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原文传递对通过增材制造生产的物体的振荡分析

专利名称：	对通过增材制造生产的物体的振荡分析
摘要：	对通过增材制造生产的物体的振荡分析。包括通过在规定的频率范围内激发物体来测量该物体的频率相关的固有振荡行为，借助通过施加测试信号生成体振荡来执行物体的激发，并检测由于激发而在物体中生成的体振荡。该方法还涉及通过生成物体的虚拟数字表示来对物体的频率相关的固有振荡行为进行仿真；以及基于虚拟表示来执行有限元分析：包括以仿真的方式将虚拟表示动态地激发到生成虚拟体振荡的虚拟频率范围中，该虚拟频率范围至少与所规定的频率范围重叠，计算由于激发而在物体中生成的虚拟体振荡。该方法还涉及基于所测得的固有振荡行为与仿真的频率相关的固有振荡行为的比较来得出物体状态。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	瑞士;CH
申请人：	赫克斯冈技术中心
发明人：	S·迈勒;C·艾斯利
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910090470.4
公开号：	CN110095530A
代理机构：	北京三友知识产权代理有限公司
代理人：	黄纶伟;李辉
分类号：	G01N29/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	瑞士赫尔布鲁格
主权项：	1.一种用于物体分析的方法，所述方法包括 ●通过以下步骤测量所述物体(10)的频率相关的固有振荡行为(30)， □在规定的频率范围(f)内动态且机械地激发所述物体(10)，其中，通过施加测试信号(21')生成体振荡来执行所述物体(10)的激发，以及 □检测由于所述激发而在所述物体(10)中生成的体振荡，尤其是第一固有谐振， ●通过以下步骤对所述物体(10)的频率相关的基准固有振荡行为(32)进行仿真， □生成所述物体(10)的虚拟数字表示，尤其是3D模型， □基于所述虚拟表示执行有限元分析，所述有限元分析包括 ●以仿真的方式将所述虚拟表示动态地激发到虚拟频率范围中，以生成虚拟体振荡，所述虚拟频率范围至少与所述规定的频率范围重叠， ●计算由于以仿真的方式进行的激发而在所述物体(10)中生成的所述虚拟体振荡，尤其是第二固有谐振，以及 ●基于所测得的固有振荡行为(30)与所仿真的频率相关的基准固有振荡行为(30、32)的比较(34a、34b)得出物体状态。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对特定频率范围或特定谐振频率(31、33、35、36)指配了特定物体属性，并且所述物体状态具有关于所述特定物体属性的信息。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述物体属性是以下列表中的至少一个： ●所述物体的至少部分的刚度或弹性模量， ●材料粘合的完整性， ●材料状态， ●材料构成， ●材料成分， ●材料应力， ●至少局部的材料尺寸，尤其是壁厚度， ●孔隙度， ●至少局部的材料密度， ●阻尼特性， ●所期望的几何参数。 4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，通过利用不同的物体参数多次对所述物体的所述频率相关的基准固有振荡行为进行仿真来执行所述指配，其中，通过改变至少一个物体参数来尤其有针对性地影响所述物体属性。 5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，基于针对特定频率范围(f)或关于特定谐振频率(31、33、35、36)的所测得的固有振荡行为(30)与所仿真的基准固有振荡行为(32)的比较，得出关于所述物体状态或物体属性与所期望的物体状态或所期望的物体属性之间的对应程度的信息。 6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，基于所测得的固有振荡行为与基准物体的所仿真的频率相关的基准固有振荡行为之间的比较，调整用于生成所述物体(10)的所述虚拟表示的物体参数。 7.一种用于生产含金属物体(10)的生产方法，所述生产方法包括： ●获得表示所述物体(10)的数字模型数据， ●通过逐点或逐层地施加和/或去除制造材料，基于模型数据逐点或逐层地，尤其是以增材的方式，制造所述物体(10)， ●对所述物体执行用于物体分析的方法，尤其是执行根据权利要求1至6中任一项所述的用于物体分析的方法，包括： □通过以下步骤测量所述物体(10)的频率相关的固有振荡行为(30)， ●在规定的频率范围(f)内动态且机械地激发所述物体(10)，其中，通过施加测试信号(21')生成体振荡来执行所述物体(10)的激发，以及 ●检测由于所述激发而在所述物体(10)中生成的体振荡，尤其是第一固有谐振， □通过以下步骤对所述物体(10)的频率相关的基准固有振荡行为(32)进行仿真或测量， ●生成所述物体(10)的虚拟数字表示，尤其是3D模型，或提供物理基准物体， ●以仿真的方式动态地或动态且机械地激发所述物体或所述基准物体， ●计算或检测由于所述激发而在所述物体(10)或所述基准物体中生成的所述体振荡，以及 □基于所测得的固有振荡行为(30)与所述频率相关的基准固有振荡行为(30、32)之间的比较(34a、34b)得出物体状态，以及 ●基于所述物体状态得出特定的取决于制造的物体属性的表现形式。 8.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，基于针对所述特定频率范围或关于特定谐振频率(31、33、35、36)的所测得的固有振荡行为(30)与所仿真的基准固有振荡行为(32)之间的比较，得出关于针对所述增材制造的物体属性与所期望的物体属性之间的对应程度的信息。 9.根据权利要求7或8所述的生产方法，其特征在于， ●基于第一次测得的频率相关的固有振荡行为，得出所述物体(10)的刚度信息，并且 ●基于所述刚度信息，尤其是基于所测得的固有振荡行为与所述频率相关的基准固有振荡行为之间的比较，确定制造质量。 10.根据权利要求7至9中任一项所述的生产方法，其特征在于，所述物体(10)是根据所述数字模型数据至少部分地以轻质结构制造的，并且具有至少一个物体部分，所述物体部分由固化的制造材料限定，并且提供尤其是密封和/或充气的空腔，其中 ●所述物体部分成形为空心柱形或管状，和/或 ●所述空腔具有内部稳定结构，尤其是机械稳定的网状或格状结构。 11.根据权利要求7至10中任一项所述的生产方法，其特征在于，所述取决于制造的物体属性涉及所述轻质结构的规定的物体部分。 12.根据权利要求7至11中任一项所述的生产方法，其特征在于，所得出的特定的取决于制造的物体属性的表现形式作为针对所述物体(10)的所述增材制造的反馈而提供，并且执行对所述增材制造的相应调整，尤其是所述模型数据的相应调整。 13.一种用于逐点或逐层地，尤其是增材的方式制造的物体(10)的测试系统，所述测试系统包括 ●测试单元，所述测试单元被配置成动态且机械地测试通过逐点或逐层的制造，尤其是增材制造而生产的物体，并且基于上述测试得出第一物体状态，其中，所述测试单元包括 □振荡发生器(21)和 □振荡拾取器(22) 并且所述测试单元被配置成， □能够在规定的频率范围内动态且机械地激发逐点或逐层地制造的所述物体(10)，其中，借助于通过所述振荡发生器(21)施加的测试信号能够生成体振荡， □能够通过所述振荡拾取器(22)对由于所述测试信号而在所述物体中生成的体振荡进行检测，所述体振荡尤其是固有谐振，并且 □能够基于所检测到的体振荡得出所述物体(10)的频率相关的固有振荡行为(30)，以及 ●被配置成控制所述测试单元的第一控制和处理单元，其特征在于，所述第一控制和处理单元还被配置成 ●将所述频率相关的固有振荡行为(30)与频率相关的基准固有振荡行为(32)进行比较，其中，所述基准固有振荡行为(32)是借助于所述物体(10)的虚拟表示并借助于执行有限元分析而得出的，所述有限元分析包括 □以仿真的方式将所述虚拟表示动态地激发到虚拟频率范围中，所述虚拟频率范围至少与所述规定的频率范围重叠， □计算由于以仿真的方式进行的激发而在所述物体中生成的虚拟体振荡， ●得出关于所述固有振荡行为与所述基准固有振荡行为之间的对应程度的信息，并且 ●输出所得出的信息，尤其是其中，所述测试系统被配置成实现根据权利要求1至6中任一项所述的用于物体分析的方法。 14.一种用于物体(10)的经测试的逐点或逐层制造，尤其是增材制造的系统，所述系统包括 ●根据权利要求13所述的测试系统， ●制造单元，所述制造单元被配置成尤其基于含金属、粉状和/或粒状制造材料，尤其是基于3D打印机，通过逐点或逐层地重复施加和/或去除制造材料，来逐点或逐层地，尤其是以增材的方式制造所述物体(10)，以及 ●第二控制和处理单元，所述第二控制和处理单元被配置成基于所述物体(10)的数字模型数据，借助于所述制造单元来控制所述物体(10)的所述制造，其特征在于，基于所述物体(10)的所述数字模型数据生成所述物体(10)的虚拟表示，尤其是其中，所述系统被配置成实现根据权利要求7至12中任一项所述的生产方法。 15.一种存储在机器可读载体上或由电磁波体现的计算机程序产品，所述计算机程序产品用于至少控制或实现根据权利要求1至12中任一项所述的方法中的基于所测得的固有振荡行为和所述频率相关的基准固有振荡行为之间的比较来得出物体状态的步骤，尤其是以下步骤 ●测量所述物体的频率相关的固有振荡行为，以及 ●对所述物体的频率相关的基准固有振荡行为进行仿真，尤其是，在所述计算机程序产品在根据权利要求13和14中任一项所述的测试系统的控制和处理单元上执行的情况下执行上述步骤。
所属类别：	发明专利