[发明专利]用于产生增材制造产品的方法

说明书

一般来说，本公开涉及增材制造AM预成型件以减少、防止和/或消除后处理操作(例如锻造、喷丸硬化、机械加工或其它后处理操作)中产生的缺陷的各种实施例。

相关申请的交叉引用

本专利申请为2016年1月14日提交美国临时专利申请第62/278,766号的非临时申请且要求所述专利申请的优先权，其以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

一般来说，本公开涉及增材制造AM预成型件以减少、防止和/或消除后处理操作(例如锻造、喷丸硬化、机械加工或其它后处理操作)中产生的缺陷。更具体地说，本发明涉及增材制造的金属形预成型件，同时利用凸起和/或路径规划沉积策略以产生相比于无这类沉积策略的AM预成型件具有减少的后处理缺陷引发位点的增材制造的金属形预成型件，由此产生具有减少和/或消除的处理缺陷的最终部件(当操作为锻造时，例如折叠、重叠、冷隔)。

背景技术

金属产品可经由后处理操作(锻造、机械加工或其它方法)成形。为了锻造金属产品，若干连续冲模(扁平冲模和/或不同形状的冲模)可用于各部件，其中冲模中的第一个中的扁平冲模或冲模空腔经设计以使锻造坯料变形为特定冲模的配置所定义的第一形状，且其中使下一个冲模成形以进行坯料的锻造变形中的下一连续步骤等直到最末冲模最终使锻造部件变为完全变形形状为止。参见美国专利第4,055,975号。为了用机械加工金属产品，通过受控制的材料去除处理使部件成形或切割成所需最终形状和尺寸。

发明内容

概括地，本专利申请涉及用于产生金属产品(例如机械加工金属产品、加工金属产品、锻造金属产品；其它类型的热加工和/或冷加工金属产品)的改进方法。

在一个方面中，提供一种方法，其包含：(a)由增材制造原料增材制造金属形预成型件；(b)与(a)同时使用凸起沉积策略以改变凸起路径，由此(a)和(b)的组合提供相比于无这类凸起沉积策略的金属形预成型件，配置有具有非阶梯式壁的平滑外表面的金属形预成型件；以及(c)对金属形预成型件进行至少一种后处理操作以形成最终成形产品，由此归因于(b)，最终成形产品相比于无(b)的情况具有减少的后处理操作缺陷。

在一些实施例中，凸起沉积策略包含凸起路径的路径规划。

在一些实施例中，路径规划选自由以下组成的群组：围绕部分建构体内部的非线性建构路径；围绕部分建构体周界的非线性建构路径；当将第一AM沉积层与后一个AM沉积层进行比较时，建构方向上的重叠凸起沉积，其中每一沉积层由多个凸起配置，以使得在第一AM沉积层与后一个AM沉积层之间，后一层凸起不与第一层凸起完全重叠以及其组合。

在一些实施例中，凸起沉积策略包含路径规划，其中第一AM建构层中的第一凸起与后一个AM建构层中的后一凸起至少一部分而非全部重叠，其中后一凸起与第一凸起接触。

在一些实施例中，后处理操作选自由以下组成的群组：锻造、热处理和机械加工、机械加工、喷丸硬化、退火以及其组合。

在一些实施例中，增材制造用定向能量沉积增材机械完成。

在一些实施例中，定向能量沉积增材机械选自由以下组成的群组：西亚基机械(Sciaky machine)、等离子体电弧机械、送丝AM机械以及其组合。

在一些实施例中，后处理操作为锻造且最终成形产品不含选自由折叠、空腔以及其组合组成的群组的锻造缺陷。

在一些实施例中，所述方法包括机械加工最终锻造部件以提供成品部件。

在一些实施例中，金属预成型件包含钛、钛合金、铝化钛、铝、镍、钢、不锈钢以及其组合中的至少一种。

在一些实施例中，凸起沉积策略配置在竖直方向上以使得垂直表面不含使得后处理操作间断的缺陷。