[发明专利]组件的增材制造的方法

说明书

一种增材制造组件的方法。该方法包括选择粉末特征、沉积粉末材料、检验粉末材料、选择激光加工的工艺和激光参数、激光加工粉末材料、进行层清理、确定和减轻应力状态、额外检验激光加工的粉末材料、并重复这些步骤直到完成组件的建造。

技术领域

本发明涉及一种组件的增材制造的方法。

背景技术

基于激光的材料沉积已经被用于精确涂层沉积和增层制造。该工艺的低能源效率和相对低的沉积速率与收益性相冲突，从而限制了可能的应用。腔室尺寸小限制了将大型部件建造为一体化。

与传统制造技术(例如铸造、锻造和机械加工)相比，以逐层方式制造近净形状的部件可以提供节省时间和成本的巨大潜力。目前，所采用的方法包括依靠提供精确粉末聚焦的特殊喷嘴设计。提供了每道在20-100微米厚度范围内具有小层建造的小珠粒尺寸。然而，这些方法为了产生高精度，付出了沉积速率非常缓慢的代价。由于沉积速率非常缓慢，相对于更传统的制造方法，增材制造丧失了一定的优势。

发明内容

在本发明的一个方面，一种增材制造组件的方法，该方法包括：选取粉末特征；沉积用于制造组件的粉末材料；就地检验沉积的粉末材料，以确定层特性；基于检验结果选择激光加工的工艺和激光参数；激光加工粉末材料；对激光加工的粉末材料进行层清理；就地额外检验激光加工的粉末材料，以确定材料特性；经由超声测量检验激光加工的粉末材料，以确定残留应力；在确定残留应力小于阈值时，用额外的粉末材料从沉积步骤开始重复以上步骤，直到完成组件的建造。

参考以下附图、说明书和权利要求书，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。

附图说明

本发明借助于附图得以更详细地示出。附图示出了优选的构造，并且不限制本发明的范围。

图1是描述本发明的增材制造工艺的示例性实施例的流程图；

图2示出本发明的示例性实施例的激光增材制造工艺；

图3示出本发明的示例性实施例的闪光灯激励热成像法特性检测过程；

图4是基于本发明的示例性实施例的闪光灯激励热成像法特性检过程的粉末堆积厚度；

图5是示出基于本发明的示例性实施例的闪光灯激励热成像法特性检测过程的样本的像素数量与厚度的曲线图；

图6示出本发明的示例性实施例的闪光灯激励热成像法特性检测过程；

图7是基于本发明的示例性实施例的闪光灯激励热成像法特性检测过程的金属沉积物的热导率；

图8示出本发明的示例性实施例的激光超声残留应力检验过程；以及

图9示出选择在本发明的示例性实施例的激光超声物理特性检验过程之后执行残留应力减轻过程。

具体实施方式

在以下对优选实施例的详细描述中，参考了构成本发明一部分的附图，并且在附图中，通过说明而非限制性的方式示出了可以实施本发明的具体实施例。应当理解的是，可以使用其他实施例，并且可以在不背离本发明的精神和范围的情况下进行改变。

广义地讲，本发明涉及一种增材制造组件的方法。该方法包括选择粉末特征、沉积粉末材料、检验粉末材料、选择激光加工的工艺和激光参数、激光加工粉末材料、进行层清理、额外检验激光加工的粉末材料，并且重复这些步骤直到完成组件的建造。

需要包括高沉积速率和大体积的增材制造工艺。下文所述工艺的实施例包括可应用于闭合的实施例(例如在选择性激光熔化(SLM)中)和露天的实施例(例如在包层、沉积系统中)。这些实施例可在最终的建造内产生各层之间的高度差。