[发明专利]旋转的直接金属激光熔化系统及其操作方法

说明书

直接金属激光熔化(DMLM)系统包括可旋转基座，以及安装在可旋转基座上并由可旋转基座支撑的构建板，其中该构建板包括构建表面。DMLM系统还包括第一致动器组件，第一粉末分配器，该第一粉末分配器设置在构建板附近并且构造成将可焊接粉末沉积在构建板的构建表面上。另外，DMLM系统包括：第一粉末铺展器，该第一粉末铺展器设置在构建板附近并且构造成铺展沉积在构建板的构建表面上的可焊接粉末；以及第一激光扫描仪，该第一激光扫描仪由第一致动器组件支撑在相对于构建板的位置中，使得构建表面的至少一部分在第一激光扫描仪的视场内。第一激光扫描仪构造成选择性地焊接可焊接粉末。第一激光扫描仪还构造成在第一致动器组件上相对于构建表面轴向地平移。

技术领域

本公开的领域大体上涉及增材制造，并且更具体地，涉及用于直接金属激光熔化(“DMLM”)的系统和方法，其中将可焊接粉末沉积并焊接在旋转的构建板上以创建物体，并在创建物体时升高安装在构建板上的激光扫描仪。

背景技术

增材制造系统(也称为3D打印系统)用于通过由连续的材料层形成三维物体来创建三维物体。通常，在计算机控制下(例如，基于要制造的物体的三维计算机辅助设计和制图(“CAD”)模型)增材制造系统进行操作。构建材料种类繁多，并且例如，包括例如金属，玻璃，热塑性塑料，油墨的材料，例如混凝土等的各种建筑材料等。

因此，在增材制造系统的领域中，DMLM系统是布置成焊接连续的可焊接粉末(例如金属粉末)层以创建所需的三维物体的那些系统。传统的DMLM系统包括构建板，金属粉末沉积在该构建板上。在计算机的控制下，通过例如高能量纤维激光器的激光器将粉末加热至熔化。熔化的粉末冷却并固化以形成一层物体，降低构建板，然后重复该处理。

与常规DMLM系统相关联的缺点包括例如在未执行焊接操作的时间段内(例如，系统等待时间)导致的相继的粉末沉积和焊接阶段。其他缺点包括利用过量的可焊接粉末，物体尺寸限制，相对较慢的构建速度。

因此，需要一种能够同时进行粉末沉积和焊接操作的DMLM系统。更特别地，需要一种能够同时进行粉末沉积和焊接操作的旋转的DMLM系统。还需要一种旋转的DMLM系统，其中安装在构建板上的激光扫描仪会升高(而不是降低或保持静止)。

发明内容

在一方面，提供了一种直接金属激光熔化(DMLM)系统。DMLM系统包括可旋转基座，以及安装在可旋转基座上并由可旋转基座支撑的构建板，其中该构建板包括构建表面。DMLM系统还包括第一致动器组件，第一粉末分配器，该第一粉末分配器被设置在构建板附近并且被构造成将可焊接粉末沉积在构建板的构建表面上。另外，DMLM系统包括：第一粉末铺展器，该第一粉末铺展器设置在构建板附近并且构造成铺展沉积在构建板的构建表面上的可焊接粉末；以及第一激光扫描仪，该第一激光扫描仪由第一致动器组件支撑在相对于构建板的位置中，使得构建表面的至少一部分在第一激光扫描仪的视场内。第一激光扫描仪构造成选择性地焊接可焊接粉末。第一激光扫描仪还被构造成在第一致动器组件上相对于构建表面轴向地平移。

在另一方面，提供了一种DMLM系统。DMLM系统包括构造成围绕中心线旋转的可旋转基座，以及安装在可旋转基座上并由可旋转基座支撑的构建板，其中，构建板包括构建表面，并且可旋转基座构造成旋转的构建板。DMLM系统还包括粉末分配器，该粉末分配器构造成在构建板的旋转期间将可焊接粉末沉积在构建表面上，第一致动器组件和第一激光扫描仪，第一激光扫描仪由第一致动器组件支撑在相对于构建板的位置中，使得构建表面的至少一部分在第一激光扫描仪的视场内。第一激光扫描仪构造成在构建板的旋转期间由沉积在构建表面上的可焊接粉末来构建物体。第一激光扫描仪还被构造成在构建板的旋转期间平行于中心线在第一致动器组件上平移。