[发明专利]使用粉末的材料增材制造的方法及系统

说明书

本发明公开一种用于建构包括一三维生坯可用模型的一生坯块的增材制造系统，包含一打印站、一粉末输送站、一压实站及一平台。所述打印站通过选择性地沉积一固化的非粉末的材料而在一建构盘上打印一图案，所述固化的非粉末的材料通过描迹每层待打印的一可用模型的一周围，并描迹所述可用模型周围的一支撑区域的多个离散部分来形成一分区。所述粉末输送站在所述图案上施加一层粉末的材料。所述压实站压实所述每层粉末的材料，并包括用于接收所述层的一模具。所述平台将所述建构盘反复地推进至所述打印站、所述粉末输送站及所述压实站中的每一个，以建构多个层，所述多个层共同形成所述生坯块。

技术领域

在本发明的一些实施例中，本发明涉及增材制造的领域，并且更具体地但非排他地涉及使用粉末的材料增材制造三维物体。

背景技术

已知通过连续的粉末的材料层的增材制造来制造固体物体的许多不同方法。一些已知的增材制造技术是基于物体的一三维模型选择性地施加一液体粘合材料，将粉末的材料逐层粘合在一起以建构一固体结构。在一些过程中，在建构过程末端时，将物体加热及/或烧结以进一步加强材料的结合。

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)使用激光作为动力源来烧结粉末的材料的多个层。激光经控制以瞄准由一三维模型界定的空间中的多个点，将材料逐层粘合在一起以建构一固体结构。

选择性激光熔化(Selective lasermelting,SLM)是一种与选择性激光烧结可比的技术，选择性激光熔化包括完全熔化材料而非烧结。通常在粉末的熔化温度均匀时使用选择性激光熔化，例如当纯金属粉末用作建构材料时。

标题为“模制方法(MOLDING PROCESS)”的美国专利第4,247,508号描述了一种用于逐层形成三维的物品的模制方法，其内容通过引用并入本文。在一个实施例中，材料的多个平面层依顺沉积。在每一层中，在沉积下一层之前，将其一部分的区域固化，以界定所述层中的所述物品的部分。可以通过使用热及一选定的掩膜或通过使用一经控制的热扫描过程来实现每一层的选择性固化。可对每一层使用一单独的掩模及一热源以取代使用激光来选择性地熔合每一层。将所述掩模放置在其相关层上方，并将一热源放置在所述掩模的上方。通过所述掩模开口的热将熔合通过所述掩模的开口暴露的颗粒。未暴露于直接热的颗粒将不会熔化。

标题为“多种用于选择性束烧结的材料系统(MULTIPLE MATERIAL SYSTEMS FORSELECTIVE BEAM SINTERING)”的美国专利第5,076,869号描述了一种用于选择性地烧结一粉末层以产生包括多个烧结层的一部件的方法及设备，其内容通过引用并入本文。所述设备包括一计算机，所述计算机控制一激光以将所述激光的能量引导到粉末上以产生一烧结块。对于每个横截面，激光束的目标是在一粉末层上扫描，并且打开光束以仅烧结横截面边界内的粉末。施加粉末并烧结连续的层，直到形成一完整的部件。优选地，粉末包括具有不同解离或结合温度的多种材料。优选地，粉末包括混合的或涂覆的材料。

标题为“用于通过选择性烧结进行三维打印的方法及装置(METHOD ANDAPPARATUS FOR 3D PRINTING BY SELECTIVE SINTERING)”的国际专利公开第WO 2015/170330号，其内容通过引用并入本文，公开了一种通过三维打印形成一物体的方法，所述方法包括在一建构盘上提供一层粉末，在所述层上进行模压，烧结所述层，所述层是通过选择性激光烧结或选择性激光熔化而被模压，并重复提供、模压及烧结每层直到完成三维物体。所公开的选择性烧结是通过一掩模图案来进行的，所述掩模图案界定待烧结的层的一部分的一负片。

发明内容