[發明專利]交錯掃描的策略及其應用

在審

• 申請號: 202211532797.0
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN115889804A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 賈斯汀·曼拉克;邁克爾·托馬斯·根斯勒
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B22F10/20
• 分類號: B22F10/20;B22F10/30;B22F12/00;B29C64/153;B29C64/268;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 陳海琴

一種用于增材制造的方法、裝置和程序。在一個方面，該方法包括：在第一掃描區域(801)內形成至少部分固化的部分，其中通過沿著第一照射路徑(811)照射構建材料來形成第一掃描區域(801)內的固化部分。構建材料的第二部分可以沿著第二照射路徑(813)照射，其中第二掃描區域(803)相對于第一掃描區域(801)偏移，從而限定偏移區域(802)。偏移區域(802)通過第一照射路徑(811)和第二照射路徑(813)至少部分地固化，并且參考線(819)在偏移區域(802)內與第一照射路徑(811)和第二照射路徑(813)相交，其中參考線(819)基本上平行于第一掃描區域(801)的一側(810)。

本申請是2018年11月02日所提出的申請號為201880084952.2，發明名稱為“交錯掃描的策略及其應用”的發明專利申請的分案申請。

優先權信息

本申請人要求2017年11月10日提交的標題為“交錯掃描策略及其應用”(Interlace?Scanning?Strategies?and?Uses?Thereof)的美國臨時專利申請序列號62/584,553的優先權，其公開內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及一種改進的用于增材制造中交錯掃描的設備和方法。

背景技術

增材制造(AM)技術可以包括例如電子束自由成形制造、激光金屬沉積(LMD)、激光金屬絲沉積(LMD-w)、氣體金屬電弧焊、激光工程凈成形(LENS)、激光燒結(SLS)、直接金屬激光燒結(DMLS)、電子束熔化(EBM)、粉末進給引導能量沉積(DED)和三維打印(3DP)。例如，與減材制造方法相比，AM工藝通常涉及一種或多種材料的堆積，以制成凈形或近凈形(NNS)的物體。盡管“增材制造”是工業標準術語(ISO/ASTM?F2792)，但AM包含各種名稱已知的各種制造和原型技術，包括自由成形制造、3D打印、快速原型/工具等。AM技術能夠使用多種材料制造復雜的部件。通常，獨立的物體可以使用計算機輔助設計(CAD)模型來制造。例如，特定類型的AM工藝使用能量束(例如，電子束或電磁照射(例如激光束))來燒結或熔化粉末材料和/或線材，從而創建材料粘合在一起的固體三維物體。

選擇性激光燒結、直接激光燒結、選擇性激光熔化和直接激光熔化是常用工業術語，用于指代通過使用激光束燒結或熔化細粉末來生成三維(3D)物體。例如，美國專利4,863,538和美國專利5,460,758描述了常規的激光燒結技術。更具體地，燒結需要在低于粉末材料的熔點的溫度下融合(團聚)粉末的顆粒，而熔化則需要完全熔化粉末的顆粒以形成固體均質體(solid?homogeneous?mass)。與激光燒結或激光熔化相關聯的物理處理包括熱傳遞到粉末材料，然后燒結或熔化粉末材料。電子束熔化(EBM)利用聚焦的電子束以熔化粉末。這些處理涉及連續熔化粉末層以使用金屬粉末構建物體。

AM技術，其示例在上文和本發明中討論，其特征可能在于使用激光或能量源在粉末中產生熱量以至少部分地熔化材料。因此，在短時間內在細粉中產生高濃度的熱量。在部件的堆積過程中，粉末內部的高溫梯度可能會對完成部件的微觀結構產生重大影響。快速加熱和固化可能會導致較高的熱應力，并導致整個固化材料出現局部的非平衡相。此外，由于在完成的AM部件中晶粒的取向可通過材料中的導熱方向來控制，因此AM設備和技術中激光掃描的方法成為控制AM部件的微觀結構的重要方法。控制AM設備中的掃描策略對于開發無材料缺陷的部件至關重要，缺陷的示例可能包括缺乏熔合孔隙度率和/或沸騰孔隙率。