[發明專利]制備三維物體的方法和系統

有效

• 申請號: 201580052322.3
• 申請日: 2015-03-31
• 公開（公告）號: CN106922136B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 德米特羅·科瓦楚克;伊戈爾·梅爾尼克;維塔利·梅爾尼克;鮑里斯·杜加依
• 申請（專利權）人: 切爾沃納維利亞股份公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B29C64/153;B29C64/20;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 上海衡方知識產權代理有限公司 31234
• 代理人: 卞孜真;周世亮

1.一種生產三維物體的方法，所述方法包括：在電子束的影響下在基質上形成熔化池，將原材料供給到其中形成所述熔化池的熔化區域，通過所述電子束和將接受的其他熔化材料沉積在基質上所述熔化池中的方式來熔化所述原材料，將熔化區域相對于基質沿著由工作者或程序設定的軌道移動，一旦熔化區域離開所述電子束指向的區域由于熔化的原材料和熔化池的凝固而沿著所述軌道形成固體沉積層，將所述熔化區域相對于基質沿著由工作者或程序設定的軌道的移動重復所需次數，直到完成形成特定的三維物體，其中，形狀為空心倒圓錐并且頂點位于熔化區域附近的電子束直接由具有圓形陰極的電子束槍產生，所述電子束用于形成基質上的熔化池并用于熔化原材料，并且原材料通過原料引導沿著所述空心倒圓錐狀電子束的軸供給到熔化區域。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述原材料是金屬線、芯線或桿。

3.根據權利要求1所述的方法，其中所述原材料是一些成捆金屬線，所述成捆金屬線通過相同的原料引導供給到所述熔化區域，并且成捆金屬線的全部或部分是不同材料制成。

4.根據權利要求1所述的方法，其中所述原材料是粉末，所述粉末通過所述原料引導末端的噴嘴直接供給到所述熔化區域。

5.根據權利要求1所述的方法，其中所述原材料是包括不同物理屬性材料的不同材料粉末和具有不同成分組成的粉末的混合物。

6.根據權利要求1-5任一項所述的方法，其中以金屬線、芯線、桿、線捆、粉末、粉末混合物形式的所述原材料由下述材料制成：鈦、鈦合金、鈦金屬間化合物、鈮、鈮合金、鈮金屬間化合物、鉭、鉭合金、鋁、鋁合金、鋁金屬間化合物、鎳基合金、鈷基合金、工具鋼、復合基底。

7.根據權利要求1所述的方法，其中由于通過改變基質表面和電子束槍距離的方式來實現空心倒圓錐狀電子束的頂點相對于基質表面上下移動，所以由所述空心倒圓錐狀電子束的基質表面圓形截面的直徑的改變來控制所述基質上熔化區域的直徑和所述熔化池的直徑。

8.根據權利要求1所述的方法，其中在工作室中10-10^ˉ2Pa范圍的真空下，進行生產三維物體的工藝。

9.一種用于生產三維物體的系統，所述系統包括基體基質，所述基體基質用于形成置于支撐板上的三維物體，具有電源的電子束槍，所述電子束槍是形成所述基質上的熔化池的能量源，供給構件，所述供給構件用于將專用于層化生產三維物體的原材料供給到熔化區域，定位系統，所述定位系統用于精確定位用于形成三維物體并具有基體基質的支撐板，真空密封工作室，所述真空密封工作室用于包圍所述支撐板上的基體基質，所述電子束槍，所述供給構件和所述定位具有基體基質的支撐板的定位系統，真空系統，控制系統，所述控制系統用于控制所述生產系統包括的所有器材、機構和儀器，用于監控所述生產系統包括的所有系統的工作條件以及用于控制生產三維物體的技術工藝，

其中用于在基質上生成熔化池和用于在所述系統中熔化原材料的能量源是氣體放電電子束槍，所述氣體放電電子束槍具有置于與冷圓形陰極共軸放置的內部圓形陽極電極和外部圓形陽極電極之間的冷圓形陰極，產生空心倒圓錐形狀的電子束，并且用于把原材料供給到熔化區域的原料引導沿著所述電子束槍的軸放置，并且在一個功能組件中結合所述氣體放電電子束槍和所述原料引導。

10.根據權利要求9所述的系統，其中所述功能組件包括氣體放電電子束槍和原料引導，所述功能組件具備中心有孔洞的基體凸緣，其中用于供給原材料的原料引導與所述基體凸緣共軸固定，槍體和具有連接的圓形陰極的圓形高壓絕緣體從下面與之共軸固定在所述基體凸緣和原料引導上，并且內部圓形陽極電極沿著所述原料引導并且與之共軸固定在所述基體凸緣的孔洞上，槍體的功能是外部圓形陽極電極。