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从表面和中空3D打印部件内移除支撑物和其他材料制造技术

技术编号:40431685 阅读:9 留言:0更新日期:2024-02-20 22:54
公开了用于移除额外制造的部件中的支撑结构的方法。根据本公开的一个方面的方法包括将处于第一状态的拆毁象插入3D打印部件的中空部分中,通过与拆毁物体接触而破坏中空部分内的支撑结构;在拆毁物体位于3D打印部件的中空部分内的同时,将拆毁物体更改为第二状态;以及从3D打印部件的中空部分移除拆毁物体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开一般地涉及增材制造结构,更具体地说,涉及从增材制造结构移除支撑物。


技术介绍

1、一些增材制造(am)工艺涉及使用存储的几何模型在“构建板”上积累层状材料,以生产具有由模型定义的特征的三维(3d)物体。am技术能够使用多种材料打印复杂的部件或组件。3d物体基于计算机辅助设计(cad)模型制造。am工艺可以直接根据cad模型制造立体三维物体,而无需额外的工具。

2、am工艺的一个例子是粉末床熔融(pbf),此工艺使用激光、电子束或其他能量源来烧结或熔化沉积在粉末床中的粉末,从而在目标区域将粉末颗粒固结在一起,以产生具有所需几何形状的3d结构。不同的材料或材料的组合(例如金属、塑料和陶瓷)可以在pbf中用于创建3d物体。其他am技术,包括下面进一步讨论的那些技术,也是可用的或当前正在开发中,并且每种技术都可以应用于本公开。

3、am工艺的另一例子被称为粘合剂喷射(bj)工艺,此工艺使用粉末床(类似于pbf),其中,金属粉末在层中铺展并使用有机粘合剂粘合。所得到的部分是生坯部分,其需要烧掉粘合剂并进行烧结以将层固结成全密度。金属粉末材料可以具有与pbf粉末相同的化学组成和相似的物理特性。

4、am工艺的另一例子被称为定向能量沉积(ded)。ded是一种am技术,它使用激光、电子束、等离子体或其他能量供应方法,如钨极惰性气体(tig)或金属惰性气体(mig)焊接中的方法,以便熔化金属粉末、金属丝或金属棒,从而将其转化为固体金属物体。与许多am技术不同,ded不是基于粉末床。相反,ded使用进料喷嘴来推动粉末或机械进料系统,将粉末、线材或棒输送到激光束、电子束、等离子体束或其他能量流中。粉末状金属或金属丝或金属棒然后通过相应的能量束熔化。虽然在某些情况下可以使用支撑物或自由形态的基板来维持正在构建的结构,但ded中的几乎所有原材料(粉末、线材或棒材)都转化为固体金属,因此,几乎没有废粉末可供回收。使用逐层策略,由能量束或流以及原材料进给系统组成的打印头可以扫描基板,直接从cad模型沉积连续的层。

5、pbf、bj、ded和其他am工艺可能使用各种原材料,如金属粉末、金属丝或金属棒。这些原材料可以由各种金属材料制成。金属材料例如可以包括铝或铝合金。可以有利地使用具有改善am工艺中的功能的特性的铝合金。例如,颗粒形状、粉末尺寸、堆积密度、熔点、流动性、刚度、孔隙率、表面纹理、密度静电荷以及其他物理和化学性质可能会影响铝合金作为am材料的性能。类似地,am工艺的原材料可以是线或棒的形式,其化学成分和物理特性可能影响材料的性能。一些合金会影响上述或其他特性中的一个或多个,这些特性会影响合金针对am的性能。

6、可以在相关技术的上下文中描述本公开的一个或多个方面。除非在本文中明确说明,否则本文所描述的任何方面都不应被解释为对现有技术的承认。


技术实现思路

1、本文描述了增材制造结构的几个方面,更具体地说,涉及增材制造结构中移除支撑物。

2、根据本公开的一方面的一种方法可以包括将处于第一状态的拆毁物体插入3d打印部件的中空部分中;通过与所述拆毁物体接触而破坏所述中空部分内的支撑结构;在所述拆毁物体位于所述3d打印部件的所述中空部分内的同时,将所述拆毁物体更改为第二状态;以及从所述3d打印部件的所述中空部分移除所述拆毁物体。

3、根据本公开的一方面的一种方法可以包括将处于第一状态的拆毁物体插入3d打印部件的中空部分中;通过与所述拆毁物体接触而破坏所述中空部分内的支撑结构;在所述拆毁物体位于所述3d打印部件的所述中空部分内的同时,将所述拆毁物体更改为第二状态;以及从所述3d打印部件的所述中空部分移除所述拆毁物体。

4、这种方法还可选地包括以足以破坏所述3d打印部件的所述中空部分内的所述支撑结构的能量插入所述拆毁物体;在所述拆毁物体位于所述3d打印部件的所述中空部分内的同时,搅动所述3d打印部件,其中,所述第一状态包括硬化状态,并且,所述第二状态包括软化状态,所述硬化状态是未熔化状态,所述软化状态是熔化状态,并且,将所述拆毁物体更改为所述熔化状态包括提高所述3d打印部件的所述中空部分中的温度,并且,所述拆毁物体至少包括熔化温度低于所述3d打印部件的熔化温度的材料。

5、这种方法还可选地包括所述拆毁物体包括可溶解部分,所述第一状态包括未溶解状态,所述第二状态包括含有所述可溶解部分的溶液的溶解状态,并且,将所述拆毁物体更改为所述溶解状态包括将溶剂引入所述3d打印部件的所述中空部分中。

6、这种方法还可选地包括所述可溶解部分包括整个拆毁物体,并且,将所述拆毁物体更改为所述第二状态包括溶解所述整个拆毁物体,移除所述拆毁物体包括从所述3d打印部件的所述中空部分移除所述溶液,所述拆毁物体还包括不可溶部分,并且,所述溶液包括尚未溶解的所述不可溶部分,所述不可溶部分至少包括铝、不锈钢、铜、钴、铬、钛、镁、钙、硅、锌、锆、钨、金、铁、镉、锰、铅、汞、放射性金属、其他金属、陶瓷、有机材料、其合金或其组合,将所述拆毁物体更改为所述溶解状态包括至少引入水、酸性物质、电解质、盐、碱、电力、辐射、声音、超声波、压力、磁力、振动和旋转力,并且,所述可溶解部分至少包括粘合剂和聚合物。

7、这种方法还可选地包括所述拆毁物体包括形状记忆合金(sam),所述第一状态包括所述sma在第一温度下的第一形状,并且,所述第二状态包括所述sma在第二温度下的第二形状,将所述sma更改为所述第二状态被配置为在所述支撑结构上产生力,并且,所述力导致所述支撑结构被破坏,在所述拆毁物体位于所述3d打印部件的所述中空部分内的同时,将所述拆毁物体从所述第二状态更改回所述第一状态,插入所述拆毁物体包括通过至少液体或气体的力将所述拆毁物体注入所述3d打印部件的所述中空部分中,所述拆毁物体被插入所述3d打印部件中的第一开口中,并且,通过所述3d打印部件中的第二开口被移除,并且,所述拆毁物体的初始形状太大而不能通过所述3d打印部件中的所述第二开口移除。

8、将理解,本领域普通技术人员根据以下详细描述很容易理解结构和具有传感器的结构的其他方面,其中仅通过举例的方式示出和描述了几个实施例。如本领域普通技术人员将意识到的,所制造的结构和用于制造这些结构的方法能够具有其他和不同的实施例,并且其若干细节能够在各种其他方面进行修改,所有这些修改都不偏离本公开。因此,附图和详细描述本质上被视为说明性的,而不是限制性的。

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【技术保护点】

1.一种方法,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,以足以破坏所述3D打印部件的所述中空部分内的所述支撑结构的能量来插入所述拆毁物体。

3.根据权利要求1所述的方法,还包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一状态包括硬化状态,并且,所述第二状态包括软化状态。

5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述硬化状态是未熔化状态,所述软化状态是熔化状态,并且,将所述拆毁物体更改为所述熔化状态包括提高所述3D打印部件的所述中空部分中的温度。

6.根据权利要求4所述的方法,其中,所述拆毁物体至少包括熔化温度低于所述3D打印部件的熔化温度的材料。

7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述拆毁物体包括可溶解部分,所述第一状态包括未溶解状态,所述第二状态包括含有所述可溶解部分的溶液的溶解状态,并且,将所述拆毁物体更改为所述溶解状态包括将溶剂引入所述3D打印部件的所述中空部分中。

8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述可溶解部分包括整个拆毁物体,并且,将所述拆毁物体更改为所述第二状态包括溶解整个拆毁物体。

9.根据权利要求7所述的方法,其中,移除所述拆毁物体包括从所述3D打印部件的所述中空部分移除所述溶液。

10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述拆毁物体还包括不可溶部分,并且,所述溶液包括尚未溶解的不可溶部分。

11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述不可溶部分至少包括铝、不锈钢、铜、钴、铬、钛、镁、钙、硅、锌、锆、钨、金、铁、镉、锰、铅、汞、放射性金属、其他金属、陶瓷、有机材料、其合金或其组合。

12.根据权利要求7所述的方法,其中,将所述拆毁物体更改为所述溶解状态包括至少引入水、酸性物质、电解质、盐、碱、电力、辐射、声音、超声波、压力、磁力、振动和旋转力。

13.根据权利要求7所述的方法,其中,所述可溶解部分至少包括粘合剂和聚合物。

14.根据权利要求1所述的方法,其中,所述拆毁物体包括形状记忆合金(SMA),所述第一状态包括所述SMA在第一温度下的第一形状,并且,所述第二状态包括所述SMA在第二温度下的第二形状。

15.根据权利要求14所述的方法,其中,将所述SMA更改为所述第二状态被配置为在所述支撑结构上产生力,并且,所述力导致破坏所述支撑结构。

16.根据权利要求14所述的方法,所述方法还包括:

17.根据权利要求1所述的方法,其中,插入所述拆毁物体包括通过至少液体或气体的力将所述拆毁物体注入所述3D打印部件的所述中空部分中。

18.根据权利要求1所述的方法,其中,所述拆毁物体被插入所述3D打印部件中的第一开口中,并且,通过所述3D打印部件中的第二开口被移除。

19.根据权利要求18所述的方法,其中,所述拆毁物体的初始形状太大而不能通过所述3D打印部件中的所述第二开口移除。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种方法,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,以足以破坏所述3d打印部件的所述中空部分内的所述支撑结构的能量来插入所述拆毁物体。

3.根据权利要求1所述的方法,还包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一状态包括硬化状态,并且,所述第二状态包括软化状态。

5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述硬化状态是未熔化状态,所述软化状态是熔化状态,并且,将所述拆毁物体更改为所述熔化状态包括提高所述3d打印部件的所述中空部分中的温度。

6.根据权利要求4所述的方法,其中,所述拆毁物体至少包括熔化温度低于所述3d打印部件的熔化温度的材料。

7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述拆毁物体包括可溶解部分,所述第一状态包括未溶解状态,所述第二状态包括含有所述可溶解部分的溶液的溶解状态,并且,将所述拆毁物体更改为所述溶解状态包括将溶剂引入所述3d打印部件的所述中空部分中。

8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述可溶解部分包括整个拆毁物体,并且,将所述拆毁物体更改为所述第二状态包括溶解整个拆毁物体。

9.根据权利要求7所述的方法,其中,移除所述拆毁物体包括从所述3d打印部件的所述中空部分移除所述溶液。

10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述拆毁物体还包括不可溶部分,并且,所述溶液包括尚未溶解的不可溶部分。

11.根据权利要求10...

【专利技术属性】
技术研发人员:迈克尔·托马斯·肯沃西泰勒·凯特琳·多蒂巴赫拉姆·伊萨里纳伦德·尚卡尔·拉克什曼克日什托夫·阿尔特西维茨
申请(专利权)人:戴弗根特技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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