具有束流收集器的增材制造方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于通过熔融连续的粉末层来制造三维物体的设备和一种用于电子束流系统用于通过熔融连续的粉末层来制造三维物体的方法，所述系统具有：至少一个用于重新成形所述电子束流的透镜；电子源；和粉末床，所述方法包括步骤：阻挡所述电子束流的选定横截面以控制电子束流功率。通过电子束流与束流阻挡部件之间的干扰，防止电子束流的一部分到达粉末床。末床。末床。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有束流收集器的增材制造方法和设备


[0001]本专利技术涉及一种用于通过在粉末床中逐层熔合粉末材料来由粉末材料生产三维物体的增材制造设备。
[0002]现有技术的问题
[0003]在使用电子束流的增材制造设备中，电子束流源经常被设计为具有用于使束流转向的栅极的三极管。然而，三极管设计具有缺点，并且电子源的二极管设计从几个方面是有利的。但是二极管设计缺少用于快速接通和关断电子束流的栅极。当电子束流用于加热和熔合粉末时，期望快速控制电子束流中的功率。
[0004]相关技术的描述
[0005]已知通过在从束流源到目标粉末表面的途中迫使束流穿过小孔来成形电子束流。电子束流的这种成形可以被设计用于通过使孔的边缘干扰束流并防止束流的外周边通过孔来去除束流周边中的不想要的像差。

技术实现思路

[0006]本专利技术涉及一种用于电子束流系统用于通过熔合连续的粉末层来制造三维物体的方法，所述系统具有电子源、粉末床和至少一个用于重新成形所述电子束流的透镜，所述方法包括以下步骤：阻挡所述电子束流的选定横截面以控制电子束流功率。
[0007]在实施例中，电子源可为二极管电子源。
[0008]在实施例中，电子源优选地是激光加热电子源。
[0009]在实施例中，电子束流通过束流阻挡部件的干扰而被可变地阻挡。
[0010]在实施例中，所述束流阻挡部件可以设置有用于至少部分地使电子束流穿过的孔。
[0011]在实施例中，所述孔可以形成为圆锥形状。
[0012]在实施例中，所述束流阻挡部件被提供用于通过干扰电子束流来至少部分地接收能量。
[0013]在实施例中，所述束流阻挡部件位于所述电子源和所述粉末床之间。
[0014]在实施例中，所述束流阻挡部件定位在用于重新成形电子束流的所述透镜与所述粉末床之间。
[0015]在实施例中，所述电子束流可以借助于用于重新成形电子束流的所述透镜在所述束流阻挡部件处形成有交叉(crossover)。
[0016]在实施例中，所述电子束流的所述重新成形可以是散焦。
[0017]在实施例中，所述电子束流的所述重新成形可以是平移。
[0018]在实施例中，所述电子束流的所述重新成形可以是像差。
[0019]本专利技术还涉及一种用于通过熔合连续的粉末层来制造三维物体的设备，所述设备包括：至少一个用于重新成形电子束流的透镜；电子源；粉末床；束流阻挡部件，其用于接收来自电子束流源的能量以可变地控制到达粉末床的电子束流功率。
[0020]在实施例中，电子源可为二极管电子源。
[0021]在实施例中，电子源优选地是激光加热电子源。
[0022]在实施例中，电子束流通过束流阻挡部件的干扰而被可变地阻挡。
[0023]在实施例中，所述束流阻挡部件可以设置有用于至少部分地使电子束流通过的孔。
[0024]在实施例中，所述孔可以形成为圆锥形状。
[0025]在实施例中，所述束流阻挡部件被提供用于通过干扰电子束流来至少部分地接收能量。
[0026]在实施例中，所述束流阻挡部件位于所述电子源和所述粉末床之间。
[0027]在实施例中，所述束流阻挡部件定位在用于重新成形电子束流的所述透镜与所述粉末床之间。
[0028]在实施例中，所述电子束流可以借助于用于重新成形电子束流的所述透镜在所述束流阻挡部件处形成有交叉。
[0029]在实施例中，所述电子束流的所述重新成形可以是散焦。
[0030]在实施例中，所述电子束流的所述重新成形可以是平移。
[0031]在实施例中，所述电子束流的所述重新成形可以是像差。
[0032]本专利技术的范围由权利要求来限定，所述权利要求通过引用并入本章节。通过考虑一个或更多实施例的以下详细的说明书，将向本领域技术人员提供对本专利技术实施例的更完整的理解以及其附加优点的实现。将参考将首先简要描述的所附附图页。
附图说明
[0033]在本专利技术的描述中，参考以下附图，其中：
[0034]图1示出具有粉末床和电子枪的电子束流增材制造设备，该电子枪具有束流阻挡部件。
[0035]图2示出具有束流阻挡部件的电子枪，束流阻挡部件具有圆锥形孔。
[0036]图3示出具有束流阻挡部件的电子枪，但在束流阻挡部件中没有孔。
[0037]
技术实现思路

[0038]所公开的增材制造设备包括制造室、电子源、粉末床、用于从电子束流源接收能量以控制电子束流功率的束流阻挡部件，以及用于控制电子束流在粉末床表面处的焦点和位置的透镜。在通过引用并入本文的我们的申请SE1951071
‑
8(共同未决)和WO2019185642A1(公开)中，还关于技术和增材制造进行了更多的描述。
[0039]在此公开的本专利技术基于以下理解：可以通过在从源到目标的电子束流路径中收集能量来快速控制电子束流电流。这是通过提供电子束流源和用于控制电子束流的尺寸或形状的束流阻挡透镜来完成的。在所述透镜之后的束流路径中优选地定位有束流阻挡部件101。所述束流阻挡部件可以设置有居中位于束流路径中的小孔隙的孔102。此外，在束流路径中，在束流阻挡部件之后，可以定位粉末床110聚焦透镜104以用于控制朝向粉末床110的束流聚焦，并且可以定位透镜103以用于控制束流在粉末床上的不同位置处的位置。粉末床是电子束流108的目标，其中所述束流绘制用于产生三维物体109的图案。所述电子束流的选定横截面的阻挡可以通过电子束流和束流阻挡部件之间的干扰来完成，例如选定横截面
可以是在束流阻挡部件处的电子干扰区域或该区域的一部分。
[0040]在电子源107之后的束流路径中，束流阻挡透镜106和束流阻挡部件101可以被定位成用于通过在束流阻挡部件中收集电子来快速控制电子束流108。所述束流阻挡部件被设置用于可变地阻挡电子束流，以通过允许电子束流的一部分被所述束流阻挡部件干扰来控制电子束流功率。该控制可以通过由束流阻挡透镜使束流散焦或重新成形来执行，以调节被束流阻挡部件干扰的电子束流的量。通过改变电子束流108被束流阻挡部件101干扰的百分比和正在通过束流阻挡部件101的百分比来实现电子束流108的阻挡。这种阻挡可以通过快速改变电子束流108的特性使得更多或更少电子束流108被束流阻挡部件101干扰来实现。电子束流的不被束流阻挡部件干扰的部分将穿过束流阻挡部件101中的孔隙孔102而通过束流阻挡部件，并继续朝向粉末床110。电子束流在束流阻挡部件处的直径可以通过将控制信号脉冲到束流阻挡透镜来改变，以用于控制到达粉末床的束流功率。另一种方式可以是通过将控制信号脉冲到束流阻挡透镜来改变电子束流的形状。还可以组合束流的束流成形和束流直径脉冲。通过到束流阻挡透镜的所述脉冲控制信号，可以控制电子束流以在束流通过和束流被束流阻挡部件干扰之间进行脉冲切换，并且因此实现对到达目标粉末床的电子束流功率的快速控制。
[0041]束流阻挡透镜优选地是电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于电子束流系统用于通过熔合连续的粉末层来制造三维物体(109)的方法，所述系统具有：至少一个用于重新成形所述电子束流(108)的透镜(103、104、105、106)；电子源(107)；和粉末床(110)，所述方法包括步骤：阻挡所述电子束流(108)的选定横截面以控制电子束流功率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电子源(107)是二极管电子源。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电子源(107)是激光加热电子源。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电子束流(108)通过被束流阻挡部件(101)干扰而被可变地阻挡。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述束流阻挡部件(101)设置有用于至少部分地使所述电子束流(108)通过的孔(102、202)。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述孔(202)形成为圆锥形状。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述束流阻挡部件(101)被设置用于通过被所述电子束流(108)干扰而至少部分地接收能量。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述束流阻挡部件(101)位于所述电子源(107)和所述粉末床(110)之间。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述束流阻挡部件(101)定位在用于重新成形所述电子束流(108)的所述透镜与所述粉末床(110)之间。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电子束流(108)借助于用于重新成形电子束流(108)的所述透镜在所述束流阻挡部件(101)处形成有交叉。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电子束流(108)的所述重新成形是散焦。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电子束流(108)的所述重新成形是平移。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电子束流(108)的所述重新成形是像差。14.一种用于通过熔合连续粉末层来制造三维物体(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：U，
申请(专利权)人：弗里曼特有限公司，
类型：发明
国别省市：