ａの丸棒２０２から図２Ｂの「Ｕ」字形に、棒の中心が１インチずつずれた。しかし、グリーン部品の中心（例えば、丸棒２０２の中央部２０６）が逆方向に予め１インチ歪んでいる場合、アーチ（例えば、形状の曲線）が直線状の丸棒と同様に歪まない場合があるため、グリーン部品に合致した焼結部品とならない場合がある。そのように、１インチのアーチを有する「ｎ」形状は直線状の丸棒を形成するために、１インチずつ下降することはできず、代わりに、歪み予測および補正モジュールは、図２Ａに描かれた棒２０２に一致して、半インチのアーチを有する「ｎ」形状が直線状の丸棒を形成するために、焼結プロセスによって歪み得ると判断してもよい。
【0025】
図３Ａ～図８を参照すると、焼結条件下で部品の座屈モード形状を予測し、焼結プロセスに対する補償または焼結中の部品の位置／配向が可能であるかどうかを決定するために部品の座屈因子を決定するためのシステムおよび方法の実施形態が示されており、可能でない場合、製造前に設計に対する修正が必要であることが示されている。次に、図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、製造前に設計の修正が必要であるか否かを判断するために、焼結条件下での部品の座屈モード形状を予測し、その部品の座屈因子を決定するための、例示的なシステム３００およびコンピューティングデバイス３０４が描かれている。システム３００は、ネットワーク３０１上に展開されてもよい。ネットワーク３０１は、インターネット、ローカルエリアネットワーク、移動通信ネットワーク、公衆サービス電話網および／または他のネットワークのようなワイドエリアネットワークを含むことができる。ネットワーク３０１は、ユーザコンピューティングデバイス３０２、コンピューティングデバイス３０４、１つまたは複数のデータサーバ３０５、および付加製造機（ＡＭＭ）３０６を電子的および／または通信的に接続するように構成することができる。
【0026】
ユーザコンピューティングデバイス３０２はディスプレイ３０２ａ、処理ユニット３０２ｂ、および入力デバイス３０２ｃを含むことができ、それらの各々は互いに、および／またはネットワーク３０１に通信可能に結合することができる。ユーザコンピューティングデバイス３０２は、サーバ、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、ハンドヘルドデバイスなどである。ユーザコンピューティングデバイス３０２は、システムのユーザがシステムに情報を提供するために使用することができる。例えば、ユーザは製造のために部品のコンピュータモデルをアップロードし、変形予測解析及び／又は座屈解析のためのパラメータを入力又は更新し、及び／又はコンピューティングデバイス３０４から警告、座屈モード形状等を受信することができる。ユーザコンピューティングデバイス３０２は、ローカルアプリケーションまたはウェブアプリケーションを利用して、コンピューティングデバイス３０４および／またはＡＭＭ３０６にアクセスすることができる。コンピューティングデバイス３０４は、ユーザがコンピューティングデバイス３０４および／またはＡＭＭ３０６に中継することができる情報を問い合わせ、選択し、および／または入力することができるように、ユーザコンピューティングデバイス３０２に対話型インターフェースをホストし、提供することができる。システムはまた、１つ以上のデータベースを有する１つ以上のデータサーバ３１０を含み、そこから情報が、コンピューティングデバイス３０４および／またはＡＭＭ３０６によって照会、抽出、更新、および／または利用されてもよい。
【0027】
さらに、システムは、コンピューティングデバイス３０４を含む。コンピューティングデバイス３０４は、サーバ、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、アプリケーション仕様ハンドヘルドデバイス等であってもよい。コンピューティングデバイス３０４はディスプレイおよび入力デバイスを含むことができ、これらのそれぞれは、互いに通信可能に結合することができる。本明細書でより詳細に説明するコンピューティングデバイス３０４はアプリケーションをホストし、本明細書で説明するシステムに関連するプロセスを実行するように構成することができる。ユーザコンピューティングデバイス３０２および１つ以上のデータサーバ３１０が図３Ａの例示システムに描かれているが、ユーザコンピューティングデバイス３０２および１つ以上のデータサーバ３１０によって実行される機能および動作のそれぞれはコンピューティングデバイス３０４によって実施され、構成されてもよいことが理解されるべきである。
【0028】
また、ユーザコンピューティングデバイス３０２およびコンピューティングデバイス３０４はパーソナルコンピュータとして描かれ、１つ以上のデータサーバ３１０はサーバとして描かれているが、これらは単なる一例であることも理解されたい。より具体的には、いくつかの実施形態では任意のタイプのコンピューティングデバイス（例えば、モバイルコンピューティングデバイス、パーソナルコンピュータ、サーバなど）を、これらのコンポーネントのいずれかのために利用することができる。さらに、これらのコンピューティングデバイスのそれぞれは図３Ａでは単一のハードウェアとして示されているが、これも一例である。より具体的にはユーザコンピューティングデバイス３０２、１つ以上のデータサーバ３１０、およびコンピューティングデバイス３０４の各々は複数のコンピュータ、サーバ、データベースなどを表してもよい。例えば、ユーザコンピューティングデバイス３０２、１つ以上のデータサーバ３１０、およびコンピューティングデバイス３０４のそれぞれは、本明細書に記載する方法を実装するための分散型またはグリッドコンピューティングフレームワークを形成してもよい。
【0029】
ＡＭＭ３０６は、任意のラピッドプロトタイピング、ラピッド製造装置、またはバインダジェット付加製造、溶融蒸着モデリング（ＦＤＭ）、ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）、デジタルライトプロセッシング（ＤＬＰ）、選択的レーザー焼結（ＳＬＳ）、選択的レーザー溶融（ＳＬＭ）、積層物体製造（ＬＯＭ）、電子線溶融（ＥＢＭ）などの付加製造装置であってもよい。ＡＭＭ ３０６は、プリントのための部品３０８のコンピュータモデル６００（図６）を受け取るためのプロセッサおよびメモリならびに他の電子コンポーネントを含むことができる。コンピュータモデル６００は付加製造のために部品３０８に対応する設計構成ファイルに変換されてもよく、例えば、コンピュータ装置３０４によってＡＭＭ３０６にアップロードされてもよい。
【0030】
いくつかの実施形態では、システム３００が図３Ａに示されるように、複数のデバイスの相互接続性を介して実装されてもよい。他の実施形態では、システムがＡＭＭ３０６に通信可能に結合されたコンピューティングデバイス３０４を介して実装される。システムの実装にかかわらず、図３Ｂは、例示的なコンピューティングデバイス３０４を示す。コンピューティングデバイス３０４は本明細書に示され、説明される実施形態によれば、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアを利用することができる。ある実施形態ではコンピューティングデバイス３０４を、必要なハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアを備えた汎用コンピュータとして構成することができるが、いくつかの実施形態ではコンピューティングデバイス３０４が本明細書に記載する機能を実行するために特別に設計された特殊用途コンピュータとして構成することができる。
【0031】
図３Ｂに示すように、コンピューティングデバイス３０４は、プロセッサ３３０、入出力ハードウェア３３２、ネットワークインターフェースハードウェア３３４、データ記憶コンポーネント３３６、およびメモリモジュール３４０を含む。メモリモジュール３４０は、機械可読メモリ（非一時的プロセッサ可読メモリとも呼ばれる）であってもよい。メモリモジュール３４０は揮発性および／または不揮発性メモリとして構成することができ、ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、および／または他のタイプのランダムアクセスメモリを含む）、フラッシュメモリ、レジスタ、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、および／または他のタイプの記憶コンポーネントを含むことができる。さらに、メモリモジュール３４０は演算論理３４２、変形予測論理３４４ａ（例えば、図４に示される方法４００の論理イネーブルブロック４１２）、座屈解析論理３４４ｂ（例えば、図４に示される方法４００の論理イネーブルブロック４１４および４１６）、およびプレビルド処理論理３４４ｃ（例えば、図４に示される方法４００の論理イネーブルブロック４２０）（これらの各々は、一例として、コンピュータプログラム、ファームウェア、またはハードウェアとして具現化され得る）を格納するように構成され得る。ローカルインターフェース３４６も図３Ｂに含まれ、コンピューティングデバイス３０４のコンポーネント間の通信を容易にするためにバスまたは他のインターフェースとして実装されてもよい。
【0032】
プロセッサ３３０は、（データ記憶コンポーネント３３６および／またはメモリモジュール３４０などから）プログラミング命令を受信し実行するように構成された任意の処理コンポーネントを含んでもよい。命令は、データ記憶コンポーネント３３６および／またはメモリモジュール３４０に記憶された機械可読命令セットの形態であってもよい。入出力ハードウェア３３２は、モニタリング、キーボード、マウス、プリンタ、カメラ、マイクロフォン、スピーカ、および／またはデータを受信、送信、および／または提示するための他のデバイスを含むことができる。ネットワークインターフェースハードウェア３３４は、モデム、ＬＡＮポート、Ｗｉ－Ｆｉカード、ＷｉＭａｘカード、移動通信ハードウェア、および／または他のネットワークおよび／または装置と通信するための他のハードウェアなど、任意の有線または無線ネットワークハードウェアを含んでもよい。
【0033】
データ記憶コンポーネント３３６はコンピューティングデバイス３０４のローカルおよび／またはリモートに存在し、コンピューティングデバイス３０４および／または他のコンポーネントによるアクセスのために１つ以上のデータを記憶するように構成されてもよいことが理解されるべきである。図３Ｂに図示するように、データ記憶コンポーネント３３６は製造のための部品３０８、メッシュ６０２、座屈閾値３３８ａ、焼結条件３３８ｂ、および／または座屈モード形状３３８ｃのコンピュータモデル６００（例えば、ＣＡＤモデル）を記憶してもよい。本明細書で説明するように、コンピュータモデル６００は、製造される部品をＣＡＤモデルとすることができる。ＣＡＤモデルは、定義された形状、材料、設計公差、粉末サイズ分布、バインダの種類および層あたりの量、焼結プロファイル、膨張因子などの、付加製造のための部品のグリーン部品の属性を定義することができる。メッシュ６０２は、複数のノード６０４および要素６０１を有するコンピュータモデル６００の離散化表現である。
【0034】
座屈閾値３３８ａは、種々の材料、粉末サイズ、およびプロセス条件について較正された閾値のセットを含む。座屈閾値のセットは、分析される部品の材料、粉末サイズ、およびプロセス条件に最も密接に関連するセットを識別することによって、使用のために選択されてもよい。クーポン試験に基づいて較正された座屈閾値３３８ａ（例えば、クーポン５０１～５０８）はコンピュータモデル６００、より具体的には、その中に表される部品が焼結プロセス中に安定し、座屈しないであろうかどうかを決定するために、実際のコンポーネント上で必要とされる反復試験および実験的試験の数を減らす。焼結条件３３８ｂもまた、データ記憶コンポーネント３３６に記憶される。焼結条件には温度プロファイルおよび温度プロファイルに定義された１つまたは複数の温度に関連する時間が含まれるが、これらに限定されない。例えば、特定のグリーン部品を焼結するための焼結条件は、１０００℃で３時間の加熱を含んでもよい。これは単なる例である。
【0035】
データ記憶コンポーネント３３６はまた、焼結条件下での未焼結部品の予想される座屈モード形状を図式的に示すために生成される座屈モード形状３３８ｃを含む。座屈モード形状３３８ｃは、様々な方法で図示され得る。
【0036】
ここで図４を参照すると、本明細書で説明する実施形態による例示的な方法４００の流れ図が示されている。本明細書で説明される方法４００および他の方法は本明細書で説明されるように、ハードウェア（例えば、回路）、ソフトウェア、または手動プロセスの任意の適切な組合せを使用して実行され得る。１つまたは複数の実施形態では、システム３００（図３Ａおよび図３Ｂ）が方法４００を実行するように構成される。システム３００は、汎用コンピュータまたはデバイスによって実行不可能な動作を実行するように構成された専用電子デバイスであってもよい。これらのプロセスを具体化するソフトウェアは、固定ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュドライブ、または磁気テープを含む任意の非一時的有形媒体によって記憶することができる。これらの方法の例はシステムの実施形態に関して以下に記載されるが、実施形態はそれに限定されない。
【0037】
図４および図６Ａ～図６Ｃを参照すると、ブロック４１０において、ＡＭＭを介して製造するための部品のコンピュータモデル６００が生成される。部品のコンピュータモデリングは、粉末サイズおよび分布（例えば、バインダジェットＡＭについて）、焼結プロファイル（例えば、温度プロファイルおよび持続時間）、膨張因子、弾性率などの材料特性、許容能力などを定義するパラメータを含む。１つまたは複数の実施形態では、部品のコンピュータモデルが１つまたは複数の部品の定義された幾何学形状、部品を製造するために使用される材料、部品に関連する１つまたは複数の設計公差、粉末サイズ分布、焼結プロファイル（例えば、部品が焼結される時間および温度ならびに環境の仕様）、膨張因子（例えば、焼結中の収縮について部品を補正するためのＸ、Ｙ、Ｚ空間寸法における幾何学的スケーリングファクタ）、焼結プロセスを受ける材料の有効弾性率、ならびにポアソン比および密度などの他の関連材料特性、ならびにＡＭプロセスの公差能力のうちの少なくとも１つを含むことができる。部品の定義された幾何学的形状は、ＣＡＤモデルまたは任意の他の適切なモデル（本明細書ではコンピュータモデルと呼ぶ）の形態とすることができる。ブロック４１０で生成された部品のコンピュータモデルは変形および座屈解析のために、処理ユニット（例えば、図３Ａおよび図３Ｂのコンピューティングデバイス３０４のプロセッサ３３０）に入力され得る。
【0038】
ブロック４１２では、図３Ｂに示すようなコンピューティングデバイス３０４のプロセッサ３３０などの処理ユニットがメモリモジュール３４０から部品のコンピュータモデル６００を受け取る。プロセッサ３３０は部品のコンピュータモデル６００を、複数のノード６０４を含むメッシュ６０２に離散化し、メッシュ６０２などの離散化されたコンピュータモデルを使用して、焼結状況でのメッシュ６０２の複数のノード６０４の変形挙動を予測する。図６Ｃはメッシュ６０２のよりよい例示および説明のために、図６Ｂに示されるメッシュ６０２の拡大部分を示す。図６Ｃに示す「要素」６０１は、完全なソリッド形状を構成するように配置された別個のソリッドである。要素６０１は、解析のためのソリッドの最小離散領域である。要素６０１は、四面体（４辺）、平行六面体（６辺）等で表される。典型的には、ノード６０４が要素のコーナー及び／又は中央側を表す。任意の適切なメッシュ化プロセスを使用して、定義されたコンピュータモデル６００をメッシュ６０２に離散化することができる。各ノード６０４は、ノードがメッシュ６０２内のその元の位置から変位され得る距離に関して、それに関連する許容差を有する。許容差は、ＣＡＤモデルの設計者、または任意の他の適切なユーザによって提供され得る。許容差はまた、ノードのサブセットに対して指定されてもよい。
【0039】
さらに、図４のブロック４１２を参照すると、プロセッサ３３０は、適切な境界および負荷条件下で、かつ入力として提供される材料特性を使用して、コンピュータモデル６００によって定義される、部品形状の有限要素解析を実施してもよい。解析のための荷重条件は、外力の１つとして重力を含んでもよい。境界条件は、焼結中に部品が置かれる表面に対する変位拘束を含んでもよい。この分析は、線形または非線形分析であってもよく、モデルの各ノードの変位を計算するために使用されてもよい。
【0040】
いくつかの実施形態では、プロセッサ３３０がブロック４１２において、焼結条件下での部品の変形挙動を予測する。ブロック４１４において、プロセッサ３３０は、メッシュの予測された変形挙動に基づいて部品の座屈因子を決定する。座屈因子は、ブロック４１２で生成された有限要素解析の結果を使用した固有値座屈解析を使用して決定されてもよい。固有値座屈解析は、部品が不安定になる最小荷重を計算する。この最小荷重を座屈因子と呼ぶ。また、解析は、幾何学的形状のどの部分が座屈する可能性が高いかを示す対応する座屈モード形状を提供する。一般に、ブロック４１４で実施される座屈解析は許容できない変形を受けずに、高温下で重力などの外部荷重を持続する部品の能力を定量化する座屈因子を計算する。本明細書でより詳細に説明される座屈モード形状は部品のヒートマップ、焼結後の部品のコンピュータモデル、座屈挙動などを含む予測変形挙動を示すアニメーションを含むが、これらに限定されない様々な形態で示すことができる。座屈モード形状は、支持体をどこに追加するかをユーザが識別するのを助ける。
【0041】
コンポーネントの座屈因子が決定されると、ブロック４１６において、プロセッサ３３０は、コンポーネントの座屈因子が閾値を超えるかどうかを決定する。判定は、最小座屈因子（ＢＦ）を所定の閾値の範囲と比較することによって行われる。例えば、閾値範囲は、３つのセグメント：不安定：ＢＦ＜０．８；潜在的に不安定（ユーザの裁量）：０．８＜ＢＦ＜１．１；および安定：ＢＦ＞１．１Ｓｔａｂｌｅで定義することができる。いくつかの実施形態では、ＢＦが、コンポーネントが不安定であり得ることを示す場合、コンポーネントの再設計が必要とされ得る。再設計は、座屈モード形状によって示されるような弱い特徴を改善すること、焼結プロセスおよび／または類似物を更新することを含んでもよい。また、異なる構造部材を介して荷重が構成部品を介して分散され、それによって弱い特徴部への望ましくない荷重が低減されるように、焼結のための構成部品の向きを調整するなど、他の活動が実施されてもよい。ＢＦが、コンポーネントが安定していることを示す場合、図２Ａ～図２Ｃに関して論じられているような歪補償を含むプレビルド処理を実施することができる。補償または他の緩和手段が実施される場合、コンポーネントの許容可能な閾値は、安定または潜在的に不安定な範囲を示すものから選択されてもよい。これらの範囲は単なる一例であり、部品の設計および／または安全マージンに応じて他の閾値を実装してもよい。さらに、閾値の正確な値は、関連する粉末およびプロセス条件を用いたクーポンエクスペリメントによって決定することができる。例えば、図５を簡単に参照する。
【0042】
図５は一連の座屈因子をカバーするために、コラムの長さと直径との異なる組み合せを有する複数のクーポン５０１～５０８を示す。クーポン設計（例えば、クーポンのコンピュータモデル）は変形予測（例えば、ブロック４１２、図４）および座屈解析（ブロック４１４、図４）を使用して分析され、第１モード座屈因子を決定する。次に、クーポンを焼結し、座屈の徴候があるか否かを観察する。以下の表１は、クーポン５０１～５０８の設計パラメータおよびその結果としての焼結後に観察される座屈挙動を示す。
【0043】
【表1】
【0044】
実験結果に基づいて、不安定な、潜在的に安定な、および安定な構造の閾値を定義し、同じまたは類似の設計パラメータ（例えば、材料、粉末サイズ、焼結プロファイル、バインダ材料など）を有する関連部品に適用することができる。不安定な部品はＢＦ＜０．８５９を有し、潜在的に安定な部品のＢＦは０．８５９と１．８９７との間であり、安定な部品のＢＦは、例示的な例に基づいて、１．８９７以上である。
【0045】
再び図４を参照すると、ブロック４１６において、プロセッサ３３０は部品の座屈因子が閾値（例えば、安定閾値または少なくとも不安定閾値）を超えるかどうかを判定する。ブロック４１６で座屈因子が閾値を超えると判定された場合、ブロック４２０で、コンピュータモデル６００をプレビルド処理のために承認することができる。しかしながら、ブロック４１６で座屈因子が閾値を超えないと判定された場合、ブロック４１８で、部品が不安定であることの警告および／または部品の座屈因子を含む出力が実行される。ブロック４１８では、部品の座屈モード形状の表示が生成されてもよい。座屈モード形状は、予測された変形挙動に基づいて変形するために前提とされるコンピュータモデル６００の１つまたは複数の部分を図示することができる。さらに、どこで部品を強化すべきかについての示唆を提示することができる。いくつかの実施形態では、座屈モード形状は、部品が座屈したときに想定される形状を識別する部品のヒートマップ図示（例えば、図７Ａ）を含む。いくつかの実施形態では、システムがシミュレートされた焼結プロセス全体を通して異なる時間間隔で座屈モード形状を生成して、グリーン部品が焼結温度に曝される異なる量の時間に応じて生じるときの歪みおよび／または座屈事象を図示することができる。（例えば、図７Ｂ）。例えば、部品が強化されるべき場所に関する示唆に基づいて、設計変更がなされると、方法４００は、さらなる変形分析のためにブロック４１２に戻ることができる。座屈モード形状については、以下でより詳細に説明する。
【0046】
図４に戻ってブロック４２０を参照すると、座屈因子が閾値を超えると判断されると、コンピュータモデル６００にプレビルド処理が行われてもよい。プレビルド処理はブロック４１２で予測された非座屈変形を考慮するために、コンピュータモデルに変形補償調整を実行することを含んでもよい。いくつかの実施形態では、節点位置調整プロセスが較正モデルを使用して、各節点について調整済みの事前に歪んだ位置を決定してもよい。節点位置の調整は、ブロック４１２における予測される非座屈変形に基づいてもよい。いくつかの実施形態では調整に伴って、ノードの元の座標はそれらが変形すると予測される方向と反対になるように修正されてもよい。なお、元のメッシュ６０２内の全てのノードが調整されるわけではない。非網羅的な例として、ノードが現在の反復において＋５ｍｍ変形すると予測される場合、調整はノードを－ｃ＊５ｍｍ戻すように移動することであり得、ここで、「ｃ」は各ノードに対して設定され得るスケーリングファクタである。
【0047】
スケーリングファクタは、スカラ数であってもよく、調整プロセス中にノードが移動される範囲を決定する。このスカラ数は、ノードごとに個別に定義できる。これは、補正モジュールへの入力としてユーザによって設定することもできる。バーの例について上述したように、図２Ａのバー２０２から図２Ｂの「Ｕ」字形に、バーの中間部分２０４は１インチ変位されている。ただし、グリーン部品の中心が反対方向に予め歪んでいる（例えば、調整されている）場合、アーチ（例えば、形状の曲線）がリニアバーと同じように歪まない場合があるため、グリーン部品に一致する焼結部品にならない場合がある。このように、１インチのアーチを有する「ｎ」形状はリニアバーを形成するために、１インチ下降することができない。本明細書に記載されるプロセスの幾つかの反復を介して、プロセッサ３３０は半インチアーチを有する「ｎ」形状が焼結プロセスによって歪められてリニアバーを形成し、図２Ａのグリーン部品と一致する可能性があると判断することができる。１つ以上の実施形態では、処理ユニットが調整を決定するためにスケーリングファクタを使用してもよい。上述のように、部品のどこでもが同じように歪むわけではなく、したがって、許容範囲内の部品に到達するために、スケーリングファクタごとに、異なる節点を異なる方法で調整することができる。
【0048】
本明細書で説明される機能ブロックおよび／またはフローダイアグラム要素は機械可読命令に、またはコンピューティングデバイスによって実行されると、コンピューティングデバイスにブロックの機能を実行させるコンピュータプログラム製品として変換され得る。限定されない例として、機械可読命令は以下のような任意のプログラミングプロトコルを使用して書くことができる。例えば、構文解析されるべき記述テキスト（例えば、ハイパーテキストマークアップ言語、拡張マークアップ言語等）、（ｉｉ）アセンブリ言語、（ｉｉｉ）コンパイラによってソースコードから生成されるオブジェクトコード、（ｉｖ）インタプリタによって実行される任意の適切なプログラミング言語からの構文を使用して書かれたソースコード、（ｖ）ジャストインタイムコンパイラによるコンパイルおよび実行のためのソースコード等である。あるいは、機械可読命令がフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）構成または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、あるいはそれらの等価物のいずれかを介して実装される論理などのハードウェア記述言語（ＨＤＬ）で書かれてもよい。したがって、本明細書で説明する機能は、任意の従来のコンピュータプログラミング言語で、事前にプログラムされたハードウェア要素として、またはハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素の組合せとして実装することができる。
【0049】
上述のように、プロセッサ３３０は、図１Ｃに示すような座屈モード形状１２０を生成することができる。いくつかの実施形態では例えば、図７Ａを参照すると、（図１Ｃからの）座屈モード形状７００は焼結中のグリーン部品の部分にわたる座屈（または変形）の程度を描くヒートマップ７０２を含んでもよい。図示のように、コンポーネントの第１垂直部分７２４は、逆「Ｓ」形状に座屈している。ヒートマップ７０２は設計者に、部品をより安定させるために、弱く、座屈因子を増加させるために再設計または追加の支持を必要とし得るコンポーネントの構造部材を識別する方法を提供する。いくつかの実施形態では、座屈モード形状７００は、焼結プロセスが完了したコンポーネントの第１、第２、第３、または他の座屈モード形状の例示であってもよい。例えば、座屈モード形状７００は、コンポーネントの第１垂直部分７２４の逆「Ｓ」座屈形状をもたらした、焼結プロセスシミュレーション後の焼結コンポーネントの予測形状を描く。
【0050】
いくつかの実施形態では、座屈モード形状は、シミュレートされた焼結プロセスの間、異なる時間間隔で計算されてもよい。例えば、図７Ｂは、シミュレートされた焼結プロセス中の異なる時点における成分の３つの例を示す。焼結プロセスは少なくとも時間および焼結温度によって規定されるので、第１および連続する時間間隔および／または第１および連続する焼結温度の後に、座屈モード因子および座屈モード形状を決定することが有利であり得る。例えば、図７Ｂを参照すると、コンピューティングデバイスは焼結プロセスの間隔について座屈モード解析を計算し、表示することができる。いくつかの実施形態では、座屈解析が計算される時間間隔を通して焼結プロセスの結果として座屈する場合、各座屈モード形状は、コンポーネントの様々な構造部材上の相対的変形量を示すヒートマップを含んでもよい。例えば、第１間隔Ｔ１にわたる焼結プロセスから得られるコンポーネントのＢＦを計算し、コンポーネントが安定していることを示すことができる。次に、第２時間間隔Ｔ２の後に、変形を決定することができる。このような場合、第２間隔Ｔ２を通る焼結プロセスから生じる部品のＢＦを計算し、部品が不安定である可能性があることを示すことができる。しかしながら、第３時間間隔Ｔ３の後、座屈モード形状が予測される。第３間隔Ｔ３にわたる焼結プロセスから得られるコンポーネントのＢＦを計算し、コンポーネントが不安定であることを示すことができる。座屈事象は、変形が生じた後に急速に生じ得ることを理解されたい。上述のように、座屈解析に応答して、コンピューティングデバイスおよび／またはユーザは予測された座屈モード形状に対処するために、是正措置を実施するかどうか、およびどのように実施するかを決定することができる。
【0051】
次に、図８を参照すると、コンポーネント１００のコンピュータモデル６００（図６Ａ）が、図示された再設計コンポーネント８００として再設計される例示的な実施例が示される。再設計コンポーネント８００は焼結プロセスの間、より安定している（例えば、図６Ａに描かれたコンポーネントよりも高いＢＦを有する）。図示のように、再設計コンポーネント８００の第１垂直部分８１４はここではそれ自体および上部８０２の構造的安定性を改善するために、上部から下部へ厚さが増加するプロファイルを含む。第１垂直部分８１４の再設計は焼結中の再設計コンポーネント８００の安定性を向上させ、それによって、変形を低減し、座屈事象を排除する。
【0052】
ここで、本明細書に記載されるシステムおよび方法は設計者または技術者などのユーザが効率的かつ低コストの方法で付加製造および焼結のための部品を試験し、再設計し、検証することを可能にすることを理解されたい。すなわち、ここに記載されているシステムおよび方法は、これらが存在しなければ、設計、製造、焼結、手作業による分析を繰り返して行う必要があったユーザに、分析、シミュレーション、設計ツールを提供する。例えば、システムは、付加製造機で製造するための部品のコンピュータモデルを記憶するように構成されたメモリモジュールと、メモリモジュールに通信可能に結合されたプロセッサとを含むことができる。プロセッサは部品のコンピュータモデルをメモリモジュールから受信し、部品のコンピュータモデルを複数のノードを含むメッシュに離散化し、焼結条件下でメッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、メッシュの予測された変形挙動に基づいて部品の座屈因子を決定し、座屈因子が閾値を超えるかどうかを決定するように構成される。座屈因子が閾値を超えると、プロセッサは、プレビルド処理のためにコンピュータモデルをエクスポートする。座屈因子が閾値を超えない場合、プロセッサは、部品が不安定であるという警告または座屈因子のうちの少なくとも１つを出力する。
【0053】
本発明のさらなる態様は、以下の項の主題によって提供される。
【0054】
システムは、付加製造機を用いて製造するための部品のコンピュータモデルを記憶するように構成されたメモリモジュールと、メモリモジュールに通信可能に結合されたプロセッサとを含む。プロセッサは部品のコンピュータモデルをメモリモジュールから受信し、部品のコンピュータモデルを複数のノードを含むメッシュに離散化し、シミュレートされた焼結プロセスの下でメッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、メッシュの予測された変形挙動に基づいて部品の座屈因子を決定し、座屈因子が閾値を超えるかどうかを決定し、座屈因子が閾値を超えると決定された場合、プレビルド処理のためにコンピュータモデルを付加製造機にエクスポートし、座屈因子が閾値を超えないと決定された場合、部品が不安定であるという警告または座屈因子のうちの少なくとも１つをシステムのディスプレイに出力するように構成されている。
【0055】
前記座屈因子は、前記部品が不安定になる最小荷重を規定する、前項のいずれかに記載のシステム。
【0056】
前記荷重は、前記部品の下部の上方に位置する部分上の重力による力である、前項のいずれかに記載のシステム。
【0057】
前記プロセッサは前記部品の座屈モード形状を表示するために生成するようにさらに構成され、前記座屈モード形状は前記モデル化された部品の１つまたは複数の部分の座屈事象を示す、前項のいずれかに記載のシステム。
【0058】
前記座屈モード形状は、前記モデル化された部品の１つまたは複数の部分の相対変形を識別する前記部品のヒートマップ図を含む、前項のいずれかに記載のシステム。
【0059】
前記座屈モード形状は、モデル化された部品に適用されたシミュレートされた焼結プロセスの結果に基づいて決定される、前項のいずれかに記載のシステム。
【0060】
前記座屈モード形状は、前記シミュレートされた焼結プロセス中に１つ以上の時間間隔で決定される、前項のいずれかに記載のシステム。
【0061】
前記座屈モード形状は前記部品の予測される変形挙動を低減するために支持材料を追加するために、前記部品の１つまたは複数の示唆される部分を識別する、前項のいずれかに記載のシステム。
【0062】
前記プロセッサは、前記シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの変形挙動を予測するように構成され、前記メッシュの有限要素解析を実施することを含む、前項のいずれかに記載のシステム。
【0063】
前記シミュレートされた焼結プロセスは、前記部品を温度に曝すための前記温度および持続時間によって定義される、前項のいずれかに記載のシステム。
【0064】
前記部品はグリーン部品であり、前記コンピュータモデルは、前記グリーン部品の構成および構造をデジタル的に表すようにパラメータ化される、前項のいずれかに記載のシステム。
【0065】
プレビルド処理は焼結後に所望の焼結部品に達成することができるように、予測された変形挙動に基づいて部品のコンピュータモデルを前もって歪ませるプロセスを含む、前項のいずれかに記載のシステム。
【0066】
方法は、コンピューティングデバイスが、メモリモジュールから、部品のコンピュータモデルを受信し、部品のコンピュータモデルを、複数のノードを含むメッシュに離散化し、シミュレートされた焼結プロセスの下でメッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、メッシュの予測された変形挙動に基づいて部品の座屈因子を決定し、座屈因子が閾値を超えるかどうかを決定し、座屈因子が閾値を超えると決定された場合、コンピュータモデルをプレビルド処理のために付加製造機にエクスポートし、座屈因子が閾値を超えないと決定された場合、部品が不安定であるという警告または座屈因子のうちの少なくとも１つをディスプレイに出力する。
【0067】
前記座屈因子は、前記部品が不安定になる最小荷重を規定する、前項のいずれかに記載の方法。
【0068】
前記部品の座屈モード形状を表示するために生成することをさらに含み、前記座屈モード形状は、前記モデル化された部品の１つまたは複数の部分の座屈事象を示す、前項のいずれかに記載の方法。
【0069】
前記座屈モード形状は前記部品の予測座屈事象を低減するために支持材料を追加するために、前記モデル化された部品上の１つまたは複数の提案された部分を識別する、前項のいずれかに記載の方法。
【0070】
前記シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの変形挙動を予測することをさらに含む、前項のいずれかに記載の方法は、前記メッシュの有限要素解析を実施することを含む。
【0071】
前記プレビルド処理は、前記予測された変形挙動に基づいて、前記部品の前記コンピュータモデルを予め歪ませて、焼結後に所望の焼結部分を達成することができるようにする処理を含む、前項のいずれかに記載の方法。
【0072】
コンピュータプロセッサによって実行されると、コンピュータプロセッサに方法を実行させる命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、該方法は、メモリモジュールから、部品のコンピュータモデルを受信し、コンピュータデバイスを用いて、部品のコンピュータモデルを、複数のノードを含むメッシュに離散化し、シミュレートされた焼結プロセスの下でメッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、メッシュの予測された変形挙動に基づいて部品の座屈因子を決定し、座屈因子が閾値を超えるかどうかを決定し、座屈因子が閾値を超えると決定された場合、コンピュータモデルをプレビルド処理のために付加製造機にエクスポートし、座屈因子が閾値を超えないと決定されると、部品が不安定であるという警告または座屈因子のうちの少なくとも１つをディスプレイに出力する。
【0073】
前記部品の座屈モード形状を表示するための命令をさらに含み、前記座屈モード形状は、前記モデル化された部品の１つまたは複数の部分の座屈事象を示す、前項のいずれかに記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【0074】
「実質的に」および「約」という用語は、本明細書では任意の定量的な比較、値、測定、または他の表現に起因し得る固有の不確実性の程度を表すために利用され得ることに留意されたい。これらの用語はまた、本明細書中では、対象主題の基本的な機能の変化をもたらすことなく、定量的な表現が記載された参照から変化し得る程度を表すために利用される。
【0075】
本明細書では特定の実施形態を図示し、説明してきたが、特許請求される主題の思想および範囲から逸脱することなく、様々な他の変更および修正を行うことができることを理解されたい。さらに、特許請求される主題の様々な態様が本明細書で説明されてきたが、そのような態様は組み合わせて利用される必要はない。したがって、添付の特許請求の範囲は、クレームされた主題の範囲内にある全てのそのような変更および修正をカバーすることが意図されている。
〔付記１〕
システムであって、
付加製造機で製造する部品のコンピュータモデルを記憶するように構成されているメモリモジュールと、
前記メモリモジュールに通信可能に結合されているプロセッサと、
を含み、
前記プロセッサは、
前記部品のコンピュータモデルを、前記メモリモジュールから受信し、
前記部品のコンピュータモデルを複数のノードを含むメッシュに離散化し、
シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、
前記メッシュの予測された変形挙動に基づいて前記部品の座屈因子を決定し、
前記座屈因子が閾値を超えるかどうかを決定し、
前記座屈因子が閾値を超えると決定された場合、前記コンピュータモデルをプレビルド処理のために付加製造機にエクスポートし、
前記座屈因子が閾値を超えないと決定された場合、前記部品が不安定であるという警告または座屈因子のうちの少なくとも一方を前記システムのディスプレイに出力する、
システム。
〔付記２〕
前記座屈因子は、前記部品が不安定になる最小荷重を規定する、
付記１に記載のシステム。
〔付記３〕
荷重は、前記部品の下部の上方に位置する前記部品の部分に対する重力による力である、
付記２に記載のシステム。
〔付記４〕
前記プロセッサは前記部品の座屈モード形状を表示するために生成するようにさらに構成され、前記座屈モード形状はモデル化された部品の１つまたは複数の部分の座屈事象を示す、
付記１に記載のシステム。
〔付記５〕
前記座屈モード形状は、前記モデル化された部品の１つまたは複数の部分の相対変形を識別する前記部品のヒートマップ図を含む、
付記４に記載のシステム。
〔付記６〕
前記座屈モード形状は、モデル化された部分に適用される前記シミュレートされた焼結プロセスの結果に基づいて決定される、
付記４に記載のシステム。
〔付記７〕
前記座屈モード形状は、前記シミュレートされた焼結プロセス中に１つ以上の時間間隔で決定される、
付記４に記載のシステム。
〔付記８〕
前記座屈モード形状は前記部品の予測される変形挙動を低減するために支持材料を追加するために、前記部品の１つまたは複数の示唆される部分を識別する、
付記４に記載のシステム。
〔付記９〕
前記プロセッサが、前記シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの変形挙動を予測するように構成されていることは、前記メッシュの有限要素解析を実施することを含む、
付記１に記載のシステム。
〔付記１０〕
前記シミュレートされた焼結プロセスは、前記部品を温度に曝すための前記温度および持続時間によって定義される、
付記１に記載のシステム。
〔付記１１〕
前記部品はグリーン部品であり、
前記コンピュータモデルは、前記グリーン部品の構成および構造をデジタル的に表すようにパラメータ化される、
付記１に記載のシステム。
〔付記１２〕
前記プレビルド処理は所望の焼結部品が焼結後に達成され得るように、予測された変形挙動に基づいて、前記部品の前記コンピュータモデルを予め歪ませる処理を含む、
付記１に記載のシステム。
〔付記１３〕
メモリモジュールから部品のコンピュータモデルを受信し、
コンピューティングデバイスが、前記部品のコンピュータモデルを複数のノードを含むメッシュに離散化し、
シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、
前記メッシュの予測された変形挙動に基づいて前記部品の座屈因子を決定し、
前記座屈因子が閾値を超えているかどうか決定し、
前記座屈因子が前記閾値を超えていると決定された場合、プレビルド処理のために前記コンピュータモデルを付加製造機にエクスポートし、
前記座屈因子が前記閾値を超えていないと決定された場合、前記部品が不安定であることの警告または前記座屈因子のうちの少なくとも一方をディスプレイに出力する、
方法。
〔付記１４〕
前記座屈因子は、前記部品が不安定になる最小荷重を規定する、付記１３に記載の方法。
〔付記１５〕
前記部品の座屈モード形状を表示するために生成することをさらに含み、
前記座屈モード形状は、モデル化された部品の１つまたは複数の部分の座屈事象を示す、
付記１３に記載の方法。
〔付記１６〕
前記座屈モード形状は前記部品の予測座屈事象を低減するために支持材料を追加するために、前記モデル化された部品上の１つまたは複数の提案された部分を識別する、
付記１５に記載の方法。
〔付記１７〕
前記シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの変形挙動を予測することは、前記メッシュの有限要素解析を実施することを含む、
付記１３に記載の方法。
〔付記１８〕
前記プレビルド処理は所望の焼結部品が焼結後に達成され得るように、予測された変形挙動に基づいて、前記部品の前記コンピュータモデルを予め歪ませる処理を含む、
付記１３に記載の方法。
〔付記１９〕
コンピュータプロセッサによって実行されるときに、コンピュータプロセッサに方法を実行させる命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、
前記方法は、
メモリモジュールから部品のコンピュータモデルを受信し、
前記部品のコンピュータモデルを、コンピューティングデバイスを用いて、複数のノードを含むメッシュに離散化し、
シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、
前記メッシュの予測された変形挙動に基づいて前記部品の座屈因子を決定し、
前記座屈因子が閾値を超えているかどうか決定し、
前記座屈因子が前記閾値を超えていると決定された場合、プレビルド処理のために、前記コンピュータモデルを付加製造機にエクスポートし、
前記座屈因子が閾値を超えていないと決定された場合、前記部品が不安定であることの警告または前記座屈因子のうちの少なくとも一方をディスプレイに出力する、
非一時的コンピュータ可読媒体。
〔付記２０〕
前記部品の座屈モード形状を表示するための命令をさらに含み、前記座屈モード形状は、モデル化された部品の１つまたは複数の部分の座屈事象を示す、
付記１９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
〔付記１〕
システムであって、
付加製造機で製造する部品のコンピュータモデルを記憶するように構成されているメモリモジュールと、
前記メモリモジュールに通信可能に結合されているプロセッサと、
を含み、
前記プロセッサは、
前記部品のコンピュータモデルを、前記メモリモジュールから受信し、
前記部品のコンピュータモデルを複数のノードを含むメッシュに離散化し、
シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、
前記メッシュの予測された変形挙動に基づいて前記部品の座屈因子を決定し、
前記座屈因子が閾値を超えるかどうかを決定し、
前記座屈因子が閾値を超えると決定された場合、前記コンピュータモデルをプレビルド処理のために付加製造機にエクスポートし、
前記座屈因子が閾値を超えないと決定された場合、前記部品が不安定であるという警告または座屈因子のうちの少なくとも一方を前記システムのディスプレイに出力する、
システム。
〔付記２〕
前記座屈因子は、前記部品が不安定になる最小荷重を規定する、
付記１に記載のシステム。
〔付記３〕
荷重は、前記部品の下部の上方に位置する前記部品の部分に対する重力による力である、
付記２に記載のシステム。
〔付記４〕
前記プロセッサは前記部品の座屈モード形状を表示するために生成するようにさらに構成され、前記座屈モード形状はモデル化された部品の１つまたは複数の部分の座屈事象を示す、
付記１に記載のシステム。
〔付記５〕
前記座屈モード形状は、前記モデル化された部品の１つまたは複数の部分の相対変形を識別する前記部品のヒートマップ図を含む、
付記４に記載のシステム。
〔付記６〕
前記座屈モード形状は、モデル化された部分に適用される前記シミュレートされた焼結プロセスの結果に基づいて決定される、
付記４に記載のシステム。
〔付記７〕
前記座屈モード形状は、前記シミュレートされた焼結プロセス中に１つ以上の時間間隔で決定される、
付記４に記載のシステム。
〔付記８〕
前記座屈モード形状は前記部品の予測される変形挙動を低減するために支持材料を追加するために、前記部品の１つまたは複数の示唆される部分を識別する、
付記４に記載のシステム。
〔付記９〕
前記プロセッサが、前記シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの変形挙動を予測するように構成されていることは、前記メッシュの有限要素解析を実施することを含む、
付記１に記載のシステム。
〔付記１０〕
前記シミュレートされた焼結プロセスは、前記部品を温度に曝すための前記温度および持続時間によって定義される、
付記１に記載のシステム。
〔付記１１〕
前記部品はグリーン部品であり、
前記コンピュータモデルは、前記グリーン部品の構成および構造をデジタル的に表すようにパラメータ化される、
付記１に記載のシステム。
〔付記１２〕
前記プレビルド処理は所望の焼結部品が焼結後に達成され得るように、予測された変形挙動に基づいて、前記部品の前記コンピュータモデルを予め歪ませる処理を含む、
付記１に記載のシステム。
〔付記１３〕
メモリモジュールから部品のコンピュータモデルを受信し、
コンピューティングデバイスが、前記部品のコンピュータモデルを複数のノードを含むメッシュに離散化し、
シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、
前記メッシュの予測された変形挙動に基づいて前記部品の座屈因子を決定し、
前記座屈因子が閾値を超えているかどうか決定し、
前記座屈因子が前記閾値を超えていると決定された場合、プレビルド処理のために前記コンピュータモデルを付加製造機にエクスポートし、
前記座屈因子が前記閾値を超えていないと決定された場合、前記部品が不安定であることの警告または前記座屈因子のうちの少なくとも一方をディスプレイに出力する、
方法。
〔付記１４〕
前記座屈因子は、前記部品が不安定になる最小荷重を規定する、付記１３に記載の方法。
〔付記１５〕
前記部品の座屈モード形状を表示するために生成することをさらに含み、
前記座屈モード形状は、モデル化された部品の１つまたは複数の部分の座屈事象を示す、
付記１３に記載の方法。
〔付記１６〕
前記座屈モード形状は前記部品の予測座屈事象を低減するために支持材料を追加するために、前記モデル化された部品上の１つまたは複数の提案された部分を識別する、
付記１５に記載の方法。
〔付記１７〕
前記シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの変形挙動を予測することは、前記メッシュの有限要素解析を実施することを含む、
付記１３に記載の方法。
〔付記１８〕
前記プレビルド処理は所望の焼結部品が焼結後に達成され得るように、予測された変形挙動に基づいて、前記部品の前記コンピュータモデルを予め歪ませる処理を含む、
付記１３に記載の方法。
〔付記１９〕
コンピュータプロセッサによって実行されるときに、コンピュータプロセッサに方法を実行させる命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、
前記方法は、
メモリモジュールから部品のコンピュータモデルを受信し、
前記部品のコンピュータモデルを、コンピューティングデバイスを用いて、複数のノードを含むメッシュに離散化し、
シミュレートされた焼結プロセスの下で前記メッシュの複数のノードの変形挙動を予測し、
前記メッシュの予測された変形挙動に基づいて前記部品の座屈因子を決定し、
前記座屈因子が閾値を超えているかどうか決定し、
前記座屈因子が前記閾値を超えていると決定された場合、プレビルド処理のために、前記コンピュータモデルを付加製造機にエクスポートし、
前記座屈因子が閾値を超えていないと決定された場合、前記部品が不安定であることの警告または前記座屈因子のうちの少なくとも一方をディスプレイに出力する、
非一時的コンピュータ可読媒体。
〔付記２０〕
前記部品の座屈モード形状を表示するための命令をさらに含み、前記座屈モード形状は、モデル化された部品の１つまたは複数の部分の座屈事象を示す、
付記１９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図8】
