[发明专利]用于在预先存在的零件上增材制造尖端结构的方法

说明书

提出了一种用于在预先存在的零件(H)上增材制造尖端结构(G)的方法，该方法包括：‑a)将零件(H)放置在束辅助的增材制造装备(100)的构建空间(30)中且在透明的对齐板(E)下方，‑b)利用装备(100)的能量束(101)将零件(F)的顶部轮廓(H)雕刻到对齐板(E)上，‑c)对齐零件(F)的顶部表面(11)，使得顶部表面(11)与所雕刻的轮廓(H)重合，‑d)从装备(100)移除对齐板(E)，以及‑e)根据顶部表面(11)上的预先限定的几何形状来增材制造尖端结构(G)。

技术领域

本发明涉及在预先存在零件上增材制造尖端结构的方法，例如，涉及相应的混合增材制造方法。此外，提出了一种相应的装置。

背景技术

增材制造技术例如包括粉末床方法，诸如选择性激光熔化(SLM)或选择性激光烧结(SLS)或电子束熔化(EBM)。

例如，在EP 2 601 006 B1中描述了一种选择性激光熔化的方法。

EP 3 124 140 A2进一步描述了粉末床增材制造设备和方法。

US 2016/167303 A1描述了一种用于通过连续融合粉末床的零件来形成三维物品的方法。

US 2015/314403 A1描述了一种用于燃气涡轮发动机部件的激光沉积修复的装置。

在原型部件或复杂且精细设计的部件(诸如轻量化设计或包括迷宫状内部结构的冷却部件)的制备中，增材制造(AM)方法已经被证明是有益且有利的。此外，增材制造就其短链的过程步骤而言是出色的，因为制造步骤可以直接基于对应的CAD/CAM和/或建造数据被执行。

例如，诸如选择性激光熔化或选择性激光烧结的粉末床制造方法是用于由粉末材料制备、原型制造或制造零件或部件的、相对众所周知的方法。用于这样的方法的常规装置或装备通常包括制造平台或构建平台，在该平台上，部件被逐层构建，在馈送基底材料层之后，该基底材料层继而可以例如由激光束的能量熔化，并且随后被固化。层厚度例如由刮刀确定，该刮刀(例如自动地)在粉末床之上移动并且去除多余材料。典型的层厚度为20μm或40μm。在制造期间，所述激光束在表面之上扫描并且熔化在所选择的区域上的粉末，这些区域可以根据待制造的部件的几何形状由CAD文件预先确定。

特别是在混合增材制造(即，在已经存在的(预先存在的)或预先制造的零件上基于粉末床制造沉积或(尖端)结构)中经常出现的问题是：必须设法将制造装备或束硬件精确地对齐到零件的顶部表面。特别地，例如待由能量束根据尖端结构的几何形状(该几何形状例如由CAD模型预先确定)扫描的程序必须被对齐到零件的顶部表面或上部。例如在基板或现存的部分被放置到构建空间和相应的粉末床中之后，待从粉末床建立到已经存在的基板上的尖端结构总是需要稳定且精确的对齐。

为了上述精确对齐，在现有技术中通常使用光学识别系统。在现存的零件被放置在构建板或构建平台上的任意位置之后，装备的光学识别系统特别地识别零件的位置，并且将3D模型或CAD模型对齐到该零件。但是，通常是相对于被设置在构建板上的安装销来校准加工激光或电子束系统。在该校准之后，仍然需要在板中从板的顶部以及在待制造的结构中精确地加工相应的销孔。

该过程极其困难且复杂，包括许多加工操作并且需要精确的加工步骤。此外，由于公差叠加效应，该方法的精确度不足。

发明内容

本发明的一个目的是提供适于改进混合选择性熔化方法中的对齐精确度的手段，特别是已经预先存在的零件的待制造的尖端结构的位置校准。

上述目的由本文所描述的技术方案来实现。有利的实施例是本文所描述的技术方案。

如所描述的，本发明的一个方面涉及一种用于在预先存在的零件上增材制造尖端结构的方法。该方法包括将零件放置在束辅助的增材制造装备的构建空间中并且在对齐板下方。