具有用于快速去除粉末的可配置构建板的三维打印机制造技术

本发明专利技术公开了用于在3

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有用于快速去除粉末的可配置构建板的三维打印机
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年12月22日提交的并且标题为“THREE DIMENSIONAL PRINTER WITH CONFIGURABLE BUILD PLATE FOR RAPID POWDER REMOVAL”的美国临时专利申请No.63/129,426和2021年11月5日提交的标题为“THREE DIMENSIONAL PRINTER WITH CONFIGURABLE BUILD PLATE FOR RAPID POWDER REMOVAL”的美国非临时专利申请No.17/520,582的权益和优先权，专利的内容通过引用明确地并入本文，如同在本文中全面阐述一样。


[0003]本公开通常涉及增材制造(“AM”)系统，并且更具体地，涉及用于在三维(3
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D)打印机中快速去除粉末的技术。

技术介绍

[0004]AM系统(还被描述为3
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D打印机)可以生产具有复杂几何形状(包括使用常规制造工艺难以创建或不可能创建的一些形状)的结构(被称为构建件)。AM系统，比如基于激光的、基于电子束的和其他粉末床熔融(PBF)系统或材料进给系统，逐层创建构建件。在PBF系统中，通过以下步骤形成每一层：(i)在分配程序中将金属粉末或其他材料分配到粉末床，(ii)在再涂覆周期期间在粉末床上形成材料层，以及(iii)在曝光周期期间将材料的各部分暴露于能量束，曝光周期在本文中还被称为打印周期。在曝光(打印)周期期间，控制器选择性地将能量束应用于与构建件的横截面重合的层的熔融区域。当材料从料斗中逐渐分配时，重复该过程，并且在前一层上形成并且选择性地熔融每一层。所产生的结构是从底部向上逐层组装的构建件。
[0005]本领域持续存在各种挑战，并且导致在打印结构的过程中粉末和其他材料的管理方面存在特定缺点。这些缺点和其他缺点将在下面的公开中得到解决。

技术实现思路

[0006]下文将更全面地描述用于在3
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D打印机中使用可配置构建板来快速去除粉末的设备和方法的若干方面。
[0007]在各个方面，一种三维(3
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D)打印机包括：被构造成用于构建板的构建室；用于储存第一粉末的料斗；连接到料斗的沉积器，该沉积器用于将第一粉末的连续层沉积到构建板上的粉末床中；以及用于选择性地熔融沉积层以形成构建件的能量束源，由此未熔融的第一粉末保留在粉末床中，其中，构建板包括第一结构和第二结构，第一结构用于在第一结构处于闭合构造时将未熔融的第一粉末支撑在构建板的顶部上，并且第一结构转换到打开构造以暴露用于允许未熔融的第一粉末或其一部分穿过构建板的路径，第二结构用于在第一结构处于打开构造时防止构建件穿过构建板。
[0008]在各个方面，一种用于三维(3
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D)打印的方法，其包括：被构造成用于构建板的构
建室；用于储存第一粉末的料斗；连接到料斗的用于将第一粉末的连续层沉积到构建板上的粉末床中的沉积器；以及用于选择性地熔融沉积层以形成构建件的能量束源，由此未熔融的第一粉末保留在粉末床中，其中，所述方法包括：当第一结构处于闭合构造时，使用第一结构将未熔融的第一粉末支撑在构建板的顶部上；将第一结构转换到打开构造以暴露用于允许未熔融的第一粉末或其一部分穿过构建板的路径；并且当第一结构处于打开构造时，使用第二结构防止构建件穿过构建板。
[0009]在各个方面，一种用于三维(3
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D)打印机的构建板，该3
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D打印机包括位于其基部的构建板和用于选择性地熔融粉末层以形成构建件的能量源，所述构建板包括第一结构和第二结构，第一结构用于在第一结构处于闭合构造时将未熔融的第一粉末支撑在构建板的顶部上，并且第一结构转换到打开构造以暴露用于允许未熔融的第一粉末穿过构建板的路径，第二结构用于在第一结构处于打开构造时防止构建件穿过构建板。
[0010]根据以下详细描述，本领域技术人员将很容易了解其他方面，其中通过图示的方式仅示出和描述了若干实施例。如本领域技术人员将意识到的，本文的概念能够具有其它实施例和不同实施例，并且若干细节全都能够在各种其它方面进行修改，所有这些都不脱离本公开。因此，附图和详细描述本质上应视为是说明性的而非限制性的。
附图说明
[0011]现在将在附图中通过示例的方式而非通过限制的方式在详细描述中介绍在增材制造中快速去除粉末和更换粉末的各个方面，其中：
[0012]图1A是示出根据一个实施例的示例性构建板的仰视图。
[0013]图1B是示出根据一个实施例的图1A的构建板的俯视图。
[0014]图1C是根据一个实施例的3
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D打印机的前剖视图，其示出了示例性粉末分配程序(例如，@时间t＝t0)和再涂覆程序(例如，@时间t＝t1)并且示出了沿图1A
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B的线AA截取的构建板。
[0015]图1D是根据一个实施例的对构建件的层进行选择性熔融的3
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D打印机的前剖视图。
[0016]图1E是根据各种实施例的包括构建板的3
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D打印机的前剖视图，所述构建板具有相对于第二结构向下移动的第一结构，以允许从打印室快速去除粉末，同时第二结构保持对构建件的支撑。
[0017]图2是根据各种实施例的示例性构建板的透视图，该示例性构建板包括由支撑结构支撑在构建板上的构建件，该支撑结构从构建板的框架延伸并且连接到构建件。
[0018]图3是包括构建板的3
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D打印机的各部分的前剖视图，其示出了所述构建板的处于示例性闭合构造、部分打开构造和完全打开构造的第一结构以及流入隔热接收腔体的粉末。
[0019]图4是根据一个实施例的示例性3
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D打印机的前剖视图，其中构建件由粉末支撑。
[0020]图5是根据各种实施例的用于在构建板中使用的示例性第一结构的透视图。
[0021]图6是包括第二结构和孔的框架的透视图，其可以连接到第一结构的对应边缘，以提供可配置的构建板。
[0022]图7是用于提供机械动力以使构建板中的结构能够相对运动从而实现粉末去除的
电源电路的示意图的框图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图阐述的详细描述旨在提供对本文所公开的概念的各种示例性实施例的描述，并且不旨在表示可以实践本公开的唯一实施例。在本公开中使用的术语“示例性”和“实例”意味着“用作示例、实例或说明”，并且不应被解释为排除其他可能的布置，也不应被解释为比本公开中呈现的其他实施例更优选或更有利。出于向本领域技术人员提供充分传达概念的范围的彻底且完整的公开内容的目的，详细描述包括具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开。在一些情况下，众所周知的结构和部件可以以框图形式示出或者完全省略，以便避免混淆贯穿本公开所呈现的各种概念。在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三维(3
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D)打印机，包括：构建室，其被构造成用于构建板；料斗，其用于储存第一粉末；沉积器，其连接到所述料斗，所述沉积器用于将所述第一粉末的连续层沉积到所述构建板上的粉末床中；以及能量束源，其用于选择性地熔融所述沉积层以形成构建件，由此未熔融的第一粉末被保留在所述粉末床中；其中，所述构建板包括第一结构，其用于在所述第一结构处于闭合构造时将所述未熔融的第一粉末支撑在所述构建板的顶部上，并且所述第一结构转换到打开构造以暴露用于允许所述未熔融的第一粉末或其一部分穿过所述构建板的路径，以及第二结构，其用于在所述第一结构处于所述打开构造时防止所述构建件穿过所述构建板。2.根据权利要求1所述的3
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D打印机，其中，所述第二结构被构造成支撑所述构建件的支撑结构，由此当所述第一结构处于所述打开构造时，所述第二结构防止所述构建件穿过所述构建板。3.根据权利要求2所述的3
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D打印机，其中，所述第二结构包括孔，并且所述第一结构被可旋转地联接到所述孔的相应边缘，并且所述第一结构在转换到所述打开构造期间向下旋转。4.根据权利要求2所述的3
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D打印机，其中，所述第二结构包括栅格状组件，所述栅格状组件具有包括框架的静态部分。5.根据权利要求4所述的3
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D打印机，其中，处于所述闭合构造的第一结构与所述框架形成密封。6.根据权利要求1所述的3
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D打印机，其中，所述第一结构被构造成在所述未熔融的第一粉末或其一部分已经穿过所述构建板之后转换成所述闭合构造。7.根据权利要求1所述的3
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D打印机，其中，所述第一结构在处于所述闭合构造时与所述构建板的顶部齐平地对齐，以形成用于支撑所述第一粉末的沉积层的平坦表面。8.根据权利要求1所述的3
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D打印机，进一步包括被布置在所述构建板下方的壳体中的接收腔体，其中，当所述第一结构处于所述打开构造时，所述未熔融的第一粉末或其一部分穿过所述构建板进入所述接收腔体。9.根据权利要求1所述的3
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D打印机，进一步包括控制器，所述控制器被配置成控制所述第一结构以转换到所述打开构造。10.根据权利要求1所述的3
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D打印机，其中，所述构建板包括静态部分，用于在所述第一结构处于所述闭合构造时以及在所述第一结构处于所述打开构造时支撑所述构建件，所述3
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D打印机进一步包括控制器，所述控制器被配置成向所述能量束源提供指令以形成从所述构建板的静态部分延伸到所述构建件的一个或更多个支撑结构。11.根据权利要求1所述的3
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：戴弗根特技术有限公司，
类型：发明
国别省市：