[發明專利]用于選擇性激光燒結的系統

在審

• 申請號: 201880026864.7
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN110545941A
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: S·德費利斯;A·德克曼
• 申請（專利權）人: 赫克賽爾公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B29C64/153;B29C64/264;B29C64/268;B29C64/295
• 代理公司: 11494 北京坤瑞律師事務所
• 代理人: 封新琴<國際申請>=PCT/US2018

一種用于通過選擇性激光燒結從粉末生產物體的系統。所述系統包括腔室和所述腔室中的支撐平臺。鋪展器將粉末層施涂到床表面。照射源照射在支撐平臺上制備的粉末層中的選定點。輻射加熱器加熱床表面的至少一部分。溫度傳感器監測床表面上選定點的溫度。控制器響應于由溫度傳感器提供的溫度數據來調節輻射加熱器。

技術領域

本發明總體上涉及一種增材制造系統和其使用方法，并且更具體地涉及一種通過增強的床溫度監測來提供改進的工藝控制的增材制造系統。

背景技術

選擇性激光燒結(“LS”)是一種逐層增材制造技術，其中使用例如來自CO₂激光器的電磁輻射將粉末構建材料粘合在選定點，以創建具有所需三維形狀的實體結構。構建材料可以包括塑料粉末、金屬粉末(直接金屬激光燒結)、陶瓷粉末或玻璃粉末。在一些技術、例如使用金屬的技術中，使用稱為選擇性激光熔化(“LM”)的技術，其中將粉末熔化而不是燒結。

通常，使用已知的軟件應用來制備有待由LS構造的物體的CAD模型。CAD模型分成多個層，以創建物體的構建體數據。構建體數據包括根據CAD模型的多個截面圖案。對于每一層，LS構建過程如下：在激光燒結系統的床上設置一層構建材料。根據與該層相關的截面圖案，通過受控的電磁輻射源在選定點掃描并固化所施涂的層。在掃描截面以引起在選定點的固化之后，將床降低一層厚度，在床上設置一層新的粉末狀材料，通過激光器對床重新掃描。重復此過程，直到構建完成。

在掃描之前，LS機器可以將設置在床上的粉末材料預加熱到接近粉末熔點的溫度。通常通過設置在床表面上方的一個或多個輻射加熱器和/或通過床或框架中的電阻加熱器來完成預加熱。預加熱粉末使激光器較容易將粉末溫度升高到熔點。

已知LS系統的缺點是它們只能提供有限的床表面溫度控制，從而導致制造零件的非線性收縮和非線性強度。

因此，需要一種用于通過LS制造物體的改進的系統。

發明內容

本發明的一個方面涉及一種用于選擇性激光燒結的系統。該系統包括限定腔室的殼體。支撐平臺設置在腔室中并且能夠沿著軸線在其中移動，用于支撐一個或多個粉末層以及在其中形成的任何零件。該系統還包括用于將粉末層施涂到床表面的鋪展器。床表面由支撐平臺的上表面或在支撐平臺上最新制備的粉末層的上表面限定。該系統還包括照射源，其用于照射在支撐平臺上最新制備的粉末層中的選定點。該系統還包括輻射加熱器，該輻射加熱器設置在所述腔室中并且被配置為加熱床表面的至少一部分。該系統還包括溫度傳感器，該溫度傳感器設置在腔室中并且被配置為監測床表面上的選定點處的溫度。溫度傳感器連接到設置在腔室中的支架。該支架能夠在第一配置和第二配置之間偏置。在第一配置中，支架被鎖定，并且溫度傳感器相對于床表面的位置是固定的。在第二配置中，支架被解鎖，并且溫度傳感器相對于床表面的位置不固定。該系統還包括用于響應于由溫度傳感器提供的溫度數據來調節輻射加熱器的控制器。可偏置的支架使操作者能夠調節和設定溫度傳感器的位置，使得溫度傳感器可以監測操作者所期望的床表面的選定點。

在本發明的又另一種實施方式中，溫度傳感器是高溫計。

在本發明的又另一種實施方式中，支架能夠在腔室中沿著第一軸線平移。第一軸線平行于床表面。支架能夠沿著垂直于第一軸線的第二軸線平移。支架能夠圍繞第一旋轉軸線和第二旋轉軸線旋轉。

在本發明的一些實施方式中，將支架球形地安裝以沿著第一和第二軸線旋轉并沿著第一和第二旋轉軸線旋轉。

在本發明的一些實施方式中，支架位于床表面的周長的外部。