用于增材制造的原料，以及其使用方法技术

一些变型提供了一种制备增材制造的金属组件的方法，所述方法包括：提供包含高蒸气压金属的原料；将第一量的所述原料暴露于能量源以进行熔化；以及凝固熔体层，从而产生增材制造的金属组件的固体层。相比于所述高蒸气压金属在增材制造的金属组件中的浓度，所述含金属原料富含更高浓度的所述高蒸气压金属。所述高蒸气压金属可以选自例如Mg、Zn、Li、Al、Cd、Hg、K、Na、Rb、Cs、Mn、Be、Ca、Sr、或Ba。提供了增材制造的金属组件。还披露了用于增材制造的含金属原料，其中基于衍生自所述含金属原料的增材制造的金属组件中的高蒸气压金属的希望浓度来选择所述原料中的至少一种高蒸气压金属的浓度。披露了各种原料组合物。

Raw materials for additive manufacturing and their use

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增材制造的原料，以及其使用方法优先权数据本国际专利申请要求于2017年8月3日提交的美国临时专利申请号62/540,615和2018年6月2日提交的美国专利申请号15/996,438的优先权，这些专利中的每一个特此通过援引并入本文。
本专利技术总体上涉及使用优化的含金属前体(例如，粉末)进行增材制造的方法。
技术介绍
基于金属的增材制造或三维(3D)打印在许多行业(包括航空航天工业和汽车工业)中具有应用。逐层构建金属组件增加了设计自由度和制造灵活性，从而实现了复杂的几何形状，同时消除了传统的规模经济约束。在基于金属的增材制造中，施加直接能量源(如激光或电子束)以熔化合金粉末局部导致了在0.1m/s与5m/s之间的凝固速率，这是相比于常规铸造工艺的数量级增加。增材制造允许一步法制造任意设计的复杂部件。增材制造消除了组装多个组件或设立新设备的需要，同时最大限度地减少了制造时间以及材料和能量的浪费。虽然增材制造正在迅速增长以生产金属、聚合物和陶瓷组件，但金属部件的生产是其增长最快的部门。为了成功地打印金属部件，必须本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备增材制造的金属组件的方法，所述方法包括：/n(a)提供含金属原料，所述含金属原料包含高蒸气压金属和至少一种不同于所述高蒸气压金属的其他金属物种；/n(b)将第一量的所述含金属原料暴露于能量源，以熔化所述第一量的所述含金属原料，从而产生第一熔体层；以及/n(c)凝固所述第一熔体层，从而产生增材制造的金属组件的第一固体层，/n其中与所述第一固体层中所述高蒸气压金属的浓度相比，所述含金属原料包含更高浓度的所述高蒸气压金属。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170803 US 62/540,615;20180602 US 15/996,4381.一种制备增材制造的金属组件的方法，所述方法包括：
(a)提供含金属原料，所述含金属原料包含高蒸气压金属和至少一种不同于所述高蒸气压金属的其他金属物种；
(b)将第一量的所述含金属原料暴露于能量源，以熔化所述第一量的所述含金属原料，从而产生第一熔体层；以及
(c)凝固所述第一熔体层，从而产生增材制造的金属组件的第一固体层，
其中与所述第一固体层中所述高蒸气压金属的浓度相比，所述含金属原料包含更高浓度的所述高蒸气压金属。


2.如权利要求1所述的方法，其中，所述高蒸气压金属以从约0.1wt％至约20wt％的浓度存在于所述含金属原料中。


3.如权利要求1所述的方法，其中，所述含金属原料中所述高蒸气压金属的wt％浓度与所述第一固体层中所述高蒸气压金属的wt％浓度的富集比是至少1.05。


4.如权利要求3所述的方法，其中，所述富集比是至少1.25。


5.如权利要求4所述的方法，其中，所述富集比是至少1.5。


6.如权利要求5所述的方法，其中，所述富集比是至少2。


7.如权利要求1所述的方法，其中，所述高蒸气压金属选自下组，所述组由以下各项组成：Mg、Zn、Li、Al、Cd、Hg、K、Na、Rb、Cs、Mn、Be、Ca、Sr、Ba、及其组合。


8.如权利要求7所述的方法，其中，所述高蒸气压金属选自下组，所述组由以下各项组成：Mg、Zn、Li、Al、及其组合。


9.如权利要求1所述的方法，其中，所述含金属原料是铝合金。


10.如权利要求1所述的方法，其中，所述含金属原料是镁合金。


11.如权利要求1所述的方法，其中，所述含金属原料是钛合金。


12.如权利要求1所述的方法，其中，所述含金属原料是镍和/或铜超合金。


13.如权利要求1所述的方法，其中，所述含金属原料包含Al、从0.05wt％至0.28wt％的Cr、从1wt％至2wt％的Cu、从3wt％至10wt％的Mg、和从6.2wt％至20wt％的Zn；并且其中所述第一固体层包含Al、从0.18wt％至0.28wt％的Cr、从1.2wt％至2wt％的Cu、从2.1wt％至2.9wt％的Mg、和从5.1wt％至6.1wt％的Zn。


14.如权利要求1所述的方法，其中，所述含金属原料包含Al、从0.01wt％至5wt％的Zr、从1wt％至2.6wt％的Cu、从2.7wt％至10wt％的Mg、和从6.7wt％至20wt％的Zn；并且其中所述第一固体层包含Al、从0.08wt％至5wt％的Zr、从2wt％至2.6wt％的Cu、从1.9wt％至2.6wt％的Mg、和从5.7wt％至6.7wt％的Zn。


15.如权利要求1所述的方法，其中，所述含金属原料包含Al、从0.01wt％至5wt％的Zr、从1.9wt％至10wt％的Mg、和从7.1wt％至20wt％的Zn；并且其中所述第一固体层包含Al、从0.07wt％至5wt％的Zr、从1.3wt％至1.8wt％的Mg、和从7wt％至8wt％的Zn。


16.如权利要求1所述的方法，其中，所述含金属原料进一步包含细化晶粒的纳米粒子。


17.如权利要求16所述的方法，其中，所述细化晶粒的纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·马丁，布伦南·亚哈塔，
申请(专利权)人：HRL实验室有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US