[发明专利]用于增材制造的粉末输送

说明书

一种设备包括工作台和覆盖工作台的分配系统。分配系统包括粉末源。分配系统进一步包括在工作台的顶表面上方延伸的粉末运输机、沿着粉末运输机的纵向轴线共轴地布置的环、和沿着管的长度延伸的盖板。粉末运输机经构造以从粉末源接收粉末。粉末运输机经构造以移动粉末。环形成环绕粉末运输机以容纳粉末的管。每个同心环包括环开口。每个环经构造为可独立地旋转。盖板包括盖板开口。当环开口和盖板开口对准时，粉末通过环开口和盖板开口从管分配。

技术领域

本说明书涉及增材制造，也被称为3D打印。

背景技术

增材制造(AM)，也被称为实体自由成形制造(solid freeform fabrication)或3D打印，是指将原料(例如粉末、液体、悬浮液或熔化固体)相继分配为二维层而构建出三维物体的制造工艺。相比之下，传统机械加工技术涉及从库存材料(例如，木头块、塑料块或金属块)切出物体的减材工艺。

在增材制造中可以使用各种增材工艺。一些方法熔化或软化材料以生产层，例如，选择性激光熔化(Selective Laser Melting；SLM)或直接金属激光烧结((Direct MetalLaser Sintering；DMLS)、选择性激光烧结(Selective Laser Sintering；SLS)、熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling；FDM)，而另外一些方法则使用不同技术(例如，立体光固化成型(Stereolithography；SLA))固化(cure)液体材料。这些工艺可以在形成层以形成完成物体的方式上和在各个工艺中可相容地使用的材料上有所不同。

常规系统使用用于烧结或熔化粉末状材料的能量源。一旦已烧结或熔化并且接着再次固结第一层上的所有选定位置，新的粉末状材料层就会沉积在已完成层的顶部上，并且所述工艺逐层重复，直至生产出了期望物体。

发明内容

在一方面，一种用于形成物体的增材制造设备包括用于支撑要形成的物体的工作台(platen)、覆盖工作台的分配系统、和用于向分配在工作台的顶表面上的粉末施加能量以形成粉末的熔融部分的能量源。分配系统包括经构造以保持要在工作台的顶表面上方分配的粉末的粉末源、和在工作台的顶表面上方延伸的粉末运输机。粉末运输机包括经构造以从粉末源接收粉末的近端。粉末运输机经构造以沿着粉末运输机的长度移动粉末运输机内运载的粉末。分配系统也包括沿着粉末运输机的纵向轴线共轴地布置的环。环形成环绕粉末运输机的管，并且经构造以容纳粉末。每个同心环包括至少一个环开口。分配系统也包括沿着管的长度延伸的盖板。盖板包括至少一个盖板开口。每个环经构造以可独立地旋转，使得相应同心环的至少一个环开口可移动成与至少一个盖板开口对准或不对准。当至少一个环开口和至少一个盖板开口对准时，粉末通过至少一个环开口和至少一个盖板开口从管分配。

特征可包括以下项中的一个或多个。粉末运输机可围绕粉末运输机的纵向轴线旋转以沿着粉末运输机的长度移动粉末运输机内运载的粉末。粉末运输机可进一步包括螺杆运输机(screw conveyor)，螺杆运输机与粉末运输机的纵向轴线共轴且可围绕粉末运输机的纵向轴线旋转，使得当螺杆运输机旋转时，螺杆运输机沿着粉末运输机的长度移动粉末运输机内运载的粉末。

螺杆运输机可以经构造以使得当螺杆运输机在第一方向上围绕纵向轴线旋转时，螺杆运输机沿着纵向轴线运载粉末远离粉末运输机的近端。螺杆运输机可进一步经构造以使得当螺杆运输机在第二方向上围绕纵向轴线旋转时，螺杆运输机沿着纵向轴线运载粉末朝向粉末运输机的近端。增材制造设备可进一步包括用于驱动螺杆运输机的电动机和耦接到电动机的控制器。控制器可以经构造以在分配粉末以形成物体期间致使螺杆运输机在第一方向上的旋转与第二方向上的旋转之间交替。螺杆运输机可以经构造以在螺杆运输机在第一方向上旋转时压实粉末。控制器可以经构造以致使螺杆运输机在分配之前在第一方向上旋转，直至粉末沿着基本上整个的管延伸。