CN106997840A

CN106997840A - 采用多个电子束源的增材制造

Info

Publication number: CN106997840A
Application number: CN201710056303.9A
Authority: CN
Inventors: M.A.弗伦特拉; V.B.内库莱斯; J.W.西尔斯; P.A.扎沃什基
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2016-01-25
Filing date: 2017-01-25
Publication date: 2017-08-01
Also published as: EP3195957A1; US10744562B2; JP2017141510A; JP6875132B2; US20170210073A1

Abstract

本公开的发明名称是“采用多个电子束源的增材制造”。适应性地形成三维组件可包含提供（410）多个电子束源（200），以及同时控制（420）所述多个电子束源以将多个电子束（210）引导到金属粉末的多个沉积层上，从而顺序地加固所述多个沉积的金属粉末层的图案化部分，以适应性地形成所述三维组件。

Description

采用多个电子束源的增材制造

技术领域

本公开一般涉及增材制造（additive manufacturing），且更特定地，涉及采用多个电子束源的增材制造。

背景技术

最近，用于制作金属合金组件的增材制造方法已经作为铸造和机械加工方法的备选方案而出现。增材制造也被称作为“分层制造”、“逆向机械加工”、以及“3-D 打印”。在基础的层面上，增材制造技术是基于在截面的逐层中建立起材料而形成3D组件的概念。对于增材制造技术所共同的是使用3D建模软件（计算机辅助设计或CAD）、机器装备、以及成层材料。一旦CAD草图被产生，则机器装备从CAD文件读入数据，并添加期望材料的连续层以构造3D组件。

一些具体的增材制造过程在增材步骤中采用粉末床熔合技术来熔合金属合金粉末，以产生组件。例如，一些增材制造过程在增材步骤中运用能量束跨粉末床进行扫描，以熔合在粉末床中的金属合金粉末的层。此类粉末床增材制造过程的一些示例包含直接金属激光烧结/熔合（DMLS）/（DMLF）、选择性激光烧结/熔合（SLS）/（SLF）、以及电子束熔融（EBM）。在这些过程中，粉末床中的金属合金粉末的层被熔合成底层的部分形成组件（或种子组件），以向该组件添加新的层。金属合金粉末的新的层被沉积到粉末床中，且位于该部分形成组件的先前所形成的层之上，并且金属合金粉末的该新的层类似地被熔合到该组件。多次重复该沉积-和-熔合规程来在该部分形成组件上产生多个层，以最终形成金属合金组件。

发明内容

通过在一个实施例中配备一种用于从金属粉末的多个沉积层来适应性地形成三维组件的系统，克服了现有技术的缺点，并提供了另外的优势。所述系统包含构建室、多个电子束源、以及控制器。所述构建室包含壳体（housing）、布置在所述构建室中的构建平台、以及用于在所述构建室中移动所述构建平台的致动器（actuator）。所述多个电子束源可操作用于将多个电子束引导到所述构建室中和到布置在所述构建平台上的金属粉末的所述多个沉积层上。所述控制器可操作用于同时控制所述致动器和所述多个电子束源将所述多个电子束引导到所述构建平台上的金属粉末的所述多个沉积层上，来顺序地加固（consolidate）所述多个沉积的金属粉末层的图案化部分，以适应性地形成所述三维组件。

在另一个实施例中，一种用于适应性地形成三维组件的方法包含提供多个电子束源、以及同时控制所述多个电子束源将多个电子束引导到金属粉末的多个沉积层上，来顺序地加固所述多个沉积的金属粉末层的图案化部分，以适应性地形成所述三维组件。

本公开由此提供以下技术方案：

1. 一种用于从金属粉末的多个沉积层来适应性地形成三维组件的系统（10），所述系统（10）包括：

构建室（100），包括：

壳体（110）；

构建平台（120），布置在所述构建室中；以及

致动器（200），用于在所述构建室中移动所述构建平台；

多个电子束源（200），用于将多个电子束引导到所述构建室中以及到所述构建平台上布置的金属粉末的所述多个沉积层上；以及

控制器，用于同时控制所述致动器和所述多个电子束源以将所述多个电子束引导到所述构建平台上的金属粉末的所述多个沉积层上，从而顺序地加固所述多个沉积的金属粉末层的图案化部分，以适应性地形成所述三维组件。

2. 如技术方案1所述的系统（10），其中所述多个电子束源（200）相对于所述多个沉积层被固定，且所述控制器（300）可操作用来独立地将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层上。

3. 如技术方案1所述的系统（10），其中所述控制器（300）可操作用来将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层的不同区域上，且所述控制器（300）可操作用来将所述多个电子束中的每个聚焦到所述不同区域中的每个区域的部分上，且可操作用来在所述不同区域内移动所聚焦的电子束。

4. 如技术方案3所述的系统（10），其中所述控制器（300）可操作用来在所述不同区域内随机移动所聚焦的电子束。

5. 如技术方案1所述的系统（10），其中所述控制器（300）可操作用来对加固所述多个沉积的金属粉末层的所述图案化部分的速率进行优化，以形成具有单晶结构的三维组件。

6. 如技术方案1所述的系统（10），其中所述控制器（300）可操作用来最小化在加固所述多个沉积的金属粉末层的所述图案化部分中的热梯度，以形成具有单晶结构的三维组件。

7. 如技术方案1所述的系统（10），其中所述控制器（300）可操作用来将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层的大约25毫米乘25毫米的不同区域上、可操作用来将所述多个电子束中的每个聚焦到所述不同区域中的每个区域的大约0.1毫米乘大约0.1毫米的部分上、以及可操作用来对所述金属粉末的每个沉积层在所述不同区域内移动所聚焦的电子束小于大约100毫秒。

8. 如技术方案1所述的系统（10），其中所述多个电子束包括大约10个电子束源乘大约10个电子束源的阵列。

9. 一种用于适应性地形成三维组件的方法（400），所述方法包括：

提供（410）多个电子束源；以及

同时控制（420）所述多个电子束源以将多个电子束引导到金属粉末的多个沉积层上，从而顺序地加固所述多个沉积的金属粉末层的图案化部分，以适应性地形成所述三维组件。

10. 如技术方案9所述的方法，其中所述提供（410）包括提供相对于所述多个沉积层被固定的所述多个电子束源，且所述控制（420）包括独立地将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层上。

11. 如技术方案9所述的方法，其中所述控制（420）包括将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层的不同区域上、将所述多个电子束中的每个聚焦到所述不同区域中的每个区域的部分上、以及在所述不同区域内移动所聚焦的电子束。

12. 如技术方案11所述的方法，其中所述移动包括在所述不同区域内随机移动所聚焦的电子束。

13. 如技术方案9所述的方法，其中所述控制（420）包括对加固所述多个沉积的金属粉末层的所述图案化部分的速率进行优化，以形成具有单晶结构的所述三维组件。

14. 如技术方案9所述的方法，其中所述控制（420）包括最小化在加固所述多个沉积的金属粉末层的所述图案化部分中的热梯度，以形成具有单晶结构的所述三维组件。

15. 如技术方案9所述的方法，其中所述控制（420）包括将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层的大约25毫米乘25毫米的不同区域上、将所述多个电子束中的每个聚焦到所述不同区域中的每个区域的大约0.1毫米乘大约0.1毫米的部分上、以及对所述金属粉末的每个沉积层在所述不同区域内移动所聚焦的电子束小于大约100毫秒。

16. 一种用于从金属粉末的多个沉积层来适应性地形成三维组件的系统，所述系统包括：

构建室，包括：

壳体；

构建平台，布置在所述构建室中；以及

致动器，用于在所述构建室中移动所述构建平台；

多个电子束源，用于将多个电子束引导到所述构建室中以及到所述构建平台上布置的金属粉末的所述多个沉积层上；以及

17. 如技术方案16所述的系统，其中所述多个电子束源相对于所述多个沉积层被固定，且所述控制器可操作用来独立地将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层上。

18. 如技术方案16所述的系统，其中所述控制器可操作用来将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层的不同区域上。

19. 如技术方案18所述的系统，其中所述控制器可操作用来将所述多个电子束中的每个聚焦到所述不同区域中的每个区域的部分上，且可操作用来在所述不同区域内移动所聚焦的电子束。

20. 如技术方案19所述的系统，其中所述控制器可操作用来在所述不同区域内随机移动所聚焦的电子束。

21. 如技术方案16所述的系统，其中所述控制器可操作用来对加固所述多个沉积的金属粉末层的所述图案化部分的速率进行优化，以形成具有单晶结构的三维组件。

22. 如技术方案16所述的系统，其中所述控制器可操作用来最小化在加固所述多个沉积的金属粉末层的所述图案化部分中的热梯度，以形成具有单晶结构的三维组件。

23. 如技术方案16所述的系统，其中所述控制器可操作用来对所述金属粉末的每个沉积层应用所述多个电子束小于大约100毫秒。

24. 如技术方案16所述的系统，其中所述控制器可操作用来对所述金属粉末的每个沉积层应用所述多个电子束大约10毫秒。

25. 如技术方案16所述的系统，其中所述控制器可操作用来将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层的大约25毫米乘25毫米的不同区域上。

26. 如技术方案25所述的系统，其中所述控制器可操作用来将所述多个电子束中的每个聚焦到所述不同区域中的每个区域的大约0.1毫米乘大约0.1毫米的部分上，以及可操作用来对所述金属粉末的每个沉积层在所述不同区域内移动所聚焦的电子束小于大约100毫秒。

27. 如技术方案16所述的系统，其中所述多个电子束源包括静电聚焦元件和/或磁聚焦元件。

28. 如技术方案16所述的系统，其中所述多个电子束包括大约10个电子束源乘大约10个电子束源的阵列。

29. 如技术方案16所述的系统，其中所述多个电子束源中的每个可操作用来提供大约5000千瓦的电子束。

30. 一种用于适应性地形成三维组件的方法，所述方法包括：

提供多个电子束源；以及

同时控制所述多个电子束源以将多个电子束引导到金属粉末的多个沉积层上，从而顺序地加固所述多个沉积的金属粉末层的图案化部分，以适应性地形成所述三维组件。

31. 如技术方案30所述的方法，其中所述提供包括提供相对于所述多个沉积层被固定的所述多个电子束源，且所述控制包括独立地将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层上。

32. 如技术方案30所述的方法，其中所述控制包括将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层的不同区域上、将所述多个电子束中的每个聚焦到所述不同区域中的每个区域的部分上、以及在所述不同区域内移动所聚焦的电子束。

33. 如技术方案32所述的方法，其中所述移动包括在所述不同区域内随机移动所聚焦的电子束。

34. 如技术方案30所述的方法，其中所述控制包括对加固所述多个沉积的金属粉末层的所述图案化部分的速率进行优化，以形成具有单晶结构的所述三维组件。

35. 如技术方案30所述的方法，其中所述控制包括最小化在加固所述多个沉积的金属粉末层的所述图案化部分中的热梯度，以形成具有单晶结构的所述三维组件。

36. 如技术方案30所述的方法，其中所述控制包括对所述金属粉末的每个沉积层应用所述多个电子束小于大约100毫秒。

37. 如技术方案30所述的方法，其中所述控制包括将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层的大约25毫米乘25毫米的不同区域上、将所述多个电子束中的每个聚焦到所述不同区域中的每个区域的大约0.1毫米乘大约0.1毫米的部分上、以及对所述金属粉末的每个沉积层在所述不同区域内移动所聚焦的电子束小于大约100毫秒。

38. 如技术方案30所述的方法，其中所述控制包括对所述多个电子束进行静电聚焦和/或磁聚焦。

39. 如技术方案30所述的方法，其中所述多个电子束源中的每个可操作用来提供大约5000千瓦的电子束。

40. 如技术方案30所述的方法，其中所述三维组件包括涡轮组件或涡轮组件修复。

附图说明

本公开的一个或更多实施例特定地被指出，并清楚地要求保护作为在本说明书的结论处权利要求中的示例。该前述部分以及本公开的其它目标、特征、和优势从结合附图进行的以下详细描述中是显而易见的，其中：

图1图解地示出了依照本公开的一实施例的、采用多个电子束源的增材制造系统；

图2图解地示出了图1的电子束源之一的一实施例；

图3示出用于采用图1的增材制造系统来形成三维组件中使用的粉末层的部分的俯视图；

图4示出依照本公开的、用于适应性地形成三维组件的方法的流程图；以及

图5是依照本公开的一实施例的控制器的框图。

具体实施方式

本公开的实施例以及其某些特征、优势和细节，在下面参考在附图中示出的非限制性示例来更加充分地被解释。对熟知的材料、处理技术等的描述被省略，以避免不必要地使本公开在细节上难以理解。然而，应当理解的是，在指示本公开的实施例时的详细描述以及具体示例，其只是作为说明而不是作为限制被给出。在根本的发明概念的精神和/或范畴内，各种替代、修改、添加、和/或安排依据本公开对于本领域中的那些普通技术人员将是显而易见的。

图1图解地示出了依照本公开的一实施例的系统10，该系统用于从金属粉末的多个沉积层来适应性地形成三维组件。系统10一般包含构建室100、多个电子束源200A到200N、以及控制器300。构建室100可包含限定真空室的壳体110、布置在构建室中的构建平台120、用于在构建室中移动构建平台的致动器130、一个或更多粉末进料斗140、以及粉末分发器150。多个电子束源200可包含多个电子束枪或源（图2中示出的那些之一），所述多个电子束枪或源用于将多个电子束210A到210N引导到构建室中和到布置在构建平台上的金属粉末的多个沉积层上。尽管图1示出多个电子束的线型行，但被领会到的是，电子束源300可包含多个电子束的多个相邻的线型行，其可操作来定义被发射电子束的二维阵列。控制器300可操作用于同时控制致动器130和所述多个电子束源将所述多个电子束引导到构建平台上的金属粉末的多个沉积层上，来顺序地加固所述多个沉积的金属粉末层的图案化部分，以适应性地形成三维组件12。

如从下面的当前描述将领会到的是，本公开的技术可改进构建速度并减小平面损坏，因而能够实现对于另外材料和几何的增材制造的应用。例如，线型阵列或二维阵列的电子束枪或源可服务于粉末床的部分，利用静电聚焦、电流调制、以及偏转，来对粉末床的图案化层进行加热以用于固化。在一个或更多实施例中，增材制造系统可包含大约10乘大约10的电子束源，其中每个电子束源服务于粉末床的大约25毫米（大约1英寸）乘大约25毫米（大约1英寸）的区域，利用静电聚焦、电流调制、以及偏转，以对粉末床的亚毫米图案化区域或层进行加热以用于固化。另外，本公开的技术可改进或减少对于形成三维组件的部件构建时间中以及单层的处理时间，且可由于要求的粉末散布时间而被限制。如将被领会到的是，当前技术可克服与不能跨大面积维持机械完整性的单电子束增材系统相关联的问题。

仍然参考图1，粉末进料斗140可装有被提供在开始板（start plate）160上的粉末材料。粉末材料可以是纯金属或金属合金，诸如钛、钛合金、铝、铝合金、不锈钢、Co—Cr—W合金等。第一粉末层可通过将粉末均匀地分发在开始板或固化的图案化层之上来被提供。例如，从进料斗140沉积的材料可通过粉末分发器150（诸如耙（rake）系统）进行分发。可对耙进行移动来将粉末分发在开始板或固化的图案化层之上。耙的较下部分与开始板或固化的图案化层的较上部分之间的距离可确定所分发的粉末层的厚度。粉末层厚度可容易地通过经由致动器对构建平台的高度的调节来被调节。

所述多个电子束枪或源的至少部分可在构建室100中被提供于真空中或与真空进行流体通信。构建室100可以可操作用于通过真空系统170来维持真空环境，该真空系统可包括涡轮分子泵、涡旋泵、离子泵、以及一个或更多阀，这些对于本领域中的技术人员是熟知的。真空系统170可由控制器300来控制。

三维组件12可通过对粉末床的部分的连续熔合来形成，其对应于三维组件的连续截面，且基于提供的三维组件的模型。该模型可经由CAD（计算机辅助设计）工具来生成。

图2示出用于产生电子束210的电子束枪或源200的一个实施例。例如，电子束枪或源可一般包含阴极220、格栅230、以及阳极240，电子束枪或源被用于生成和加速初始电子束。磁聚焦线圈150和偏转线圈160可被用于控制其中电子束对在被处理的粉末层142进行轰击的路线。在操作中，阴极可以是热发射电子的源，所述热发射电子被由格栅230和阳极240所创建的静电场几何形状既加速并整形成准直束。电子束然后通过阳极240中的出孔射出，带有例如等于被应用到阴极的负高电压的值的能量。在出了阳极之后，该束穿越过电磁聚焦线圈150和偏转线圈160。聚焦线圈被用于在图案化的层142上产生或聚焦的或散焦的束斑（beam spot），而偏转线圈被用于或将束斑定位在固定的位置上或在图案化的层142的区域上移动束斑。将被领会到的是，其它类型的电子束枪或源和/或另外的组件可适当地被采用。

再参考图1，所述多个电子束枪或源200A到200N生成多个电子束210A到210N，所生成的电子束被用于将粉末材料或图案化层142（图2）熔融或熔合在一起。在工作循环或增材构建期间，构建平台120在粉末材料的每个添加层之后相对于所述多个电子束源200来连续地降低。例如，构建平台120可在垂直方向上（即在双头端箭头P的方向上）可移动。构建平台120可被布置在初始位置中，其中期望厚度的第一粉末材料层已被铺放到开始板160上。构建平台在其后关于铺放新的粉末材料层来被降低，以用于形成三维组件的新的截面。用于降低构建平台160的致动器或部件可包含装备有传动装置、调节螺旋等的伺服马达。

控制器300可尤其被用于控制所述多个电子束源、致动器、粉末分发器150、以及构建室中的真空压力。例如，控制器300可在用于加热粉末层的时间期间，可操作用于控制和管理对图案化层进行轰击的所述多个电子束的位置或位点。控制单元300可包含指令，所述指令用于对于要被形成的三维组件的每个层来控制每个电子束。

图3示出用于采用增材制造系统10（图1）来形成三维组件中使用的粉末层142的部分的俯视图。例如，粉末层142的部分以断线来示出，其被分割成多个区域或面积144A到144N。所述电子束枪或源200A到200N（图1）中的每个对应于多个区域或面积144A到144N中的一不同区域或面积。另外，在所述区域的每个中示出的是电子束热斑230A到230N，电子束热斑覆盖了相应区域144A到144N的部分，其是由电子束210A到210N在时间t1中在某个点处所生成的。在t2到tN，电子束热斑可被移动到子区域中的另外位点处。

例如，在一个或更多实施例中，适应性制造系统10（图1）可包含二维阵列的电子束源，所述电子束源可操作用来处理具有大约250毫米（大约10英寸）的宽度和大约250毫米（大约10英寸）的长度的二维粉末层。每个电子束枪或源可以可操作用来覆盖具有大约25毫米（大约1英寸）的宽度和大约25毫米（1英寸）的长度的不同二维区域。每个电子束枪或源可提供具有大约0.1毫米的宽度和大约0.1毫米的长度的二维电子束热斑。每个二维区域（例如，大约25毫米乘大约25毫米的区域）可包含大约62500个子区域（例如，不同的大约0.1毫米乘大约0.1毫米的子区域）。

在该示出的实施例中，每个图案化粉末层可被所述多个电子束进行加热大约10毫秒（例如，对应于t0到tN），以可操作地熔融该粉末层。例如，在该实施例中，所述62500子区域的每个将被暴露到具有大约6.4 kW（大约2 J/mm3）的电子束功率的电子束大约160纳秒的时间段，例如每个子区域160纳秒的停留时间。将被领会到的是，如果提供较少的电子束枪或源，则可需要增加功率同时可需要减小停留时间。目标沉积能量可以是在大约50微米的深度处为大约2 J/mm3。另外，所述多个电子束可以是脉冲电子束，其通过诸如经由由控制器的控制来打开和关闭电子束枪或源中电子的生成而可操作地被提供。开关的频率可对应于和被定时于要应用到所述子区域的不同的热加热斑。

再参考图1-3，第一粉末层可被布置在开始构建160（图1）之上。所述多个电子束可被引导到开始板160（图1）之上，造成第一粉末层在选择的位点中熔合以形成三维组件的第一截面。例如，控制单元300可操作用于对参与第一粉末层的所述多个电子束的位点或位置进行引导。在第一层被形成之后，第二粉末层被提供在第一固化层的顶部上。在第二粉末层的分发之后，所述多个电子束被引导到第二粉末层上，造成第二粉末层在选择的位点中熔合以形成三维组件的第二截面。第二层中的熔合部分可接合到第一层的熔合部分。通过不仅熔融最上层中的粉末，还对直接在该最上层下面的层的厚度的至少片段进行再熔融，可将第一和第二层中的熔合部分熔融在一起。

例如，所述多个电子束的应用可导致电子束形成热加热斑，热加热斑被引导在粉末层的对应子区域上并在其上进行移动。热加热斑的移动可基于预定路径由控制器进行控制，或可在子区域上随机地移动。控制器可配置成对加固所述多个沉积的金属粉末层的图案化部分的速率进行优化，以形成具有单晶结构的三维组件。控制器可最小化在加固所述多个沉积的金属粉末层的图案化部分中的热梯度，以形成具有单晶结构的三维组件。

在本公开的一个或更多实施例中，电子束枪或源可生成多个可聚焦的电子束，其带有大约60 kV的加速电压，以及带有在大约0 kW到大约10 kW、大约2 kW到大约8 kW、大约5 kW到大约7 kW或大约6.5 kW的范围中的束功率。

在一个或更多实施例中，三维组件可以是涡轮组件，诸如涡轮翼片（airfoil）或叶片。在一个或更多实施例中，三维组件可以是涡轮组件修复（repair）。对于涡轮叶片的修复，电子束源的阵列可包含1乘10个电子束枪或源的线型阵列。

图4示出依照本公开的用于适应性地形成三维组件的方法400的流程图。例如，方法400可包含在410提供多个电子束源，以及在420同时控制所述多个电子束源将多个电子束引导到金属粉末的多个沉积层上，来顺序地加固所述多个沉积的金属粉末层的图案化部分，以适应性地形成三维组件。

图5是依照本公开的一个实施例的控制器300的框图。控制器300适于存储和/或执行程序代码（诸如用于执行以上所描述的过程的程序代码），且包含通过数据总线320直接或间接耦合到存储器304的至少一个处理器302。在操作中，处理器302从存储器304获得一个或更多指令以用于由所述处理器来进行执行。存储器304可包含在程序代码的实际执行期间采用的本地存储器，大存储装置、以及高速缓存存储器（其提供至少一些程序代码的临时存储，以便于减少在程序代码的执行期间代码必须从大存储装置被寻回的次数）。存储器304的示例的非限制性列表包含硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦可编程只读存储器（EPROM或闪速存储器）、光纤、便携式紧致盘只读存储器（CD-ROM）、光存储装置、磁存储装置、或前述这些的任一适当组合。存储器304包含操作系统305以及一个或更多计算机程序306，执行与增材制造系统有联系的以上所描述的过程。

输入/输出（I/O）装置312和314（包含但不限制于键盘、显示器、指向（pointing）装置等）可或直接地或通过I/O控制器310来耦合到该系统。

网络适配器308也可耦合到该系统，以能够实现数据处理系统通过中介的私有或公共网络来变成与其它数据处理系统耦合。调制解调器、线缆调制解调器以及以太网卡仅是网络适配器308的一些当前可用类型。在一个示例中，网络适配器308和/或输入装置312促进获得三维组件在其中被形成的构建过程的图像。

控制器300可耦合到具有一个或更多数据库的存储装置316（例如，非易失性存储区，诸如磁盘驱动器、光盘驱动器、磁带驱动器等）。存储装置316可包含内部存储装置或者被附上的或网络可接入的存储装置。存储装置316中的计算机程序可被加载到存储器304中，并被处理器302所执行，其是以本领域中已知的方式进行的。

控制器300可包含比所示出的更少的组件、没有在本文中示出的另外的组件、或示出的组件和另外的组件的某种组合。控制器300可包含本领域中已知的任一计算装置，诸如主机、服务器、个人计算机、工作站、膝上型计算机、手提型计算机、通话装置、网络器械、虚拟化装置、存储控制器等。另外，以上所描述的过程可由作为集群计算环境的部分进行工作的多个控制器300来执行。

在一些实施例中，本发明的方面可采取在一个或更多计算机可读媒体中实施的计算机程序产品的形式。所述一个或更多计算机可读媒体可已在其上实施有计算机可读程序代码。各种计算机可读媒体或其的组合可被运用。比如，计算机可读媒体可包括计算机可读存储媒体，其的示例包含（但不限制于）一个或更多电子的、磁的、光的、或半导体系统、设备、或装置、或前述这些的任一适当组合。示例计算机可读存储媒体包含，比如：具有一个或更多引线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘或大容量存储装置、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、和/或可擦可编程只读存储器（诸如EPROM或闪速存储器）、光纤、便携式紧致盘只读存储器（CD-ROM）、光存储装置、磁存储装置（包含磁带装置）、或以上的任一适当组合。计算机可读存储媒体被定义为包括有形媒体，该有形媒体能够含有或存储用于由指令执行系统、设备、或装置，诸如处理器，来使用的或与之有联系的程序代码。存储在计算机可读媒体中/上的程序代码因此产生了包含程序代码的制造的物品（诸如“计算机程序产品”）。

要理解的是，以上描述旨在是说明性的，且不是约束性的。在不偏离由随附权利要求以及其等同体所定义的本公开的一般精神和范畴的情况下，众多的改变以及修改可被本领域中的普通技术人员在本文中做出。例如，以上所描述的实施例（和/或其的方面）可与彼此组合地使用。另外，在不偏离各种实施例的范畴的情况下，许多修改可被做出，以使特定情形或材料适应于所述各种实施例的教导。尽管本文中所描述的材料的尺寸和类型旨在定义各种实施例的参数，但它们绝不是限制性的且仅仅是示范性的。在回顾以上描述时，许多其它实施例对于本领域中的那些技术人员将是显而易见的。因此，各种实施例的范畴应当参考附带权利要求连同此类权利要求被授权的等同体的全部范畴来确定。在附带权利要求中，术语“包含（including）”和“在其中（in which）”被用作相应术语“包括（comprising）”和“其中（wherein）”的简明英语（plain-English）等同体。此外，在随附权利要求中，术语“第一”、“第二”、以及“第三”等，仅仅是作为标记被使用，且不旨在在它们的对象上强加数字要求。而且，术语“可操作地（operably）”结合术语诸如耦合、连接、接连、密封等在本文中被用来既指代直接或间接耦合的分离的、相异的组件所引起的连接，也指代整体地形成的组件（即，一块、整体或单片）所引起的连接。进一步地，随附权利要求的限制不是以部件加功能的格式来撰写的，且不旨在基于35 U.S.C. § 112第六段来被解释，除非且直到此类权利要求限制明确使用短语“部件，用于（means for）”，且其后跟有功能的陈述而无进一步结构。要理解的是，不必要所有以上所描述的此类目标或优势可依照任一特定实施例来被达到。因此，例如，本领域中的那些技术人员将认识到，本文中所描述的系统和技术可以以达到或优化本文中所教导的一个优势或一组优势而不必要达到可能在本文中被教导或建议的其它目标或优势的方式来被实施或实行。

尽管本公开已经关于只有限数量的实施例来详细地被描述，但应当容易理解的是，本公开不被限制于此类公开的实施例。相反地，本公开能够被修改，以并入此前没有被描述的，但是与本公开的精神和范畴相匹配的任何数量的修改、变更、替代、或等同的安排。另外，尽管已描述了各种实施例，但要理解的是，本公开的方面可包含所描述的实施例中的仅一些。因此，本公开不要被视为被前述的描述所限制，而是只被附带的权利要求的范畴所限制。

该书面描述使用示例，包含了最佳模式，且还使得本领域中掌握普通技术的任何人员能够实践本公开，包含了制造和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法。本公开的可取得专利范畴是由权利要求来定义的，且可包含本领域中那些技术人员想到的其它示例。如果它们具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或如果它们包含与权利要求的字面语言有非本质差异的等同结构元件，则此类其它示例旨在位于权利要求的范畴之内。

Claims

1.一种用于从金属粉末的多个沉积层来适应性地形成三维组件的系统（10），所述系统（10）包括：

构建室（100），包括：

壳体（110）；

构建平台（120），布置在所述构建室中；以及

致动器（200），用于在所述构建室中移动所述构建平台；

2.如权利要求1所述的系统（10），其中所述多个电子束源（200）相对于所述多个沉积层被固定，且所述控制器（300）可操作用来独立地将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层上。

3.如权利要求1所述的系统（10），其中所述控制器（300）可操作用来将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层的不同区域上，且所述控制器（300）可操作用来将所述多个电子束中的每个聚焦到所述不同区域中的每个区域的部分上，且可操作用来在所述不同区域内移动所聚焦的电子束。

4.如权利要求3所述的系统（10），其中所述控制器（300）可操作用来在所述不同区域内随机移动所聚焦的电子束。

5.如权利要求1所述的系统（10），其中所述控制器（300）可操作用来对加固所述多个沉积的金属粉末层的所述图案化部分的速率进行优化，以形成具有单晶结构的三维组件。

6.如权利要求1所述的系统（10），其中所述控制器（300）可操作用来最小化在加固所述多个沉积的金属粉末层的所述图案化部分中的热梯度，以形成具有单晶结构的三维组件。

7.如权利要求1所述的系统（10），其中所述控制器（300）可操作用来将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层的大约25毫米乘25毫米的不同区域上、可操作用来将所述多个电子束中的每个聚焦到所述不同区域中的每个区域的大约0.1毫米乘大约0.1毫米的部分上、以及可操作用来对所述金属粉末的每个沉积层在所述不同区域内移动所聚焦的电子束小于大约100毫秒。

8.如权利要求1所述的系统（10），其中所述多个电子束包括大约10个电子束源乘大约10个电子束源的阵列。

提供（410）多个电子束源；以及

10.如权利要求9所述的方法，其中所述提供（410）包括提供相对于所述多个沉积层被固定的所述多个电子束源，且所述控制（420）包括独立地将所述多个电子束中的每个引导到金属粉末的所述多个沉积层上。