用于在基于粉末床的激光增材制造过程中使用的构建腔室制造技术

技术编号:27958138 阅读:33 留言:0更新日期:2021-04-06 13:48
用于在基于粉末床的激光增材制造过程中使用的构建腔室。本发明专利技术描述了供与基于粉末床的激光增材制造腔室一起使用的改进的气流系统和方法。所公开的气流构型和相关联的构建腔室设计提高了激光熔化排放物的可去除性。根据各种构型,通过采用这样的系统设计来改进生成的飞溅物污染的清除率,即,在所述系统设计中,气流出口朝向基板降低、气流入口通道长度增加、使用多通道化泵实现均匀的气流、和/或一个或多个补充气体入口流被引入到腔室设计。

【技术实现步骤摘要】
用于在基于粉末床的激光增材制造过程中使用的构建腔室
本公开通常针对基于粉末床的激光增材制造腔室构型,诸如在选择性激光熔化应用中使用的那些构型。更具体地,本公开涉及基于粉末床的激光增材制造构建腔室,所述构建腔室采用新颖的气流系统设计,这些气流系统设计被构造成减少生成的飞溅物污染并提高零件质量。
技术介绍
在金属增材制造过程当中,选择性激光熔化(SLM)已引起人们极大的兴趣,因为它有潜力从多种不同的金属和金属合金产生高分辨率和高密度的零件。在SLM过程中,利用高能激光束来熔化和融合金属粉末材料。常常,与SLM过程环境相关联的高的局部温度可以超过材料蒸发点并引起蒸发。这种汽化过程会引起“蒸汽射流”效应,其导致从熔池生成排放物。由于强烈的表面张力效应,这种排放物可以包括汽化的气体、蒸汽射流内的粉末颗粒以及从熔池中喷射的液滴。排放物内的喷射的颗粒(即,蒸汽射流的粉末颗粒和来自熔池的液滴)通常被称为“飞溅物”。这种飞溅物可以再沉积在粉末床上,从而污染SLM构建腔室的构建区域并由此造成不利地影响所得零件的构建质量的风险。因此,为了减少与喷射的颗粒和液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于粉末床的增材制造设备,其包括:/n构建板,其被构造成支撑包括粉末颗粒的粉末床;/n激光组件,其被构造成将激光束引导到所述粉末床处以由所述粉末颗粒形成零件,所述激光束使飞溅物颗粒由所述粉末颗粒形成;/n气体入口通道,其被构造成在所述粉末床上面形成气流以夹带飞溅物颗粒来产生所夹带的飞溅物颗粒气流;以及/n被构造成排出所述所夹带的飞溅物颗粒气流的出口通道,所述出口通道具有被定位在所述构建板上方0和10 mm之间的下出口表面,其中,所述气体入口通道和所述出口通道被构造成夹带并排出至少85%的所述飞溅物颗粒。/n

【技术特征摘要】
20191003 US 16/5922501.一种基于粉末床的增材制造设备,其包括:
构建板,其被构造成支撑包括粉末颗粒的粉末床;
激光组件,其被构造成将激光束引导到所述粉末床处以由所述粉末颗粒形成零件,所述激光束使飞溅物颗粒由所述粉末颗粒形成;
气体入口通道,其被构造成在所述粉末床上面形成气流以夹带飞溅物颗粒来产生所夹带的飞溅物颗粒气流;以及
被构造成排出所述所夹带的飞溅物颗粒气流的出口通道,所述出口通道具有被定位在所述构建板上方0和10mm之间的下出口表面,其中,所述气体入口通道和所述出口通道被构造成夹带并排出至少85%的所述飞溅物颗粒。


2.根据权利要求1所述的基于粉末床的增材制造设备,其中,所述构建板包括顶表面,并且所述出口通道的所述下出口表面被定位在与所述顶表面大约相同的竖直位置处。


3.根据权利要求1所述的基于粉末床的增材制造设备,其中,所述气体入口通道和所述出口通道被构造成夹带并排出大于90%的所述飞溅物颗粒。


4.根据权利要求1所述的基于粉末床的增材制造设备,其中,所述气体入口通道和所述出口通道被构造成夹带并排出大于95%的所述飞溅物颗粒。


5.根据权利要求1所述的基于粉末床的增材制造设备,其中,所述气体入口通道被构造成在所述粉末床上面形成在200和2000L/min之间的气流。


6.根据权利要求1所述的基于粉末床的增材制造设备,其中,所述气体入口通道被构造成在所述粉末床上面形成在500和1500L/min之间的气流。


7.一种基于粉末床的增材制造设备,其包括:
构建板,其被构造成支撑包括粉末颗粒的粉末床;
激光组件,其被构造成将激光束引导到所述粉末床处以由所述粉末颗粒形成零件,所述激光束使飞溅物颗粒由所述粉末颗粒形成;
第一气体入口通道,其被构造成在所述粉末床上面形成第一气流以夹带飞溅物颗粒来生成所夹带的飞溅物颗粒气流;
第二气体入口通道,其被定位在所述第一气体入口通道下方5和55mm之间并且被构造成在所述粉末床上面形成第二气流;以及
出口通道,其被构造成排出所述所夹带的飞溅物颗粒气流,其中,所述第一气体入口通道、所述第二气体入口通道和所述出口通道被构造成夹带并排出至少85%的所述飞溅物颗粒。


8.根据权利要求7所述的基于粉末床的增材制造设备,其中,所述第一气体入口通道、所述第二气体入口通道和所述出口通道被构造成夹带并排出大于90%的所述飞溅物颗粒。


9.根据权利要求7所述的基于粉末床的增材制造设备,其中,第二气体入口通道被定位在所述第一气体入口通道下方15和40mm之间。


10.根据权利要求7所述的基于粉末床的增材制造设备,其进一步包括第三气...

【专利技术属性】
技术研发人员:张晓兵程渤C·图斐勒
申请(专利权)人:罗伯特·博世有限公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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