[发明专利]混合增材制造方法在审

专利信息
申请号: 201910522404.X 申请日: 2019-06-17
公开(公告)号: CN110605389A 公开(公告)日: 2019-12-24
发明(设计)人: 约瑟夫·兰;里安·塔姆 申请(专利权)人: 赛峰起落架系统加拿大公司
主分类号: B22F3/105 分类号: B22F3/105;B33Y10/00
代理公司: 44224 广州华进联合专利商标代理有限公司 代理人: 刘培培;黄爱娇
地址: 加拿大*** 国省代码: 加拿大;CA
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摘要:
搜索关键词: 制造工艺 源材料 制造 成品零件 复杂零件 工具加工 固体金属 技术生产 金属粉末 直接沉积 粉末床 可用 融合
【说明书】:

一般而言,混合增材制造方法可用于利用增材制造技术生产复杂零件。该方法可以包括通过第一增材制造工艺,例如使用金属粉末源材料的粉末床融合工艺来制造该零件的一个或多个第一部分。然后将该零件的第一部分转移到第二增材制造工艺,例如使用固体金属源材料的直接沉积工艺的操作床。在这方面,第一增材制造工艺不同于第二增材制造工艺。接下来,使用第二增材制造工艺制造连接至零件的第一部分并且部分地围绕零件的第一部分的零件的另一部分,该另一部分的部分可以用工具加工以提供成品零件。

背景技术

增材制造是一种三维(3D)印刷,其中材料以由计算机辅助设计(CAD)指令控制的图案固化,并且待生产的零件逐层构建。与传统的加工工艺不同,在该传统的加工工艺中,材料从原料中去除以生产零件,而增材制造通过添加层来构建零件,其中每个层在托盘逐渐移动之前,通过诸如激光或电子束的计算机控制的源固化,以允许新层邻近前一层固化,或者通过直接添加固体原材料来构建零件。增材制造能够从各种材料,包括金属、聚合物和矿物来生产零件。

一种类型的增材制造,粉末床融合(例如,选择性激光熔化(SLM))用于生产高保真度、复杂的金属零件。粉末床融合技术使用高功率密度激光器或电子束将金属粉末熔化并注入固体中。各种合金与粉末床融合技术相兼容。为了开始该过程,将3D CAD模型分成多个层,通常大约为10μm至100μm厚,并且将每个层转换为二维(2D)图像以进行处理。在诸如SLM的粉末床融合技术的增材制造期间,将金属粉末的薄层施加到操作板或操作床,并且激光跟踪层的2D图像,将粉末金属熔化并熔合在一起形成由CAD数据决定的层的形状。然后,板降低了一层的厚度,并且最近打印的层被另一金属粉末薄层覆盖,并且激光跟踪下一层的图像,将粉末金属熔化并熔合在一起形成新层的形状并结合至先前打印的层。一方面,由粉末床融合技术制成的零件通常缺乏强度,并且零件尺寸能力受到板的尺寸和激光器的移动量的限制,这与一些其他增材制造工艺相比相对较小。

另一种类型的增材制造,直接沉积增材制造(例如,使用丝进给的电子束熔化(EBM))也用于生产复杂的金属零件,但通常不具有与粉末床融合技术一样紧密的公差能力。直接沉积技术使用热源(例如电子束)产生热量以通过熔化金属棒、金属丝或其他固体源材料而将源材料熔合在一起。直接沉积,如EBM工艺,能够生产强度近似等同于锻造金属零件的金属零件,但是只能以近终形生产(即,比一些其他增材制造工艺更宽松的公差),并且通常必须进行后加工以获得高公差零件。

发明内容

提供本发明内容用以以简化形式介绍以下在具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征,也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

根据本公开的一个实施例,提供了一种混合增材制造方法。该混合增材制造方法通常包括获得金属源材料;使用该金属源材料通过第一增材制造工艺制造第一结构;将第一结构放置在第二增材制造工艺的操作床上,第二增材制造工艺与第一增材制造工艺不同;使用另一种金属源材料,通过第二增材制造工艺制造连接至第一结构并部分围绕第一结构的第二结构;以及用工具加工第二结构的一部分以提供成品零件。

根据本公开的另一个实施例,提供了一种混合增材制造方法。该混合增材制造方法通常包括获得金属源材料;使用该金属源材料通过第一增材制造工艺制造多于一个的内部部分;将多于一个的内部部分连接在一起以生产组合的内部部分;将组合的内部部分放置在第二增材制造工艺的操作床上,第二增材制造工艺与第一增材制造工艺不同;使用另一种金属源材料,通过第二增材制造工艺制造连接至组合的内部部分并部分围绕组合的内部部分的外部部分;以及用工具加工外部部分的区域以提供成品零件。

根据本文所描述的任意实施例,第一增材制造工艺可以是粉末床融合工艺。

根据本文所描述的任意实施例,粉末床融合工艺可以是使用金属粉末源材料的选择性激光熔化工艺。

根据本文所描述的任意实施例,第二增材制造工艺可以是直接沉积工艺。

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