[發明專利]添加制造方法

在審

• 申請號: 201810007204.6
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN108284230A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 拉斐爾·科赫;克萊門斯·瑪麗亞·瓦普特;布魯諾·阿爾維斯
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B22F7/08
• 分類號: B22F7/08;B22F3/105;B33Y10/00
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 回旋

本發明涉及一種添加制造方法。為了提供有效的添加制造方法，根據本發明設想：—將金屬粉末(6)層疊地施加到基部表面(B)，基部表面(B)部分地由基板(2)形成，并且部分地由布置在基板(2)上的通孔(2.1、2.5、2.6)中的至少一個插入件(3)形成，并且通過加熱而使金屬粉末粘合在區域中，從而制造具有連接到至少一個插入件(3)的連接結構(12)的物體(10)，以及—在制造完成之后，每個插入件(3)相對于基板(2)在通孔(2.1、2.5、2.6)內被調節，從而將至少部分連接結構(12)與插入件(3)分離。

技術領域

本發明涉及一種添加制造方法。

背景技術

目前存在各種方法，通過這些方法可以基于設計數據由無定形或中性形狀的材料(例如粉末(如果合適的話加入粘合劑)或液體(其有時也包括熔化的固體))來產生三維模型。這些方法也被稱為例如“快速成型”、“快速制造”或“快速加工”等共同術語。通常這涉及初始形成步驟，其中起始材料從一開始就是液體形式或暫時液化并在預定位置硬化。在這方面，一種已知的方法是“熔融沉積成型”(FDM)，其中工件由熱塑性材料層疊而成。例如將塑料以粉末或者股線的形式供給，通過噴頭熔化并以熔化的形式施加，噴頭依次施加待生產的物體的單獨的、大致水平的層。

此外，已知將粉末狀物質(例如塑料)分層施加并通過局部施加或壓制的粘合劑選擇性使其固化的方法。在其他方法中，例如選擇性激光燒結(SMS)，例如借助于刮刀，將粉末分層地施加到基板上。粉末通過合適的聚焦束(例如激光束)被選擇性地加熱，并由此被燒結。建好一層后，基板稍微降低，然后再施加上新層。在這方面，塑料、陶瓷或金屬可以用作粉末。生產過程之后，必須除去未燒結的粉末。在類似的選擇性激光熔化(SLM)方法中，通過輻射輸入的能量的量是如此之高以致粉末部分地熔化并固化以形成連著的固體。

在許多情況下，除了物體的實際可用形狀之外，還必須另外產生將物體連接到基板的支撐結構或連接結構。這些可以是立列、網、支柱或通常垂直延伸的類似的元件。一方面，它們用于在懸垂形狀的情況下確保可靠的支撐，并防止物體部件在制造過程中被移位。另一方面，尤其在與高熱輸入相關聯的諸如SLM之類的制造方法的情況下，連接結構確保了從物體到基板的散熱，并防止物體在制造期間因溫度差異而變形。

一旦物體的制造完成，就必須將其與連接結構一起從基板上移除，為此，基板通常必須從制造裝置中移除。所有這些都是手動執行的，因此顯著增加了周期時間和生產成本。目前，通常通過更精確的線腐蝕的電火花腐蝕(EDM，放電加工)或機械方式(例如通過鋸)來實現物體與基板的手動分離。除了時間消耗以外，還存在線腐蝕的問題，即線在與金屬粉末接觸時容易破裂。這意味著進一步的延期和成本的增加。由于所指出的問題，諸如SLS(選擇性激光燒結)或SLM的方法目前不適合經濟批量生產。

US 5,753,274 A公開了一種添加制造方法，其中物體通過層狀選擇性燒結或粉末狀材料的熔化來產生。在這個過程中，使用物體的第一層粘附的預制板作為制造的基礎。例如，所述板通過螺紋緊固固定在制造裝置的支撐平臺上。

CN 204020013 U公開了一種用于3D打印機的噴頭的定位方法。在所示的打印機的情況下，物體被建立在塑料板上，塑料板通過夾緊固定在基部平臺上。制造完成后，可將塑料板與物體一起從基部平臺上取下。

JP H02-128829 A示出了通過光可硬化液體的分層硬化來生產物體的添加制造方法。這里，在柔性基板上進行堆積。在制造過程中，基板以水平方式支撐。在完成制造時，基板被彎曲，從而將其從制造的物體上分離。

US 2014/0178588 A1示出了一種3D打印方法，其中使用FDM將物體印刷到基底上，該基底可以通過環狀膠帶或通過板形成。在此，所述板具有多個凹部，物體的硬化材料剛好放入所述凹部中，并由此通過強制接合而在板上產生錨固。