[发明专利]添加材料制造方法和设备

说明书

一种用于形成三维物品的方法，所述方法包括以下步骤：提供用于在起始板上形成第一粉末层的预定量的粉末，用粉末分配器分配所述预定量的粉末以形成所述第一粉末层，将一能量束导向在所述起始板上以使得所述第一粉末层根据模型在选择的位置熔合，从而形成所述三维物品的第一截面。在所述粉末分配到所述起始板上以形成所述第一粉末层的过程中，用照相机至少一次捕捉待分配的粉末的至少一个图像，并且用所述照相机检测的所述图像中的至少一个参数的至少一个值与参考参数值进行比较。

技术领域

本发明涉及一种用于形成三维物品的方法以及一种用于形成三维物品的设备。

背景技术

无模成型（freeform fabrication，无模制造、自由成型）或添加材料制造（additive manufacturing，3D打印）是一种通过使施加至工作台上的粉末层的选择部分连续熔合形成三维物品的方法。US 2009/0152771中公开了根据这种技术的方法和设备。

这种设备可包括起始板、粉末分配器、射线枪、控制元件以及控制计算机，所述三维物品将形成在该起始板上，粉末分配器布置成在起始板上铺设一薄层粉末以用于形成粉末床，射线枪用于将能量传递至粉末以发生粉末的熔合，控制元件用于控制射线枪照射在所述粉末床上的射线以通过使所述粉末层的部分熔合而形成所述三维物品的截面，在控制计算机中存储了关于三维物品的连续的截面的信息。通过使由粉末分配器连续铺设的粉末层而连续形成的截面的连续熔合，形成三维物品。

US 2009/0152771中提供了一种用于拍摄红外辐射图像的照相机，更具体地，该照相机用于检测新施加的粉末层中的不规则性。根据US 2009/0152771，不规则性可由粉末在工作台上不规则的施加粉末引起，或由粉末分配器中的污染物或粉末中的杂质等引起。本技术领域中具有对于一种方法和设备的需求，在该方法和设备中，可检测出不规则粉末分配的原因，以用于在添加材料制造系统中的日后修复。

发明内容

本发明的目的是一种提供解决本领域中的上述提及的需求的方法和设备。

通过根据本发明的方法和设备中的特征实现了上述目的。

在本发明的第一方面中，提供了一种用于通过粉末床的部分的连续熔合而形成三维物品的的方法，粉末床的部分对应于三维物品的连续截面，所述方法包括以下步骤：（a）提供在表面上形成第一粉末层的预定量的粉末，（b）分配所述预定量的粉末，以在所述表面上形成所述第一粉末层，（c）将一能量束导向在所述第一粉末层上，以使得所述第一粉末层根据模型在选择的位置中熔合，从而形成所述三维物品的第一截面，（d）在将所述粉末分配到所述表面上以形成所述第一粉末层的过程中通过照相机至少一次拍摄待分配的粉末的至少一个图像，以及（e）将在通过所述照相机检测的所述图像中的至少一个参数的至少一个值与对应的参考参数值进行比较。

该实施方式的优点是可在粉末分配阶段中给出了构建中的错误的指示。粉末分配可能不正确的信息可发送给操作者和/或粉末分配器的位置以及发生不正确的粉末分配的层的编号可存储在控制单元中。

在本发明一个示例性实施方式中，如果所述图像中的至少一个参数值偏离对应的参考参数值至少一个Δ-值，则用于在所述第一粉末层（该第一粉末层在选择的位置中熔合）的顶部形成第二粉末层的预定粉末量可改变。

本实施方式的优点是在构建物品过程中可向粉末提供机构提供反馈，在粉末提供机构中粉末量发生改变。如果在粉末分配过程中指示粉末太少，则增加粉末量，并且如果指示在用于形成粉末层的起始板上分配的粉末太多，则减小粉末量。

根据本发明的另一示例性实施方式，当第一次形成所述第一粉末层时，如果所述图像中的至少一个参数值比对应的参考参数值小至少一个Δ-值，则第二次提供用于形成所述第一粉末层的第二预定量的粉末并且对用于形成所述第一粉末层的所述第二预定量的粉末进行第二次分配。