[发明专利]用于粉末床熔合的装置和方法

说明书

提供了用于粉末床熔合的装置和方法。在一个示例中，沉积包括第一粉末材料和与第一粉末材料不同的第二材料的层，使得第一粉末材料的至少第一部分处于没有第二材料的第一区域中。生成能量束并且施加该能量束以在多个位置处熔合所述层。在另一示例中，基于参数的第一子集沉积粉末材料层。基于所述参数的第二子集生成能量束，并且基于所述参数的第三子集施加该能量束以在多个位置处熔合所述层。所述参数中的至少一个被设置为在片打印操作期间具有不同的值。

本申请是申请号为“201810399786.7”，申请日为“2018年4月28日”，题目为“用于增材制造的多材料和打印参数”专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

此申请要求于2017年4月28日提交的且题为“MULTI-MATERIALS AND PRINTPARAMETERS FOR ADDITIVE MANUFACTURING”的美国临时专利申请号15/582,485的权益，通过引用将其全部内容明确地并入本文。

技术领域

本公开总体涉及增材制造系统，并且更具体地涉及增材制造系统中的多材料和打印参数。

背景技术

增材制造(additive manufacturing，“AM”)系统(也被描述为3-D打印系统)可以生产具有几何学上复杂形状的结构(被称为构造件)，包括用常规制造过程难以或不可能创建的一些形状。AM系统(诸如粉末床熔合(powder-bed fusion，PBF)系统)逐层地创建构造件。通过沉积粉末层并将该粉末的部分暴露于能量束而形成每个层或‘片(slice)’。施加能量束来熔化与层中的构造件的横截面相一致的粉末层的区域。熔化的粉末冷却并熔合以形成构造件的片。该过程可以被重复以形成构造件的下一片，以此类推。每个层被沉积在先前层的顶部上。所得到的结构是从头开始逐片组装的构造件。

PBF系统基于各种系统参数(诸如束能量、扫描速率、沉积的粉末层厚度等)打印构造件的片。可以在打印运转之间(即，在构造件被完整打印之后)进行对各种参数的调整。例如，较高的束功率可以被用于打印下一构造件。

发明内容

将在下文中更全面地描述用于AM系统中的多材料和打印参数的装置和方法的若干方面。

在各种方面，用于粉末床熔合的装置可以包括沉积器、生成能量束的能量束源和施加能量束以在多个位置处熔合层的偏转器，所述沉积器沉积包括粉末材料和不同于所述粉末材料的第二材料的层，使得粉末材料的至少部分处于没有第二材料的区域中。

在各种方面，一种用于粉末床融合的装置可以包括：沉积器，其基于参数的第一子集沉积包括粉末材料的层；能量束源，其基于所述参数的第二子集生成能量束；偏转器，其基于所述参数的第三子集施加能量束以在多个位置处熔合所述层；以及控制器，其将参数中的至少一个设置为在时间段期间的第一时间具有第一值，并且在该时间段期间具有不同于第一值的第二值，该时间段在粉末层的沉积起始时开始，并且在这些位置处的层的熔合终止时结束。应该指出的是，子集可以包括单个参数。

在各种方面，一种用于粉末床熔合的方法可以包括：沉积包括粉末材料和不同于该粉末材料的第二材料的层，使得该粉末材料的至少部分处于没有第二材料的区域中；生成能量束；以及施加能量束以在多个位置处熔合所述层。

在各种方面，一种用于粉末床熔合的方法可以包括：基于多个参数的第一子集来沉积包括粉末材料的层；基于所述参数的第二子集生成能量束；基于所述参数的第三子集施加能量束以在多个位置处熔合所述层；以及将所述参数中的至少一个设置为在时间段期间的第一时间具有第一值，并且在该时间段期间具有不同于第一值的第二值，该时间段在粉末层的沉积起始时开始，并且在这些位置处的层的熔合终止时结束。