[發明專利]增材制造

在審

• 申請號: 201980056006.1
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN112996624A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 斯圖爾特·溫·威廉姆斯;沃伊切赫·耶日·蘇德
• 申請（專利權）人: 克蘭菲爾德大學
• 主分類號: B23K10/00
• 分類號: B23K10/00;B23K26/342;B29C64/118;B23K9/04;B23K10/02;B29C64/194;B29C64/209;B29C64/268;B29C64/277;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y99/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強

1.一種通過增材制造來生產3D產品的方法，其中所述方法包括以下步驟：

在產品的已有部分中形成熔池，并使所述熔池相對于其移動；

將引導的原料進料到移動的熔池中以在所述已有部分上沉積并融合材料層；和

重復進行形成、移動和進料步驟以構建連續的材料層從而生產3D產品；并且

其中在進行形成和移動步驟時：

引導第一能量源到所述已有部分上，所述第一能量源撞擊在與所述熔池一起移動并引導所述熔池的第一區域上，由此所述第一能量源啟動所述熔池的形成，并且

引導第二能量源到所述已有部分上，所述第二能量源撞擊在與所述第一區域一起移動并跟隨所述第一區域的第二區域上，由此在所述原料進料到所述熔池中之前，所述第二能量源使所述熔池的橫向寬度生長。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一能量源是等離子體轉移弧。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述第二能量源是一個或多個激光器。

4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述第二能量源的撞擊能量的能量分布被加權到所述熔池的相對橫向側。

5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中調節所述第二能量源的撞擊能量的能量分布和/或功率以改變所述熔池的橫向生長。

6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述原料是線材或帶狀原料。

7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中還包括以下步驟：

將第三能量源撞擊到所述引導的原料上，以在其進料到移動的熔池中時將所述原料熔化。

8.根據權利要求7所述的方法，其中所述第三能量源是一個或多個激光器。

9.根據權利要求7或8所述的方法，其中調節所述第三能量源的撞擊能量的能量分布，以補償所述原料的形狀、尺寸和/或進料速率的變化。

10.根據權利要求7至9中任一項所述的方法，其中調節所述第三能量源的功率以補償所述原料的進料速率的變化。

11.根據前述權利要求中任一項所述的方法，還包括預熱所述原料的步驟。

12.一種通過增材制造來生產3D產品的系統，其中在產品的已有部分中形成熔池，并且所述熔池相對于其移動，將引導的原料進料到移動的熔池中以在所述已有部分上沉積并融合材料層，重復進行形成、移動和進料步驟以構建連續的材料層從而生產3D產品，所述系統包括：

第一能量源，所述第一能量源被配置為被引導到所述已有部分上；

第二能量源，所述第二能量源被配置為被引導到所述已有部分上；

原料引導裝置；和

計算機控制器，所述計算機控制器適于控制所述第一能量源、所述第二能量源和所述原料引導裝置相對于所述已有部分移動，使得：所述第一能量源撞擊在與所述熔池一起移動并引導所述熔池的第一區域上，由此所述第一能量源啟動所述熔池的形成；所述第二能量源撞擊在與所述第一區域一起移動并跟隨所述第一區域的第二區域上，由此在所述引導的原料進料到移動的熔池中之前，使所述熔池的橫向寬度生長；以及，所述引導的原料進料到移動的熔池中。

13.根據權利要求12所述的系統，其中所述第二能量源的撞擊能量的能量分布和/或功率是可調節的，以改變所述熔池的生長。

14.根據權利要求12或權利要求13所述的系統，其中所述系統還包括第三能量源，并且所述計算機控制器還適于控制所述第三能量源相對于所述已有部分移動，使得當所述引導的原料進料到移動的熔池中時，所述第三能量源撞擊所述引導的原料以使所述原料熔化。

15.根據權利要求14所述的系統，其中所述計算機控制器還適于調節所述第三能量源的撞擊能量的能量分布，以補償所述原料的形狀和/或尺寸的變化。