[发明专利]使用激光辊隙加热的基于选择性层沉积的增材制造系统

权利要求书

1.一种用于打印三维零件的选择性层沉积增材制造系统，该增材制造系统包括：

静电照相成像引擎，该静电照相成像引擎被配置为使基于热塑性塑料的粉末的成像层显影；

可移动构建平台，该可移动构建平台被配置为支撑具有零件构建表面的3D零件；

转印介质，该转印介质被配置为从该成像引擎接收该成像层并且传送所接收的成像层；

输注辊输注元件，该输注辊输注元件被配置为通过按压该转印介质与该零件构建表面之间的该成像层来将由该转印介质传送的该成像层转印到该可移动构建平台上，该转印辊具有辊隙；

至少一个光能发射器，该至少一个光能发射器被配置为利用第一波长带的发射来将光能施加到靠近该输注辊辊隙的区域中；

至少一个高温计，该至少一个高温计被配置为接收来自靠近该输注辊辊隙的该区域中的表面的、在不同于该第一波长带的第二波长带上的发射，并且将接收到的在该第二波长带上的发射转换成温度指示性输出；

波长选择性设备，该波长选择性设备被定位在该至少一个高温计与该输注辊辊隙之间，并且被配置为允许该第二波长带内的光能从靠近该输注辊辊隙的该区域传输到该至少一个高温计，同时限制该第一波长带内的光能被该高温计接收；以及

控制器，该控制器被配置为响应于该至少一个高温计的温度指示性输出来控制该至少一个光能发射器。

2.如权利要求1所述的增材制造系统，其中，该至少一个光能发射器包括至少一个激光器。

3.如权利要求2所述的增材制造系统，其中，该至少一个激光器传输该第一波长带的光能，以将光能施加到靠近该输注辊辊隙的该区域中的该零件构建表面和该成像层。

4.如权利要求3所述的增材制造系统，并且进一步包括安装件，该安装件联接到该至少一个高温计并且被配置为将该至少一个高温计朝向该输注辊辊隙定向。

5.如权利要求3所述的增材制造系统，其中，该至少一个高温计包括第一高温计和第二高温计，该第一高温计和该第二高温计各自被配置为将接收的发射转换成温度指示性输出，该第一高温计被定向成接收来自该零件构建表面的发射，并且该第二高温计被定向成接收来自该成像层的发射。

6.如权利要求5所述的增材制造系统，其中，该控制器被配置为基于该第一高温计和该第二高温计的这些温度指示性输出的比较来控制该至少一个激光器。

7.如权利要求2所述的增材制造系统，并且进一步包括至少一个激光器转向机构，该至少一个激光器转向机构联接到该至少一个激光器，并且被配置为在该控制器的控制下使该至少一个激光器转向，以将该成像层和该零件构建表面加热到大致相同的温度。

8.如权利要求2所述的增材制造系统，其中，该至少一个激光器包括至少一个激光棒。

9.如权利要求2所述的增材制造系统，其中，该控制器被配置为控制该至少一个激光器在该输注轧辊前方的距离x_h处对该零件构建表面进行加热，其中，该距离x_h是期望的热扩散深度λ_z、该可移动构建平台的速度v_b和该3D零件的热扩散率κ_p的函数。

10.如权利要求9所述的增材制造系统，其中，该控制器被配置为控制该至少一个激光器在该输注轧辊前方的该距离x_h处对该零件构建表面进行加热，其中，使用以下关系式确定该距离x_h：

11.如权利要求2所述的增材制造系统，并且进一步包括：

快轴准直器透镜，该快轴准直器透镜被定位在该激光器与该输注轧辊之间；以及

柱面透镜，该柱面透镜被定位在该快轴准直器透镜与该输注轧辊之间。