借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来减小或完全闭合工件的内轮廓的开口的方法制造方法及图纸

本申请涉及一种借助于由激光沉积焊接装置7熔化的材料来减少或完全闭合工件的内轮廓2的开口的方法，包括以下步骤：提供具有内轮廓2的工件1，所述内轮廓2具有由边缘部分11限定的开口；从所述工件的所述内轮廓2的所述边缘部分11开始，通过激光沉积焊接从熔融材料形成多个基部腹板41，使得所形成的基部腹板41以预定角度从所述边缘部分11凸出；通过激光沉积焊接从熔融材料形成连接腹板42，以这样的方式连接相邻的基部腹板41，使得形成包括基部腹板41和连接腹板42的支撑结构4；形成熔融材料的覆盖层5，以这样的方式连接到所述支撑结构4，使得所述内轮廓2的所述开口减小或完全闭合。

The method of reducing or completely closing the opening of the inner contour of the workpiece by means of the material melted by the laser deposition welding device

The present application relates to a method of reducing or completely closing the opening of the inner contour 2 of the workpiece by means of the material melted by the laser deposition welding device 7, which includes the following steps: providing the workpiece 1 with the inner contour 2, the inner contour 2 having the opening defined by the edge part 11; starting from the edge part 11 of the inner contour 2 of the workpiece, starting from the melting by the laser deposition welding The material forms a plurality of base webs 41 so that the formed base webs 41 protrude from the edge part 11 at a predetermined angle; a connecting web 42 is formed from the molten material by laser deposition welding to connect the adjacent base webs 41 in such a way that a supporting structure 4 including the base webs 41 and the connecting web 42 is formed; a covering layer 5 of the molten material is formed to connect in such a way The support structure 4 is connected so that the opening of the inner contour 2 is reduced or completely closed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来减小或完全闭合工件的内轮廓的开口的方法描述本申请涉及根据权利要求1的前序部分所述的借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来减小或完全闭合工件的内轮廓的开口的方法，以及根据权利要求2的前序部分所述的借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来凸出工件的外轮廓的方法。
技术介绍
在适于3D结构的生产的各个层的增材制造领域，尤其使用激光粉末沉积焊接，其属于沉积焊接(或也称为熔覆)的生产过程。使用局部热量熔化工件表面，同时以粉末形式施加几乎任何金属材料。现如今，高性能二极管激光器或光纤激光器主要用作热源。悬垂或自支撑结构的形成是沉积焊接中的特殊问题，特别是在不能使用可以在以后被移除的辅助结构，在该辅助结构上可以焊接金属材料的情况下。在大多数情况下，目的是以这样的方式设计部件的轮廓，使得其可以在沉积焊接过程中围绕若干个空间方向移动，从而在施加材料时可以避免过多的悬垂。然而，由于部件在加工时移动而使得部件和激光沉积焊接装置之间存在碰撞的风险，则该过程很快受到限制。然而，如果试图形成更广泛的悬垂，则迄今已知的激光沉积焊接工艺仅适用于有限的程度，因为在已知的工艺中，熔融材料从材料被施加的位置流动或滴落。这导致低质量的生产结果或以这种方式生产的部件的高废品率，使得这些工艺从技术和经济的角度来看不适用于这些任务。
技术实现思路
因此，本申请的一个目的是提供一种借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来减小或完全闭合工件的内轮廓的开口的方法，通过该方法避免了上述问题。此外，本申请的目的是提供一种借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来凸出工件的外轮廓的方法，通过该方法也可以避免上述问题。这些目的通过根据权利要求1的方法或根据权利要求2的方法实现。从属权利要求指的是在每种情况下根据本申请的方法的有利实施例。根据本申请的用于借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来减小或完全闭合工件的内轮廓的开口的方法包括以下步骤：提供具有内轮廓的工件，所述内轮廓具有由边缘部分限定的开口；从所述工件的所述内轮廓的所述边缘部分开始，通过激光沉积焊接从熔融材料形成多个基部腹板，使得所形成的基部腹板以预定角度从所述边缘部分凸出；通过激光沉积焊接从熔融材料形成连接腹板，以这样的方式连接相邻的基部腹板，使得形成包括基部腹板和连接腹板的支撑结构；形成由熔融材料制成的覆盖层，以这样的方式形成由熔融材料制成的且连接到所述支撑结构的覆盖层，使得所述内轮廓的所述开口减小或完全闭合。通过构建支撑结构，甚至可以通过激光沉积焊接工艺封闭大的开口区域。支撑结构的逐步构建使得可以逐步地构建自支撑/悬垂结构，然后可以关闭开口或者用于在支撑结构上施加附加的熔融材料层从而关闭开口。通过施加单独的熔融材料点逐步构造支撑结构，所述熔融材料点在施加到已经存在的结构(工件或者已施加的材料)上之后全部冷却。这种静止液态金属的快速冷却导致刚施加的材料的相对快速的凝固。因此，可以粗略地保持刚施加的材料的形状，使得可以进行相对精确的设计。为了冷却熔融材料点，另外优选地将金属粉末加到材料熔体上，在那里金属粉末与熔体结合并形成顶层。该顶层随后可有利地用于施加更多的熔融材料，液化材料与顶层特别快速且有效地结合。另外，材料熔体通过金属粉末的输送气体冷却，金属粉末作为材料的输送介质，与待熔化的材料一起被强制输送到待加工的位置。在该方法的第一次测试中，专利技术人惊奇地发现，在某些情况下，可以生产可观长度的自支撑元件，例如基部腹板。可以实现长达几厘米的长度而不会使腹板过度变形(例如，由于重力等)并且不必使用辅助结构。在此基础上，在某些情况下可以封闭大开口，并且所使用的材料可以保持在可控制的量。此外，对施加层的再加工的需要少得多，这意味着以后在使用该方法时可以减少加工时间。根据本申请的借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来凸出工件的外轮廓的方法包括以下步骤：提供具有由边缘部分限定的外轮廓的工件；从所述工件的所述外轮廓的所述边缘部分开始，通过激光沉积焊接形成多个熔融材料的基部腹板，使得所形成的基部腹板以预定角度从所述边缘部分凸出；通过激光沉积焊接形成熔融材料的连接腹板，以这样的方式连接相邻的基部腹板，使得形成包括基部腹板和连接腹板的支撑结构；以这样的方式形成由熔融材料制成的且连接到所述支撑结构的凸层，使得所述工件的所述外轮廓凸出。与用于减小或完全闭合工件内轮廓的开口的方法一样，当形成凸层时也实现了已经提到的优点。此外，当然有利的是，也可以使用该方法仅进一步形成外轮廓或内轮廓的部分。考虑到时间和成本，以优化的方式将较小的(部分)凸起施加到现有工件是特别有利的，而不是使用例如铣削的减成制造工艺，以加工明显更大的主体，使得待加工的部件有一个凸出的部分。此外，这些方法可用于通过焊接以精确计算的方式将可自由成形的部分添加到现有的部件中，这使得相对复杂的设计成为可能，同时确保适当使用材料和生产时间。根据本申请的方法的有利改进在于，通过用熔融材料填充支撑结构的自由空间来形成覆盖层或凸层。这使得支撑结构本身可以进一步发展为覆盖层或凸层。结果，主要为栅格状的支撑结构的自由空间可以进一步被熔融材料填充。根据本申请的方法的有利改进在于，通过将附加的熔融材料层施加到支撑结构来形成覆盖层或凸层。此外，支撑结构可以用作辅助结构，在辅助结构上施加附加的熔融材料层。当必须跨越或凸出大面积并且支撑层作为一种子结构提供额外的稳定性时，这是特别有利的。支撑结构的栅格状结构特别适合于此目的，因为它允许高稳定性和相对低的自重的组合。根据本申请的方法的特别有利的改进在于，支撑结构的基部腹板和/或连接腹板通过根据以下步骤逐点施加熔融材料而形成：通过材料供应装置将待熔化的材料供应到工件的预定位置或已经施加了材料的预定位置；接通并将激光沉积焊接装置的激光束引导到预定位置，使得待熔化的材料被激光束熔化并沉积在预定位置；在超过预定的激光时间后关闭激光束；进一步供给待熔化的材料到预定位置处持续一段预定的冷却时间。用于形成支撑结构的特别有利的方法是基部腹板和连接腹板的点式构造。这里将各个材料点熔化并施加到现有结构上，以便随后通过另外的金属粉末和/或金属粉末的输送气体冷却材料熔体，从而使其以其形状固化，也可局部固化。这使得可以在构建期间将支撑结构相对精确地固定在适当位置并且根据使用需要对其进行塑造。由于材料点在施加时处于液态并且自然倾向于在重力作用的方向上移位，因此可以在很大程度上防止所产生的结构的变形。根据本申请的方法的有利改进在于，多个基部腹板和多个连接腹板以这样的方式布置，使得连接腹板各自将相邻的基部腹板彼此连接，并且基部腹板和连接腹板一起形成栅格状结构。该方法不限于圆柱形工件或一般封闭的结构。相反，根据本申请的用于减小或完全闭合工件内轮廓的沟槽形开口或纵向开口的方法可以通过以这种的方式布置基部腹板来有利地发展，使得他们相对于沟槽形开口或纵向开口基本上在宽度方向上从边缘部分延伸，并且连接腹板布置成一排，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来减小或完全闭合工件的内轮廓的开口的方法，包括以下步骤：/n提供具有内轮廓的工件，所述内轮廓具有由边缘部分限定的开口，/n从所述工件的所述内轮廓的所述边缘部分开始，通过激光沉积焊接从熔融材料形成多个基部腹板，使得所形成的基部腹板以预定角度从所述边缘部分凸出，/n通过激光沉积焊接从熔融材料形成连接腹板，以这样的方式连接相邻的基部腹板，使得形成包括基部腹板和连接腹板的支撑结构，/n以这样的方式形成由熔融材料制成的且连接到所述支撑结构的覆盖层，使得所述内轮廓的所述开口减小或完全闭合。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170110 DE 102017200233.61.一种用于借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来减小或完全闭合工件的内轮廓的开口的方法，包括以下步骤：
提供具有内轮廓的工件，所述内轮廓具有由边缘部分限定的开口，
从所述工件的所述内轮廓的所述边缘部分开始，通过激光沉积焊接从熔融材料形成多个基部腹板，使得所形成的基部腹板以预定角度从所述边缘部分凸出，
通过激光沉积焊接从熔融材料形成连接腹板，以这样的方式连接相邻的基部腹板，使得形成包括基部腹板和连接腹板的支撑结构，
以这样的方式形成由熔融材料制成的且连接到所述支撑结构的覆盖层，使得所述内轮廓的所述开口减小或完全闭合。


2.一种借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来凸出工件的外轮廓的方法，包括以下步骤：
提供具有由边缘部分限定的外轮廓的工件，
从所述工件的所述外轮廓的所述边缘部分开始，通过激光沉积焊接从熔融材料形成多个基部腹板，使得所形成的基部腹板以预定角度从所述边缘部分凸出，
通过激光沉积焊接从熔融材料形成连接腹板，以这样的方式连接相邻的基部腹板，使得形成包括基部腹板和连接腹板的支撑结构，
以这样的方式形成由熔融材料制成的且连接到所述支撑结构的凸层，使得所述工件的所述外轮廓凸出。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过用熔融材料填充所述支撑结构的自由空间来形成所述覆盖层或所述凸层。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过将附加的熔融材料层施加到所述支撑结构来形成所述覆盖层或所述凸层。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述支撑结构的所述基部腹板和/或所述连接腹板通过根据以下步骤逐点施加熔融材料而形成：
通过材料供应装置将待...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·艾伯特，
申请(专利权)人：绍尔有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE