[发明专利]用于增材制造设备的具有能量源阵列的能量传递系统

说明书

增材制造设备包括平台、支撑件、致动器、一个或多个打印头、支撑于平台上方的多个可单独寻址的能量源、及控制器，致动器耦接到平台与支撑件中的至少一者，并经配置以沿着第一轴线在其间产生相对运动，使得支撑件在平台上扫描，一个或多个打印头支撑于平台上方的支撑件上，并经配置以分配连续的馈送材料层以形成抛光垫。能量源被布置成至少沿着垂直于第一轴线的第二轴线延伸的阵列，并经配置以朝向平台发射辐射。控制器经配置以使得致动器在支撑件与平台之间产生相对运动，而使得一个或多个打印头与能量源在平台上扫描。

技术领域

本说明书涉及用于增材制造设备的能量传递系统。

背景技术

增材制造(additive manufacturing,AM)(也称为实体自由形式制造或3D打印)是指通过将原料(例如，粉末、液体、悬浮液、或熔融固体)连续分配到二维层以形成三维物件的制造处理。对之，传统的加工技术涉及从备料(例如，木块、塑料块、复合材料块、或金属块)中切出制品的减材处理。

多种增材处理可以用于增材制造。一些系统使用能量源将能量给馈送材料(例如，粉末)，从而烧结或熔融馈送材料。一旦第一层上的所有选定位置被烧结或熔融然后重新凝固，则在完成的层的顶部沉积馈送材料的新的层，并且逐层重复该处理，直到产生所期望的制品。在这些方法中的许多方法中，能量源是发射能量束以熔化粉末而形成制品的激光器。一些基于激光的方法熔融或软化材料以产生层(例如，选择性激光熔融(SLM)或直接金属激光烧结(DMLS)、选择性激光烧结(SLS)、熔化沉积建模(FDM))，而另一些方法使用不同技术的能量束来固化液体材料(例如，立体光刻(SLA))。这些处理在形成层以产生成品的方式上有所不同，并且在可兼容用于该处理中的材料上有所不同。

发明内容

在一个方面中，增材制造设备包括平台、支撑件、致动器、一个或多个打印头、多个可单独寻址的能量源、及控制器，致动器耦接到平台与支撑件中的至少一者，并经配置以沿着第一轴线在平台与支撑件之间产生相对运动，使得支撑件在平台上扫描，一个或多个打印头支撑于平台上方的支撑件上，并经配置以分配连续的馈送材料层以形成抛光垫，多个可单独寻址的能量源支撑于平台上方。能量源被布置成至少沿着垂直于第一轴线的第二轴线延伸的阵列，并经配置以朝向平台发射辐射。控制器经配置以使得致动器在支撑件与平台之间产生相对运动，从而使得一个或多个打印头与能量源在平台上扫描，使得一个或多个打印头在平台上分配馈送材料层，并操作能量源，以将能量施加到平台上的馈送材料层的选定区域。

实施方案可以包括以下特征中的一个或多个。

每一能量源可以对应于平台上方的最上层的馈送材料的相应体素。能量源的阵列可以沿着第一轴线延伸。阵列可以沿着平台的构建区域的整个宽度延伸。能量源的阵列可以在平台上方的对应于抛光垫的构建区域的区域上延伸。能量源可以通过支撑件而支撑于平台上方。

能量源的阵列可以是第一能量源的第一阵列，以用于发射辐射来固化馈送材料层的外表面。增材制造设备可以进一步包括第二能量源的第二阵列，以用于发射辐射来固化馈送材料层的内部，而控制器可经配置以操作第一能量源，以将能量施加到选定区域，然后操作第二能量源，以将能量施加到选定区域。第一能量源可经配置以发射具有第一波长的辐射，并且第二能量源可经配置以发射具有小于第一波长的第二波长的辐射。

控制器可经配置以控制由能量源发射的辐射的强度。控制器可经配置以确定传递到能量源的电流，以控制由能量源发射的辐射的强度。光电检测器可以产生指示辐射强度的信号。控制器可经配置以根据该信号控制辐射的强度，使得辐射的强度在预定范围内。能量源可以包括发光二极管(LED)，经配置以基于传递到LED的电流来发射具有强度的辐射。

致动器可经配置以相对于支撑件移动平台。致动器经配置以相对于平台移动支撑件。打印头可以沿着第二轴线而相对于支撑件移动。