[发明专利]带有气体交换的歧管的3D打印机

说明书

提供了与增材制造相关的各方面。在一个方面，描述了一种用于生产三维(3D)结构的设备，该设备包括具有顶部部分的构建室和一个或更多个歧管，该构建室带有窗口，通过该窗口，来自一个或更多个源的辐射能量被提供给构建室以生产3D结构，该一个或更多个歧管设置在构建室内。歧管构造成在构建室内执行气体交换，并且每个歧管定位在来自一个或更多个源的辐射能量的包络重叠的区域上方。在另一方面，歧管在第一操作模式期间移动到邻近构建室的顶部部分的第一位置，并且在第二操作模式期间移动到远离构建室的顶部部分的第二位置。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年11月13日提交的题为“3-D PRINTER WITH MANIFOLDS FORGAS EXCHANGE ENABLING LASER AVOIDANCE AND GRID-LIKE PLENUMS FOR GAS EXCHANGEOVER PRINT AREAS”的美国临时申请序列第62/760,305号和2019年11月8日提交的题为“3-D PRINTER WITH MANIFOLDS FOR GAS EXCHANGE”的美国专利申请序列第16/678,625号的权益，这些专利申请的全部内容通过引用明确地整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于增材制造(AM)的技术，并且更具体地涉及用于3D打印的技术，该技术包括用于气体交换的启动激光回避的歧管和用于打印区上气体交换的栅格状增压室。

背景技术

增材制造(AM)工艺包括使用存储的几何模型在“构建板”上累积分层材料，以生产具有模型定义的特征的三维(3D)物体。AM技术能够使用多种材料打印复杂的部件。基于计算机辅助设计(CAD)模型制造3D物体。AM工艺可以使用CAD模型创建实体三维物体。

粉末床熔融(PBF)是一种AM工艺，其使用激光烧结或熔化沉积在粉末床中的粉末，然后在目标区域将粉末颗粒粘结在一起，以生产具有所需几何结构的3D结构。PBF可以使用不同的材料或材料组合，比如金属、工程塑料、热塑性弹性体、金属和陶瓷，来创建3D物体。其它更先进的AM技术，包括下面进一步讨论的那些技术，也是可用的或正在开发中，并且每种技术都可以应用于本文的教导。

随着AM工艺的不断改进，制造商越来越多地研究在其设计中使用AM部件的益处。尽管AM特性(如构建板尺寸、打印速度和精度)以及基于AM的技术的其它日益复杂的特征最近有所进步，但AM在各种行业中的使用在很大程度上仍然局限于生产相对小规模的部件。这些限制包括无法在大的构建区上移除加工副产物，比如污染气体。因此，使用AM来开发越来越复杂的结构的可能性在很大程度上保持不变。

发明内容

下文将参考三维打印技术更全面地描述用于生产3D结构的设备内的气体交换技术的若干方面。

描述了用于生产3D结构的设备的各方面，其中该设备包括构建室、一个或更多个辐射能量源和一个或更多个歧管，所述一个或更多个辐射能量源构造成生成在构建室内的重叠区域中重叠的两个不同的辐射能量的包络，所述一个或更多个歧管设置在构建室内并靠近重叠区域。一个或更多个歧管构造成在构建室内执行气体交换。

描述了用于生产3D结构的方法的各方面，其中该方法包括启动设置在构建室内的一个或更多个歧管，构建室具有带有多个窗口的顶部部分，来自一个或更多个能量源的辐射能量通过这些窗口被提供以生产3D结构，其中每个歧管定位在来自一个或更多个源的辐射能量的包络重叠的区域上方，并且通过一个或更多个歧管在构建室内执行气体交换。

描述了用于生产3D结构的设备的各方面，其中该设备包括用于生产3D结构的构建室、构造成向构建室提供辐射能量的一个或更多个辐射能量源以及设置在构建室内的多个歧管。歧管构造成在构建室内执行气体交换，并且歧管在第一操作模式期间邻近构建室的顶部部分定位，并且在第二操作模式期间远离构建室的顶部部分定位。