[发明专利]通过增材制造进行的单晶生长的系统和方法

说明书

本发明的实施例包含：增材制造工具(16)，被配置成接收金属材料(20)并将多个液滴(18)在零件(12)的工作区域(24)处供应到零件(12)，其中多个液滴(18)中的每一液滴(18)包括金属材料(20)；以及加热系统(26)，包括被配置成产生主激光束(58)以加热零件(12)的衬底的熔化区(50)的主激光系统(54)以及被配置成产生次激光束(62)以加热零件(12)的衬底的过渡区(52)的次激光系统(56)，其中熔化区(50)和工作区域(24)处于同一位置，并且其中过渡区(52)围绕熔化区(50)设置。

背景技术

本公开总的来说涉及增材制造，并且更明确地说，涉及用于增材制造中的单晶生长的系统和方法。

各种制品可包含具有不同材料的部件。如应了解的是，制品的不同材料可通过紧固件、配合几何结构、焊接或其它工艺结合在一起。紧固件或互补几何结构可增加部件或将重量添加到接头。以金属进行的三维增材制造可用于以受控且精确的方式制造耐久的部件。不幸的是，这些工艺是复杂且昂贵的。

发明内容

在一个实施例中，一种增材制造系统包含：增材制造工具，被配置成接收金属材料并将多个液滴在零件的工作区域处供应到零件，其中多个液滴中的每一液滴包括金属材料；加热系统，被配置成加热零件的衬底，其中加热系统被配置成产生熔化区以及围绕熔化区设置的过渡区；以及控制器，被配置成调节增材制造工具和加热系统的相应位置，以使得工作区域和熔化区处于同一位置并使得过渡区围绕熔化区设置。

在另一实施例中，一种方法包含：将衬底的熔化区域加热到等于或高于衬底的熔化温度的温度；将衬底的过渡区域加热到比熔化区域的温度低约5到20℃的温度，其中过渡区域包括围绕熔化区域设置的环；以及在熔化区域中在衬底上形成金属液滴。

在另一实施例中，一种增材制造系统包含：增材制造工具，被配置成接收金属材料并将多个液滴在零件的工作区域处供应到零件，其中多个液滴中的每一液滴包括金属材料；以及加热系统，包括被配置成产生主激光束以加热零件的衬底的熔化区的主激光系统以及被配置成产生次激光束以加热零件的衬底的过渡区的次激光系统，其中熔化区和工作区域处于同一位置，并且其中过渡区围绕熔化区设置。

附图简单说明

当参照附图阅读具体实施方式时，本公开的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中在全部附图中，相同附图标记表示相同部分，其中：

图1是根据本公开的方面的具有加热系统的增材制造系统和零件的实施例的图；

图2是根据本公开的方面的具有加热系统的增材制造系统和零件的实施例的图；以及

图3是根据本公开的方面的具有加热系统的增材制造系统和零件的实施例的图。

具体实施方式

下文将描述本公开的一个或更多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简明描述，在本说明书中可能不描述实际实施方式的所有特征。应了解，在任何此类实际实施方案的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出众多专门针对实施方案的决策来实现开发者的特定目标，例如，符合系统相关和商业相关的约束条件，所述约束条件对于不同实施方案可能有所不同。此外，应了解，此类开发工作可能是复杂和费时的，但是仍然将是可受益于本公开的一般技术人员进行设计、构造和制造的例行工作。