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用于加成制造的粉末預處理.pdf

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用于 加成 制造 粉末 預處理
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摘要
申請專利號:

CN201280076842.4

申請日:

2012.11.06

公開號:

CN104781022A

公開日:

2015.07.15

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):B22F 1/00申請日:20121106|||公開
IPC分類號: B22F1/00; B22F3/105; B29C67/00 主分類號: B22F1/00
申請人: 阿卡姆股份公司
發明人: 烏爾夫·阿克爾德
地址: 瑞典默恩達爾
優先權:
專利代理機構: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240 代理人: 張英; 宮傳芝
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201280076842.4

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.10.17|||2015.09.23|||2015.07.15

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種用于從將在加成制造工藝中使用的粉末中去除水分的方法,用于通過在工作臺上提供的粉末床的至少一層的部分的連續融合來形成三維物品,該部分與所述三維物品的連續橫截面對應,其特征在于,所述方法包括以下步驟:提供至少第一粉末罐和至少第二粉末罐,在所述第一粉末罐內部的可移動臺上提供預定量的粉末,將在所述第一粉末罐中的所述粉末的頂表面加熱到用于從所述粉末去除水分的預定溫度間隔,將所述可移動臺升高預定距離,從所述第一粉末罐到所述第二粉末罐移動預定厚度的粉末材料。

權利要求書

1.  一種用于從將在加成制造工藝中使用的粉末中去除水分的方法,用于通過在工作臺上提供的粉末床的至少一層的部分的連續融合來形成三維物品,該部分與所述三維物品的連續橫截面對應。所述方法包括以下步驟:
a.提供至少第一粉末罐和至少至少第二粉末罐,
b.在所述第一粉末罐內部的可移動臺上提供預定量的粉末,
c.將在所述第一粉末罐中的所述粉末的頂表面加熱到用于從所述粉末去除水分的預定溫度,
d.將所述可移動臺升高預定距離,
e.從所述第一粉末罐到所述第二粉末罐移動預定厚度的粉末材料。

2.
  根據權利要求1所述的方法,包括對在所述第二粉末罐中的所述粉末的頂表面而不是在所述第一粉末罐中的所述粉末的頂表面加熱的步驟。

3.
  根據權利要求1或2所述的方法,進一步包括以下步驟:
f.重復步驟c-e直到預定量的粉末從所述第一粉末罐移動到所述第二粉末罐。

4.
  根據權利要求1所述的方法,其中所述第一粉末罐是用于構建所述三維物品的構建罐。

5.
  根據權利要求1-4中任一項所述的方法,其中所述可移動臺是所述工作臺。

6.
  根據權利要求1-5中任一項所述的方法,進一步包括提供在可密閉室內部的所述第一粉末罐和第二粉末罐的步驟。

7.
  根據權利要求6所述的方法,其中所述可密閉室是真空室。

8.
  根據權利要求1-7中任一項所述的方法,其中所述溫度間隔小于其中水分開始與所述粉末材料反應的反應溫度。

9.
  根據權利要求1-8中任一項所述的方法,其中所述溫度小于其中在所述粉末中的粉末顆粒開始燒結在一起的燒結溫度。

10.
  根據權利要求1-9中任一項所述的方法,進一步包括以下步驟:
g.將在所述第二粉末罐內部的可移動臺升高預定距離,
h.從所述第二粉末罐到第三粉末罐移動預定量的粉末,
i.在所述第三粉末罐內部的工作臺的頂部分布所述粉末,
j.通過在預定位置中融合在所述工作臺上提供的粉末的所述層,形成所述三維物品的第一層,
k.將在所述第三粉末罐中的所述工作臺降低預定的距離,
l.重復步驟g-k直到所述三維物品完成。

11.
  根據權利要求10所述的方法,其中所述第三粉末罐是所述構建罐。

12.
  根據權利要求10所述的方法,進一步包括在步驟j發生的同時預成形所述步驟c的至少一部分的步驟。

13.
  根據權利要求1-12中任一項所述的方法,進一步包括提供用于對來自以上的所述粉末材料的頂表面加熱的補充加熱裝置的步驟。

14.
  根據權利要求10-13中任一項所述的方法,進一步包括在用于加熱所述粉末材料的所述第二粉末罐中提供在所述可移動臺下方的補充加熱裝置的步驟。

15.
  根據權利要求1-12中任一項所述的方法,其特征在于,所述粉末材料的融合和用于去除水分的所述粉末材料的頂表面的加熱通過相同的高能束源來進行。

16.
  根據權利要求15所述的方法,其中所述補充加熱裝置是激光或IR源。

17.
  根據權利要求16所述的方法,其中所述高能束源是電子束。

18.
  根據前述權利要求中任一項所述的方法,進一步包括一旦建立在所述真空室中的真空條件就開始所述粉末材料的所述頂表面的所述加熱的步驟。

說明書

用于加成制造的粉末預處理
技術領域
本發明涉及用于根據權利要求1的前序部分的加成制造的粉末預處理 方法。
背景技術
自由成形制造(freeform fabrication)或加成制造(additive  manufacturing)是用于通過施加到工作臺的粉末層的所選部分的連續融合 來形成三維物品的方法。
加成制造設備可包括工作臺,在該工作臺上所述三維物品形成;粉末 分配器,其設置成向下放置在用于粉末床形成的工作臺上的粉末薄層;能 量束,用于向粉末傳遞能量,從而粉末融合發生;元件,其用于通過在所 述粉末床上方的能量束釋放的能量控制,用于通過所述粉末床的一部分的 融合的所述三維物品的橫截面的形成;以及控制計算機,其中信息關于三 維物品的連續橫截面來存儲。三維物品通過由粉末分配器向下連續放置的 橫跨粉末層的橫截面所連續形成的連續融合來形成。
在加成制造中,重要的是粉末分布的控制。可取的是在預定區域上方 分布預定義量的粉末。這要求用于從粉末儲存室反復去除預定量粉末到粉 末分配器裝置的良好定義方法和設備。可能出現的一個問題是粉末可具有 或多或少的內置水分。所述水分可影響粉末的流動性,這進而可影響在工 作臺上施加的粉末層的光滑度和厚度。在用于加成制造的粉末材料中的水 分可同樣以不希望的方式影響最終3維產品的材料性質。
發明內容
本發明的目的是提供在開始加成制造工藝之前從粉末去除水分的方 法。
上述目的通過在根據權利要求1的方法中的特征來實現。
在本發明的第一方面中,提供了一種用于從將在加成制造工藝中使用 的粉末中去除水分的方法,用于通過在工作臺上提供的粉末床的至少一層 的部分的連續融合來形成三維物品,該部分與三維物品的連續橫截面對 應。所述方法包括以下步驟:
a.提供至少第一粉末罐和至少第二粉末罐,
b.在所述第一粉末罐內部的可移動臺上提供預定量的粉末,
c.將在所述第一粉末罐中的粉末的頂表面加熱到用于從所述粉末去 除水分的預定溫度,
d.將所述可移動臺升高預定距離,
e.從所述第一粉末罐到所述第二粉末罐移動預定厚度的粉末材料。
本發明的優點在于,水分可在使用加成制造工藝中的粉末之前被去 除,消除在所述粉末中的水分可影響三維制品的材料性質。另一個優點在 于,水分去除可在抽真空期間發生,這意味著總的制造時間可以不被延長。
在本發明的示例實施方式中,步驟c-e可重復直到預定量的粉末從第 一粉末罐移動到所述第二粉末罐。
該實施方式的優點在于,不超過比用于構建預定三維物品所必須的預 定量粉末被干燥,盡管第一粉末罐可包括超過所述預定量的粉末。
在另一個示例性實施方式中,所述方法進一步包括提供在可密閉室 (其可以是真空室)內部的所述第一粉末罐和第二粉末罐的步驟。
該實施方式的優點在于不僅水分可從可影響三維物品的最終材料性 質的粉末材料中去除,而且環境可被控制,以使得構建體和粉末罐周圍的 整體環境大氣設定成以受控方式影響最終性質。
在一個示例性實施方式中,進行在所述第二粉末罐中的粉末的頂表面 而不是在所述第一粉末罐中的粉末的頂表面的加熱。
該實施方式的優點在于,相比于如果滿的粉末罐的頂表面被加熱,粉 末可被快速加熱。這是因為來自滿的或部分滿的粉末罐中的粉末的水分可 以污染干燥粉末。在干燥在所述第二粉末容器中少量粉末的情況下,只要 粉末被干燥則沒有污染進行。
在本發明的一個示例性實施方式中,所述溫度小于其中水分開始與粉 末材料進行化學反應的反應溫度。
所述實施方式的優點在于,對于不同的材料,加熱功率可設定為不同, 取決于與水分反應的趨勢。
在另一個示例性實施方式中,所述溫度小于其中在所述粉末中的粉末 顆粒開始燒結在一起的燒結溫度。
當不存在粉末材料與水分的反應趨勢時,溫度可被增加到低于燒結溫 度的預定溫度,其可進一步減少粉末水分去除時間。
在本發明的另一個實施方式中,所述方法進一步包括以下步驟:
g.將在所述第二粉末罐內部的可移動臺升高預定距離,
h.從所述第二粉末罐到第三粉末罐移動預定量的粉末,
i.在所述第三粉末罐內部的工作臺頂部分布所述粉末,
j.通過在預定位置中融合在所述工作臺上提供的粉末的所述層,形成 所述三維物品的第一層,
k.將在所述第三粉末罐中的工作臺降低預定的距離,
l.重復步驟g-k直到三維物品完成。
在已經完成預定量粉末的水分去除之后,3維物品可以開始用不包含 水分的粉末生產。
在本發明的另一個示例實施方式中,所述方法進一步包括提供用于對 粉末材料的頂表面加熱的補充加熱裝置的步驟。
所述實施方式的優點在于,所述額外加熱裝置可單獨或與用于燒結/ 融化粉末以形成3維物品的裝置組合工作。這可進一步降低從粉末材料去 除水分的時間。
在本發明的另一個示例實施方式中,粉末材料的融合和用于去除水分 的粉末材料的頂表面加熱通過相同的高能束源來進行。
該實施方式的優點在于,相比于當所述能源用于燒結/融合時,能源可 以其中功率被分布到更大面積中的模式設定。通過增加在粉末表面上的能 量點面積,使得可以進一步增加到能束的總功率,并且從而降低從粉末材 料去除水分的時間。
在本發明的另一個實施方式中,所述方法進一步包括在制造所述三維 物品的同時,進行用于從粉末去除水分的所述加熱步驟的至少一部分的步 驟。
該實施方式的優點在于,三維物品的總制造時間可以減少。
在本發明的另一個實施方式中,所述方法進一步包括提供用于對來自 以上的粉末材料的頂表面加熱的補充加熱裝置的步驟。
該實施方式的優點在于,三維物品的制造時間可進一步減少,因為粉 末加熱與用于產生在另一個粉末罐中的三維物品的粉末融合分開并且獨 立。
在本發明的另一個實施方式中,所述方法進一步包括在用于加熱粉末 材料的所述第二粉末罐中提供在所述可移動臺下方的補充加熱裝置的步 驟。
該實施方式的優點在于,來自下面的加熱可有助于頂表面的加熱,并 且從而減少用于達到預定溫度所需的時間。
在本發明的另一個實施方式中,所述方法進一步包括一旦在壓力下在 所述真空室中建立就開始所述粉末材料的所述頂表面的所述加熱的步驟。
該實施方式的優點在于,一旦真空泵已經啟動,則從粉末床的頂表面 層的加熱生成的水分可從真空室去除。在替代實施方式中,所述水分可通 過合適的氣體(諸如氬氣、氦氣或氮氣)的流從密閉室輸送遠離。
附圖說明
參考附圖,本發明將進一步以非限制的方式在下面描述。相同的參考 字符用以指示在整個附圖的幾個圖中的相應類似部分:
圖1在示意圖中示出了用于產生根據現有技術的三維產品的設備,
圖2-圖3在示意圖中示出了根據本發明的裝置的第一個實施方式,該 裝置用于去除用于產生三維產品的設備內部的水分,
圖4-圖5在示意圖中示出了根據本發明的裝置的第二個實施方式,該 裝置用于去除用于產生三維產品的設備內部的水分,
圖6在示意圖中示出了根據本發明的裝置的第三個實施方式,該裝置 用于去除用于產生三維產品的設備內部的水分,以及
圖7在示意圖中示出了根據本發明的裝置的第四個實施方式,該裝置 用于去除用于產生三維產品的設備內部的水分。
具體實施方式
為了便于本發明的理解,許多術語定義如下。本文所定義的術語具有 通常由相關于本發明領域的普通技術人員所理解的含義。術語如“一”、 “一個”和“該”不旨在僅指單數實體,而是包括一般類別,其中具體的 例子可用于說明。本文的術語用于描述本發明的具體實施方式,但它們的 使用并不限定本發明,除非在權利要求中概述。
如本文所用的術語“三維結構”等通常指意圖或實際上旨在用于特定 目的的制造三維結構(例如一種結構材料或多種結構材料)。這樣的結構 等可以例如借助于三維CAD系統設計。
如在各種實施方式中本文所用的術語“電子束”是指任何帶電粒子束。 帶電粒子束的源可以包括電子槍、線性加速器等。
圖1示出了根據現有技術的自由成形制造或加成制造設備21的實施 方式。
所述設備21包括電子束槍6;偏轉線圈7;兩個粉末料斗4、14;構 建平臺2;構建罐10;粉末分配器28;粉末床5;以及真空室20。
真空室20能夠借助于真空系統保持真空環境,其系統可以包括渦輪 分子泵、渦旋泵、離子泵和一個或多個閥,它們對于本領域技術人員是公 知的,并且因此在這方面不需要進一步的解釋。真空系統由控制單元8控 制。
電子束槍6產生用于將在構建平臺2上提供的粉末材料熔化或融合到 一起的電子束。電子束槍6的至少一部分可在真空室20中提供。控制單 元8可以用于控制和管理從電子束槍6發射的電子束。至少一個聚焦線圈 (未示出)、至少一個偏轉線圈7、用于散光校正的可選線圈(未示出)和 電子束功率電源(未示出)可以電連接到所述控制單元8。在本發明的示 例實施方式中,所述電子束槍6產生具有約15-60kV的加速電壓并且具有 在3-10Kw范圍中的束功率的可聚焦電子束。當通過逐層采用能量束融合 粉末層來構建三維物品時,在真空室中的壓力可以是10-3毫巴或更低。
在替代實施方式中,激光束可以用于熔化或融合粉末材料。在這種情 況下,可傾斜的反射鏡可以使用在光路中,以便偏轉激光束到預定的位置。
粉末料斗4、14包括將要提供給在構建罐10中構建平臺2上的粉末 材料。粉末材料例如可以是純金屬或金屬合金,諸如鈦、鈦合金、鋁、鋁 合金、不銹鋼、Co-Cr合金、鎳基超合金等。
粉末分配器28被布置成向下放置在構建平臺2上的粉末材料薄層。 在工作周期期間,構建平臺2將相對于在真空室中的固定點連續降低。為 了使這種移動可能,在本發明的一個實施方式中,構建平臺2在垂直方向 上(即在由箭頭P指示的方向上)可移動布置。這意味著,構建平臺2在 初始位置開始,其中所需厚度的第一粉末材料層已經向下放置。用于降低 構建平臺2的部件例如可以通過配有齒輪、調整螺釘等的伺服發動機。
電子束可被引導越過所述構建平臺2,該構建平臺2使所述第一粉末 層在所選位置中融合以形成所述三維制品的第一橫截面。根據由控制單元 8給出的指令,光束被引導越過所述構建平臺2。在控制單元8中,存儲 用于如何控制用于三維物品的每一層的電子束的指令。
在第一層完成(即用于制備三維制品第一層的粉末材料融合)之后, 第二粉末層提供在所述構建平臺2上。第二粉末層優選根據與先前層相同 的方式分布。然而,在用于將粉末分布到工作臺的相同加成制造機器中可 能存在替代方法。
在已經分布在構建平臺上的第二粉末層之后,能量束被引導經過所述 工作臺,使所述第二粉末層在所選位置中融合以形成所述三維制品的第二 橫截面。在第二層中的融合部分可以粘結到所述第一層的融合部分。在第 一和第二層中的融合部分可以不僅通過熔化在最上層中的粉末而且重新 熔化在所述最上層正下方的厚度層的至少一部分來熔化到一起。
圖2和圖3示意性地示出了用于從真空室內部的粉末去除水分的本發 明設置的第一個示例性實施方式。在圖1中的粉末料斗4、14和粉末分配 器28已用可移動粉末料斗40和粉末耙50替換。開始時預定量的粉末55 提供在所述構建罐10內部的所述工作臺1上。在所述工作臺1和可移動 的所述構建平臺2之間,提供了形成在所述構建平臺2和所述工作臺1之 間的粉末層的預定粉末量。在替代實施方式中,所述構建平臺2可以是可 拆卸的并且在這樣的實施方式中,所述工作臺1可以是不必要的。在所述 構建罐中的粉末頂表面可以通過加熱裝置90加熱以達到預定溫度間隔, 該預定溫度間隔足夠高以去除水分而小于其中水分開始與粉末材料反應 的反應溫度。取決于粉末和時間,所述加熱發生,水分可從不同厚度去除, 即時間越長,則功率越高,其中水分被去除的粉末層越厚。水分被去除為 從真空室經由真空泵或經由氣流的水蒸汽。
加熱裝置可以是補充加熱器,例如微波裝置、紅外裝置、激光裝置。 在另一個示例實施方式中,用于加熱粉末的頂表面以去除水分的加熱裝置 是與用于稍后融合在選定位置中的粉末材料相同的裝置,以便以逐層融合 的方式構建三維物品。在裝置同樣用于加熱以去除水分和燒結/融合以構建 三維制品的情況下,裝置可以是至少一個激光源或至少一種電子束源。
不同材料與在加熱過程中產生的水分或多或少容易反應。因此,有必 要單獨控制和設定用于不同粉末材料的功率和時間。通常存在其中水分產 生的溫度間隔,該水分可從真空室中抽走,而不會影響粉末材料的材料性 質。對于鈦,這樣的溫度間隔在最上表面處在室溫-約+400℃之間。在室 溫下產生非常少量的水分,并且因此如果不等待很長的時間,則大部分水 分將留在粉末中。上述大約+400℃水分可以開始與鈦粉末材料反應,并 以不希望的方式改變材料性質。在第一個實施方式中,用于去除在鈦粉中 的水分的溫度間隔可以在+100℃至+350℃之間。在另一個實施方式中, 用于去除在鈦粉中的水分的溫度間隔可以在+200℃至+300℃之間。
其它粉末材料可以根本不與在加熱過程中產生的水分反應,并且因此 溫度可以進一步提高。在這種情況下,溫度間隔可以來自室溫-低于燒結 溫度的預定溫度。為了確保粉末保持在粉末形式,而不是燒結成更大的凝 聚體,可以設置安全間隔,其可以例如是低于對與水分反應不敏感的特定 粉末材料的燒結溫度10-100度。至于鈦,在室溫下在每個時間間隔去除 非常少的水分,從而溫度間隔可以典型地處于+100℃或更高至低于燒結 溫度的預定溫度之間。
當頂表面的加熱完成時,所述構建平臺2和工作臺1可以升高預定距 離。所述距離可以在例如0.1mm至1mm之間。粉末耙50從所述構建罐 10去除預定厚度的粉末材料到所述粉末料斗40。在示例實施方式中,所 述耙去除與構建平臺升高的距離相同的厚度。在替代實施方式中,其中構 建平臺2被升高的高度的一部分被去除,并且從構建罐10向粉末料斗40 傳輸。
在不含水分的第一層粉末已經從構建罐10去除到粉末料斗40之后, 在所述構建容器中的粉末的新頂表面的加熱可以發生。當所述新層干燥去 除水分時,通過增加構建平臺的高度并且然后使用用于耙從構建罐10到 粉末料斗40的粉末的粉末耙50,預定量的粉末從構建罐10去除到所述粉 末料斗40。繼續加熱和傳輸從構建罐10到粉末料斗40的干燥粉末,直到 構建罐免于在工作臺1頂上的粉末。在另一個示例實施方式中,從構建罐 10到粉末料斗40的干燥粉末的所述加熱和傳輸繼續,直到預定量的粉末 從構建罐10傳輸到粉末料斗40。
在圖3中,粉末料斗40與圖2比較已經升高。在圖2中,構建罐10 的頂部和粉末料斗40的頂部大約是同一水平。在另一個實施方式中,粉 末料斗40的所述頂部與構建罐的頂部相比可以更低。在這種實施方式中, 仍然可以耙平從構建罐10到粉末料斗的粉末材料。然而在圖3中,布置 在粉末料斗底部水平的粉末板42設置成大約與構建罐10的頂部相同的水 平。通過在與構建罐頂部相同的水平處提供粉末板42,使得可以采用所述 粉末耙50從在來自所述粉末板42的所述粉末板42上提供的粉末料斗40 耙動粉末材料55到所述構建罐10。在另一個示例實施方式中,所述粉末 板可布置在比構建罐的頂部更高的水平處。在這種實施方式中,仍然有可 能耙動從粉末板到構建罐的材料。當然在粉末板42和粉末料斗頂部以及 構建罐之間不存在間隙或具有很小的間隙,以使大部分粉末從一個位置被 耙到另一個位置,而不是落在不期望的位置。粉末料斗包括在底部處的開 口45,其允許預定量的粉末落到粉末料斗40之外。通過簡單地移動到所 述落出的粉末材料中,粉末耙可以從來自所述粉末料斗40的所述落出粉 末捕捉粉末材料。可由所述粉末耙捕獲的粉末量可取決于所述粉末耙移動 到落出粉末材料中的距離,所述粉末耙移動材料進入得越遠,則由它帶出 的材料越多,直到由粉末耙50的尺寸和形狀定義的預定極限。
在圖2和圖3中從落出的粉末材料去除粉末的原理可工作如下。如果 粉末耙的前側被定義為首先移動到落出粉末材料的一側,則落在粉末耙另 一側(背側)的粉末是當耙改變方向時從一個位置到另一個位置被耙動(傳 送)的粉末材料。粉末耙的背側然后將材料推到粉末耙的前方,并且將所 述粉末材料從粉末板42傳輸到構建罐10。
從粉末料斗耙到構建罐的粉末均勻地分布在所述構建罐內部的所述 工作臺的頂上。所述均勻分布可采用粉末耙50進行,但也可采用諸如另 一個耙或振動或振蕩機制的另一個分布裝置來進行。
第一層的所述三維制品可以在預定位置中通過融合在所述工作臺上 提供的粉末的所述層來形成。
工作臺可以降低預定的距離以允許粉末材料的更遠層提供在所述工 作臺上的已經施加的粉末層上。重復耙動從粉末料斗到構建罐的新粉末材 料、在所述工作臺上的所述粉末的分布、在預定位置上的所述粉末層的融 合以及所述工作臺的降低的步驟,直到三維制品完成。
在替代實施方式中,如在圖4和圖5中所示,在圖2和圖3中的粉末 料斗40已用替代設計替換。在圖4和圖5中的粉末料斗140與構建罐10 很相似。粉末料斗140包括可移動的底板142,其可以以與在構成罐10 中的構建平臺2相同的方式改變其位置。所述底板如何可以移動的一個示 例實施方式在圖1中示出。
如在圖2和圖3中代替,其中粉末耙移動到粉末材料堆中以捕獲預定 量的粉末,在圖4和圖5中的粉末耙正從粉末料斗耙粉末材料到構建罐, 并且以相同的方式從構建罐耙到粉末料斗。如果當粉末如上所述逐層干燥 時粉末材料將繼續從構建罐10移動到粉末料斗140,構建平臺升高允許預 定量的粉末從構建罐到粉末料斗140的預定距離。以類似的方式,當粉末 材料從粉末料斗140繼續移動到構建罐10時,粉末料斗140的底板142 升高允許預定量的粉末從粉末料斗140到構建罐10的預定距離。
在圖2和圖3中其僅示出到構建罐左側的一個粉末漏斗。在替代實施 方式中,可以提供另一個粉末料斗到構建罐10的右側。在圖4和圖5中 也僅示出到構建罐左側的一個粉末漏斗。在替代實施方式中,可以提供到 構建罐10右側的另一個粉末料斗。
在圖6中示出了本發明的另一個示例實施方式。在圖6中,第一粉末 容器640、第二粉末容器650和第三粉末容器610彼此在旁邊設置。第二 粉末容器640布置在第一和第二粉末容器之間。每個所述粉末容器可以包 括可移動的底板或者臺142、152,其中2個可以與在構建罐10中的構建 平臺2相同的方式改變其位置。所述底板如何可以移動的一個示例實施方 式在圖1中示出。
粉末耙50可以耙動從一個粉末容器640、650或610到另一個粉末容 器640、650或610的粉末材料。使用如在圖6中示出的三個粉末容器的 干燥粉末的方法可以進行如下。
可包含水分的粉末設置在第一粉末容器640中。加熱裝置90可加熱 在所述第一粉末容器中的粉末直到允許水分離開粉末的預定溫度。所述可 移動臺142然后升高預定量。耙從所述第一粉末容器移動預定厚度的粉末 到所述第二粉末容器。這可以繼續,直到預定量的粉末已經從所述第一粉 末容器移動到所述第二粉末容器。通過取來自所述第二粉末容器650的預 定量干燥粉末,三維制品可隨后以逐層方式構建于所述第三粉末容器610 中。
在替代實施方式中,在粉末干燥在所述第二粉末容器中時,所述三維 物品構建于所述第三粉末容器中。這里第一加熱源90可用于在所述第二 粉末容器650中的干燥過程,而第二加熱源(未示出)可用于加熱和融合 過程,用于制造在所述第三粉末容器中的所述三維物品。可替代地,相同 的熱源用于加熱在所述第二和第三粉末容器中的粉末,即加熱源在所述第 二和第三粉末容器之間來回移動(偏轉)。
在另一個示例實施方式中,可包括水分的預定量粉末從所述第一粉末 容器640移動到所述第二容器。所述預定量粉末均勻分布在所述第二粉末 容器650中的可移動臺152上方。加熱源將在所述第二粉末容器中的所述 粉末加熱到預定的溫度間隔。在另一預定量的粉末從所述第一粉末容器 640被提供給所述第二粉末容器650之前,在所述第二粉末容器650中的 所述粉末被移動到所述第三粉末容器610。這意味著,在本實施方式中在 所述第一粉末容器640中沒有粉末干燥發生。只有少量粉末可干燥在所述 第二粉末容器650中。當所述粉末已經干燥在所述第二粉末容器650中時, 它被移動到用于構建所述三維制品的所述第三粉末容器610。當另一預定 量的粉末在所述第二粉末容器中干燥時,所述三維制品可以被構建。干燥 過程和構建過程可以由相同的加熱源或單獨的加熱源進行。
圖7示出本發明的又一示例實施方式。與在圖6中相同,有三種粉末 容器,第一粉末容器740、第二粉末容器750和第三粉末容器710。可包 括水分的預定量粉末可提供在所述第一粉末容器740中。通過首先升高在 所述第一粉末容器740中的可移動臺142預定的距離,該預定的距離允許 預定粉末量從所述第一粉末容器耙出,預定量粉末由所述耙50從所述第 一粉末容器740耙到所述第二粉末容器750。在所述第二粉末容器中的所 述預定量粉末借助于可以是電阻性、IR或任何其它合適加熱源的加熱裝置 170來從其可移動臺152的下方加熱。當所述預定量的粉末已經被提升到 預定的溫度時,它從所述第二粉末容器750耙到所述第三粉末容器710。 三維物品在所述第三粉末容器710中制造。當三維物品在所述第三粉末容 器710中制造時,在所述第二粉末容器750中的預定量粉末的加熱可以同 時進行。
在另一個示例實施方式中,可以用于制造在所述第三粉末容器710中 的所述三維物品的所述加熱裝置90可有助于在所述第二粉末容器中所述 粉末的加熱,即在所述第二粉末容器中存在雙重加熱,來自以下所述可移 動臺152的第一加熱源170和加熱粉末層的頂表面的第二加熱源。代替使 用針對三維物品制造的加熱裝置,另一種補充加熱裝置可用于加熱粉末的 頂層。輔助加熱源可以是激光源、電子束源、IR源或電阻源。
在另一個示例實施方式中,在開始所述三維物品的制造之前,用于構 建預定三維制品所需的完整粉末量在所述第二粉末容器中被逐層干燥。
本發明不限于上述實施方式,并且許多修改在所附權利要求的范圍內 是可能的。這種修改例如可包括使用與諸如激光束的示例性電子束不同的 能源束。除了金屬粉末的其它材料(諸如聚合物粉末或陶瓷粉末)也可以 使用。

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