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CN111948038A - 测试增材制造材料和增材制造零件的方法 - Google Patents

测试增材制造材料和增材制造零件的方法 Download PDF

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CN111948038A CN202010412211.1A CN202010412211A CN111948038A CN 111948038 A CN111948038 A CN 111948038A CN 202010412211 A CN202010412211 A CN 202010412211A CN 111948038 A CN111948038 A CN 111948038A
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Abstract

本发明涉及测试增材制造材料和增材制造零件的方法。提出了使用微试件来测试增材制造材料或由该增材制造材料制成的零件的方法。所述方法包括测试取自增材制造零件以及由增材制造材料构造而成的坯料的小试件和大试件。计算基于试件的校正因子并将其应用于所计算的增材制造材料的材料性质。

Description

测试增材制造材料和增材制造零件的方法
技术领域
本公开总体上涉及测试增材制造材料和增材制造零件的方法，更具体地，涉及使用微试件来测试增材制造材料和增材制造零件。
背景技术
测试用于确定制造零件的机械性能。测试包括确定材料的一个或更多个性质。可针对各种各样的用途设计零件，例如但不限于飞行器或其它载具、机械、工具和家用产品上的零件。
使用传统材料形式(例如，板材、挤压型材和锻件)生产的零件可使用标准尺寸的试件或试样来测试。当用于确定制造质量时，这些被称为见证试件。这些标准尺寸的试样是在与零件相同的热量批次中并使用标准尺寸试件由其它材料制造而成的。由于材料具有均匀的性质，所以见证试件可有效用于测试以间接确定批次质量。
增材制造零件是使用增材制造工艺生产的。在增材制造中，使用通过由计算机和3D模型数据控制的增材工艺结合或凝固的材料来构建零件。使用标准尺寸试件确定增材制造零件的材料性质是困难的。标准尺寸试件常常太大，以至于无法用于测试增材制造零件中的离散位置处的机械性质。由于构建体内的局部变化可能导致在整个增材制造材料上的差异，所以见证试件可能无效。即使以与试件相同的增材制造构建体制造零件，这些差异也会发生。
验证零件的机械性能的替代手段是测试零件的实尺版本。然而，对于许多零件设计，实尺零件测试不经济。
出于这些和其它考虑，提出本文的公开内容。
发明内容
一个方面涉及一种分析零件设计的方法。该方法包括：从通过增材制造工艺制成的增材制造材料的一个或更多个坯料提取一个或更多个试样和微试样，所述试样大于所述微试样。该方法包括：测试来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个试样和微试样，并基于来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个微试样的测试结果相对于来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个试样的测试结果之比来计算第一校正因子。该方法包括：使用增材制造工艺并根据零件设计由增材制造材料制造零件。该方法包括：从所述零件提取一个或更多个微试样。该方法包括：测试来自所述零件的所述一个或更多个微试样，并基于来自所述零件的所述一个或更多个微试样的测试结果相对于来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个微试样的测试结果之比来计算第二校正因子。该方法包括：通过测试来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个试样来计算增材制造材料的统计得出的材料性质。该方法包括：通过将第一校正因子和第二校正因子应用于增材制造材料的统计得出的材料性质来计算增材制造材料的能力值。
在另一方面，该方法包括：使用能力值并计算要根据零件设计由增材制造材料制造的零件的性能。
在另一方面，计算第一校正因子的步骤包括将来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个微试样的测试结果除以来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个试样的测试结果。
在另一方面，计算第二校正因子的步骤包括将来自所述零件的所述一个或更多个微试样的测试结果除以来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个微试样的测试结果。
在另一方面，计算增材制造材料的能力值的步骤包括将增材制造材料的统计得出的材料性质乘以第一校正因子和第二校正因子。
在另一方面，从所述零件提取所述一个或更多个微试样的步骤包括从所述零件切取坯料并从所述坯料提取所述一个或更多个微试样。
在另一方面，来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个微试样和来自所述零件的所述一个或更多个微试样包括相同的几何尺寸。
一个方面涉及一种分析零件设计的方法。该方法包括：从通过增材制造工艺由增材制造材料制成的一个或更多个试样坯料提取一个或更多个试样和微试样。该方法包括：从使用零件设计通过增材制造工艺制成的增材制造零件提取一个或更多个微试样零件。该方法包括：针对所述一个或更多个试样、微试样和微试样零件中的每一个测试材料性质并获得测试结果。该方法包括：基于所述一个或更多个微试样的测试结果相对于所述一个或更多个试样的测试结果来计算第一校正因子。该方法包括：基于所述一个或更多个试样的测试结果来计算增材制造材料的统计得出的材料性质。该方法包括：基于所述一个或更多个微试样零件的测试结果相对于所述一个或更多个微试样的测试结果来计算第二校正因子。该方法包括：基于应用于统计得出的材料性质的第一校正因子和第二校正因子来计算增材制造材料的能力值。该方法包括：使用能力值并计算要根据零件设计由增材制造材料制造的零件的性能。
在另一方面，该方法包括：所述一个或更多个试样大于所述一个或更多个微试样和所述一个或更多个微试样零件二者。
在另一方面，所述一个或更多个微试样和所述一个或更多个微试样零件包括相同的几何尺寸。
在另一方面，该方法包括：计算要根据零件设计由增材制造材料制造的零件的安全裕度，该安全裕度基于增材制造材料的能力值来计算。
在另一方面，计算要根据零件设计由增材制造材料制造的零件的性能的步骤包括使用增材制造材料的能力值以加载条件分析零件设计的计算机模型。
在另一方面，计算第一校正因子的步骤包括将所述一个或更多个微试样的测试结果除以所述一个或更多个试样的测试结果。
在另一方面，计算第二校正因子的步骤包括将所述一个或更多个微试样零件的测试结果除以所述一个或更多个微试样的测试结果。
在另一方面，计算增材制造材料的能力值的步骤包括将统计得出的材料性质乘以第一校正因子和第二校正因子。
在另一方面，该方法包括：从增材制造零件上的所选位置提取所述一个或更多个微试样零件。
在另一方面，从增材制造零件提取所述一个或更多个微试样零件的步骤包括：从增材制造零件切取坯料，并从所述坯料提取所述一个或更多个微试样零件。
一个方面涉及一种分析零件设计的方法。该方法包括：从坯料提取一个或更多个微试样和试样，该坯料通过使用增材制造材料的增材制造工艺制造，并且所述一个或更多个试样大于所述一个或更多个微试样。该方法包括：测试所述一个或更多个微试样和所述一个或更多个试样并分别获得微试样测试结果和试样测试结果。该方法包括：通过将微试样测试结果除以试样测试结果来计算第一校正因子。该方法包括：基于试样测试结果来计算统计得出的材料性质。该方法包括：根据零件设计使用增材制造材料创建使用增材制造工艺制造的零件。该方法包括：从所述零件提取一个或更多个微试样零件。该方法包括：测试所述一个或更多个微试样零件并获得微试样零件测试结果。该方法包括：通过将微试样零件测试结果除以微试样测试结果来计算第二校正因子。该方法包括：通过将第一校正因子和第二校正因子乘以统计得出的材料性质来计算所述零件的能力值。该方法包括：计算要使用增材制造材料使用增材制造工艺制造的建模的零件的性能。
在另一方面，所述一个或更多个试样大于所述一个或更多个微试样和所述一个或更多个微试样零件二者。
在另一方面，所述一个或更多个微试样和所述一个或更多个微试样零件包括相同的几何尺寸。
附图说明
图1是从坯料提取的试样和微试样的示意图。
图2是试样或微试样的正视图。
图3是试样或微试样的侧视图。
图4是AM零件以及从零件内的位置提取的零件微试样的透视图。
图5是示出计算AM材料的材料性质的方法的流程图。
图6是示出分析AM零件的设计的方法的流程图。
图7是示出计算AM零件的安全裕度的方法的流程图。
图8是示出计算装置的框图。
具体实施方式
本文所公开的测试方法使用从材料坯料20提取的试件。材料坯料20是使用预定增材制造工艺构造的。图1示出使用增材制造工艺构造的坯料20。从坯料20提取一个或更多个试件，以测试增材制造(AM)材料。试件包括标准尺寸试件21和较小尺寸试件22。试件21、22可包括各种形状。图2示出包括具有第一端28和第二端29的细长形状的试件21、22。中心区段26位于第一端28和第二端29之间，并且可比端部28、29窄。开口27可朝着端部28、29中的每一个定位，以用于附接到测试夹具。图3包括另一试件21、22，其中心区段26具有相对于端部28、29相等的宽度。试件21、22可使用开口27以及以各种其它方式附接到测试夹具。
本文所公开的测试方法还使用从使用相同的增材制造工艺制造的零件30提取的试件。AM零件30是使用零件设计(例如，零件的计算机生成的文件)构造的。图4示出使用用于构造坯料20的相同AM工艺从零件设计构造的AM零件30。
从AM零件30提取较小尺寸试件31。从AM零件30提取的较小尺寸试件31以及来自坯料20的较小尺寸试件22可包括相同的几何尺寸。较小尺寸试件22、31的尺寸和几何形状并未标准化，因此可使用各种尺寸和几何形状。在一个设计中，这些试件22、31具有小于0.45英寸的标距长度。这些较小试件22、31的尺寸也可取决于AM零件30的尺寸。试件22、31可足够小，以用于从AM零件30上的特定位置32提取强度数据。该位置32可非常小或薄，使得根据行业标准(例如，ASTM E8)使用较大的标准尺寸试样不实际。
本方法的优点是使用来自AM零件30的较小尺寸试件31。这提供了从AM零件30上的一个或更多个特定位置32提取较小尺寸试件31。这些位置32可相对小，但足够大以允许提取较小尺寸试件31。相反，无法从位置32提取较大的标准尺寸试件，因为其大于位置32。使用来自零件30上的特定位置32的试件已被确定为是确定关于AM材料和/或零件30的设计的物理方面的更有效的方式。
AM零件30上的提取较小尺寸试件31的一个或更多个位置32可以是对AM零件30的机械性能至关重要的位置。这可包括当AM零件30使用时将暴露于高载荷的位置32。相对于位置32将暴露于的载荷，位置32可由相对少量的AM材料构造。一个或更多个位置32可基于零件30的对应计算机生成的文件的分析来确定。可使用诸如线性和非线性有限元方法(FEM)的技术来确定位置32。
从AM零件30提取较小尺寸试件31可初始包括提取一个或更多个坯料。然后从这一个或更多个坯料提取较小尺寸试件31。可使用各种传统机加工技术来执行材料的提取。这些技术可在对材料的改变最小和/或变形最小的情况下执行，并生成具有所需公差的较小尺寸试件31。提取还应该生成具有低残余应力和表面光洁度的一个或更多个较小尺寸的试件31。在提取之后，可执行尺寸检查以验证较小尺寸试件31在指定的公差内。
使用已知机械测试技术来测试来自坯料20的标准尺寸试件21和较小尺寸试件22以及来自AM零件30的一个或更多个较小尺寸试件31。来自AM零件30的较小尺寸试件的测试结果可被称为微试样零件测试结果。测试计算了AM材料的各种性质，包括但不限于应力和应变性质，以及诸如屈服强度、拉伸强度、伸长率和杨氏模量的拉伸性质。
一个方法计算了AM材料的机械能力。该方法考虑使用较小尺寸试件对比传统使用较大标准尺寸的试件，从AM零件30上的特定位置提取一个或更多个试件，以及AM材料的统计得出的材料性质。
该方法包括计算考虑使用较小尺寸试件的第一校正因子(方框50)。在此方法中，代替较大的标准尺寸试件使用较小尺寸试件。第一校正因子使用来自材料坯料20的较小尺寸试件22的材料性质(F-micro-coupon)除以来自材料坯料20的一个或更多个标准尺寸试件21的材料性质(F-coupon)。该计算定义于式1中：
第一校正因子＝F-micro-coupon/F-coupon(式1)
例如，该测试确定较小尺寸试件22、31的屈服强度。可从AM材料计算屈服强度第一校正因子。在另一示例中，该测试确定较小尺寸试件22、31的极限拉伸强度。然后可针对AM材料计算极限拉伸强度第一校正因子。
该方法还确定第二校正因子以考虑来自AM零件30上的一个或更多个特定位置32的较小尺寸试件31(方框52)。
第二校正因子被计算为来自AM零件30的较小尺寸试件31的测试结果(F-partmicro-coupon)除以来自材料坯料20的较小尺寸试件22的测试结果(F-micro-coupon)。该第二校正因子定义于式2中：
第二校正因子＝F-part micro-coupon/F-micro-coupon(式2)
例如，该测试确定较小尺寸试件22、31的屈服强度和拉伸强度。可针对AM材料计算屈服强度第二校正因子和拉伸强度第二校正因子。
该方法计算AM材料的统计得出的材料性质(方框54)。测试来自坯料20的一个或更多个标准尺寸试件21以确定AM材料的统计得出的材料性质(例如，屈服强度、拉伸强度)。该统计得出的材料性质(称为F-coupon-allowable)可使用各种熟知的行业方法来计算，例如CMH-17(复合材料手册)和金属材料性质发展与标准化(MMPDS)中建立的方法。
该方法计算在所选位置32处AM材料的能力值(方框56)。该能力值是AM材料的能力，例如AM材料的固有强度。通过将统计得出的材料性质(F-coupon-allowable)乘以第一和第二校正因子中的每一个来计算能力值。在所选位置32处AM材料的能力值定义于式3中：
能力值＝F-coupon-allowable×第1校正因子×第2校正因子(式3)
一个示例包括确定试件的拉伸强度并计算统计得出的拉伸强度值。然后，在位置32处AM材料的总拉伸强度值被计算为通过应用各个拉伸强度校正因子而调节的统计得出的拉伸强度值。将理解，AM材料的不同材料特性的能力值可按类似方式计算。
AM材料的能力值可用于确定关于零件设计的附加方面。一个方面是分析零件设计以计算使用相同AM材料使用相同工艺制造的AM零件的预测性能。该分析计算在位置32处零件设计的预期性能。图6示出利用使用图5的方法计算的能力值来分析零件设计的方法。如图6所示，步骤50-56与图5的方法中所公开的那些相同。图6的方法包括使用AM材料的能力值来进一步分析使用该AM材料的零件的设计的附加步骤。该方法计算如果零件由AM材料制成的话，在该位置处零件设计的预测性能(方框58)。
在一个方法中，该分析使用零件的计算机生成的模型。计算机化建模工具使用零件设计的计算机生成的模型来模拟零件在使用中将被如何加载(例如，500磅的拉伸载荷)。该方法可包括有限元分析(FEA)以预测使用增材制成的零件在服务加载期间在位置32处将如何响应或受到应力。在一个设计中，所计算的位置32处的响应提供总体零件设计的性能的预测。
这些方法可进一步用于计算零件设计的安全裕度。如图7所示，该方法包括图6的方法中所公开的相同步骤50-58。该方法还计算安全裕度(方框59)。安全裕度是描述使用零件设计由AM材料制成的零件在位置32处比失效之前所需的特定载荷强多少的量。安全裕度使用AM材料在位置32处的能力值以及使用该AM材料的零件设计在位置32处的预测性能。可使用计算机生成的模型分析来计算安全裕度。例如，如果分析预测位置32将经历60,000磅/平方英寸的最大响应并且所计算的使用AM材料的零件设计在位置32处的总体性能为70,000磅/平方英寸，则安全裕度为0.17(按70000/60000-1计算)。
图8是示出被配置为确定零件设计的一个或更多个方面的计算装置100的框图。如图8中看到的，计算装置100包括处理电路102，其在通信时经由一个或更多个总线联接到存储器104、用户输入/输出接口106和通信接口108。根据本公开的各方面，处理电路102包括一个或更多个微处理器、微控制器、硬件电路、离散逻辑电路、硬件寄存器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或其组合。在一个这样的方面，处理电路102包括能够执行例如作为机器可读计算机控制程序110存储在存储器104中的软件指令的可编程硬件。这些指令可包括各种FEA以及使用零件设计的计算机生成的模型的其它分析方法。更具体地，处理电路102被配置为执行控制程序110以执行先前描述的本公开的各方面。
存储器104包括本领域已知或者可开发的任何非暂时性机器可读存储介质(无论是易失性的还是非易失性的)，包括(但不限于)固态介质(例如，SRAM、DRAM、DDRAM、ROM、PROM、EPROM、闪存、固态驱动器等)、可移除存储装置(例如，安全数字(SD)卡、miniSD卡、microSD卡、、记忆棒、拇指驱动器、USB闪存驱动器、ROM盒、通用媒体盘)、固定驱动器(例如，磁硬盘驱动器)等(单独地或按任何组合)。如图8中看到的，存储器104被配置为存储由处理电路102执行以执行本公开的各方面的计算机程序产品(例如，控制程序110)。存储器104还可存储用于计算一个或更多个方面的零件设计的计算机生成的模型，以及一个或更多个计算机化建模工具。
用户输入/输出接口106包括被配置为控制计算装置100的输入和输出(I/O)数据路径的电路。I/O数据路径包括用于经由通信网络(未示出)与其它计算机和大容量存储装置交换信号的数据路径，和/或用于与用户交换信号的数据路径。在一些方面，用户I/O接口106包括各种用户输入/输出装置，包括但不限于一个或更多个显示装置、键盘或键区、鼠标等。
通信接口108包括被配置为允许计算装置100与一个或更多个远程计算装置通信数据和信息的电路。通常，通信接口108包括被特别配置为允许计算装置100经由计算机网络传送数据和信息的以太网卡或其它电路。然而，在本公开的其它方面，通信接口108包括被配置为经由无线网络向另一装置发送通信信号以及从其接收通信信号的收发器。
各种测试方法可包括用于各种步骤中的一个或更多个试件21、22、31。此外，对试件21、22、31执行的测试次数可变化。
可使用各种类型的增材制造工艺。一种类型包括粉末床AM。其它类型的增材制造包括但不限于激光自由成型制造(LFM)、激光沉积(LD)、直接金属沉积(DMD)、激光金属沉积、激光增材制造、激光工程化净成形(LENS)、光固化成型(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积建模(FDM)、多射流建模(MJM)、3D打印、快速成型、直接数字制造、分层制造和增材制造。
使用AM材料的零件设计可用于制造用于各种各样用途的零件。一个背景是用在各种载具上。载具包括但不限于载人飞行器、无人飞行器、载人航天器、无人航天器、载人旋翼机、无人旋翼机、卫星、火箭、导弹、载人陆地载具、无人陆地载具、载人水上载具、无人水上载具、载人水下载具、无人水下载具及其组合。
此外，本公开包括根据以下条款的示例：
1.一种分析零件设计的方法，该方法包括以下步骤：
从通过增材制造工艺制成的增材制造材料的一个或更多个坯料提取一个或更多个试样和微试样，所述试样大于所述微试样；
测试来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个试样和微试样，并基于来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个微试样的测试结果相对于来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个试样的测试结果之比来计算第一校正因子；
使用增材制造工艺并根据零件设计由增材制造材料制造零件；
从所述零件提取一个或更多个微试样；
测试来自所述零件的所述一个或更多个微试样，并基于来自所述零件的所述一个或更多个微试样的测试结果相对于来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个微试样的测试结果之比来计算第二校正因子；
通过测试来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个试样来计算增材制造材料的统计得出的材料性质；以及
通过将第一校正因子和第二校正因子应用于增材制造材料的统计得出的材料性质来计算增材制造材料的能力值。
2.根据条款1所述的方法，该方法还包括：使用能力值并计算要根据零件设计由增材制造材料制造的零件的性能。
3.根据条款1所述的方法，其中，计算第一校正因子的步骤包括将来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个微试样的测试结果除以来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个试样的测试结果。
4.根据条款3所述的方法，其中，计算第二校正因子的步骤包括将来自所述零件的所述一个或更多个微试样的测试结果除以来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个微试样的测试结果。
5.根据条款1至4中的任一项所述的方法，其中，计算增材制造材料的能力值的步骤包括将增材制造材料的统计得出的材料性质乘以第一校正因子和第二校正因子。
6.根据条款1至4中的任一项所述的方法，其中，从所述零件提取所述一个或更多个微试样的步骤包括从所述零件切取坯料并从所述坯料提取所述一个或更多个微试样。
7.根据条款1至4中的任一项所述的方法，其中，来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个微试样和来自所述零件的所述一个或更多个微试样包括相同的几何尺寸。
8.一种分析零件设计的方法，该方法包括以下步骤：
从通过增材制造工艺由增材制造材料制成的一个或更多个试样坯料提取一个或更多个试样和微试样；
从使用零件设计通过增材制造工艺制成的增材制造零件提取一个或更多个微试样零件；
针对所述一个或更多个试样、微试样和微试样零件中的每一个测试材料性质并获得测试结果；
基于所述一个或更多个微试样的测试结果相对于所述一个或更多个试样的测试结果来计算第一校正因子；
基于所述一个或更多个试样的测试结果来计算增材制造材料的统计得出的材料性质；
基于所述一个或更多个微试样零件的测试结果相对于所述一个或更多个微试样的测试结果来计算第二校正因子；
基于应用于统计得出的材料性质的第一校正因子和第二校正因子来计算增材制造材料的能力值；以及
使用能力值并计算要根据零件设计由增材制造材料制造的零件的性能。
9.根据条款8所述的方法，该方法还包括：所述一个或更多个试样大于所述一个或更多个微试样和所述一个或更多个微试样零件二者。
10.根据条款8所述的方法，其中，所述一个或更多个微试样和所述一个或更多个微试样零件包括相同的几何尺寸。
11.根据条款8所述的方法，该方法还包括：计算要根据零件设计由增材制造材料制造的零件的安全裕度，该安全裕度基于增材制造材料的能力值来计算。
12.根据条款8所述的方法，其中，计算要根据零件设计由增材制造材料制造的零件的性能的步骤包括使用增材制造材料的能力值以加载条件分析零件设计的计算机模型。
13.根据条款8至12中的任一项所述的方法，其中，计算第一校正因子的步骤包括将所述一个或更多个微试样的测试结果除以所述一个或更多个试样的测试结果。
14.根据条款8至12中的任一项所述的方法，其中，计算第二校正因子的步骤包括将所述一个或更多个微试样零件的测试结果除以所述一个或更多个微试样的测试结果。
15.根据条款8至12中的任一项所述的方法，其中，计算增材制造材料的能力值的步骤包括将统计得出的材料性质乘以第一校正因子和第二校正因子。
16.根据条款8至12中的任一项所述的方法，该方法还包括：从增材制造零件上的所选位置提取所述一个或更多个微试样零件。
17.根据条款16所述的方法，其中，从增材制造零件提取所述一个或更多个微试样零件的步骤包括：
从增材制造零件切取坯料；以及
从所述坯料提取所述一个或更多个微试样零件。
18.一种分析零件设计的方法，该方法包括以下步骤：
从坯料提取一个或更多个微试样和试样，该坯料通过使用增材制造材料的增材制造工艺制造，并且所述一个或更多个试样大于所述一个或更多个微试样；
测试所述一个或更多个微试样和所述一个或更多个试样并分别获得微试样测试结果和试样测试结果；
通过将微试样测试结果除以试样测试结果来计算第一校正因子；
基于试样测试结果来计算统计得出的材料性质；
根据零件设计使用增材制造材料创建使用增材制造工艺制造的零件；
从所述零件提取一个或更多个微试样零件；
测试所述一个或更多个微试样零件并获得微试样零件测试结果；
通过将微试样零件测试结果除以微试样测试结果来计算第二校正因子；
通过将第一校正因子和第二校正因子乘以统计得出的材料性质来计算所述零件的能力值；以及
计算要使用增材制造材料使用增材制造工艺制造的建模的零件的性能。
19.根据条款18所述的方法，其中，所述一个或更多个试样大于所述一个或更多个微试样和所述一个或更多个微试样零件二者。
20.根据条款18或19所述的方法，其中，所述一个或更多个微试样和所述一个或更多个微试样零件包括相同的几何尺寸。
在不脱离本公开的基本特性的情况下，本公开可按照本文具体阐述的那些方式以外的其它方式实现。本发明各方面在所有方面均被认为是例示性的，而非限制性的，落入随附权利要求的含义和等同范围内的所有改变旨在被涵盖于其中。

Claims (15)

1.一种分析零件设计的方法，该方法包括以下步骤：
从通过增材制造工艺制成的增材制造材料的一个或更多个坯料(20)提取一个或更多个试样(21)和微试样(22)，所述试样大于所述微试样；
测试来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个试样和微试样，并基于来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个微试样的测试结果相对于来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个试样的测试结果之比来计算第一校正因子；
使用所述增材制造工艺并根据所述零件设计由所述增材制造材料制造零件(30)；
从所述零件提取一个或更多个微试样(31)；
测试来自所述零件的所述一个或更多个微试样，并基于来自所述零件的所述一个或更多个微试样的测试结果相对于来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个微试样的所述测试结果之比来计算第二校正因子；
通过测试来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个试样来计算所述增材制造材料的统计得出的材料性质；以及
通过将所述第一校正因子和所述第二校正因子应用于所述增材制造材料的所述统计得出的材料性质来计算所述增材制造材料的能力值。
2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：使用所述能力值并计算要根据所述零件设计由所述增材制造材料制造的零件的性能。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述第一校正因子的步骤包括将来自所述一个或更多个坯料(20)的所述一个或更多个微试样(22)的所述测试结果除以来自所述一个或更多个坯料的所述一个或更多个试样(21)的所述测试结果。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，计算所述第二校正因子的步骤包括将来自所述零件(30)的所述一个或更多个微试样(31)的所述测试结果除以来自所述一个或更多个坯料(20)的所述一个或更多个微试样(22)的所述测试结果。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，计算所述增材制造材料的所述能力值的步骤包括将所述增材制造材料的所述统计得出的材料性质乘以所述第一校正因子和所述第二校正因子。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，从所述零件(30)提取所述一个或更多个微试样(31)的步骤包括从所述零件切取坯料并从所述坯料提取所述一个或更多个微试样。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，来自所述一个或更多个坯料(20)的所述一个或更多个微试样(22)和来自所述零件(30)的所述一个或更多个微试样(31)包括相同的几何尺寸。
8.一种分析零件设计的方法，该方法包括以下步骤：
从通过增材制造工艺由增材制造材料制成的一个或更多个试样坯料(20)提取一个或更多个试样(21)和微试样(22)；
从使用所述零件设计通过所述增材制造工艺制成的增材制造零件(30)提取一个或更多个微试样零件(31)；
针对所述一个或更多个试样、所述微试样和所述微试样零件中的每一个测试材料性质并获得测试结果；
基于所述一个或更多个微试样的所述测试结果相对于所述一个或更多个试样的所述测试结果来计算第一校正因子；
基于所述一个或更多个试样的所述测试结果来计算所述增材制造材料的统计得出的材料性质；
基于所述一个或更多个微试样零件的所述测试结果相对于所述一个或更多个微试样的所述测试结果来计算第二校正因子；
基于应用于所述统计得出的材料性质的所述第一校正因子和所述第二校正因子来计算所述增材制造材料的能力值；以及
使用所述能力值并计算要根据所述零件设计由所述增材制造材料制造的零件的性能。
9.根据权利要求8所述的方法，该方法还包括：所述一个或更多个试样(21)大于所述一个或更多个微试样(22)和所述一个或更多个微试样零件(31)二者。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述一个或更多个微试样(22)和所述一个或更多个微试样零件(31)包括相同的几何尺寸。
11.根据权利要求8所述的方法，该方法还包括：计算要根据所述零件设计由所述增材制造材料制造的零件的安全裕度，该安全裕度基于所述增材制造材料的所述能力值来计算。
12.根据权利要求8至11中的任一项所述的方法，其中，计算要根据所述零件设计由所述增材制造材料制造的零件的所述性能的步骤包括使用所述增材制造材料的所述能力值以加载条件分析所述零件设计的计算机模型。
13.根据权利要求8至11中的任一项所述的方法，其中，计算所述第一校正因子的步骤包括将所述一个或更多个微试样(22)的所述测试结果除以所述一个或更多个试样(21)的所述测试结果，并且其中，计算所述第二校正因子的步骤包括将所述一个或更多个微试样零件(31)的所述测试结果除以所述一个或更多个微试样的所述测试结果。
14.根据权利要求8至11中的任一项所述的方法，其中，计算所述增材制造材料的所述能力值的步骤包括将所述统计得出的材料性质乘以所述第一校正因子和所述第二校正因子。
15.根据权利要求8至11中的任一项所述的方法，该方法还包括：从所述增材制造零件(30)上的所选位置(32)提取所述一个或更多个微试样零件(31)，其中，从所述增材制造零件提取所述一个或更多个微试样零件的步骤包括：
从所述增材制造零件切取坯料；以及
从所述坯料提取所述一个或更多个微试样零件。
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