用于通过粉末材料的选择性固化建造物件的设备和方法_3

文档序号:9892786阅读:来源:国知局
粉末材料的氧化水平过高,那么计算机将产生警告以告知用户。用户可随后研究以确定氧水平增加的原因,例如失败的密封。
[0055]用于集料斗128的粉末馈送到阈值过滤器126中,阈值过滤器126滤出大小高于经指定用于建造的粒度上限的粒子。通常,大小上限将在50与100微米之间。阈值过滤器126可为具有适当网孔大小的筛网。
[0056]由阈值过滤器126过滤的粉末材料输出到中间贮斗118中。传感器119提供在来自中间贮斗118的输出上以检测微建造粒子(在此实施例中,小于1微米的粒子)在从中间贮斗118施配的粉末材料中的比率。来自传感器119的信号发送到计算机122(由双点虚线指示)。举例来说,传感器119可为用于根据激光束的衍射或散射来确定粒度的装置。
[0057]从中间贮斗118输出的粉末材料被引导朝向微建造粒子过滤器124,或被引导朝向旁路管线125来用于通过可移动挡扳123绕过过滤器124。挡扳123可移动以改变流动到过滤器124和旁路管线125中的粉末材料的比例,且由计算机122控制。
[0058]来自过滤器124和旁路管线125的粉末材料收集在另一贮斗127中。额外粒度传感器130提供在到贮斗127的管线上以便提供所要粒度分布已实现的验证。来自传感器130的信号被发送到计算机122(由双点虚线指示)。
[0059]与贮斗127相关联的是用于对贮斗127中的粉末材料称重的传感器135和加热器136。贮斗127中的粉末材料可用加热器136加热,且使用传感器135记录粉末材料的重量的改变。从重量的此些改变可推断粉末材料的湿气含量。计算机122可经布置以接收来自传感器135的信号,且产生湿气含量是否下降到预定阈值外的警告。例如通过机械装置将粉末材料从贮斗127传送到贮斗121。
[0060]计算机122包括处理器单元131、存储器132、显示器133、用户输入装置134(例如键盘、触摸屏等)、到激光熔融单元的模块的数据连接,该等模块例如用于降低平台的马达(未图示)、光学模块106、激光模块105、供给单元108、刮片109、传感器119、129、130和135,以及可移动挡扳123。该等模块由计算机根据存储在存储器132上的计算机程序的指令来控制。
[0061]以适当文件格式(例如+MTT文件格式)界定的物件导入到存储在计算机122上的计算机程序中。在使用中,物件根据文件中的物件定义通过激光单元的模块的适当控制来建造,使得通过用激光束选择性地熔融粉末材料的连续层而在层式过程中建造物件。
[0062]在建造期间,通过刮片109和馈送到集料斗128的重力来将过剩粉末推送到滑槽116中。在集料斗128中,使用传感器129分析粉末材料的化学组份以确定建造室1I内的条件是否可接受。来自集料斗128的粉末传递到阈值过滤器126,阈值过滤器126从所收集的粉末材料移除熔融过程期间形成的聚结物。经过滤粉末材料收集在中间贮斗118中。
[0063]中间贮斗118输出的粉末落下通过传感器119,传感器119检测流中微粒子的比率。响应于从传感器119产生的信号,计算机控制挡扳123以控制通过旁路管线125和过滤器124的粉末材料的流的比例以提供贮斗127中微粒子的必需比率。如果所产生的微粒子的量高于所希望水平,那么一比例的流被导向穿过过滤器124。此比例随着流中微粒子的数目改变而变化。通过以此方式控制该流,控制/调整经再循环到贮斗121的粉末材料的粒度分布。
[0064]计算机122还可使用来自传感器119的信号以确定阈值过滤器126是否正按需要执行。举例来说,如果传感器119正感测到高于粒度上限的显著比例的粒子,那么此指示阈值过滤器已发生故障,例如孔已形成于其中,从而需要替换过滤器126。如果计算机122确定高于粒度上限的粒子的比例高于预设阈值,那么可例如在显示器133上产生警告。
[0065]所要粒度分布可为如下分布:其减少达到粉末材料的熔融温度而所必需的能量的量,该熔融温度与粉末的流动性以及含有穿过机器中的密封件的较高比率的较小粒子的粉末材料的经增加损耗相称。
[0066]经输入以便实现熔融温度的所要能量以及因此微建造粒子与总建造粒子的所要比率将依据若干因素变化,该等因素例如正熔融的材料、激光功率、光斑大小、影线距离、扫描速度等等。计算机可经编程以控制挡扳123以实现粉末材料中恒定比率的微粒子。为实现此目的,粉末材料的初始供应可包括所要比率的微粒子。通常,微粒子的比例(按体积计)将小于32%,且更通常将在0.1与10%之间,且更加通常在0.1与5%之间。图4展示粒度分布的典型曲线,其中存在两个峰值,一个用于微建造粒子且一个用于宏建造粒子。
[0067]在建造结束时,粉末床104中包含的粉末材料可通过升高建造平台102而被推送到滑槽116中。此粉末材料经过滤和再循环而进入贮斗121用于下一建造。
[0068]参看图2,展示机器的替代实施例。在此实施例中,作为与参看图1描述的实施例类似或相同的特征的特征已被给予相同的但在系列200中的参考标号。
[0069]在此实施例中,提供含有微建造粒子的额外贮斗237ο阀238控制微建造粒子从贮斗237的流动,从贮斗237递送的粒子与从贮斗227传送的粉末材料混合。阀238由计算机222控制。微粒子的此源允许在传送材料中不存在充足量的微粒子的情况下将微粒子添加到粉末材料。微粒子可截留在机器表面上,且因此,即使正由熔融过程产生微粒子,这些粒子也可能未能再循环到贮斗221。因此,额外贮斗237提供微粒子的源,用于视需要补充微粒子。
[0070]贮斗237可包括用微粒子涂覆的载体粒子,用于将微粒子传送穿过阀238以与再循环粉末混合。小于10微米的细粒子往往具有较差流动性。通过提供载体粒子,可促进微粒子的流动。载体粒子可为宏建造粒子。参看图3,展示机器的另一实施例。在此实施例中,作为与参看图1和2描述的实施例类似或相同的特征的特征已被给予相同的但在系列300中的参考标号。
[0071 ]在图3中,在建造过程期间将粉末材料收集在贮斗318中。在建造过程结束时,从增材制造机器300移除贮斗318且将其转移到单独过滤设备340。在过滤设备340中,粉末材料通过重力馈送穿过一个或多个过滤器到贮斗321中。该一个或多个过滤器包含过滤器324,其从自贮斗318通过重力馈送的粉末材料中过滤微建造粒子。旁路回路325在微建造粒子过滤器324周围延伸,且可移动挡扳323控制经由微建造粒子过滤器324从贮斗318馈送的粉末材料的比例。可移动挡扳323由计算机(未图示)控制以基于贮斗318中包含的粉末材料中微粒子的比率而引导必需比例的流穿过微建造粒子。可通过取粉末的样本且使该样本通过分析装置来确定贮斗318中微粒子的比率。该一个或多个过滤器还可包含阈值过滤器,用于移除高于经指定用于建造的粒度上限的聚结物。或者,阈值过滤器可提供于增材制造机器300中以便在粉末材料到达贮斗318(以与图1和2中展示的方式类似的方式)之前过滤大聚结物的粉末材料。
[0072]经过滤的粉末材料收集在贮斗321中,贮斗321可从过滤设备340移除且可定位在增材制造机器300中以将粉末材料供应到供给机构308。可提供多个贮斗318、321使得机器300可使用一组贮斗318、321实行建造,同时由设备340在另一组贮斗318、321上实行过滤。
[0073]将理解,在不脱离如权利要求书中界定的本发明的范围的情况下可对上述实施例做出更改和修改。举例来说,除了从粉末材料过滤微粒子或将微粒子添加到粉末材料之外,还可将具有大于10微米但小于经指定用于建造的粒度上限的大小的宏建造粒子过滤和/或添加到粉末材料以实现所要粒度分布。
【主权项】
1.一种用于通过粉末材料的层式熔融建造物件的增材制造机器,所述机器具有建造室,所述建造室含有建造平台、用于在跨越所述建造平台的层中沉积所述粉末材料的粉末施配器、用于选择性地熔融每一层中的粉末材料的高能量束,以及用于控制由所述粉末材料中的建造粒子给出的所述粉末材料的特性的控制装置,所述建造粒子低于经指定用于所述建造的粒度上限。2.根据权利要求1所述的增材制造机器,其中所述控制装置经布置用于控制所述粉末材料中建造粒子的粒度分布。3.根据权利要求2所述的增材制造机器,其中所述控制装置控制所述粉末材料中微建造粒子的比率,其中所述微建造粒子是粒度小于所述粒度上限的四分之一的粒子
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1