[发明专利]用于影线图案的直角边消除策略

说明书

一种用于物体的增材制造的扫描技术。方法包括使用能量源辐射给定粉末层的一部分以形成熔合区域。当逐层形成物体时，辐射遵循至少部分地由条纹区域界定的第一辐射图案。当使用第一辐射图案形成第一熔合区域时，相对于基本上线性的条纹区域边界以90°以外的角度形成第一系列凝固线。形成一系列第二凝固线，一系列第二凝固线相对于第一凝固线以0°和180°以外的第一角度与第一凝固线的端部相交。形成第三系列凝固线，第三系列凝固线基本上平行于第一系列凝固线并且与第二凝固线中的一个相交。

技术领域

本公开涉及使用增材制造技术生产部件的改进方法。本公开提供一种生产部件的改进方法，该方法的一些实例包括：改进的微观结构，减少的制造时间，降低的成本，减少的材料浪费。特别地，本公开涉及在基于粉末的增材制造构建处理期间扫描辐射束(即，激光或电子束)的处理。

背景技术

作为实例，增材制造(AM)技术可以包括电子束自由成形制造、激光金属沉积(LMD)，激光线金属沉积(LMD-w)、气体金属电弧焊、激光工程网成形(LENS)、激光烧结(SLS)，直接金属激光烧结(DMLS)、电子束熔化(EBM)、粉末馈送定向能量沉积(DED)和三维打印(3DP)。与减材制造方法相比，AM处理大体涉及一种或多种材料的堆积，以制造净形或近净形(NNS)物体。虽然“增材制造”是行业标准术语(ASTM F2792)，但是AM涵盖了各种名称下已知的各种制造和原型制作技术，包括自由成形制造、3D打印、快速原型制作/工具加工等。AM技术能够从各种材料制造复杂部件。通常，可以由计算机辅助设计(CAD)模型制造独立物体。作为实例，特定类型的AM处理使用能量束，例如电子束或诸如激光束的电磁辐射，来烧结或熔化粉末材料和/或线材，创建其中材料结合在一起的固体三维物体。

选择性激光烧结、直接激光烧结、选择性激光熔化、以及直接激光熔化是用于指通过使用激光束烧结或熔化细粉末来生产三维(3D)物体的通用行业术语。例如，美国专利号4,863,538和美国专利号5,460,758描述了传统的激光烧结技术。更具体地，烧结需要在低于粉末材料熔点的温度下熔合(凝结)粉末颗粒，而熔化需要完全熔化粉末颗粒以形成固体均匀物质。与激光烧结或激光熔化相关的物理处理包括向粉末材料热传递，然后烧结或熔化粉末材料。电子束熔化(EBM)利用聚焦电子束来熔化粉末。这些处理包含连续地熔化粉末层以在金属粉末中构建物体。

在上文和整个公开内容中讨论了其实例的AM技术的特征可以在于通过使用激光或能量源在粉末中产生热量以至少部分地熔化材料。因此，短时间段内在细粉末中产生高浓度的热量。在部件的堆积期间，粉末内的高温梯度可能对完成部件的微观结构具有显著影响。快速加热和凝固可能引起高热应力，并且可能在整个凝固材料中引起局部非平衡相。此外，由于可以通过材料中的热传导方向来控制完成的AM部件中的晶粒的取向，AM设备和技术中激光器的扫描策略成为控制AM构建部件的微结构的重要方法。控制AM设备中的扫描策略对于开发无材料缺陷的部件是至关重要的，缺陷的实例可以包括缺乏熔合孔隙度和/或沸腾孔隙度。