CN113172236A - 基于高能束的增材制造方法及设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基于高能束的增材制造方法及设备。本申请提供的制造方法包括：形成基体层，基体层为基体材料形成的粉末层或固结层，基体层包括特定区域；在特定区域中添加附加材料，使得附加材料与特定区域中的基体材料形成不同于基体材料的新的材料。使用上述增材制造方法和设备可以制造三维空间上多种材料任意分布的高精度复杂物品，从而适应同一物品在不同部位不同的材料、性能的需求。

Description

基于高能束的增材制造方法及设备

技术领域

本申请涉及增材制造技术领域，具体涉及一种基于高能束的增材制造方法及设备。

背景技术

增材制造技术相比于传统制造技术，利用逐点/线/层堆积的思想，为多材料一体化物品的制造提供了新思路。以基于高能束的增材制造方法为例。高能束增材制造工艺主要包括同步材料送进成形工艺以及基于预铺粉的选区熔化工艺。在利用同步材料送进成形工艺进行物品加工的过程中，为了加工出多材料一体化物品，一种可能的实现方式是在物品加工过程中更换送进材料的种类。但是该工艺的加工精度有限，并且难以适应多材料复杂精密结构的制造。基于预铺粉的选区熔化工艺能够实现复杂精密结构的成形制造，但是该工艺只能在一层成形中实现单一材料的加工，无法实现每一层中不同区域包含有不同材料成分的多材料一体化物品的制造。因此，传统的基于高能束的增材制造方法依旧很难加工出三维空间上多种材料任意分布的高精度复杂物品。

发明内容

有鉴于此，本申请致力于提供一种基于高能束的增材制造方法及设备，以解决制造三维空间上多种材料任意分布的高精度复杂物品的难题。

第一方面，本申请提供一种基于高能束的增材制造方法，该方法包括：形成基体层，所述基体层为基体材料形成的粉末层或固结层，所述基体层包括特定区域；在所述特定区域中添加附加材料，使得所述附加材料与所述特定区域中的基体材料形成不同于所述基体材料的新的材料。

第二方面，本申请提供一种基于高能束的增材制造设备，包括：高能束发生器；添料机构，用于在基体层中添加附加材料，所述基体层为基体材料形成的粉末层或固结层，所述基体层包括特定区域；控制系统，用于在利用所述高能束发生器输出的高能束逐层加工的过程中，控制所述添料机构向所述特定区域中添加附加材料，使得所述附加材料与所述特定区域中的基体材料形成不同于所述基体材料的新的材料。

第三方面，提供一种基于高能束的增材制造方法，包括：形成基体层，所述基体层为粉末层，且所述基体层包括特定区域；在所述特定区域中添加附加材料使得所述特定区域中的基体材料固结；利用高能束对所述基体层的除所述特定区域之外的其他区域进行加工，使所述其他区域中的基体材料固结。

第四方面，提供一种基于高能束的增材制造设备，包括：高能束发生器；铺粉机构；添料机构；控制系统，用于控制所述铺粉机构铺设粉末状的基体层；控制添料机构在所述基体层的特定区域添加附加材料，使得所述特定区域中的基体材料固结；控制高能束对所述基体层的除所述特定区域之外的其他区域进行加工，使所述其他区域中的基体材料固结。

使用本申请提供的基于高能束的增材制造方法可以制造三维空间上多种材料任意分布的高精度复杂物品，从而实现满足同一物品在不同部位不同材料、性能的需求，进而为制造出功能结构一体化、智能化的结构提供可能。

附图说明

图1是本申请一实施例提供的基于高能束的增材制造方法的示意性流程图。

图2是本申请另一实施例提供的基于高能束的增材制造方法的示意性流程图。

图3是按照图2所示的方法对零件进行加工的加工过程示例图。

图4是按照图3加工出的零件的示例图。

图5是本申请又一实施例提供的基于高能束的增材制造方法的示意性流程图。

图6是按照图5所示的方法对零件进行加工的加工过程示例图。

图7是本申请再一实施例提供的基于高能束的增材制造方法的示意性流程图。

图8是按照图7所示的方法对零件进行加工的加工过程示例图。

图9是本申请一实施例提供的基于高能束的增材制造设备的示意图。

图10是本申请另一实施例提供的基于高能束的增材制造设备的示意图。

具体实施方式

随着技术的发展，在很多领域中，对制造的物品的功能、性能和复杂度等提出了更高的要求。

以零件制造为例(本申请并不限于零件的制造，也可以是其他类型的物品)，新一代航空航天等领域中，金属零件结构正朝着轻量化、功构一体化和智能化的方向发展，以获得更高的产品系统性能以及紧凑结构。显然，制造单一材料零件已经难以满足创新结构设计的需求。对于这类问题，功能系统的传统制造思路通常是：制造多个单一材料零件，然后将这些零件连接或装配成结构组件，从而满足功能系统多功能、性能的要求。但是，多个零件连接和组装将带来很多难以克服的问题，例如：整体性能下降、超重以及系统体积增大等。因此，急需实现多材料一体化零件的制造，使同一零件不同部位具有不同性能和功能，同时发展多材料一体化成形技术解决多功能、性能和复杂零件制造难题。对于传统技术而言，很难适应多材料一体化零件的成形制造。虽然化学气相沉积、等离子喷涂、放电等离子烧结以及粉末冶金等方法能够实现简单的不同材料梯度零件的制备，但是，也只能实现在高度方向上不同材料的过渡。虽然传统的焊接方法可以将不同材料的零件焊接到一起，以制造出简单的多材料一体化零件，但这种制造方法一方面存在焊接部位的连接性能较差的问题，另一方面也无法制造出材料或性能在三维空间上任意分布的复杂结构零件。

增材制造技术相比于传统制造技术，利用逐点/线/层堆积的思想，为多材料一体化物品的制造提供了新思路。

以基于高能束的增材制造方法为例。这类方法利用高能束(可以是激光束、电子束、等离子束或电弧等)作为能量源对物品进行加工制造。由于高能束具有很高的能量密度，可以在很短的时间内，将大部分能量转化为热能。利用高能束扫描加工可以使得基体材料固结(例如使得基体材料熔化并凝固)。因此，基于高能束的增材制造方法具有快速升温和冷却的特点，加工出的物品微观组织极其细小，物品的性能得到了显著的提高。

高能束增材制造工艺主要包括同步材料送进成形工艺以及基于预铺粉的选区熔化工艺。

同步材料送进成形工艺在使用高能束作为能量源进行加工的同时，将同步送进的基体材料进行逐层固结(如熔化和凝固，有时也可称为沉积)，从而实现物品的直接制造。在利用同步材料送进成形工艺进行物品加工的过程中，为了加工出多材料一体化物品，一种可能的实现方式是在物品加工过程中更换送进材料的种类。同步材料送进成形工艺包括同步送粉激光立体成形、电弧送丝成形等工艺。但由于同步材料送进成形工艺自身的工艺特点影响，其加工精度有限，并且难以适应多材料高精度复杂结构的制造。

基于预铺粉的选区熔化工艺利用高能束扫描预先铺覆好的粉末状的基体材料，将所扫描的基体材料固结(如将所扫描的基体材料熔化再经冷却凝固后成形)。基于预铺粉的选区熔化工艺也可称为粉末床选区熔化工艺。基于预铺粉的选区熔化工艺虽然能够满足高精度复杂结构的加工，但目前该工艺适用于在一层中实现单一材料粉末的铺设，难以实现每一层中任意区域包含有不同材料成分的多材料一体化物品的制造。

因此，针对多材料一体化物品的加工，传统基于高能束的增材制造技术依然无法实现材料或性能在三维空间可以任意分布的多材料一体化的物品的加工。

针对上述问题，本申请提供了一种基于高能束的增材制造方法和设备，以实现三维空间上材料或性能任意分布的多材料一体化物品的制造。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

为了便于理解，先对本申请实施例涉及的一些概念进行解释。

本申请实施例提及的基体层在有些实施例中指的是由基体粉末形成的粉末层(或称待打印层)，在有些实施例中指的是对基体粉末加工之后得到的固结层。

本申请实施例提及的固结，指的是采用一定的方式将松散的基体材料连接为一体，使这些连接在一起的基体材料具有特定的形状或结构。固结方式有多种，例如可以是采用高能束使得基体材料固结(如熔化并凝固在一起)，或者也可以采用粘结剂等附加材料使得基体材固结(如粘接在一起)。

固结层指的是基体粉末经过加工之后形成的具有特定形状或结构固结的一层(或称一个打印层)。一个固结层中的不同区域可以采用相同的固结方式，也可以采用不同的固结方式。例如，一个固结层中的某个特定区域可以通过使用粘接剂固结在一起，其他区域可以通过使用高能束加工固结在一起。又如，一个固结层中的全部区域均通过使用高能束加工固结在一起。

如图1所示，本申请实施例提供的一种基于高能束的增材制造方法。图1的方法包括步骤S101和步骤S102。

步骤S101，形成基体层。基体层中的材料可以称为基体材料。基体材料可以是单一材质的材料，例如可以是某种类型的单质材料、复合材料或合金材料，也可以是混合材料，例如是由两种不同的金属材料均匀混合而成的材料。基体材料可以是金属材料，也可以是非金属材料。

多个基体层逐层叠加后，可以形成具有一定功能或用途的物品。该物品例如可以是零件，也可以其他形式的制件。组成该物品的多个基体层可以由相同的基体材料形成，也可以由不同的基体材料形成。以基体材料采用金属材料为例，基体层可以称为金属材料层，金属材料层加工出的物品例如可以是金属零件。

基体层可以包括特定区域。每个基体层可以包括一个特定区域，也可以包括多个特定区域。特定区域可以根据实际需要预先设定。例如，特定区域可以根据待加工的物品的性能要求预先设定。例如，假设希望加工出中心部分为某种合金材料，外部被单一金属材料包围的三维零件，则可以将该中心部分在各个基体层中的相应区域设定为特定区域。

步骤S102，在基体层的特定区域中添加附加材料，使得附加材料与特定区域中的基体材料形成不同于基体材料的新的材料。

附加材料与基体材料形成新的材料指的是二者并非简单的混合在一起(例如并非简单的粘接在一起)，而是产生了一种不同于基体材料的新的材料。例如，附加材料与基体材料通过物理或化学的方式合成(如原位合成)了一种新的材料，如新的合金材料或新的复合材料；或者，附加材料的加入使得基体材料的微观结构被改变，使其具有了一种新的性能，即形成了一种改性材料。

附加材料可以一次性添加至特定区域，也可以逐步添加至该特定区域，这主要取决于具体添料方式。例如可以采用喷印或微液滴喷射工艺向特定区域添加附加材料。由于喷印或微液滴喷射工艺自身高精度、高效率的特点，使用这种工艺可以将附加材料精准且高效地添加到特定区域。这使得特定区域的设置可以很灵活，并且特定区域具有很高的精度，从而使得加工出的具有多材料的物品具有很高的精度。

附加材料中可以添加(或含有)添加剂，例如稀释剂等。添加剂在附加材料被添加到特定区域后，可以被去除。例如可以利用打印余热去除或使用其他辅助措施去除添加剂。

附加材料和基体材料可以在多种不同的条件下形成新的材料。新的材料的形成条件与附加材料和基体材料的类型有关。例如，有些附加材料添加到基体材料上后，在原始的加工环境中，不进行任何操作即可与基体材料形成新的材料。又如，有些附加材料则需要在一定条件(如高温条件)下进行二次加工才可以与基体材料形成新的材料。在这种情况下，步骤S202可以包括：在特定区域中添加附加材料；对特定区域内的附加材料和基体材料进行二次加工，使得附加材料与特定区域中的基体材料形成不同于基体材料的新的材料。例如，在某些实施例中，可以在加工当前层的过程中，利用高能束对当前层中的添加了附加材料的特定区域进行二次加工，使得附加材料与特定区域中的基体材料形成不同于基体材料的新的材料。又如，在另一些实施例，可以在加工当前层时，仅在当前层中添加附加材料；等物品逐层打印完成之后，再对加工出的物品整体上进行二次加工(如烧结)，使得各个层中的特定区域产生不同于基体材料的新的材料。

按照图1所示的方法，逐层堆积，即可形成待加工的物品。使用上述基于高能束的增材制造方法制造出的物品，可以根据实际需要对任一基体层的材料进行灵活设置，从而为加工出三维空间上多种材质任意分布的高性能、高精度的复杂物品提供了基础。

下面分别以基体层为粉末层和固结层为例，给出本申请提供的基于高能束的制造方法的两种可能的实现方式。

图2示出的是本申请提供的基于高能束的制造方法的一种可能的实现方式。下面对图2的步骤进行详细描述。

步骤S201，利用高能束形成基体层。由于基体材料经过高能束加工之后会固结，因此，图2实施例中的基体层为固结层。该固结层可以是采用高能束，并通过同步材料送进成形工艺形成，也可以是采用高能束，并通过基于预铺粉的选区熔化工艺形成，本申请对此不作具体限制。

步骤S202～步骤S203，在基体层的特定区域添加附加材料，并利用高能束对所述特定区域进行二次加工，使得附加材料与特定区域中的基体材料形成新的材料。

以高能束采用基于预铺粉的选区熔化工艺为例，如图3(a)所示，首先，可以在成形基材上铺设基体粉末，以形成一层粉末层。接下来，如图3(b)所示，使用高能束对粉末层有选择地按照预定路径进行扫描熔化，从而形成固结层。然后，如图3(c)所示，向固结层的特定区域(图3(c)所示圆形区域)添加附加材料。最后，如图3(d)所示，利用高能束对特定区域进行二次加工，使得特定区域内的附加材料和基体材料原位合成为新的材料。按照上述步骤逐层重复加工每一分层，可以制造出图4所示的物品。该物品的内部(深灰色圆柱形部分)可以为不同于基体材料的复合材料、合金材料或改性材料，其他部位仍然为基体材料。应理解，图4只是结构较为简单的多材料物品的示意图，实际制造时，每一分层特定区域的位置和形状以及附加材料都可以灵活设置，进而可以制造出结构更加复杂，包括更多种材料或具有更加复杂性能的物品。

图5示出的是本申请提供的基于高能束的制造方法的另一可能的实现方式。图5所示的实现方式与图2的主要区别在于图2中的基体层为经过高能束加工的固结层，而图5中的基体层为还未经过高能束加工的粉末层。下面对图5的步骤进行详细描述。

步骤S501，形成基体层，基体层为粉末层。例如，可以采用铺粉机构铺粉，形成粉末层。

步骤S502，在基体层的特定区域中添加附加材料。

步骤S503，利用高能束加工基体层，使得附加材料与特定区域中的基体材料形成新的材料。

以图6为例，首先，如图6(a)所示，可以在成形基材上铺设一层粉末状的基体材料，从而形成粉末层，该粉末层即为基体层。接着，如图6(b)所示，可以在基体层特定区域(图6(b)所示圆形区域)中添加附加材料。然后，如图6(c)所示，可以利用高能束加工添加了附加材料的基体层。在特定区域中，高能束对基体材料和附加材料同时加工，使得二者原位生成新的材料。重复上述步骤，直至得到最终的多材料一体化的复杂结构物品。

图5所示的实现方式与图2所示的实现方式相比，减少了使用高能束加工的次数，从而简化了加工过程。

上文提供的实施例均在特定区域中形成了新的材料。但本申请实施例不限于此，在其他实施例中，还可以保留特定区域中的基体材料，通过添加粘接剂等附加材料，使得所述特定区域的基体材料可以通过粘结等方式固结。而在特定区域以外的其他区域，可以利用高能束加工将基体材料固结。即在同一基体层中，对不同的区域可以使用不同的方式实现固结。需要说明的是，这种附加材料的添加方式与前文提及的附加材料添加方式的不同之处在于其并不会生成新的材料，而是在特定区域中将基体材料和附加材料以某种方式混合在了一起。

需要说明的是，该实施例与前文提及的实施例可以相互组合。例如，一个基体层可以包含多个特定区域，其中一个特定区域可以通过添加附加材料产生新的材料，另一个特定区域可以通过添加附加材料使得特定区域的基体材料固结。又如，待加工的物品可以包括多个基体层，其中的一个或一些基体层可以采用前文描述的附加材料添加方式，使得特定区域产生新的材料，另一个或一些基体层可以采用下文描述的附加材料添加方式，使得特定区域中的基体材料与附加材料按照某种方式混合在一起并固结，而不改变基体材料。当然，还可以采用这里提到的多种方式的组合。

下面结合图7和图8，对该实施例进行详细描述。

步骤S701，形成基体层，基体层为粉末层，且基体层包括特定区域。

步骤S702，在所述特定区域中添加附加材料，使得所述特定区域中的基体材料固结。附加材料例如可以是粘结剂，特定区域内的基体材料即可通过粘结剂粘结在一起，从而使得基体材料固结。

步骤S703，利用高能束对所述基体层的除特定区域之外的其他区域进行加工，使所述其他区域中的基体材料固结。

以图8为例，首先，如图8(a)所示，可以在成形基材上铺设一层粉末状的基体材料，形成粉末层，也就是基体层。接着如图8(b)所示，可以在基体层特定区域(图8(b)所示圆形区域)中添加粘结剂，特定区域内的基体材料粉末则可以通过添加的粘结剂粘结在一起，形成粘结区。然后，如图8(c)所示，可以利用高能束加工对特定区域之外的其他区域进行加工，使得其他区域的基体材料固结，形成致密区。通过上述步骤，即可形成粘结区和致密区融合的一个分层。其中，致密区和粘结区的致密度或性能可以不同。

重复上述步骤逐层加工，即可得到最终的包括由不同固结方式形成的一体化物品，不同固结方式形成的区域的致密度或性能可以不同，因此可以形成不同致密度或性能的一体化融合的物品。当基体粉末为金属粉末时，最终可以形成致密金属与粉末状金属粘结一体化融合的复杂精密零件。

进一步地，可以对加工出的物品进行后处理。后处理例如可以为：浸渗、烧结等。可以理解的是，在某些实施例中，通过控制后处理的工艺参数，可以使特定区域的材料呈现出与同一层中的其他区域的材料不同的性能或致密度。

除了上述制造方法，本申请还提供了基于高能束的增材制造设备，以实现上述制造方法。设备实施例的描述与方法实施例的描述相互对应，因此，未详细描述部分可以参见上文中方法实施例。下面将通过实施例介绍本申请提供的基于高能束的增材制造设备。

图9为本申请实施例提供的一种基于高能束的增材制造设备100的示意图。设备100包括：高能束发生器101、成形平台102、控制系统103以及添料机构105。

高能束发生器101用于发出高能束E。高能束E可以用于熔化基体材料。

成形平台102用于承载待加工的成形物品。在加工过程中，成形平台102可以固定，也可以随着加工的过程移动。例如，在每加工完一层后，成形平台102可以向下移动一层的距离，或者，成形平台102相对于高能束发生器运动，以实现待加工物品不同位置的加工。成形平台102上可以可拆卸地放置块状或板状的成形基材P。当成形基材P放置于成形平台102上时，待加工的物品可以在成形基材P上进行加工。由于成形基材P可以很容易地与成形平台102分离，因此可以在加工完成后通过移走成形基材P，从而将加工完成的物品从设备100上的取出，进而便捷地在设备100外部将成形基材P与加工完成的物品分离。

添料机构105用于在基体层中特定区域添加附加材料A。附加材料A可以与特定区域中的基体材料形成不同于基体材料的新的材料。添料机构105可以将附加材料一次性添加至特定区域，也可以将附加材料逐步添加至该特定区域，这主要取决于添料机构105的结构和具体添料方式。

控制系统103可以用来控制上述高能束发生器101、成形平台102以及添料机构105或设备100中的其他机构。例如，控制系统103用于在利用高能束发生器101输出的高能束逐层加工的过程中(基于高能束的逐层加工过程可以采用同步材料送进成形工艺，也可以采用基于预铺粉的选区熔化工艺)，控制添料机构105向特定区域中添加附加材料，使得附加材料与特定区域中的基体材料形成不同于基体材料的新的材料。其中，基体层可以为粉末层，也可以为固结层(在有些实施例中，可以将固结层称为凝固层，固化层或成形层等)。以基体层为固结层为例，控制系统103用于控制添料机构105在特定区域添加附加材料；并控制高能束发生器101输出的高能束对特定区域进行二次加工，使得附加材料与特定区域中的基体材料形成新的材料。以基体层为粉末层为例，控制系统103用于在利用高能束发生器101输出的高能束加工粉末状的基体层之前，控制添料机构105在基体层的特定区域添加附加材料，并在添加附加材料之后，控制高能束发生器101输出的高能束加工粉末状的基体层，使得基体层熔化固结，并使得附加材料与特定区域中的基体材料形成新的材料。

控制系统103还可以控制高能束发生器101输出高能束的位置、高能束的参数、高能束的开关等。控制系统103也可以控制成形平台102的移动等。

需要说明的是，本申请所指的控制系统103，可以是硬件、软件或软件与硬件的结合。控制系统103可以有一个或多个，每个控制系统103可以分别控制不同的功能或机构，也可以并行控制多个功能或机构。

如图9所示，设备100可以包括铺粉机构104，以实现基于预铺粉的选区熔化工艺的加工。铺粉机构104用于铺设粉末状的基体材料。在高能束发生器101输出高能束E进行加工前，铺粉机构14将粉末状的基体材料预先铺设在成形平台102上或已加工的物品的分层上，形成粉末层。在加工过程中，可以通过高能束发生器101输出的高能束E选择性地熔融粉末层的预设位置，从而实现粉末层的预设位置选择性地固结，进而形成固结层。铺粉机构104具体的结构例如可以是柔性或刚性的辊、刮板等，本申请对此不作限制。

如图10所示，设备100除了可以实现上述选取熔化工艺的加工，还可以实现同步材料送进成形工艺的加工。如图10，设备100包括同步材料送进机构106。在高能束发生器101输出高能束的过程中，同步材料送进机构106同步将基体材料送至成形平台102的预设位置。利用高能束加工可以将同步材料送进机构106送出的基体材料在预设位置固结。同步材料送进机构106和高能束发生器101(或高能束发生器101输出的高能束E)可以按照预设的路径与成形平台102相对运动，并可以在相对运动的过程中控制粉末的送出量(或开关)以及高能束的强弱(或开关)，即可逐层形成固结层。

可以理解的是，设备100也可以同时包括铺粉机构104和同步材料送进机构106。这样，设备100既可以实现同步材料送进成形工艺，也可以实现基于预铺粉的选区熔化工艺。

使用上述设备对待加工的物品进行逐层加工，即可形成最终的多材料一体化复杂结构物品。

上述实施例提供的制造设备，均可以在特定区域中形成新的材料。但本申请实施例不限于此，其他实施例提供的制造设备还可以保留特定区域中的基体材料，通过添加粘接剂等附加材料，使得该基体材料固结。

作为一种可能的实现方式，基于高能束的增材制造设备100与图9所示的设备类似。主要包括：高能束发生器101、铺粉机构104、添料机构105以及控制系统103。其中，设备100的大部分组成已在上述实施例中说明，不再赘述。

在本实施例中，控制系统103用于控制铺粉机构104铺设粉末状的基体层；控制添料机构105在基体层的特定区域添加附加材料，使得特定区域中的基体材料固结；控制高能束发生器101输出的高能束对基体层的除特定区域之外的其他区域进行加工，使所述其他区域中的基体材料固结。

使用上述设备逐层加工，即可得到最终的包括不同致密度或性能的一体化物品。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种基于高能束的增材制造方法，其特征在于，包括：

形成基体层，所述基体层为基体材料形成的粉末层或固结层，所述基体层包括特定区域；

在所述特定区域中添加附加材料，使得所述附加材料与所述特定区域中的基体材料形成不同于所述基体材料的新的材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基体层为固结层，

所述形成基体层，包括：

利用高能束形成所述基体层；

所述在所述特定区域中添加附加材料，使得所述附加材料与所述特定区域中的基体材料形成不同于所述基体材料的新的材料，包括：

在所述特定区域中添加所述附加材料；

利用所述高能束对所述特定区域进行二次加工，使得所述附加材料与所述特定区域中的基体材料形成所述新的材料。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述利用高能束形成所述基体层，包括：

利用所述高能束，采用同步材料送进成形工艺或基于预铺粉的选区熔化工艺，形成所述基体层。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基体层为粉末层，

所述在所述特定区域中添加附加材料，使得所述附加材料与所述特定区域中的基体材料形成不同于所述基体材料的新的材料，包括：

在利用高能束加工所述基体层之前，在所述基体层的所述特定区域中添加所述附加材料；

利用所述高能束加工所述基体层，使得所述基体层固结，并使得所述特定区域中的基体材料与所述附加材料形成所述新的材料。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述特定区域中添加附加材料包括：

采用喷印或微液滴喷射工艺，在所述特定区域中添加所述附加材料。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述高能束为激光束、电子束、等离子束或电弧。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述基体材料为金属材料。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述基体层为待加工的零件的任一分层。

9.一种基于高能束的增材制造设备，其特征在于，包括：

高能束发生器；

添料机构，用于在基体层中添加附加材料，所述基体层为基体材料形成的粉末层或固结层，所述基体层包括特定区域；

控制系统，用于在利用所述高能束发生器输出的高能束逐层加工的过程中，控制所述添料机构向所述特定区域中添加附加材料，使得所述附加材料与所述特定区域中的基体材料形成不同于所述基体材料的新的材料。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述基体层为固结层；

所述控制系统用于：控制所述添料机构在所述特定区域添加附加材料；并控制所述高能束对所述特定区域进行二次加工，使得所述附加材料与所述特定区域中的基体材料形成所述新的材料。

11.根据所述权利要求10所述的设备，其特征在于，还包括：

铺粉机构，用于铺设所述基体材料；或

同步材料送进机构，用于在所述高能束发生器输出的高能束加工过程中同步送进所述基体材料。

12.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述基体层为粉末层，

所述设备还包括：

铺粉机构，用于铺设所述基体层；

所述控制系统用于在利用高能束加工所述基体层之前，控制所述添料机构在所述基体层的特定区域添加所述附加材料，并在添加所述附加材料之后，控制所述高能束发生器输出的高能束加工所述基体层，使得所述基体层固结，并使得所述附加材料与所述特定区域中的基体材料形成所述新的材料。

13.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，

所述添料机构为喷印或微液滴喷射机构。

14.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，

所述高能束发生器输出的高能束为激光束、电子束、等离子束或电弧。

15.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，

所述基体层的基体材料为金属材料。

16.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，

所述基体层为待加工的零件的任一分层。

17.一种基于高能束的增材制造方法，其特征在于，包括：

形成基体层，所述基体层为粉末层，且所述基体层包括特定区域；

在所述特定区域中添加附加材料，使得所述特定区域中的基体材料固结；

利用高能束对所述基体层的除所述特定区域之外的其他区域进行加工，使所述其他区域中的基体材料固结。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述附加材料为粘接剂。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用浸渗和/或烧结工艺对加工出的物品进行后处理。

20.一种基于高能束的增材制造设备，其特征在于，包括：

高能束发生器；

铺粉机构；

添料机构；

控制系统，用于控制所述铺粉机构铺设粉末状的基体层；控制所述添料机构在所述基体层的特定区域添加附加材料，使得所述特定区域中的基体材料固结；控制所述高能束发生器输出的高能束对所述基体层的除所述特定区域之外的其他区域进行加工，使所述其他区域中的基体材料固结。

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