CN101479064B - 生产三维物体的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用粉状材料(5)逐层生产三维物体(3)的方法，所述粉状材料可通过用高能束对其进行辐照而固化。本发明方法包括以均匀预热所述粉状材料(5)为一般目的的预热步骤，随后是以将所述粉状材料熔合在一起为一般目的的固化步骤，其中所述预热步骤包括如下子步骤：通过沿分布在所述预热粉末层区域(10)上的路径(P1.1-P5.20)扫描所述束来扫描所述预热粉末层区域(10)，其中连续扫描的路径(PM.N，P(M+1).N)以至少最小安全距离(ΔY)隔开，所述最小安全距离(ΔY)适于防止不期望的来自所述连续扫描路径的在所述预热粉末层区域(10)中的加和效应。本发明还涉及适合用本发明方法进行操作的装置。

Description

生产三维物体的方法和装置
技术领域
本发明涉及用粉状材料逐层生产三维物体的方法和装置，所述粉状材料可通过以高能束对其进行辐照而固化。具体地，本发明涉及使用电子束的粉末预热方法。
背景技术
从例如US4863538、US5647931和SE524467中已知用于由粉状材料逐层生产三维物体层的设备，所述粉状材料层可通过以高能电磁辐射或电子束对其进行辐照而固化或熔合在一起。所述设备包括，例如，粉末供给、用于将粉末层施加于可竖直调节的平台或工作区域上的装置和用于在工作区域上面引导所述束的装置。当所述束在工作区域上面移动时，所述粉末烧结或熔融并固化。
当使用高能束熔融或烧结粉末时，重要的是避免超过粉末的蒸发温度，否则，粉末只会蒸发而非形成预期的产品。US2005/0186538公开了针对该问题的方法。在该方法中，在熔融/烧结阶段，将激光束反复导向同一粉末目标区域以逐步升高粉末温度。这样，避免了过高的粉末温度。
当使用电子束替代激光束时，情况有些不同。当电子束撞击粉末时，在电子目标区域周围形成电荷分布。如果所述电荷分布密度超过临界极限，则会因为粉末颗粒会互相排斥而发生放电。所述放电的结果是粉末层的结构会被破坏。将根据US2005/0186538的方法应用于配置有电子束的粉末熔融/烧结装置可能得到不好的结果，这是因为在该方法中未采取措施来避免放电。
对避免放电问题的一个解决方案是将诸如碳的导电材料添加至粉末以增加粉末的电导率。然而，该方案的缺点是，这种粉末混合物的固化工艺可能难以控制，并且所形成产品的性能可能受到不利影响。例如，机械强度可能降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种由粉状材料逐层生产三维物体的方法和装置，该方法和装置使粉状材料以受控方式恰当地熔合在一起，并且对电子束和激光束这两者都很适合。这个目的是通过独立权利要求1和11中分别限定的方法和装置来实现的。从属权利要求包含本发明的优选实施方案、进一步的展开和变化方案。
本发明涉及一种利用粉状材料逐层生产三维物体的方法，所述粉状材料可通过以高能束对其进行辐照而固化。本发明的特征在于，所述方法包括以均匀预热所述粉状材料为一般目的的预热步骤，随后是以将所述粉状材料熔合在一起为一般目的的固化步骤，其中所述预热步骤包括子步骤，即通过沿分布在所述预热粉末层区域上的路径扫描所述束来扫描所述预热粉末层区域，其中连续扫描的路径以至少最小安全距离隔开，所述最小安全距离适用于防止不期望的来自所述连续扫描路径的在所述预热粉末层区域中的加和效应。
本发明方法的一个优点是，所述预热步骤使粉末层被均匀加热，以避免在后续固化步骤中在熔融金属和粉末之间的界面中存在过大的温度梯度。通过使用适于防止来自连续扫描路径的加和效应的安全距离，可以避免第一路径扫描期间沉积于粉末的能量加和到紧随第一路径之后扫描的第二路径扫描期间沉积的能量。因此，在预热阶段期间也可以避免大的温度梯度。
当使用电子束时，预热还具有另一有利效果，那就是它增加了粉末的电导率。这又具有另一效果，即在后续固化步骤中可采用高的束电流。在使用电子束时，安全距离还具有额外的优点，那就是它消除了预热步骤期间在相对冷的粉末中形成过大电荷密度的风险。因此，避免了粉末放电。
与使用例如加热元件来加热整个粉末床的相当明显的替换方案相比，本发明使用所述束预热粉末具有几个优点。一个优点是无需更多的加热设备。另一优点是，只有真正需要加热的粉末床部分，即粉末床上层的一小部分被实际加热。这使该方法非常有效。
在本发明方法的第一优选实施方案中，预热步骤还包括再扫描所述预热粉末层区域的子步骤。这样，所述预热区域可逐步且均匀地被加热。优选地，再扫描所述预热粉末层区域期间所采用的路径相对于前次扫描所述预热粉末层区域所采用的路径有一定的间隔距离，其中所述间隔距离小于所述最小安全距离。这样，在有必要采用其中路径以短于最小安全距离的距离物理隔开的扫描模式的情形中，即需要额外的、更紧密设置的路径的情形中，也可以获得均匀预热的粉末层区域。
在本发明方法的第二优选实施方案中，在预热步骤期间提高束能量。这具有的优点是，初始时可将束能量保持在相当低的水平以避免大的电荷密度和/或温度梯度，并且，随粉末温度升高提高束能量以尽可能加快预热处理。在本发明方法的优选变化方案中，束能量在连续扫描或再扫描预热粉末层区域之间逐步提高。这使得相对容易控制该过程并且使粉末预热区域被均匀地加热。
在本发明方法的第三优选实施方案中，所述束是电子束，其中通过提高束电流来提高束能量。
优选地，所述路径形成基本上直的平行线。考虑到加和效应等因素，这种路径模式简化了在实践中有效的路径模式和路径扫描次序的找寻工作。使用直的平行路径还简化了扫描期间对所述束的控制。为进一步简化该过程，优选从一端向另一端扫描路径。
在本发明方法的第四优选实施方案中，所述预热粉末层区域大于在后续固化步骤中待熔合在一起的粉末层对应部分，并因此形成相对于该对应部分的安全界限。该安全界限确保整个产品区域(包括靠近它的周边部分)被恰当地预热，即，使粉末层的温度和电导率在待熔合在一起的部分的外边界处不突然变化。没有该安全界限就可能因温度梯度过大和/或电荷密度过大而出现问题。
本发明还涉及适用于根据本发明方法进行操作的装置。
附图说明
在下面给出的本发明描述中参考了以下附图，其中：
图1以示意图示出了用于生产三维产品的已知装置的例子，本发明方法可应用于该装置；
图2示出了本发明方法的第一优选实施方案的一个实例；
图3示出了如何将本发明方法应用于不同产品形状的实例。
具体实施方案
图1示出了用于生产三维产品的已知装置1的一个实例。装置1包括：其上将制成三维产品3的可垂直调节的工作台2、一个或多个粉末分配器4、设置为将粉末薄层分布到工作台2上用于形成粉末床5的装置28、用于将能量输送至粉末床5以将粉末床5的一些部分熔合在一起的电子枪形式的辐照枪6、用于在所述工作台2上引导辐照枪6发射的电子束的偏转线圈7、以及设置为控制装置1的不同部分的控制单元8。在典型的工作周期中，降低工作台2，将新的粉末层施加至粉末床5上，然后用电子束扫描粉末床5的上层5′的选定部分。原则上，重复进行该周期直至产品完成。本领域的技术人员熟知用于生产三维产品的与图1描绘类型和配有激光枪而非电子枪的装置有关的装置的一般功能和组成。
在使用电子束的情况下，有必要考虑电子撞击粉末床层5时在粉末中形成的电荷分布。本发明至少部分是基于这样的认识，即电荷分布密度取决于下述参数：束电流、电子速度(由加速电压给定)、束扫描速度、粉末材料和粉末电导率，即主要是粉末颗粒之间的电导率。而后者又是诸如温度、烧结度以及粉末粒度/粒度分布的一些参数的函数。
因此，对于给定的粉末，即具有确定粒度分布的确定材料的粉末和给定的加速电压，可以通过改变束电流(进而改变束功率)和束扫描速度，以影响电荷分布。
通过以受控方式改变这些参数，可通过升高粉末的温度来逐步增加粉末的电导率。高温粉末获得了显著提高的电导率，这导致更低的电荷分布密度，其原因是电荷能快速扩散至大的区域。如果使粉末在预热处理期间轻度烧结，这种效果得以增强。当电导率已变得足够高时，粉末可以凭借任意值的束电流和束扫描速度而熔合在一起，即熔融或完全烧结。
图2示出了本发明方法的优选实施方案，其中电导率增加而不产生放电。在此处，为了预热粉末，所述束沿着以某种模式分布的路径，在粉末床5的待固化部分上扫描。粉末床层5上层5′的经受过预热的部分用预热粉末层区域10表示，或仅仅用预热区域10表示(也可参见图3)。附图标记Lx和Ly表示预热区域10(本实例中为矩形)的侧边。所述束沿着由直的平行线P1.1、P1.2等表示的路径从左至右，即从x＝0向x＝Lx行进。在所述路线/路径的左侧给出了各路径的编号。在所述线/路径的右侧给出了所述路径的扫描次序。因此，待扫描的第一路径为P1.1，下一路径为P2.1，随后为路径P3.1，等等。这样连续扫描的路径以安全距离ΔY物理隔开，所述安全距离ΔY将在下面进一步论述。
根据诸如预热区域10的尺寸、束能量和束扫描速度的具体条件，为获得均匀预热的粉末层区域10，可能需要采用以短于最小安全距离ΔY的距离物理隔开所述路径的扫描模式。图2示出了该情形的例子，其中需要额外的、更紧密设置的路径。该额外路径以编号P1.2、P1.3等表示。相邻的路径，如P1.20和P2.1或P3.2和P3.3，以间隔距离δY物理隔开。如图2中的路线/路径的右侧可见，为了仍能以安全距离ΔY隔开被连续扫描的路径，并非按连续的次序扫描相邻的路径。
在图2所示的例子中，可以见到预热区域10被分成5个子区域P1至P5，并且在各子区域中，待扫描的路径数量为20；例如在第一子区域P1中的P1.1至P1.20。更一般地，路径可表示为PM.N，其中M是子区域的编号，而N是该子区域M中具体路径的编号。在图2中，M为1至5，而N为1至20，其使得待扫描路径的总数为100。M和N的值可以根据例如预热区域10的大小和粉末的期望预热温度和/或期望预烧结度变化。
如图2中的路径扫描次序所指定的，预热区域10在y方向上扫描若干次，在该例子中扫描20次。第一次扫描预热区域10时，扫描程序是扫描各子区域P1至P5中的第一路径PM.1。当完成该初始步骤时，通过扫描各子区域P1至P5中的第二路径PM.2对预热区域10进行再扫描。在随后的再扫描中，扫描各子区域P1至P5中的第三路径PM.3，等等。该程序可被看成是包括各子区域P1至P5的第N路径的一个单一扫描模式，在完成该扫描模式中的全部路径的扫描之后，该单一扫描模式在y方向，即图2中朝下的方向上移动与间隔距离δY相对应的距离。换言之，再扫描的路径相对前次扫描的路径平行地移动距离δY。附图标记N表示预热区域10的扫描或再扫描的序号，其中N从1(对应初次扫描)开始进行至最大值，在该例子中最大值为20(对应末次扫描)。下面，N的最大值用Nr表示。
预热区域10的每次扫描或再扫描具有提高粉末层温度的效果，其又具有提高粉末电导率的效果。因此，每次(再)扫描程序后，束电流增加。扫描之间的束电流可以增加的量取决于前次扫描中电导率可以提高的量。
重要的是，束电流、束扫描速度和待扫描路径应该是合适的，从而避免所述束撞击粉末的位置周围的电荷密度超过临界极限，超过该极限将发生放电。
用于描述在任意扫描程序中形成于粉末中的电荷密度的通用函数将会是相当复杂的时间和束位置的函数，这是因为，如果这些路径在空间和时间上没有很好地隔开，则沿一扫描路径生成的电荷密度将受到沿另一扫描路径生成的电荷密度影响。因此，必须考虑不同路径之间的加和效应。
在采用直的平行扫描路径的预设扫描程序中，与图2和图3所示的相类似，加和效应要容易控制得多。对于单一的直线路径，电荷密度取决于分数I/Vs，其中I为束电流且Vs为相对于粉末的束扫描速度。如果该分数太高，则每路径长度单位将有过多的电荷沉积于粉末。从生产角度看，理想的是，以有效的方式提高温度以使预热粉末所需的时间最小化。因此，束电流和束速度应尽可能地高，但不超出电荷密度的临界极限。然而，因为电荷将在扫描路径周围保持一段时间，所以不得不考虑不同扫描之间的电荷密度的加和。重要的是，直至某一最小时间段t0过去之后，所述束才返回至同一位置，或返回该同一位置附近。
因此，对于预热区域10中的给定路径长度，束扫描速度不只取决于分数I/Vs，还取决于在所述束可返回至同一位置前过去的时间段t0。由于电荷密度不仅随时间降低，还随距前次扫描位置的距离降低，所以必须在粉末层的某个位置可被扫描之前经历的所需时间段随与前次扫描位置的距离增加而降低。在一级近似中，该取决于距离的安全时间段tp可认为与束电流无关，并设为：
tp＝t0-kr＊r，
其中t0是在所述束可返回至与t＝0时相同的位置前必须经历的时间，r是t＝0时束位置与时间t的新位置之间的距离，且kr是比例因子。在此处，假定tp的值在0与t0之间，其意味着对于足够大的r值而言，可认为加和效应是可忽略不计的。
因此，预热区域10的路径的扫描必须设置成使所述路径在时间和/或空间上充分隔开，以避免预热粉末层区域10中出现不期望的电荷加和效应。这适用于如前所述的电荷加和效应，以及其中沿两条路径沉积的能量加在一起而使局部温度上升过多的能量加和效应。连续扫描的路径，例如图2中的P4.2和P5.2，必须以比其它扫描路径更高的程度物理隔开，这是因为在连续扫描路径之间经历的时间段较短(假设所述路径在每个单个路径的扫描起始之间具有相等的长度和相等的时间段)。
从给定的束扫描速度Vs和给定的路径长度Lx，可以将所需的取决于距离的安全时间段tp转换成最小安全距离ΔY，在实践中，最小安全距离ΔY比最小时间段更容易操作。该距离ΔY的所需长度取决于所述束返回至x＝0有多快。因此，ΔY随路径Lx的减少以及束扫描速度Vs的增大而增大。在图2中，连续扫描路径，例如P4.2和P5.2，以最小安全距离ΔY隔开。
如上所述，必须在可扫描不同路径之前允许经历一定的时间段。为了减少预热粉末所需的总时间，重要的是，所述束对不经历由tp所设定的“停止时间”的预热区域10部分进行扫描。
在下面的例子中使用了下述参数：
Lx，Ly＝预热粉末层区域10的侧边长度，
Vs＝束扫描速度，
I0＝初始束电流，
ΔI＝再扫描预热区域10之间的束电流增加值，
Nr＝预热区域10的扫描次数，
ΔY＝两连续扫描路径之间的距离；最小安全距离，以及
δY＝两相邻路径之间的距离；间隔距离。
对于给定的粉末层区域，即Lx、Ly的值给定时，可以通过经验获得对所讨论的粉末区域进行恰当预热所需的Vs、I0、ΔI、Nr、ΔY和δY的值。
表1示出了针对某一粉末层区域(Lx、Ly)、某一加速电压(60kV)以及某一市售粉末(气体雾化ELI Ti6AI4V)的合适的Vs、I0、ΔI、Nr、ΔY和δY值的例子。
表1
  Lx   120mm
  Ly   120mm
  Vs   10000mm/s
  I0   1mA
  ΔI   1mA
  Nr   18
  ΔY   24mm
  δY   1,2mm
假设所述束在不同路径之间“跳跃”所需的时间可以忽略(这通常是合理的假设，因为束的“跳跃”速度通常远大于其扫描速度)，并假设线性关系是有效的，可以使用表1中的参数值来产生可适用于Lx和Ly的任意值的关系。为得到最精确的经验值，这些值应采用尽可能小的粉末区域产生，即Lx和Ly的值应尽可能小。然而，通过从较大的粉末区域(较大的Lx和Ly)开始，可以以更快的方式获得可能足够精确的近似经验值。优选地，无论Lx和Ly的值多大，使用相同的δY，这是因为δY还影响完成的三维产品的表面光洁度。重要的是，单位面积沉积的总能量均匀分布，以保持所述粉末区域上的温度尽可能地均匀，与Lx和Ly的值无关。
参照表1，下述关系式和限制参数是有效的：
t0＝(Ly/ΔY)·Lx/Vs
kr＝(t0-Lx/Vs)/ΔY
k1＝I0/Vs
k2＝ΔI/Vs
k3＝(I0+Nr·ΔI)·Nr/(Vs·δY·2)
其中t0是在所述返回至前次扫描路径(附近)之前必须经历的时间段(即t0是在所述束能从例如线路PM.N返回至PM.N+1之前必须经历的时间段)；kr是用于确定在所述束从前次扫描路径以距离ΔY返回至x＝0之前必须经历的时间段的因子；k1与预热区域10的第一次扫描期间每毫米路径沉积的最大电荷总量成比例；k2与每次再扫描预热区域10时的每毫米最大电荷沉积增加值成比例；且k3与使粉末表面保持某一温度所需的每平方毫米平均能量沉积成比例。
在此处，t0和kr为最小值，而k1和k2是不应被超过的最大值。因子k3为指导值的形式，但可以看作是不应为了加快所述过程而超过的最大值。
可通过使用表1中的经验值来获得这些限制参数的值。得到这些限制参数后，它们可用于计算对于任意Lx、Ly值的5个未知参数：Vs、I0、ΔI、Nr和ΔY，只要δY保持于差不多相同的值即可。应注意，分数Ly/ΔY和ΔY/δY须为整数。因此，参数可以按迭代方式确定，其中，例如，Lx保持固定而使Ly和δY稍作变动。
基于本文给出的信息获得用于其它类型粉末的、如表1所给出的那些经验值的任务可以被视为本领域技术人员的常规工作。一般的规则是，t0(进而是tp)随粉末电导率的降低而提高。因此，对于电导率低的粉末，大的Lx、Ly、Vs、Na和ΔY值可能是必要的；而I0和ΔI值较低。
如上所述，粉末层的预热可在矩形粉末层区域上进行，该区域包围待熔合在一起的全部粉末。然而，这可能是低效率的方法，这是因为根据待生成的产品形式，可能会加热不必要的大的粉末区域。
图3以竖直视图示意地表示三个不同形状的粉末层的例子，所述粉末层待熔合在一起以形成产品3的一部分。图3还示出了对应的预热区域10(虚线)和在预热扫描期间将采用的一些选定路径P(细实线)。图3a示出了产品3，其至少在该特定层中呈中间带孔的椭圆形，而图3b和3c分别表示矩形和圆形产品3。
如图3可见，预热区域10的形状与所述产品的形状，即与待熔合粉末层的形状基本相同，但是预热区域10被扩大了，以包围待熔融在一起的部分。各预热区域10的大小合适，使得相对于待熔合在一起的粉末层的对应部分3形成一定的安全界限12。安全界限12应足以确保整个产品区域3(包括靠近它的周边部分)被恰当地预热，即使得粉末层的温度和电导率在待熔合在一起的部分的外边界处不突然变化。对于有关表1提到的Ti6AI4V粉末，安全界限12应为至少6mm。一般地，安全界限12的大小因随粉末的热导率和/或电导率的降低而增加。
如图3a和图3c中可见，路径长度可以不同。在这样的情况下，可能需要调整某些参数，例如最小安全距离ΔY，以将某些路径需要较短扫描时间的情况考虑在内。
如果所用粉末的电导率很低，并且/或者如果待熔合在一起的粉末层部分之间的距离非常长，还可能需要预热不被熔合在一起的粉末层部分，以使得所述束在待熔合在一起的部分之间“跳跃”。否则，当在不被熔合在一起的同一区域上反复跳跃时，该区域中的电荷分布密度可能超过临界值。
术语“跳跃”是指当所述束快速地从一个位置移动到另一位置时的情形，例如，从路径的终止位置移动到待扫描的下一路径的起始位置。在某些应用中，以“跳跃”来代替切换所述束的开和关可能是有利的。
在预热方法的步骤结束之后，可接着进行固化方法步骤，其中束能量可进一步提高，以将粉末颗粒熔融或烧结在一起。通过以受控的且精确的方式执行预热方法步骤，可以确保后续的固化步骤可适当地进行。
尽管在使用电子束时能够获得本发明方法的大多数优点，但是在激光束应用中，本方法也是有益的。一个例子是，本发明的方法能够生产出均匀烧结的粉末层区域。这样的烧结区域将增加粉末的热导率，由此使后续熔融步骤中熔融金属和粉末之间的界面中温度梯度过大的可能性降到最低。
本发明不限于上述实施方案，而是可以在权利要求的范围内作各种修改。例如，如果比例Lx/Vs较大，可以使后续路径靠近刚扫描的路径。在这样的情况下，安全距离ΔY可设置为等于间隔距离δY，即在每次再扫描中扫描相同的路径。
还可以按照不同于关于图2描述的次序来扫描路径。例如，可以对各子群(P1.1、P2.1等)中的第一路径扫描若干次，然后再扫描各子群(P1.2、P2.2等)中的第二路径。某些情况下，尤其是如果分数Lx/Vs较大，也可以对同一路径扫描若干次，而不扫描其间的任何其它路径。
而且，路径不一定都是直的平行线。当然，考虑到加和效应等因素，这样的路径模式简化了在实践中有效的路径模式和路径扫描次序的找寻工作。使用直的平行路径还简化了扫描期间对所述束的控制。

Claims (10)

1.一种利用粉状材料(5)逐层生产三维物体(3)的方法，所述粉状材料(5)可通过利用高能束对其进行辐照而固化，
其特征在于，所述方法包括以均匀预热所述粉状材料(5)为一般目的的预热步骤，随后是以将所述粉状材料熔合在一起为一般目的的固化步骤，其中所述预热步骤包括以下子步骤：
-通过沿分布在预热粉末层区域(10)上的路径(P1.1-P5.20)扫描所述束来扫描所述预热粉末层区域(10)，其中连续扫描的路径(PM.N，P(M+1).N)以至少最小安全距离(ΔY)隔开，所述最小安全距离(ΔY)适于防止不期望的来自所述连续扫描路径的在所述预热粉末层区域(10)中的加和效应。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预热步骤还包括子步骤：
-再扫描所述预热粉末层区域(10)。
3.权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预热粉末层区域(10)再扫描期间所采取的路径相对于所述预热粉末层区域(10)的前次扫描期间所采取的路径位移间隔距离(δY)，其中所述间隔距离(δY)小于所述最小安全距离(ΔY)。
4.上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述束的能量在所述预热步骤期间增加。
5.权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述束的能量在所述预热粉末层区域(10)的连续扫描或再扫描之间逐步增加。
6.权利要求4所述的方法，其特征在于，所述束为电子束，并且所述束的能量通过增加所述束的电流而增加。
7.权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，从一端(x＝0)向另一端(x＝Lx)扫描所述路径(PM.N)。
8.权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述路径(PM.N)是基本上平行的。
9.权利要求中1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述路径(PM.N)形成基本上直的线。
10.权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述预热粉末层区域(10)大于后续固化步骤中待熔合在一起的所述粉末层的对应部分(3)，并由此相对于所述后续固化步骤中待熔合在一起的所述粉末层的对应部分(3)形成安全界限(12)。
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Families Citing this family (174)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0317387D0 (en) 2003-07-25 2003-08-27 Univ Loughborough Method and apparatus for combining particulate material
WO2008103985A2 (en) * 2007-02-23 2008-08-28 The Exone Company, Llc Replaceable build box for three dimensional printer
US10226919B2 (en) 2007-07-18 2019-03-12 Voxeljet Ag Articles and structures prepared by three-dimensional printing method
DE102007050953A1 (de) 2007-10-23 2009-04-30 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung zum schichtweisen Aufbau von Modellen
EP2231352B1 (en) 2008-01-03 2013-10-16 Arcam Ab Method and apparatus for producing three-dimensional objects
EP2396454A1 (en) * 2009-02-10 2011-12-21 BAE Systems PLC Method of fabricating an object
EP2224038A1 (en) * 2009-02-10 2010-09-01 BAE Systems PLC Method of fabricating an object
RU2507032C2 (ru) 2009-07-15 2014-02-20 Аркам Аб Способ и устройство для создания трехмерных объектов
AU2010284207B2 (en) 2009-08-19 2016-01-28 Smith & Nephew, Inc. Porous implant structures
EP3479933A1 (en) 2009-09-17 2019-05-08 Sciaky Inc. Electron beam layer manufacturing apparatus
GB0917936D0 (en) 2009-10-13 2009-11-25 3D Printer Aps Three-dimensional printer
DE102010006939A1 (de) 2010-02-04 2011-08-04 Voxeljet Technology GmbH, 86167 Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle
DE102010013732A1 (de) 2010-03-31 2011-10-06 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle
US8461474B2 (en) 2010-03-31 2013-06-11 Sciaky, Inc. Raster methodology, apparatus and system for electron beam layer manufacturing using closed loop control
DE102010014969A1 (de) 2010-04-14 2011-10-20 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle
DE102010015451A1 (de) 2010-04-17 2011-10-20 Voxeljet Technology Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Objekte
DE102010056346A1 (de) 2010-12-29 2012-07-05 Technische Universität München Verfahren zum schichtweisen Aufbau von Modellen
DE102011007957A1 (de) 2011-01-05 2012-07-05 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Aufbauen eines Schichtenkörpers mit wenigstens einem das Baufeld begrenzenden und hinsichtlich seiner Lage einstellbaren Körper
CN103338880B (zh) 2011-01-28 2015-04-22 阿卡姆股份有限公司 三维物体生产方法
GB2493398B (en) 2011-08-05 2016-07-27 Univ Loughborough Methods and apparatus for selectively combining particulate material
DE102011111498A1 (de) 2011-08-31 2013-02-28 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung zum schichtweisen Aufbau von Modellen
FR2980380B1 (fr) * 2011-09-23 2015-03-06 Snecma Strategie de fabrication d'une piece metallique par fusion selective d'une poudre
FR2984778B1 (fr) 2011-12-23 2014-09-12 Michelin Soc Tech Procede et appareil pour realiser des objets tridimensionnels
US10144063B2 (en) 2011-12-28 2018-12-04 Arcam Ab Method and apparatus for detecting defects in freeform fabrication
WO2013098135A1 (en) 2011-12-28 2013-07-04 Arcam Ab Method and apparatus for manufacturing porous three-dimensional articles
BR112014012025A2 (pt) 2011-12-28 2017-06-13 Arcam Ab método e aparelho para aumentar em artigos tridimencionais cumulativamente fabricados
DE102012004213A1 (de) 2012-03-06 2013-09-12 Voxeljet Technology Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle
WO2013132840A1 (ja) 2012-03-09 2013-09-12 パナソニック株式会社 三次元形状造形物の製造方法
DE112012006355B4 (de) 2012-05-11 2023-05-11 Arcam Ab Pulververteilung bei additiver Herstellung
DE102012010272A1 (de) 2012-05-25 2013-11-28 Voxeljet Technology Gmbh Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Modelle mit speziellen Bauplattformen und Antriebssystemen
DE102012012363A1 (de) 2012-06-22 2013-12-24 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung zum Aufbauen eines Schichtenkörpers mit entlang des Austragbehälters bewegbarem Vorrats- oder Befüllbehälter
DE102012020000A1 (de) 2012-10-12 2014-04-17 Voxeljet Ag 3D-Mehrstufenverfahren
DE102013004940A1 (de) 2012-10-15 2014-04-17 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Modellen mit temperiertem Druckkopf
WO2014071968A1 (en) * 2012-11-06 2014-05-15 Arcam Ab Powder pre-processing for additive manufacturing
CN102941343B (zh) * 2012-11-16 2014-12-24 西北有色金属研究院 一种钛铝合金复杂零件的快速制造方法
DE102012022859A1 (de) 2012-11-25 2014-05-28 Voxeljet Ag Aufbau eines 3D-Druckgerätes zur Herstellung von Bauteilen
DE112013006029T5 (de) 2012-12-17 2015-09-17 Arcam Ab Verfahren und Vorrichtung für additive Fertigung
WO2014095200A1 (en) 2012-12-17 2014-06-26 Arcam Ab Additive manufacturing method and apparatus
DE102013003303A1 (de) 2013-02-28 2014-08-28 FluidSolids AG Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einer wasserlöslichen Gussform sowie Materialsystem zu deren Herstellung
CN103173759B (zh) * 2013-03-13 2015-05-20 华中科技大学 一种粉床随动送铺粉机构
CN103173760A (zh) * 2013-03-18 2013-06-26 张翀昊 利用第二道激光束提高3d打印金属件的致密性的方法
US9550207B2 (en) 2013-04-18 2017-01-24 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
US9676031B2 (en) 2013-04-23 2017-06-13 Arcam Ab Method and apparatus for forming a three-dimensional article
US9415443B2 (en) 2013-05-23 2016-08-16 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
US9468973B2 (en) 2013-06-28 2016-10-18 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
JP2015038237A (ja) * 2013-08-19 2015-02-26 独立行政法人産業技術総合研究所 積層造形物、粉末積層造形装置及び粉末積層造形方法
US9505057B2 (en) 2013-09-06 2016-11-29 Arcam Ab Powder distribution in additive manufacturing of three-dimensional articles
WO2015039817A1 (en) * 2013-09-20 2015-03-26 Arcam Ab Method for additive manufacturing of three-dimensional article(s)
US9676032B2 (en) * 2013-09-20 2017-06-13 Arcam Ab Method for additive manufacturing
DE102013018182A1 (de) 2013-10-30 2015-04-30 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Modellen mit Bindersystem
US10434572B2 (en) 2013-12-19 2019-10-08 Arcam Ab Method for additive manufacturing
DE102013018031A1 (de) 2013-12-02 2015-06-03 Voxeljet Ag Wechselbehälter mit verfahrbarer Seitenwand
DE102013020491A1 (de) 2013-12-11 2015-06-11 Voxeljet Ag 3D-Infiltrationsverfahren
US9802253B2 (en) 2013-12-16 2017-10-31 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
US10130993B2 (en) * 2013-12-18 2018-11-20 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
EP2886307A1 (de) 2013-12-20 2015-06-24 Voxeljet AG Vorrichtung, Spezialpapier und Verfahren zum Herstellen von Formteilen
US9789563B2 (en) * 2013-12-20 2017-10-17 Arcam Ab Method for additive manufacturing
US9789541B2 (en) 2014-03-07 2017-10-17 Arcam Ab Method for additive manufacturing of three-dimensional articles
DE102014004692A1 (de) 2014-03-31 2015-10-15 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung für den 3D-Druck mit klimatisierter Verfahrensführung
US20150283613A1 (en) 2014-04-02 2015-10-08 Arcam Ab Method for fusing a workpiece
WO2015155745A1 (en) * 2014-04-10 2015-10-15 Ge Avio S.R.L. Process for forming a component by means of additive manufacturing, and powder dispensing device for carrying out such a process
CN105014961A (zh) * 2014-04-29 2015-11-04 中国科学院福建物质结构研究所 3d打印装置及其振镜扫描控制方法
DE102014007584A1 (de) 2014-05-26 2015-11-26 Voxeljet Ag 3D-Umkehrdruckverfahren und Vorrichtung
CA2952633C (en) 2014-06-20 2018-03-06 Velo3D, Inc. Apparatuses, systems and methods for three-dimensional printing
EP3174651B1 (de) 2014-08-02 2020-06-17 voxeljet AG Verfahren und gussform, insbesondere zur verwendung in kaltgussverfahren
EP3183108B1 (en) 2014-08-20 2020-12-09 Etxe-Tar, S.A. Method and system for additive manufacturing using a light beam
US9347770B2 (en) 2014-08-20 2016-05-24 Arcam Ab Energy beam size verification
JP5893112B1 (ja) * 2014-10-06 2016-03-23 株式会社ソディック 積層造形装置
DE102014222302A1 (de) * 2014-10-31 2016-05-04 Siemens Aktiengesellschaft Herstellen eines Bauteils durch Selektives Laserschmelzen
US10786865B2 (en) 2014-12-15 2020-09-29 Arcam Ab Method for additive manufacturing
DE102015006533A1 (de) 2014-12-22 2016-06-23 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen mit Schichtaufbautechnik
US9721755B2 (en) 2015-01-21 2017-08-01 Arcam Ab Method and device for characterizing an electron beam
US10953600B2 (en) 2015-01-30 2021-03-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating 3D objects
DE102015202964A1 (de) 2015-02-18 2016-08-18 Eos Gmbh Electro Optical Systems Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
DE102015003372A1 (de) 2015-03-17 2016-09-22 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen mit Doppelrecoater
US20160271732A1 (en) * 2015-03-19 2016-09-22 Dm3D Technology, Llc Method of high rate direct material deposition
US11014161B2 (en) 2015-04-21 2021-05-25 Arcam Ab Method for additive manufacturing
DE102015006363A1 (de) 2015-05-20 2016-12-15 Voxeljet Ag Phenolharzverfahren
US11478983B2 (en) 2015-06-19 2022-10-25 General Electric Company Additive manufacturing apparatus and method for large components
US10449606B2 (en) * 2015-06-19 2019-10-22 General Electric Company Additive manufacturing apparatus and method for large components
JP6483551B2 (ja) 2015-07-03 2019-03-13 株式会社アスペクト 粉末床溶融結合装置
DE102015213140A1 (de) * 2015-07-14 2017-01-19 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
EP3271151B1 (en) * 2015-07-30 2022-04-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Controlled heating for 3d printing
DE102015011503A1 (de) 2015-09-09 2017-03-09 Voxeljet Ag Verfahren zum Auftragen von Fluiden
DE102015011790A1 (de) 2015-09-16 2017-03-16 Voxeljet Ag Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Formteile
US10807187B2 (en) 2015-09-24 2020-10-20 Arcam Ab X-ray calibration standard object
US10583483B2 (en) 2015-10-15 2020-03-10 Arcam Ab Method and apparatus for producing a three-dimensional article
KR101726833B1 (ko) * 2015-10-28 2017-04-14 조선대학교산학협력단 플라즈마 전자빔을 이용한 철계·비철계 제품 쾌속 생산공정
CN108367498A (zh) 2015-11-06 2018-08-03 维洛3D公司 Adept三维打印
EP3189960A4 (en) 2015-11-13 2018-04-04 Technology Research Association for Future Additive Manufacturing Three-dimensional additive manufacturing device, production method for three-dimensional additive manufacturing device, and production program for three-dimensional additive manufacturing device
US10525531B2 (en) 2015-11-17 2020-01-07 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
US10610930B2 (en) 2015-11-18 2020-04-07 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
DE102015015353A1 (de) 2015-12-01 2017-06-01 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen mittels Überschussmengensensor
US20170157857A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-08 United Technologies Corporation Adjusting process parameters to reduce conglomerated powder
CN108472729A (zh) * 2015-12-09 2018-08-31 韩国生产技术研究院 可控制微观组织以及析出硬化的利用3d打印的金属材料的立体成型方法
US10207454B2 (en) 2015-12-10 2019-02-19 Velo3D, Inc. Systems for three-dimensional printing
EP3387565A2 (de) * 2015-12-11 2018-10-17 EOS GmbH Electro Optical Systems Verfahren und vorrichtung zur prüfung eines eingangsdatensatzes einer generativen schichtbauvorrichtung
US10434573B2 (en) 2016-02-18 2019-10-08 Velo3D, Inc. Accurate three-dimensional printing
DE102016203955A1 (de) * 2016-03-10 2017-09-14 Eos Gmbh Electro Optical Systems Generatives Schichtbauverfahren mit verbesserter Detailauflösung und Vorrichtung zur Durchführung desselben
US11247274B2 (en) 2016-03-11 2022-02-15 Arcam Ab Method and apparatus for forming a three-dimensional article
JP6412049B2 (ja) * 2016-04-14 2018-10-24 ファナック株式会社 金属粉を供給しながらレーザを照射する加工部を移動させて積層造形を行う積層造形加工方法及び積層造形加工装置
US10549348B2 (en) 2016-05-24 2020-02-04 Arcam Ab Method for additive manufacturing
US11325191B2 (en) 2016-05-24 2022-05-10 Arcam Ab Method for additive manufacturing
US10525547B2 (en) 2016-06-01 2020-01-07 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
US20170348792A1 (en) * 2016-06-01 2017-12-07 Arcam Ab Method for additive manufacturing
DE112017002948T5 (de) * 2016-06-13 2019-03-07 Dmg Mori Co., Ltd. Systeme und verfahren zur temperaturregelung in einem additiven fertigungsverfahren
US11691343B2 (en) 2016-06-29 2023-07-04 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing and three-dimensional printers
EP3492244A1 (en) 2016-06-29 2019-06-05 VELO3D, Inc. Three-dimensional printing system and method for three-dimensional printing
US10315409B2 (en) * 2016-07-20 2019-06-11 Xerox Corporation Method of selective laser sintering
US10649355B2 (en) 2016-07-20 2020-05-12 Xerox Corporation Method of making a polymer composite
EP3315294B1 (en) 2016-09-02 2021-05-26 Technology Research Association for Future Additive Manufacturing Three-dimensional laminate molding device, control method of three-dimensional laminate molding device, and control program of three-dimensional laminate molding device
US10792757B2 (en) 2016-10-25 2020-10-06 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
CN106626377B (zh) * 2016-10-25 2019-08-30 天津清研智束科技有限公司 实时检测粉床表面变形的增材制造方法及增材制造装置
US11207734B2 (en) * 2016-10-31 2021-12-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fusing of metallic particles
US10661341B2 (en) 2016-11-07 2020-05-26 Velo3D, Inc. Gas flow in three-dimensional printing
US10457033B2 (en) 2016-11-07 2019-10-29 The Boeing Company Systems and methods for additively manufacturing composite parts
US11440261B2 (en) 2016-11-08 2022-09-13 The Boeing Company Systems and methods for thermal control of additive manufacturing
DE102016013610A1 (de) 2016-11-15 2018-05-17 Voxeljet Ag Intregierte Druckkopfwartungsstation für das pulverbettbasierte 3D-Drucken
US10843452B2 (en) 2016-12-01 2020-11-24 The Boeing Company Systems and methods for cure control of additive manufacturing
US10987752B2 (en) 2016-12-21 2021-04-27 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
US20180186081A1 (en) 2017-01-05 2018-07-05 Velo3D, Inc. Optics in three-dimensional printing
US11458561B2 (en) 2017-01-12 2022-10-04 Advantest Corporation Electron beam column for three-dimensional printing device, three-dimensional printing device, and three-dimensional printing method
CN106825569B (zh) * 2017-03-02 2018-12-11 天津清研智束科技有限公司 具有预热功能的增材制造方法及增材制造装置
US10442003B2 (en) 2017-03-02 2019-10-15 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing of three-dimensional objects
US20180281283A1 (en) 2017-03-28 2018-10-04 Velo3D, Inc. Material manipulation in three-dimensional printing
US20180311760A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 Divergent Technologies, Inc. Powder-bed fusion beam scanning
DE102017207264A1 (de) * 2017-04-28 2018-10-31 Eos Gmbh Electro Optical Systems Homogenisierung des Energieeintrags
US11059123B2 (en) 2017-04-28 2021-07-13 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
WO2018217646A1 (en) 2017-05-22 2018-11-29 Howmedica Osteonics Corp. Device for in-situ fabrication process monitoring and feedback control of an electron beam additive manufacturing process
US11292062B2 (en) * 2017-05-30 2022-04-05 Arcam Ab Method and device for producing three-dimensional objects
US11135773B2 (en) * 2017-06-23 2021-10-05 Applied Materials, Inc. Additive manufacturing with multiple mirror scanners
JP6887896B2 (ja) * 2017-06-28 2021-06-16 日本電子株式会社 ３次元積層造形装置
DE102017006860A1 (de) 2017-07-21 2019-01-24 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen mit Spektrumswandler
EP3680044B1 (en) * 2017-09-06 2021-12-15 IHI Corporation Three-dimensional shaping device and three-dimensional shaping method
KR102056825B1 (ko) * 2017-09-28 2019-12-17 조선대학교산학협력단 플라즈마 전자빔을 이용한 금속분말을 예열 및 소결층 생성 공정
US11185926B2 (en) 2017-09-29 2021-11-30 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
CN111148619B (zh) 2017-10-06 2022-03-22 株式会社Ihi 三维造型装置以及三维造型方法
JP7024328B2 (ja) 2017-10-31 2022-02-24 株式会社Ihi 金属部材の作製方法
EP3705213A1 (en) * 2017-10-31 2020-09-09 IHI Corporation Three-dimensional shaping device and three-dimensional shaping method
US10529070B2 (en) 2017-11-10 2020-01-07 Arcam Ab Method and apparatus for detecting electron beam source filament wear
CN108057886B (zh) * 2017-11-17 2019-07-26 深圳市圆梦精密技术研究院 电子选区熔化的扫描方法
JP6405028B1 (ja) * 2017-11-17 2018-10-17 株式会社ソディック 積層造形装置
US10821721B2 (en) 2017-11-27 2020-11-03 Arcam Ab Method for analysing a build layer
US11072117B2 (en) 2017-11-27 2021-07-27 Arcam Ab Platform device
US11517975B2 (en) 2017-12-22 2022-12-06 Arcam Ab Enhanced electron beam generation
US10272525B1 (en) 2017-12-27 2019-04-30 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing systems and methods of their use
US10144176B1 (en) 2018-01-15 2018-12-04 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing systems and methods of their use
DE102018202506A1 (de) * 2018-02-19 2019-08-22 Eos Gmbh Electro Optical Systems Additives Herstellverfahren mit kontrollierter Verfestigung und zugehörige Vorrichtung
US11458682B2 (en) 2018-02-27 2022-10-04 Arcam Ab Compact build tank for an additive manufacturing apparatus
US11267051B2 (en) 2018-02-27 2022-03-08 Arcam Ab Build tank for an additive manufacturing apparatus
US11400519B2 (en) 2018-03-29 2022-08-02 Arcam Ab Method and device for distributing powder material
CN112313067B (zh) 2018-04-23 2023-02-03 物化股份有限公司 激光烧结中的热控制
JP7196918B2 (ja) * 2018-06-26 2022-12-27 株式会社Ihi 三次元造形装置
AU2019206103A1 (en) 2018-07-19 2020-02-06 Howmedica Osteonics Corp. System and process for in-process electron beam profile and location analyses
CN109465447A (zh) * 2018-11-26 2019-03-15 南京航空航天大学 一种三激光辅助预热缓冷的增材制造方法及设备
US20220105567A1 (en) * 2019-01-29 2022-04-07 Freemelt Ab Spot preheating
DE102019000796A1 (de) 2019-02-05 2020-08-06 Voxeljet Ag Wechselbare Prozesseinheit
US11686889B2 (en) 2019-02-28 2023-06-27 General Electric Company Systems and methods for direct laser melting of metals using non-diffracting laser beams
EP3705211A1 (en) * 2019-03-05 2020-09-09 Siemens Aktiengesellschaft Method for heating a base material in additive manufacturing
DE102019208836A1 (de) * 2019-06-18 2020-12-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung von formkomplexen dreidimensionalen Bauteilen
DE102019208837A1 (de) * 2019-06-18 2020-12-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung von formkomplexen dreidimensionalen Bauteilen
WO2021003309A2 (en) * 2019-07-02 2021-01-07 Nikon Corporation Selective sintering and powderbed containment for additive manufacturing
JP6954963B2 (ja) * 2019-09-09 2021-10-27 日本電子株式会社 ３次元積層造形方法及び３次元積層造形装置
DE102019007595A1 (de) 2019-11-01 2021-05-06 Voxeljet Ag 3d-druckverfahren und damit hergestelltes formteil unter verwendung von ligninsulfat
CN111266584B (zh) * 2020-04-14 2022-02-11 天津清研智束科技有限公司 一种增材制造方法
DE102020112719A1 (de) 2020-05-11 2021-11-11 Pro-Beam Gmbh & Co. Kgaa Verfahren sowie Anlage zum Bearbeiten eines pulverförmigen Werkstoffes zur additiven Herstellung eines Werkstücks
US11925981B2 (en) * 2020-06-29 2024-03-12 Arcam Ab Method, apparatus and control unit for selectively sintering a powder layer in additive manufacturing processes to achieve a future, desired heat conductivity
DE112020007402T5 (de) * 2020-07-09 2023-05-04 Lixil Corporation Verfahren zur additiven herstellung eines bauteils
CN111804916B (zh) * 2020-08-27 2020-12-29 西安赛隆金属材料有限责任公司 一种电子束3d打印粉床预热方法
EP4008455A1 (en) * 2020-12-03 2022-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Fusing one or more cross sections by electron beam powder bed fusion
EP4288231A1 (en) * 2021-02-02 2023-12-13 Materialise NV Heating techniques for additive manufacturing
JP7390327B2 (ja) * 2021-03-19 2023-12-01 日本電子株式会社 三次元積層造形装置および三次元積層造形方法
JP2023013543A (ja) * 2021-07-16 2023-01-26 日本電子株式会社 三次元積層造形装置および三次元積層造形方法
CN113351885B (zh) * 2021-08-11 2021-11-30 西安赛隆金属材料有限责任公司 高能束扫描路径规划方法、增材制造方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4863538A (en) * 1986-10-17 1989-09-05 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and apparatus for producing parts by selective sintering
US6007764A (en) * 1998-03-27 1999-12-28 United Technologies Corporation Absorption tailored laser sintering
CN1729068A (zh) * 2002-12-19 2006-02-01 阿卡姆股份公司 用于制造三维物体的装置
CN2761319Y (zh) * 2004-12-15 2006-03-01 华中科技大学 一种直接制造金属零件的快速成形系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5609813A (en) * 1988-04-18 1997-03-11 3D Systems, Inc. Method of making a three-dimensional object by stereolithography
US5217583A (en) 1991-01-30 1993-06-08 University Of Cincinnati Composite electrode for electrochemical processing and method for using the same in an electrolytic process for producing metallic aluminum
JPH058307A (ja) * 1991-07-08 1993-01-19 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 光学的造形法
JP3218769B2 (ja) * 1993-02-01 2001-10-15 ソニー株式会社 光学的造形方法
US5427733A (en) 1993-10-20 1995-06-27 United Technologies Corporation Method for performing temperature-controlled laser sintering
DE4400523C2 (de) 1994-01-11 1996-07-11 Eos Electro Optical Syst Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
RU2145269C1 (ru) 1995-06-16 2000-02-10 Самарский филиал Физического института им.П.Н.Лебедева РАН Способ изготовления объемных изделий из порошковой композиции
US5817206A (en) * 1996-02-07 1998-10-06 Dtm Corporation Selective laser sintering of polymer powder of controlled particle size distribution
JP4739507B2 (ja) * 2000-11-29 2011-08-03 株式会社アスペクト ３次元造形装置
GB2378151A (en) * 2001-07-31 2003-02-05 Dtm Corp Fabricating a three-dimensional article from powder
SE524467C2 (sv) 2002-12-13 2004-08-10 Arcam Ab Anordning för framställande av en tredimensionell produkt, där anordningen innefattar ett hölje
DE102004009127A1 (de) 2004-02-25 2005-09-15 Bego Medical Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Produkten durch Sintern und/oder Schmelzen
US20050263934A1 (en) 2004-05-28 2005-12-01 3D Systems, Inc. Single side feed parked powder wave heating with wave flattener
US7569174B2 (en) * 2004-12-07 2009-08-04 3D Systems, Inc. Controlled densification of fusible powders in laser sintering

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4863538A (en) * 1986-10-17 1989-09-05 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and apparatus for producing parts by selective sintering
US6007764A (en) * 1998-03-27 1999-12-28 United Technologies Corporation Absorption tailored laser sintering
CN1729068A (zh) * 2002-12-19 2006-02-01 阿卡姆股份公司 用于制造三维物体的装置
CN2761319Y (zh) * 2004-12-15 2006-03-01 华中科技大学 一种直接制造金属零件的快速成形系统

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Patentee: Akam Corporation

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