用于从粉末床熔合设备的中间容器分配粉末的方法和对应的设备技术

用于粉末熔合设备的计量供给器，该计量供给器包括粉末入口、粉末出口(53)和粉末支撑件(55)，该粉末入口配置为接收来自粉末料仓(20)的排出开口的粉末，粉末出口(53)配置为将粉末释放到粉末熔合设备(1)的重涂器容器(65)，粉末支撑件(55)位于粉末入口和粉末出口之间，并且配置为将粉末从粉末入口传送到粉末出口，在粉末支撑件联接到超声波发射器(47)和/或振动驱动器(47)的情况下，计量供给器使得能够以高的精度投配粉末，该粉末从粉末料仓(20)转移到重涂器容器(65)。重涂器容器(65)。重涂器容器(65)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从粉末床熔合设备的中间容器分配粉末的方法和对应的设备


[0001]本专利技术涉及增材制造，该增材制造通常也称为3D打印。更确切地，本专利技术提供了粉末床熔合工艺的改进、对应的粉末分配器以及具有分配器的粉末床熔合设备。

技术介绍

[0002]增材制造是越来越重要且能够制造3D工件的方法。增材制造存在不同的变体，但在本文中我们关注的是用于通过选择性地加热微粒来接合粉末微粒的方法和设备，例如，在粉末微粒床的顶部选择性地加热微粒来使微粒中的一些微粒彼此粘附。粉末微粒通过烧结、熔合和/或焊接彼此粘附。用于这些工艺的热量通常由优选地聚焦的辐射提供，例如通过电子束或者通过激光束，从而选择性地加热粉末床的顶部层的一部分，由此将顶部层的微粒附着到前一层的微粒以及附着到在顶部层中的相邻的微粒。该工艺通常称为粉末床熔合或者简称为粉末熔合。在本文中，我们将不区分不同类型的辐射，而将仅简称为“束(beam)”或“束(beams)”。
[0003]用于粉末床熔合的现代设备具有壳体，该壳体带有处理腔室。处理腔室具有支撑件开口，用以容纳可移动地支撑的工件支撑件。最初，将薄的粉末层施加到工件支撑件。这主要由重涂器完成。重涂器是在底部在开口上方前后行驶的运输工具，从而利用粉末层涂覆工件支撑件。重涂器已在许多公布文本中描述，仅举几个示例，例如，在WO2018/156264A1、WO2017/143145A1、EP1234625A和DE102006056422B3中。这些重涂器可以非常粗略地区分为以下两组：
[0004](i)将粉末供应到处理腔室的底部，例如通过支撑件开口旁边的开口，并且随后通过配给器配给。该配给器，在本文中被认为是“(i)型重涂器”，通常具有刮板、滚筒、唇状物或类似部件中的至少一个，配置为用于在支撑件开口上方行进，从而在工件支撑件上方形成新的粉末层。
[0005](ii)粉末容器被可移动地支撑以在支撑件开口上方行进，从而在工件支撑件上方施加新的粉末层(“(ii)型重涂器”)。通常，(ii)型重涂器也包括一个或多个配给器，用以刨平粉末层，或者换言之用以将粉末层分段。在本文中我们将重涂器的容器称为“重涂器容器”以及“重涂器的容器”。
[0006]一旦已施加新的粉末层，至少一个束在涂覆的表面的顶部层上方移动，从而使一些粉末颗粒彼此粘附并且在某些情况下还粘附到工件支撑件。其后，工件支撑件被降低，并且重涂器施加下一层粉末。下一层也经受束，以便选择性地将粉末颗粒彼此粘附并且粘附到先前粘附的颗粒的结构。降低工件支撑件、施加新的粉末层以及激光“写入”的过程被重复，从而获得3D物体。多个公布文本都已描述了该过程，仅举两个例子，例如在US2017/0001243Al、US9,061,465B2中。
[0007]DE102004022387A1公开了粉末床熔合设备的重涂器，该重涂器具有圆形刮板用以配给粉末。圆形刮板围住并且在这个意义上包括成网格的线性延伸的刮板。通过使用圆形
刮板在支撑件开口上方推动粉末来施加新的粉末层。如通过DE102004022387A1教导的，圆形刮板切削微粒附聚物，据报道这提供了更致密的粉末层，该粉末层具有降低的粗糙度。为了进一步改善粉末层的密度，建议将圆形刮板联接到超声产生部件。
[0008]DE10117875C1建议通过使用(ii)型重涂器在粉末床熔合过程中施加新的层，该(ii)型重涂器具有刮板，以便提供薄的均匀的粉末层。刮板被可旋转地支撑并且被驱动以执行旋转的振动。在操作中，粉末被从粉末料仓输送到重涂器容器。将粉末从重涂器容器沉积在旋转振动的刮板的前面，并且使用旋转振动驱动器在现有的粉末床上方推动粉末。该旋转振动被认为是在施加薄的粉末层的同时，打碎粉末中的微粒附聚物并且使粉末均匀化。
[0009]无论重涂器是(i)型重涂器还是(ii)型重涂器，粉末都从中间容器(也称为料仓)被分配到处理腔室的底部(在使用(i)型重涂器的情况下)或者分配到(ii)型重涂器的容器中。在目前使用的粉末床熔合设备中，将粉末从中间容器分配到重涂器的容器是通过旋转式供给器实现的。(请认为这包含分配到处理腔室的底部上的情况。粉末从料仓所被分配到的位置可以被认为是形成(i)型重涂器的重涂器的容器)。
[0010]旋转式供给器具有长形的“供给轮”，该“供给轮”可以被认为是供给轴。供给轴在支撑件开口的宽度上延伸。供给轴具有一个或多个凹口，该一个或多个凹口沿着供给轴的旋转轴线延伸。在凹口向上面向中间容器的面朝下的排出开口时，粉末滑动到凹口的容积中。轴的旋转使凹口面向下，从而将凹口排尽，即粉末从凹口倒入到重涂器的容器中。换言之，凹口每旋转一周都预期将预计量的粉末传送到重涂器的容器中。

技术实现思路

[0011]本专利技术基于以下观察：目前的粉末床熔合设备的供给轴的凹口必须通过铣削和磨削制造，使得成本高。另外，供给轴难以根据需要被密封来减少惰性气体从处理腔室的泄漏和粉末微粒穿过掉落。此外，被分配的粉末的剂量只能够以凹口的容积的整数倍进行调整，并且还受粉末桥的影响，该粉末桥形成在中间容器的排出出口的一部分上方。基于这些观察，本专利技术的目的是改进粉末床熔合设备的重涂器的容器的装载。
[0012]在独立权利要求中描述了问题的解决方案。从属权利要求涉及本专利技术的进一步改进。
[0013]例如，上面简述的问题可以通过用于粉末熔合设备的计量供给器(dosing feeder)解决。计量供给器可以包括粉末入口。经由粉末入口，计量供给器可以接收来自粉末料仓的排出开口的粉末。在实践中，这些粉末料仓定位在处理腔室内部，或者至少具有排出开口，从而经由排出开口将料仓的储存容积与处理腔室连接。“连接”在该上下文中意味着使得能够将粉末从料仓转移到处理腔室中。料仓是粉末供应系统的中间粉末容器。在本文中，我们使用术语“料仓”或“粉末料仓”只是为了在语言上区分重涂器的容器和中间容器(＝料仓)。换言之，在不改变本申请的技术教导和本申请授予的专利的情况下，术语“粉末料仓”和“料仓”可以用中间粉末容器代替。
[0014]总之，计量供给器配置为接收来自料仓的粉末。例如，计量供给器的粉末入口可以定位在料仓的排出开口的正下方，从而使得能够通过使粉末从料仓的排出开口向下掉落来供给计量供给器的粉末入口。
[0015]计量供给器具有粉末出口，该粉末出口配置为将粉末释放到粉末熔合设备的重涂器容器。重涂器容器可以是(ii)型重涂器的器具或者仅仅是在处理腔室的基部板上(即在底部上)的地方，通过(i)型重涂器从该地方配给粉末。
[0016]在计量供给器的粉末入口和计量供给器的粉末出口之间是粉末支撑件。粉末支撑件配置为经由粉末入口接收粉末，并且还配置为将粉末传送到粉末出口。粉末支撑件，顾名思义，支撑粉末，即，粉末支撑件将在该粉末支撑件上的粉末保持在适当位置，直到通过传送部件将粉末朝向粉末出口传送。在示例中，粉末支撑件可以是板或板件，该板或板件定位在粉末入口下方。
[0017]优选地，在粉末入口和粉末支撑件之间存在间隙。间隙限定了积聚在板上的粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于粉末熔合设备(1)的计量供给器(40)，其中，所述计量供给器(40)包括：
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粉末入口(52)，所述粉末入口(52)配置为接收来自粉末料仓(20)的排出开口(22)的粉末(9)，
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粉末出口(55)，所述粉末出口(55)配置为将粉末(9)释放到所述粉末熔合设备(1)的重涂器容器(65)，
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粉末支撑件(55)，所述粉末支撑件(55)位于所述粉末入口(52)和所述粉末出口(53)之间，并且配置为将粉末(9)从所述粉末入口(52)传送到所述粉末出口(53)，其特征在于，所述粉末支撑件(55)联接到超声波发射器(57)和/或振动驱动器(57)，并且所述粉末支撑件(55)包括格栅(55)，并且所述格栅(55)联接到所述超声波发射器(57)和/或所述振动驱动器(57)，从而配置为使得通过操作所述超声波发射器(57)和/或所述振动驱动器(57)，粉末能够流动穿过所述格栅(55)而离开所述格栅(55)。2.根据权利要求1所述的计量供给器(40)，其特征在于，所述粉末支撑件(55)包括框架(54)，其中，所述格栅(55)由所述框架(54)支撑。3.根据权利要求1或2所述的计量供给器(40)，其特征在于，连接元件(56)经由所述框架(54)将所述格栅(55)连接到所述超声波发射器(57)和/或所述振动驱动器(57)。4.根据权利要求1至3中的一项所述的计量供给器(40)，其特征在于，
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所述计量供给器(40)包括供给器壳体(50)，所述供给器壳体(50)带有粉末通道(52)，所述粉末通道(52)具有通道壁(521)，其中，所述粉末通道(52)连接所述粉末入口(51)和所述粉末出口(53)，
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所述格栅(55)横向于所述粉末通道(52)的纵向延伸部定位，从而将所述粉末通道(52)分隔成面向入口的上通道部分和面向出口的下通道部分。5.根据权利要求4所述的计量供给器(40)，其特征在于，所述通道壁(521)形成凹部，所述粉末支撑件密封地接合到所述凹部中。6.根据权利要求4或5所述的计量供给器(40)，其特征在于，所述粉末支撑件(55)具有凹部，所述通道壁(521)的突出部密封地接合到所述凹部中。7.根据权利要求4至6中的一项所述的计量供给器(40)，其特征在于，在所述粉末支撑件(55)和所述壳体(50)之间定位有弹性构件(52...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：SLM方案集团股份公司，
类型：发明
国别省市：