[發明專利]根據聚焦能量源的操縱電流的強度進行調節的、使用聚焦能量源的增材制造方法

在審

• 申請號: 202210821875.2
• 申請日: 2022-07-12
• 公開（公告）號: CN115609005A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: M·西克雷
• 申請（專利權）人: 空中客車運營簡化股份公司
• 主分類號: B22F10/20
• 分類號: B22F10/20;B22F10/25;B22F10/364;B22F10/85;B33Y10/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 易詠梅;李立行

本發明涉及一種通過堆疊材料層(16)來制造部件(14)的制造方法，這些材料層的每一層借助能量束(22)連續沉積和熔化材料(18)而獲得，能量束的至少一個特征由操縱電流的強度控制，其特征在于，制造方法包括監測操縱電流的強度的監測步驟、將所監測的操縱電流的強度與給定閾值進行比較的比較步驟以及在操縱電流的強度大于給定閾值時停止制造方法的停止步驟。該方法的這種暫時停止顯著降低能量失控的風險，該能量失控可能會破壞所沉積的材料帶以及周圍結構。

技術領域

本申請涉及一種使用聚焦能量源的增材制造方法，所述方法根據所述聚焦能量源的操縱電流的強度進行調節。更具體地，本發明涉及一種通過聚焦能量沉積材料(在英語中稱為DED，即“定向能量沉積”)的增材制造方法。

背景技術

在航空領域，某些鈦部件(例如噴氣式發動機的吊架的主結構)是通過組裝由材料塊加工而成的多個復雜部件來制造。這種制造技術相對較長并且以鈦屑的形式產生無法重復使用的大量材料損失。

為了減少廢料量，增材制造方法允許通過將材料層彼此堆疊來制造部件。

根據圖1所示的實施方式，部件10是通過堆疊材料層12來制造的，這些材料層是通過使用聚焦能量源(例如激光束、電子束)來熔化材料而獲得的。根據稱為聚焦能量沉積材料的技術，粉末或線材形式的材料在能量供應的同時進行沉積。

根據一種程序，隨著聚焦能量源的前進，鈦線材被放線，以獲得材料帶的疊置。

在進行通過聚焦能量沉積材料制造鈦部件的制造測試時，能量失控特殊現象(也稱為閃光)隨機且不受控制地發生，從而導致剛剛沉積的鈦帶及其周圍結構遭到破壞，如圖2所示。

雖然每單位面積使用的能量水平約為500J/mm²以獲得規則的帶狀，但在能量失控時，每單位面積的能量水平介于3000J/mm²和8000J/mm²之間，這導致對鈦帶和周圍結構的破壞以及部件的報廢。

由于這種能量失控仍然是一種難以控制的現象，這種通過聚焦能量沉積材料的增材制造技術無法在部件的大規模生產過程中實施。

發明內容

本發明旨在彌補現有技術的全部或部分缺陷。

為此，本發明涉及一種通過堆疊材料層來制造部件的制造方法，這些材料層的每一層通過由能量束以沖擊區域為目標的、材料的連續沉積和融化而獲得，來自材料供給系統的材料被構造為處于其中材料供給系統向沖擊區域供給材料的啟用狀態以及其中材料供給系統不再向沖擊區域供給材料的停用狀態，能量束由構造為處于其中聚焦能量源產生能量束的啟用狀態以及其中聚焦能量源不產生能量束的停用狀態，能量束包括由操縱電流的強度控制的至少一個特征。

根據本發明，制造方法包括監測操縱電流的強度的監測步驟、將所監測的操縱電流的強度與給定閾值進行比較的比較步驟以及當操縱電流的強度大于給定閾值時停止制造方法的停止步驟。

當操縱電流的強度超過給定閾值時，制造方法的這種暫時停止允許顯著降低能量失控的風險。

根據另一特征，制造方法包括當所監測的操縱電流的強度變得低于給定閾值時恢復制造方法的恢復步驟。

根據另一特征，在恢復步驟時，聚焦能量源被切換到啟用狀態。

根據另一特征，在恢復步驟時，材料供給系統被切換到啟用狀態。

根據另一特征，如果所監測的操縱電流的強度大于給定閾值，則制造方法包括停用聚焦能量源的停用步驟，在該停用步驟時，聚焦能量源被切換到停用狀態，聚焦能量源和部件相對于彼此固定；以及停用材料供給系統的停用步驟，在該停用步驟時，材料供給系統被切換到停用狀態，材料供給系統和部件相對于彼此固定。

根據另一特征，停用聚焦能量源和材料供給系統的停用步驟連續實現。