[發明專利]用于增材制造的粉末輸送

有效

• 申請號: 201680054098.6
• 申請日: 2016-09-15
• 公開（公告）號: CN108025502B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 胡·T·額;拉阿南·Y·柴海威;奈格·B·帕蒂班德拉
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: B29C64/321
• 分類號: B29C64/321;B22F3/105;B29B7/12;B33Y40/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

一種設備包括工作臺和覆蓋工作臺的分配系統。分配系統包括粉末源。分配系統進一步包括在工作臺的頂表面上方延伸的粉末運輸機、沿著粉末運輸機的縱向軸線共軸地布置的環、和沿著管的長度延伸的蓋板。粉末運輸機經構造以從粉末源接收粉末。粉末運輸機經構造以移動粉末。環形成環繞粉末運輸機以容納粉末的管。每個同心環包括環開口。每個環經構造為可獨立地旋轉。蓋板包括蓋板開口。當環開口和蓋板開口對準時，粉末通過環開口和蓋板開口從管分配。

技術領域

本說明書涉及增材制造，也被稱為3D打印。

背景技術

增材制造(AM)，也被稱為實體自由成形制造(solid freeform fabrication)或3D打印，是指將原料(例如粉末、液體、懸浮液或熔化固體)相繼分配為二維層而構建出三維物體的制造工藝。相比之下，傳統機械加工技術涉及從庫存材料(例如，木頭塊、塑料塊或金屬塊)切出物體的減材工藝。

在增材制造中可以使用各種增材工藝。一些方法熔化或軟化材料以生產層，例如，選擇性激光熔化(Selective Laser Melting；SLM)或直接金屬激光燒結((Direct MetalLaser Sintering；DMLS)、選擇性激光燒結(Selective Laser Sintering；SLS)、熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling；FDM)，而另外一些方法則使用不同技術(例如，立體光固化成型(Stereolithography；SLA))固化(cure)液體材料。這些工藝可以在形成層以形成完成物體的方式上和在各個工藝中可相容地使用的材料上有所不同。

常規系統使用用于燒結或熔化粉末狀材料的能量源。一旦已燒結或熔化并且接著再次固結第一層上的所有選定位置，新的粉末狀材料層就會沉積在已完成層的頂部上，并且所述工藝逐層重復，直至生產出了期望物體。

發明內容

在一方面，一種用于形成物體的增材制造設備包括用于支撐要形成的物體的工作臺(platen)、覆蓋工作臺的分配系統、和用于向分配在工作臺的頂表面上的粉末施加能量以形成粉末的熔融部分的能量源。分配系統包括經構造以保持要在工作臺的頂表面上方分配的粉末的粉末源、和在工作臺的頂表面上方延伸的粉末運輸機。粉末運輸機包括經構造以從粉末源接收粉末的近端。粉末運輸機經構造以沿著粉末運輸機的長度移動粉末運輸機內運載的粉末。分配系統也包括沿著粉末運輸機的縱向軸線共軸地布置的環。環形成環繞粉末運輸機的管，并且經構造以容納粉末。每個同心環包括至少一個環開口。分配系統也包括沿著管的長度延伸的蓋板。蓋板包括至少一個蓋板開口。每個環經構造以可獨立地旋轉，使得相應同心環的至少一個環開口可移動成與至少一個蓋板開口對準或不對準。當至少一個環開口和至少一個蓋板開口對準時，粉末通過至少一個環開口和至少一個蓋板開口從管分配。

特征可包括以下項中的一個或多個。粉末運輸機可圍繞粉末運輸機的縱向軸線旋轉以沿著粉末運輸機的長度移動粉末運輸機內運載的粉末。粉末運輸機可進一步包括螺桿運輸機(screw conveyor)，螺桿運輸機與粉末運輸機的縱向軸線共軸且可圍繞粉末運輸機的縱向軸線旋轉，使得當螺桿運輸機旋轉時，螺桿運輸機沿著粉末運輸機的長度移動粉末運輸機內運載的粉末。

螺桿運輸機可以經構造以使得當螺桿運輸機在第一方向上圍繞縱向軸線旋轉時，螺桿運輸機沿著縱向軸線運載粉末遠離粉末運輸機的近端。螺桿運輸機可進一步經構造以使得當螺桿運輸機在第二方向上圍繞縱向軸線旋轉時，螺桿運輸機沿著縱向軸線運載粉末朝向粉末運輸機的近端。增材制造設備可進一步包括用于驅動螺桿運輸機的電動機和耦接到電動機的控制器?？刂破骺梢越洏嬙煲栽诜峙浞勰┮孕纬晌矬w期間致使螺桿運輸機在第一方向上的旋轉與第二方向上的旋轉之間交替。螺桿運輸機可以經構造以在螺桿運輸機在第一方向上旋轉時壓實粉末?？刂破骺梢越洏嬙煲灾率孤輻U運輸機在分配之前在第一方向上旋轉，直至粉末沿著基本上整個的管延伸。