[發明專利]頭部、沉積裝置以及用于控制頭部的方法

有效

• 申請號: 201980043800.2
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN112368130B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 帕特里克·哈恩曼;泰斯托·卡萊維·尼斯特羅姆;霍坎·勒夫霍爾姆
• 申請（專利權）人: 水泵北歐系統公司
• 主分類號: B29C64/209
• 分類號: B29C64/209;B22F3/10;B22F3/16;B29C64/153;B29C64/336;B29C64/393;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02;C04B35/64
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 王麗

本發明涉及用于制造三維物體的沉積裝置(600)的頭部(100)。所述頭部(100)包括具有第一端(112)的殼體(110)，所述第一端(112)包括被布置成定位在表面(210a，210b，…，210n)上的端部開口(114)。所述頭部(100)進一步包括材料接收裝置(115)，所述材料接收裝置(115)被布置成將顆粒材料(125)接收到所述殼體(110)中并接收到所述表面(210a，210b，…，210n)上。所述活塞(130)被布置成在所述殼體(110)內朝著所述第一端(112)移動，使得所述活塞(130)將所述顆粒材料(125)按壓到所述表面(210a，210b，…，210n)上，并且所述顆粒材料(125)從而形成沉積體積V。本發明進一步涉及包括頭部(100)的沉積裝置(600)以及相應的方法。

技術領域

本發明涉及一種沉積裝置的頭部、包括這種頭部的沉積裝置以及相應的方法。

背景技術

增材制造(AM)是一種在計算機控制下通過連接或固化材料來構建三維物體的制造過程。該材料最初可以為，例如顆粒材料，例如粉末。可以通過連續地逐層添加材料來構建物體。例如粉末床AM系統就是這種情況，其中，可以通過粉末在粉末床上的逐層固結來制造復雜的物體。固結可以通過輸入能量來實現，這導致顆粒通過燒結或熔融在一起而連接。典型的能源包括激光、電子束或高頻磁場。

在常規粉末床AM中，粉末層順序地散布在粉末床上。因此，較早的層支撐著散布在粉末床上的隨后的層。在固結過程中，頂層的松散粉末的顆粒被熔合到較早的層以及鄰近的疏松顆粒。通過使用空間上緊湊的能源，例如激光，可以以特定圖案局部固結顆粒，從而形成三維物體。

發明內容

常規粉末床AM通常限于一種材料，因此不能制造包括兩種或更多種材料的物體。這是一個缺點，因為使用兩種或更多種材料可以為物體提供與，例如，導熱性、導電性和機械性能有關的具體且變化的屬性。

常規粉末床AM的另一個缺點是，圍繞待制造物體的粉末通常被破壞，即不能被再利用。例如當使用鋁時就是這種情況下，這導致使用常規粉末床AM、從鋁制成物體的制造成本增加。

因此，需要改進粉末床AM以有效地產生三維物體。

本發明實施例的目的是提供一種減輕或解決本文提到的缺點和問題的解決方案。

上述和進一步的目的通過獨立權利要求的主題實現。本發明的其他有利的實施形式由從屬權利要求和其他實施例限定。

根據本發明的第一方面，上述和其他目的是通過一種沉積裝置的頭部來實現的，所述沉積裝置的頭部被構造成產生沉積體積層。所述頭部包括：

殼體，包括至少三個壁段，所述至少三個壁段限定了沉積區域并且從所述殼體的第一端延伸到第二端，所述殼體的第一端包括被布置成定位在表面上的端部開口；和

至少一個材料接收裝置，其被布置成將顆粒材料接收到殼體中并接收到所述表面上；

其特征在于：

活塞，其被布置成在殼體內朝著所述第一端和朝著所述第二端是可移動的，使得當所述活塞朝著所述第一端移動時，所述活塞將所述顆粒材料按壓至所述表面上，從而形成沉積體積。

根據第一方面的沉積裝置的頭部的優點在于，該頭部可以以明確限定的沉積體積在表面上沉積/形成顆粒材料。通過創建多層具有這種明確限定的沉積體積，可以高精度地制造復雜的物體。

根據本發明的實施例，所述至少三個壁段中的至少一個壁段可從所述表面單獨地縮回。

該實施例的優點在于，頭部可以以沉積體積彼此相鄰的方式，即彼此接觸的方式，沉積這些沉積體積，使得在沉積體積之間不產生間隙。由此，可以制造連續的多層沉積體積。

根據本發明的一個實施例，所述至少一個可縮回壁段被布置成通過使用以下組中的至少一者來縮回：