[發(fā)明專利]用于形成物體的方法、裝置、計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算機(jī)程序

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080037199.5
• 申請(qǐng)日: 2010-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN102549178A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米歇爾·托馬斯·弗爾隆;尼爾·霍普金森;卡姆蘭·阿米爾·穆姆塔茲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 謝菲爾德大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C1/02
• 分類號(hào): C22C1/02;C22C1/03;B22F3/10
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及用于形成物體(對(duì)象，目標(biāo)，object)的方法、裝置(設(shè)備)、計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)(計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì))和計(jì)算機(jī)程序。

背景技術(shù)

實(shí)體自由成形制造(SFF)是能夠通過材料(例如，粉末形式)的連續(xù)層狀成形和凝固來生產(chǎn)3D實(shí)體部件的一組制造技術(shù)。可以由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)模型直接獲得部分幾何數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行處理以形成物體而不需要任何模具或工具。可以根據(jù)所用的方法對(duì)各種材料以及諸如塑料、蠟、金屬和陶瓷的材料的組合進(jìn)行處理。

在單一步驟中生產(chǎn)具有高密度的全功能部件通常需要粉末顆粒(粒子)的完全熔化。這可以利用高能量密度(例如，激光束或電子束)實(shí)現(xiàn)，所述高能量密度可產(chǎn)生能夠?qū)?chuàng)建熔體池的粉末顆粒完全液化的溫度。一旦從新產(chǎn)生的熔體池中除去熱，則熔融材料凝固而形成大的塊體，所述大的塊體通常在其結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生有新的晶粒(細(xì)粒，grains)。

當(dāng)應(yīng)用至金屬粉末時(shí)，上述方法通常誘導(dǎo)材料的快速熔化和再凝固，這導(dǎo)致大的內(nèi)部熱應(yīng)力，所述大的內(nèi)部熱應(yīng)力可能在凝固期間和在凝固之后導(dǎo)致部件翹曲。由于翹曲，特定的幾何形狀(如在模型中比較常見的懸垂/無載體(無支撐)特征)需要利用在建筑期間制造的錨而強(qiáng)制壓向基底(襯底，基板，substrate)。這些錨通常由用于生產(chǎn)部件的相同金屬制成，并且在制造部件之后除去通常麻煩且耗時(shí)或不可能。錨的除去還可以損壞組件，從而導(dǎo)致部件不穩(wěn)定。

因此，期望提供用于形成物體的替代方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)各方面但不必根據(jù)全部方面，本發(fā)明的實(shí)施方式是提供用于形成物體的方法，所述方法包括：至少提供具有在第一溫度下的熔點(diǎn)的第一材料和具有在第二溫度下的熔點(diǎn)的第二材料；在高于所述第一溫度和第二溫度下對(duì)所述第一材料和第二材料的至少一部分進(jìn)行加熱，從而形成基本熔融的合金，所述熔融合金具有在第三溫度下的凝固點(diǎn)，所述第三溫度低于所述第一溫度和所述第二溫度；向所述熔融合金的至少一部分提供基本固體的另外的材料(基本固體的其他材料)，所述另外的材料具有在大于所述第三溫度的溫度下的熔點(diǎn)；以及在高于所述另外的材料的熔點(diǎn)的溫度下對(duì)所述基本固體的另外的材料的至少一部分進(jìn)行加熱。

當(dāng)向所述熔融合金的至少一部分提供基本固體的另外的材料時(shí)，所述基本熔融的合金可以具有這樣的溫度，在高于所述溫度下，合金化材料基本上不翹曲。

所述方法還可以包括重復(fù)提供所述另外的材料和加熱所述另外的材料的步驟以形成物體。

所述物體可以是基本熔融的且所述方法還可以包括控制所述物體的冷卻從而形成包含受控的微結(jié)構(gòu)的凝固物體。控制所述物體的冷卻可形成包含單晶的凝固物體。

所述方法還可以包括控制所述基本熔融的合金的加熱從而將所述熔融合金的溫度保持在高于所述第三溫度并且低于所述第一和第二材料的熔點(diǎn)溫度。

所述方法還可以包括檢測(cè)所述熔融合金的溫度并使用所檢測(cè)的溫度控制所述熔融合金的加熱從而將所述熔融合金的溫度保持在高于所述第三溫度并且低于所述第一和第二材料的熔點(diǎn)溫度。

所述方法還可以包括在提供所述第一材料之前，將所述第一材料加熱至低于所述第一溫度的溫度和/或在提供所述第二材料之前，將所述第二材料加熱至低于所述第二溫度的溫度和/或?qū)⑺隽硗獾牟牧霞訜嶂恋陀谒隽硗獾牟牧系娜埸c(diǎn)溫度的溫度。

可以以層的形式提供所述第一材料和所述第二材料且可以以層的形式提供所述另外的材料。所述層可以通過未混合材料的依次沉積和/或混合材料的沉積而形成。

可以以粉末的形式提供所述第一材料、所述第二材料和所述另外的材料。

所述基本固體的另外的材料可以至少包含所述第一材料和所述第二材料。

可以以形成共晶混合物(低共熔混合物)的比例提供所述第一材料和所述第二材料并且加熱所述第一和第二材料可以形成基本熔融的共晶合金(低共熔合金)。

可以以使得加熱所述第一和第二材料形成基本熔融的過共晶合金或基本熔融的亞共晶合金的比例提供所述第一材料和所述第二材料。