[发明专利]用于制造金属部件的方法

说明书

一种用于制造金属部件的方法，其中，在第一步骤中，通过在构造空间中在构造板(D)上施加金属粉末，通过增材制造来制造带有辅助结构(E)的原始金属部件(A),其中，通过选择性的激光束熔化或电子束熔化将金属粉末制造成原始金属部件(A)，其中，原始金属部件(A)借助锚固结构(B)被固定在构造板(D)上，其中，在第二步骤中接着将利用锚固结构(B)固定在构造板(D)上的原始金属部件(A)从构造空间取出，然后使借助锚固结构(B)固定在构造板(D)上的原始金属部件(A)经历化学的、电化学的或化学和电化学的后续处理，以便移除辅助结构，此后，在第三步骤中机械地移除锚固结构(B)。

技术领域

本发明涉及一种用于制造金属部件的方法，其中，在第一步骤中，通过在构造空间中在构造板上施加金属粉末，通过增材制造来制造带有辅助结构的原始金属部件，该粉末通过选择性的激光束熔化或电子束熔化被制造成原始金属部件。

背景技术

借助所谓的增材式的制造方法，由例如粉末来构建部件。因此，这些制造方法与减材式的制造方法(例如切削的方法)形成对立，在减材式的制造方法中，由诸如块体的较大的零件制造部件。与传统的减材式的方法相比，增材制造具有几个优点。在此，尤其要提到各个部件的快速定制以及不同寻常的几何形状随意性。作为材料适合于金属部件的增材制造的尤其有钛、铝、镍基合金、钴铬合金、铜、钨和其它高熔点的难熔金属，以及钢和所述金属的合金。

增材式的制造方法的一个重大缺点是原始部件、特别是由粉末床熔化的金属原始部件的耗费性的后续加工。在这种粉末床方法中，激光束或电子束扫描金属粉末床的最上层，从而熔化粉末床的单个金属颗粒。接着，施加另一层金属粉末并且重复该过程，直到在构造空间中已构建完整的部件。

出于不同的原因必要的是，在所述的构建过程中，除部件外还连同生成辅助结构。这些辅助结构一方面尤其保护部件免受由机械应力引起的变形，另一方面带走热量。

根据现有技术，被增材制造的部件的后续加工实施为，从构造空间中移除源自部件、构造板和辅助结构的混杂物并且将它们去除粉末。此外，从包括辅助结构的部件上分离构造板。

在某些情况下，在工艺链的进行中还需要进行单级或多级的热处理。然后借助手动磨削机或利用锤子和凿子机械地移除辅助结构。最终，抛光部件的表面(例如通过喷砂、滑动磨削、电解抛光等)。

这种机械方式的后续加工带来很高的风险，因为如果工具滑脱或被楔住，可能会使整个部件的功能失效。此外，这种耗费的手动工作阻碍批量规模超出小批量生产，因为，那样该工艺便不再具有经济性。

例如在EP3205426A1中公开了这样的方法。那里公开的基于粉末床的方法描述了借助在该方法中被连同生成的支撑结构来增材制造部件，这些支撑结构在制造之后被机械地移除。在此，支撑结构和部件要么利用粉末层要么利用最小接触面连接，由此大大简化了后续的机械移除。然而，支撑结构和部件的这种连接方式不允许所需要的机械强度，以便承受在增材制造中出现的机械应力。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种用于借助增材式的方法制造金属部件的方法，在该方法中能够借助可再现的、全自动化的过程移除辅助结构。

该目的通过一种用于制造金属部件的方法来实现，其中在第一步骤中，通过在构造空间中在构造板上施加金属粉末，通过增材制造来制造带有辅助结构的原始金属部件，其中，通过选择性的激光束熔化或电子束熔化将金属粉末制成原始金属部件，其中，原始金属部件借助锚固结构被固定在构造板上，其中在第二步骤中，接着将利用锚固结构固定在构造板上的原始金属部件从构造空间取出，然后使借助锚固结构固定在构造板上的原始金属部件经历化学的、电化学的或化学和电化学的后续处理，以便移除辅助结构，此后在第三步骤中机械地移除锚固结构。

出于技术原因必要的是，在增材制造(其方式为，通过选择性地用激光束或电子束熔化金属粉末将金属粉末制造成部件)中，除了部件以外，还连同生成所谓的辅助结构，以便保护部件免受由机械应力和过大的局部温度峰值引起的变形。