[发明专利]用于增材制造的构建板和装置

说明书

一种粉末床沉积装置包括可移动构建板、粉末输送系统、能够在连续量的金属粉末上方选择地转向至少一个聚集能量束的能量束装置、非金属阻挡层，和可移除地固定到所述构建板的锚定件。所述非金属阻挡层设置在所述构建板的金属上表面上方。所述锚定件具有与所述非金属阻挡层平齐的金属接合表面，所述非金属阻挡层和所述锚定件限定具有粉末床工作表面的可移动构建总成。

技术领域

所描述的主题大体上涉及增材制造。更特别地，本主题涉及粉末床增材制造。

背景技术

增材制造（也被称为实体自由（SFF）制造）大体上指的是特征在于成品部分由多个薄材料片的逐层构造产生的事实的一类制造方法。增材制造通常涉及将液体或粉末材料迭代地应用到工作表面、然后进行烧结、固化、熔化和/或切割的一些组合来产生每一层。重复该过程来构造近净形组件，其然后可被加工为最终产品。

各种增材制造是已知的。实例包括各种基于粉末的过程，包括其中电子束选择地熔化粉末以形成每一层的电子束熔化；其中使用激光选择地熔化粉末的激光增材制造；和直接金属沉积。基于粉末的过程通常涉及在能量束通过粉末时的快速加热和固化。支撑结构（诸如散热器、堆砌物和/或锚定件已被融合到厚金属构建板的上表面，以在以逐层方式在其上构建组件时对组件进行散热并防止其变形。通过这种传统布置，然后须在分离构建板、支撑结构（多个），和近净形组件之前进行一个或多个附加的应力消除步骤。

发明内容

在传统的粉末床过程中，近净形组件被直接构建到金属构建板上。这需要使用融合到基本上所有的金属构建板工作表面上的几个大支撑结构（例如，堆砌物）。这些大支撑结构用于将进程中的近净形组件直接固定到金属构建板，同时散热并减少近净形组件的热变形。然而，在构建过程完成时，整个组合必须在分离近净形组件与金属构建板之前被热应力消除。通常由机械工具（诸如锯片和/或线放电机（EDM））实现分离。随后，近净形组件的底座必须经过较长机械加工过程来移除支撑结构的较大其余部分。因此，随附的支撑结构的形成和移除会引起很长处理时间和显著量浪费的构建材料。

为了克服该问题，提供一种粉末床沉积装置，其包括可移动构建板、粉末输送系统、能够在连续量的金属粉末上方选择地转向至少一个聚集能量束的能量束装置、非金属阻挡层，和可移除地固定到构建板的锚定件。非金属阻挡层设置在构建板的金属上表面上方。锚定件具有与非金属阻挡层平齐的金属接合表面。非金属阻挡层和锚定件限定具有粉末床工作表面的可移动构建总成。

构建平台包括具有金属上表面的构建板，和可移除地固定到构建板的构建总成。构建总成包括具有非金属阻挡部分和金属接合部分的粉末床工作表面。非金属阻挡部分设置在构建板的金属上表面上方，且金属接合部分与非金属阻挡部分齐平。

一种用于制造近净形组件的方法包括将粉末床工作表面可移除地固定到具有金属上表面的可移动构建板。粉末床工作表面具有设置在构建板的金属上表面上方的非金属阻挡部分，和与非金属阻挡部分齐平的金属接合部分。从粉末输送系统供应一定量的金属粉末以在粉末床工作表面上形成第一粉末构建层。通过操作能量束装置以在第一粉末构建层上方选择地转向至少一个聚集能量束来形成第一组件构建层。第一组件构建层粘附到粉末床工作表面的金属接合部分。

附图说明

图1示意地描绘了示例性粉末床沉积机器。

图2A示出包括非金属阻挡层、锚定销和第一粉末构建层的进程中的构建总成。

图2B示出在第一粉末构建层的固化和第二粉末构建层的沉积之后的图2A的进程中的构建总成。

图3示出从构建板上被移除的完成的构建总成。

图4示出锚定销和支撑结构于近净形组件的分离。

图5是示出示例性构建过程的步骤的图表。

具体实施方式