激光增材制造控制系统和方法技术方案

提供了激光增材制造控制系统和方法。一种用于控制激光增材制造系统中保护气体对粉末颗粒摄取的计算方法。该计算方法包括接收激光增材制造系统的气体流体域、粉末床域和入口保护气体流速。该方法进一步包括基于入口保护气体流速和气体流体域确定气体流体域内的最大气体流速。该方法还包括基于入口保护气体流速和粉末床域确定气体流体域内的阈值摄取流速。该方法还包括响应于最大气体流速和阈值摄取流速，控制激光增材制造系统中保护气体的粉末颗粒摄取。

【技术实现步骤摘要】
激光增材制造控制系统和方法
本公开涉及激光增材制造控制系统和方法。
技术介绍
选择性激光熔化（SLM）是由于其从多种不同的金属和合金生产高分辨率和高密度零件的潜力而吸引了大量兴趣的激光增材制造系统和过程。在SLM过程中，利用高能激光束将金属粉末颗粒熔化并且熔合到熔池中。通常，与SLM过程相关联的高局部温度超过材料汽化点并引起汽化。该蒸发过程可以引起蒸汽射流效应，其导致从熔池生成排放物。这样的排放物可以包括蒸汽射流内的粉末颗粒和由于强表面张力效应而从熔池中喷射的液滴。这些喷射的颗粒通常被称为飞溅物。这样的飞溅物可能重新沉积在粉末颗粒和熔池上，从而限制了构建区域，并对结果所得的零件的构建质量有不利影响。
技术实现思路
根据一个实施例，公开了一种用于控制保护气体对粉末颗粒摄取的激光增材制造系统。该系统包括：入口，被配置为引进保护气体流；主室，被配置为接收保护气体流；出口，被配置为排出保护气体流；基板，位于入口和出口之间并被配置为支撑具有多个颗粒的粉末床；激光器，被配置为熔化粉末床的预定义区域以形成熔池；以及控制器，具有用于存储将由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制保护气体对粉末颗粒摄取的激光增材制造系统，所述系统包括：/n入口，被配置为引进保护气体流；/n主室，被配置为接收保护气体流；/n出口，被配置为排出保护气体流；/n基板，位于入口和出口之间并被配置为支撑具有多个颗粒的粉末床；/n激光器，被配置为熔化粉末床的预定义区域以形成熔池；以及/n控制器，具有用于存储将由控制器执行的机器指令的非暂时性存储器，并且操作性地连接到入口，所述机器指令当由控制器执行时实现以下功能：/n接收主室的气体流体域、粉末床的粉末床域、以及入口保护气体流速；/n基于入口保护气体流速和气体流体域确定气体流体域内的最大气体流速；/n基于入口保护气体流速和粉末床域确定...

【技术特征摘要】
20191125 US 16/6947161.一种用于控制保护气体对粉末颗粒摄取的激光增材制造系统，所述系统包括：
入口，被配置为引进保护气体流；
主室，被配置为接收保护气体流；
出口，被配置为排出保护气体流；
基板，位于入口和出口之间并被配置为支撑具有多个颗粒的粉末床；
激光器，被配置为熔化粉末床的预定义区域以形成熔池；以及
控制器，具有用于存储将由控制器执行的机器指令的非暂时性存储器，并且操作性地连接到入口，所述机器指令当由控制器执行时实现以下功能：
接收主室的气体流体域、粉末床的粉末床域、以及入口保护气体流速；
基于入口保护气体流速和气体流体域确定气体流体域内的最大气体流速；
基于入口保护气体流速和粉末床域确定气体流体域内的阈值摄取流速；以及
响应于最大气体流速和阈值摄取流速，控制激光增材制造系统中保护气体的粉末颗粒摄取。


2.根据权利要求1所述的系统，其中第一确定功能包括基于入口保护气体流速和气体流体域来确定在偏离粉末床域的水平平面中的气体流体域内的最大气体流速。


3.根据权利要求1所述的系统，其中控制功能包括响应于最大气体流速和阈值摄取流速来调整入口保护气体流速。


4.根据权利要求3所述的系统，其中调整功能包括响应于最大气体流速大于阈值摄取流速而降低入口保护气体流速。


5.根据权利要求3所述的系统，其中调整功能包括响应于最大气体流速小于阈值摄取流速而增加入口保护气体流速。


6.根据权利要求1所述的系统，其中第一确定功能使用计算流体动力学（CFD）来实行。


7.根据权利要求1所述的系统，其中第二确定功能使用计算流体动力学离散元方法（CFD-DEF）来实行。


8.一种用于控制激光增材制造系统中保护气体对粉末颗粒摄取的计算方法，所述方法包括：
接收激光增材制造系统的气体流体域、粉末床域和入口保护气体流速；
基于入口保护气体流速和气体流体域确定气体流体域内的最大气体流速；
基于入口保护气体流速和粉末床域确定气体流体域内的阈值摄取流速；以及
响应于最大气体流速和阈值摄取流速，控制激光增材制造系统中保护气体的粉末颗粒摄取。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：程渤，C·图费尔，
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