[發(fā)明專利]增材制造設(shè)備和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580070632.8
• 申請日: 2015-11-17
• 公開（公告）號: CN107107193B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 克里斯托弗·約翰·薩克利夫;杰森·約安諾;杰克·鄧克利;拉姆庫馬爾·瑞瓦努爾
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞尼斯豪公司
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B29C64/20;B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 北京柏杉松知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 謝攀;劉繼富

本發(fā)明是關(guān)于一種用于通過在逐層工藝中選擇性固結(jié)可流動材料來構(gòu)建部件的增材制造設(shè)備，該增材制造設(shè)備包括用于構(gòu)建該部件的構(gòu)建室(101)、用于提供聚焦能量束以用于在該構(gòu)建室中固結(jié)可流動材料的模塊(105、106)、用于產(chǎn)生通過該構(gòu)建室(101)的氣體流的氣體流路。可將至少一個過濾器組件(200、201)布置于該氣體流路中，該或每一過濾器組件(200、201)具有與其相關(guān)聯(lián)的可操作以密封在該過濾器組件(200、201)上游的氣路的閥(V?4、V?8)，和可操作以密封在該過濾器組件(200、201)下游的該氣體流路的閥(V?5、V?9)，該布置允許保持該構(gòu)建室(101)中的受控氣體的同時變更該過濾器組件(200、201)的過濾器元件(E?5、E?7)。該設(shè)備可進一步包括沖洗裝置(210)，其被配置以當(dāng)與該或每一過濾器組件(200、201)相關(guān)聯(lián)的該等閥(V?4、V?5；V?8、V?9)已令該過濾器組件(200、201)對該氣體流關(guān)閉時，沖洗來自那個過濾器組件(200、201)的空氣。替代地或另外，控制器(131)可被布置以控制與該或每一過濾器組件(200、201)相關(guān)聯(lián)的該等閥(V?4、V?5；V?8、V?9)，使得在作為打開通往該構(gòu)建室(101)的門的結(jié)果而危害該構(gòu)建室(101)中的惰性氣體氣體的周期期間，令該過濾器組件(200、201)對來自該構(gòu)建室(101)的氣體流關(guān)閉。該設(shè)備可包括平行布置于該氣體流路內(nèi)的一對過濾器組件(200、201)，該布置允許一個過濾器組件(200、201)的過濾器元件(E?5、E?7)被變更的同時另一過濾器組件(200、201)的該過濾器元件(E?5、E?7)被連接以過濾來自該氣體流的顆粒，從而允許該每一過濾器組件(200、201)的過濾器元件(E?5、E?7)在構(gòu)建期間改變。可提供監(jiān)測裝置(I?3、I?5)以用于檢測與該氣體流相關(guān)聯(lián)的性質(zhì)，且控制器(131)被布置成基于來自該監(jiān)測裝置(I?3、I?5)的信號來控制該等閥切換被連接在氣體流的線上的該過濾器組件(200、201)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于以逐層方式固結(jié)材料層以形成部件的增材制造設(shè)備和方法。本發(fā)明具有對選擇性激光固化設(shè)備的特定但非排他性應(yīng)用，例如，選擇性激光熔融(SLM)設(shè)備和選擇性激光燒結(jié)(SLS)設(shè)備。

背景技術(shù)

選擇性激光熔融(SLM)設(shè)備和選擇性激光燒結(jié)(SLS)設(shè)備使用高能量束(例如，激光束)通過材料(例如，金屬粉末材料)的逐層固化來產(chǎn)生部件。通過鄰近粉末床沉積粉末堆和用刮片跨粉末床(從粉末床的一側(cè)到另一側(cè))散布粉末堆以形成層而在構(gòu)建室中跨粉末床形成粉末層。然后跨對應(yīng)于正構(gòu)建的部件的橫截面的粉末層的區(qū)域而掃描激光束。激光束熔融或燒結(jié)粉末以形成經(jīng)固化層。在層的選擇性固化之后，粉末床按新固化的層的厚度降低，并且再一粉末層在表面上擴散且按需要固化。此裝置的實例公開于US6042774中。

在惰性氣體氣體(例如，氬或氮氣體圍)中進行固化工藝，因為金屬粉末為高反應(yīng)性。為了去除在該工藝期間生成的冷凝物，在噴嘴與排氣口之間跨粉末床產(chǎn)生惰性氣體的氣刀。由排氣口收集的氣體通過氣路再循環(huán)回到噴嘴。氣路中的過濾器過濾來自再循環(huán)的氣體的冷凝物。

W02010/007394公開一種平行過濾器布置，其中通過線路的氣體流可在兩個過濾器組件中的任一個之間切換，使得可在構(gòu)建期間替換在另一過濾器組件中的過濾器元件。

此布置的問題為，當(dāng)替換過濾器時進入到過濾器外殼內(nèi)的空氣在引導(dǎo)氣體流經(jīng)過被替換的過濾器時，被再引入到構(gòu)建室內(nèi)。此外，在構(gòu)建期間的過濾器的手動切換可中斷氣刀，從而影響在那個周期期間構(gòu)建的層的質(zhì)量。

為了從構(gòu)建室移除部件，打開門，從而允許空氣到構(gòu)建室內(nèi)。此空氣可進入到過濾器組件內(nèi)，從而潛在地使在使用的過濾器元件上收集的顆粒點燃。

發(fā)明內(nèi)容