[發明專利]增材制造方法和裝置

在審

• 申請號: 201880075010.8
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN111372757A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 斯圖亞特·大衛·康乃爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B29C64/371
• 分類號: B29C64/371;B29C64/153;B22F3/105;B33Y40/00;B33Y10/00;B33Y30/00
• 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

提出了一種增材制造裝置。該增材制造裝置包括限定腔室的殼體，設置在腔室中的構建平臺，構造為在構建平臺上方供應第一氣流的第一氣體入口，構造為在第一氣流上方并且在與第一氣流基本上相同的方向上供應第二氣流的第二氣體入口，以及構造為排出氣流的氣體出口。還提出了一種用于制造物品的增材制造方法。

技術領域

本公開大體上涉及一種增材制造方法和裝置，并且具體地，涉及一種利用聚焦能量選擇性地熔融粉末材料以制造物體的增材制造方法和裝置。

背景技術

與減材制造方法相反，增材制造處理通常涉及一種或多種材料的堆積以制成凈形或近凈形的物體。盡管“增材制造”是行業標準術語(ASTM F2792)，但它包含以各種名稱已知的各種制造和原型技術，包括自由形式制造，3D打印，快速原型/工具等。一種特殊類型的增材制造過程使用聚焦能量(例如電子束或激光束)來燒結或熔化粉末材料，從而創建一個固體三維物體，其中粉末材料的顆粒被粘結在一起。

激光燒結是一個常見的工業術語，用于表示通過使用激光束燒結或熔化細粉末來生產三維(3D)物體。特別地，激光燒結/熔化技術通常需要將激光束投射到基板上的受控量的粉末(例如粉末床)上，以便在其上形成熔融顆粒或熔化的材料的層。當激光束與粉末床處的粉末相互作用時，在腔室內會產生顆粒物質(例如，冷凝水，飛濺物)。該顆粒物質可能沉積在粉末床或腔室的其他部分(例如激光器窗口)上，這可能損害所得物體的質量。

通常，在腔室中引入氣流以試圖去除顆粒物質并防止沉積。但是，氣流會夾帶來自腔室的氣體，導致腔室內出現大面積再循環的混亂流。這種混亂流可以為顆粒物質提供到包括激光器窗口的腔室的各個部分的路徑。

發明內容

本文提供了用于制造物體的改進的增材制造方法和裝置。在一個方面，一種增材制造裝置包括：限定腔室的殼體；布置在腔室中的構建平臺；第一氣體入口，其被構造為在構建平臺上方供應第一氣流；第二氣體入口，其被構造為在第一氣流上方并在與第一氣流基本上相同的方向上供應第二氣流；以及氣體出口，該氣體出口被構造為排出氣流。

另一方面涉及一種增材制造方法，其包括(a)將聚焦能量施加到設置在腔室內構建平臺上的一定數量的粉末材料上，以形成固化層，(b)將第一氣流供應到腔室內構建平臺上方，以及(c)在第一氣流上方并且在與第一氣流基本上相同的方向上將第二氣流供應到腔室。

附圖說明

當參考附圖閱讀以下詳細描述時，將更好地理解本發明的實施例的這些以及其他特征和方面，其中在整個附圖中，相同的字符表示相同的部分，其中：

圖1是示出了根據本說明書的一些實施例的增材制造裝置的示意圖。

圖2是示出根據本說明書的一些實施例的圖1的增材制造裝置中的線性氣流布置的示意性立體圖；

圖3是示出根據本說明書的一些實施例的圖1的增材制造裝置中的徑向氣流布置的示意性立體圖。

具體實施方式

本公開大體上包括用于使用增材制造來制造物體的裝置和方法。如以下詳細討論的，本公開的一些實施例提出了增材制造裝置和方法，其采用在構建平臺上方供應的第一氣流和在第一氣流上方且與第一氣流基本相同的方向供應的第二氣流。通過抑制增材制造裝置的腔室內部第一氣流的夾帶和再循環并且防止顆粒物質沉積在包括激光器窗口的腔室內部的各個位置上，該額外的第二氣流有利地克服了上述缺點。

在以下說明書和權利要求書中，單數形式的“一”，“一個”和“該”包括復數對象，除非上下文另外明確指出。除非上下文另外明確指出，如本文所使用的，術語“或”并不意味著是排他的，并且是指存在所引用的部件中的至少一個，并且包括其中可以存在所引用的部件的組合的實例。如本文中所使用的，術語“第一”，“第二”等不表示任何順序，數量或重要性，而是用于將一個元件與另一個元件區分開。