，同时避免 粉末束与高能光束交叉，发明人已经构思了一种实施方式，该实施方式有利地在于减少距 离Defcx^，或减少激光束95相对于轴Z的发散半角β，每种方式都相当于减少0Ll以确保 它小于0p。
[0081] 或者，增加粉末束94的距离DefocP，以弥补当增加 WD时0p的减少，从而保持0P 大于0|
[0082] 可以共同实施对距离Defoq和角度β的减少，以及对距离Defoe p的增加。
[0083] 这三个变量中的这些变化可独立地实施或结合增加工作距离WD。实际上，喷嘴 190因此以这种方式被配置和定位，使得粉末颗粒60在由激光束95所覆盖的工作平面P的 区域的紧外侧到达该工作平面Ρ。
[0084] 这样，假设液体熔池 102通过传导延伸超越该区域一点，大部分的粉末颗粒60落 入熔池102,而不与激光束95相互作用。粉末颗粒60因此在它们渗入熔池102之前仍然是 冷的。在激光和熔池102上游的粉末之间不存在相互作用的一个优点是避免形状的任何变 化，以避免凝聚体形成，以及避免粉末颗粒60的有害氧化。
[0085] 这解释了为何发明人进行的测试表明在本发明方法中的熔化质量效率Rm高于当 粉末在很热或甚至部分或完全地熔化时到达熔池时的熔化质量效率。
[0086] 而且，熔池 102更热稳定，因为粉末颗粒60快速地冷却熔池 102 (从而增加在该液 体和熔池的蒸汽之间的表面张力，以及通过添加"冷"粉末和通过改变熔池内的温度梯度而 在液体密度中的变化，非常肯定地导致在熔池内对流运动的变化）。
[0087] 本发明方法的另一优点是，未参与形成液体熔池的粉末颗粒60 (因为它们落在熔 池102的外侧）仍是冷的，从而适合再应用。本发明的（熔化+回收）方法的总质量效率 因此确实比现有技术方法的总质量效率更大。
[0088] 有利地，一旦稳定的温度状况已经在熔池周围在被构造部件中局部地建立后，对 于熔池102的更大稳定性以及对于更好的材料安定性，该熔池具有由Θ〈90°、Happ/eapp〈l 以及HZK/Happ> 0.6所定义的长方形形状，其中Θ是由熔池102的顶表面与工作平面P - 起制成的角度，Happ是嵌条的外观高度（在工作平面P以上的浴槽102的部分），e app是其 宽度，以及Hzk是再熔区域或稀释区域（在工作平面P以下的熔池的部分）的高度（参见图 5) 〇
[0089] 优选地，这三个量Θ、Happ/eapp以及H ZK/Happ满足以下的关系：
[0090] 15。彡 Θ 彡 60°，0.04 彡 Happ/eapp彡 0.75,以及 1 彡 HZr/Happ彡 6。
[0091] 当材料在部件上构造用于维修目的时，这些量优选地满足以下关系：
[0092] 30。彡 Θ 彡 60。，0· 15 彡 Happ/eapp彡 0· 25,以及 0· 01 彡 HZr/Happ彡 0· 025。
[0093] 有利地，粉末颗粒60的尺寸分布很窄（其对应于都具有基本相同尺寸的颗粒，该 尺寸对液体熔池的温度和体积是合适的，从而在激光/熔池相互作用的整个持续时间中在 任何时候被熔化）。在这种情况下，所有粉末颗粒60在激光束95已经继续前进（以及因此 停止加热熔池102)之前具有足够时间以在熔池102中熔化的可能性很高。由于熔池的温度 更快地下降以及嵌条的外观高度变得更大，本方法在于使冷的并具有窄的粒径分布的粉末 颗粒进入熔池在稳定性和构建速度方面更有效。由于熔池的温度随着颗粒渗透到熔池102 中而逐渐地下降并保持恒定（达到了固化阈值），该外观高度随着更精细的颗粒而增加。
[0094] 例如，粉末颗粒60具有25微米（μ m)到75 μ m的尺寸范围。优选地，这些尺寸在 25 μ m到45 μ m的范围内。
[0095] 在现有技术方法中，粉末颗粒60的更广泛分布是更有害的。在激光与粉末之间存 在相互作用的情况下，在不同温度下到达熔池的不同尺寸的粉末颗粒60导致熔池温度的 波动，并存在使熔池不稳定的风险。
[0096] 有利地，喷嘴190的定位，即工作距离WD，被伺服控制到该工作平面P的空间变化 (在被构造部件的层的固化材料高度Happ的变化，同时在喷嘴190的Z轴上的升高增量Λ Z 由预先编制的程序来保持恒定），使得对于每个层，激光束95的焦点^位于工作平面P以 上的相同高度，并且粉末束94的焦点Fp位于工作平面P以下的相同高度。
[0097] 或者，该增量ΛΖ可被伺服控制成在层的固化材料高度Happ中的变量。
[0098] 通过使用已知类型的处理控制程序实施这种伺服控制，该处理控制程序在本文中 不需要描述。
【主权项】
1. 一种制造部件的方法，所述方法包括以下步骤： a) 以形成粉末束（94)的粉末颗粒（60)的形式供应一种材料； b) 借助于一高能束（95)加热第一量的粉末到一高于该粉末的熔化温度Tf的温度，并 在一支撑件（80)的表面形成第一熔池，该第一熔池包括所述熔化的粉末以及所述支撑件 (80)的一部分； c) 借助于所述高能束（95)加热第二量的所述粉末到一高于其熔化温度Tf的温度，并 在所述支撑件（80)的表面形成第二熔池，该第二熔池包括所述熔化的粉末以及所述第一 熔池下游的所述支撑件（80)的一部分； d) 重复步骤c)，直到所述部件的第一层（10)形成在所述支撑件（80)上； e) 借助于一高能束（95)加热第n量的所述粉末到一高于其熔化温度Tf的温度，并形 成第n个熔池，所述第n个熔池部分地包括在所述第一层（10)的一部分之上的所述熔化粉 末； f) 借助于所述高能束（95)加热第n+1量的所述粉末到一高于其熔化温度Tf的温度，并 形成第n+1个熔池，所述第n+1个熔池部分地包括所述第n个熔池下游在所述第一层（10) 的一部分之上的所述熔化粉末； g) 重复步骤f)，以在所述第一层（10)之上形成所述部件的第二层（20);以及 h) 对于位于已形成的层之上的每一层，重复步骤e)到g)，直到所述部件基本处于其最 终形状； 所述方法的特征在于，所述粉末束（94)和所述高能束（95)基本上同轴，所述粉末颗粒 (60)在相对于所述熔池的温度较冷的温度下到达各熔池。2. 根据权利要求1所述的制造部件的方法，其特征在于，所述高能束（95)的焦点FjT 于所述工作平面P之上或在所述平面中，所述粉末束（94)的焦点Fp位于所述工作平面P之 下，使得粉末颗粒在任何时候都不与所述高能束（95)在一喷嘴（190)的出口与所述工作平 面P之间交叉，所述工作平面P被定义为包含表面的平面，所述层形成于该表面上。3. 根据权利要求2所述的制造部件的方法，其特征在于，为了获得根据权利要求2所述 的高能束（95)的焦点^和粉末束（94)的焦点FP，增加所述粉末束（94)的散焦距离Def〇Cp， 和/或减少所述激光束（95)相对于垂直于所述工作平面P的发散半角0，或减少所述高能 激光束（95)的散焦距离Defoc^4. 根据权利要求1到3中任何一项所述的制造部件的方法，其特征在于，所述粉末颗粒 (60)的粒度分布很窄。5. 根据权利要求1到4中任何一项所述的制造部件的方法，其特征在于，每个所述熔 池都具有由0〈9〇°、Happ/eapp〈l以及HZK/Happ彡0.6所定义的形状，其中0表示在所述熔 池的上表面与所述工作平面P之间的角度，Happ表示所述嵌条的外观高度，eapp表示其宽度， Hzk表示再熔区域的高度。6. 根据权利要求5所述的制造部件的方法，其特征在于，这三个量0、Happ/eapp以及Hzk/ Happ满足以下的关系： 15。彡 0 彡 60°，0.04 彡Happ/eapp彡 0.75,以及1 彡HZr/Happ彡 6。
【专利摘要】本发明涉及一种制造部件的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供粉末颗粒(60)形式的材料；b)借助于高能束(95)加热第一量的粉末到一高于该粉末的熔化温度TF的温度，并在一支撑件(80)的表面形成第一个熔池，该第一个熔池包括该熔化的粉末以及该支撑件(80)的一部分；c)同样，加热该粉末，并在该支撑件(80)的表面形成第二个熔池，该第二个熔池包括该第一个熔池下游的该熔化的粉末；d)重复步骤c)，直到所述部件的第一层(10)形成在所述支撑件(80)上；e)同样，加热第n量的所述粉末，并形成第n个熔池，该第n个熔池部分地包括在所述第一层(10)的一部分上的该熔化粉末；f)同样，加热第n+1量的粉末，并形成第n+1个熔池，该第n+1个熔池部分地包括所述第n个熔池下游在所述第一层(10)的一部分上的该熔化粉末；g)重复步骤f)，以在所述第一层(10)以上形成该部件的第二层(20)；以及h)对于位于已形成层以上的每一层，重复步骤e)到g)，直到该部件基本处于其最终形状。该粉末颗粒(60)在远低于该熔池温度的温度下到达每个熔池。
【IPC分类】B29C67/00, B22F3/105
【公开号】CN104903030
【申请号】CN201380062771
【发明人】克里斯托弗·科林, 朱莉·梅宗讷夫, 杰拉德·索热尔
【申请人】斯奈克玛, 法国Mbda
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年11月29日
【公告号】CA2892848A1, EP2925471A1, US20150298259, WO2014083291A1