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1. WO2020127462 - VERFAHREN ZUM BESTIMMEN EINER TEMPERATURFUNKTION UND EINES WERKZEUGPFADS FÜR EIN ADDITIVES FERTIGUNGSVERFAHREN

Veröffentlichungsnummer WO/2020/127462
Veröffentlichungsdatum 25.06.2020
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2019/085918
Internationales Anmeldedatum 18.12.2019
IPC
B22F 3/105 2006.01
BArbeitsverfahren; Transportieren
22Gießerei; Pulvermetallurgie
FVerarbeiten von Metallpulver; Herstellen von Gegenständen aus Metallpulver; Gewinnung von Metallpulver; Apparate oder Vorrichtungen besonders ausgebildet für Metallpulver
3Herstellen von Gegenständen oder Halbzeug aus Metallpulver in Bezug auf die Art des Verdichtens oder Sinterns; Apparate hierfür
10nur durch Sintern
105mittels elektrischer Widerstandserhitzung, Laserstrahlen oder Plasma
G06F 30/17 2020.01
GPhysik
06Datenverarbeitung; Rechnen oder Zählen
FElektrische digitale Datenverarbeitung
30Rechnergestützter Entwurf
10Rechnergestützter Entwurf von Geometrien
17Parametrischer oder variierbarer mechanischer Entwurf
G06F 30/23 2020.01
GPhysik
06Datenverarbeitung; Rechnen oder Zählen
FElektrische digitale Datenverarbeitung
30Rechnergestützter Entwurf
20Optimieren, Verifizieren oder Simulieren von Entwürfen
23unter Verwendung von Finite-Elemente- oder Finite-Differenzen-Methoden
G06F 113/10 2020.01
GPhysik
06Datenverarbeitung; Rechnen oder Zählen
FElektrische digitale Datenverarbeitung
113Einzelheiten in Bezug auf das Anwendungsfeld
10Additive Fertigung, z.B. 3D-Druck
G06F 111/10 2020.01
GPhysik
06Datenverarbeitung; Rechnen oder Zählen
FElektrische digitale Datenverarbeitung
111Einzelheiten in Bezug auf CAD-Verfahren
10Numerische Modellierung
G06F 119/08 2020.01
GPhysik
06Datenverarbeitung; Rechnen oder Zählen
FElektrische digitale Datenverarbeitung
119Einzelheiten in Bezug auf die Art oder die Zielsetzung der Analyse oder der Optimierung
08Analyse oder Optimierung des Wärmetransports
Anmelder
  • SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT [DE]/[DE]
Erfinder
  • EISSING, Katharina
  • HEINRICHSDORFF, Frank
  • KASTSIAN, Darya
  • REZNIK, Daniel
Prioritätsdaten
18214346.120.12.2018EP
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) VERFAHREN ZUM BESTIMMEN EINER TEMPERATURFUNKTION UND EINES WERKZEUGPFADS FÜR EIN ADDITIVES FERTIGUNGSVERFAHREN
(EN) METHOD FOR DETERMINING A TEMPERATURE FUNCTION AND A TOOL PATH FOR AN ADDITIVE MANUFACTURING PROCESS
(FR) PROCÉDÉ POUR LA DÉTERMINATION D'UNE FONCTION DE TEMPÉRATURE ET D'UN CHEMIN D'OUTILS POUR UN PROCÉDÉ DE FABRICATION ADDITIF
Zusammenfassung
(DE)
Die Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum Bestimmen einer Temperaturfunktion, die einen Temperaturverlauf beschreibt, der die lokale Temperaturentwicklung und die globale Temperaturentwicklung in einem additiv herzustellenden Bauteil beschreibt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bestimmen eines Werkzeugpfades unter Anwendung von Korrekturmaßnahmen für die Durchführung von additiven Fertigungsverfahren. Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass repräsentative Volumenelemente untersucht werden, um für eine Belichtungssequenz den Temperaturverlauf zu ermitteln. Dieser Temperaturverlauf wird anhand einer FEM-Analyse berechnet, wobei anschließend eine analytische Temperaturfunktion durch eine Fit-Prozedur ermittelt wird, die das FEM-Ergebnis gut nähert. Dies vermindert vorteilhaft den Rechenaufwand bei nachfolgenden Fertigungsplanungen für additiv herzustellenden Bauteile, da in Abhängigkeit von der lokalen Geometrie der herzustellenden Bauteile der Temperaturverlauf mit der vorbereiteten Temperaturfunktion ermittelt werden kann. Die Kenntnis der Temperaturfunktion ermöglicht es daher, Überhitzungen im herzustellenden Bauteil vorherzusehen und in der Fertigungsplanung durch angebrachte Korrekturmaßnahmen zu reagieren.
(EN)
The invention relates to a computer-implemented method for determining a temperature function which describes a temperature profile describing the local temperature development and the global temperature development in a component to be additively manufactured. The invention also relates to a method for determining a tool path by using corrective measures for carrying out additive manufacturing processes. It is provided here according to the invention that representative volume elements are investigated in order to determine the temperature profile for an exposure sequence. This temperature profile is calculated on the basis of an FEM analysis, wherein an analytical temperature function that approximates well to the FEM result is then determined by a fitting procedure. This advantageously reduces the computational complexity in subsequent production planning for components to be additively manufactured, since the temperature profile can be determined with the prepared temperature function, depending on the local geometry of the components to be manufactured. The knowledge of the temperature function therefore makes it possible to predict overheating in the component to be manufactured and to respond in production planning with appropriate corrective measures.
(FR)
L'invention concerne un procédé mis en œuvre par ordinateur pour la détermination d'une fonction de température, qui décrit une courbe de température, qui décrit l'évolution de température locale et l'évolution de température globale dans un élément devant être fabriqué de manière additive. L'invention concerne en outre un procédé pour la détermination d'un chemin d'outils avec l'application de mesures de correction pour la mise en œuvre de procédés de fabrication additifs. À cet égard, il est prévu selon l'invention que des éléments de volume représentatifs sont examinés, afin de déterminer la courbe de température pour une séquence d'éclairage. Cette courbe de température est calculée au moyen d'une analyse FEM, une fonction de température analytique étant déterminée ensuite par une procédure de fit, qui approxime bien le résultat FEM. Ceci réduit avantageusement l'effort de calcul lors de planification de fabrication ultérieure pour des éléments devant être fabriqués de manière additive, puisqu'en fonction de la géométrie locale des éléments devant être fabriqués, la courbe de température peut être déterminée avec la fonction de température préparée. La connaissance de la fonction de température rend ainsi possible de prévoir des suréchauffements dans un élément devant être fabriqué et de réagir dans la planification de fabrication par des mesures de correction opportunes.
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