CN105312568A - 增材制造方法以及具有纤维增强的系统 - Google Patents

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CN105312568A CN201510401191.7A CN201510401191A CN105312568A CN 105312568 A CN105312568 A CN 105312568A CN 201510401191 A CN201510401191 A CN 201510401191A CN 105312568 A CN105312568 A CN 105312568A
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Abstract

本发明题为增材制造方法以及具有纤维增强的系统。用于制作纤维增强合成物体的增材制造方法包括提供粉末材料的至少第一层，将纤维材料设置成与粉末材料的至少第一层相邻以形成纤维增强层，并且将激光能量应用于粉末材料的至少第一层，以便将粉末材料熔合成为与纤维增强合成物体的纤维增强层相邻的至少第一激光熔合材料层。

Description

增材制造方法以及具有纤维增强的系统
技术领域
本文所公开的主题涉及增材制造(additivemanufacturing)方法和系统，以及更具体来说，涉及增材制造方法以及具有纤维增强的系统。
背景技术
增材制造过程一般涉及一个或多个材料的积聚，以制作网形或者近网形物体，与减材制造方法形成对照。虽然“增材制造”是工业标准术语(ASTMF2792)，但是增材制造包含以多种名称已知的各种制造和原型制作技术，包括自由成型加工、3D印刷、快速原型制作/加工等。增材制造技术能够从大量材料来制作复合组件。一般来说，独立物体能够从计算机辅助设计(CAD)模型来制作。一种示范增材制造过程使用能量束、例如电子束或电磁辐射(例如激光束)来烧结或熔融粉末材料，从而创建固体三维物体，其中粉末材料的微粒接合在一起。可使用不同材料系统，例如工程塑料、热塑弹性体、金属和陶瓷。激活烧结或熔融是一种用于功能原型和工具的快速制作的示范增材制造过程。应用能够包括用于熔模铸造的图案、用于注射成型和压铸的金属铸型、用于砂铸的铸型和型芯以及比较复杂组件本身。促进设计周期期间的概念的传递和测试的原型物体的制作是增材制造过程的其他潜在使用。同样，包括更复杂设计、例如具有内部通道(其不容许其他制造技术，包括铸造或锻造)的那些设计的组件可使用增材制造方法来制作。
激光烧结能够表示通过使用激光束烧结或熔融细粉末，来产生三维(3D)物体。具体来说，烧结能够需要在低于粉末材料的熔点的温度下熔合(凝聚)粉末的微粒，而熔融能够需要完全熔融粉末的微粒，以形成固体均质体。与激光烧结或激光熔融关联的物理过程包括到粉末材料的热传递，并且然后烧结或熔融粉末材料。虽然激光烧结和熔融过程能够应用于大范围的粉末材料，但是生产路线的科技方面、例如烧结或熔融速率以及在层制造过程期间的处理参数对微结构演进的影响能够引起多种生产考虑因素。例如，这种制作方法可伴随热、质量和动量传递的多种模式和化学反应。
激光烧结/熔融技术具体能够需要将激光束投射到基板(例如构建板)上的可控量的粉末材料(例如粉末金属材料)上，以便在其上形成一层熔合微粒或熔融材料。通过沿预定通路(常常称作扫描模式)相对于基板移动激光束，层能够在基板上沿两个维(例如“x”和“y”方向)来限定，层的高度或厚度(例如“z”方向)部分通过激光束和粉末材料参数来确定。扫描模式能够包括平行扫描线、又称作扫描向量或影线，以及两个相邻扫描线之间的距离可称作影线间距，其可小于激光束的直径，以便实现充分重叠，以确保粉末材料的完全烧结或熔融。重复激光器沿扫描模式的全部或部分的移动可促进材料的其他层被沉积并且然后烧结或熔融，由此制作三维物体。
例如，激光烧结和熔融技术能够包括使用连续波(CW)激光器，例如工作在或者大约在1064nm的Nd：YAG激光器。这类实施例可促进特别适合于修复应用或者后续机器加工操作是可接受的情况的较高材料沉积速率，以便取得完成物体。作为替代或补充，可利用其他激光烧结和熔融技术，例如脉冲激光器、不同类型的激光器、不同功率/波长参数、不同粉末材料或者各种扫描模式，以促进一个或多个三维物体的生产。但是，三维物体的所产生物理特性(例如强度、重量、密度等)可取决于原始粉末材料组成以及烧结和/或熔融所述粉末材料的后续效果。
相应地，备选增材制造方法以及具有纤维增强的系统会是本领域所欢迎的。
发明内容
在一个实施例中，公开一种用于制作纤维加强合成物体的增材制造方法。该方法包括提供粉末材料的至少第一层，将纤维材料设置成与粉末材料的至少第一层相邻以形成纤维增强层，并且将激光能量应用于粉末材料的至少第一层，以便将粉末材料熔合成为与纤维增强合成物体的纤维增强层相邻的至少第一激光熔合材料层。
在另一个实施例中，公开一种通过增材制造所制造的纤维增强合成物体。纤维增强合成物体包括其中包括由激光器所熔合的粉末材料的多个激光熔合材料层以及设置在相邻激光熔合材料层之间的至少一个纤维增强层。
在又一个实施例中，公开一种用于制造纤维加强合成物体的增材制造系统。增材制造系统包括：构建板；粉末涂布器，其将粉末材料层设置到构建板上；以及纤维编织器，其将纤维材料层设置到构建板上。增材制造系统还包括激光生成系统，其生成定向到构建板的激光束，以便烧结其上设置的粉末材料层，以便迭代地构建纤维增强合成物体的多个激光熔合材料层，其中纤维材料的至少一个纤维增强层设置在相邻激光熔合材料层之间。
结合附图考虑以下详细描述，将会更全面了解通过本文所述实施例所提供的这些和附加特征。
技术方案1：一种用于制作纤维增强合成物体的增材制造方法，所述增材制造方法包括：
提供粉末材料的至少第一层；
将纤维材料设置成与粉末材料的所述至少第一层相邻，以形成纤维增强层；以及
将激光能量应用于粉末材料的所述至少第一层，以便将所述粉末材料熔合成为与所述纤维增强合成物体的纤维增强层相邻的至少第一激光熔合材料层。
技术方案2：如技术方案1所述的增材制造方法，还包括：
提供粉末材料的至少第二层；以及
将激光能量应用于粉末材料的所述至少第二层，以便将所述粉末材料熔合成为所述纤维增强合成物体的至少第二纤维熔合材料层。
技术方案3：如技术方案2所述的增材制造方法，还包括将附加纤维材料设置成与粉末材料的所述至少第二层相邻，以形成附加纤维增强层。
技术方案4：如技术方案1所述的增材制造方法，其中，所述粉末材料包括钴铬合金。
技术方案5：如技术方案1所述的增材制造方法，其中，所述纤维材料包括纤维。
技术方案6：如技术方案1所述的增材制造方法，其中，所述纤维材料包括空心管。
技术方案7：如技术方案1所述的增材制造方法，其中，将所述激光能量应用于粉末材料的所述至少第一层包括多遍所述激光能量。
技术方案8：如技术方案1所述的增材制造方法，其中，所述纤维材料的直径小于或等于所述粉末材料的构建层厚度。
技术方案9：一种通过增材制造所制造的纤维增强合成物体，所述纤维增强合成物体包括：
多个激光熔合材料层，其包括由激光器所熔合的粉末材料；以及
至少一个纤维增强层，设置在相邻激光熔合材料层之间。
技术方案10：如技术方案9所述的纤维增强合成物体，其中，所述纤维增强层包括按照基本上单向的模式所设置的多个纤维。
技术方案11：如技术方案9所述的纤维增强合成物体，其中，所述纤维增强层包括按照多向模式所设置的多个纤维。
技术方案12：如技术方案9所述的纤维增强合成物体，其中，所述粉末材料包括钴铬合金。
技术方案13：如技术方案9所述的纤维增强合成物体，其中，所述纤维材料包括纤维。
技术方案14：如技术方案9所述的纤维增强合成物体，其中，所述纤维材料包括空心管。
技术方案15：一种用于制造纤维增强合成物体的增材制造系统，所述增材制造系统包括：
构建板；
粉末涂布器，将粉末材料层设置到所述构建板上；
纤维编织器，将纤维材料层设置到所述构建板上；以及
激光生成系统，生成定向到所述构建板的激光束，以便烧结其上设置的粉末材料层，以便迭代地构建所述纤维增强合成物体的多个激光熔合材料层，其中所述纤维材料的至少一个纤维增强层设置在相邻激光熔合材料层之间。
技术方案16：如技术方案15所述的增材制造系统，其中，所述构建板是活动的。
技术方案17：如技术方案15所述的增材制造系统，还包括控制所述粉末涂布器、纤维编织器和激光生成系统的控制器。
技术方案18：如技术方案17所述的增材制造系统，其中，所述控制器还控制所述构建板的移动。
技术方案19：如技术方案15所述的增材制造系统，其中，所述纤维材料包括纤维。
技术方案20：如技术方案15所述的增材制造系统，其中，所述纤维材料包括空心管。
附图说明
附图所提出的实施例本质上是说明性和示范性的，而不是意在限制权利要求书所限定的本发明。通过结合以下附图进行阅读，能够了解以下对说明性实施例的详细描述，附图中相似结构采用相似参考标号来表示，并且附图包括：
图1示出按照本文所示或所述的一个或多个实施例的增材制造系统的示范图；
图2示出按照本文所示或所述的一个或多个实施例的增材制造装置的示范示意图；
图3示出按照本文所示或所述的一个或多个实施例、由图1的增材制造系统所制造的示范纤维增强合成物体；以及
图4示出按照本文所示或所述的一个或多个实施例、用于制作图3的纤维增强合成物体的示范增材制造方法。
具体实施方式
下面将描述本发明的一个或多个具体实施例。在提供这些实施例的简要描述的过程中，本说明书中可能没有描述实际实现的所有特征。应当理解，在任何这种实际实现的开发中，如同任何工程或设计项目中那样，必须进行许多实现特定的判定以便实现开发人员的特定目标，例如符合系统相关和业务相关限制，这些限制可对每个实现而改变。此外，应当理解，这种开发工作可能是复杂且费时的，但仍然是获益于本公开的技术人员进行的设计、制作和制造的日常事务。
在介绍本发明的各个实施例的元件时，限定词“一”、“一个”、“该”和“所述”预计表示存在元件的一个或多个。术语“包含”、“包括”和“具有”预计包含在内，并且表示可存在除了列示元件之外的附加元件。
本文所公开的增材制造方法和系统能够用来制造纤维增强合成物体。具体来说，一个或多个纤维增强层可经由结合了纤维编织器(其将纤维材料设置到构建板上)连同粉末涂布器(其将粉末材料设置到构建板上)的增材制造方法/系统与多个激光熔合材料层相集成。激光器由此可烧结粉末材料的单独层，同时一个或多个纤维增强层结合到其中。所产生纤维增强合成物体由此能够因(一个或多个)纤维增强层而具有不同物理特性(例如强度、重量、密度等)。具体来说，强度沿一个或多个方向根据纤维材料的强度和/或取向而增加。此外，通过采用纤维材料替代粉末材料的至少一部分，总体纤维增强合成物体的重量可相对非纤维增强合成物体来改变(例如减小)。甚至在一些实施例中，纤维材料可包括空心管，以例如通过为内部气体和/或流体流提供空心通道以帮助加热、冷却等，促进对纤维增强合成物体的附加功能性。随着本文中更详细公开增材制造方法、增材制造系统以及由其所制造的纤维增强合成物体，这些和附加实施例应当被更好地理解。
还应当理解，如本文所使用的“增材制造”表示任何过程，其产生三维物体，并且包括每次一层依次形成物体的形状的步骤。增材制造过程包括例如三维印刷、激光网形制造、直接金属激光烧结(DMLS)、直接金属激光熔融(DMLM)、选择性激光烧结(SLS)、等离子体传递弧、自由成型加工等。一种示范类型的增材制造过程使用激光束来烧结或熔融粉末材料。增材制造过程能够采用粉末材料或导线作为原材料。此外，增材制造过程一般能够涉及制造物体(产品、组件、部件、产物等)的快速方式，其中多个薄单元层依次形成以产生物体。例如，可提供粉末材料层，并且采用能量束(例如激光束)来照射，使得每层中的粉末材料的微粒依次烧结(熔合)或熔融，以凝固层。
现在参照图1和图2，示出示范增材制造系统10的简图。增材制造系统10一般包括增材制造装置100(图2中更详细示出)，其包含相结合以制造纤维增强合成物体50的多个组件和/或与其通信。例如，增材制造系统10能够至少包括：构建板55；粉末涂布器160，其向构建板55提供粉末材料60；纤维编织器180，其将纤维材料80设置到构建板55上；以及激光生成系统40，其例如能够全部结合在构建室51中。
构建板55能够包括任何表面，其在构建过程期间接纳粉末材料60和纤维材料80。在一些实施例中，构建板55可以是活动的。例如，构建板55沿垂直方向可以是活动的，以便促进纤维增强合成物体50的逐层构建过程。甚至在一些实施例中，构建板55沿水平平面方向(例如图2所示的x-y平面)可以是活动的。甚至在一些实施例中，构建板55可以是活动的，使得它能够绕轴旋转。构建板55沿任何其他方向还可以是活动的，并且可经由适当机构(例如齿轮、电动机、小齿轮和机架设备等)来移动。应当理解，通过相对纤维编织器180移动，活动构建板55可帮助促进纤维材料80的准确沉积。同样，通过相对激光生成系统40移动，活动构建板55还可帮助促进粉末材料60的选择烧结。
仍然参照图1和图2，粉末涂布器160能够包括任何装置，其将粉末材料60设置(例如提供)到构建板55上。应当理解，将粉末材料60沉积到构建板55上能够包括将粉末材料60直接沉积到构建板55上，或者将粉末材料60沉积到在构建板55上构建的纤维增强合成物体50上。具体来说，粉末涂布器160能够将粉末材料60的新层反复设置到构建板55上(包括设置到其上构建的任何部分纤维增强合成物体50上)，供激光生成系统40的激光束42进行后续烧结。粉末涂布器160由此可通过粉末材料60的逐层添加，来促进纤维增强合成物体50的制造。在一些实施例中，粉末涂布器160可在整个构建板160之上设置新粉末材料60。在其他实施例中，粉末涂布器160可有选择地仅将粉末材料60设置到构建板55的选择部分(例如仅设置到需要烧结粉末材料60的部分)。
粉末涂布器160还可提供任何适当厚度的粉末材料60，供单独层的激光烧结。此外，粉末涂布器160可沿任何适当方向移动，以促进粉末材料60的沉积。例如，在一些实施例中，粉末涂布器160可沿单一方向(例如，如图2所示的“y”方向)平移。在其他实施例中，粉末涂布器160可在横向平面(例如图2所示的x-y平面)中沿任何方向移动。
粉末涂布器160所提供的粉末材料60能够包括可通过激光生成系统40的激光束42来烧结的任何材料。例如，在一些实施例中，粉末材料能够包括粉末金属。作为非限制性示例，这类粉末金属能够包括钴铬合金、不锈钢、钽、铌或者其组合。在其他实施例中，粉末材料60可包括粉末陶瓷或粉末塑料。此外，粉末材料60可包括适合供粉末涂布器160进行沉积并且供激光器40的激光束42进行烧结的任何颗粒尺寸。例如，粉末材料60的颗粒尺寸可部分取决于纤维增强合成物体50的各构建层的预期厚度。在一些具体实施例中，粉末材料可包括从大约10微米至大约100微米的平均颗粒尺寸。
仍然参照图1和图2，纤维编织器180能够包括任何装置，其将纤维材料80设置(例如提供)到构建板55上。还应当理解，将纤维材料80沉积到构建板55上能够包括将纤维材料80直接沉积到构建板55上，或者将纤维材料80沉积到在构建板55上构建的纤维增强合成物体50上。在一些实施例中，纤维编织器180可包括一种装置，其展开纤维材料80的线轴以便有选择地将纤维材料80沉积到构建板55上。在其他实施例中，纤维编织器180可跨整个区域敷设一层纤维材料80。甚至在一些实施例中，纤维编织器180可有选择地在选择位置沉积或“印制”纤维材料。
此外，纤维编织器180可沿任何适当方向移动，以促进纤维材料80的沉积。例如，在一些实施例中，纤维编织器180可沿单一方向(例如，如图2所示的“x”方向)平移。这类实施例可特别适应粉末涂布器160，其在同一构建室51中沿垂直方向(例如“y”方向)移动。在其他实施例中，光纤编织器180可在横向平面(例如图2所示的x-y平面)中沿任何方向移动。
由纤维编织器180所提供的纤维材料80能够包括任何材料，其能够设置在纤维增强合成物体50内部，同时在其周围积聚烧结粉末材料60。例如，在一些实施例中，光纤材料80可选择成使得它在烧结相邻粉末材料60时没有被激光束42的功率熔融。在一些实施例中，纤维材料80可选择成提供纤维增强合成物体50的增加强度或其他物理特性。例如，在一些实施例中，纤维材料50可包括一个或多个金属或合金。甚至在一些实施例中，纤维材料50可包括碳纤维材料。甚至在一些实施例中，纤维材料50可包括空心管。例如通过为内部气体和/或流体流提供通道(即，空心管)以帮助加热、冷却等，这类实施例可促进对纤维增强合成物体50的附加功能性。此外，在纤维材料80中可包括适合于纤维增强合成物体50中的布置的多种尺寸和直径。例如，在一些实施例中，纤维材料80可包括小于构建层厚度t(即，通过激光束42所熔合的粉末材料60的各迭代层的厚度)的直径。
纤维材料80可按照多种配置设置在构建板55上。例如，在一些实施例中，纤维材料80可按照单向模式来设置。如本文所使用的“单向模式”包括全部沿相同的基本上平行的方向对齐的多个纤维。例如，单向模式可包括沿“x”方向延伸的多个纤维。在一些实施例中，纤维材料80可按照多向模式来设置。如本文所使用的“多向模式”包括沿多个方向所设置的多个纤维。例如，纤维可按照双向模式来设置，使得一部分沿“x”方向延伸，以及一部分沿“y”方向延伸。备选地，多向模式可包括两个以上不同方向。甚至在一些实施例中，多向模式可包括沿多个方向的任一个延伸的大量线性和/或非线性纤维。应当理解，纤维材料80的方向可部分基于促进沿一个或多个取向的纤维增强合成物体50的增加强度或其他物理特性来选择。
仍然参照图1和图2，激光生成系统40包括任何类型的激光系统，其能够生成定向到构建板55、能够将粉末材料60烧结成为多个激光熔合材料层(参见图3所示的元件61)的激光束42。
具体来说，激光生成系统40能够配置成执行粉末材料60的逐层和局部熔合(熔融或烧结)。在一些实施例中，激光生成系统包括Nd：YAG激光器。在一些实施例中，激光生成系统40包括光纤激光器(即一种激光器，其中主动增益介质是掺杂有稀土元素(例如铒、镱、钕、镝、镨和铥)的光纤)。在这类实施例中，光纤非线性度、例如模拟拉曼散射或者四波混合也能够提供增益，并且由此用作光纤激光器的增益介质。甚至在一些实施例中，激光生成系统40包括高斯样式密封管CO2激光器。激光生成系统40能够产生激光束42，其是连续和/或脉冲的。此外，激光生成系统40能够生成激光束42，其具有将粉末材料60熔合成为多个层的任何一致或可变功率。例如，在一些实施例中，激光发生系统40可生成从至少大约200瓦特至大约1000瓦特的激光束42。但是，应当理解，作为替代或补充，激光器的任何其他类型和功率可例如基于粉末材料60的特征来使用。
激光生成装置40由此可生成激光束42，以便熔合(烧结或熔融)粉末材料60的连续层。例如，每层粉末材料60可具有从大约5微米至大约2000微米的构建层厚度t。在一些实施例中，每层粉末材料60可具有从大约10微米至大约200微米或者甚至从大约20微米至大约50微米的构建层厚度t。甚至在一些实施例中，粉末材料的构建层厚度可与激光束42的功率成比例。
仍然参照图1和图2，在一些实施例中，一个或多个气体70可用于增材制造系统10中、例如增材制造装置100的构建室50中。例如，在一些实施例中，增材制造过程可在惯性气体下执行。在一些实施例中，气体可包括氦、氩、氢、氧、氮、空气、一氧化二氮、氨、二氧化碳以及其组合。
甚至在一些实施例中，增材制造系统10可以能够在通过激光束42熔合之前、例如通过被加热气体70来加热粉末材料60。此外，被加热气体70可按照可帮助将粉末材料60的已经处理层的温度保持为更接近被熔合层的温度的方式来加热构建室51中的其他物体。
增材制造系统10还可包括控制器30，以经由控制信号32来控制构建板55、粉末涂布器160、纤维编织器180和/或激光生成系统40。备选地，不同组件的每个可包括单独或部分共享控制器30，其相结合以操作总体增材制造系统10。甚至在一些实施例中，组件的一个或多个可至少部分由操作员来控制，作为对控制器30的补充或替代。
例如，在操作中，纤维增强合成物体50的形式和材料积聚可作为例如计算机中的设计数据文件20来提供。设计数据文件20还可采取各种形式。例如，设计数据文件20可以是计算机辅助设计(CAD)文件或扫描数据。三维电子表示的CAD文件可转换为工业中可用的另一种文件格式，例如立体平面印刷或标准三角语言(STL)文件格式。STL格式则可通过任何适当切片程序来处理，以产生电子文件，其将纤维增强合成物体50转换为STL格式文件，其中包括表示为包括激光熔合材料层61和纤维增强层81(图3示范所示)的二维切片的纤维增强合成物体50。
从这个过程所生成的层信息则可输入到控制器30中，其产生传递给增材制造装置100的计算机(未示出)以控制构建板55、粉末涂布器160、纤维编织器180和/或激光生成系统40来逐层构建纤维增强合成物体50的控制信号32。
应当理解，图1和图2所示的增材制造系统10和增材制造装置100不是要暗示对于可实现不同环境的方式的物理和/或架构限制。例如，示为图1和图2中的功能组件的不同组件可根据特定实现相结合或者进一步分离为不同块。
现在还参照图3，增材制造系统10能够用来制作纤维增强合成物体50。纤维增强物体50包括多个激光熔合材料层61，其各包括由激光器所熔合的粉末材料。如本文所述，多个激光熔合材料层61的每个可经由熔合多种粉末材料、例如钴铬合金来形成。此外，激光熔合材料层61的每个可包括构建层厚度t，其基于原始粉末材料60和激光束42。例如，激光熔合材料层61的每个可包括从大约5微米至大约2000微米的构建层厚度t。甚至在一些实施例中，不同激光熔合材料层61可包括不同材料、不同厚度或者其他不同性质。
纤维增强合成物体50还包括至少一个纤维增强层81，其设置在相邻激光熔合材料层61之间。纤维增强层81包括纤维材料80，例如碳纤维或者任何其他金属或合金纤维。纤维增强层81的纤维材料80可具有多种配置，例如作为单向、多向固体纤维、空心管或其他变化。
在一些实施例中，纤维增强合成物体50可包括激光熔合材料层61和光纤增强层81的交替层。但是，在一些实施例中，多个激光熔合材料层61可设置在纤维增强层81。此外，与激光熔合材料层61相似，不同纤维增强层81可包括不同材料、不同厚度、不同取向或者其他不同性质。
所产生纤维增强合成物体50由此可使用多种定制来设计和制作，以促进预计应用中的性能。在一些实施例中，纤维增强合成物体50可包括燃气涡轮机组件，例如在燃烧阶段或者热气通路阶段中使用的组件。在其他实施例中，纤维增强合成物体50可包括适合于包括激光熔合材料层61和纤维增强层81的组合的任何其他类型的组件。
现在还参照图4，示出用于例如通过使用本文所公开和所述的增材制造系统10来制作如上所述的纤维增强合成物体50的方法200。
方法200包括在步骤210提供粉末材料60的至少第一层，以及在步骤220将纤维材料80设置成与粉末材料60的至少第一层相邻以形成纤维增强层81。在步骤210提供粉末材料60以及在步骤220设置纤维材料80例如能够使用如本文所公开的增材制造系统10、手动地或者其组合来实现。方法200还包括在步骤230例如通过激光生成系统40将激光能量应用于粉末材料60的至少第一层，以便将所述粉末材料60熔合成为至少第一激光熔合材料层61。第一激光熔合材料层61和相邻纤维增强层81由此相结合，以便至少部分形成如本文所述的纤维增强合成物体50。在一些实施例中，在步骤230应用激光能量以熔合粉末材料60可包括多遍激光、即激光照射目标区域的多次迭代，以应用足够能量以熔合粉末材料60。
具体来说，方法200还能够包括处理步骤240，以确定纤维增强合成物体50是否完成。如果没有完成，则方法200能够返回到步骤210，以用于提供粉末材料60的至少第二层，以及在步骤230将激光能量随后应用到粉末材料60的至少第二层。取决于纤维增强合成物体50的设计，重复还可包括在步骤220设置附加纤维材料80以形成附加纤维增强层81。方法200由此可重复，以提供激光熔合材料层61和光纤增强层81的任何预期数量和顺序，直到最终纤维增强合成物体50在步骤250完成。
虽然仅结合有限数量的实施例详细描述了本发明，但是应当易于理解，本发明并不局限于这类所公开实施例。本发明而是能够修改为结合前面没有描述的任何数量的变化、变更、替换或等效布置，但是它们与本发明的精神和范围一致。另外，虽然描述了本发明的各个实施例，但是要理解，本发明的方面可以仅包含所述实施例的一部分。相应地，本发明不能被看作受到前面描述限制，而仅由所附权利要求书的范围来限制。
附图标记说明
10增材制造系统
20数据文件
30控制器
32控制信号
40激光生成系统
42激光束
50纤维增强合成物体
51构建室
55构建板
60粉末材料
61激光熔合材料层
70气体
80纤维材料
81纤维增强层
100增材制造装置
160粉末涂布器
180纤维编织器
200方法
210步骤(提供粉末)
220步骤(设置纤维)
230步骤(激光烧结)
240步骤(重复是/否？)
250步骤(物体)
t构建层厚度。

Claims (10)

1.一种用于制作纤维增强合成物体的增材制造方法，所述增材制造方法包括：
提供粉末材料的至少第一层；
将纤维材料设置成与粉末材料的所述至少第一层相邻，以形成纤维增强层；以及
将激光能量应用于粉末材料的所述至少第一层，以便将所述粉末材料熔合成为与所述纤维增强合成物体的纤维增强层相邻的至少第一激光熔合材料层。
2.如权利要求1所述的增材制造方法，还包括：
提供粉末材料的至少第二层；以及
将激光能量应用于粉末材料的所述至少第二层，以便将所述粉末材料熔合成为所述纤维增强合成物体的至少第二纤维熔合材料层。
3.如权利要求2所述的增材制造方法，还包括将附加纤维材料设置成与粉末材料的所述至少第二层相邻，以形成附加纤维增强层。
4.如权利要求1所述的增材制造方法，其中，所述粉末材料包括钴铬合金。
5.如权利要求1所述的增材制造方法，其中，所述纤维材料包括纤维。
6.如权利要求1所述的增材制造方法，其中，所述纤维材料包括空心管。
7.如权利要求1所述的增材制造方法，其中，将所述激光能量应用于粉末材料的所述至少第一层包括多遍所述激光能量。
8.如权利要求1所述的增材制造方法，其中，所述纤维材料的直径小于或等于所述粉末材料的构建层厚度。
9.一种通过增材制造所制造的纤维增强合成物体，所述纤维增强合成物体包括：
多个激光熔合材料层，其包括由激光器所熔合的粉末材料；以及
至少一个纤维增强层，设置在相邻激光熔合材料层之间。
10.如权利要求9所述的纤维增强合成物体，其中，所述纤维增强层包括按照基本上单向的模式所设置的多个纤维。
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