用于在多个增材制造测试样品中迅速筛选材料性质的装置及方法制造方法及图纸

一种用于在多个增材制造测试样品中迅速筛选材料性质的装置及方法。该装置包括构建板，该构建板具有安置在第一基本平坦表面上的多个增材制造测试样品。多个增材制造测试样品以下述方式联接到至少一个致动器：使每个测试样品沿着轴线“z”且垂直于构建板的构建平面单独地或同步地(中的一个)、平移地移位，以测试多个增材制造测试样品中的每一个的材料性质。传感器联接到多个增材制造测试样品中的每一个。载荷对比移位数据可以用于监测多个增材制造测试样品的单一和/或循环测试的进展。

Device and method for rapid screening of material properties in multiple additive manufacturing test samples

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在多个增材制造测试样品中迅速筛选材料性质的装置及方法
本专利技术大体涉及增材制造的部件的材料开发，更特别地，涉及用于在多个增材制造测试样品中迅速筛选材料性质的装置及方法。
技术介绍
存在用于形成部件的宽泛种类的可用技术。部件可以由模制、机加工等等来形成。模制依托于液体材料被倒入或注入模具中。液体材料凝固，形成部件。可以进一步精加工该部件，如果希望这样的话。机加工是采用切割器等等从基底移除材料以形成部件的减材制造处理。当前在使用的另一方法是增材制造(AM)或3D打印。在增材制造中，一次一个材料层地形成部件。更具体地，在粉末床增材制造中，粉末材料层沉积到基底上，并且经过暴露于热、激光、电子束或一些其它处理而熔化，随后凝固。一旦凝固，新的层就沉积、凝固和融合到先前层，直到部件形成为止。尝试对于AM具体应用优化材料开发，要求在处理优化期间进行材料性质筛选。对于这类处理材料的当前机械测试可能花费数月到数年。这转化成显著的金钱、基础设施和人员支出。传统处理方法(如，铸造和变形处理)更多地以较少变量建立，并且这种变量对材料性质的影响更加可预测。另一方面，AM处理变量与材料性能高度联系，在很多情况下具有未知的转化函数。因此，迫切需要并行地启用设计、处理优化和材料优化(化学/后处理处置)。由此，存在将材料性质筛选并入用于处理优化的标准方法的希望。更具体地，希望有一种筛选装置及方法，提供对增材构建的样品的相关单一和循环机械性质的迅速筛选。
技术实现思路
现有技术的这些及其它缺点通过本公开解决，本公开包括一种用于在多个增材制造测试样品中迅速筛选材料性质的装置及方法。根据示范性实施例的一个方面，提供了一种用于在多个增材制造测试样品中迅速筛选材料性质的装置。该装置包含构建板、至少一个致动器和多个传感器。构建板具有本体、第一基本平坦表面和相对的第二基本平坦表面。第一基本平坦表面限定构建平面。多个增材制造测试样品安置在第一基本平坦表面上。至少一个致动器使多个增材制造测试样品中的至少一个沿着轴线平移地移位，以测试多个增材制造测试样品中的至少一个的材料性质。多个传感器中的至少一个联接到多个增材制造测试样品中的相应一个。根据示范性实施例的另一方面，提供了一种用于在多个增材制造测试样品中迅速筛选材料性质的装置。该装置包含构建板，构建板具有本体、第一基本平坦表面和相对的第二基本平坦表面，第一基本平坦表面限定构建平面。多个增材制造测试样品安置在第一基本平坦表面上。多个增材制造测试样品通过选择性激光熔化处理形成，并且其中，多个增材制造测试样品中的每一个以下述方式联接到构建板：将多个增材制造测试样品中安置成接近构建板的每一个的横截面面积“a”设置成大于增材制造测试样品的居中部分的横截面面积“b”，并且其中，横截面面积“a”大于横截面面积“b”。该装置进一步包括至少一个致动器和多个传感器。至少一个致动器中的每一个使多个增材制造测试样品中的至少一个沿着轴线“z”并且垂直于构建板的构建平面平移地移位，以测试多个增材制造测试样品中的至少一个的材料性质。多个传感器中的至少一个联接到多个增材制造测试样品中的相应一个。根据又一方面，提供了一种用于在多个增材制造测试样品中迅速筛选材料性质的方法。该方法包含，提供构建板，构建板具有本体、第一基本平坦表面和相对的第二基本平坦表面，第一基本平坦表面限定构建平面。该方法进一步包含，利用增材制造介质以连续层覆盖构建板的第一基本平坦表面的部分，以形成多个增材制造测试样品。至少一个致动器紧邻于支撑板，支撑板具有安置在其上的多个传感器，多个传感器联接到多个增材制造测试样品中的每一个。该方法进一步包含，致动至少一个致动器，使多个增材制造测试样品中的至少一个沿着轴线平移地移位，以测试多个增材制造测试样品中的每一个的材料性质。上面注明的特征的各种改善与本公开的各种方面相关。进一步特征也同样可以并入这些各种方面中。这些改善和附加特征可以单独地或以任何组合形式存在。例如，下面参照图示实施例中的一个以上来论述的各种特征可以独自或以任何组合形式并入本公开的上述方面的任何一个中。再次，上面呈现的简要概述仅意在使读者熟悉本公开的某些方面和背景，而不限于要求保护的主题。附图说明在说明书的结尾处权利要求书中特别地指出并且清晰地要求保护本公开的主题。通过以下连同附图一起的详细描述，本公开的前述及其他特征和优势将显明，其中：图1是根据文中示出或描述的一个以上实施例的用于在多个增材制造测试样品中迅速筛选材料性质的装置的实施例的示意性立体图；图2是根据文中示出或描述的一个以上实施例的图1的构建板的示意性立体图；图3是根据文中示出或描述的一个以上实施例的图1的构建板的示意性立体图，构建板具有安置在其上的多个增材制造测试样品；图4是根据文中示出或描述的一个以上实施例的沿着图3的线4-4截取的图3的安置在构建板上的单个增材制造测试样品的横截面视图；图5是根据文中示出或描述的一个以上实施例的沿着图1的线5-5截取的图1的装置的一部分的横截面视图；图6是根据文中示出或描述的一个以上实施例的在测试期间当放置在炉中时图1的装置的横截面视图；图7是根据文中示出或描述的一个以上实施例的用于在多个增材制造测试样品中迅速筛选材料性质的装置的另一实施例的示意性立体图；图8是根据文中示出或描述的一个以上实施例的图8的构建板的示意性立体图，构建板包括安置在其上的多个测试样品；以及图9是图示根据文中示出或描述的一个以上实施例的用于在多个增材制造测试样品中迅速筛选材料性质的方法的流程图。该详细描述通过参考附图的示例的方式来说明本公开的实施例以及优势和特征。具体实施方式现在将详细参考本公开的实施例，其一个以上示例图示在附图中。通过说明本公开而非限制本公开的方式提供每个示例。事实上，对于本领域技术人员而言，显然，在不偏离本公开的范围或精神的情况下，可以在本公开中进行各种修改和变型。比如，作为一个实施例的部分图示或描述的特征可以与另一实施例一起使用，以生成又一个实施例。因而，意在本公开覆盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的这些修改和变型。通篇说明书和权利要求书文中使用的近似语言可以应用于修饰任何定量表示，该表示可以允准变化而不导致其所涉及的基本功能的变动。由此，术语或各术语诸如“大约”所修饰的数值不限于指定的精确数值。在至少一些实例中，近似语言可以对应于用于测量数值的仪器的精度。范围限制可以被组合和/或互换，并且这种范围被识别并包括文中声明的所有子范围，除非上下文或语言另有指明。除了在操作示例中或另有指示的情况以外，用在说明书和权利要求书中指代成分的数量、反应状况等等的所有数号或表述应被理解为在所有实例中通过术语“大约”修饰。“可选的”或“可选地”意指随后描述的事件或情境可能发生或可能不发生，或者，或者随后识别的材料可能存在或可能不存在，并且该描述包括事件或情境发生或者材料存在的实例以及事件或情境不发生或者材料不存在的实例。文中使用的术语“测试”和“筛选”可以互换地使用，以描述运用文中公开的装置在公开的增材制造测试样品上执行的过程。文中使用的术语“包含”、“包含有”、“包括”、“包括有”、“具有”、“具备”或其任何其他变型意在覆盖非排他性的包括。例如，包含元件列表的处理、方法、物品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在多个增材制造的测试样品中迅速筛选材料性质的装置，其特征在于，所述装置包含：构建板，所述构建板具有本体、第一基本平坦表面和相对的第二基本平坦表面，所述第一基本平坦表面限定构建平面；所述多个增材制造的测试样品，所述多个增材制造的测试样品安置在所述第一基本平坦表面上；至少一个致动器，所述至少一个致动器使所述多个增材制造的测试样品中的至少一个沿着轴线平移地移位，以测试所述多个增材制造的测试样品中的至少一个的材料性质；以及多个传感器，其中，所述多个传感器中的至少一个联接到所述多个增材制造的测试样品中的相应一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.03 US 15/397,5201.一种用于在多个增材制造的测试样品中迅速筛选材料性质的装置，其特征在于，所述装置包含：构建板，所述构建板具有本体、第一基本平坦表面和相对的第二基本平坦表面，所述第一基本平坦表面限定构建平面；所述多个增材制造的测试样品，所述多个增材制造的测试样品安置在所述第一基本平坦表面上；至少一个致动器，所述至少一个致动器使所述多个增材制造的测试样品中的至少一个沿着轴线平移地移位，以测试所述多个增材制造的测试样品中的至少一个的材料性质；以及多个传感器，其中，所述多个传感器中的至少一个联接到所述多个增材制造的测试样品中的相应一个。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述至少一个致动器包含单个致动器，所述单个致动器适配成使所述多个增材制造的测试样品沿着轴线“z”并且垂直于所述构建板的所述构建平面同步地、平移地移位，以测试所述多个增材制造的测试样品中的每一个的材料性质。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，其中，所述单个致动器联接到支撑板，所述支撑板具有安置在其上的所述多个传感器，所述多个传感器中的每一个联接到拉杆和所述多个增材制造的测试样品中的相应一个。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，其中，所述装置安置在伺服液压测试机器中。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述至少一个致动器包含多个致动器，所述多个致动器适配成使所述多个增材制造的测试样品沿着轴线“z”并且垂直于所述构建板的所述构建平面单独地、平移地移位，以测试所述多个增材制造的测试样品中的每一个的材料性质。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，其中，所述多个致动器中的每一个包含致动器杆，所述致动器杆在第一端部分处联接到所述多个增材制造的测试样品中的相应一个或者与所述多个增材制造的测试样品中的相应一个接触，并且在相对的第二端部分处联接到具有安置在其上的多个传感器的支撑板或者与所述支撑板接触。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，其中，每个致动器杆延伸通过开口，所述开口延伸通过所述构建板的所述第一基本平坦表面和所述相对的第二基本平坦表面，并且延伸到形成在所述多个增材制造的测试样品中的相应一个中的空腔中。8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述多个增材制造的测试样品中的每一个以下述方式联接到所述构建板：将所述多个增材制造的测试样品中的每一个的安置在所述构建板附近的横截面面积“a”设置成大于所述增材制造的测试样品的居中部分的横截面面积“b”，并且其中，所述横截面面积“a”大于横截面面积“b”。9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述多个增材制造的测试样品在几何形状上有变化。10.一种用于在多个增材制造的测试样品中迅速筛选材料性质的装置，其特征在于，所述装置包含：构建板，所述构建板具有本体、第一基本平坦表面和相对的第二基本平坦表面，所述第一基本平坦表面限定构建平面；所述多个增材制造的测试样品，所述多个增材制造的测试样品安置在所述第一基本平坦表面上，其中，所述多个增材制造的测试样品通过选择性激光熔化处理形成，并且其中，所述多个增材制造的测试样品中的每一个以下述方式联接到所述构建板：将所述多个增材制造的测试样品中的每一个的安置在所述构建板附近的横截面面积“a”设置成大于所述增材制造的测试样品的居中部分的横截面面积“b”，并且其中，所述横截面面积“a”大于横截面面积“b”；至少一个致动器，每个致动器使所述多个增材制造的测试样品中的至少一个沿着轴线“z”并且垂直于所述构建板的所述构建平面平移地移位，以测试所述多个增材制造的测试样品中的至少一个的材料性质；以及多个传感器，其中，所述多个传感器中的至少一个联接到所述多个增材制造测试样品中的相应一个。11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，其中，所述至少一个致动器包含单个致动器，所述单个致动器适配成使所述多个增材制造测试样品沿着轴线“z”并且垂直于所述构建板的所述构建平面同步地、平移地移位，以测试所述多个增材制造的测试样品中的每一个的材料性质。12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·大卫·迪尔，蒂莫西·汉隆，维普尔·库马尔·古普塔，埃丽卡·伊丽莎白·桑普森，贾斯汀·约翰·甘伯恩，斯科特·迈克尔·奥本海默，劳拉·切尔路利·黛尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US