[发明专利]增材制造纤维增强陶瓷基复合材料的方法

权利要求书

1.一种增材制造陶瓷基复合材料的方法，包括以下步骤：

-提供用于所述陶瓷基复合材料的陶瓷纤维(3)和粉末状基材(2)，

-根据预定几何结构，通过用一束能量束(6)辐照由所述基材(2)形成的一个粉末床，来逐层堆积用于所述陶瓷基复合材料的陶瓷基材料(5)，其中所述基材(2)被重熔、固化、并且以粘着方式结合至所述陶瓷纤维(3)，其中所述能量束(6)的参数被局部地选择，使得在所述陶瓷纤维(3)和所述粉末床的接触区域(CR)中，所述陶瓷纤维(3)仅被部分地重熔。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述辐照之前，将所述纤维(3)预先定位在用于所述增材制造的构建空间(BS)中。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在通过可移动装置进行所述增材制造期间，所述纤维(3)被放置在所述粉末床中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述纤维(3)的厚度(D1)总计大于用于所述逐层堆积的所述基材(2)的层厚度(D2，4)的一半。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基材(2)的颗粒的直径比所述纤维(3)的厚度(D1)小5倍至10倍。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在从粉末床区域(PR)到所述接触区域(CR)的过渡处，改变用所述能量束(6)的所述辐照的模式，使得所述纤维(3)的材料仅被部分地重熔。

7.根据权利要求6所述的方法，其中在所述粉末床区域(PR)中，以连续波模式实现用所述能量束(6)的所述辐照，并且在所述接触区域(CR)中，以脉冲模式实现用所述能量束(6)的所述辐照，其中从功率、脉冲持续时间、重复率和脉冲形状中选择的辐照参数中的至少一个辐照参数被调节。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中在从所述粉末床区域(PR)到所述接触区域(CR)的过渡处，降低所述能量束(6)的功率或功率密度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述纤维(3)具有单丝形状，并且所述纤维(3)的直径(D1)在所述逐层堆积之前被增大，例如通过氧化涂层增大，并且其中相应的涂层材料(7)在所述辐照期间被重熔。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述纤维(3)和所述基材(2)由相似的陶瓷材料制成或者包括相似的陶瓷材料，所述相似的陶瓷材料诸如是C/C、SiC/SiC、Al₂O₃/Al₂O₃、ZrO₂/ZrO₂或莫来石/莫来石材料体系。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述纤维(3)和所述基材(2)由不同的陶瓷材料制成或者包括不同的陶瓷材料，所述不同的陶瓷材料诸如是C/SiC、Al₂O₃/ZrO₂材料体系。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述粉末床被预热至1500℃以上的温度以避免断裂和/或应力，所述预热例如借助于激光器、电子束或感应加热装置，所述激光器诸如是CO₂激光器或Nd:YAG激光器。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述陶瓷基复合材料在所述逐层堆积之后在结构方面不被后处理，诸如不通过热等静压和/或后渗透进行后处理。

14.一种部件，所述部件由根据前述权利要求中任一项所述的方法制造或者能够由根据前述权利要求中任一项所述的方法制造，并且还包括95％或95％以上的密度，

其中所述部件基于用能量束对粉末床的辐照而被成形为具有预定几何结构。