具有用于快速去除粉末的可配置构建板的三维打印机的制作方法

本公开通常涉及增材制造(“am”)系统，并且更具体地，涉及用于在三维(3-d)打印机中快速去除粉末的技术。

背景技术：

1、am系统(还被描述为3-d打印机)可以生产具有复杂几何形状(包括使用常规制造工艺难以创建或不可能创建的一些形状)的结构(被称为构建件)。am系统，比如基于激光的、基于电子束的和其他粉末床熔融(pbf)系统或材料进给系统，逐层创建构建件。在pbf系统中，通过以下步骤形成每一层：(i)在分配程序中将金属粉末或其他材料分配到粉末床，(ii)在再涂覆周期期间在粉末床上形成材料层，以及(iii)在曝光周期期间将材料的各部分暴露于能量束，曝光周期在本文中还被称为打印周期。在曝光(打印)周期期间，控制器选择性地将能量束应用于与构建件的横截面重合的层的熔融区域。当材料从料斗中逐渐分配时，重复该过程，并且在前一层上形成并且选择性地熔融每一层。所产生的结构是从底部向上逐层组装的构建件。

2、本领域持续存在各种挑战，并且导致在打印结构的过程中粉末和其他材料的管理方面存在特定缺点。这些缺点和其他缺点将在下面的公开中得到解决。

技术实现思路

1、下文将更全面地描述用于在3-d打印机中使用可配置构建板来快速去除粉末的设备和方法的若干方面。

2、在各个方面，一种三维(3-d)打印机包括：被构造成用于构建板的构建室；用于储存第一粉末的料斗；连接到料斗的沉积器，该沉积器用于将第一粉末的连续层沉积到构建板上的粉末床中；以及用于选择性地熔融沉积层以形成构建件的能量束源，由此未熔融的第一粉末保留在粉末床中，其中，构建板包括第一结构和第二结构，第一结构用于在第一结构处于闭合构造时将未熔融的第一粉末支撑在构建板的顶部上，并且第一结构转换到打开构造以暴露用于允许未熔融的第一粉末或其一部分穿过构建板的路径，第二结构用于在第一结构处于打开构造时防止构建件穿过构建板。

3、在各个方面，一种用于三维(3-d)打印的方法，其包括：被构造成用于构建板的构建室；用于储存第一粉末的料斗；连接到料斗的用于将第一粉末的连续层沉积到构建板上的粉末床中的沉积器；以及用于选择性地熔融沉积层以形成构建件的能量束源，由此未熔融的第一粉末保留在粉末床中，其中，所述方法包括：当第一结构处于闭合构造时，使用第一结构将未熔融的第一粉末支撑在构建板的顶部上；将第一结构转换到打开构造以暴露用于允许未熔融的第一粉末或其一部分穿过构建板的路径；并且当第一结构处于打开构造时，使用第二结构防止构建件穿过构建板。

4、在各个方面，一种用于三维(3-d)打印机的构建板，该3-d打印机包括位于其基部的构建板和用于选择性地熔融粉末层以形成构建件的能量源，所述构建板包括第一结构和第二结构，第一结构用于在第一结构处于闭合构造时将未熔融的第一粉末支撑在构建板的顶部上，并且第一结构转换到打开构造以暴露用于允许未熔融的第一粉末穿过构建板的路径，第二结构用于在第一结构处于打开构造时防止构建件穿过构建板。

5、根据以下详细描述，本领域技术人员将很容易了解其他方面，其中通过图示的方式仅示出和描述了若干实施例。如本领域技术人员将意识到的，本文的概念能够具有其它实施例和不同实施例，并且若干细节全都能够在各种其它方面进行修改，所有这些都不脱离本公开。因此，附图和详细描述本质上应视为是说明性的而非限制性的。

技术特征：

1.一种三维(3-d)打印机，包括：

2.根据权利要求1所述的3-d打印机，其中，所述第二结构被构造成支撑所述构建件的支撑结构，由此当所述第一结构处于所述打开构造时，所述第二结构防止所述构建件穿过所述构建板。

3.根据权利要求2所述的3-d打印机，其中，所述第二结构包括孔，并且所述第一结构被可旋转地联接到所述孔的相应边缘，并且所述第一结构在转换到所述打开构造期间向下旋转。

4.根据权利要求2所述的3-d打印机，其中，所述第二结构包括栅格状组件，所述栅格状组件具有包括框架的静态部分。

5.根据权利要求4所述的3-d打印机，其中，处于所述闭合构造的第一结构与所述框架形成密封。

6.根据权利要求1所述的3-d打印机，其中，所述第一结构被构造成在所述未熔融的第一粉末或其一部分已经穿过所述构建板之后转换成所述闭合构造。

7.根据权利要求1所述的3-d打印机，其中，所述第一结构在处于所述闭合构造时与所述构建板的顶部齐平地对齐，以形成用于支撑所述第一粉末的沉积层的平坦表面。

8.根据权利要求1所述的3-d打印机，进一步包括被布置在所述构建板下方的壳体中的接收腔体，其中，当所述第一结构处于所述打开构造时，所述未熔融的第一粉末或其一部分穿过所述构建板进入所述接收腔体。

9.根据权利要求1所述的3-d打印机，进一步包括控制器，所述控制器被配置成控制所述第一结构以转换到所述打开构造。

10.根据权利要求1所述的3-d打印机，其中，所述构建板包括静态部分，用于在所述第一结构处于所述闭合构造时以及在所述第一结构处于所述打开构造时支撑所述构建件，所述3-d打印机进一步包括控制器，所述控制器被配置成向所述能量束源提供指令以形成从所述构建板的静态部分延伸到所述构建件的一个或更多个支撑结构。

11.根据权利要求1所述的3-d打印机，进一步包括第二料斗以储存第二粉末，所述第二料斗被构造成在所述未熔融的第一粉末或其一部分已经穿过所述构建板并且所述第一结构已经转换成所述闭合构造之后至少部分地填充所述构建室。

12.根据权利要求1所述的3-d打印机，其中，所述构建室被构造成在所述未熔融的第一粉末或其一部分已经穿过所述构建板并且所述第一结构已经转换成所述闭合构造之后接收预冷却到期望温度的第二粉末。

13.根据权利要求1所述的3-d打印机，其中，所述路径包括在所述构建板的顶部中具有开口并且在所述构建板的底部中具有开口的路径。

14.根据权利要求1所述的3-d打印机，其中，所述路径包括在所述构建板的顶部中具有开口并且在所述构建板的侧部中具有开口的路径。

15.一种用于三维(3-d)打印的方法，包括被构造成用于构建板的构建室、用于储存第一粉末的料斗、连接到所述料斗的用于将所述第一粉末的连续层沉积到所述构建板上的粉末床中的沉积器、以及用于选择性熔融所述沉积层以形成构建件的能量束源，由此未熔融的第一粉末被保留在所述粉末床中，所述方法包括

16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括通过所述第二结构支撑所述构建件的支撑结构，由此当所述第一结构处于所述打开构造时，所述第二结构防止所述构建件穿过所述构建板。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：

18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第二结构包括栅格状组件，所述栅格状组件具有包括框架的静态部分。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括当所述第一结构处于所述闭合构造时，通过所述第一结构与所述框架形成密封。

20.一种用于三维(3-d)打印机的构建板，所述3-d打印机包括用于将粉末层施加到粉末床中的再涂覆器和用于选择性地熔融所述粉末层以形成构建件的能量源，所述粉末床在其基部处具有构建板，所述构建板包括：

技术总结
本发明公开了用于在3‑D打印机中快速去除粉末的技术。在各种实施例中，3‑D打印机具有用于支撑构建件的构建板。该构建板包括第一结构，该第一结构用于在第一结构处于闭合构造时将未熔融的粉末支撑在构建板的顶部上。第一结构可以转换到打开构造，以暴露用于允许未熔融的粉末穿过构建板的路径，并且第二结构用于在第一结构处于打开构造时防止构建件穿过构建板。在各种实施例中，未熔融的粉末此后可以用冷粉末替换，以有助于形成构成构建件的可预测的微观结构。

技术研发人员：迈克尔·托马斯·肯沃西
受保护的技术使用者：戴弗根特技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15