[發(fā)明專利]用于在增材制造中使金屬支撐結(jié)構(gòu)脫離的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201980069091.5
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN112888516A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設計）人: J·古斯特;A·佐卡
• 申請（專利權(quán)）人: 由聯(lián)邦材料研究和檢測機構(gòu)主席所代表的經(jīng)濟與能源部長所代表的德意志聯(lián)邦共和國
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 陳晰

用于增材制造金屬構(gòu)件的方法，所述方法包括：提供金屬粉末；在建造平臺上提供和/或生產(chǎn)金屬支撐結(jié)構(gòu)，其中所述金屬支撐結(jié)構(gòu)包括至少一個脫離位置，所述脫離位置具有相對于所述支撐結(jié)構(gòu)的相鄰區(qū)段的電阻和相對于所述金屬構(gòu)件的相鄰區(qū)段的電阻的不同的電阻；固結(jié)所述金屬粉末，同時形成所述金屬構(gòu)件，和任選地同時至少局部地形成所述金屬支撐結(jié)構(gòu)，其中所述金屬支撐結(jié)構(gòu)將所述金屬構(gòu)件與所述建造平臺相連；使所述金屬構(gòu)件從所述金屬支撐結(jié)構(gòu)脫離，其中通過在所述脫離位置中引起電流來進行所述金屬構(gòu)件的脫離，其方式為使所述電流提供用于熔融所述脫離位置所需的熱能。

技術領域

本發(fā)明屬于生成型制造領域或增材制造方法領域，并且尤其涉及從金屬或含金屬的粉末出發(fā)的基于激光和電子束的方法。

現(xiàn)有技術

基于粉末的增材制造通常基于單獨粉末層的堆疊和將粉末局部固結(jié)為所希望的構(gòu)件。借助于3D打印或者利用激光或電子束的選擇性熔融分別將金屬粉末局部固結(jié)。在此，實際層的單獨區(qū)域的顆粒彼此之間并且與位于下方的層借助于粘合劑粘合或者借助于激光或電子束持久熔融。在熔融時剩余孔隙度降低到接近1％。利用激光或電子束的選擇性熔融由此使得能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)造“立即可用”的構(gòu)件，這些構(gòu)件具有高密度并且可以直接使用。然而，這些零件首先仍通過所謂的支撐結(jié)構(gòu)與金屬建造平臺相連。支撐結(jié)構(gòu)將構(gòu)件固定在粉末床中，使得在施加粉末層時構(gòu)件不能被推移并且在粉末局部熔化時不發(fā)生扭曲和變形。此外，通過支撐結(jié)構(gòu)從構(gòu)件向建造平臺進行散熱。支撐結(jié)構(gòu)因此是不可或缺的。但是，支撐結(jié)構(gòu)的構(gòu)造以及尤其支撐結(jié)構(gòu)的移除形成了耗時且耗費資源的額外的工藝步驟。這些額外的工藝步驟阻止了借助于增材制造可以實現(xiàn)的自動制造過程，因為支撐結(jié)構(gòu)的移除一般無法自動化。

因此本發(fā)明的目的是提供方法，所述方法可以簡化并自動化支撐結(jié)構(gòu)的移除。

發(fā)明內(nèi)容

這個目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法來實現(xiàn)。其他的實施方式、修改和改進借助于以下說明和所附權(quán)利要求書得出。

尤其提出了用于增材制造金屬構(gòu)件的方法，所述方法包括以下工藝步驟：

-提供金屬粉末；

-在建造平臺上提供和/或生產(chǎn)金屬支撐結(jié)構(gòu)，其中所述金屬支撐結(jié)構(gòu)包括至少一個脫離位置，所述脫離位置具有相對于所述支撐結(jié)構(gòu)的相鄰區(qū)段的電阻和相對于所述金屬構(gòu)件的相鄰區(qū)段的電阻的不同的電阻；

-固結(jié)所述金屬粉末，同時形成所述金屬構(gòu)件，和任選地同時至少局部地形成所述金屬支撐結(jié)構(gòu)，其中所述金屬支撐結(jié)構(gòu)在所述脫離位置處或附近將所述金屬構(gòu)件與工作平臺相連；

-使所述金屬構(gòu)件從所述金屬支撐結(jié)構(gòu)脫離，其中通過在所述脫離位置中引起電流來進行所述金屬構(gòu)件的脫離，其方式為使所述電流提供用于熔融所述脫離位置所需的熱能。

另外提出了這種用于制造金屬構(gòu)件的方法的用途，其中所述金屬構(gòu)件選自以下項：假牙或其組成部分，齒輪，渦輪機葉片或其他類型的物體。

具體實施方式

根據(jù)本發(fā)明，為針對性地熔融支撐結(jié)構(gòu)的直接緊固在構(gòu)件處的那些區(qū)段(脫離位置)所需的熱量通過將電能轉(zhuǎn)換為熱能來提供。為了從增材制造的金屬構(gòu)件上移除支撐結(jié)構(gòu)所需的時間和成本耗費大大降低。尤其減少了手動操作的比例，使得所涉及的制造方法可以完全自動化。

根據(jù)一個實施方式提出了用于增材制造金屬構(gòu)件的方法。此方法包括以下工藝步驟：

-提供金屬粉末；

-在建造平臺上提供和/或生產(chǎn)金屬支撐結(jié)構(gòu)，其中所述金屬支撐結(jié)構(gòu)包括至少一個脫離位置，所述脫離位置具有相對于所述支撐結(jié)構(gòu)的相鄰區(qū)段的電阻和相對于所述金屬構(gòu)件的相鄰區(qū)段的電阻的不同的電阻；

-固結(jié)所述金屬粉末，同時形成所述金屬構(gòu)件，和任選地同時至少局部地形成所述金屬支撐結(jié)構(gòu)，其中所述金屬支撐結(jié)構(gòu)在所述脫離位置處或附近將所述金屬構(gòu)件與工作平臺相連；