可构造的构建体积系统技术方案

本发明专利技术涉及一种可构造的构建体积系统，用于粉末床熔合制造工艺，该系统包括：限定腔室的腔室壁，该腔室壁沿X、Y和Z轴方向延伸；多个构建平台，其被包围在腔室内；多个调节机构，其联接到所述多个构建平台，使得每个构建平台联接到单独的调节机构；传感器，其安装在腔室内并被构造成捕获关于所述多个构建平台中的每一者的Z轴位置的数据；以及控制器，其与所述多个调节机构和传感器进行电子通信。控制器接收Z轴位置数据并生成多个控制信号以调节所述多个构建平台中的每一者的Z轴位置，并且所述多个构建平台中的每一者由控制器主动且独立地控制。

【技术实现步骤摘要】
可构造的构建体积系统
本公开总体上涉及一种可构造和可调节的构建体积系统，其包括用于高通量粉末床增材制造的多个构建平台和壁构型。
技术介绍
粉末床熔合是一种增材制造技术，其使用精细粉末作为打印介质一次一层来创建3D零件。用激光抑或电子束作为热源来烧结或熔融该粉末。在3D打印机中的密封腔室内部，将粉末散布在构建板的表面上。激光或电子束将选择性地熔融或烧结第一层粉末，同时还将其锚固到构建板。然后，将平台降低一个层的深度。用刮刀（blade）或刮拭器（wiper）将附加的粉末重涂覆在表面上，并针对下一个层重复该工艺。然而，当加工具有不同高度或体积的多个零件时，浪费了各种量的粉末，诸如当在与较大或较高零件相同的构建体积中加工若干个较短或较小零件时。附加地，随着每一层被施加，将粉末散布在单个平台表面上增加了制造时间。
技术实现思路
根据本公开的实施例提供了许多优点。例如，根据本公开的实施例使得能够针对粉末床增材制造工艺以更少的废料和最小的热变形来改善通量。在本公开的一个方面中，一种用于粉末床熔合制造工艺的可构造的构建体积系统包括：限定腔室的腔室壁，该腔室壁沿X、Y和Z轴方向延伸；包括第一平台表面的第一构建平台，该第一构建平台被包围在腔室内；包括第二平台表面的第二构建平台，该第二构建平台被包围在腔室内；第一调节机构，其包括第一可旋转支柱，该第一可旋转支柱在第一端处联接到第一构建平台，且在与第一端相对的第二端处联接到第一马达，该第一调节机构被包围在腔室内；第二调节机构，其包括第二可旋转支柱，该第二可旋转支柱在第一端处联接到第二构建平台，且在与第一端相对的第二端处联接到第二马达，该第二调节机构被包围在腔室内；传感器，其安装在腔室内并被构造成捕获关于沿着第一构建平台的Z轴的第一位置和沿着第二构建平台的Z轴的第二位置的位置数据；以及控制器，其与第一调节机构和第二调节机构以及传感器进行电子通信。控制器从传感器接收位置数据，生成第一控制信号以将第一构建平台的Z轴位置调节到第一位置，生成第二控制信号以将第二构建平台的Z轴位置调节到腔室内的第二位置，将第一控制信号传输到第一调节机构，并且将第二控制信号传输到第二调节机构，使得第一构建平台和第二构建平台由控制器独立地控制和调节。在一些方面中，第一构建平台包括将第一调节机构与第二调节机构分离的第一壁，并且该第一壁与第一构建平台一起在腔室内平移。在一些方面中，第二构建平台包括将第一调节机构与第二调节机构分离的第二壁，并且该第二壁与第二构建平台一起在腔室内平移。在一些方面中，可构造的构建体积系统进一步包括将第一构建平台与第二构建平台分离的分离部分，使得第一构建平台和第二构建平台中的每一者被物理地分离并被单独地温度控制。在一些方面中，可构造的构建体积系统进一步包括：第三构建平台，其包括第三平台表面；以及第三调节机构，其包括第三可旋转支柱，该第三可旋转支柱在第一端处联接到第三构建平台，且在与第一端相对的第二端处联接到第三马达，第一构建平台、第二构建平台和第三构建平台沿Y方向延伸跨越腔室并且沿着腔室的X轴延伸，使得第二构建平台邻近于第一构建平台和第三构建平台中的每一者。在一些方面中，控制器生成第三控制信号以将第三构建平台的Z轴位置调节到第三位置，并且将第三控制信号传输到第三调节机构。在一些方面中，第一构建平台、第二构建平台和第三构建平台中的每一者可单独地调节，使得第一构建平台可沿着Z轴调节到第一位置，第二构建平台可沿着Z轴调节到与第一位置不同的第二位置，并且第三构建平台可沿着Z轴调节到与第一位置和第二位置不同的第三位置。在一些方面中，第一构建平台、第二构建平台和第三构建平台中的每一者可单独地调节，使得第一构建平台可沿着Z轴调节到第一位置，第二构建平台可沿着Z轴调节到第二位置，并且第三构建平台可沿着Z轴调节到第三位置。在一些方面中，第一平台和第二平台中的每一者为六边形。在一些方面中，传感器是三维（3D）相机。在本公开的另一个方面中，一种用于粉末床熔合制造工艺的可构造的构建体积系统包括：限定腔室的腔室壁，该腔室壁沿X、Y和Z轴方向延伸；多个构建平台，其被包围在腔室内；多个调节机构，其联接到所述多个构建平台，使得每个构建平台联接到单独的调节机构，所述多个调节机构中的每个调节机构包括可旋转支柱，该可旋转支柱在第一端处联接到构建平台，且在与第一端相对的第二端处联接到马达；传感器，其安装在腔室内并被构造成捕获关于所述多个构建平台中的每一者的Z轴位置的数据；以及控制器，其与所述多个调节机构和传感器进行电子通信。控制器接收Z轴位置数据并生成多个控制信号以调节所述多个构建平台中的每一者的Z轴位置，并且所述多个构建平台中的每一者由控制器主动且独立地控制。在一些方面中，可构造的构建体积系统进一步包括将所述多个构建平台中的每一者彼此分离的分离部分，使得所述多个构建平台中的每一者是被物理地分离的体积并且被单独地温度控制。在一些方面中，所述多个构建平台中的每一者的Z轴位置可单独地调节。在一些方面中，所述多个构建体积中的每一者为六边形。在一些方面中，传感器是3D相机。在一些方面中，所述多个构建平台中的每一者包括在腔室内沿Z轴方向延伸的壁，使得当邻近的构建平台沿着Z轴被定位在不同位置处时，所述邻近的构建平台的调节机构通过壁而分离。在本公开的另一个方面中，一种用于部件的粉末床熔合制造的方法包括以下步骤：提供可构造的构建体积系统，该可构造的构建体积系统包括：限定腔室的腔室壁，该腔室壁沿X、Y和Z轴方向延伸；多个构建平台，其被包围在腔室内；以及多个调节机构，其联接到所述多个构建平台，使得每个构建平台联接到单独的调节机构，所述多个调节机构中的每个调节机构包括可旋转支柱，该可旋转支柱在第一端处联接到构建平台，且在与第一端相对的第二端处联接到马达；以及提供与所述多个调节机构进行电子通信的控制器。该方法进一步包括：由控制器确定所述多个构建平台中的每一者的第一高度，使得所述多个构建平台形成第一构型；由控制器生成多个控制信号以调节所述多个构建平台中的每一者的Z轴位置，使得所述多个构建平台形成与第一构型不同的第二构型；将粉末施加到所述多个构建平台；以及由控制器监测粉末材料的粉末使用。在一些方面中，所述多个构建平台中的每一者包括在腔室内沿Z轴方向延伸的壁，使得当邻近的构建平台沿着Z轴被定位在不同位置处时，所述邻近的构建平台的调节机构通过壁而分离。在一些方面中，所述多个构建平台中的每一者通过分离部分而彼此分离，使得所述多个构建平台中的每一者是被物理地分离的体积，并且该方法进一步包括：由控制器生成多个温度控制信号以调节所述多个构建平台中的每一者的温度。在一些方面中，提供可构造的构建体积进一步包括：提供安装在腔室内并与控制器进行电子通信的传感器，该传感器被构造成捕获关于所述多个构建平台中的每一者的Z轴位置的数据，并且该方法进一步包括：由传感器生成所述多个构建平台的第一Z轴位置数据；由控制器接收第一Z轴位置数据；由控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于粉末床熔合制造工艺的可构造的构建体积系统，所述系统包括：/n限定腔室的腔室壁，所述腔室壁沿X、Y和Z轴方向延伸；/n包括第一平台表面的第一构建平台，所述第一构建平台被包围在所述腔室内；/n包括第二平台表面的第二构建平台，所述第二构建平台被包围在所述腔室内；/n第一调节机构，其包括第一可旋转支柱，所述第一可旋转支柱在第一端处联接到所述第一构建平台，且在与所述第一端相对的第二端处联接到第一马达，所述第一调节机构被包围在所述腔室内；/n第二调节机构，其包括第二可旋转支柱，所述第二可旋转支柱在第一端处联接到所述第二构建平台，且在与所述第一端相对的第二端处联接到第二马达，所述第二调节机构被包围在所述腔室内；/n传感器，其安装在所述腔室内并被构造成捕获关于沿着所述第一构建平台的所述Z轴的第一位置和沿着所述第二构建平台的所述Z轴的第二位置的位置数据；以及/n控制器，其与所述第一调节机构和第二调节机构以及所述传感器进行电子通信；/n其中，所述控制器从所述传感器接收所述位置数据，生成第一控制信号以将所述第一构建平台的Z轴位置调节到第一位置，生成第二控制信号以将所述第二构建平台的Z轴位置调节到所述腔室内的第二位置，将所述第一控制信号传输到所述第一调节机构，并且将所述第二控制信号传输到所述第二调节机构，使得所述第一构建平台和第二构建平台由所述控制器独立地控制和调节。/n...

【技术特征摘要】
20200103 US 16/7337591.一种用于粉末床熔合制造工艺的可构造的构建体积系统，所述系统包括：
限定腔室的腔室壁，所述腔室壁沿X、Y和Z轴方向延伸；
包括第一平台表面的第一构建平台，所述第一构建平台被包围在所述腔室内；
包括第二平台表面的第二构建平台，所述第二构建平台被包围在所述腔室内；
第一调节机构，其包括第一可旋转支柱，所述第一可旋转支柱在第一端处联接到所述第一构建平台，且在与所述第一端相对的第二端处联接到第一马达，所述第一调节机构被包围在所述腔室内；
第二调节机构，其包括第二可旋转支柱，所述第二可旋转支柱在第一端处联接到所述第二构建平台，且在与所述第一端相对的第二端处联接到第二马达，所述第二调节机构被包围在所述腔室内；
传感器，其安装在所述腔室内并被构造成捕获关于沿着所述第一构建平台的所述Z轴的第一位置和沿着所述第二构建平台的所述Z轴的第二位置的位置数据；以及
控制器，其与所述第一调节机构和第二调节机构以及所述传感器进行电子通信；
其中，所述控制器从所述传感器接收所述位置数据，生成第一控制信号以将所述第一构建平台的Z轴位置调节到第一位置，生成第二控制信号以将所述第二构建平台的Z轴位置调节到所述腔室内的第二位置，将所述第一控制信号传输到所述第一调节机构，并且将所述第二控制信号传输到所述第二调节机构，使得所述第一构建平台和第二构建平台由所述控制器独立地控制和调节。


2.根据权利要求1所述的可构造的构建体积系统，其中，所述第一构建平台包括将所述第一调节机构与所述第二调节机构分离的第一壁，并且所述第一壁与所述第一构建平台一起在所述腔室内平移。


3.根据权利要求1所述的可构造的构建体积系统，其中，所述第二构建平台包括将所述第一调节机构与所述第二调节机构分离的第二壁，并且所述第二壁与所述第二构建平台一起在所述腔室内平移。

【专利技术属性】
技术研发人员：H·蔡，M·A·史密斯，R·J·斯库尔基斯，W·A·普玲，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US