[發明專利]關于使用帶電粒子束的添加層制造的改進

有效

• 申請號: 201780086661.2
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN110301027B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 雅各布·艾伯特·范登伯格;馬丁·詹姆斯·赫西;伊恩·萊德勒;威廉·托馬斯·理查森
• 申請（專利權）人: 信實精密電子有限公司
• 主分類號: H01J37/305
• 分類號: H01J37/305
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 楊佳婧

1.一種使用帶電粒子束來熔融金屬粉末床內的金屬粉末以逐層形成產品的添加層制造中的電荷遷移的方法，該方法包括：

使用帶電粒子束光學系統來形成帶電粒子束，操控所述帶電粒子束入射在金屬粉末的粉末床上并且掃描過所述粉末床以將粉末熔融成期望的層形狀；

在操控所述帶電粒子束的同時，使用中和粒子源來在所述帶電粒子束的附近生成與帶電粒子具有相反電荷的中和粒子，使得所述中和粒子被吸引到所述粉末床中的粉末的帶電粒子；并且

包括利用控制信號來操控所述帶電粒子束，所述控制信號已被應用了校正以對由所述中和粒子源引起的所述帶電粒子束的擾動進行補償。

2.如權利要求1所述的方法，其中所述帶電粒子束是電子束并且所述中和粒子是帶正電的離子。

3.如權利要求2所述的方法，其中所述中和粒子源是離子源并且所述方法包括使用所述離子源來從惰性氣體中生成所述帶正電的離子。

4.如權利要求3所述的方法，其中所述惰性氣體是氦。

5.如權利要求2所述的方法，包括使用等離子體源作為所述中和粒子源來生成所述帶正電的離子。

6.如權利要求1所述的方法，其中所述帶電粒子束是帶正電的離子束并且所述中和粒子是電子。

7.如權利要求6所述的方法，其中所述中和粒子源是電子源并且所述方法包括使用所述電子源來生成電子。

8.如權利要求1所述的方法，包括使用電極來在所述中和粒子源上游設置具有與所述中和粒子相同極性的電勢，從而防止中和粒子遷移經過所述電極去到所述帶電粒子束光學系統。

9.如任何一項在前權利要求所述的方法，其中所述校正是從對于所述粉末床上的給定期望帶電粒子束位置提供所要求的校正的查找表獲得的。

10.如權利要求9所述的方法，還包括如下初始步驟：在所述中和粒子源在操作的同時將所述帶電粒子束掃描經過所述粉末床上的一系列預期帶電粒子束位置，對于每個所述預期帶電粒子束位置測量所述帶電粒子束在所述粉末床上的相應實際位置，計算校正來對每對相應的預期和實際帶電粒子束位置之間的差異進行補償，并且將所述校正存儲在查找表中。

11.一種添加層制造裝置，包括：

帶電粒子光學組件，包括帶電粒子源、可操作來從由所述帶電粒子源提供的帶電粒子形成束的帶電粒子束形成裝置以及可操作來操控由所述帶電粒子束形成裝置形成的帶電粒子束的帶電粒子束操控裝置；

至少一個料斗，可操作來分配粉末；

桌臺，被定位來在限定用于接收所述帶電粒子束的粉末床的體積中接收由所述至少一個料斗分配的粉末，其中所述帶電粒子束操控裝置可操作來將所述帶電粒子束掃描過所述粉末床；

腔室，所述帶電粒子束在入射在所述粉末床上之前經過所述腔室；

中和粒子源，可操作來在所述腔室中在所述帶電粒子束附近提供與帶電粒子具有相反電荷的中和粒子，使得所述中和粒子被吸引到所述帶電粒子束和由所述帶電粒子束引起的帶電粉末粒子；以及

控制器，可操作來控制所述帶電粒子光學組件的操作，其中所述控制器可操作來向所述帶電粒子束操控裝置提供控制信號，所述控制信號使得所述帶電粒子束操控裝置將所述帶電粒子束掃描過所述粉末床以將粉末熔融成期望的層形狀，

其中所述控制器可操作來向所述控制信號應用校正以對由所述中和粒子源引起的所述帶電粒子束的擾動進行補償。

12.如權利要求11所述的添加層制造裝置，其中所述帶電粒子束是電子束，并且所述中和粒子是帶正電的離子。

13.如權利要求12所述的添加層制造裝置，其中所述腔室內的熱屏和電極板是電隔離的并且被施加了偏置電勢以便聚焦和約束所述中和粒子。