[發(fā)明專利]用于借助于選擇性移除基礎(chǔ)材料進(jìn)行增材制造的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780070900.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN109996626A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奧利·蓋森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子股份公司
• 主分類號(hào): B22F3/105
• 分類號(hào): B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00;B29C64/153;B29C64/20
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;劉剛

本發(fā)明涉及一種用于增材制造構(gòu)件(3)的方法，所述方法包括在增材構(gòu)造期間選擇性移除，尤其抽吸用于所述構(gòu)件(3)的基礎(chǔ)材料(1)，其中在用于增材制造的覆層裝置(20)的運(yùn)動(dòng)期間從制造表面(HOB)的預(yù)定區(qū)域中移除所述基礎(chǔ)材料(1)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于增材制造或逐層制造構(gòu)件的方法以及一種用于增材制造構(gòu)件的裝置和一種相應(yīng)的設(shè)備。

背景技術(shù)

構(gòu)件還能夠由耐高溫的合金構(gòu)成或包括所述合金。

構(gòu)件優(yōu)選設(shè)計(jì)用于使用在流體機(jī)械中，優(yōu)選使用在燃?xì)廨啓C(jī)的熱氣路徑中。構(gòu)件優(yōu)選由鎳基合金或超合金構(gòu)成，尤其由鎳基或鈷基超合金構(gòu)成。所述合金可以是沉淀硬化的或是可沉淀硬化的。

生成或增材制造法例如作為粉末床法包括選擇性激光熔化(SLM)或激光燒結(jié)(SLS)，或電子束熔化(EBM)。同樣，激光堆焊(LMD)屬于增材法。

增材或生成制造法(英語：“additive manufacturing”)證實(shí)為對(duì)于復(fù)雜的或繁復(fù)地或細(xì)絲工藝地設(shè)計(jì)的構(gòu)件，例如迷宮式結(jié)構(gòu)、冷卻結(jié)構(gòu)和/或輕型構(gòu)造結(jié)構(gòu)是特別有利的。尤其，增材制造由于特別短環(huán)節(jié)的工藝步驟而是有利的，因?yàn)闃?gòu)件的制造或生產(chǎn)步驟可以直接基于相應(yīng)的CAD文件實(shí)現(xiàn)。

此外，增材制造對(duì)于研發(fā)或制造樣品是特別有利的，所述樣品例如出于成本原因不可借助于傳統(tǒng)的減材的或切削的方法或鑄造技術(shù)制造或不可有效率地制造。

在基于粉末床的增材制造中經(jīng)常出現(xiàn)的問題是如下困難：將粉末狀的基礎(chǔ)材料可靠地再從各個(gè)區(qū)域、腔室或空腔中移除，構(gòu)件由于其預(yù)定的幾何結(jié)構(gòu)而具有上述區(qū)域、腔室或空腔。

此外，有益的可以是，在增材制造期間對(duì)覆層結(jié)果或構(gòu)造結(jié)果質(zhì)量控制或監(jiān)控期間，尤其在增材構(gòu)造期間，為在構(gòu)造空間中的制造表面上的各個(gè)、尤其已經(jīng)用粉末覆層的區(qū)域完全地或部分地清除粉末或基礎(chǔ)材料。尤其期望的是，改善構(gòu)件的側(cè)面的表面性能。如果所述側(cè)面不直接與粉末接觸，那么例如可以借助于激光器或另一工具，在中間步驟中加工表面并且改善其質(zhì)量。

在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)描述如下方法，借助于所述方法尤其在增材制造之后，例如在用于真正的構(gòu)造的保護(hù)氣氛又被移除之后，為構(gòu)件所位于的構(gòu)造空間清除多余粉末，尤其通過相應(yīng)的抽吸裝置清除。

例如從DE 10 2013 206 205 A1中已知用于借助于粉末抽吸裝置進(jìn)行增材制造的方法。

然而，所描述的、已知的方法不允許：將在增材構(gòu)造各個(gè)層期間，尤其在固化制造表面的各個(gè)層、區(qū)域之間或期間已經(jīng)涂覆到制造表面上的粉末再清除。這然而尤其可以是有利的或甚至必不可少的，如果構(gòu)件具有復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，并且如果為了構(gòu)件的功能性而必須為難以接近的空腔清除粉末。否則粉末狀的基礎(chǔ)材料可以，也就是說在完成構(gòu)造構(gòu)件之后，可能根本不再被移除，尤其如果空腔是完全封閉的。隨后的熱處理至少燒結(jié)所述粉末，由此很大程度上限制或破壞相應(yīng)的空腔的功能性。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是，提供一種機(jī)構(gòu)，其在增材制造期間，也就是說在增材構(gòu)造用于構(gòu)件的各個(gè)層期間或之間，允許選擇性的移除，尤其抽吸基礎(chǔ)材料。

所述目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題實(shí)現(xiàn)。有利的設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的主題。

本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種用于增材地，尤其逐層地制造構(gòu)件的方法，所述方法包括在增材構(gòu)造構(gòu)件期間選擇性移除，尤其抽吸用于構(gòu)件的基礎(chǔ)材料。

在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，可以在增材構(gòu)造各個(gè)構(gòu)件層之間或在增材構(gòu)造各個(gè)構(gòu)件層或相應(yīng)的覆層期間選擇性地移除基礎(chǔ)材料。

提到的增材構(gòu)造優(yōu)選還包括用基礎(chǔ)材料對(duì)制造表面覆層和通過用能量束，例如激光束或電子束照射或曝光來接著固化所產(chǎn)生的層。