本发明专利技术提供了粉末床熔接(PBF)中的支撑结构的系统和方法。支撑结构可以由结合的粉末形成，该结合的粉末可以是例如压实的粉末、压实的和烧结的粉末、具有施加的结合剂的粉末等。支撑结构可以由非粉末支撑材料形成，例如泡沫。支撑结构可形成为包括可以用于在存在外部磁场的情况下助于支撑结构的移除的电感部件。另外，支撑结构可以形成为当流体(诸如空气或水)在连接点接口处产生力和/或压力时断开。
【技术实现步骤摘要】
用于增材制造中的可移除支撑结构的装置和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年10月4日提交的题为“用于增材制造中的可移除支撑结构的装置和方法”的美国专利申请No.15/725,136的权益，其通过引用方式明确地整体并入本文。美国申请No.15/725,136是2017年4月28日提交的美国申请No.15/582,409的部分继续申请。
本专利技术总体上涉及增材制造，更具体地，涉及用于增材制造和从构建件移除支撑结构的支撑结构。
技术介绍
粉末床熔合(PBF)系统可以生产具有几何形状复杂形状的金属结构(称为构建件)，包括使用常规制造工艺难以或不可能形成的一些形状。PBF系统包括用于逐层形成构建件的增材制造(AM)技术。可以通过沉积金属粉末层然后熔合(例如熔化和冷却)与层中的构建件的横截面一致的金属粉末层的区域来形成每个层或切片。可以重复该过程以形成构建件的下一个切片，并且依此类推，直到构建件完成。因为每个层都沉积在前一层的顶部上，所以可以将PBF比作从头开始逐片地形成结构。PBF中的一些构建件的形状可能产生不希望的伪像。这些形状包括悬垂部分或由停留在另外未熔合的粉末上的熔合粉末部分形成的构建件的部分。为了减小由这些悬垂部分导致的负面影响，可以使用支撑结构。然而，用于通过支撑结构解决悬垂的常规技术具有它们自身的可能实质上影响所形成结构的质量的显著缺点。在本公开中解决了这些和其他问题。
技术实现思路
将在下文中更全面地描述支撑结构和用于移除支撑结构的系统和方法的若干方面。在一个方面中，用于增材制造部件的方法包括接收包括由联接到至少一个电感元件的导电支撑材料支撑的部件的结构的数据模型。用于增材制造部件的方法还包括基于数据模型制造结构，将结构布置在第一磁场中，以及激励至少一个电感元件。激励至少一个电感元件以产生第二磁场。第二磁场具有与第一磁场相反的方向，并且被构造为使支撑材料从部件断开。至少一个电感元件可以包括增材制造的线圈，其构造成提供预定的电感范围。此外，激励至少一个电感元件可以包括向至少一个电感元件施加电压。电压可以具有足以断开支撑材料而不损坏部件的幅值。此外，支撑材料可以在与部件接触的点处逐渐变细，以助于移除支撑材料。增材制造所述结构可包括定位所述导电支撑材料，使得所述第二磁场的方向和极性助于从所述部件移除所述支撑材料。在另一方面，用于将支撑结构与粉末床熔接系统的构建件分开的装置布置在第一磁场内并且包括至少一个电感元件。支撑结构联接到至少一个电感元件。至少一个电感元件可以包括增材制造的线圈，其被构造为提供预定的电感范围。支撑结构可以在与构建件接触的点处逐渐变细，以助于支撑结构的移除。至少一个电感元件可以被构造为产生第二磁场并且被构造为从构建件断开支撑结构。第二磁场可以具有与第一磁场的方向相反的方向。至少一个电感元件可以被构造为接收电压，并且所述电压在幅值上可以是足够的以产生所述第二磁场。可以在不损坏构建件的情况下移除支撑结构。在另一方面，提供了一种用于将支撑结构与粉末床熔接系统的构建件的表面分开的装置。支撑结构包括第一外腿和第二外腿。第一外腿在第一连接点接口处附接到表面；第二外腿在第二连接点接口处附接到表面。第一连接点接口和第二连接点接口可以是锥形的，以响应所施加的力而断开。支撑结构还可包括第一内腿和第二内腿。第一内腿可以在位于第一连接点接口与第二连接点接口之间的第三连接点接口处附接到表面。第二内腿可以在位于第一连接点接口与第二连接点接口之间的第四连接点接口处附接至表面。第一、第二、第三和第四连接点接口可以是锥形的并且形成壳状特征，该壳状特征构造成在施加力时断开。第一外腿和第二外腿可形成围绕第一内腿和第二内腿的外部孔口。可以通过在孔口处施加的流体产生力；并且可以通过在孔口处施加的流体的相变来产生力。通过以下详细描述，其他方面对于本领域技术人员而言将变得显而易见，其中通过说明的方式仅示出和描述了若干示例性实施例。如本领域技术人员将意识到的，本文描述的构思能够具有其他和不同的实施例，并且若干细节能够在各种其他方面进行修改，所有这些都不脱离本公开的内容。因此，附图和详细描述应被视为本质上是说明性的而不是限制性的。附图说明现在将在附图中通过示例而非限制的方式在详细描述中呈现本文描述的构思的各个方面，在附图中：图1A-D示出了示例性PBF系统在不同操作阶段期间的相应侧视图。图2示出了PBF系统中的示例性下垂变形。图3示出了结合粉末支撑结构的示例性实施例。图4A-C示出了用于形成结合粉末的支撑结构的PBF装置的示例性实施例。图5是在PBF装置中生成结合粉末的支撑结构的方法的示例性实施例的流程图。图6示出了支撑结构的构造的示例性实施例。图7示出了用于用机械辊压实粉末的PBF装置和方法的示例性实施例。图8示出了用于用机械压力机压实粉末的PBF装置和方法的示例性实施例。图9示出了用于烧结压实的粉末的PBF装置和方法的示例性实施例。图10示出了用于将结合剂施加到粉末的PBF装置和方法的示例性实施例。图11A-C示出了用于非粉末支撑结构的PBF装置和方法的示例性实施例。图12A-C示出了用于非粉末支撑结构的PBF装置和方法的另一示例性实施例。图13是在PBF装置中形成非粉末支撑结构的方法的示例性实施例的流程图。图14A-B示出了PBF装置和方法的示例性实施例。图15是在PBF装置中形成非粉末支撑结构的方法的示例性实施例的流程图。图16示出了锚定支撑结构的示例性实施例。图17示出浮动支撑结构的示例性实施例。图18示出了包括半波谐振器构造中的谐振结构的支撑结构的示例性实施例。图19示出了包括在另一个半波谐振器构造中的谐振结构的支撑结构的示例性实施例。图20示出了包括四分之一波长谐振器构造中的谐振结构的支撑结构的示例性实施例。图21示出了支撑结构的示例性实施例。图22示出了包括振动器的系统的示例性实施例，该振动器可以施加谐振频率以移除支撑结构。图23示出了支撑结构的示例性实施例，该支撑结构包括被构造为通过施加电流而熔化的部分。图24示出了用于移除支撑结构的电流系统的示例性实施例。图25示出了包括被构造为通过施加电流来激励的部分的支撑结构的示例性实施例。图26A示出了用于结构支撑件的电磁移除的实施例的电路模型。图26B示出了在图26A的实施例中模制的电感器的线圈实现。图27A示出了根据实施例的附接到表面的可移除支撑结构。图27B示出了图27A的实施例的支撑结构的横截面。具体实施方式以下结合附图阐述的详细描述旨在提供对本文所公开的构思的各种示例性实施例的描述，而无意表示可实践本公开的仅有实施例。本公开中使用的术语“示例性”意味着“用作实例、示例或说明”，并且不应被解释为优于或胜过本公开中给出的其他实施例。详细描述包括用于提供全面和完整公开的目的的具体细节，其向本领域技术人员充分传达了构思的范围。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开。在一些示例中，为了避免模糊贯穿本公开内容给出的各种构思，可以以框图形式示出或完全省略公知的结构和部件。虽然本公开大体涉及用于PBF系统的支撑结构，但是应当理解，PBF系统可涵盖各种各样的AM技术。因此，PBF工艺可以包括以下打印技术：直接金属激光烧结(DMLS)、电子束熔化(EBM)、选本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于增材制造部件的方法，包括：接收包括由联接到至少一个电感元件的导电支撑材料支撑的部件的结构的数据模型；基于所述数据模型增材制造所述结构；将所述结构布置在第一磁场中；以及激励所述至少一个电感元件以产生第二磁场，所述第二磁场具有与所述第一磁场相反的方向并且被构造为使所述支撑材料从所述部件断开。
【技术特征摘要】
2017.10.04 US 15/725,1361.一种用于增材制造部件的方法，包括：接收包括由联接到至少一个电感元件的导电支撑材料支撑的部件的结构的数据模型；基于所述数据模型增材制造所述结构；将所述结构布置在第一磁场中；以及激励所述至少一个电感元件以产生第二磁场，所述第二磁场具有与所述第一磁场相反的方向并且被构造为使所述支撑材料从所述部件断开。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个电感元件包括增材制造的线圈，所述线圈被构造为提供预定的电感范围。3.根据权利要求1所述的方法，其中，激励所述至少一个电感元件包括向所述至少一个电感元件施加电压，所述电压具有足以断开所述支撑材料而不损坏所述部件的幅值。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述支撑材料在与所述部件的接触点处逐渐变细，以便助于所述支撑材料的移除。5.根据权利要求1所述的方法，其中，增材制造所述结构包括定位所述导电支撑材料，使得所述第二磁场的方向和极性助于从所述部件移除所述支撑材料。6.一种用于将支撑结构与粉末床熔接系统的构建件分开的装置，所述装置布置在第一磁场内并且包括：至少一个电感元件，其中所述支撑结构联接到所述至少一个电感元件。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述至少一个电感元件包括包括增材制造的线圈，所述线圈被构造为提供预定的电感范围。8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述支撑结构在与所述构建件接触的点处逐渐变细，以助于移除所述支撑结构。9.根据权利要求6所述的装置，其中，所述至少一个电感元件被构造为产生第二磁场并且被构造为从所述构建件断开所述支撑结构。10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述第二磁场具有与所述第一磁场的方向相反的方向。11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述至少一个电感元件被构造为接收电压，所述电压的幅值足以产生所述第二磁场。12.根据权利要求9所述的装置，其中，所述支撑结构在不损坏所述构建件的情况下被移除。13.一种用于将支撑结构与粉末床熔接系统的构建件的表面分开的装置，所述支撑结构包括：第一外腿，其在第一连接点接口处附接到所述表面；以及第二外腿，其在第二连接点接口处附接到所述表面。14.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·法赞·扎法尔，布罗克·威廉·坦恩豪特恩，安东尼奥·伯纳德·马丁内斯，基斯·艾伦·弗莱明，约翰·拉塞尔·巴克内尔，
申请(专利权)人：戴弗根特技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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