用于在粉末床上进行的具有旋转轴线的零件的增材制造的圆形模块化托盘制造技术

本发明专利技术涉及用于具有旋转轴线的零件的在粉末床上的增材制造的圆形模块化托盘，其特征在于，该圆形模块化托盘由在径向方向上沿着连续轴线同心地联接的模块的组件组成，上述模块包括环形周边模块(3)和圆形中央模块(2)。包括环形周边模块(3)和圆形中央模块(2)。包括环形周边模块(3)和圆形中央模块(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在粉末床上进行的具有旋转轴线的零件的增材制造的圆形模块化托盘


[0001]本专利技术涉及具有旋转轴线的零件在粉末床上的增材制造的领域，更具体地说，涉及用于实施这种制造技术(也被称为3D制造)的托盘。

技术介绍

[0002]通过对粉末形式的材料进行选择性熔融或选择性烧结来制造零件的技术使得能够容易地制造具有复杂几何形状的零件。粉末形式的材料可以是金属、陶瓷或聚合物(例如PEEK)。具体地说，在本申请的上下文中，术语“金属制的”包括纯金属和合金。
[0003]这些技术通常包括如文献[1]中所描述的在粉末床上进行选择性熔融或选择性烧结的方法，该方法通常包括以下步骤：具有受控厚度的金属、金属合金、陶瓷或聚合物的第一粉末层被沉积在制造托盘上的步骤，随后是涉及用加热构件(例如激光或电子束)对粉末层的预定区域进行加热的步骤，并且对每个附加层重复这些步骤，直到逐层获得最终的零件。
[0004]本专利技术的上下文涉及具有旋转轴线的零件的形成。
[0005]目前，通过在粉末床上的增材制造来形成回转零件是在正方形或矩形托盘上进行的。
[0006]该制造方法需要连续的操作，在开始后续的加工操作之前，包括通过锯切、通过电火花加工(Electrical Discharge Machining，EDM)等将零件从托盘上分离。然而，切割操作会产生延迟(将托盘放在切割机上、切割时间、切割后的清洁等)。此外，当增材制造过程中使用的粉末是金属粉末时，该操作是进一步使金属部件暴露于腐蚀风险的附加操作。
专利技术内容
[0007]期望的目的是在粉末床上以增材制造方式(特别是通过SLM(Selective Laser Melting，选择性激光熔融)、EBM(Electron Beam Melting，电子束熔融)、SLS(Selective Laser Sintering，选择性激光烧结))对具有旋转轴线的零件进行制造(熔化/烧结和机械加工)的整体优化，该零件特别是小齿轮，该小齿轮特别是用于具有增大直径的大幅度梯级的零件的制造，诸如在毂中间高度处具有圆盘的小齿轮。
[0008]本专利技术的目的尤其是为以上提出的问题提供一种简单有效的解决方案。
[0009]为此，本专利技术提出一种用于具有旋转轴线的零件在粉末床上进行的增材制造的圆形模块化托盘，其特征在于，所述圆形模块化托盘由沿着轴线同心地联接并且沿着径向方向邻接地联接的模块的组件组成，所述模块包括环形周边模块和圆形中央模块，
[0010]并且其中，每个模块沿着轴向方向包括上部表面和下部表面，所述上部表面用于与所述粉末床接触，每个模块的下部表面设置有至少一个构件，所述至少一个构件被配置为有助于将模块放置在用于通过车削进行加工的装置的车床上，所述构件选自突起部(例如锥形体型的突起部)或者选自凹口或沟槽类型的凹陷部。
[0011]此处，托盘的模块同心地安装在彼此内部。优选地，模块具有圆形轮廓。
[0012]根据一种替代方式，所述组件包括至少一个环形中间模块，所述至少一个环形中间模块位于环形周边模块和圆形中央模块之间。
[0013]优选地，所述模块的组件形成平坦的上部主表面。
[0014]优选地，每个模块通过待确定的方案刚性地连接到相邻的模块上，例如通过螺纹连接的方式，或者甚至通过径向配合和轴向止挡构件，以确保通过两个模块的刚性连接而因此获得的托盘的平整度与粉末层的铺设相兼容。优选地，每个模块包括位于径向外侧面上的肩部，所述肩部被配置为抵靠位于相邻模块的径向内侧面上的肩部形成轴向止挡部。
[0015]使得能够对模块随后在加工机器上的放置进行简化的方案可以被明智地合并到每个模块中。
[0016]本专利技术还提出了一种扁平支撑件，所述扁平支撑件在上部表面上包括至少一个开放空腔，所述至少一个开放空腔被配置为容纳以上所述的圆形模块化托盘，所述开放空腔具有与所述圆形模块化托盘的形状互补的形状。优选地，所述扁平支撑件包括多个开放空腔。这使得能够对增材制造设备的负载进行优化。
[0017]本专利技术还提出了一种用于至少一个具有旋转轴线的零件的在粉末床上进行的增材制造的扁平组件，所述扁平组件包括上述扁平支撑件，以及用于所述扁平支撑件的每个所述开放空腔的如上所述的模块化托盘。
[0018]最后，本专利技术提出了一种用于制造具有旋转轴线的零件的方法，包括：
[0019]‑
通过对在以上所述的模块化圆形托盘上的粉末进行局部熔融或局部烧结来形成坯件和用于支撑所述坯件的至少一个元件，所述坯件通过所述至少一个支撑元件刚性地连接至所述模块化圆形托盘，并且所述坯件具有与所述托盘的所述模块的同心轴线重合的旋转轴线；
[0020]‑
对由此获得的坯件进行去除粉末；
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如果所述托盘包括未与所述坯件刚性连接的一个或多个模块，则将所述一个或多个模块移除；
[0022]‑
将所述坯件放置在用于通过车削进行加工的装置的车床上；
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对所述坯件的正面通过车削进行加工；
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通过车削切割将所述坯件从所述托盘的刚性连接的一个或多个模块上分离，所述切割沿着与所述坯件的旋转轴线垂直的切割平面在支撑元件处进行；
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对所述坯件的背面通过车削进行加工；
[0026]通过围绕所述托盘的所述模块的同心轴线旋转所述坯件来进行加工的步骤和通过车削进行分离的步骤；
[0027]由此获得具有旋转轴线的所述零件。
[0028]以前，在能够对零件开始加工操作之前需要通过锯切或EDM将坯件与托盘分离，但是现在能够将坯件与托盘分离的操作集成到零件的加工操作中。由于模块化托盘的特定形状，来自增材制造的坯件可以被直接安装在加工构件上，这避免了坯件可能暴露于腐蚀问题的操作。
[0029]优选地，在形成所述坯件和所述至少一个支撑元件的步骤期间，在单个模块上熔融或烧结相同的支撑元件。
附图说明
[0030]参照附图，阅读作为非限制性示例给出的描述，本专利技术将被更好地理解，并且本专利技术的其他细节、特征和优点将变得更清楚，这些附图：
[0031]‑
在图1中示出了根据本专利技术的一实施例的圆形模块化托盘的模块的分解图；
[0032]‑
在图2中示出了通过对图1所示的模块进行组装而获得的圆形模块化托盘的示意图；
[0033]‑
在图3中示出了根据本专利技术的一实施例的托盘的分解剖视图；
[0034]‑
在图4中示出了根据本专利技术的一实施例的托盘的仰视图；
[0035]‑
在图5中示出了根据本专利技术的另一实施例的托盘的仰视图；
[0036]‑
在图6中示出了通过将根据本专利技术的圆形模块化托盘组装在扁平支撑件的开放空腔中形成的扁平组件的实施例的示意图；
[0037]‑
在图7a中示出了根据本专利技术的第一实施例的制造方法的步骤的说明性示意图；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.用于具有旋转轴线(26)的零件的在粉末床上的增材制造的圆形模块化托盘(1)，其特征在于，所述圆形模块化托盘由沿着轴线(6)同心地联接并且沿着径向方向(5)邻接地联接的模块的组件组成，所述模块包括环形周边模块(3)和圆形中央模块(2)，并且其中，每个模块沿着轴向方向(6)包括上部表面和下部表面(12)，所述上部表面用于与所述粉末床接触，每个模块的所述下部表面设置有至少一个构件，所述至少一个构件被配置为有助于将所述模块放置在用于通过车削进行加工的装置的车床上，所述构件选自突起部或者选自凹口(13)或沟槽(14)类型的凹陷部。2.根据权利要求1所述的圆形模块化托盘，其特征在于，所述组件包括至少一个环形中间模块(4)，所述至少一个环形中间模块位于所述环形周边模块和所述圆形中央模块之间。3.根据权利要求1或2所述的圆形模块化托盘，其特征在于，所述模块的组件形成平坦的上部主表面(7)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的圆形模块化托盘，其特征在于，每个模块包括位于径向外侧面(8)上的肩部(9)，所述肩部(9)被配置为抵靠位于相邻模块的径向内侧面(11)上的肩部(10)形成轴向止挡部。5.扁平支撑件(15)，所述扁平支撑件在上部表面上包括至少一个开放空腔(16)，所述至少一个开放空腔被配置为容纳根据权利要求1至4中任一项所述的圆形模块化托盘(1)，所述开放空腔具有与所述圆形模块化托盘的形状互补的形状。6.用于至少一个具有旋转轴线的零件的在粉末床上的增材制造的扁平组件(17)，包括：根据权利要求5所述的扁平支撑件(15)，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿诺德，
申请(专利权)人：赛峰传动系统公司，
类型：发明
国别省市：