[發(fā)明專利]可構造的構建體積系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011616791.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN113071101B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設計）人: H·蔡;M·A·史密斯;R·J·斯庫爾基斯;W·A·普玲
• 申請（專利權）人: 通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B29C64/386
• 分類號: B29C64/386;B29C64/393;B29C64/153;B33Y50/00;B33Y50/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張小文;王麗輝

本發(fā)明涉及一種可構造的構建體積系統(tǒng)，用于粉末床熔合制造工藝，該系統(tǒng)包括：限定腔室的腔室壁，該腔室壁沿X、Y和Z軸方向延伸；多個構建平臺，其被包圍在腔室內(nèi)；多個調(diào)節(jié)機構，其聯(lián)接到所述多個構建平臺，使得每個構建平臺聯(lián)接到單獨的調(diào)節(jié)機構；傳感器，其安裝在腔室內(nèi)并被構造成捕獲關于所述多個構建平臺中的每一者的Z軸位置的數(shù)據(jù)；以及控制器，其與所述多個調(diào)節(jié)機構和傳感器進行電子通信。控制器接收Z軸位置數(shù)據(jù)并生成多個控制信號以調(diào)節(jié)所述多個構建平臺中的每一者的Z軸位置，并且所述多個構建平臺中的每一者由控制器主動且獨立地控制。

技術領域

本公開總體上涉及一種可構造和可調(diào)節(jié)的構建體積系統(tǒng)，其包括用于高通量粉末床增材制造的多個構建平臺和壁構型。

背景技術

粉末床熔合是一種增材制造技術，其使用精細粉末作為打印介質(zhì)一次一層來創(chuàng)建3D零件。用激光抑或電子束作為熱源來燒結或熔融該粉末。

在3D打印機中的密封腔室內(nèi)部，將粉末散布在構建板的表面上。激光或電子束將選擇性地熔融或燒結第一層粉末，同時還將其錨固到構建板。然后，將平臺降低一個層的深度。用刮刀（blade）或刮拭器（wiper）將附加的粉末重涂覆在表面上，并針對下一個層重復該工藝。然而，當加工具有不同高度或體積的多個零件時，浪費了各種量的粉末，諸如當在與較大或較高零件相同的構建體積中加工若干個較短或較小零件時。附加地，隨著每一層被施加，將粉末散布在單個平臺表面上增加了制造時間。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開的實施例提供了許多優(yōu)點。例如，根據(jù)本公開的實施例使得能夠針對粉末床增材制造工藝以更少的廢料和最小的熱變形來改善通量。

在本公開的一個方面中，一種用于粉末床熔合制造工藝的可構造的構建體積系統(tǒng)包括：限定腔室的腔室壁，該腔室壁沿X、Y和Z軸方向延伸；包括第一平臺表面的第一構建平臺，該第一構建平臺被包圍在腔室內(nèi)；包括第二平臺表面的第二構建平臺，該第二構建平臺被包圍在腔室內(nèi)；第一調(diào)節(jié)機構，其包括第一可旋轉(zhuǎn)支柱，該第一可旋轉(zhuǎn)支柱在第一端處聯(lián)接到第一構建平臺，且在與第一端相對的第二端處聯(lián)接到第一馬達，該第一調(diào)節(jié)機構被包圍在腔室內(nèi)；第二調(diào)節(jié)機構，其包括第二可旋轉(zhuǎn)支柱，該第二可旋轉(zhuǎn)支柱在第一端處聯(lián)接到第二構建平臺，且在與第一端相對的第二端處聯(lián)接到第二馬達，該第二調(diào)節(jié)機構被包圍在腔室內(nèi)；傳感器，其安裝在腔室內(nèi)并被構造成捕獲關于沿著第一構建平臺的Z軸的第一位置和沿著第二構建平臺的Z軸的第二位置的位置數(shù)據(jù)；以及控制器，其與第一調(diào)節(jié)機構和第二調(diào)節(jié)機構以及傳感器進行電子通信。控制器從傳感器接收位置數(shù)據(jù)，生成第一控制信號以將第一構建平臺的Z軸位置調(diào)節(jié)到第一位置，生成第二控制信號以將第二構建平臺的Z軸位置調(diào)節(jié)到腔室內(nèi)的第二位置，將第一控制信號傳輸?shù)降谝徽{(diào)節(jié)機構，并且將第二控制信號傳輸?shù)降诙{(diào)節(jié)機構，使得第一構建平臺和第二構建平臺由控制器獨立地控制和調(diào)節(jié)。

在一些方面中，第一構建平臺包括將第一調(diào)節(jié)機構與第二調(diào)節(jié)機構分離的第一壁，并且該第一壁與第一構建平臺一起在腔室內(nèi)平移。

在一些方面中，第二構建平臺包括將第一調(diào)節(jié)機構與第二調(diào)節(jié)機構分離的第二壁，并且該第二壁與第二構建平臺一起在腔室內(nèi)平移。

在一些方面中，可構造的構建體積系統(tǒng)進一步包括將第一構建平臺與第二構建平臺分離的分離部分，使得第一構建平臺和第二構建平臺中的每一者被物理地分離并被單獨地溫度控制。

在一些方面中，可構造的構建體積系統(tǒng)進一步包括：第三構建平臺，其包括第三平臺表面；以及第三調(diào)節(jié)機構，其包括第三可旋轉(zhuǎn)支柱，該第三可旋轉(zhuǎn)支柱在第一端處聯(lián)接到第三構建平臺，且在與第一端相對的第二端處聯(lián)接到第三馬達，第一構建平臺、第二構建平臺和第三構建平臺沿Y方向延伸跨越腔室并且沿著腔室的X軸延伸，使得第二構建平臺鄰近于第一構建平臺和第三構建平臺中的每一者。

在一些方面中，控制器生成第三控制信號以將第三構建平臺的Z軸位置調(diào)節(jié)到第三位置，并且將第三控制信號傳輸?shù)降谌{(diào)節(jié)機構。