用于从添加制造的零件移除构建材料的系统和方法技术方案

一种使用添加制造系统形成的构件，构件包括外表面、内腔、设置在内腔内且邻近于外表面的至少一个粉末移除装置，其中至少一个粉末移除装置构造成从构件移除未烧结和部分烧结的粉末；以及至少一个出口端口，其限定在外表面中，以促进未烧结和部分烧结的粉末从构件排出。

System and method for removing construction materials from added manufacturing parts

【技术实现步骤摘要】
用于从添加制造的零件移除构建材料的系统和方法
本公开的领域大体上涉及添加制造，并且更具体而言，涉及从添加制造的零件移除构建材料的方法。
技术介绍
使用添加制造技术(如电子束添加打印)制造的至少一些已知的构件或零件包括未烧结和部分烧结的粉末的沉积物，其在构建层产生之后保留在构建层内。必须清洁制造的构件，以移除剩余的未烧结和部分烧结的粉末。已知的添加制造过程(具体地，电子束熔化(EBM))已知导致残留量的粉末打印介质在制造的构件内留下。EBM打印为相对快的，但是需要部分烧结的材料在过程期间的产生来管理“冒烟”并且提供EBM打印固体零件和机器的连续性。“冒烟”为粉末由于局部电荷和排斥静电力的累积而从粉末床的喷出。这导致松散的粉末从粉末床移位。未烧结和部分烧结的粉末(为过程的产物)相对难以从内腔抽取，因此将EBM打印的适用性限制于相对简单形状。EBM打印的用户受益于过程的增加的构建速度，然而，由于在从打印构件内抽空未烧结和部分烧结的粉末方面的困难，故制造构件的设计和复杂性受到内腔和形状的几何形状的约束。未烧结和部分烧结的粉末的移除可使用各种已知技术(均具有其对应的缺点和成本)完成。未烧结和部分烧结的粉末可使用例如，吸入、鼓风机、振动、流体或溶剂，和/或外部工具来移除。在EBM打印过程期间，粉末烧结在一起，以形成构件。在完成过程之后，未烧结的粉末和部分烧结的粉末两者保留在内腔内和在打印零件的外表面附近。未烧结和部分烧结的粉末必须分裂开并且从打印零件移除。使未烧结和部分烧结的粉末从打印零件移除需要任何数量的昂贵、耗时且费力的过程中的一个的实施。例如，用以移除粉末的当前方法严格地在制造的后处理阶段中。用于从使用添加制造来制造的构件移除残留粉末的当前过程包括但不限于：水泵送、泥浆泵送、使用水射流、化学辅助超声波测试、化学浸渍等。这些现有方法集中围绕并利用吸入和压缩空气喷嘴、超声波振动，以及用于移除粉末的溶剂或其它流体，并且在从打印零件移除残留的未烧结粉末时不为有效的。
技术实现思路
在一个方面中，提供一种使用添加制造系统形成的构件。构件使用添加制造系统形成，构件包括外表面、内腔、设置在内腔内且邻近于外表面的至少一个粉末移除装置，其中至少一个粉末移除装置构造成从构件移除未烧结和部分烧结的粉末，以及至少一个出口端口，其限定在外表面中，以促进未烧结和部分烧结的粉末从构件排出。在另一方面中，提供一种用于由粉末构建材料形成构件的方法。该方法包括产生构件的模型、产生至少一个粉末移除装置的模型、将至少一个粉末移除装置的模型集成到构件的模型中、将构件的模型输入到添加制造系统中，以及操作添加制造系统以构建包括至少一个粉末移除装置的构件，其中至少一个粉末移除装置构造成在至少一个粉末移除装置被激励时从构件移除未烧结和部分烧结的材料。在又一方面中，提供一种用于从添加制造的零件移除未烧结和部分烧结的粉末的方法。该方法包括使用添加制造过程制作包括至少一个粉末移除装置的构件、激励构件，以使至少一个粉末移除装置从构件移除未烧结和部分烧结的粉末。技术方案1.一种使用添加制造系统形成的构件，所述构件包括：外表面；内腔；至少一个粉末移除装置，其设置在所述内腔内并且邻近于所述外表面，其中所述至少一个粉末移除装置构造成从所述构件移除未烧结和部分烧结的粉末；以及至少一个出口端口，其限定在所述外表面中，以促进所述未烧结和部分烧结的粉末从所述构件排出。技术方案2.根据技术方案1所述的构件，其特征在于，所述至少一个粉末移除装置具有以下中的至少一个：球形形状；棱柱形状；与环形盘形状组合的椭球形状；Mobius环形状；圆柱形形状；以及长方形形状。技术方案3.根据技术方案1所述的构件，其特征在于，所述至少一个粉末移除装置确定大小成使得所述至少一个粉末移除装置能够通过所述至少一个出口端口离开所述构件。技术方案4.根据技术方案1所述的构件，其特征在于，所述至少一个粉末移除装置具有不对称的几何形状。技术方案5.根据技术方案1所述的构件，其特征在于，所述至少一个粉末移除装置具有对称的几何形状。技术方案6.根据技术方案1所述的构件，其特征在于，所述至少一个粉末移除装置未附接于所述构件。技术方案7.根据技术方案1所述的构件，其特征在于，所述至少一个粉末移除装置拴在所述构件的相邻表面上，所述至少一个粉末移除装置构造成在振动时与所述相邻表面脱离。技术方案8.根据技术方案1所述的构件，其特征在于，所述至少一个粉末移除装置具有近似等于熔化在一起的两个到三个颗粒的大小的大小。技术方案9.根据技术方案1所述的构件，其特征在于，所述至少一个粉末移除装置构造成在所述至少一个粉末移除装置被激励时从所述构件移除未烧结和部分烧结的粉末。技术方案10.根据技术方案1所述的构件，其特征在于，所述至少一个粉末移除装置包括多个粉末移除装置，它们相对于彼此布置，使得所述多个粉末移除装置构造成彼此相互作用，以促进在所述多个粉末移除装置被激励时使未烧结和部分烧结的粉末破裂。技术方案11.一种用于由粉末构建材料形成构件的方法，所述方法包括：产生所述构件的模型；产生至少一个粉末移除装置的模型；将所述至少一个粉末移除装置的所述模型集成到所述构件的所述模型中；将所述构件的所述模型输入到添加制造系统中；以及操作所述添加制造系统以构建包括所述至少一个粉末移除装置的所述构件，其中所述至少一个粉末移除装置构造成从所述构件移除未烧结和部分烧结的材料。技术方案12.根据技术方案11所述的方法，其特征在于，产生至少一个粉末移除装置的模型包括产生具有近似等于熔化在一起的两个到三个颗粒的大小的大小的至少一个粉末移除装置的模型。技术方案13.根据技术方案11所述的方法，其特征在于，产生至少一个粉末移除装置的模型包括产生拴在所述构件的相邻表面上的至少一个粉末移除装置的模型。技术方案14.根据技术方案11所述的方法，其特征在于，产生至少一个粉末移除装置的模型包括产生多个粉末移除装置的模型。技术方案15.一种用于从添加制造的零件移除未烧结和部分烧结的粉末的方法，所述方法包括：使用添加制造过程制作包括至少一个粉末移除装置的构件；以及激励所述构件，以使所述至少一个粉末移除装置从所述构件移除未烧结和部分烧结的粉末。技术方案16.根据技术方案14所述的方法，其特征在于，激励所述构件包括使所述构件在从大约40赫兹到大约70赫兹的范围内振动。技术方案17.根据技术方案14所述的方法，其特征在于，激励所述构件包括使所述构件激励成使得所述构件的结构完整性不受损害。技术方案18.根据技术方案14所述的方法，其特征在于，激励所述构件包括使所述构件以所述构件的共振频率振动。技术方案19.根据技术方案14所述的方法，其特征在于，激励所述构件包括使所述构件以具有从大约29.4米/秒平方(m/s2)到大约39.2m/s2的范围内的加速度的振动幅度振动。技术方案20.根据技术方案14所述的方法，其特征在于，激励所述构件包括使所述构件以具有从大约0.0254毫米(mm)到大约0.127mm英寸的范围内的位移的振动幅度振动。附图说明图1为示例性添加制造系统的示意图。图2为用于制造包含粉末移除装置的构件和使用添加制造系统(如图1的制造系统)的方法的流程图。图3为用于从制造构件移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用添加制造系统形成的构件，所述构件包括：外表面；内腔；至少一个粉末移除装置，其设置在所述内腔内并且邻近于所述外表面，其中所述至少一个粉末移除装置构造成从所述构件移除未烧结和部分烧结的粉末；以及至少一个出口端口，其限定在所述外表面中，以促进所述未烧结和部分烧结的粉末从所述构件排出。

【技术特征摘要】
2018.01.03 US 15/8608901.一种使用添加制造系统形成的构件，所述构件包括：外表面；内腔；至少一个粉末移除装置，其设置在所述内腔内并且邻近于所述外表面，其中所述至少一个粉末移除装置构造成从所述构件移除未烧结和部分烧结的粉末；以及至少一个出口端口，其限定在所述外表面中，以促进所述未烧结和部分烧结的粉末从所述构件排出。2.根据权利要求1所述的构件，其特征在于，所述至少一个粉末移除装置具有以下中的至少一个：球形形状；棱柱形状；与环形盘形状组合的椭球形状；Mobius环形状；圆柱形形状；以及长方形形状。3.根据权利要求1所述的构件，其特征在于，所述至少一个粉末移除装置确定大小成使得所述至少一个粉末移除装置能够通过所述至少一个出口端口离开所述构件。4.根据权利要求1所述的构件，其特征在于，所述至少一个粉末移除装置具有不对称的几何形状。...

【专利技术属性】
技术研发人员：DR隆巴多，AL特里默，M拉赫马内，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US