[发明专利]增材制造的能量剂量在审

专利信息
申请号: 201780088258.3 申请日: 2017-03-29
公开(公告)号: CN110392628A 公开(公告)日: 2019-10-29
发明(设计)人: 卡里·G·阿丁顿;戴维·A·钱皮恩;穆罕默德·S·沙拉维;詹姆斯·麦金内尔;D·R·哈默斯塔德 申请(专利权)人: 惠普发展公司;有限责任合伙企业
主分类号: B29C64/10 分类号: B29C64/10;B29C64/268;B29C64/393;B33Y30/00;B33Y10/00;B29C64/20
代理公司: 北京德琦知识产权代理有限公司 11018 代理人: 郭艳芳;康泉
地址: 美国得*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 体素位置 切片 处理器可读介质 指令 构建材料层 操作特性 激光光束 制造机器 熔融 施加 制造
【说明书】:

在一个示例中,处理器可读介质上具有指令,指令在被执行时,促使增材制造机器根据在物体切片中的每个体素处待施加的能量剂量,改变构建材料层中的多个不同体素位置处的熔融激光光束的操作特性,能量剂量包括针对切片中对应的多个不同体素位置的多个不同能量剂量。

背景技术

增材制造机器通过构建材料层来生产3D物体。一些增材制造机器通常被称为“3D打印机”。3D打印机和其他增材制造机器使得将物体的CAD(计算机辅助设计)模型或其他数字表征转换为实体物体成为可能。模型数据可以被处理成切片,每个切片限定一个或多个构建材料层中的待形成为物体的那部分。

附图说明

图1示出了实施具有能量剂量控制指令的控制器的增材制造机器的一个示例。

图2是示出诸如可以用图1中所示的增材制造机器实施的增材制造方法的一个示例的流程图。

图3是示出诸如可以用图1中所示的增材制造机器实施的增材制造方法的另一个示例的流程图。

图4是示出具有能量剂量控制指令的处理器可读介质的块图。

图5是示出实施图4中所示的处理器可读介质的增材制造机器的一个示例的块图。

图6是示出物体的一个示例的透视图,该物体包括块以及从块的侧面突出的楔形突出物。图6还包括示出跨越物体待施加的能量剂量的一个示例的图。

图7是示出图6中所示的物体的前部被分成六个切片的一个示例的正视图。

图8至图13各自更详细地示出了图7的物体切片中的一个。图8至图13中的每一个还包括示出在制造期间跨越相应切片施加的束强度、大小和位置的一个示例的图。

图14至图18示出了可用于根据与不同的物体体素相关联的能量值而有助于在对应的体素位置处传送期望的能量剂量的示例技术和部件。

在整个附图中,相同的附图标记表示相同或相似的部件。这些图不一定按比例绘制。

具体实施方式

在一些增材制造方法中,热量被用于将粉末状构建材料中的颗粒熔融在一起以形成固态物体。例如,熔融构建材料的热量可以通过将激光光束以与物体的切片的期望形状相对应的图案扫描到构建材料的薄层上以熔化、烧结或以其他方式熔融构建材料而产生。该方法逐层重复并逐片重复以完成物体。激光熔融方法可以使用在构建材料处彼此重叠的多个激光光束。例如,围绕较小的较高强度熔融光束的较低强度的加热光束可以用于在使用熔融光束施加熔融能量之前预加热构建材料,和/或允许熔融的构建材料在使用熔融光束施加熔融能量之后更慢地冷却,以有助于在熔融材料中形成所需的特性。

新技术已经被开发,以更有效地利用用于增材制造的重叠激光光束。在一个示例中,根据在物体切片中的每个体素位置处待施加的能量剂量(包括针对切片中对应的多个不同体素位置的多个不同能量剂量),熔融激光光束和加热激光光束中的一个或两者的操作特性在构建材料层中的多个不同体素位置处改变。在增材制造中,体素可以用于表示三维空间中的体积元。每个体素包含有关在空间中的该位置处的物体体积的信息。本文中使用的“体素位置”指的是构建材料中与正在制造的物体的数字表示中的体素的位置相对应的物理位置。

在新技术的一个示例中,增材制造方法包括根据与正在制造的物体的每个体素相关联的能量值,改变在多个不同体素位置处的激光光束的强度、光斑大小和/或重叠。每个能量值可以表示在特定体素位置处使用激光光束待施加到未熔融构建材料的能量剂量。因此,可以按照体素水平控制能量剂量,以有助于针对材料特性而优化制造方法并且有助于最小化沿高分辨率区域(诸如边缘、突出物、锥形、内角和高纵横比垂直结构)的热变形。来自制造区域的光谱或热反馈(或两者)可以用于“动态”修改能量剂量以进行更精确的控制。

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