【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种用于将原料粉末从原料粉末的储存器分配到至少两个的多个增材制造机器的系统和方法。具体地，本公开涉及用于工业规模的批量生产(serialproduction)的增材制造设施，其中，增材制造设施包括用于三维工件的并行增材制造的多个增材制造机器。更具体地，增材制造机器优选地被配置为应用激光粉末床熔融(lpbf)作为用于生产金属工件的增材制造技术。
技术介绍
1、三维工件的增材制造通常称为3d打印。增材制造的具体形式是激光粉末床熔融(lpbf)，在lpbf中，原料粉末层暴露于高能电磁辐射束，例如，激光束或粒子束，以选择性地烧结和/或熔化原料粉末的颗粒。通过逐层依次烧结和/或熔化原料粉末而制造三维工件。
2、与模塑等常规制造技术相比，单个三维工件的增材制造消耗的时间要多得多。因此，在3d打印的早期，增材制造仅应用于原型制作或少量的单个件。然而，由于增材制造提供了设计和生产其他常规制造技术无法使用的组件的可能性，因此存在使用增材制造进行工业规模的批量生产的需求。过去几十年增材制造的发展已经例如通过并行使用若干激光器在一定程度上减少了每层的生产时间。然而，每层生产时间的减少是有限的。因此，为了将增材制造用于工业规模的批量生产，必须并行制造组件。例如，可以将数百或数千个的多个较小的组件布置成组件的密集排列，从而形成最大限度地利用可用生产量的三维工件。然而，最大可用产量也是有限的。为了将增材制造用于更加并行的处理，增材制造设施可以包括多个增材制造机器或处理腔室。并行运行的增材制造机器的数量原则上是不受限的。
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4、已知粉末输送系统的问题是确保将限定流速的原料粉末稳定地分配到增材制造机器，并且降低由于原料粉末的磨蚀性质而导致的堵塞和阀磨损的风险。
技术实现思路
1、因此，本公开的目的是提供一种系统和方法，用于将限定流速的原料粉末从原料粉末的储存器更稳定地分配到用于增材制造的至少两个的多个增材制造机器，并具有降低的堵塞和阀磨损的风险。
2、该问题的解决方案由独立权利要求的主题给出。优选实施例可以从从属权利要求、说明书和附图中推导出来。
3、根据本公开的第一方面，提供了一种用于将原料粉末从原料粉末的储存器分配到用于增材制造的至少两个的多个增材制造机器的系统，该系统包括至少一个气流驱动器和至少两个输送管线，该至少两个输送管线用于通过由该至少一个气流驱动器驱动的气流将原料粉末输送到该至少两个增材制造机器，其特征在于，该系统还包括用于向该至少两个输送管线进给原料粉末的进给歧管，其中，进给歧管被配置和布置为借助于至少两个截止阀的控制选择性地将原料粉末引导到该至少两个输送管线中的一个中，其中，该至少两个截止阀中的每一个布置在进给歧管处并且被配置为选择性地关闭和打开以选择性地向该至少两个输送管线进给原料粉末。
4、这意味着进给歧管不是输送管线的一部分，这允许通过气流经过输送管线输送原料粉末，而在通往增材制造机器的路径上(即，进给歧管的下游和增材制造机器的上游)没有分支或阀。
5、可选地，进给歧管可以包括用于从储存器接收原料粉末的歧管入口、分成至少两个歧管分支的管道分叉以及至少两个歧管出口，每个歧管出口与至少两个输送管线中的一个连接，其中，该至少两个歧管分支中的每一个将歧管入口连接到该至少两个歧管出口中的一个，其中，至少两个截止阀中的每一个与该至少两个歧管分支中的一个相关联并布置在该至少两个歧管分支中的该一个处，并且至少两个截止阀中的每一个被配置为选择性地关闭和打开关联的歧管分支。
6、可选地，管道分叉可以被配置为位于比至少两个歧管出口更高的高度处，使得原料粉末主要通过重力被运送通过至少两个歧管分支。因此，原料粉末优选地通过进给歧管落入和/或滑入到输送管线中的气流中。另外，任意输送管线中的气流可以提供文丘里抽吸效应(venturi suction effect)，以将原料粉末吸出所连接的歧管出口。输送管线的横截面可以在所连接的歧管出口处稍微减小，以增加文丘里抽吸效应。可替代性地或附加地，由至少一个气流驱动器驱动的气流可以被部分地或完全地引导通过歧管分支，以通过进给歧管输送原料粉末。
7、可选地，进给歧管可以被配置为布置在至少两个输送管线中的每一个的区段的上方，并且其中，每个歧管出口基本上从上方通入到至少两个输送管线中的一个的该区段中。由此，原料粉末能够沿着输送管线落入气流中。优选地，至少两个输送管线中的每一个的区段在进给歧管下方基本水平地延伸。优选地，至少歧管分支的区段基本上竖直地延伸。
8、可选地，进给歧管形成为利用平行于沿着输送管线的输送方向的动量分量将原料粉末喷射(eject)到至少两个输送管线中。这里，输送方向是气流方向。因此，歧管分支可以在歧管出口处的底部区段处弯曲和/或倾斜，使得原料粉末的平均动量矢量优选地不垂直于气流方向，而是在进入气流之前已经包括平行于气流的动量分量。这具有的进一步的优点在于，气流不太可能在歧管出口处进入歧管分支并将原料粉末向上推回。
9、可选地，进给歧管可以包括n≥2个歧管分支，其中，并且其中，歧管分支在管道分叉处以相对于歧管入口的中心竖直轴的n重旋转对称的方式连接到歧管入口。这是非常紧凑且优选的设计，有利于在歧管分支间均匀分配原料粉末。与星形腿类似，歧管分支可以从管道分叉侧向且向下延伸。
10、可选地，进给歧管可以包括至少两个歧管分支，其中，该至少两个歧管分支中的每一个包括倾斜区段，该倾斜区段优选地相对于歧管入口的中心竖直轴倾斜20至70度。因此，原料粉末可以在重力的驱动下沿着倾斜区段滑动。优选地，截止阀可以布置在倾斜区段处。
11、可选地，进给歧管可以包括至少两个歧管分支，该至少两个歧管分支具有范围从管道分叉到至少两个输送管线的相同管道长度。这有利于在歧管分支间均匀分配原料粉末。
12、可选地，至少两个输送管线中的每一个的区段可以平行地布置在进给歧管下方。这对于紧凑有序的系统设计是有利的。
13、可选地，至少两个截止阀中的每一个可以是蝶阀。可替代地或附加地，至少两个截止阀中的一个或多个可以是另一种类的阀，例如，电磁阀、球阀、闸阀、活塞阀、针阀、夹管阀，或其他阀类型。至少两个截止阀中的每一个可以包括用于致动阀体的阀马达。
14、可选地，至少两个截止阀中的每一个可以布置在进给歧管的至少两个歧管分支中的一个的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于将原料粉末从原料粉末(6)的储存器(7)分配到用于增材制造的至少两个的多个增材制造机器(3)的系统(5)，所述系统(5)包括至少一个气流驱动器(11)和至少两个输送管线(15)，所述至少两个输送管线(15)用于通过由所述至少一个气流驱动器(11)驱动的气流将所述原料粉末(6)输送到至少两个增材制造机器(3)，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的系统(5)，其中，所述进给歧管(30)包括用于从所述储存器(7)接收所述原料粉末(5)的歧管入口(32)、分成至少两个歧管分支(35)的管道分叉(33)、以及各自与所述至少两个输送管线(15)中的一个输送管线(15)连接的至少两个歧管出口(38)，其中，所述至少两个歧管分支(35)中的每一个将所述歧管入口(32)连接到所述至少两个歧管出口(38)中的一个歧管出口(38)，其中，所述至少两个截止阀(37)中的每一个与所述至少两个歧管分支(35)中的一个歧管分支(35)相关联并布置在该一个歧管分支(35)处，并且所述至少两个截止阀(37)中的每一个被配置为选择性地关闭和打开关联的歧管分支(35)。
3.根据
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述进给歧管(30)被配置为布置在所述至少两个输送管线(15)中的每一个输送管线(15)的区段的上方，并且其中，每个歧管出口(38)基本上从上方通入到所述至少两个输送管线(15)中的一个输送管线(15)的所述区段中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述进给歧管(30)形成为利用平行于沿着所述输送管线(15)的输送方向(y)的动量分量将所述原料粉末(6)喷射到所述至少两个输送管线(15)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述进给歧管(30)包括分成至少两个歧管分支(35)的管道分叉(33)，其中，所述至少两个歧管分支(35)中的每一个包括倾斜区段(45)，优选地，所述倾斜区段(45)相对于所述歧管入口(32)的中心竖直轴倾斜20至70度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述至少两个输送管线(15)中的每一个的区段基本上平行地布置在所述进给歧管(30)下方。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述至少两个截止阀(37)中的每一个是蝶阀。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述至少两个截止阀(37)中的每一个布置在所述进给歧管(30)的至少两个歧管分支(35)中的一个歧管分支(35)的倾斜区段(45)处，并且包括阀体(51)，所述阀体(51)能够围绕基本垂直于所述歧管分支(35)的倾斜区段(45)的纵向轴(D)的致动器轴(C)而致动，其中，所述致动器轴(C)和所述歧管分支(35)的倾斜区段(45)的纵向轴(D)跨越虚拟平面(CD)，该虚拟平面(CD)相对于虚拟的竖直平面(zD)倾斜。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，还包括配料单元(28)，其中，所述配料单元(28)包括用于将受控的原料粉末(6)流从所述储存器(7)的出口输送到歧管入口(32)的输送机构。
11.根据权利要求13所述的系统(5)，其中，所述配料单元(28)包括螺旋输送机，其中，所述螺旋输送机被布置和配置为将所述原料粉末(6)从所述储存器(7)出口处的第一位置输送到所述歧管入口(32)处的第二位置，其中，所述第二位置在比所述第一位置更高的高度处，和/或其中，所述第二位置水平上远离所述第一位置。
12.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述至少两个截止阀(37)被配置为一次仅打开所述至少两个截止阀(37)中的一个。
13.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述至少两个截止阀(37)布置为相比于所述至少两个输送管线(15)，更靠近所述进给歧管(30)的管道分叉(33)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，还包括抖动单元(39)，所述抖动单元(39)用于抖动和/或振动所述进给歧管(30)，以促进所述原料粉末(6)通过所述进给歧管(30)落下。
15.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述进给歧管(30)包括至少一个振动衰减元件(49)，所述至少一个振动衰减元件(49)用于衰减振动从所述进给歧管(30)向所述至少两个输送管线(15)和/或朝向所述储存...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于将原料粉末从原料粉末(6)的储存器(7)分配到用于增材制造的至少两个的多个增材制造机器(3)的系统(5)，所述系统(5)包括至少一个气流驱动器(11)和至少两个输送管线(15)，所述至少两个输送管线(15)用于通过由所述至少一个气流驱动器(11)驱动的气流将所述原料粉末(6)输送到至少两个增材制造机器(3)，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的系统(5)，其中，所述进给歧管(30)包括用于从所述储存器(7)接收所述原料粉末(5)的歧管入口(32)、分成至少两个歧管分支(35)的管道分叉(33)、以及各自与所述至少两个输送管线(15)中的一个输送管线(15)连接的至少两个歧管出口(38)，其中，所述至少两个歧管分支(35)中的每一个将所述歧管入口(32)连接到所述至少两个歧管出口(38)中的一个歧管出口(38)，其中，所述至少两个截止阀(37)中的每一个与所述至少两个歧管分支(35)中的一个歧管分支(35)相关联并布置在该一个歧管分支(35)处，并且所述至少两个截止阀(37)中的每一个被配置为选择性地关闭和打开关联的歧管分支(35)。
3.根据权利要求2所述的系统(5)，其中，所述管道分叉(33)被配置为位于比所述至少两个歧管出口(38)更高的高度处，使得所述原料粉末(6)主要通过重力被运送通过所述至少两个歧管分支(35)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述进给歧管(30)被配置为布置在所述至少两个输送管线(15)中的每一个输送管线(15)的区段的上方，并且其中，每个歧管出口(38)基本上从上方通入到所述至少两个输送管线(15)中的一个输送管线(15)的所述区段中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述进给歧管(30)形成为利用平行于沿着所述输送管线(15)的输送方向(y)的动量分量将所述原料粉末(6)喷射到所述至少两个输送管线(15)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述进给歧管(30)包括分成至少两个歧管分支(35)的管道分叉(33)，其中，所述至少两个歧管分支(35)中的每一个包括倾斜区段(45)，优选地，所述倾斜区段(45)相对于所述歧管入口(32)的中心竖直轴倾斜20至70度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述至少两个输送管线(15)中的每一个的区段基本上平行地布置在所述进给歧管(30)下方。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述至少两个截止阀(37)中的每一个是蝶阀。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述至少两个截止阀(37)中的每一个布置在所述进给歧管(30)的至少两个歧管分支(35)中的一个歧管分支(35)的倾斜区段(45)处，并且包括阀体(51)，所述阀体(51)能够围绕基本垂直于所述歧管分支(35)的倾斜区段(45)的纵向轴(d)的致动器轴(c)而致动，其中，所述致动器轴(c)和所述歧管分支(35)的倾斜区段(45)的纵向轴(d)跨越虚拟平面(cd)，该虚拟平面(cd)相对于虚拟的竖直平面(zd)倾斜。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，还包括配料单元(28)，其中，所述配料单元(28)包括用于将受控的原料粉末(6)流从所述储存器(7)的出口输送到歧管入口(32)的输送机构。
11.根据权利要求13所述的系统(5)，其中，所述配...
【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·科普斯钦斯基，
申请(专利权)人：尼康SLM方案股份公司，
类型：发明
国别省市：
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