[发明专利]用于在直接金属激光熔化(DMLM)中有效利用激光阵列的扫描策略

说明书

一种增材制造系统，其被构造成制造部件，包括用于有效利用一个或多个激光器阵列的扫描策略。增材制造系统包括至少一个激光器装置，每个激光器装置构造为激光器阵列和构建平台。每个激光器装置被构造成产生多个激光束。该部件被设置在构建平台上。至少一个激光器装置被构造成在径向方向上，在周向方向上或以修改的曲折形图案中的至少一个扫过部件和构建平台，并对应于构建层的图案同时操作多个可单独操作的激光束中的一个或多个，以对应于构建层的图案在部件和构建平台上产生熔化的粉末状材料的连续层。还公开了一种利用增材制造系统制造部件的方法。

技术领域

本公开大体上涉及增材制造系统，更具体地，涉及包括用于在直接金属激光熔化(DMLM)系统中有效利用激光射线的扫描策略的增材制造系统。

背景技术

至少一些增材制造系统涉及粉末状材料的堆积以制造部件。该方法可以以降低的成本和提高的制造效率由粉末材料生产出复杂的部件。至少一些已知的增材制造系统(例如DMLM系统)使用一个或多个激光器装置(例如激光器阵列)，构建平台，重涂覆器和例如但不限于粉末状金属的粉末材料来制造部件。激光器阵列产生多个激光束，其在激光束入射到粉末材料上的区域内和周围熔化构建平台上的粉末材料，从而形成熔池。构建平台降低一些量，例如10至100微米，并且重涂覆器在现有层上铺展额外的粉末状构建材料。在DMLM过程期间，激光器阵列以逐层的方式重复扫过金属粉末。在零部件的构建期间，由于阵列来回扫，阵列中的每个激光器必须选择性地打开和关闭以仅熔合用于构建部件的金属粉末，在不组成部件的区域中留下未熔合的粉末。在该过程之后，未熔合的粉末被移除以露出该零部件。

当激光阵列扫过部件，多数激光器在构建该部件所需要的大多数时间内是关闭的。由于阵列中的大多数激光器处于关闭状态，因此激光器的这种低利用率增加了制造零部件的成本。如果所有激光器都在100％的时间内打开，则可以在最短的时间内以较低的成本构建典型的部件。

因此，期望在部件制造过程中提供一种DMLM系统，其利用新型扫描策略用于在各层构建期间有效利用可操作的激光器阵列。

发明内容

本公开的各种实施例包括一种增材制造系统，其包括用于有效利用激光射线的扫描策略。在一个方面，提供了一种构造成制造部件的增材制造系统，该增材制造系统包括用于有效利用一个或多个激光阵列的扫描策略。增材制造系统包括至少一个激光器装置和构建平台。包括激光器阵列的至少一个激光器装置中的每一个被构造成产生多个可单独操作的激光束。部件被设置在构建平台上。至少一个激光器装置被构造成在径向方向上，在周向方向上或修改的曲折形图案中的至少一个扫过部件和构建平台，并对应于构建层的图案同时操作多个可单独操作的激光束中的一个或多个，以对应于构建层的图案在部件和构建平台上产生熔化的粉末状材料的连续层。

在另一个方面，提供了一种被构造成制造部件的增材制造系统。增材制造系统包括用于有效利用一个或多个激光器阵列的扫描策略。增材制造系统包括至少一个激光器装置，构建平台和至少一个重涂覆器。包括激光器阵列的至少一个激光器装置中的每一个被构造成产生多个可单独操作的激光束。部件被设置在构建平台上。至少一个重涂覆器被构造成在部件和构建平台上涂覆粉末状构建材料。构建平台和至少一个激光装置中的至少一个被构造成保持静止。至少一个激光器装置被构造成在径向方向上，在周向方向上或以修改的曲折形图案中的至少一个扫过部件和构建平台，并对应于构建层的图案同时操作多个可单独操作的激光器中的一个或多个，以对应于构建层的图案在部件和构建平台上产生熔化的粉末状材料的连续层。