[发明专利]控制3D打印中的翘曲的方法在审

专利信息
申请号: 201810466918.3 申请日: 2018-05-16
公开(公告)号: CN108943699A 公开(公告)日: 2018-12-07
发明(设计)人: 约翰·摩德泽尔 申请(专利权)人: 福特汽车公司
主分类号: B29C64/153 分类号: B29C64/153;B29C64/118;B29C64/40;B22F3/105;B22F3/115;B28B1/00;B33Y40/00
代理公司: 北京铭硕知识产权代理有限公司 11286 代理人: 王秀君;鲁恭诚
地址: 美国密歇根*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 锚固件 翘曲 支撑结构 卷曲 打印 包围 部件使用 第一材料 防止部件 支撑部件 制造部件 逐层制造 就位 移除 冷却 收缩 制造 膨胀
【说明书】:

本公开涉及控制3D打印中的翘曲的方法。公开了用于控制3D打印的部件中的翘曲和/或卷曲的系统和方法。一种方法可包括:通过增材制造逐层制造部件,该部件具有附连到部件的一个或更多个锚固件。部件和锚固件可以由第一材料形成。所述方法还可包括:制造支撑结构,用于在制造部件时支撑部件的多个部分。支撑结构可至少部分地包围锚固件。可以在部件被制成之后从部件移除锚固件和支撑结构。每个锚固件可以是相同尺寸和形状的,这可减少设计时间并允许跨多个部件使用相同的锚固件设计。包围锚固件的支撑结构可将锚固件固定就位并防止部件翘曲或卷曲(例如,在冷却期间由膨胀或收缩而造成的翘曲或卷曲)。

技术领域

本公开涉及例如通过约束部件几何形状来控制3D打印中的翘曲(warping)的方法。

背景技术

增材制造,也称为3D打印,是一种允许逐层制造部件的制造工艺。存在多种类型的增材制造工艺,这些工艺可使用喷墨式打印机、激光固化/烧结、基于光的固化或其它技术。对于生产一个部件或少量部件(例如,对于原型或小批量制造)来说,增材制造可能非常具有成本和时间效益。尽管能够通过3D打印来形成错综复杂的部件几何形状,但是该工艺的本质可能提出特别的挑战。一个挑战是在每个层冷却时打印材料的膨胀或收缩。

发明内容

在至少一个实施例中,提供一种方法。所述方法可包括:通过增材制造逐层制造部件,部件具有附连到该部件的一个或更多个锚固件,部件和锚固件是由第一材料形成的;制造支撑结构,用于在制造部件时支撑部件的多个部分,支撑结构至少部分地包围锚固件;在部件被制成之后从部件移除锚固件和支撑结构。

在一个实施例中,支撑结构是由与第一材料不同的第二材料形成的。第二材料可以是溶解性材料,并且所述移除步骤可包括使支撑结构溶解。在一个实施例中,多个锚固件附连到部件。所述多个锚固件中的每个可具有相同的形状和/或尺寸。所述多个锚固件可围绕所述部件的周边间隔开。围绕周边间隔开的所述多个锚固件中的每个可以部分地、而非完全地被支撑结构包围。所述多个锚固件中的至少一个可位于部件的拐角处。在一个实施例中,所述一个或更多个锚固件中的至少一个完全被支撑结构包围。在另一实施例中,锚固件可包括基部和从基部延伸的附连部,附连部包括锚固件附连到部件的附连表面。附连表面可包括附连部的小于25%的表面积。

在至少一个实施例中,提供一种非暂时性计算机可读介质,其上存储有由计算机处的处理器执行的计算机可读指令。所述指令可包括控制增材制造计算机系统,以:使用第一材料逐层制造部件,部件具有附连到该部件的一个或更多个锚固件;制造支撑结构,用于在制造部件时支撑部件的多个部分,支撑结构至少部分地包围锚固件。

可以控制增材制造计算机系统,以由与第一材料不同的第二材料形成支撑结构。可以控制增材制造计算机系统,以制造附连到部件的多个锚固件,每个锚固件具有相同的尺寸和形状。在一个实施例中,控制增材制造计算机系统,以制造多个部件,每个部件具有附连到该部件的一个或更多个锚固件,所述一个或更多个锚固件中的每个具有相同的尺寸和形状。

在至少一个实施例中,提供一种3D打印的部件。该部件可包括:部件主体;多个锚固件,附连到部件主体,锚固件和部件由第一材料形成;支撑结构,由第二材料形成,附连到部件主体并且至少部分地包围每个锚固件。

在一个实施例中,每个锚固件具有相同的尺寸和形状。在另一实施例中,每个锚固件可包括基部和从基部延伸的附连部,附连部包括锚固件附连到部件的附连表面。附连表面可包括附连部的小于25%的表面积。

附图说明

图1是根据实施例的将要使用3D打印构建的部件的前透视图;

图2是图1的部件的后透视图;

图3是根据实施例的连同支撑材料一起3D打印的图1的部件的前透视图;

图4是根据实施例的连同支撑材料一起3D打印的图1的部件的另一前透视图;

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