[發明專利]金屬部件的增材制造及維修

有效

• 申請號: 201380069815.9
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN109937387B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 蘇曼·達斯;羅恩·班塞爾;賈斯汀·蓋博
• 申請（專利權）人: DDM系統有限責任公司
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;B22F10/85;B22F10/36;B22F10/366;B22F12/90;B22F10/38;B22F5/04;B22F5/00;B33Y50/02;B33Y10/00;B33Y30/00;C30B29/52;C30B19/08;C30B19/10
• 代理公司: 北京英特普羅知識產權代理有限公司 11015
• 代理人: 齊永紅

1.一種通過熔化和再固化材料來制造組件的系統，所述系統包括：

一集中能量源，用于選擇性熔化材料；以及

一個配置成控制所述集中能量源的一個或多個參數的控制系統，所述控制系統包括：

控制計算機；

控制軟件；

向控制系統提供反饋的傳感器；

分布參數控制器，其中，所述分布參數控制器確定所述集中能量源的功率作為溫度分布、熔池溫度以及估計的溫度梯度的函數；以及

一個配置成模擬材料的熔化和再固化、且配置成向控制系統提供反饋的離線仿真系統。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于：所述材料是鎳基超合金。

3.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于：所述傳感器包括熱成像儀、視頻顯微鏡、機器視覺相機和X射線檢查相機中的一個或多個。

4.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于：所述材料設置在能使真空保持在5x10^-3托到1x10^-7托之間的真空腔室內。

5.一種通過熔化和再固化材料粉末來修復組件的方法，該方法包括：

沿材料粉末層中的路徑掃描集中能量源，其中，選擇所述路徑來在整個所需形狀上掃描集中能量源；以及

在集中能量源下保持粉末材料的熔池；

在垂直于路徑的方向上振蕩集中能量源；

模擬所模擬材料的熔化和再固化；

向控制系統提供能反饋；以及

使用分布參數控制器控制集中能量源的功率，以維持恒定的熔池，其中，所述分布參數控制器確定集中能量源的功率作為溫度分布、熔池溫度以及估計的溫度梯度的函數。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：沿所述路徑掃描集中能量源包括：反復掃描一個預定半徑的圓，同時增加集中能量源的功率以形成熔池。

7.根據權利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述熔池包括來自先前層的材料，并且所述方法還包括在先前的層上沉積材料粉末層。

8.根據權利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述集中能量源沿所述路徑連續掃描所需形狀。

9.根據權利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述路徑包括在所需形狀內的放射螺線圖形。

10.根據權利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述路徑包括在所需形狀內的圓形圖案。

11.根據權利要求5或6所述的方法，其特征在于：還包括控制所述集中能量源來維持熔融材料粉末的流動，以減小成品零件中的孔隙率。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，控制所述集中能量源的步驟包括控制下述項中的至少一個：

集中能量源的掃描速度；

集中能量源的掃描間距；以及

集中能量源的能量輸出。

13.根據權利要求11所述的方法，其特征在于：還包括：

使粉末材料層保持在5×10^-3托到1x10^-7托范圍內的真空中；以及

將材料粉末層加熱至500℃到750℃之間。

14.一種通過熔化和再固化粉末材料制造部件的方法，該方法包括：

通過模擬在整個零件上的集中能量源的掃描處理來形成溫度分布；

在該零件上沉積粉末材料的層；

采用向控制系統提供反饋的傳感器；

在整個零件上掃描該集中能量源；以及

以分布參數控制器控制該集中能量源的功率，以維持恒定的熔池，其中，該分布參數控制器確定該集中能量源的功率作為溫度分布、熔池溫度以及估計的溫度梯度的函數。