[发明专利]用于增材制造流动控制装置的系统和方法

说明书

提供了一种用于增材制造系统的流动控制装置。流动控制装置包括：气体供应装置，其被构造成排放气体；第一流动修改器，其被构造成修改气体的第一部分的至少一个流动特性；第二流动修改器，其被构造成与第一流动修改器协作以修改气体的第一部分的至少一个流动特性。第二流动修改器进一步被构造为修改气体的第二部分的至少一个流动特性，并且第一流动修改器和第二流动修改器被构造为进行协作，以引导气体的第一部分和第二部分中的至少一部分朝向多个颗粒中的熔池。

优先权信息

本申请要求于2018年4月9日提交的美国专利申请序列号15/948,648的优先权，其通过引用结合于本文。

技术领域

本文描述的主题大体涉及增材制造系统，并且更具体地涉及包括流动控制设备的增材制造系统。

背景技术

至少一些增材制造系统涉及颗粒材料的固结以制造部件。这样的技术有助于使用昂贵的材料以降低的成本和改进的制造效率来生成复杂部件。至少一些已知的增材制造系统(例如直接金属激光熔化(DMLM)，选择性激光熔化(SLM)，直接金属激光烧结(DMLS)和系统)使用聚焦能量源(例如激光装置或电子束发生器)，构建平台和颗粒(例如但不限于粉末金属)来制造部件。(LaserCusing是德国利希滕费尔斯的Concept LaserGmbH的注册商标。)在至少一些DMLM系统中，通过聚焦的能量源在颗粒中形成熔池，并且颗粒在大气压下被固结以在构建平台上形成部件的构建层。然而，在至少一些已知的系统中，烟灰和其他小颗粒物质会在固结处理期间产生，并可能悬浮在构建平台周围以及构建层和聚焦的能量源之间的气体中，从而降低了被用于固结的能量源的有效功率，这可能导致固结不一致，包括已完成部件中的尺寸，表面光洁度以及颗粒间固结不一致。

发明内容

在一方面，提供了一种用于增材制造系统的流动控制装置。该增材制造系统限定第一方向，第二方向和第三方向。该流动控制装置包括：气体供应装置，其被构造成排放气体；第一流动修改器，其被构造成修改气体的第一部分的至少一个流动特性；第二流动修改器，其被构造成与第一流动修改器进行协作以修改气体的第一部分的至少一个流动特性。第二流动修改器进一步被构造成修改气体的第二部分的至少一个流动特性，并且第一流动修改器和第二流动修改器被构造成进行协作，以引导气体的第一部分和第二部分中的至少一部分朝向多个颗粒中的熔池。

在另一方面，提供了一种增材制造系统。该增材制造系统限定第一方向，第二方向和第三方向。该增材制造系统包括构造成在构建层中生成熔池的固结装置和外壳。外壳包括：构建层，其包括多个颗粒；气体供应装置，其被构造成排放气体；第一流动修改器，其被构造成修改气体的第一部分的至少一个流动特性；第二流动修改器，其被构造成与第一流动修改器进行协作以修改气体的至少一个流动特性。第二流动修改器进一步被构造成修改气体的第二部分的至少一个流动特性，并且第一流动修改器和第二流动修改器被构造成进行协作，以引导气体的第一部分和第二部分中的至少一部分朝向多个颗粒中的熔池。

在又一方面，提供了一种使用增材制造系统制造部件的方法。该方法包括将气体从气体供应装置排放到外壳中。该方法还包括操作固结装置以引导能量束入射在外壳内的构建层上，以在构建层中形成熔池。该方法还包括使用与第二流动修改器协作的第一流动修改器来修改气体的第一部分的至少一个流动特性。最后，该方法包括使用第二流动修改器来修改气体的第二部分的至少一个流动特性，使得第一流动修改器和第二流动修改器进行协作，以引导气体的第一部分和第二部分中的至少一部分朝向熔池。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征，方面和优点，其中在整个附图中，相同的字符表示相同的部分，其中：

图1是示例性增材制造系统的示意局部剖视图；

图2是可用于操作图1所示的增材制造系统的控制器的框图；

图3是图1所示的增材制造系统的示意侧视图，示出了示例性流动控制装置；