[发明专利]基于可变光束几何形状的激光的粉末床熔合

权利要求书

1.一种用于增材制造构建件的设备，包括：

沉积器，所述沉积器被配置为沉积粉末材料层；

激光束源，所述激光束源被配置为生成激光束以在扫描阶段熔合所述粉末材料层的一部分；以及

光束定形部件，所述光束定形部件被配置为在扫描阶段定形所述激光束的光束几何形状，其中，在扫描阶段的第一时间，所述光束定形部件基于所述构建件的第一几何边界将光束几何形状定形为第一几何形状，并且在扫描阶段的第二时间，所述光束定形部件基于所述构建件的第二几何边界将光束几何形状定形为第二几何形状。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一几何边界和第二几何边界基于待生产物体的设计轮廓。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一几何边界和第二几何边界基于待生产物体的能量分布。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，至少所述第一几何形状或第二几何形状包括二维形状。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，至少所述第一几何形状或第二几何形状包括线。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述线的长度能够基于激光束的能量分布而改变。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，光束几何形状至少包括第一部分和第二部分，并且所述第一部分的能量分布不同于所述第二部分的能量分布。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述第一部分的能量分布和所述第二部分的能量分布至少部分地基于温度分布来配置。

9.根据权利要求7所述的设备，其中，所述激光束源被配置成在所述第一部分与所述第二部分之间提供恒定的能量通量。

10.根据权利要求7所述的设备，其中，所述第一部分被配置为预热粉末材料，并且所述第二部分被配置为熔合粉末材料。

11.根据权利要求7所述的设备，其中，所述第一部分被配置成熔合粉末材料，并且所述第二部分被配置成降低能量通量以控制熔合后的粉末材料的冷却。

12.根据权利要求1所述的设备，进一步包括控制器，所述控制器联接到所述激光束源并被配置成控制从所述激光束源发射的激光束的功率密度。

13.根据权利要求1所述的设备，其中，激光束几何形状基于待生产物体的温度分布而改变。

14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光束定形部件包括被对准以包围所述激光束的固定光学元件和机动光学元件的每一种中的至少一个。

15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述光学元件中的至少一个包括透镜。

16.一种增材制造构建件的方法，包括：

将激光束的光束几何形状的几何形状定形为第一几何形状以形成第一经调整的激光束，使得所述第一几何形状的边界匹配所述构建件的第一几何边界；

施加所述第一经调整的激光束以熔合粉末材料的第一部分，从而形成所述构建件的第一部分；

将激光束的光束几何形状的几何形状从所述第一几何形状变为第二几何形状以形成第二经调整的激光束，使得所述第二几何形状的边界匹配所述构建件的第二几何边界；以及

施加所述第二经调整的激光束以熔合粉末材料的第二部分，从而形成所述构建件的第二部分。

17.根据权利要求16述的方法，进一步包括在激光束的施加期间随时间改变所述激光束的几何形状。