[發明專利]用于粉末床制造或修復的輪廓的二極管激光器纖維陣列

有效

• 申請號: 201880069186.2
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN111263674B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 大衛·查爾斯·小波格丹;杰森·哈里斯·卡普;威廉·托馬斯·卡特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

在粉末床中形成構建的方法包括提供第一二極管激光器纖維陣列和第二二極管激光器纖維陣列；從第二二極管激光器纖維陣列的選定纖維向粉末床發射多個激光束，第二二極管激光器纖維陣列的選定纖維對應于構建的層的圖案；同時熔化粉末床中與構建的層的圖案相對應的粉末；沿著粉末床的外邊界掃描第一二極管激光器纖維陣列并從第一二極管激光器纖維陣列的選定纖維發射多個激光束，并且同時熔化粉末床中與構建的層的外邊界相對應的粉末，以對構建的層畫輪廓。還公開了一種用于在粉末床中形成構建的設備，該設備包括第一二極管激光器纖維陣列和第二二極管激光器纖維陣列。第一二極管激光器纖維陣列被配置為對構建的層畫輪廓。

技術領域

本技術總體上涉及用于直接金屬激光熔化(DMLM)的二極管激光器纖維陣列在部件的制造或修復中的使用，該部件尤其是燃氣渦輪發動機的部件。

背景技術

增材制造是使得能夠對包括金屬、陶瓷和塑料在內的各種材料的部件進行“3D打印”的已知技術。在增材制造中，通過將金屬粉末弄平并使用高功率激光或電子束選擇性地熔融粉末，以逐層方式構建零件。在每一層之后，添加更多的粉末，并且該激光形成下一層，同時將其熔融到先前的層，以制造出埋在粉末床中的完整部件。增材制造系統和處理用于根據數字模型制造精密的三維部件。

在當前的粉末床系統中進行構建時，激光束或電子束用于掃描一層粉末以在粉末床層中燒結并熔化所需的形狀。在許多情況下，當與DMLM中與檢流計掃描儀一起使用的常規高功率激光相比，一維(1D)或二維(2D)陣列的相對低功率激光器可用于制造具有成本效益的零件。當使用一維或二維陣列的激光器掃描零件的內部和邊界時，最適合填充零件內部的相同間隔很可能在零件的邊界上產生粗糙的邊緣。這有損最終零件的表面光潔度以及打印的有效分辨率。

因此，需要一種使用1D或2D陣列的激光器的DMLM系統，該DMLM系統被配置為提高零件的分辨率和表面光潔度，從而降低制造成本，同時仍保持常規DMLM的零件質量。

發明內容

本公開的各種實施例包括一種用于對粉末床中的構建畫輪廓的方法和設備。根據一個示例性實施例，公開了一種對粉末床中的構建畫輪廓的方法。該方法包括沿著粉末床中的構建的外邊界掃描包括多個二極管激光器的第一二極管激光器纖維陣列，在沿著粉末床中的構建的外邊界掃描第一二極管激光器纖維陣列期間，從第一二極管激光器纖維陣列的選定纖維發射多個激光束，并且同時熔化粉末床中與構建的層的外邊界相對應的粉末，以對構建的層畫輪廓。

根據另一個示例性實施例，公開了一種對粉末床中的構建畫輪廓的方法，包括：提供第一二極管激光器纖維陣列和第二二極管激光器纖維陣列，從第二二極管激光器纖維陣列的選定纖維向粉末床發射多個激光束，同時熔化粉末床中與構建的層的圖案相對應的粉末，在沿著粉末床中的構建的層的外邊界掃描第一二極管激光器纖維陣列期間，沿著粉末床的外邊界掃描第一二極管激光器纖維陣列且從第一二極管激光器纖維陣列的選定纖維發射多個激光束，以及同時熔化粉末床中與構建的層的外邊界相對應的粉末，以對構建的層畫輪廓。第二二極管激光器纖維陣列的選定纖維對應于構建的層的圖案。