CN103906590A - 用于通过选择性地熔化粉末来制造部件的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过选择性地熔化粉末来制造部件的装置，该装置包括：容器，所述容器的底部由一可移动板(6)构成；用于将粉末带进所述容器中的构件；以及用于生成和移动设计为导致容器中的粉末选择性熔化的激光束或电子束的构件。该可移动板(6)设置有用于沿着平行于其平面的至少一个方向(X)拉伸的构件(24)。

Description

用于通过选择性地熔化粉末来制造部件的装置
技术领域
本发明涉及一种在激光束或电子束的帮助下用于通过选择性地熔化粉末来制造部件的装置。
背景技术
这种装置以直接金属激光烧结或电子束熔化的方式在已知方法的帮助下使部件能够制造。
该方法包括通过借助激光束或电子束熔化连续层的粉末来制造部件，所述激光束或电子束由数据处理器系统所控制，所述数据处理器系统已经记录在待在其中生成连续层的点的三维坐标中。以实践的方式，容器具有由沿着垂直平移方向可移动的板所形成的底部，其具有在刮拭器的帮助下定位在其底部上的第一层粉末。所述层然后具有对应于所述板的顶部表面的底面以及激光束或电子束被引导到其上且在其上移动的顶部表面。由所述束所传送的能量导致粉末局部地熔化，并在凝固粉末期间形成第一层金属部件。
在此第一层已经形成后，所述板以对应于一层的厚度的距离下降，然后第二层的粉末由刮拭器带到先前层上。以与以前相同的方式，第二层的金属部件在激光束或电子束的帮助下通过熔化而形成。
重复这些操作直至整个部件已经制造。
可移动板整体地由螺钉把持到可移动支撑件上，所述可移动支撑件通过致动致动器在容器内侧沿着垂直平移方向自己移动。
在部件的整个制造期间必须保证可移动板的顶部表面是平面。不幸的是，激光束或电子束的连续通路导致可移动板的热应力，如果其不足够刚硬，则可能引起板的变形。
为了具有足够的硬度，可移动板具有很大的厚度，例如，由Inconel718制成的板的大约60毫米的厚度。
这种板的成本很高，包括可移动板和部件的组件也非常重，因此导致其运输困难。
最后，可移动板具有非常大的热惯性，因此在制造期间或制造后使用的热处理期间要求长的加热周期，例如用于缓解或用于解除应力的热处理。
发明内容
本发明的具体目的是为了针对这些问题提供简单、有效和廉价的解决方法。
为此，本发明提供了一种用于通过选择性地熔化粉末来制造部件的装置，本发明包括：具有由可移动板构成的底部的容器；用于将粉末带进该容器中的构件；以及用于生成和移动被设计成导致在容器中的粉末选择地熔化的激光束或电子束的构件，本发明的特征在于：其包括用于沿着平行于该可移动板的平面的至少一个方向拉伸该可移动板的拉伸构件。
拉伸可移动板使得可以有效的方式保证其是平的，即使当该板具有小的厚度时。
可移动板的厚度以及因此其重量和热惯性因此可以减少。
有利地，该拉伸构件设计成使所述可移动板承受沿着两个垂直方向定向的拉力。
在本发明的优选实施例中，所述拉伸构件包括经由该可移动板的至少一个边缘施加力的至少一个致动器。
该可移动板也可以包括拉伸构件所撑靠的至少一个周缘。
根据本发明的特征，一隔片安装在该可移动板的所述周缘与所述拉伸构件之间。
该隔片尤其用来沿着所述周缘分布力。
在例中，该可移动板具有3mm至10mm范围内的厚度。
优选地，该拉紧构件安装在所述可移动板下的可移动支撑件上。
在本发明的实施例中，该可移动板的形状是矩形或方形，并包括在每个其边缘处向下延伸的周缘，每个周缘承受由拉伸构件产生的力。
附图说明
通过阅读以下通过非限制性实例并参考附图所进行的描述，可以更好地理解本发明，并且，本发明的其他细节、特征和优点将显而易见，其中：
图1是用于通过选择性地熔化粉末来制造部件的现有技术装置的示意图；
图2是显示可移动板如何安装在现有技术的可移动支撑件上的详细视图；
图3是显示可移动板如何安装在本发明的可移动支撑件上的分解示意图；以及
图4是显示可移动板如何安装在本发明的可移动支撑件上的截面视图。
具体实施方式
图1显示用于通过选择性地熔化粉末来制造金属部件的已知装置。其包括：罐1，所述罐1包括金属粉末2并具有借助致动器的杆4沿着垂直平移的方向可移动的底部3；以及相邻容器5，在所述相邻容器5中，其底部由紧固在一可移动支撑件7上的可移动板6所构成，该可移动支撑件7通过一致动器的杆8沿着垂直平移方向同样地是可移动的。
该装置也具有通过沿着水平平面A移动用于将粉末从罐1带到容器5的刮拭器9，以及用于生成激光束或电子束的构件10，该构件与用于引导和移动所述束12的装置11相连。
在该装置的帮助下制造金属部件的步骤如下：
首先，罐1的底部3向上移动，以使一定数量的粉末2位于水平平面A上。刮拭器9然后从左向右移动，以便刮拭来自罐1的所述层的粉末2，以便将其带到容器5中。确定粉末2的数量和所述板6的位置，以便形成一层选定且恒定厚度的粉末，多余的粉末15排放到容器16中。
激光束或电子束12然后扫描在容器5中形成的该层的确定区域，以便在该扫描区域中局部地熔化粉末2。该熔化区域凝固，以便形成该待制造部件的第一层13，此层13的厚度在例如10μm至100μm之间的范围内。
以与之前相同的方式，所述板6然后下降，第二层的粉末2被带到第一层粉末上。通过控制所述束12的移动，该金属部件的第二层14通过在第一层13上熔化粉末来形成。
重复这些操作直至制造出整个部件。
如图2中所示，在现有技术的装置中，可移动板6借助螺钉17紧固到可移动支撑件7上。
为了避免在部件制造过程中可移动板6的变形，所述板6的厚度e比较大，例如大约60mm。如以上所解释的，这种板比较昂贵且沉重，其具有较大的热惯性。
为了减轻这些缺点，本发明提出了利用拉伸构件来固定可移动板6。所述板6然后不再通过螺钉紧固到可移动支撑件7上。
更特别地，可移动板6具有矩形或方形的形状，具有面向容器中的顶面18和面向可移动支撑件7的底面19。
底面19具有周缘20，21，22，23，所述周缘从可移动板6的外围边缘朝向可移动支撑件7向下延伸。
该拉伸构件包括沿着在一水平面中的轴线X定向的第一液压致动器24。该第一致动器的第一端部25经由沿着周缘20的整个长度延伸的隔片26抵靠周缘20，第一致动器24的第二端部27经由沿着周缘21的整个长度延伸的隔片28抵靠面对着周缘20的周缘21。
该拉伸构件还包括在沿着垂直于轴线X的轴线Y在水平平面中定向的第二液压致动器。该第二致动器的第一端部经由沿着周缘22的整个长度延伸的隔片29而抵靠周缘22，该第二致动器的第二端部经由沿着周缘23的整个长度延伸的隔片30抵靠面对周缘22的周缘23。
在所示出的实施例中，可移动板沿其拉伸的轴线X和Y平行于所述板的边缘。
通过启动致动器，该可移动板在所述水平平面中拉伸(如图3中的箭头所示)，从而在通过选择性地激光熔化粉末来制造部件的同时可以保证其是平的，同时也减少其厚度。
在例中，可移动板6由Inconel718制成，其厚度e在3mm至10mm的范围内。沿着轴线X和Y的所述板6的尺寸分别为250mm与250mm。
由第一致动器24所施加的力在100N至1000N的范围内，由第二致动器所施加的力在100N至1000N的范围内。
可移动板6的厚度与由致动器所施加的力通过材料强度的计算，特别是在克希霍夫定律的帮助下，更精确地确定。
自然地，任何类型的构件均可用于拉伸可移动板，例如用螺钉致动器取代液压致动器。

Claims (9)

1.一种用于通过选择性地熔化粉末来制造部件的装置，该装置包括：具有由一可移动板(6)构成的底部的容器(5)；用于将所述粉末(2)带进所述容器(5)中的构件(1，3，9)；以及用于生成和移动设计为导致在所述容器(5)中的粉末选择性熔化的激光束(12)或电子束的构件(10，11)，其特征在于：其包括用于沿着平行于所述可移动板(6)的平面的至少一个方向(X，Y)拉伸所述可移动板(6)的拉伸构件(24)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述拉伸构件设计为使所述可移动板(6)承受沿着两个垂直方向(X，Y)定向的拉力。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述拉力平行于所述可移动板的两个侧面。
4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于：所述拉伸构件包括经由所述可移动板(6)的至少一个边缘(20，21)施加力的至少一个致动器(24)。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的装置，其特征在于：所述可移动板包括所述拉伸构件抵靠于其上的至少一个周缘(20，21，22，23)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：力散布隔片(26，28，29，30)安装在所述可移动板(6)的周缘(20，21，22，23)与所述拉伸构件(24)之间。
7.根据权利要求1至6中任何一项所述的装置，其特征在于：所述可移动板(6)具有3mm至10mm范围内的厚度(e)。
8.根据权利要求1至7中任何一项所述的装置，其特征在于：所述拉伸构件安装在所述可移动板(6)下的可移动支撑件(7)上。
9.根据权利要求5至8中任何一项所述的装置，其特征在于：所述可移动板(6)的形状是矩形的或正方形的，并在其每个边缘处包括远离所述容器(5)而向下延伸的周缘(20，21，22，23)，每个所述周缘(20，21，22，23)均承受由所述拉伸构件所产生的力。
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