[发明专利]利用电子束阵列的增材制造

说明书

提供了用于粉末床熔融(PBF)系统的多个电子束源的各方面。PBF装置可以包括支撑原材料层的结构；以及多个电子束源，其各自产生电子束以熔融该原材料层的一个或多个区域。PBF装置还可以包括多个偏转器，其独立地引导电子束以同时熔融原材料层的多个区域。该多个电子束源可以是规模可调的以适应不同尺寸的结构。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月31日提交的题为“ADDITIVE MANUFACTURING WITH ANELECTRON BEAM ARRAY”的美国临时申请序列号62/955,778的权益，其全部内容通过引用明确并入本文。

技术领域

本公开一般涉及粉末床熔融(powder-bed fusion，PBF)系统，更具体地涉及PBF系统中的能量束源的阵列。

背景技术

PBF系统可以生产复杂几何形状(包括一些利用常规制造过程难以或不可能制造的形状)的结构，被称为成形件(build piece)。PBF系统逐层地创建成形件。每一层或每一“切片(slice)”是通过沉积一层粉末并且将该层的部分暴露于能量束而形成的。能量束被施加到粉末层的熔化区域，该熔化区域与粉末层中成形件的横截面一致。熔化的粉末冷却并熔融以形成成形件的切片。每一层都被沉积在前一层的顶部。得到的结构是从底向上逐切片地装配而成的成形件。

发明内容

在下文将更全面地描述用于包括多个电子束源的PBF系统的装置的若干方面。

在各个方面中，一种用于粉末床熔融的装置可以包括：支撑原材料层的结构；以及多个电子束源，其各自产生电子束，以熔融该原材料层的一个或多个区域。

在各个方面中，一种用于粉末床熔融的装置可以包括：支撑原材料层的结构；多个电子束源，其各自产生电子束；以及多个偏转器，其独立地引导(steer)电子束以同时熔融该原材料层的多个区域。

在各个方面中，一种用于粉末床熔融的装置可以包括：支撑原材料层的结构；电子束源的阵列，其产生电子束；以及偏转器的阵列，其引导电子束以熔融该原材料层的一个或多个区域，其中多个电子束源是规模可调的(scalable)以适应不同尺寸的结构。

根据以下详细描述，其他方面对本领域技术人员而言将变得显而易见，其中通过说明的方式仅示出和描述了少许实施例。如本领域技术人员将认识到，本文的概念能够具有其他的和不同的实施例，并且若干细节能够在各种其他方面进行修改，而所有这些都不脱离本公开。因此，附图和详细描述本质上被认为是说明性的而非限制性的。

附图说明

现在将在附图中通过示例而非限制的方式呈现详细描述中的各个方面，在附图中：

图1A-1D示出了不同操作阶段期间包括多个能量束源的示例PBF系统。

图2示出了用于图1A-1D的多个能量束源中的一个的示例能量束源和偏转器系统。

图3示出了包括能量束源和偏转器的阵列的示例PBF系统的透视图。

图4A-4B示出了用于图3的PBF系统的示例多边形布局的图。

具体实施方式

下文结合附图阐述的详细描述旨在提供对本文所公开的概念的各种示例性实施例的描述，而非旨在代表其中可以实践本公开的仅有实施例。本公开使用的术语“示例性”意味着“充当示例、实例或说明”，并且不应该被解释为比本公开呈现的其他实施例更优选或更有利。详细描述包括具体细节，目的是为了提供彻底和完整的公开，将概念的范围充分传达给本领域技术人员。然而，即使在没有这些具体细节的情况下也可以实践本公开。在一些实例中，公知的结构和组件可以以框图形式示出或者完全省略，以避免模糊整篇公开中呈现的各种概念。