[發明專利]粉末施加系統

有效

• 申請號: 200580049640.0
• 申請日: 2005-05-11
• 公開（公告）號: CN101410208A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 約蘭·瓦爾格倫;烏爾夫·阿克爾德;馬蒂亞斯·斯文松
• 申請（專利權）人: 阿卡姆股份公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B29C67/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲;吳貴明

技術領域

本發明涉及一種粉末施加系統，用于在利用可通過電磁輻射或電子束照射而被固化的粉末材料逐層制造三維物體的設備中將粉末供給和分配到工作區上。

背景技術

使用可通過電磁輻射或電子束照射而被固化的粉末材料逐層制造三維物體的設備從例如US4863538、US5647931和SE524467中可知。這樣的設備包括如粉末供應、用來將一層粉末施加在工作區上的裝置和引導射束到工作區域上的裝置。粉末隨射束在工作區上移動而燒結或熔化并固化。出于產品質量原因的考慮，粉末在工作區上均勻分布以及粉末層厚度明確并符合預定值是非常重要的。而且，為保持盡可能高的生產速度而使得粉末層被快速施加是非常有利的。

傳統的粉末施加裝置通常包括供給件和分配件，其中供給件將來自于粉末供應的一定量粉末傳送到分配件，分配件又在工作區上分配粉末。

粉末施加裝置工作的條件是惡劣的；溫度高，粉末顆粒從開口和狹縫中找到出路，蒸發后的粉末材料冷凝并形成涂層等等。這會產生以下問題，即，軸、鉸鏈和其他可動部件(尤其是供給件)塞住會引起更糟的機械性能。除了生產中斷，它還會在為分配件供給正確粉末量方面產生問題，由此導致不均勻的粉末分布。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種用于制造三維物體的設備的改進粉末施加系統。該目的分別通過包含在權利要求1、8和9中的技術特征而實現。獨立權利要求包含優選實施方式，還包括本發明的進一步發展和變型。

本發明涉及一種用于在制造三維物體的設備中的工作區上供給和分配粉末的粉末施加系統，所述系統包括適于容納粉末供應的粉末存貯單元，還包括分配件，其設置成可橫跨工作區移動以將部分粉末分配到工作區上。本發明特征在于，在第一步中，分配件被設置成可移動到放置于粉末存貯單元中的粉末供應中預定距離，所述距離足夠長以將來自于分配件一側處的粉末供應的部分粉末輸送到分配件的面向工作區的另一側，且在第二步中，分配件被設置成可朝向并橫跨工作區移動以將部分粉末分配到工作區上。

因此，根據本發明的分配件同時用作供給件和分配件，這使得不需要另外的移動部將粉末供給到分配件。這種設計的優點是它使得系統機械結構簡單并且比傳統系統更可靠。

在本發明的第一優選實施例中，粉末存貯單元以開放方式設置，使得放置于粉末存貯單元中的粉末在粉末供應面向工作區的一側形成靜止角。因為這樣的粉末供應提供了還可以相同方式再次成形的明確形狀，因此這種設計能夠僅通過控制分配件的移動，即，通過設定分配件移動到粉末存貯單元中并進而移動到粉末供應中的距離，就可以獲得部分粉末的明確尺寸。這是一種為分配件輸送正確粉末量的簡單、可靠方法。

本發明還涉及一種使用可通過電磁輻射或電子束照射而固化的粉末材料逐層制造三維物體的設備，其特征在于，所述設備包括該有創造性的粉末施加系統。

本發明還涉及一種在用于制造三維物體的設備中在工作區上施加粉末的方法，所述方法包括下列步驟：將來自于粉末供應的部分粉末傳送至分配件，以及使得分配件橫跨工作區移動以將部分粉末分配到工作區上。該有創造性的方法特征在于，該方法包括第一步，使得分配件移動到在粉末供應中預定距離，以使得來自于分配件一側處的粉末供應的部分粉末輸送到分配件的面向工作區的另一側，和第二步，使得分配件朝向并橫跨工作區移動以將部分粉末分配到工作區上。

附圖說明

在以下給出的本發明描述中參考下面附圖，在附圖中：

圖1以示意性立體圖的形式示出本發明的第一優選實施例；以及

圖2A-2D以示意性立體截面圖的形式示出本發明第一優選實施例的功能。

具體實施方式

圖1和圖2示出了本發明第一優選實施例的部件和功能。如這些圖所示，粉末施加系統1設置在基本平坦的工作臺5上并且包括對稱設置于工作區3的相對側部上的兩個粉末存貯單元11，工作區域3位于可豎直調節的平臺4的頂部上，該平臺4安裝在工作臺5的切口部分中。每個粉末存貯單元11適于容納粉末供應源(powdersupply)2(見圖2A)。采用橫截面為三角形的斜塊形式的分配件6沿工作區3延伸，并借助于導軌(未示出)被設置成可在垂直于其延伸方向的方向上橫跨工作區3移動。

照射源(未示出)優選設置在工作區3上方一定距離處，該工作區3作為用于固化粉末的電磁輻射或電子束的目標區。