【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据粉末床熔融工艺的增材制造。更详细地，本专利技术涉及用于在粉末床工艺中使用的一种粉末储存设备，即所谓的“粉末贮存器”。粉末贮存器至少包括安装在支撑框架中的粉末容器(简称“容器”)。
技术介绍
1、通常所说的粉末床熔融工艺是一种增材制造工艺。在此工艺中，粉末层是一层一层地施加在前一层的顶部上的，以在支撑板上形成粉末床。在施加新的粉末层之前，已施加层的一部分经受辐射，这通过熔化、烧结、熔融和/或焊接或任何类似工艺，使一层的粉末颗粒的一部分粘附到彼此以及粘附到先前施加的层。粉末床熔融工艺可以被认为是在相应的一系列粉末层上熔融待制造工件的一系列横截面，从而形成工件。这种熔融是通过使用辐射束扫描该横截面而获得的。本文中，我们使用术语“粉末床熔融工艺”作为代表，该术语包括允许通过施加辐射到粉末床的要被粘附的那些部分以选择性地粘附粉末床的部分的所有其他工艺，而不管粘附是否是通过熔融、熔化、焊接、烧结等获得的。粉末床熔融工艺不限于但允许——与大多数其他增材制造工艺不同——通过选择性地熔融金属粉末颗粒来制造金属工件。已经发表了许多关于粉末床熔融工艺的不同方面和变型的综述文章。其中至少一部分的概述由yi zhang、yeon-gil jung和jing zhang在multiscale modeling ofadditively manufactured metals:application to laser powder bed fusion process(additive manufacturing materials and
2、粉末颗粒通常具有亚微米直径，并且必须在明确的条件下储存，通常储存在惰性气体环境或真空环境中，因为粉末的氧化会导致较低的工件质量。
3、wo 2021/123782 a1涉及一种用于增材制造工艺的联接系统。联接系统包括导管，导管用于在粉末贮存器和增材制造工艺的其他部件之间传递材料。导管包括经由可延伸的中间部分连接的第一部分和第二部分。致动器可操作地作用于导管的至少一部分，以延伸或收缩中间部分来控制导管的长度。这允许将联接系统与粉末贮存器的粉末释放开口联接，和将联接系统与粉末贮存器的粉末释放开口断开联接。联接系统包括机械支撑部，该机械支撑部具有四个锥形销，四个锥形销向上延伸并且配置为被粉末贮存器的支撑结构的配对通孔接收。
4、wo 2016/046539 a2的作者提出一种用于将金属粉末从制造地点运输到增材制造(am)机器的粉末贮存器。贮存器具有用于容纳粉末的压力容器、用于为压力容器提供物理保护的保护框架，且贮存器安装在工业标准托盘系统上以允许使用叉车。压力容器包括上部分、下部分和可移除的盖。上部分是中空圆筒，下部分是中空截头圆锥。在截头圆锥的底端处是具有出口控制阀的出口管。出口管具有用于将出口管连接到am机器的凸缘。在中空圆筒的顶部上是可移除的盖，该可移除的盖允许一旦移除了该盖，就可以填充压力容器。然后，盖被密封地螺栓连接到中空圆筒的上周边。压力容器中的环境由数据记录装置监测，这些数据记录装置连接到具有gsm收发器的通信模块。远程监测站轮询该通信模块，从而触发传感器读数通过通信模块的传输。这些传感器读数由压力传感器、氧气传感器、湿度传感器、应变计、加速度计、温度传感器和gps位置传感器提供。
技术实现思路
1、本专利技术待解决的问题是提供一种改进的粉末贮存器，该粉末贮存器用于储存和输送在粉末床熔融工艺中使用的粉末。
2、在独立权利要求中描述了该问题的解决方案。从属权利要求涉及本专利技术的其他改进。
3、本专利技术基于一系列观察。首先，注意到在增材制造工厂中使用许多不同粉末贮存器来在不同制造阶段处理粉末，不同制造阶段中仅其中一种制造阶段是熔融工艺。例如，一旦熔融完成，工件必须从其所嵌入的粉末床中分离，并且如此获得的粉末优选地准备用于在粉末床熔融工艺中再使用。此外，用于准备再使用的站(回收站)必须具有至少三种粉末贮存器，包括源贮存器、回收粉末贮存器和废弃物贮存器。同样，am机器除了粉末源贮存器之外还具有粉末溢流贮存器，并且通常还具有废弃物贮存器和缓冲贮存器。本专利技术允许使用单一类型的贮存器代替所有这些不同的贮存器。
4、更详细地，用于在增材制造工艺(“am工艺”)中处理粉末的粉末贮存器可以包括粉末容器，本文中也简称为“容器”。该容器本质上是围封有用于储存粉末的容器容积(即容器的容积)的外壳(容器壁的集)。如通常的，容器具有底部、至少一个侧壁、和顶部。
5、容器，优选地，具有粉末入口和/或粉末出口。粉末入口优选地是容器中的开口，即外壳中的开口，粉末入口配置为从粉末源接收粉末，例如，经由粉末供应管线。粉末入口优选地位于容器的上部分，例如，在容器的上半部，优选地在容器的上三分之一、上四分之一、上五分之一和/或上十分之一处。在优选的示例中，粉末入口位于容器的顶部。相应地，粉末出口可以位于粉末入口的下方，即在容器的下部分，例如，在容器的下半部，优选地在容器的下三分之一、下四分之一、下五分之一和/或下十分之一处。在优选的示例中，粉末出口位于容器的底部。如通常的，术语“上”和“下”是指容器的正常取向，如人们可以预期的容器在正常使用期间的取向，这里也称为“第一取向”。如将在以下更详细解释的，容器可以可旋转地被支撑，例如，进入第二取向，该第二取向可以是例如相对于第一取向的倒置取向、即所谓的“颠倒”取向。通过旋转容器例如180°±αh可以获得这种倒置取向，其中“±αh”表示区间[180°-|αh|；180°+|αh|]是可接受的，并且其中αh∈{30°,20°,15°,10°,5°,2.5°,1°,0}，并且其中αh的更小绝对值是优选的。旋转的轴线优选地至少近似地水平，即至少近似地垂直于竖直方向。至少近似地水平在此意味着，在[-αh,αh]的区间内的与水平的偏差是可接受的。底部的至少一部分优选地是圆锥或截头圆锥。圆锥或截头圆锥的开口角β相应地优选在48°和62°之间(β∈[48°,62°])，更优选地在50°和60°之间(β∈[50°,60°])，甚至更优选地在51°和58°之间(β∈[51°,58°])。特别优选的开口角是β＝54°±1°(β∈[53°,55°])。这些开口角是优选的，因为不需要机械驱动的粉末输送或流体化装置，如振动器、粉末刮刀等，来从容器中完全移除粉末，同时最大化容器容积。
6、如通常的，“上”和“下”是参考重力方向限定的方向(下是平行于重力方向的，上是相反方向，即反平行方向)。提及“顶部”或“底部”假设了在正常操作期间观察到的相应部件的取向。在正常操作期间，粉末入口通常位于容器的中心上方(大多数在容器的顶部)，并且粉末出口通常位于容器的中心下方(大多数在底部)。容器的底部是容器的向下界定容器容积的部分。容器的顶部是容器的向上界定容器容积的部分。侧壁连接容器底部和容器顶部。
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【技术保护点】
1.一种粉末贮存器(1)，所述粉末贮存器(1)用于在增材制造工艺中处理粉末，其中，所述粉末贮存器(1)至少包括：
2.根据权利要求1所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，所述粉末贮存器还至少包括：
3.根据权利要求1或2所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，至少一个漏斗与所述容器的粉末入口和/或粉末出口处于流体连通，和/或在引用权利要求2的情况下，在相应的阀处于打开状态的情况下，至少一个漏斗经由所述粉末入口阀和/或所述粉末出口阀与所述容器容积处于流体连通。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，所述粉末容器(100)由容器支撑结构(200)支撑，并且支撑框架(300)通过具有旋转轴线的至少一个旋转轴承可旋转地支撑所述容器支撑结构(200)。
5.根据权利要求4所述的粉末贮存器，其特征在于，
6.根据权利要求4或5所述的粉末贮存器，其特征在于，所述粉末容器(100)具有粉末容器底部(120)，并且所述粉末容器底部由可旋转的支撑结构(200)的支撑结构底部(220)支撑。
7.根据权利要求
8.根据权利要求7所述的粉末贮存器，其特征在于，粉末移除漏斗(150)覆盖所述粉末容器的所述开口。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的粉末贮存器，其特征在于，所述粉末贮存器包括锁定机构，其中，所述锁定机构可释放地阻止所述容器支撑结构(200)相对于所述支撑框架(300)的旋转。
10.根据前述权利要求中任一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，所述n个传感器的集N至少包括以下传感器中的一者：
11.根据前述权利要求中任一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，所述n个传感器的集N中的m个传感器的子集M(m≤n；m、n为整数)中的每个传感器都经由单独的测量线连接到所述多端口连接器(500)的单独端口。
12.根据前述权利要求中任一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，所述粉末贮存器还包括用于驱动所述粉末贮存器(1)的至少一个机械装置的l个致动器(428，438，488，498，858)的集，其中，l是整数，并且其中，至少所述l个致动器的集L中的k个致动器的子集K中的每个致动器(428，438，488，498，858)都经由单独的致动器控制线连接到所述多端口连接器(500)的单独触头和/或单独端口，即k≤l；l、k是整数。
13.根据前述权利要求中任一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，
14.根据前述权利要求中任一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，惰性气体入口阀(818)和/或减压阀(819)位于惰性气体管线中，所述惰性气体管线提供所述粉末贮存器(1)的惰性气体端口(410)与所述容器(100)的惰性气体入口(410)之间的流体连通。
15.根据权利要求5至7中任一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，所述粉末贮存器包括控制阀，所述控制阀具有控制阀致动器(428，438，488，498)，并且所述控制阀致动器(428，438，488，498，858)是l个致动器的集L中的k个致动器的子集K中的成员。
16.根据权利要求8至11中任一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，所述粉末贮存器(1)包括气体移除端口(430)，所述气体移除端口至少经由气体移除控制阀(435)与所述容器容积处于流体连通，并且，
17.根据前一项权利要求所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，气体移除端口连接传感器连接到气体移除端口连接传感器线的第一端，并且所述气体移除端口连接传感器线的第二端连接到所述多端口连接器(500)的端口。
18.根据前述权利要求中至少一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，所述粉末容器(100)位于支撑框架(200)的内部，并且所述多端口连接器(500)附接到所述框架(200)，并且所述多端口连接器(500)的端口面向外。
19.根据前述权利要求中至少一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，所述粉末贮存器(1)具有锁定轴(850)，所述锁定轴相对于所述粉末容器(100)可旋转地被支撑，其中，所述锁定轴(850)具有近端(851)和远端(852)，并且锁定构件(853)扭矩传递地联接到所述锁定轴(850)的远端(852)，并且所述锁定轴(850)由锁定轴致动器(858)驱动。
20.根据引用权利要求8的前一项权利要求所述的粉末贮存器(...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种粉末贮存器(1)，所述粉末贮存器(1)用于在增材制造工艺中处理粉末，其中，所述粉末贮存器(1)至少包括：
2.根据权利要求1所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，所述粉末贮存器还至少包括：
3.根据权利要求1或2所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，至少一个漏斗与所述容器的粉末入口和/或粉末出口处于流体连通，和/或在引用权利要求2的情况下，在相应的阀处于打开状态的情况下，至少一个漏斗经由所述粉末入口阀和/或所述粉末出口阀与所述容器容积处于流体连通。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，所述粉末容器(100)由容器支撑结构(200)支撑，并且支撑框架(300)通过具有旋转轴线的至少一个旋转轴承可旋转地支撑所述容器支撑结构(200)。
5.根据权利要求4所述的粉末贮存器，其特征在于，
6.根据权利要求4或5所述的粉末贮存器，其特征在于，所述粉末容器(100)具有粉末容器底部(120)，并且所述粉末容器底部由可旋转的支撑结构(200)的支撑结构底部(220)支撑。
7.根据权利要求5或6所述的粉末贮存器，其特征在于，所述粉末移除漏斗(150)具有粉末移除漏斗粉末入口，并且所述粉末移除漏斗粉末入口经由所述粉末容器的开口与所述容器容积处于流体连通。
8.根据权利要求7所述的粉末贮存器，其特征在于，粉末移除漏斗(150)覆盖所述粉末容器的所述开口。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的粉末贮存器，其特征在于，所述粉末贮存器包括锁定机构，其中，所述锁定机构可释放地阻止所述容器支撑结构(200)相对于所述支撑框架(300)的旋转。
10.根据前述权利要求中任一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，所述n个传感器的集n至少包括以下传感器中的一者：
11.根据前述权利要求中任一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，所述n个传感器的集n中的m个传感器的子集m(m≤n；m、n为整数)中的每个传感器都经由单独的测量线连接到所述多端口连接器(500)的单独端口。
12.根据前述权利要求中任一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，所述粉末贮存器还包括用于驱动所述粉末贮存器(1)的至少一个机械装置的l个致动器(428，438，488，498，858)的集，其中，l是整数，并且其中，至少所述l个致动器的集l中的k个致动器的子集k中的每个致动器(428，438，488，498，858)都经由单独的致动器控制线连接到所述多端口连接器(500)的单独触头和/或单独端口，即k≤l；l、k是整数。
13.根据前述权利要求中任一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，
14.根据前述权利要求中任一项所述的粉末贮存器(1)，其特征在于，惰性气体入口阀(818)和/或减压阀(819)位于惰性气体管线中，所述惰性气体管线提供所述粉末贮存器(1)的惰性气体端口(410)与所述容器(100)的惰性气体...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·科普斯钦斯基，M·奥弗伯格，P·内根丹克，R·雷德利希，S·费斯特，
申请(专利权)人：尼康SLM方案股份公司，
类型：发明
国别省市：
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