[发明专利]用于增材制造机器的粉末分配组件

说明书

一种用于增材制造机器的粉末分配组件，包括限定了用于接收添加粉末的粉末储存器的料斗以及与所述料斗可操作地联接的多个粉末分配模块。粉末分配模块包括：粉末分配体，其限定排出口以及供给门，供给门将粉末储存器流体地联接至排出口。柱塞阀可移动地安装在排出口上，并且致动器使柱塞阀在打开位置和关闭位置之间移动以选择性地分配添加粉末的流动。

技术领域

本公开大体上涉及增材制造机器和过程，并且更具体地涉及用于增材制造机器的粉末分配组件。

背景技术

与减材制造方法相比，增材制造(AM)过程通常涉及堆积一种或多种材料以形成净形或近净形(NNS)物体。虽然“增材制造”是工业标准术语(ISO/ASTM52900)，但AM涵盖了以多种名称公知的多种制造和成型技术，包括自由成型制造，3D打印，快速成型/加工等。AM技术能够由范围广泛的材料制造复杂部件。一般来说，独立物体能够由计算机辅助设计(CAD)模型制造。

特定种类的AM过程使用例如照射发射定向装置之类的能量源，该能量源引导能量束(例如电子束或激光束)烧结或熔化粉末材料，从而形成固体三维物体，其中粉末材料颗粒粘合在一起。AM过程可以使用不同的材料系统或添加粉末，例如工程塑料，热塑性弹性体，金属和陶瓷。激光烧结或熔化是用于快速制造功能原型和工具的一种重要的AM工程。该应用包括直接制造复杂工件，熔模铸造的模型，注塑和压铸的金属模具，以及用于砂型铸造的模具和型芯。在设计周期中制作原型物体以增强通信和概念测试是AM过程的其他常见用法。

选择性激光烧结，直接激光烧结，选择性激光熔化和直接激光熔化是常用的工业术语，用于指通过使用激光束烧结或熔化细粉末来产生三维(3D)物体。更准确地说，烧结需要在低于粉末材料熔点的温度下熔合(凝聚)粉末颗粒，而熔化需要使粉末颗粒完全熔化以形成固体均匀物质。与激光烧结或激光熔化相关的物理过程包括向粉末材料进行热传递，然后烧结或熔化粉末材料。虽然激光烧结和熔化过程可应用于广泛的粉末材料，但生产途径的科学和技术方面，例如烧结或熔化速率以及加工参数对层制造过程中微观结构演变的影响还没有被很好地理解。这种制造方法伴随着多种模式的热，质量和动量转移，以及使该过程非常复杂的化学反应。

在直接金属激光烧结(DMLS)或直接金属激光熔化(DMLM)期间，设备通过使用能量束烧结或熔化粉末材料以逐层方式构建物体。将被能量束熔化的粉末均匀地铺展在构建平台上的粉末床上，并且能量束在照射发射定向装置的控制下烧结或熔化正在构建的物体的横截面层。降低构建平台并将另一层粉末铺展在粉末床和正在构建的物体上，然后连续熔化/烧结粉末。重复该过程，直到零件完全由熔化/烧结的粉末材料构成为止。

在完成零件的制造之后，可以将多种后处理程序应用于零件。后处理程序包括通过例如吹气或抽真空除去过量粉末。其他后期处理程序包括应力消除过程。此外，可以使用热和化学后处理程序来完成零件。

常规的AM机器包括一个粉末料斗，其可以在粉末床上移动，以沉积一层添加粉末，以促进打印过程。在这方面，料斗通常是大体积的，具有限定在料斗的一个侧壁中的细长槽。单个门可移动地安装在细长槽上，以调节来自料斗的添加粉末的流动。然而，这种常规的粉末料斗在整个粉末床上沉积了单层添加粉末。随着AM机器变得越来越大，可以用来制造更大的零件，需要大量的粉末来覆盖整个粉末床，这通常会浪费粉末。

因此，具有更多用途的用于选择性地沉积添加粉末的粉末分配组件的AM机器将是有用的。更特别地，允许在期望的位置和流速选择性地沉积添加粉末的粉末分配组件将是特别有益的。

发明内容

本发明的方面和优势将在以下描述中部分地阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来得知。