CN110461530A - 借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来减小或完全闭合工件的内轮廓的开口的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种借助于由激光沉积焊接装置7熔化的材料来减少或完全闭合工件的内轮廓2的开口的方法,包括以下步骤:提供具有内轮廓2的工件1,所述内轮廓2具有由边缘部分11限定的开口;从所述工件的所述内轮廓2的所述边缘部分11开始,通过激光沉积焊接从熔融材料形成多个基部腹板41,使得所形成的基部腹板41以预定角度从所述边缘部分11凸出;通过激光沉积焊接从熔融材料形成连接腹板42,以这样的方式连接相邻的基部腹板41,使得形成包括基部腹板41和连接腹板42的支撑结构4;形成熔融材料的覆盖层5,以这样的方式连接到所述支撑结构4,使得所述内轮廓2的所述开口减小或完全闭合。
Description
描述
本申请涉及根据权利要求1的前序部分所述的借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来减小或完全闭合工件的内轮廓的开口的方法,以及根据权利要求2的前序部分所述的借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来凸出工件的外轮廓的方法。
背景技术
在适于3D结构的生产的各个层的增材制造领域,尤其使用激光粉末沉积焊接,其属于沉积焊接(或也称为熔覆)的生产过程。使用局部热量熔化工件表面,同时以粉末形式施加几乎任何金属材料。现如今,高性能二极管激光器或光纤激光器主要用作热源。
悬垂或自支撑结构的形成是沉积焊接中的特殊问题,特别是在不能使用可以在以后被移除的辅助结构,在该辅助结构上可以焊接金属材料的情况下。
在大多数情况下,目的是以这样的方式设计部件的轮廓,使得其可以在沉积焊接过程中围绕若干个空间方向移动,从而在施加材料时可以避免过多的悬垂。然而,由于部件在加工时移动而使得部件和激光沉积焊接装置之间存在碰撞的风险,则该过程很快受到限制。
然而,如果试图形成更广泛的悬垂,则迄今已知的激光沉积焊接工艺仅适用于有限的程度,因为在已知的工艺中,熔融材料从材料被施加的位置流动或滴落。这导致低质量的生产结果或以这种方式生产的部件的高废品率,使得这些工艺从技术和经济的角度来看不适用于这些任务。
发明内容
因此,本申请的一个目的是提供一种借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来减小或完全闭合工件的内轮廓的开口的方法,通过该方法避免了上述问题。
此外,本申请的目的是提供一种借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来凸出工件的外轮廓的方法,通过该方法也可以避免上述问题。
这些目的通过根据权利要求1的方法或根据权利要求2的方法实现。从属权利要求指的是在每种情况下根据本申请的方法的有利实施例。
根据本申请的用于借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来减小或完全闭合工件的内轮廓的开口的方法包括以下步骤:提供具有内轮廓的工件,所述内轮廓具有由边缘部分限定的开口;从所述工件的所述内轮廓的所述边缘部分开始,通过激光沉积焊接从熔融材料形成多个基部腹板,使得所形成的基部腹板以预定角度从所述边缘部分凸出;通过激光沉积焊接从熔融材料形成连接腹板,以这样的方式连接相邻的基部腹板,使得形成包括基部腹板和连接腹板的支撑结构;形成由熔融材料制成的覆盖层,以这样的方式形成由熔融材料制成的且连接到所述支撑结构的覆盖层,使得所述内轮廓的所述开口减小或完全闭合。
通过构建支撑结构,甚至可以通过激光沉积焊接工艺封闭大的开口区域。支撑结构的逐步构建使得可以逐步地构建自支撑/悬垂结构,然后可以关闭开口或者用于在支撑结构上施加附加的熔融材料层从而关闭开口。
通过施加单独的熔融材料点逐步构造支撑结构,所述熔融材料点在施加到已经存在的结构(工件或者已施加的材料)上之后全部冷却。这种静止液态金属的快速冷却导致刚施加的材料的相对快速的凝固。因此,可以粗略地保持刚施加的材料的形状,使得可以进行相对精确的设计。
为了冷却熔融材料点,另外优选地将金属粉末加到材料熔体上,在那里金属粉末与熔体结合并形成顶层。该顶层随后可有利地用于施加更多的熔融材料,液化材料与顶层特别快速且有效地结合。另外,材料熔体通过金属粉末的输送气体冷却,金属粉末作为材料的输送介质,与待熔化的材料一起被强制输送到待加工的位置。
在该方法的第一次测试中,发明人惊奇地发现,在某些情况下,可以生产可观长度的自支撑元件,例如基部腹板。可以实现长达几厘米的长度而不会使腹板过度变形(例如,由于重力等)并且不必使用辅助结构。
在此基础上,在某些情况下可以封闭大开口,并且所使用的材料可以保持在可控制的量。此外,对施加层的再加工的需要少得多,这意味着以后在使用该方法时可以减少加工时间。
根据本申请的借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来凸出工件的外轮廓的方法包括以下步骤:提供具有由边缘部分限定的外轮廓的工件;从所述工件的所述外轮廓的所述边缘部分开始,通过激光沉积焊接形成多个熔融材料的基部腹板,使得所形成的基部腹板以预定角度从所述边缘部分凸出;通过激光沉积焊接形成熔融材料的连接腹板,以这样的方式连接相邻的基部腹板,使得形成包括基部腹板和连接腹板的支撑结构;以这样的方式形成由熔融材料制成的且连接到所述支撑结构的凸层,使得所述工件的所述外轮廓凸出。
与用于减小或完全闭合工件内轮廓的开口的方法一样,当形成凸层时也实现了已经提到的优点。此外,当然有利的是,也可以使用该方法仅进一步形成外轮廓或内轮廓的部分。
考虑到时间和成本,以优化的方式将较小的(部分)凸起施加到现有工件是特别有利的,而不是使用例如铣削的减成制造工艺,以加工明显更大的主体,使得待加工的部件有一个凸出的部分。
此外,这些方法可用于通过焊接以精确计算的方式将可自由成形的部分添加到现有的部件中,这使得相对复杂的设计成为可能,同时确保适当使用材料和生产时间。
根据本申请的方法的有利改进在于,通过用熔融材料填充支撑结构的自由空间来形成覆盖层或凸层。
这使得支撑结构本身可以进一步发展为覆盖层或凸层。结果,主要为栅格状的支撑结构的自由空间可以进一步被熔融材料填充。
根据本申请的方法的有利改进在于,通过将附加的熔融材料层施加到支撑结构来形成覆盖层或凸层。
此外,支撑结构可以用作辅助结构,在辅助结构上施加附加的熔融材料层。当必须跨越或凸出大面积并且支撑层作为一种子结构提供额外的稳定性时,这是特别有利的。支撑结构的栅格状结构特别适合于此目的,因为它允许高稳定性和相对低的自重的组合。
根据本申请的方法的特别有利的改进在于,支撑结构的基部腹板和/或连接腹板通过根据以下步骤逐点施加熔融材料而形成:通过材料供应装置将待熔化的材料供应到工件的预定位置或已经施加了材料的预定位置;接通并将激光沉积焊接装置的激光束引导到预定位置,使得待熔化的材料被激光束熔化并沉积在预定位置;在超过预定的激光时间后关闭激光束;进一步供给待熔化的材料到预定位置处持续一段预定的冷却时间。
用于形成支撑结构的特别有利的方法是基部腹板和连接腹板的点式构造。这里将各个材料点熔化并施加到现有结构上,以便随后通过另外的金属粉末和/或金属粉末的输送气体冷却材料熔体,从而使其以其形状固化,也可局部固化。
这使得可以在构建期间将支撑结构相对精确地固定在适当位置并且根据使用需要对其进行塑造。由于材料点在施加时处于液态并且自然倾向于在重力作用的方向上移位,因此可以在很大程度上防止所产生的结构的变形。
根据本申请的方法的有利改进在于,多个基部腹板和多个连接腹板以这样的方式布置,使得连接腹板各自将相邻的基部腹板彼此连接,并且基部腹板和连接腹板一起形成栅格状结构。
该方法不限于圆柱形工件或一般封闭的结构。相反,根据本申请的用于减小或完全闭合工件内轮廓的沟槽形开口或纵向开口的方法可以通过以这种的方式布置基部腹板来有利地发展,使得他们相对于沟槽形开口或纵向开口基本上在宽度方向上从边缘部分延伸,并且连接腹板布置成一排,使得连接腹板基本上平行于沟槽形开口或纵向开口的边缘部分布置。
这使得可以完全或部分地跨越具有支撑结构的纵向开口(例如,冷却管道的一个纵向侧),该支撑结构随后可以被发展为覆盖层或者可以在其上施加单独的覆盖层以便减小或完全闭合纵向开口。
此外,当基部腹板和连接腹板一起形成蜘蛛网状结构、方格结构或蜂窝状结构时,可以以有利的方式进一步发展根据本申请的方法。
在大多数情况下,支持结构形成了可以继续发展的起始位置。根据使用情况,根据用途使用不同的网格形状来设计支撑结构是有意义的。蜘蛛网状、方格状或蜂窝状结构的形成仅是可能结构的一个例子。该方法决不限于所描述或命名的形式,而是也可以由完全自由设计的形式、交联以及已知结构模式的组合组成。
此外,当激光束的直径为1-5mm,优选为2-4mm,更优选为2.5-3.5mm时,可以有利地发展根据本申请的方法。
此外,当激光时间在0.2秒到2秒之间,优选在0.5秒到1.5秒之间,更优选为1秒时,可以有利地发展根据本申请的方法。
这允许在某些情况下熔融材料的施加结构在可以被构建得相对薄且精细,但在其他情况下也可以具有更大的材料厚度。在大多数情况下,这可以单程实现,从而可以再次节省生产时间和能量。
根据本申请的方法的有利改进在于,在支撑结构的基部腹板和/或连接腹板的形成期间,在预定位置处逐点施加熔融材料之后,材料供应装置和激光束每次移位0.5-1.8mm,优选为0.8mm-1.5mm,更优选为1mm-1.2mm,到达施加材料的另一预定位置,以便将另一种材料逐点施加到支撑结构的相应的基部腹板和/或连接腹板。
因此,根据所施加的材料量和激光点直径,可以以较小的步骤和较大的步骤形成基部腹板和连接腹板。这意味着支撑结构与任何其他结构一样,可以更精确地和/或在更短的时间内执行。
此外,根据本申请的方法可以有利地通过冷却时间为1-10秒,优选为3-8秒,更优选为4-6秒的实际情况来发展。
这里,冷却过程的参数,即相应的冷却时间参数,也可以适应各自的使用情况。因此,根据要求可以实现不同的精度和生产速度,并且可以影响所施加材料的表面结构。
根据本申请的方法的有利改进在于,材料供应装置被布置成通过喷嘴以聚焦方式将待熔化的材料引导到预定位置。
为了使所用金属粉末得到最佳利用,建议将该粉末通过喷嘴引导到金属粉末熔化和施加的位置。此外,通过喷嘴将金属粉末聚焦,可以确保更精确地形成各个部分(例如基部腹板和连接腹板)。此外,这可以节省资源。
根据本申请的方法可以有利地通过设计喷嘴来发展,以这种方式使得喷嘴设定在相对于待加工工件表面的表面法线的任何角度,优选地在-45°到+45°之间,更优选地在-25°到+25°之间。
当利用根据本申请的方法形成表面时,有时可能需要根据给定的空间条件和可用的工作空间将喷嘴设置在不同的角度。在大多数情况下,喷嘴定位在垂直于待施加表面的形成方向。有利地,如果喷嘴和工件之间存在碰撞的风险,则现在喷嘴可以相随对垂直方向以任何角度设定,例如优选地为,±45°或±25°,以避免可能的碰撞。
通过根据本申请的方法,可以使用诸如激光粉末沉积焊接的增材制造技术来形成开口闭合和凸起,即使必须在相对较大的区域面积上,在形成封闭或凸起期间也不必求助于辅助结构。增材制造的优点(例如,资源节约、经济效率等)可以通过一个决定性的点加以利用和扩展,即在工件上设计和形成非常自由的形状的可能性,即使这些形状是自支撑形式。这代表了先前已知的激光沉积焊接工艺的特别有利的发展,并且在生产特定用途的部件时为用户提供了这种众所周知的技术的更广泛的使用范围。
在以下对附图的描述和解释中描述了其他方面及其优点以及实现上述方面和特征的更具体的可能性,其不应该被解释为限制性的。
附图说明
图1示出了根据本申请的用于减小或完全闭合工件内轮廓中的开口的方法的流程图。
图2a以示意图示出了具有支撑结构和额外施加的覆盖层的工件的横截面,该覆盖层封闭工件中的开口。
图2b以示意图示出了根据本申请的用于减小或完全闭合工件内轮廓的开口的方法形成的支撑结构的实施例。
图2c以示意图示出了根据本申请的用于减小或完全闭合工件内轮廓的沟槽形开口或纵向开口的方法的所形成的支撑结构的实施例。
图3示出了根据本申请的用于凸出工件的外轮廓的方法的流程图。
图4a以示意图示出了具有所形成的支撑结构和额外施加的凸层的工件的横截面,该凸层凸出工件的外轮廓。
图4b以示意图示出了根据本申请的用于凸出工件的外轮廓的方法形成的支撑结构的实施例。
图5示出了根据本申请的用于逐点施加熔融材料以形成支撑结构的方法的流程图。
图6以示意图示出了工件和支撑结构的横截面,具有该支撑结构相对于边缘部分的倾斜角,以及材料供应装置的喷嘴和激光束的设定角。
附图详细说明及优选实施例
以下参考附图详细描述了本申请的示例和实施例。附图中的相同或相似的元件可以用相同的附图标记进行标记。
然而,应该注意的是,本申请决不限于以下描述的实施例及其特征,而是还包括实施例的修改,特别是在独立权利要求的保护范围内通过所描述的示例的特征的修改或通过所描述的示例的一个或多个特征的组合所涵盖的那些。
图1示出了根据本申请的用于减小或完全闭合工件的内轮廓2的开口的方法的流程图,以下另外参考图2a和图2b对该方法进行描述。
图2a以示意图示出了具有所形成的支撑结构4和额外施加的覆盖层5的工件1的横截面,该覆盖层5封闭工件1的开口。
图2b以示意图示出了根据本申请的用于减小或完全闭合工件的内轮廓2中的开口的方法的所形成的支撑结构4的实施例。
在步骤S102中,提供具有内轮廓2的工件1以实施该方法。此外,内轮廓2具有开口,该开口应通过根据本申请的方法减小尺寸或甚至完全闭合。该开口也由边缘部分11限定。
在下一步骤S103中,形成多个基部腹板41。这是通过借助于激光沉积焊接装置7熔化待熔化的材料来完成的,特别是通过借助于材料供应装置8供给并随后借助于激光束9熔化待熔化的材料,并且从边缘部分11开始施加材料。在此,基部腹板41以这样的方式形成,使得它们以预定角度从边缘部分11凸出。
基部腹板41从边缘部分11凸出的角度可取决于支撑结构4的各种形式。例如,选择屋顶边缘形状而不是用于闭合开口的表面是有用的。但是,力的引入和传递以及可能的其他材料施加的设计对于支撑结构4的设计也是重要的,因此在基部腹板41的改进角度中被考虑,如图2A所示。
在随后的步骤S104中,所形成的基部腹板41,特别是相邻的基部腹板41,通过所谓的连接腹板42连接,所述连接腹板42又由激光沉积焊接装置7形成。由于基部腹板41与连接腹板42的连接,所得到的结构其本身非常稳定,因此可以用作栅格状支撑结构4,用于进一步形成工件的内轮廓2的开口的闭合或变窄。
在下一步骤S105中,通过额外的熔融材料形成与支撑结构4连接的覆盖层5,使得工件1的内轮廓2的开口减小或完全闭合。
有利地,现在可以使用支撑结构4或工件的内轮廓2的开口的闭合利用激光沉积焊接工艺来在工件上产生其他的结构。
在此,工件1具有内轮廓2,内轮廓2的开口应通过根据本申请的方法完全闭合。为此目的,使用根据本申请的方法形成支撑结构4,该支撑结构4整体地结合到内轮廓2的边缘部分11并且完全跨越开口。该支撑结构4允许施加另外的层,即覆盖层5,通过所述覆盖层5,内轮廓2的开口现在完全闭合。
然而,也可以用另外的熔融材料代替单独施加的覆盖层5来填充支撑结构4的自由空间。为此目的,为具有栅格状结构的支撑结构4提供对精细网格的网格结构是有利的,使得在已经存在的支撑结构4处施加时为液体的金属材料承受最大可能的粘合力,因而粘附到支撑结构4上。
在两种情况下,可以通过根据本申请的方法形成支撑结构4来关闭开口或者支持开口的闭合。
在所示的支撑结构4中,基部腹板41以这样的方式布置,使得它们的纵向基本上在工件1的中心的假想交叉点处(在工件1的平面图中)相遇。多个连接腹板42排列(这里在所示示例中形成多边形的连接腹板排),并且这些连接腹板排围绕基部腹板41的假想交叉点同心地布置。所得到的示例性结构类似于蜘蛛网的图案。
图2b示出了可以用来闭合工件内轮廓2的开口的支撑结构4是如何逐步形成的。材料施加到工件的边缘部分11,该边缘部分11限定内轮廓2的开口。
从边缘部分11开始,作为示例,现形成预定数量的基部腹板41,基部腹板41被连接以形成连接腹板42,以使“生长的”支撑结构4更加稳定。这对于基部腹板41尤其重要,基部腹板41迄今仅通过一端与已经存在的支撑结构4或边缘部分11整合在一起。
图2b的右侧的图示示出已经明显“生长的”支撑结构4。该支撑结构4已经可以用于工件的内轮廓2的开口的减小/变窄。
图2a和2b中所示的支撑结构4不限于所示出或所描述的结构。相反,可以形成例如蜘蛛网状、方格状或蜂窝状的不同形状的结构。然而,如果这符合预期目的,也可以使用结构的组合。
图2c以示意图示出了根据本申请的用于减小(上部表示)或完全闭合(下部表示)工件的内轮廓2的沟槽形开口或纵向开口的方法的所形成的支撑结构4的实施例。
在此,基部腹板41以这样的方式布置,使得它们在沟槽状开口或纵向开口的宽度方向上从边缘部分11开始形成。连接腹板42相应地设计成使得它们基本上平行于边缘部分11,以便形成支撑结构4,该支撑结构4以这样的方式设计使得其对应于沟槽形开口或纵向开口的闭合。
现在,该支撑结构4可以发展成覆盖层5,或者将单独的覆盖层5施加到该支撑结构4上。两者都可有利地用于减小或完全闭合沟槽形开口或纵向开口。
图3示出了根据本申请的用于凸出工件的外轮廓3的方法的流程图,以下参考额外的图4a和图4b对该方法进行描述。
图4a以示意图示出了具有所形成的支撑结构4和额外施加的凸层6的工件1的横截面,该凸层6凸出工件1的外轮廓3。
图4b以示意图示出了根据本申请的用于凸出工件的外轮廓3的方法的形成的支撑结构4的实施例。
在步骤S202中,提供具有外轮廓3的工件1以使用该方法。所述外轮廓3还具有边缘部分11,所述外轮廓3应利用根据本申请的方法从该边缘部分11凸出。
在下一步骤S203中,形成多个基部腹板41。这是通过如图1中已经描述的那样借助于激光沉积焊接装置7熔化待熔化的材料并且从边缘部分11开始施加待熔化的材料来完成的。在此,以这样的方式形成基部腹板41使得它们以预定角度从边缘部分11凸出。
在接下来的步骤S204中,所形成的相邻的基部腹板41再次通过连接腹板42连接,该连接腹板42又由激光沉积焊接装置7形成。它们一起形成支撑结构4,相比于如图1所示的支撑结构4,其不是在内轮廓的方向上从边缘部分11开始形成,而是在外轮廓3的方向上形成。这里所得到的结构示出了与图1中描述的相同的特性。
在下一步骤S205中,通过额外的熔融材料形成与支撑结构4连接的凸层6,以这样的方式使得工件1的外轮廓3凸出。
有利地,支撑结构4或工件的外轮廓3的凸起现在可用于通过激光沉积焊接工艺在工件上产生其他结构。
为了避免不必要地重复上述特征,这里参考图2a,其描述了支撑结构4的形成的基本特征。现在与图2a不同的是工件1的外轮廓3的凸起。该凸起仅影响外轮廓3的一部分。
如果为了使部件适应各自的预期目的必须创建复杂的、非对称的部件几何形状,这也是有利的。然而,凸起也可以相对于工件1的整个外轮廓3对称。
借助于根据本申请的方法形成支撑结构4允许外轮廓3的凸起,在外轮廓3上形成基部,该基部可以通过将自由空间填充到闭合层中来进一步形成,或者支撑附加层(这里为凸层6)的施加。
在所示的凸起中,基部腹板41以与图2b中所示的类似的方式布置,使得它们的纵向基本上在工件1的中心的假想交叉点处(在工件1的平面图中)相遇。
然而,如图1所示的支撑结构4不是在内轮廓的方向上而是在外轮廓3的方向上从边缘部分11开始形成。多个连接腹板42排列并且这些连接腹板排围绕基部腹板41的假想交叉点同心地布置。
然而,应该再次指出的是,该支撑结构4不限于所示出或所描述的结构。相反,可以在凸起上形成例如蜘蛛网状、方格状或蜂窝状的不同形状的结构。然而,如果这对于使用目的是有用的,也可以使用结构的组合。
图5示出了根据本申请的用于逐点施加熔融材料以形成支撑结构4的方法的流程图,以下另外参考图6对该方法进行描述。
图6以示意图示出了工件1和支撑结构4的横截面,其中支撑结构相对于边缘部分11的倾斜角为α,材料供应装置8的喷嘴和激光束9的设定角为β。
为了形成根据本申请的一种方法的支撑结构4,在步骤S302中待熔化的材料借助于材料供应装置8被供应到工件1的边缘部分11或者已经形成的支撑结构4的预定位置处。
在接下来的步骤S303中,激光沉积焊接装置7的激光束9被接通并被引导到预定位置。结果,被引导至预定位置的材料(在这种情况下为金属粉末)被熔化,从而以点状方式施加到边缘部分11或已形成的支撑结构4。
在下一步骤S304中,在预定的激光时间之后再次关闭激光束9,从而不再向已熔融的材料中导入热量。
在随后的步骤S305中,待熔化的材料(在这种情况下为金属粉末)继续被引导到预定位置持续一段预定的冷却时间,结果液态金属相对快速地冷却和凝固。熔融材料的冷却由输送气体辅助,输送气体用于将待熔化的材料输送到预定位置。
施加的材料的表面也可受到金属粉末的持续供应的影响。
使用所描述的方法,基部腹板41和连接腹板42可以形成为自支撑支撑结构4。由此形成的支撑结构4随后可有利地用于减小或完全闭合工件的内轮廓2的开口,或用于凸出工件的外轮廓3,而无需使用辅助结构来支撑所形成的支撑结构4。
取决于用于相应使用情况的结构,将材料供应装置8和激光束9设定为以预定角度β熔化所供应的材料以形成基部腹板41和连接腹板42是有用的。这些角度可以是从±0°到-10°的较小角度β、或者是从±25°到±45°或更大的较大的设定角度β。
另外,工件1的特殊的结构特征或限定的工作空间也可导致材料供应装置8和激光沉积焊接装置7的激光束9的位置必须相对于待形成的结构(支撑结构4)而改变。这可以防止与工件1本身或与工作区域的附近边界的碰撞。
提供相对于边缘部分11倾斜的基部腹板41也是有利的,以这样的方式使得该倾斜具有几度的非常小的角度α(例如3°至7°)或者显著更大的角度α(例如最达60°或75°)。这对于工件1的结构特征是必要的,或者对诸如支撑结构4的稳定性改进是有利的。这里,基部腹板41相对于边缘部分11的设计不限于正角度α(如图6所示),也可以具有负角度α,使得基部腹板41被设计成内轮廓2的一部分。
以上参考附图详细描述了本申请的示例和实施例及其优点。
附图标记
1、工件
2、工件的内轮廓
3、工件的外轮廓
4、支撑结构
5、覆盖层
6、凸层
7、激光沉积焊接装置
8、材料供应装置
9、激光束
11、边缘部分
41、基部腹板
42、连接腹板
α、倾斜角度
β、设定角度
Claims (12)
1.一种用于借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来减小或完全闭合工件的内轮廓的开口的方法,包括以下步骤:
提供具有内轮廓的工件,所述内轮廓具有由边缘部分限定的开口,
从所述工件的所述内轮廓的所述边缘部分开始,通过激光沉积焊接从熔融材料形成多个基部腹板,使得所形成的基部腹板以预定角度从所述边缘部分凸出,
通过激光沉积焊接从熔融材料形成连接腹板,以这样的方式连接相邻的基部腹板,使得形成包括基部腹板和连接腹板的支撑结构,
以这样的方式形成由熔融材料制成的且连接到所述支撑结构的覆盖层,使得所述内轮廓的所述开口减小或完全闭合。
2.一种借助于由激光沉积焊接装置熔化的材料来凸出工件的外轮廓的方法,包括以下步骤:
提供具有由边缘部分限定的外轮廓的工件,
从所述工件的所述外轮廓的所述边缘部分开始,通过激光沉积焊接从熔融材料形成多个基部腹板,使得所形成的基部腹板以预定角度从所述边缘部分凸出,
通过激光沉积焊接从熔融材料形成连接腹板,以这样的方式连接相邻的基部腹板,使得形成包括基部腹板和连接腹板的支撑结构,
以这样的方式形成由熔融材料制成的且连接到所述支撑结构的凸层,使得所述工件的所述外轮廓凸出。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,通过用熔融材料填充所述支撑结构的自由空间来形成所述覆盖层或所述凸层。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,通过将附加的熔融材料层施加到所述支撑结构来形成所述覆盖层或所述凸层。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述支撑结构的所述基部腹板和/或所述连接腹板通过根据以下步骤逐点施加熔融材料而形成:
通过材料供应装置将待熔化的材料供应到所述工件的预定位置或已经施加了材料的预定位置,
接通并将所述激光沉积焊接装置的激光束引导到所述预定位置,使得待熔化的材料被所述激光束熔化并沉积在所述预定位置处,
在超过预定的激光时间后关闭所述激光束,
进一步供给待熔化的材料到所述预定位置处持续一段预定的冷却时间。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,多个所述基部腹板和多个所述连接腹板以这样的方式布置,使得所述连接腹板各自将相邻的基部腹板彼此连接,并且所述基部腹板和所述连接腹板一起形成栅格状结构。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述基部腹板和所述连接腹板一起形成蜘蛛网状结构,方格结构或蜂窝状结构。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法,其特征在于,所述激光束的直径为1-5mm,优选为2-4mm,更优选为2.5-3.5mm。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法,其特征在于,所述激光时间在0.2秒到2秒之间,优选在0.5秒到1.5秒之间,更优选为1秒。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的方法,其特征在于,在所述支撑结构的基部腹板和/或连接腹板的形成期间,在所述预定位置处逐点施加熔融材料之后,所述材料供应装置和所述激光束每次移位0.5-1.8mm,优选为0.8mm-1.5mm,更优选为1mm-1.2mm,到达施加材料的另一预定位置处,以便将另外的材料施加到所述支撑结构的相应的基部腹板和/或连接腹板。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的方法,其特征在于,所述冷却时间为1-10秒,优选为3-8秒,更优选为4-6秒。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的方法,其特征在于,所述材料供应装置适于通过喷嘴以聚焦方式将待熔化的材料引导到所述预定位置。
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