用致密化连接平台烧结增材制造的零件制造技术

为了减少增材制造的零件中的变形，与期望的零件相同的复合材料的致密化连接平台和/或支架可以被打印在零件下方。在脱粘后，产生的保形褐色零件组件被烧结，从而当整个所述保形褐色零件的相邻金属颗粒进行原子扩散时使它们一起以相同的速率致密化。通过互连保形褐色零件组件的一部分，在所述部分之中打印脱模层，在逆行方向上沉积组件的相邻路径和/或提供用于加速脱粘处理的通道，减少了变形。

Parts Made by Sintering Additional Materials with Densified Connecting Platform

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用致密化连接平台烧结增材制造的零件相关申请的交叉引用本专利技术要求根据35U.S.C.§119(e)的如下美国临时申请的权益：2016年12月2日提交的标题为“SUPPORTSFORSINTERINGADDITIVELYMANUFACTUREDPARTS”的第62/429,711号临时申请；2016年12月6日提交的标题为“WARMSPOOLFEEDINGFORSINTERINGADDITIVELYMANUFACTUREDPARTS”的第62/430,902号临时申请；2017年1月4日提交的标题为“INTEGRATEDDEPOSITIONANDDEBINDINGOFADDITIVELAYERSOFSINTER-READYPARTS”的第62/442,395号临时申请；2017年3月31日提交的标题为“SINTERINGADDITIVELYMANUFACTUREDPARTSINAFLUIDIZEDBED”的第62/480,331号临时申请；2017年4月24日提交的标题为“SINTERINGADDITIVELYMANUFACTUREDPARTSINMICROWAVEOVEN”的第62/489,410号临时申请；2017年5月11日提交的标题为“RAPIDDEBINDINGVIAINTERNALFLUIDCHANNELS”的第62/505,081号临时申请；2017年6月13日提交的标题为“COMPENSATINGFORBINDER-INTERNALSTRESSESINSINTERABLE3DPRINTEDPARTS”的第62/519,138号临时申请；2017年8月15日提交的标题为“BUBBLEREMEDIATIONIN3DPRINTINGOFMETALPOWDERINSOLUBLEBINDERFEEDSTOCK”的第62/545,966号临时申请；和2017年10月20日提交的标题为“3DPRINTINGINTERNALFREESPACEWITHASINTERABLEPOWDERFEEDSTOCK”的第62/575,219号临时申请，通过引用将这些申请的全部公开内容并入本文。
本专利技术与复合金属或陶瓷材料的三维打印有关。
技术介绍
“三维打印”作为一种工艺，其包括用于制造金属零件的多种方法。在三维打印中，通常，零件的无支撑跨距以及悬垂或悬臂部分可能需要下方的可移除的和/或可溶的和/或分散的支架，以在后处理期间提供用于沉积的接触面或抵抗变形。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例的第一方面，减少增材制造零件内的变形的方法可以包括形成复合材料连续层的致密化连接平台，复合材料包括在基于聚合物的粘合剂基体中的金属颗粒填料。致密化连接支架在致密化连接平台上方由相同的复合材料的连续层形成，并且在致密化连接平台和致密化连接支架上由相同复合材料的连续层形成期望的零件。复合材料沿着工具路径沉积，其中，相邻的工具路径在形成致密化连接平台、致密化连接支架和期望的零件期间以逆方向沉积。粘合剂基体被脱粘至足以形成包括致密化连接平台、致密化连接支架和期望的零件的保形褐色零件组件。由复合材料形成的保形褐色零件组件被烧结，以便当遍及保形褐色零件组件的相邻金属微粒经受原子扩散时使致密化连接平台、致密化连接支架和期望的零件一起以相同的速率致密化，其中，相邻工具路径中的复合材料在逆方向上的沉积减少了由相邻工具路径内的聚合物链的应力和松弛(relaxation)导致的零件扭曲。本文所述的3D打印设备可以形成平台、支架和零件，清洗站、浴室或沉浸装置(选择性地与3D打印机一体)可以脱粘基体，并且烧结炉(选择性地与清洗站一体)可以烧结保形褐色零件组件。可选择地，致密化连接平台、致密化连接支架和期望的零件被形成为使得组合的致密化连接平台和连接的致密化连接支架的质心基本对准期望的零件的质心。通过在致密化连接支架与期望的零件的一侧之间形成相同复合材料的可分离的附接突起，致密化连接支架可以连接或互连到期望的零件的一侧。进一步可选择地，相同复合材料的横向致密化连接壳体可以跟随期望的零件的横向轮廓的一部分形成。横向的致密化连接壳体可以连接或联结至致密化连接平台。通过在横向的致密化连接壳体与期望的零件之间形成相同复合材料的可分离的附接突起，横向的致密化连接壳体可以连接或联结到期望的零件的横向轮廓的一部分。额外地或可代替地，形成可溶材料的可溶支撑结构(其可以与可脱粘的基体基本上一样)，可溶支撑结构在期望的零件成形过程中抵抗向下的力。在烧结保形褐色零件组件之前，基体可以被脱粘至足以形成包括致密化连接平台、致密化连接支架和期望的零件的保形褐色零件组件并脱粘可溶支撑结构的可溶材料。此外，进一步地，或可代替地，在致密化连接支架和期望的零件之间的零件脱模层可以由包括陶瓷颗粒填料和脱粘剂(其可以和可脱粘的基体基本相同)的脱模复合材料形成。零件脱模层和保形褐色零件组件可以在脱粘期间和烧结期间保持为一个整体。在烧结之后，零件脱模层、致密化连接平台和致密化连接支架可以与期望的零件分离。可选择地，沿着工具路径沉积复合材料的起始点点或沉积复合材料的停止点之中的一者可以沿着工具路径进行调整以位于零件的层的内部区域。在起始点和停止点之间的轮廓工具路径可以进一步地限定至少部分地填充内部区域的栅格路径。相邻的工具路径可以在相同层内，和/或相邻层内。根据本专利技术的实施例的另一方面，减少增材制造零件的变形的方法可以包括形成复合材料的连续层的致密化连接平台，复合材料包括基于聚合物的粘合剂基体中的金属颗粒填料。相同复合材料的连续层的致密化连接支架可以形成在致密化连接平台上方，并且相同复合材料的连续层的期望的零件形成在致密化连接平台和致密化连接支架上。复合材料可以在形成致密化连接平台、致密化连接支架和所需部件期间沿着壁工具路径沉积并且沿着壁工具路径内的填充工具路径沉积，壁工具路径的至少一部分形成在壁工具路径内贯穿的多个进入通道。通过使脱粘流体在致密化连接平台、致密化连接支架和期望的零件周围流动并且流经多个进入通道，粘合剂基体可以被脱粘至足以形成包括脱粘的致密化连接平台、致密化连接支架和期望的零件的保形褐色零件组件。由复合材料形成的保形褐色零件组件可以被烧结，以便当整个保形褐色零件的相邻金属微粒经受原子扩散时使致密化连接平台、致密化连接支架和期望的零件以相同的速率一起致密化。可选择地，通过在致密化连接支架和期望的零件的一侧之间形成相同复合材料的可分离的附接突起，致密化连接支架可以连接或联结到期望的零件的所述一侧。相同复合材料的横向致密化连接壳体可以遵循期望的零件的横向轮廓的一部分或所有部分形成。通过在横向致密化连接壳体和期望的零件之间形成可分离的附接突起，横向致密化连接壳体可以连接到致密化连接平台，并且可以连接到期望的零件的横向轮廓。进一步可选择地，可以形成可溶材料的可溶支撑结构(其可以与可脱粘基体基本一样)，可溶支撑结构在形成期望的零件期间抵抗向下的力。在烧结保形褐色零件组件之前，基体可以被脱粘至足以形成包括致密化连接平台、致密化连接支架和期望的零件的保形褐色零件组件且脱粘可溶支撑结构的可溶材料。另外，或可替代地，可以在致密化连接支架与期望的零件之间用包括陶瓷颗粒填料和粘合剂(其可以与可脱粘基体基本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减小增材制造的零件中的变形的方法，所述方法包括：形成复合材料的连续层的致密化连接平台，所述复合材料包括基于聚合物的粘合剂基体中的金属颗粒填料；在所述致密化连接平台上方形成所述复合材料的连续层的致密化连接支架；在所述致密化连接平台和所述致密化连接支架上形成所述复合材料的连续层的期望的零件；沿着工具路径沉积所述复合材料，其中，在形成所述致密化连接平台、所述致密化连接支架和所述期望的零件期间在逆行方向上沉积相邻工具路径，将所述粘合剂基体脱粘至足以形成包括所述致密化连接平台、所述致密化连接支架和所述期望的零件的保形褐色零件组件；并且烧结由所述复合材料形成的所述保形褐色零件组件，从而当整个所述保形褐色零件组件的相邻金属颗粒进行原子扩散时使所述致密化连接平台、所述致密化连接支架和所述期望的零件一起以相同的速率致密化，其中，所述复合材料在相邻工具路径中在逆行方向上的沉积减少了由所述相邻工具路径中的聚合物链的应力和松弛而导致的零件扭曲。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.02 US 62/429,711;2016.12.06 US 62/430,902;1.一种减小增材制造的零件中的变形的方法，所述方法包括：形成复合材料的连续层的致密化连接平台，所述复合材料包括基于聚合物的粘合剂基体中的金属颗粒填料；在所述致密化连接平台上方形成所述复合材料的连续层的致密化连接支架；在所述致密化连接平台和所述致密化连接支架上形成所述复合材料的连续层的期望的零件；沿着工具路径沉积所述复合材料，其中，在形成所述致密化连接平台、所述致密化连接支架和所述期望的零件期间在逆行方向上沉积相邻工具路径，将所述粘合剂基体脱粘至足以形成包括所述致密化连接平台、所述致密化连接支架和所述期望的零件的保形褐色零件组件；并且烧结由所述复合材料形成的所述保形褐色零件组件，从而当整个所述保形褐色零件组件的相邻金属颗粒进行原子扩散时使所述致密化连接平台、所述致密化连接支架和所述期望的零件一起以相同的速率致密化，其中，所述复合材料在相邻工具路径中在逆行方向上的沉积减少了由所述相邻工具路径中的聚合物链的应力和松弛而导致的零件扭曲。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：形成所述致密化连接平台、所述致密化连接支架和所述期望的零件，以使结合的致密化连接平台和连接的致密化连接支架的质心与所述期望的零件的质心基本上对准。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过在所述致密化连接支架与所述期望的零件的一侧之间形成所述复合材料的可分离附接突起，将所述致密化连接支架互连至所述零件的所述一侧。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：形成遵循所述期望的零件的横向轮廓的一部分的所述复合材料的横向致密化连接壳体；将所述横向致密化连接壳体连接到所述致密化连接平台；和通过在所述横向致密化连接壳体与所述期望的零件之间形成所述复合材料的可分离附接突起，将所述横向致密化连接壳体连接到所述期望的零件的所述横向轮廓的所述部分。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：形成可溶材料的可溶支撑结构；在烧结所述保形褐色零件组件之前，将所述基体脱粘至足以形成包括所述致密化连接平台、所述致密化连接支架和所述期望的零件的保形褐色零件组件，并且脱粘所述可溶支撑结构的所述可溶材料。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述致密化连接支架与所述期望的零件之间用包括陶瓷颗粒填料和所述可脱粘基体的脱模复合材料形成零件脱模层；在所述脱粘期间和所述烧结期间将所述零件脱模层和所述保形褐色零件组件保持为一体；和在烧结之后，将所述零件脱模层、所述致密化连接平台和所述致密化连接支架与所述期望的零件分离。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：将沿着所述工具路径沉积所述复合材料的起始和沿着所述工具路径沉积所述复合材料的停止中的一者调整至位于所述期望的零件的层的内部区域中。8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述起始点和所述停止点之间的轮廓工具路径还限定了至少部分地填充所述内部区域的栅格路径。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相邻工具路径在相同层内。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相邻工具路径在相邻层内。11.一种减少增材制造的零件中的变形的方法，所述方法包括：形成复合材料的连续层的致密化连接平台，所述复合材料包括基于聚合物的粘合剂基体中的金属颗粒填料；在所述致密化连接平台上方形成所述复合材料的连续层的致密化连接支架；在所述致密化连接平台和所述致密化连接支架上形成所述复合材料的连续层的期望的零件；在形成所述致密化连接平台、所述致密化连接支架和所述期望的零件期间，沿着壁工具路径并且沿着所述壁工具路径内的填充工具路径沉积所述复合材料，所述壁工具路径的至少一部分形成在所述壁工具路径内贯穿的多个进入通道；通过使脱粘流体在所述致密化连接平台、所述致密化连接支架和所述期望的零件周围流动并且流过所述多个进入通道，将所述粘合剂基体脱粘至足以形成包括被脱粘的所述致密化连接平台、所述致密化连接支架和所述期望的零件的保形褐色零件组件；和烧结由所述复合材料形成的所述保形褐色零件组件，从而当整个所述保形褐色零件组件的相邻金属颗粒进行原子扩散时使所述致密化连接平台、所述致密化连接支架和所述期望的零件一起以相同的速率致密化。12.根据权利要求11所述的方法，还包括：通过在所述致密化连接支架与所述期望的零件的一侧之间形成所述复合材料的可分离附接突起，将所述致密化连接支架互连到所述期望的零件的所述一侧。13.根据权利要求11所述的方法，还包括：遵循所述期望的零件的横向轮廓形成所述复合材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里·托马斯·马克，
申请(专利权)人：马克弗巨德有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US