三维物体的附加制造方法_4

文档序号:9815614阅读:来源:国知局
或者在预定数量的所熔合层旋转预定角度之后发生。
[0065]在本发明的示例性实施方式中,至少第一三维物体的至少一个层中的扫描线通过来自第一能量束源的第一能量束熔合,并且至少第二三维物体的至少一个层通过来自第二能量束源的第二能量束熔合。多于一个能量束源可用于熔合扫描线。在另一示例性实施方式中,第一能量束源可用于第一角度范围内的扫描方向,并且第二能量束源可用于第二角度范围内的扫描方向。第一和第二角度范围可彼此重叠或非重叠。第一能量束可从电子束源发出,并且第二能量束从激光源发出。第一和第二能量束源可为相同类型,即,第一和第二能量束源或第一和第二激光束源。第一和第二能量束源可按顺序使用或同时使用。
[0066]通过使用多于一个能量束源,与仅使用一个束源先比能够更加容易地维持三维构造的构造温度。这是因为于仅一个束相比两个束可同时位于多个位置处。束源数量的增加将使构造温度的控制更加容易。通过使用多个能量束源,第一能量束可用于熔化粉末材料并且第二能量束源可用于加热粉末材料,以将构造温度保持在预定温度范围内。
[0067]在完成第一层后,S卩,在用于制作三维物体的第一层的粉末材料的融合之后,第二粉末层被提供到工作台316上。在某些实施方式中,第二粉末层根据与前一层的方式相同的方式被分配。然而,在用于将粉末分配到工作台上的相同的附加制造机器中也可存在其他方法。例如,第一层可通过或经由第一粉末分配器提供,第二层可通过另一粉末分配器提供。粉末分配器的设计根据来自控制单元的指令而自动改变。粉末分配器为单个耙系统形式,其中一个耙抓住从左粉末加料斗306和右粉末加料斗307这两者脱落的粉末,耙也能够改变设计。
[0068]在已将第二粉末层分配到工作台316上之后,来自能量束源的能量束可在工作台316上方被引导,以使得第二粉末层根据模型在选定位置中熔合以形成三维物体的第二横截面。第二层中的熔合部分可结合至第一层的熔合部分。第一层和第二层中的熔合部分可通过不仅熔化最上层中的粉末而且也再次熔化位于该最上层直接下方的层的至少一小部分厚度而恪化到一起。
[0069]在另一示例性实施方式中,第一物体中的第一层中在第一方向上的第一扫描线与第一物体中在第一方向上的第二扫描线以N个物体中的N条扫描线分离开,其中N为I SN的整数。第一物体中的第二层中第二方向上的第一扫描线与第一物体中第二方向上的第二扫描线以N个物体中的N条扫描线分离开,其中N为I SN的整数。N个物体可为第一层及第二层中的物体相同的物体。在示例性实施方式中,N个物体可在第一层中以第一顺序熔合,并且在第二层中以第二顺序熔合。在另一实施方式中,对于第一层和第二层中的N各物体的熔合顺序是相等的。对于不同物体的扫描线的合并可减少三维物体的制造时间。熔合预定层中的不同扫描线的顺序在不影响可能需要处于预定温度范围内的物体的构造温度的情况下也可取决于三维物体的加热模型,即,顺序可不被随机选择。
[0070]在根据本发明另一示例性实施方式中提供了用于通过对粉末层的部分进行连续熔合而形成至少一个三维物体的方法,其中粉末层的部分对应于三维物体的连续横截面,该方法包括以下步骤:提供至少一个三维物体的模型;将第一粉末层应用到工作台上;在工作台上方引导来自第一能量束源的第一能量束以使得第一粉末层根据相对应的模型在第一选定位置中熔合以形成至少一个三维物体的第一横截面,其中第一能量束用第一能量束以使得第一粉末层根据相对应的模型在第一选定位置中熔合以形成至少一个三维物体的第一横截面,其中第一能量束在第一方向上熔合具有平行的扫描线的第一物体;在熔合第一物体中的第一扫描线之后,在预定时间间隔内熔合第一物体中的第一层中在第一方向上的第二扫描线,其中在时间间隔内在另一预定位置处熔合至少一个中间扫描线,并且其中第一扫描线与第二扫描线彼此相邻。
[0071 ]在图8中描绘了第一三维物体A和第二三维物体B的顶层。第一三维物体A用水平扫描线81、82、83和84扫描。第二物体8用竖直扫描线801、802、803和804扫描。两个相邻扫描线,例如第一三维物体A中的扫描线81和扫描线82在预定时间间隔内熔合,S卩,第二扫描线82在熔合第一扫描线81之后的预定时间间隔内熔合。在预定时间间隔内,至少一个中间扫描线可在另一位置处熔合。如果将同时制造多于两个物体,则这可例如处于第一三维物体内或者第二三维物体中或者任意其他三维物体中。如果中间扫描线待在第一三维物体A内熔合,则中间扫描线可定位在离第一扫描线和第二扫描线的预定距离处。如果提供为靠近第一扫描线和/或第二扫描线,则其可扰乱构造问题,并且工艺可变慢以实现期望的构造温度范围。将中间扫描线提供在离第一扫描线和第二扫描线预定距离处将在保持使构造温度控制为满足预定温度间隔的同时维持制造速度。在示例性实施方式中,如果因第一物体中仍未熔合的任意位置将会太靠近第一扫描线和第二扫描线而必须放慢制造时间,则中间扫描线可被提供在另一三维物体中。在另一示例性实施方式中,与第一扫描线和第二扫描线相比,中间扫描线一直被提供在另一三维物体中。
[0072]图8中,第一三维物体用实质上水平扫描线扫描,并且第二三维物体可用实质上竖直扫描线扫描。在图9中示出了提供到部分熔合的第一粉末层上的第二粉末层。在图9中,第一三维物体A用实质上竖直扫描线扫描,并且第二三维物体B用实质上水平扫描线扫描。当然,第二层的扫描线的旋转可不如图8和图9中所指的那样旋转90°,而是可旋转任意角度α,其中1° 179°。在示例性实施方式中,第一物体A的层一与层二之间的旋转可不同于物体B的层一与层二之间的扫描线的旋转。
[0073]在第二层中,两个相邻扫描线,例如,第一三维物体A中的扫描线91和扫描线92可在预定时间间隔内熔合,即,第二扫描线92可在熔合第一扫描线91之后的预定时间间隔内熔合。在预定时间间隔内,至少一个中间扫描线可在另一位置处熔合。如果将同时制造多于两个物体,则这可例如处于第一三维物体A内或第二三维物体B中或任意其他三维物体中。如果中间扫描线将被熔合在第一三维物体A内,则出于与上面对于层一公开的理由相似地,中间扫描线可定位在离第一扫描线和第二扫描线预定距离处。
[0074]如果上面提及的时间间隔太短,则因为第二扫描线将到达得与特定物体中的已熔合的位置相邻并由此影响物体的构造温度,因此特定物体的构造温度将会太高。另一方面,如果时间间隔太长,则因为维持预定构造温度间隔直至第二扫描线到达得与已熔合的位置相邻将花费太长时间(即,物体已被冷却得太多),因此构造温度将太低。
[0075]在另一示例性实施方式中,能量束在第二粉末层上方被引导,以使得第二粉末层根据相对应的模型在第二选定位置中熔合以形成三维物体的第二横截面,其中能量束用在第三方向上平行的扫描线熔合第一物体,并且用在第四方向上平行的扫描新熔合第二物体。在熔合第一物体中在第一方向上的第一扫描线之后,在预定时间间隔内熔合第二层中的第一物体中在第三方向上的第二扫描线,其中N个不同物体中在第一方向上的至少N个第一扫描件在该时间间隔内被熔合。根据各种实施方式,应理解N为I SN的整数。
[0076]将明确,上述系统和方法的许多变型是可能的,并且将明确,从上述实施方式的背离是可能的,但是仍落入权利要求书的范围内。本发明所属技术领域的技术人员将理解本文中记载的许多修改和其他实施方式具有上面的描述和相关附图中提供的教导的优点。这种修改例如可涉及使用不同的激光枪源而不是所例示的、如激光束的电子束。可使用其他材料而不是金属性粉末,例如聚合物粉末和陶瓷粉末。因此,应理解,本发明并不限于所公开的【具体实施方式】,并且修改和其他实施方式旨在包含于所附权利要求书的范围内。虽然本文中采用了具体术语,但是它们仅以一般性含义和描述性含义使用,而不是出于限制的目的。
【主权项】
1.一种用于通过对粉末床的部分进行连续熔合而形成至少两个分离的三维区域的方法,其中所述粉末床的所述部分对应于所述三维区域的连续横截面,所述方法包括以下步骤: 提供所述三维区域的至少一个模型; 将第一粉末层应用到工作台上; 在所述工作台上方引导来自第一能量束
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