[发明专利]用于增材制造的系统和方法

说明书

一种粘合剂喷射打印物品包括：具有顶部，底部和从顶部延伸的悬垂部的零件；以及围绕该零件形成的支撑结构，该支撑结构在打印后热处理期间可以阻止该零件的变形。支撑结构包括位于底部附近的可支撑零件的橇状件，沿着橇状件的外周设置的第一多个支撑特征，以及设置在打印的零件的顶部上的第二多个支撑特征。第一多个支撑特征和第二多个支撑特征围绕打印的零件形成格子，使得打印的零件嵌套在支撑结构内。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月8日提交的名称为“Method and System for AdditiveManufacturing(用于增材制造的系统和方法)”的美国专利申请序列号16/003,988的优先权，其全部内容通过引用合并于本文。

技术领域

本文公开的主题涉及增材制造，并且更具体地涉及用于在打印后热处理期间支撑打印零件的支撑结构。

背景技术

增材制造，也称为3D打印，通常涉及使用专用系统一次将物品打印一层。特别地，通常将一层材料(例如，金属和/或陶瓷粉末床)沉积在工作表面上，并与另一层相同或不同的材料粘结。增材制造可用于通过计算机辅助设计(CAD)模型使用诸如但不限于金属激光熔化，激光烧结和粘合剂喷射的技术来制造物品(例如，燃料喷嘴，燃料喷射器，涡轮叶片等)。这些增材制造技术熔化，烧结和/或化学粘结材料层以生成所需的物品。与其他制造技术(例如模制(例如，浇铸模制，注射模制))相比，增材制造有助于复杂物品的制造，并增强了物品定制的灵活性。另外，与通常使用的模制技术相比，增材制造可以减少与生成这些复杂物品相关联的总制造成本。

发明内容

在一个实施例中，一种粘合剂喷射打印物品包括具有顶部，底部和从顶部延伸的悬垂部的零件以及围绕该零件形成的支撑结构，该支撑结构在打印后热处理期间可阻止该零件的变形。支撑结构包括位于底部附近的可支撑零件的橇状件，沿着橇状件的外周设置的第一多个支撑特征，以及设置在打印的零件的顶部上的第二多个支撑特征。第一多个支撑特征和第二多个支撑特征围绕打印的零件形成格子，使得打印的零件嵌套在支撑结构内。

在第二实施例中，一种方法，包括使用粘结剂喷射打印过程来打印包括零件和支撑结构的生坯物品。支撑结构包括第一多个支撑特征和正交于第一多个支撑特征定向的第二多个支撑特征，并且该零件嵌套在支撑结构内。该方法还包括对生坯物品进行打印后热处理，包括使生坯物品脱脂以产生棕坯物品；以及烧结棕坯以产生中间固结物品。支撑结构支撑零件的一个或多个区域，以在打印后热处理期间阻止零件的变形。该方法还包括从中间固结物品中去除支撑结构以产生固结零件。

在第三实施例中，一种经由打印生坯物品的步骤制造的固结零件，生坯物品包括利用粘合剂喷射打印过程与支撑结构成一体的零件。支撑结构包括在零件周围形成格子的多个支撑特征。这些步骤还包括对生坯物品进行打印后热处理，包括使生坯物品脱脂以产生棕坯物品，以及烧结棕坯以生成中间固结物品。支撑结构支撑零件的一个或多个区域，以在打印后热处理期间阻止零件的变形。这些步骤还包括从中间固结物品去除支撑结构以产生固结零件。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其他特征，方面和优点，其中在整个附图中，相同的字符表示相同的部分，其中：

图1是根据本公开的实施例的用于打印包括零件和相关联的支撑结构的物品的粘合剂喷射打印机的实施例的框图；

图2是根据本公开的实施例的使用粘合剂喷射打印过程制造物品的方法的实施例的流程图；

图3是根据本公开的实施例的具有复杂几何形状的示例固结零件的立体图；

图4是根据本公开的实施例的包括布置在示例支撑结构内的图3的零件的物品的立体图，该示例支撑结构具有形成围绕该零件的笼状壳体的柱和肋；