用于熔合工件的方法与流程

文档序号:12282742阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于焊接工件的方法,所述方法包括下述步骤:

利用高能量射束在所述工件上的第一位置处进行第一焊接;

利用至少一个偏转透镜偏转高能量射束以在所述工件上的第二位置处进行第二焊接;

利用至少一个聚焦透镜将高能量射束聚焦在所述工件上;以及

利用至少一个散光透镜将高能量射束成形在所述工件上,使得高能量射束在所述工件上的形状在与所述高能量射束的偏转方向平行的方向上比在与所述高能量射束的所述偏转方向垂直的方向上更长,

其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的长度之比作为所述能量射束在所述工件上的功率的函数而变化。

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述高能量射束是电子束或激光束中的至少一个。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述偏转源是可倾斜镜或可倾斜透镜中的至少一个。

4.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述偏转源是偏转线圈。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中所述工件是增材制造过程中的粉末材料层。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的长度之比还作为所述高能量射束在所述工件上的位置的函数而变化。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中所述能量射束在与偏转方向平行的方向上同与所述偏转方向垂直的方向相比至少五(5)倍长。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中所述能量射束在与偏转方向平行的方向上同与所述偏转方向垂直的方向相比至少十(10)倍长。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其中对于全扫描长度、全横截面和/或对于全3维物件,与扫描方向垂直的方向上所述工件上的平均斑大小小于与扫描方向平行的方向上所述工件上的平均斑大小。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其中偏转、聚焦和成形高能量射束的步骤中的一个或多个是经由一个或多个计算机处理器的执行而执行的。

11.一种在用于通过利用高能量射束而对在工作台上提供的至少一个粉末床层的部分的接续熔合来形成三维物件的增材制造中使用散光透镜的方法,这些部分对应于三维物件的接续横截面,所述方法包括下述步骤:

使用所述散光透镜,以与在与偏转方向垂直的方向上相比,在与所述偏转方向平行的方向上更多地延长所述粉末床层上高能量射束的大小,

其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的长度之比作为所述能量射束在所述工件上的功率的函数而变化。

12.一种用于通过接续地安置被熔合在一起以形成三维物件的粉末材料的个体层来形成该物件的方法,所述方法包括下述步骤:

提供用于发射高能量射束以用于加热或熔合所述粉末材料中的至少一个的至少一个高能量射束源;

提供用于在所述粉末材料上偏转高能量射束的偏转源;

提供用于将所述高能量射束聚焦在所述粉末材料上的聚焦透镜;以及

利用至少一个散光透镜将高能量射束成形在所述粉末层上,使得高能量射束在所述粉末层上的形状在与所述高能量射束的偏转方向平行的方向上比在与所述高能量射束的所述偏转方向垂直的方向上更长,

其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的长度之比作为所述能量射束在所述工件上的功率的函数而变化。

13.根据权利要求12所述的方法,其中所述高能量射束是电子束或激光束中的至少一个。

14.根据权利要求12或13所述的方法,其中所述偏转源是可倾斜镜或可倾斜透镜中的至少一个。

15.根据权利要求12或13所述的方法,其中所述偏转源是偏转线圈。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法,其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的长度之比还作为所述高能量射束在所述工件上的位置的函数而变化。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法,其中所述能量射束在与偏转方向平行的方向上同与所述偏转方向垂直的方向相比至少五(5)倍长。

18.根据权利要求12至16中任一项所述的方法,其中所述能量射束在与偏转方向平行的方向上同与所述偏转方向垂直的方向相比至少十(10)倍长。

19.根据权利要求12至18中任一项所述的方法,其中对于全扫描长度、全横截面和/或对于全3维物件,与扫描方向垂直的方向上所述工件上的平均斑大小小于与扫描方向平行的方向上所述工件上的平均斑大小。

20.根据权利要求12至19中任一项所述的方法,其中:

所述方法进一步包括接收和在一个或多个存储器储存器区域内存储所述至少一个三维物件的模型的步骤;并且

至少成形高能量射束的步骤是经由一个或多个计算机处理器的执行而执行的。

21.一种用于通过接续地安置被熔合在一起以形成三维物件的粉末材料的个体层来形成该物件的设备,所述设备包括:

至少一个高能量射束源,用于发射高能量射束以用于加热或熔合所述粉末材料中的至少一个;

偏转源,用于在所述粉末材料上偏转高能量射束;

聚焦透镜,用于将所述高能量射束聚焦在所述粉末材料上;

至少一个散光透镜;以及

至少一个控制器,被配置成控制所述至少一个散光透镜以将高能量射束成形在所述粉末层上,使得高能量射束在所述粉末层上的形状在与所述高能量射束的偏转方向平行的方向上比在与所述高能量射束的所述偏转方向垂直的方向上更长,其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的长度之比作为所述能量射束在所述工件上的功率的函数而变化。

22.根据权利要求21所述的设备,其中所述高能量射束是电子束或激光束中的至少一个。

23.根据权利要求21或22所述的设备,其中所述偏转源是可倾斜镜或可倾斜透镜或偏转线圈中的至少一个。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的设备,其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的长度之比还作为所述高能量射束在所述工件上的位置的函数而变化。

25.根据权利要求21至24中任一项所述的设备,其中所述能量射束在与偏转方向平行的方向上同与所述偏转方向垂直的方向相比至少五(5)倍长。

26.根据权利要求21至24中任一项所述的设备,其中所述能量射束在与偏转方向平行的方向上同与所述偏转方向垂直的方向相比至少十(10)倍长。

27.根据权利要求21至16中任一项所述的设备,其中对于全扫描长度、全横截面和/或对于全3维物件,与扫描方向垂直的方向上所述工件上的平均斑大小小于与扫描方向平行的方向上所述工件上的平均斑大小。

28.一种用于焊接工件的设备,所述设备包括:

高能量射束,被配置成在所述工件上的第一位置处进行第一焊接;

至少一个偏转透镜,被配置成偏转高能量射束以使高能量射束在所述工件上的第二位置处进行第二焊接;

至少一个聚焦透镜,被配置成将高能量射束聚焦在所述工件上;以及

至少一个散光透镜;以及

至少一个控制器,被配置成:

利用所述至少一个散光透镜将高能量射束成形在所述工件上,使得高能量射束在所述工件上的形状在与所述高能量射束的偏转方向平行的方向上比在与所述高能量射束的所述偏转方向垂直的方向上更长,

其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的长度之比作为所述能量射束在所述工件上的功率的函数而变化。

29.一种用于通过接续地安置被熔合在一起以形成三维物件的粉末材料的个体层来形成该物件的计算机程序产品,该计算机程序产品包括其中存储有计算机可读程序代码部分的至少一个非瞬变计算机可读储存介质,该计算机可读程序代码部分包括:

被配置成提供用于发射高能量射束以用于加热或熔合所述粉末材料中的至少一个的至少一个高能量射束源的可执行部分;

被配置成提供用于在所述粉末材料上偏转高能量射束的偏转源的可执行部分;

被配置成提供用于将所述高能量射束聚焦在所述粉末材料上的聚焦透镜的可执行部分;

被配置成利用至少一个散光透镜将高能量射束成形在所述粉末层上使得高能量射束在所述粉末层上的形状在与所述高能量射束的偏转方向平行的方向上比在与所述高能量射束的所述偏转方向垂直的方向上更长的可执行部分,

其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的长度之比作为所述能量射束在所述工件上的功率的函数而变化。

30.一种用于焊接工件的计算机程序产品,该计算机程序产品包括其中存储有计算机可读程序代码部分的至少一个非瞬变计算机可读储存介质,该计算机可读程序代码部分包括:

被配置成利用高能量射束在所述工件上的第一位置处进行第一焊接的可执行部分;

被配置成利用至少一个偏转透镜偏转高能量射束以在所述工件上的第二位置处进行第二焊接的可执行部分;

被配置成利用至少一个聚焦透镜将高能量射束聚焦在所述工件上的可执行部分;以及

被配置成利用至少一个散光透镜将高能量射束成形在所述工件上使得高能量射束在所述工件上的形状在与所述高能量射束的偏转方向平行的方向上比在与所述高能量射束的所述偏转方向垂直的方向上更长的可执行部分,

其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的长度之比作为所述能量射束在所述工件上的功率的函数而变化。

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