[發(fā)明專利]用于增材制造的測(cè)試制品和相關(guān)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110934222.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114266109A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·T·格里菲斯;史蒂文·查爾斯·伍茲;T·M·克拉夫特;埃文·約翰·多齊爾;E·E·麥康內(nèi)爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/20;G06F113/10
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱鐵宏;楊忠

本發(fā)明題為“用于增材制造的測(cè)試制品和相關(guān)方法”。本公開(kāi)的實(shí)施方案公開(kāi)一種用于增材制造的測(cè)試制品(104)和相關(guān)方法。所形成的測(cè)試制品(104)可包括主體(200)，該主體具有前向面(202)和與前向面(202)水平相反的后向面(204)。在主體(200)的前向面(202)和后向面(204)之間延伸的第一表面(210)可包括用于將主體(200)可移除地耦接到構(gòu)建板(118)的多個(gè)突出部(212，234)。主體(200)上的第二表面(220)可在主體(200)的前向面(202)和后向面(204)之間延伸，并且可包括多個(gè)成角平坦表面部分(220a?220f，240a?240f)。多個(gè)成角平坦表面部分(220a?220f，240a?240f)中的每個(gè)成角平坦表面部分相對(duì)于主體(200)的水平平面可具有不同的角度。多個(gè)成角平坦表面部分(220a?220f，240a?240f)中的每個(gè)相鄰成角平坦表面部分(220a?220f，240a?240f)之間的角度差是基本上均勻的。

背景技術(shù)

本發(fā)明的實(shí)施方案整體涉及增材制造技術(shù)。更具體地，本公開(kāi)的實(shí)施方案提供了測(cè)試制品和相關(guān)方法。

金屬部件的常規(guī)制造一般包括先從材料板銑削或切削掉區(qū)域，再處理并修改切下的材料而產(chǎn)生零件，這可例如在繪圖軟件中使用計(jì)算機(jī)模型模擬。可由金屬形成的制造的部件可包括例如用于安裝在渦輪機(jī)(諸如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)或發(fā)電系統(tǒng))中的翼型部件。增材制造(AM)包括通過(guò)材料的連續(xù)層疊而不是材料的移除來(lái)生產(chǎn)部件的多種過(guò)程。因此，增材制造可形成復(fù)雜的幾何形狀，而無(wú)需使用任何種類的工具、模具或夾具，并且很少浪費(fèi)或不浪費(fèi)材料。并非由實(shí)心材料坯體(其中許多被切削掉并丟棄)加工部件，增材制造中使用的唯一材料是使部件成形所需的材料。增材制造技術(shù)通常包括采用待形成的部件的三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)文件，以電子方式將該部件切成層(例如，18微米至102微米厚)并且創(chuàng)建具有每個(gè)層的二維圖像(包括向量、圖像或坐標(biāo))的文件。然后，可將該文件加載到制備軟件系統(tǒng)中，該制備軟件系統(tǒng)解讀該文件，使得可通過(guò)不同類型的增材制造系統(tǒng)來(lái)構(gòu)建該部件。在增材制造的3D打印、快速成型(RP)和直接數(shù)字制造(DDM)形式中，對(duì)材料層進(jìn)行選擇性分配、燒結(jié)、溶化、成形、沉積等以形成該部件。

在金屬粉末增材制造技術(shù)諸如直接金屬激光熔化(DMLM)(也稱為選擇性激光熔化(SLM))中，將金屬粉末層順序地熔化在一起以形成該部件。更具體地講，使用涂敷器均勻地分布于金屬粉末床上之后，將細(xì)金屬粉末層順序地熔化。每個(gè)涂敷器包括由金屬、塑料、陶瓷、碳纖維或橡膠制成的模唇、刷、刮刀或滾筒形式的涂敷器元件，該涂敷器元件將金屬粉末均勻鋪展在構(gòu)建板上方。金屬粉末床可在豎直軸中移動(dòng)。該過(guò)程在具有精確控制的氣氛的處理室中發(fā)生。一旦形成每個(gè)層，就可通過(guò)選擇性地熔化金屬粉末來(lái)使部件幾何形狀的每個(gè)二維切片熔凝。該熔化可通過(guò)高功率的熔化束(諸如100瓦鐿激光器)執(zhí)行，以便完全焊接(熔化)金屬粉末而形成固體金屬。該熔化束在X-Y方向上移動(dòng)或偏轉(zhuǎn)，并且其強(qiáng)度足以完全焊接(熔化)金屬粉末以形成固體金屬。可降低金屬粉末床以用于每個(gè)后續(xù)二維層，并且該過(guò)程重復(fù)進(jìn)行，直至完全形成該部件。

增材制造已被證明是用于生產(chǎn)高度可變部件的高效且有效的機(jī)制。然而，缺陷可能由零件本身的設(shè)計(jì)和/或增材制造設(shè)備的潛在問(wèn)題而引起。在許多情況下，可能難以辨別零件上的缺點(diǎn)是否由與要制造的零件的原始設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)的問(wèn)題引起。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)的各方面提供了一種通過(guò)增材制造(AM)形成的測(cè)試制品，該測(cè)試制品包括：主體，該主體具有前向面和與前向面相反的后向面；第一表面，該第一表面在主體的前向面和后向面之間延伸，并且包括用于將主體可移除地耦接到構(gòu)建板的多個(gè)突出部；以及主體上的第二表面，該第二表面在主體的前向面和后向面之間延伸，第二表面包括多個(gè)成角平坦表面部分，該多個(gè)成角平坦表面部分中的每個(gè)成角平坦表面部分相對(duì)于水平平面具有不同的角度，其中多個(gè)成角平坦表面部分中的每個(gè)相鄰成角平坦表面部分之間的角度差是基本上均勻的。