[发明专利]后处理3D打印部件

说明书

描述了一种用于后处理3D打印部件的系统和方法。后处理可以包括移除用于3D打印部件的支撑结构，并且还可以包括例如将3D打印部件组装成成品的其它过程。在该系统和方法中，在3D打印部件上迭代地生成并且执行后处理策略。在学习过程中将后处理策略的性能指标与用户定义的性能指标进行比较，以改进对多个3D打印部件的后处理策略。

背景技术

本发明总体涉及部件的3D打印，并且更具体地，涉及对多个3D打印的部件进行后处理。

3D打印的技术已经允许创建各种各样的部件，这些部件推动了传统制造的界限并且能够制造匹配符合应用要求的部件。然而，3D打印技术的自动化水平仍然非常有限，因为许多预处理步骤和后处理步骤必须手动完成。因此，大批量生产定制零件可能带来高昂的成本，这主要是由于严格的生产系统以及工艺设计和处理步骤的执行所需的大量手动步骤造成的。提高增材制造自动化和自主性的一个关键因素是加强3D打印部件的实际打印与执行部件的进一步处理的制造单元之间的信息流。

(用于金属和塑料的)3D打印技术允许以高灵活性制造多种部件。然而，这些技术仍然包括许多手动的预处理步骤和后处理步骤。当前工艺的三个最重要的缺点包括：处理时间长长、质量不一致和不可靠、以及生产的部件的高价格。此外，将不同的材料和零件与3D打印部件相结合以获得功能齐全的产品仍然需要许多设计和组织密集型任务，这些任何涉及大量的体力劳动。例如，在一个特定零件的3D打印过程中仍然很难使用不同的材料。此外，组装通过其它制造方法(诸如，电子、铸造或铣削)生产的先前制造的零件仍然需要许多手动步骤。因此，通常将3D打印部件移动到另一条处理线，甚至移动到另一个位置，以完成将各种3D打印部件和机加工部件组装成最终产品。

还应理解，部件的3D打印需要某种类型的支撑结构，以在部件由3D打印系统形成时将部件保持在适当的位置。在已经通过3D打印系统形成部件之后，需要进行各种后处理步骤来准备部件。例如，在可以进一步处理和/或使用部件之前，该部件必须与支撑结构分离。检查也可能是期望的。也可以使用各种方法来分离部件和支撑结构。例如，流体可以被用于从部件溶解支撑结构。备选地，在支撑结构由不易溶解的材料制成的情况下，支撑结构可以被物理地切割以将部件与支撑结构分离。在这种情况下，使用机器(例如，CNC、机器人等)自动移除用于3D打印部件的支撑结构通常依赖于预先编程的路径轨迹，该轨迹确定切割工具将在何处切割通过支撑结构或部件。然而，由于在部件和支撑结构的各种几何位置不可预测地发生物理变形(弯曲、提升、开裂等)，这种方法可以导致在不期望的位置进行切割，并且导致从部件到部件之间的切割不一致。由于缺乏对支撑结构移除过程的质量检查，因此在自动移除支撑结构期间会出现其它问题。由于这些问题，3D打印部件的后处理目前是一个缓慢且昂贵的过程。因此，期望从部件到部件之间准确且一致地移除支撑结构。

发明内容

提供了一种用于自主地后处理3D打印部件的系统和方法，该方法可以包括从3D打印部件移除支撑结构。该系统和方法包括使用用户定义的性能指标和从后处理的3D打印部件确定的性能度量来生成后处理策略。该系统和方法可以使用单元布置并且从后处理策略的迭代中学习以改进3D打印部件的后处理。本发明还可以包括以下书面描述或附图中描述的任何其它方面及其任何组合。

附图说明

通过结合附图阅读以下描述，可以更全面地理解本发明，其中：

图1是3D打印系统的示意图；

图2是3D打印部件的一部分打印部件的特写透视图；

图3是图2的3D打印部件的另一部分打印部件的特写透视图；

图4是图2的3D打印部件的一部分打印部件的另一个放大透视图；

图5是具有识别标记的另一个3D打印部件的示意图；

图6是支撑结构移除系统的一个实施例的流程图；

图7是支撑结构移除系统的另一个实施例的流程图；