[发明专利]增材制造方法和装置

说明书

提出了一种增材制造装置。该增材制造装置包括限定腔室的壳体，设置在腔室中的构建平台，构造为在构建平台上方供应第一气流的第一气体入口，构造为在第一气流上方并且在与第一气流基本上相同的方向上供应第二气流的第二气体入口，以及构造为排出气流的气体出口。还提出了一种用于制造物品的增材制造方法。

技术领域

本公开大体上涉及一种增材制造方法和装置，并且具体地，涉及一种利用聚焦能量选择性地熔融粉末材料以制造物体的增材制造方法和装置。

背景技术

与减材制造方法相反，增材制造处理通常涉及一种或多种材料的堆积以制成净形或近净形的物体。尽管“增材制造”是行业标准术语(ASTM F2792)，但它包含以各种名称已知的各种制造和原型技术，包括自由形式制造，3D打印，快速原型/工具等。一种特殊类型的增材制造过程使用聚焦能量(例如电子束或激光束)来烧结或熔化粉末材料，从而创建一个固体三维物体，其中粉末材料的颗粒被粘结在一起。

激光烧结是一个常见的工业术语，用于表示通过使用激光束烧结或熔化细粉末来生产三维(3D)物体。特别地，激光烧结/熔化技术通常需要将激光束投射到基板上的受控量的粉末(例如粉末床)上，以便在其上形成熔融颗粒或熔化的材料的层。当激光束与粉末床处的粉末相互作用时，在腔室内会产生颗粒物质(例如，冷凝水，飞溅物)。该颗粒物质可能沉积在粉末床或腔室的其他部分(例如激光器窗口)上，这可能损害所得物体的质量。

通常，在腔室中引入气流以试图去除颗粒物质并防止沉积。但是，气流会夹带来自腔室的气体，导致腔室内出现大面积再循环的混乱流。这种混乱流可以为颗粒物质提供到包括激光器窗口的腔室的各个部分的路径。

发明内容

本文提供了用于制造物体的改进的增材制造方法和装置。在一个方面，一种增材制造装置包括：限定腔室的壳体；布置在腔室中的构建平台；第一气体入口，其被构造为在构建平台上方供应第一气流；第二气体入口，其被构造为在第一气流上方并在与第一气流基本上相同的方向上供应第二气流；以及气体出口，该气体出口被构造为排出气流。

另一方面涉及一种增材制造方法，其包括(a)将聚焦能量施加到设置在腔室内构建平台上的一定数量的粉末材料上，以形成固化层，(b)将第一气流供应到腔室内构建平台上方，以及(c)在第一气流上方并且在与第一气流基本上相同的方向上将第二气流供应到腔室。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本发明的实施例的这些以及其他特征和方面，其中在整个附图中，相同的字符表示相同的部分，其中：

图1是示出了根据本说明书的一些实施例的增材制造装置的示意图。

图2是示出根据本说明书的一些实施例的图1的增材制造装置中的线性气流布置的示意性立体图；

图3是示出根据本说明书的一些实施例的图1的增材制造装置中的径向气流布置的示意性立体图。

具体实施方式

本公开大体上包括用于使用增材制造来制造物体的装置和方法。如以下详细讨论的，本公开的一些实施例提出了增材制造装置和方法，其采用在构建平台上方供应的第一气流和在第一气流上方且与第一气流基本相同的方向供应的第二气流。通过抑制增材制造装置的腔室内部第一气流的夹带和再循环并且防止颗粒物质沉积在包括激光器窗口的腔室内部的各个位置上，该额外的第二气流有利地克服了上述缺点。

在以下说明书和权利要求书中，单数形式的“一”，“一个”和“该”包括复数对象，除非上下文另外明确指出。除非上下文另外明确指出，如本文所使用的，术语“或”并不意味着是排他的，并且是指存在所引用的部件中的至少一个，并且包括其中可以存在所引用的部件的组合的实例。如本文中所使用的，术语“第一”，“第二”等不表示任何顺序，数量或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件区分开。