[发明专利]增材制造温度

说明书

一些示例包括操作增材制造机器的方法，该方法包括形成构建材料层；将熔剂选择性地施加到形成的构建材料层上；利用热能源向构建材料和熔剂施加熔化能量，以在选择性施加的熔剂处形成三维物体的物体层和牺牲物体的牺牲层；感测牺牲层的热温度；将牺牲层的感测的热温度与目标温度进行比较；和基于比较的温度调节热能源的功率水平。

技术领域

增材制造机器通过构建材料层来生产三维(3D)物体。一些增材制造机器通常被称为“3D打印机”。3D打印机和其他增材制造机器使得将物体的CAD(计算机辅助设计)模型或其他数字表示转化为物理对象成为可能。模型数据可以被处理为层，每层限定形成物体的一层或多层构建材料的一部分。

附图说明

图1是根据本公开的方面的示例增材制造系统的示意性横截面侧视图。

图2是根据本公开的方面的增材制造系统的示例构建表面的俯视图。

图3是根据公开的方面的增材制造系统的示例闭环反馈系统的框图。

图4是根据本公开的方面的操作增材制造机器的示例方法的流程图。

图5是根据本公开的方面的操作增材制造机器的另一示例方法的流程图。

发明内容

在以下详细描述中，参见构成该详细描述一部分的附图，并且在附图中通过例示可以实施本公开的具体示例进行示出。应当理解，在不脱离本公开范围的情况下，可以使用其他示例，并且可以进行结构或逻辑改变。因此，以下详细描述不应被视为限制意义，并且本公开的范围由随附权利要求限定。应当理解，除非另外具体指出，本文描述的各种示例的特征可以部分或全部彼此组合。

本文提供的描述和示例可以施加于各种增材制造技术、环境和材料。例如，在一些增材制造技术中，构建材料层可以由辊或再涂敷器形成，并且熔剂可以由打印头分配。再涂敷器和打印头都可以在移动的托架系统上承载。热能源也可以安装在托架系统上，并可以在构建表面上移动。在示例增材制造工艺中，能量然后可以被施加到构建材料层以固化该层的在其上沉积有熔剂的那些部分，从而形成生成的物体层。热能源可以施加适于将构建材料加热到预熔化温度的加热能量，以及适于将已经施加熔剂的构建材料熔化的熔化能量。示例增材制造技术可以基于来自三维(3D)物体模型的数据，由打印头将合适的熔剂以期望的图案分配到构建室中构建表面上的构建材料层上，然后将构建材料层和熔剂暴露于能源(诸如热能源)。构建材料可以是粉末基类型的构建材料，并且熔剂可以是可以被施加到构建材料的吸收能量的液体。例如，粉末基构建材料可以包括塑料、陶瓷和金属粉末。能源可以生成热量，该热量通过将熔剂的吸收能量的成分熔化来吸收，以烧结、融化、熔化或以其他方式聚结图案化的构建材料。该图案化的构建材料可以固化并形成物体层或期望的构建物体的横截面。该工艺逐层重复以完成3D构建物体。

在增材制造中，可期望在零件制造时精确控制其表面温度。温度控制可适用于各种增材制造技术、环境和材料。温度变化可能导致不期望的构建变化(即零件缺陷)。在固化工艺期间，不均匀的温度分布或不平衡的热应力可能导致翘曲或以其他方式影响构建物体的尺寸精度和材料性能。例如，如果构建层变得太热，则图案化的熔剂周边可能“渗出”到周围的预定不熔化的构建材料并导致不正确的几何形状、尺寸和外观。此外，在熔化不受控的情况下，增加的热量可能不期望地影响随后的构建材料层。替代地，如果构建层太冷，则材料性能在某些机械性能方面可能不足，例如，某些机械性能包括极限抗拉强度、断裂伸长率和冲击强度。因此，非常期望在熔化期间控制构建温度。

在构建工艺期间，确定精确的零件表面温度作为反馈可用于正确的熔化能量配量(dosing)。许多因素有助于零件表面温度，该零件表面温度包括进入的构建材料质量变化、构建材料温度变化、构建材料融化焓、熔化系统的污染、室内对流气流以及其他因素。