[发明专利]斑点预热

说明书

本发明涉及一种加热方法，其用于通过用来自电子源的电子束照射粉末床来为后续加工准备粉末床。电子源可以被设计用于将电子束快速移动到在粉末床处的不同的加热位置，所述加热方法包括步骤，通过所述电子束在至少两个粉末床加热位置处的连续停留来局部加热至少两个粉末床加热位置。通过在粉末熔合之前在粉末床的局部预热位置之间跳跃，可以防止带电粉末从粉末床飘浮和散布。

技术领域

本发明涉及一种用于当通过利用电子束逐层熔合粉末材料来制造三维物体时，通过用来自电子源的电子束照射所述粉末床来在粉末床处加热和准备粉末层以进行后续加工的方法。

现有技术的问题

在基于电子束粉末床熔合的增材制造系统中，通常需要首先预热粉末床以为随后的熔合和固化步骤准备适当的工艺条件。当电子束在制造过程期间与粉末床相互作用时，将有大量电子对在粉末床中的粉末颗粒充电。如果粉末床的电导率太低而无法消散由电子束感应的这样的电荷，那么粉末床将累积电荷达到临界值，其中在粉末颗粒之间的排斥静电力超过重力，导致粉末颗粒从粉末床飘浮。飘浮的带电的粉末颗粒将排斥其他飘浮的带电的粉末颗粒，因此粉末云将瞬间散布到整个制造室。这种现象通常导致增材制造过程的立即失败和终止。制造过程通常包括粉末的加热或预热以及粉末的熔合，预热粉末的主要目的是实现半烧结粉末床以增加电传导和热传导。此外，半烧结粉末床也将更好地抵抗带电的粉末的飘浮和散布。在现有技术的粉末床的预热中，电子束通常通过以恒定的速度在粉末床上连续地移动电子束斑点而在粉末床上扫描，因此在粉末床上产生加热轨迹或踪迹。与此相反，本发明公开了一种用于逐点加热粉末床的方法。

发明内容

本发明涉及一种加热方法，其用于通过用来自电子源的电子束照射所述粉末床来为后续加工准备粉末床，所述电子源被设计用于将所述电子束快速移动到在所述粉末床的不同的加热位置，所述加热方法包括步骤：通过所述电子束在所述至少两个粉末床加热位置的连续停留来局部加热至少两个粉末床加热位置。

在实施例中，可通过在所述粉末床处的几个粉末床加热位置加热所述粉末床的所选择的区域以在所述所选择的粉末床区域上分布热量。

在实施例中，所述几个粉末床加热位置形成用于在最近被电子束加热的位置之间维持最小距离的模式。

在实施例中，在两个连续的粉末床加热位置之间的距离可以大于斑点尺寸的五倍。

在实施例中，可重复地加热所述粉末床的所选择的区域以在所述所选择的粉末床区域上分布热量。

在实施例中，通过在所述粉末床处的几个粉末床加热位置加热所述粉末床的所选择的区域，以将热量均匀地分布在所述所选择的粉末床区域上。

在实施例中，每个连续的粉末床加热位置可以是先前沉积的电子束能量的函数。

在实施例中，在所述粉末层床处提供粉末床加热位置的模式以维持最短时间直到粉末床加热位置被重复地加热。

在实施例中，停留在粉末床加热位置的时间可以是1ms或0.1ms或优选地，0.01ms。

在实施例中，所述粉末床位置是在粉末床平面中的坐标。

在实施例中，可以用来自电子源的电子束照射所述粉末床以维持粉末床工艺温度。

在实施例中，所述加热方法优选地用于三维物体的增材制造。

在实施例中，可以随机地选择连续的加热位置的定位。

在实施例中，依赖时间的数学函数可用于确定连续的加热位置的定位。

在实施例中，连续的加热位置的定位可以随机地被选择，其中定位的概率可以由依赖时间的数学函数确定。