[发明专利]用于通过增材制造形成物件的设备和制造物件的方法

说明书

本公开大体上涉及用于在增材制造(AM)过程期间的化学气相沉积(CVD)的方法和设备。此类方法和设备可用于将化学标签嵌入到所制造物件中，且此类嵌入的化学标签可被发现用于防伪操作和通过多种材料的物件制造中。

技术领域

本公开大体上涉及用于在增材制造(AM)过程期间的化学气相沉积(chemicalvapor deposition，CVD)的方法和设备。

背景技术

与减材制造(subtractive manufacturing)方法相比，增材制造(AM)或增材印刷过程通常涉及堆积一种或多种材料以形成网状或近似网状(NNS)物件。尽管“增材制造”是工业标准术语(ASTMF2792)，但AM涵盖以多种名称公知的多种制造和成型技术，其中包括自由成形制造、3D打印、快速成型/加工等。AM技术能够由范围广泛的材料制造复杂部件。一般来说，独立物件能够通过计算机辅助设计(CAD)模型制造。特定类型的AM过程使用例如激光束等电磁辐射来熔融或烧结粉末材料，从而形成固体三维物件。

图1中展示用于使用粉末构建材料的AM的设备的实例。设备140通过使用由源150产生的能量束170烧结或熔融粉末材料(未展示)以逐层方式构建物件或物件的部分，例如物件152，所述源可例如为用于产生激光束的激光器或在电流流动通过时发射电子的长丝。通过能量束熔融的粉末由储存器156供给并且使用在方向164上行进的重涂臂146将这样的粉末均匀地散布在粉末床142上方，以将粉末保持在水平148处并且将在粉末水平148之上延伸的过量粉末材料移除到废物容器158。在例如激光振镜扫描器162的辐射发射导向装置的控制下，能量束170烧结或熔融构建的物件的横截面层。振镜扫描器162可包括例如多个可移动镜面或扫描透镜。

扫描能量束的速度是关键的可控制过程参数，影响递送到特定斑点的能量的数量。典型的能量束扫描速度约为每秒10到1000毫米。构建平台144下降并且另一层粉末散布在粉末床和被构建的物件之上，之后通过激光器150连续熔融/烧结粉末。举例来说，粉末层的厚度通常为10到100微米。重复所述过程，直到物件152由熔融/烧结粉末材料完全建成为止。能量束170可以由计算机系统控制，所述计算机系统包括处理器和存储器(未展示)。计算机系统可以确定每一层的扫描模式并且控制能量束170以根据扫描模式辐照粉末材料。在完成物件152的制造后，可以将多个后处理程序施加于物件152。后处理程序包括例如通过吹气或抽真空来移除过量粉末。其它后处理程序包括应力消除热处理过程。此外，热和化学后处理程序能够用于对物件152进行表面处理。

大多数商用AM机器允许仅由单个部件材料构建部件。举例来说，图1中所说明的系统的粉末床142和粉末储存器156使得仅单个粉末材料原料用于制造部件。在许多状况下，将一种或多种额外材料并入到所述部件中可以是合乎需要的。举例来说，可在增材过程期间将涂层添加到部件以用于耐磨性或耐化学性，从而排除后处理操作的需要。随着AM技术的快速成熟，更精确的打印机和建模工具可以成本降低的方式变得可获得。因此，物件的便宜复制品可涌入市场，且此类复制品相较于原始纯牌产品可具有较差质量。然而，在对完整物件的单个目视检查之后，客户和制造商可能都不能够区分原物与复制品。因此，需要在AM过程期间能够通过不同标签以化学方式或以物理方式标记表面上或下方的各部分，以有助于客户和制造商两者区别原始纯牌产品与廉价的较差复制品。

发明内容

下文呈现本公开的一个或多个方面的简化概述，以便提供对此些方面的基本理解。此概述并非所有所预期方面的广泛综述，且既不希望指明所有方面的关键或决定性要素，也不希望划定任何或所有方面的范围。其目的在于以简化形式展示一个或多个方面的一些概念，以引出下文呈现的更详细描述。