[发明专利]通过激光功率调制进行的增材制造

权利要求书

1.用于由粉末层选择性增材制造三维物品的方法，所述方法包括以下步骤：

-将增材制造粉末层施加至支撑件或先前固结的层，

-将激光束发射到增材制造粉末层的第一点上，以固结粉末层的包括所述第一点的第一区域，

所述方法的特征在于其还包括

-根据在粉末层的与所述第一点分开的第二点处的粉末层的估算温度变化来调节激光束的功率，所述估算温度变化是因发射激光束以固结粉末层的第一区域而引起的，所述估算温度变化取决于所述第一点与所述第二点之间的距离以及预定的时间间隔，

-以经调节的功率将激光束发射到所述第二点上，以固结粉末层的包括所述第二点的第二区域，将激光束发射到所述第一点和将激光束发射到所述第二点在时间上以预定的时间间隔分开。

2.根据权利要求1所述的选择性增材制造方法，其中，根据第一点与第二点之间的距离r₂₁和预定的时间间隔(t₂-t₁)，通过计算下式来预先估算出估算温度变化ΔT：

Q₁为在发射激光束期间由层接收到的用以固结粉末层的第一区域的能量，ε为粉末层的热扩散性，R为激光束的半径，α为粉末层的热扩散率，并且t₀为预定时刻。

3.根据权利要求1或2所述的选择性增材制造方法，其还包括以下步骤：

-根据在层的第n点处在时刻t_n的固结前粉末的温度Tp(t_n)的估算值来调节激光束的功率，n为大于或等于2的整数，所述估算值取决于粉末的温度变化，所述温度变化是因发射激光束以固结粉末层的n-1个区域而引起的，

第n点位于距粉末层的第i点的距离r_ni处，其中i＝1，2，...(n-1)，

每个第i点位于固结的粉末层的第i区域内，并且在时刻t_i由激光束照射，如下：

其中T₀为粉末的初始温度，

-在时刻t_n朝向第n点发射激光束以利用经调节的功率固结粉末层的包括第n点的第n区域。

4.根据权利要求3所述的选择性增材制造方法，其中，额外地，层的(n-1)个第一点中的每个第i点位于距粉末层的第n点的距离r_ni处，满足r_ni≤Vl，其中Vl为预定的空间邻域，并且每个第i点对应于激光束朝向第i点发射的时刻t_i，满足|t_n-t_i|≤Vt，其中Vt为预定的时间邻域，其中i＝1，2，...(n-1)，n为大于或等于2的整数。

5.根据前述权利要求中任一项所述的选择性增材制造方法，其还包括：根据固结前的温度Tp(t_n)的估算值来计算发射到增材制造粉末层的第n点上的激光束的功率P_n，如下

其中Δt为预定的时间增量，并且Ts为预定的阈值温度。

6.根据前述权利要求中任一项所述的选择性增材制造方法，其中，根据选自以下条件中的至少一个温度目标来预先确定阈值温度Ts：

-在激光光斑的中心经过的点处在激光通过的时候达到的粉末的温度，

-在激光光斑的中心经过的点处随着时间的推移达到的粉末的最大温度，

-在粉末层的某点处随着时间的推移达到的粉末的最大温度，

-在粉末层的任意点处随着时间的推移都不会超过的上限温度，

-在粉末的任意点处都不会低于的下限温度，或者

-这些条件的组合，所述组合在制造过程中任选地可变。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的选择性增材制造方法，其中，激光沿着不连续的路径扫描，所述不连续的路径包括第一组相互平行的直线部分。