用于增材制造的构建板和装置制造方法及图纸

一种粉末床沉积装置包括可移动构建板、粉末输送系统、能够在连续量的金属粉末上方选择地转向至少一个聚集能量束的能量束装置、非金属阻挡层，和可移除地固定到所述构建板的锚定件。所述非金属阻挡层设置在所述构建板的金属上表面上方。所述锚定件具有与所述非金属阻挡层平齐的金属接合表面，所述非金属阻挡层和所述锚定件限定具有粉末床工作表面的可移动构建总成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于増材制造的构建板和装置专利技术背景所描述的主题大体上涉及增材制造。更特别地，本主题涉及粉末床增材制造。增材制造(也被称为实体自由(SFF)制造)大体上指的是特征在于成品部分由多个薄材料片的逐层构造产生的事实的一类制造方法。增材制造通常涉及将液体或粉末材料迭代地应用到工作表面、然后进行烧结、固化、熔化和/或切割的一些组合来产生每一层。重复该过程来构造近净形组件，其然后可被加工为最终产品。各种增材制造是已知的。实例包括各种基于粉末的过程，包括其中电子束选择地熔化粉末以形成每一层的电子束熔化；其中使用激光选择地熔化粉末的激光增材制造；和直接金属沉积。基于粉末的过程通常涉及在能量束通过粉末时的快速加热和固化。支撑结构(诸如散热器、堆砌物和/或锚定件已被融合到厚金属构建板的上表面，以在以逐层方式在其上构建组件时对组件进行散热并防止其变形。通过这种传统布置，然后须在分离构建板、支撑结构(多个)，和近净形组件之前进行一个或多个附加的应力消除步骤。专利技术概要—种粉末床沉积装置包括可移动构建板、粉末输送系统、能够在连续量的金属粉末上方选择地转向至少一个聚集能量束的能量束装置、非金属阻挡层，和可移除地固定到构建板的锚定件。非金属阻挡层设置在构建板的金属上表面上方。锚定件具有与非金属阻挡层平齐的金属接合表面。非金属阻挡层和锚定件限定具有粉末床工作表面的可移动构建总成。构建平台包括具有金属上表面的构建板，和可移除地固定到构建板的构建总成。构建总成包括具有非金属阻挡部分和金属接合部分的粉末床工作表面。非金属阻挡部分设置在构建板的金属上表面上方，且金属接合部分与非金属阻挡部分齐平。—种用于制造近净形组件的方法包括将粉末床工作表面可移除地固定到具有金属上表面的可移动构建板。粉末床工作表面具有设置在构建板的金属上表面上方的非金属阻挡部分，和与非金属阻挡部分齐平的金属接合部分。从粉末输送系统供应一定量的金属粉末以在粉末床工作表面上形成第一粉末构建层。通过操作能量束装置以在第一粉末构建层上方选择地转向至少一个聚集能量束来形成第一组件构建层。第一组件构建层粘附到粉末床工作表面的金属接合部分。【附图说明】图1示意地描绘了示例性粉末床沉积机器。图2A示出包括非金属阻挡层、锚定销和第一粉末构建层的进程中的构建总成。图2B示出在第一粉末构建层的固化和第二粉末构建层的沉积之后的图2A的进程中的构建总成。图3示出从构建板上被移除的完成的构建总成。图4示出锚定销和支撑结构于近净形组件的分离。图5是示出示例性构建过程的步骤的图表。【具体实施方式】图1示出粉末床沉积装置10，并且还包括构建台14、构建平台16、粉末输送装置18、粉末隔室20、粉末升降平台22、构建方向箭头24、能量束装置26、光束发生器28、出口透镜30、可转向能量束32、可转向光束路径34、金属构建板36、非金属阻挡层38、构建总成40、粉末供应装置42、粉末定量装置43、重复涂布机44、粉末构建层45、供应活塞46、可移动粉末床工作表面48和锚定件50。构建台14包括构建平台16。装置10的实施方案可采用各种增材制造过程，诸如但不限于直接激光烧结(DLS)制造、直接激光熔化(DLM)制造、选择性激光烧结(SLS)制造、选择性激光熔化(SLM)制造、激光工程净成形(LENS)制造、电子束熔化(EBM)制造、直接金属沉积(DMD)制造，和本领域已知的其它制造。构建平台16可以是任何物体，其能够安装到粉末床沉积装置10上，并且一个或多个近净形组件可构建在其上。例如，平台16可包括可相对于构建台14移动的一个或多个构建板。构建板可具有增材制造可在其上进行的金属上表面，如下面所解释。粉末床装置沉积装置10可包括粉末输送系统18。在该实施例中，粉末传输系统18包括粉末隔室20，其具有设置为靠近并且可相对构建平台16移动的粉末升降平台22。构建箭头24指示粉末升降平台22可在第一垂直方向上移动，且构建平台16可在相对第一垂直方向的第二垂直方向上移动。然而，应理解，可使用其它粉供应布置。能量束装置26能够对由粉末输送系统18供应到构建平台16的一定量的金属粉末选择地转向至少一个聚集能量束。能量束装置26的该非限制性实施例显示了至少一个束发生器28和适于通常朝向构建平台16沿光束路径34转向能量束32的出口透镜30。虽然图1示出直接朝向构建平台16转向束32的能量束发生器26，但是这仅是为了简化说明而示出。应理解，可结合其它更复杂的束构造(例如，转向反射镜、棱镜，和/或多轴CNC系统)来操作能量束装置26的其它实施方案。图1还示出设置在上表面18上的粉末床构建板36。牺牲非金属阻挡层38可设置在构建板36的至少一部分上方。牺牲非金属阻挡层38然后可作为构建总成40的初始工作表面的基本部分。粉末输送系统18能够供应连续量的金属粉末以对构建总成40形成连续粉末构建层45。在使用时，粉末供应装置42由升降平台22向上馈送且定量装置43由重复涂布机刮刀44跨越构建台14移动。重复涂布机刮刀44可根据情况替代地采取其它形式，诸如滚轮或喷射喷嘴。粉末定量装置43可在沉积表面上均匀地分布以形成粉末构建层45。可选择地在每个粉末构建层45上方扫描能量束(例如，激光或电子束)32以形成熔池。熔池的部分被固化以形成连续层的近净形组件并将其粘附到先前的沉积表面。每层都根据计算机模型(其可被存储在STL存储器文件或可由粉末床沉积装置10的控制器(未示出)访问的其它电子数据文件中)来构建。在每个连续层之后，重复涂布机44返回到邻近升降平台22的开始位置，而供应活塞46向上前进以从粉末供应装置42中暴露另一层，而构建平台16指示下降约一层厚度。重复涂布机44然后分布其它量的粉末43以形成新的粉末构建层45。如上所述，每个连续沉积层的选择性区域由能量束32烧结或以其它方式接合到前一层。重复该过程直到构建总成40具有以逐层方式构建的一个或多个近净形实体自由组件。应指出，图1示出增材制造过程和装置的仅一个非限制性实施例，并且不意味着将本专利技术限于本领域中已知的任何单个过程。在传统的粉末床过程中，近净形组件被直接构建到金属构建板上。这需要使用融合到基本上所有的金属构建板工作表面上的几个大支撑结构(例如，堆砌物)。这些大支撑结构用于将进程中的近净形组件直接固定到金属构建板，同时散热并减少近净形组件的热变形。然而，在构建过程完成时，整个组合必须在分离近净形组件与金属构建板之前被热应力消除。通常由机械工具(诸如锯片和/或线放电机(EDM))实现分离。随后，近净形组件的底座必须经过较长机械加工过程来移除支撑结构的较大其余部分。因此，随附的支撑结构的形成和移除会引起很长处理时间和显著量浪费的构建材料。与此相反，构建总成40形成于金属构建板36上且可移除地固定到其上。构建总成40通常包括构建在可移动粉末床工作表面48上的近净形组件。粉末床工作表面48可包括牺牲非金属阻挡层38，其在构建过程期间设置在构建板36的大部分上方。粉末床工作表面48也可包括一个或多个锚定件50。锚定件(多个)50可具有与非金属阻挡层38齐平的上金属接合表面(图2A和图2B中所示的非限制性实施例当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉末床沉积装置，其包括：具有金属上表面的可移动构建板；能够将连续量的金属粉末供应到所述可移动构建板的粉末输送系统；能够在所述连续量的金属粉末中的每个上方选择地转向至少一个聚集能量束的能量束装置；设置在所述构建板的所述金属上表面上方的非金属阻挡层；和可移除地固定到所述构建板的锚定件，所述锚定件具有与所述非金属阻挡层平齐的金属接合表面，所述非金属阻挡层和所述锚定件限定具有粉末床工作表面的可移动构建总成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S米罗内茨，A克卢查，WV小崔尔弗斯，
申请(专利权)人：联合工艺公司，
类型：发明
国别省市：美国;US