CN113195127A - 使用用于二维打印的高通量激光从粉末创建对象的增材制造系统 - Google Patents
使用用于二维打印的高通量激光从粉末创建对象的增材制造系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113195127A CN113195127A CN201980082836.1A CN201980082836A CN113195127A CN 113195127 A CN113195127 A CN 113195127A CN 201980082836 A CN201980082836 A CN 201980082836A CN 113195127 A CN113195127 A CN 113195127A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- dimensional area
- atmosphere
- laser
- helium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 124
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 238000007639 printing Methods 0.000 title description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 66
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims abstract description 29
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 21
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 46
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 claims description 18
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 21
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 3
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N thulium atom Chemical compound [Tm] FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZHNKYEGKBKJROQ-UHFFFAOYSA-N [He].[Se] Chemical compound [He].[Se] ZHNKYEGKBKJROQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PRXLCSIMRQFQMX-UHFFFAOYSA-N [O].[I] Chemical compound [O].[I] PRXLCSIMRQFQMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- UIZLQMLDSWKZGC-UHFFFAOYSA-N cadmium helium Chemical compound [He].[Cd] UIZLQMLDSWKZGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- ZYCNQNXMWCTETO-UHFFFAOYSA-N calcium oxygen(2-) yttrium(3+) borate Chemical compound [O-2].[Y+3].B([O-])([O-])[O-].[Ca+2] ZYCNQNXMWCTETO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- VPYURTKRLAYHEQ-UHFFFAOYSA-N copper neon Chemical compound [Ne].[Cu] VPYURTKRLAYHEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-DYCDLGHISA-N deuterium fluoride Chemical compound [2H]F KRHYYFGTRYWZRS-DYCDLGHISA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- KWMNWMQPPKKDII-UHFFFAOYSA-N erbium ytterbium Chemical compound [Er].[Yb] KWMNWMQPPKKDII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 239000010437 gem Substances 0.000 description 1
- 229910001751 gemstone Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- IBBSHLLCYYCDGD-UHFFFAOYSA-N helium mercury Chemical compound [He].[Hg] IBBSHLLCYYCDGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N helium neon Chemical compound [He].[Ne] CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FPQDUGZBUIHCCW-UHFFFAOYSA-N helium silver Chemical compound [He].[Ag] FPQDUGZBUIHCCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004093 laser heating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- UJYOIICUSALZRR-UHFFFAOYSA-K lithium strontium trifluoride Chemical compound [Li+].[F-].[Sr+2].[F-].[F-] UJYOIICUSALZRR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000005365 phosphate glass Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010979 ruby Substances 0.000 description 1
- 229910001750 ruby Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- QWVYNEUUYROOSZ-UHFFFAOYSA-N trioxido(oxo)vanadium;yttrium(3+) Chemical compound [Y+3].[O-][V]([O-])([O-])=O QWVYNEUUYROOSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 xenon ion Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
- B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/20—Direct sintering or melting
- B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/31—Calibration of process steps or apparatus settings, e.g. before or during manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/32—Process control of the atmosphere, e.g. composition or pressure in a building chamber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/40—Radiation means
- B22F12/41—Radiation means characterised by the type, e.g. laser or electron beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/40—Radiation means
- B22F12/44—Radiation means characterised by the configuration of the radiation means
- B22F12/45—Two or more
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/123—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases
- B23K26/125—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases of mixed gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/127—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an enclosure
- B23K26/128—Laser beam path enclosures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
- B23K26/342—Build-up welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/364—Conditioning of environment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/364—Conditioning of environment
- B29C64/371—Conditioning of environment using an environment other than air, e.g. inert gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/70—Recycling
- B22F10/77—Recycling of gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/90—Means for process control, e.g. cameras or sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Abstract
公开了一种增材制造方法。该方法可以包括提供包围粉末床并具有包括氦气的气氛的外壳。高通量激光束被导向粉末床的限定二维区域。粉末在限定二维区域内熔化和熔融，其中按重量计小于50％的粉末颗粒被转移到与发生粉末熔化和熔融的限定二维区域共享边缘或拐角的任何限定二维区域中。
Description
相关专利申请的交叉引用
本公开是要求于2018年12月14日提交的美国专利申请第62/779,978号的优先权权益的非临时专利申请的一部分，该美国专利申请通过引用以其整体并入。
技术领域
本公开总体上涉及增材制造，并且更具体地，涉及使用用于二维打印的高通量激光的粉末床熔融增材制造。
背景
传统的部件加工通常依赖于通过钻孔、切割或研磨来去除材料以形成零件。相比之下，增材制造(也称为三维(3D)打印)通常涉及材料的顺序逐层添加以构建零件。
在一个高吞吐量增材制造系统中，可以使用高通量激光束从金属或其他材料粉末层中熔化二维区域或“图块(tile)”。然而，快速熔化许多类型的粉末需要极高的能量浓度，导致等离子体的产生和急剧的体积膨胀。当等离子体维持其体积并使其膨胀时，会产生冲击波，这会将打印(或激光照射)区域周围的大量粉末推离到周围区域中。实际上，激光照射、等离子体产生、等离子体维持和膨胀、冲击波传播和粉末运动的这种连锁反应降低了打印工艺的质量。
这尤其对于基于高功率粉末床熔融的增材制造系统来说是一个问题。目前可用的典型传统粉末床熔融增材制造系统使用功率为大约300W至1000W并且聚焦射束直径为50微米(50um)至100um的单个激光束。这相当于只有大约几MW/cm2的激光功率通量(例如，聚焦直径为100um的1000W圆形激光束具有[1000W/(π*(0.005cm)^2)]＝12.74MW/cm2的通量)，这足以熔化金属粉末并使其沸腾，但没有达到可能产生和维持等离子体的能量密度。此外，由于熔体体积小，任何等离子体引起的影响都很小。通常，在传统系统的打印工艺中可以看到金属喷溅的液滴，但是很少或没有等离子体引发的冲击波将打印区域周围的粉末推开(等离子体引发的冲击波将打印区域周围的粉末推开导致严重且负面地影响打印工艺的“光晕效应(Halo effect)”)。
当使用高功率通量激光束快速熔化并且固化打印区域内的粉末层时，需要改进的工艺和系统来防止不可接受的光晕效应。在一些情况下，用于基于二维粉末床熔融的增材制造系统的有用的激光束功率通量的范围可以从数百kW/cm2到甚至GW/cm2水平。不幸的是，在氩气环境中，这些水平的激光功率通量通常足以产生并且维持等离子体，该等离子体在制造期间会推开粉末颗粒而形成不可接受的光晕(halo)。
概述
为了减少这种光晕和其他不利的打印效果，在一个实施例中，使用金属或其他粉末的增材制造方法可以使用包围粉末床并具有包括氦气的气氛的外壳。将功率密度大于100兆瓦/平方厘米的高通量激光束导向粉末床的限定二维区域。粉末在限定二维区域内熔化和熔融，其中按重量计小于10％的粉末颗粒被转移到与发生粉末熔化和熔融的限定二维区域共享边缘或拐角的任何限定二维区域内。在其它情况下，按重量计小于20％的粉末颗粒被喷射到限定二维区域之外的区域，在其它情况下，按重量计小于40％的粉末颗粒被喷射到限定二维区域之外的区域，在其它情况下，按重量计小于80％的粉末颗粒被喷射到限定二维区域之外的区域，在其它情况下，按重量计小于90％的粉末颗粒被喷射到限定二维区域之外的区域，在其它情况下，按重量计小于95％的粉末颗粒被喷射到限定二维区域之外的区域，在其它情况下，按重量计小于99％的粉末颗粒被喷射到限定的二维区域之外的区域。
在一个实施例中，氦气气氛是按体积计至少1％的氦气。
在一个实施例中，外壳中的氦气气氛保持在0巴和100巴之间的绝对压力。
在一个实施例中，外壳中的氦气气氛保持在20开氏度和5000开氏度之间的温度。
在一个实施例中，其中，激光束通量在每平方厘米0.1兆瓦和每平方厘米10吉瓦之间。
在一个实施例中，粉末床的限定二维区域在0.0025平方厘米和2500平方厘米之间。
在一个实施例中，粉末床上的粉末层的厚度在0.01微米和5000微米之间。
在一个实施例中，可以使用校准步骤，该校准步骤包括响应于由初步光晕测试形成的光晕的检测面积，调整激光束通量或限定二维区域的面积中的至少一个。
在一个实施例中，光晕的检测半径超过限定二维区域的边界大于50微米。
在一个实施例中，一种增材制造的方法包括提供外壳，该外壳包围粉末床并且具有包括至少50％氦气的、大于大气压力的气氛。具有大于100兆瓦/平方厘米的通量的激光束可以被导向粉末床的限定二维区域，以熔化和熔融该限定二维区域内的粉末。
在一个实施例中，一种增材制造方法包括提供外壳，该外壳包围粉末床并且具有包括至少50％氦气的、小于大气压力的气氛。具有大于100兆瓦/平方厘米的通量的激光束可以被导向粉末床的限定二维区域，以熔化和熔融该限定二维区域内的粉末。
在一个实施例中，一种增材制造方法包括提供外壳，该外壳包围粉末床并且具有包括至少50％氦气、被加热到大于20摄氏度的气氛。具有大于100兆瓦/平方厘米的通量的激光束可以被导向粉末床的限定二维区域，以熔化和熔融该限定二维区域内的粉末。
在一个实施例中，气氛可以包含以下项中的至少一项：Ar、Ne、Kr、Xe、CO2、N2、O2、SF6、CH4、CO、N2O、C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、i-C4H10、C4H10、1-C4H8、cic-2、C4H7、1,3-C4H6、1,2-C4H6、C5H12、n-C5H12、i-C5H12、n-C6H14、C2H3Cl、C7H16、C8H18、C10H22、C11H24、C12H26、C13H28、C14H30、C15H32、C16H34、C6H6、C6H5-CH3、C8H10、C2H5OH、CH3OH和iC4H8。
附图简述
参考以下附图描述了本公开的非限制性的并且非穷举的实施例，其中，除非以其它方式说明，否则在所有各个附图中相似的附图标记指代相似的部分。
图1A示出了响应激光之前的粉末层；
图1B示出了在基本上纯的氩气氛下响应于激光诱导等离子体的粉末运动；
图1C示出了在含氦气氛下响应于激光诱导等离子体的粉末运动；
图2示出了用于二维增材制造的装置，其以高激光通量水平减少了等离子体的形成，这包括一种确定激光通量的方法和一种检测等离子体引起的粉末运动的方法；以及
图3示出了当在基本上纯的氩气氛与含氦气氛中打印时，穿过粉末和基础衬底(base substrate)的温度分布。
详细描述
在以下描述中，参考了形成说明书的一部分的附图，并且其中以通过说明其中可实践本公开的具体示例性实施例的方式示出。对这些实施例进行足够详细的描述，以使本领域技术人员能够实践本文公开的概念，并且应当理解，可以对各种公开的实施例进行修改，并且可以利用其他实施例，而不脱离本公开的范围。因此，以下详细描述不被认为是限制性的意义。
具有一个或更多个能量源(在一个实施例中包括一个或更多个激光束或电子束)的增材制造系统被定位成发射一个或更多个能量束。射束成形光学器件可以接收来自能量源的一个或更多个能量束并形成单射束。能量图案化单元接收或生成单射束并将二维图案传送到射束，并且可以拒斥不在图案中的未使用的能量。图像中继器(image relay)接收二维图案化射束并将其作为二维图像聚焦到高度固定或可移动构建平台(例如粉末床)上的期望位置。在某些实施例中，来自能量图案化单元的任何被拒斥的能量中的一些或全部被再利用。
在一些实施例中，来自激光器阵列的多个射束使用射束均质器(beamhomogenizer)来组合。该组合射束可以被引导至能量图案化单元，该能量图案化单元包括透射或反射像素可寻址光阀。在一个实施例中，像素可寻址光阀包括具有偏振元件的液晶模块和提供二维输入图案的光投射单元。由图像中继器聚焦的二维图像可以顺序地被导向粉末床上的多个位置以构建3D结构。
能量源产生能够被引导、成形和图案化的光子(光)、电子、离子或其他合适的能量束或通量。多种能量源可以组合使用。能量源可以包括激光器、白炽灯、聚光太阳能(concentrated solar)、其他光源、电子束或离子束。可能的激光器类型包括但不限于：气体激光器、化学激光器、染料激光器、金属蒸气激光器、固态激光器(例如光纤)、半导体(例如二极管)激光器、自由电子激光器、气动激光器、“类镍”钐激光器("Nickel-like"Samarium Laser)、拉曼激光器或核泵浦激光器。
气体激光器可以包括诸如氦氖激光器、氩激光器、氪激光器、氙离子激光器、氮激光器、二氧化碳激光器、一氧化碳激光器或准分子激光器的激光器。
化学激光器可以包括诸如氟化氢激光器、氟化氘激光器、COIL(化学氧碘激光器)或Agil(全气相碘激光器)的激光器。
金属蒸气激光器可以包括诸如氦镉(HeCd)金属蒸气激光器、氦汞(HeHg)金属蒸气激光器、氦硒(HeSe)金属蒸气激光器、氦银(HeAg)金属蒸气激光器、锶蒸气激光器、氖铜(NeCu)金属蒸气激光器、铜蒸气激光器、金蒸气激光器或锰(Mn/MnCl2)蒸气激光器的激光器。另外，一种使用金属蒸气的新型激光器是所谓的碱金属蒸气激光器，它包括所有碱金属作为可能的激光离子，目前最有前途的是铷。
固态激光器可以包括诸如红宝石激光器、Nd:YAG激光器、NdCrYAG激光器、Er:YAG激光器、钕YLF(Nd:YLF)固态激光器、掺钕钒酸钇(Nd:YVO4)激光器、掺钕硼酸钙氧钇Nd:YCa4O(BO3)3或者简称为Nd:YCOB、钕玻璃(Nd:玻璃)激光器、钛蓝宝石(Ti:蓝宝石)激光器、铥YAG(Tm:YAG)激光器、铥YLF(Tm:YLF)、镱YAG(Yb:YAG)激光器、镱2O3(玻璃或陶瓷)激光器、掺镱玻璃激光器(棒(rod)、片/碎片(plate/chip)和纤维)、钬YAG(Ho:YAG)激光器、铬ZnSe(Cr:ZnSe)激光器、掺铈氟化锂锶(或钙)铝(Ce:LiSAF，Ce:LiCAF)、掺钷147磷酸盐玻璃(147Pm+3:玻璃)固态激光器、掺铬金绿宝石(翠绿宝石(alexandrite))激光器、铒掺杂和铒镱共掺杂玻璃激光器、三价铀掺杂氟化钙(U:CaF2)固态激光器、二价钐掺杂氟化钙(Sm:CaF2)激光器或F-中心激光器的激光器。
半导体激光器可以包括诸如以下项的激光介质类型：GaN、InGaN、AlGaInP、AlGaAs、InGaAsP、GaInP、InGaAs、InGaAsO、GaInAsSb、铅盐、垂直腔表面发射激光器(VCSEL)、量子级联激光器、混合硅激光器或其组合。
例如，在一个实施例中，单个Nd:YAG调q激光器(q-switched laser)可以与多个半导体激光器结合使用。在另一个实施例中，电子束可以与紫外半导体激光器阵列结合使用。在其他实施例中，可以使用激光器的二维阵列。在具有多个能量源的一些实施例中，能量束的预图案化可以通过选择性地激活和去激活能量源来完成。
激光束可由各种各样的成像光学器件成形，以组合、聚焦、发散、反射、折射、均匀化、调整强度、调整频率、或者以其他方式成形从激光束源接收的一个或更多个激光束并将从激光束源接收的一个或更多个激光束朝向能量图案化单元引导。在一个实施例中，可以使用波长选择镜(例如二向色镜)或衍射元件来组合各自具有不同光波长的多个射束。在其他实施例中，可以使用多面镜、微透镜以及折射或衍射光学元件来均匀化或组合多个射束。
能量图案化可以包括静态或动态能量图案化元件。例如，光子、电子或离子束可以被具有固定或可移动元件的掩模(mask)阻挡。为了增加图像图案化的灵活性和容易性，可以使用像素可寻址掩模、图像生成或透射。在一些实施例中，能量图案化单元包括可寻址光阀，以单独地或与其他图案化机构结合来提供图案化。光阀可以是透射的、反射的或者使用透射元件和反射元件的组合。可以使用电寻址或光寻址来动态修改图案。在一个实施例中，透射光学寻址光阀用于旋转通过该阀的光的偏振，其中光学寻址像素形成由光投射源限定的图案。在另一个实施例中，反射光学寻址光阀包括用于修改读取射束(read beam)的偏振的写入射束(write beam)。在又一实施例中，电子图案化设备从电或光子刺激源接收地址图案，并生成电子的图案化发射。
被拒斥的能量处理单元用于分配、重定向或利用未被图案化并通过能量图案图像中继器的能量。在一个实施例中，被拒斥的能量处理单元可以包括从能量图案化单元移除热量的被动或主动冷却元件。在其他实施例中，被拒斥的能量处理单元可以包括“束流收集器(beam dump)”以吸收未被用于定义能量图案的任何射束能量并将其转换为热量。在其他实施例中，可以使用射束成形光学器件回收被拒斥的射束能量。可替代地或附加地，被拒斥的射束能量可以被引导到物品处理单元，以用于加热或进一步图案化。在一些实施例中，被拒斥的射束能量可以被引导到附加的能量图案化系统或物品处理单元。
图像中继器从能量图案化单元接收图案化图像(通常是二维图像)，并将其导向物品处理单元。以类似于射束成形光学器件的方式，图像中继器可以包括用于组合、聚焦、发散、反射、折射、调整强度、调整频率或以其他方式成形和引导图案化图像的光学器件。
物品处理单元可以包括有壁的室和床，以及用于分发材料的材料分配器。材料分配器可以分发、移除、混合、提供材料类型或颗粒尺寸的渐变或变化，或者调整材料的层厚。材料可以包括金属、陶瓷、玻璃、聚合物粉末、能够经历从固体到液体再回到固体的热诱导相变的其他可熔化材料、或者它们的组合。材料还可以包括可熔化材料和不可熔化材料的复合物，其中，成像中继系统可以选择性地瞄准任一种或两种组分，以熔化可熔化的组分，同时或者沿着不可熔化材料离开，或者使其经历蒸发/毁坏/燃烧或其他破坏工艺。在某些实施例中，可以使用浆料、喷雾、涂层、线、条或片材。通过使用鼓风机、真空系统、吹扫(sweeping)、振动、摇动、倾斜或翻转床，可以去除不想要的材料，以便一次性使用或回收利用。
除了材料处理部件之外，物品处理单元可以包括用于保持和支撑3D结构的部件、用于加热或冷却室的机构、辅助或支撑光学器件以及用于监测或调整材料或环境条件的传感器和控制机构。物品处理单元可以全部或部分地支持真空或惰性气体气氛，以减少不想要的化学相互作用，并减轻火灾或爆炸的风险(特别是对于活性金属)。
控制处理器可以被连接以控制增材制造系统的任何部件。控制处理器可以连接到各种传感器、致动器、加热或冷却系统、监视器和控制器，以协调操作。各种各样的传感器(包括成像器、光强度监视器、热、压力或气体传感器)可以被用来提供用于进行控制或监测的信息。控制处理器可以是单个中央控制器，或者可替代地可以包括一个或更多个独立的控制系统。控制器处理器设置有允许输入制造指令的接口。对各种各样的传感器的使用允许各种反馈控制机制，这提高了质量、制造吞吐量和能效。
本发明涉及在基于粉末床熔融的增材制造工艺中使用特定的工程气体(engineered gas)作为工艺气体(process gas)，该增材制造工艺需要足够高的激光功率通量以在脉冲持续时间的某一时间点产生并且维持等离子体。这种工程气体中有几个必要的属性：化学惰性、高电离能、高导热率和低密度(或原子量)。
重要的是，在基于粉末床熔融的增材制造工艺中使用的任何工艺气体不会由于在打印期间与粉末的化学反应而妨碍增材制造工艺。一般来说，惰性气体满足这一要求，并改善打印工艺或打印零件的材料属性。
由于最大限度地减少等离子体的产生至关重要，因此高电离能使得电离气体并且引发等离子体更加困难。在一些实施例中，等离子体可以由释放的蒸气/颗粒引发，该释放的蒸气/颗粒由从粉末(Fe、Cr、Al、Co、Ti、Si等)中(特别是从金属组分中)烧蚀/蒸发的材料形成。由于激光加热粉末，因此蒸气/颗粒材料从表面的这种释放可能以如此高的速度发生，以至于足够量的材料可能进入被打印的区域上方的气体区域，即使在激光仍在发射的时候。所释放的材料对仍然入射在被打印图块上的激光具有极高的吸收率，因此，它过热，产生等离子体，该等离子体不仅产生冲击波和“光晕”效应，而且开始反射任何进一步的入射激光能量并使其分散。这种拒斥效应(rejection effect)会降低打印床所用的能量的量，并对图块内的打印工艺质量产生负面影响。工艺气体的高导热率允许气体快速传导走从激光加热和熔化工艺中产生的热量。因此，高导热率有助于在等离子体体积膨胀维持之前消除等离子体，并因此最大限度地减小将周围粉末推开的冲击波的机械撞击。工艺气体的高导热率也用于去除来自粉末层顶面的热量，因此降低了粉末层中的垂直温度梯度，并允许对粉末层更均匀地加热和熔化。结果，理想工艺气体的更高的传导率导致更多的热量传递到基部(打印板或当前层下面的先前打印的层)中，并因此使基部的温度更接近熔点，而不熔化当前粉末层的顶部。这产生了有利的热条件，以将粉末层结合到基板或当前层下面的先前打印的层。
虽然在打印工艺中完全消除等离子体是理想的，但是如果在该工艺中仍然产生一些等离子体，低原子量的气体有助于减少冲击波中携带的动能，从而减少对周围粉末的机械撞击。
基于上述分析，可以考虑将几种惰性和惰性/非反应性气体作为工程气体混合物中的候选项，以解决上述等离子体产生和“光晕”问题：Ar、He、Ne、Kr、Xe、CO2、N2、O2、SF6、CH4、CO、N2O、C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、i-C4H10、C4H10、1-C4H8、cic-2、C4H7、1,3-C4H6、1,2-C4H6、C5H12、n-C5H12、i-C5H12、n-C6H14、C2H3Cl、C7H16、C8H18、C10H22、C11H24、C12H26、C13H28、C14H30、C15H32、C16H34、C6H6、C6H5-CH3、C8H10、C2H5OH、CH3OH、iC4H8。在一些实施例中，可以使用制冷剂或大的惰性分子(包括但不限于六氟化硫)。可以使用按体积(或数密度)计具有至少约1％的He以及选定百分比的惰性/非反应性气体的封闭气氛组成。在一些实施例中，可以使用大于1％的He，而在其他实施例中，可以使用大于10％的He，而在其他实施例中，可以使用大于20％的He，而在其他实施例中，可以使用大于40％的He，而在其他实施例中，可以使用大于80％的He，而在其他实施例中，可以使用95％或更多的He。除了工程气体的组成之外，还可以选择工程气体的操作温度和压力的范围，以最大限度地减小等离子体的产生并提高打印质量。复杂的分子和大原子量的气体可以具有与更大的质量和花费更多力或能量来移动相关的好处。虽然较大分子(诸如六氟化硫)的导热率比He低(类似于Ar)，但气体密度大得多，并且会将打印工艺(其中，粉末被加热到熔化温度，并引发相变)中从粉末中释放出来的其他气体(O2、H2O蒸气、N2等)排出。这些较轻的气体将有效地漂浮在密度大得多的气体之上，并迅速地从工艺区域被去除。另外，更复杂的分子具有振动和旋转能量储存模式，而惰性气体则没有。这些附加的能量模式增大了气体在高温时的比热(specific heat)，并通过从周围的金属蒸气中吸收更多的能量来帮助降低气体的电离势。另外，在SF6(六氟化硫)的情况下，如果主要的惰性气体分子将要被分解(通过等离子体分解，或通过与释放的自由基(radicals)(诸如O、C、H、OH、各种组合、包括来自粉末合金的种类的各种组合等)的相互作用)，由分解形成的自由基将有助于在打印工艺中清除释放的气体(O、O2、H、OH、H2O、Fe、Cr等)。通过改变气体的原子性质、密度或温度，不同的气体可以用于打印不同的材料。
这种工程气体(主要是氦气)用于减轻等离子体的产生和“光晕”问题。另外，主要是氦气的工程气体在受控的温度和压力范围内增强了基于粉末床熔融的增材制造工艺的结合和操作。
除了设计气体种类之外，操作条件(诸如温度)可用于进一步增强远离图块表面的期望的热传导或传热系数。例如，在1巴的He工程气体的情况下，导热率可以在0C和600C之间从约0.15增加到约0.3。依次增大压力也可以通过增大传热系数和增加移动冲击波所需的能量来帮助这一工艺。封闭气氛温度可设置在20开氏度(即低温)和5000开氏度之间。在一些实施例中，外壳的气氛温度可以设定在200摄氏度和600摄氏度之间。
对操作条件(诸如压力)的调整可用于进一步增强增材制造。外壳中的封闭气氛氦气气氛可以保持在0巴和100巴之间的绝对压力。在一些实施例中，外壳的气氛温度低于大气压力。在其他实施例中，外壳的气氛温度高于大气压力。在增材制造工艺期间，激光与粉末材料和衬底相互作用，并且熔化的粉末材料开始聚结(coalesce)。这一工艺有可能捕获材料中的气泡间隙。通过充分降低气体压力，这些气泡将开始收缩，并最终自行坍塌，这在熔化工艺期间产生更高密度的材料。在一些情况下，该工艺可以以在0.5巴和1.0巴之间的绝对压力发生，在其他情况下，它可以以0.25巴和1.0巴的绝对压力发生，在其他情况下，它可以以0.1巴和1.0巴的绝对压力发生，在其他情况下，它可以以0.01巴和1.0巴的绝对压力发生，在其他情况下，它可以以0.001巴和1.0巴的绝对压力发生，在其他情况下，它可以以0.0001巴和1.0巴的绝对压力发生，在其他情况下，它可以以1E-6巴和1.0巴的绝对压力发生，在其他情况下，它可以以1E-6巴和1E-3巴的绝对压力发生，在其他情况下，它可以以1E-10巴和1.0巴的绝对压力发生。
另外，在增材工艺之后或增材工艺期间，可以调整操作条件(诸如在不同温度处的高压)，以提高零件质量。历史上，热等静压(HIP)工艺是在零件已通过增材制造制成后进行的，然而在工艺过程中引入它有相当大的好处。HIP工艺可在500巴和1000巴之间并且在400C至1500C操作。然而，仅仅在高温高压处操作打印工艺是不够的，因为HIP工艺是基于压缩低压气穴(gas pocket)。为此，压力需要在打印工艺的不同阶段进行循环。打印工艺将会在低压处继续，然后间歇地暂停，并在高温处增加压力，以排出孔隙和气穴。
其他衍生或替代方法可包括在工艺过程中原位(in-situ)循环和再循环工程工艺气体，或者仅在激光束熔化金属粉末所发生在的打印室局部引入含He工程工艺气体环境。
有利地，使用所描述的工程气体和操作条件，在打印工艺中等离子体的产生和体积膨胀被抑制或最大限度地减小。响应于激光束熔化和熔融的粉末运动和对周围金属粉末的机械撞击(“光晕”)被最大限度地减小，并且对增材打印工艺的继续方面(例如将相邻的图块“缝合(stitch)”在一起)的影响不显著。等离子体的最小产生和体积膨胀也可以使等离子体对打印区域上方激光束的“阻挡”或“散射”效应最大限度地减小。
含He工程工艺气体的高导热率也有助于降低金属粉末层深度上的垂直温度梯度，从而产生更均匀的加热和熔化条件。它能够使用高功率通量激光来快速加热、熔化和固化金属粉末，以便与基材结合。
该工艺中使用的功率水平和发生的“光晕”量将根据使用的材料和加工环境而变化。在一些实施例中，每平方厘米100千瓦就足够了，在其他实施例中，可以使用超过每平方厘米1吉瓦，或者需要通过在特定温度和压力处使用工程工艺气体来缓解。
图1A示出了响应激光之前的粉末层系统100A的横截面和顶部截面(topsection)。取自切面107的截面图101示出了搁置在衬底102上的粉末层3，该粉末层3包含将要打印的可能的图块。俯视图104从上方示出了同一组图块的视图。在这个示例中，在将要打印的图块106的区域中有粉末。将要打印的图块被构成未来可能将要打印的图块的粉末105包围。
图1B示出了响应于具有大于每平方厘米100兆瓦的通量并且范围通常在每平方厘米100兆瓦至10吉瓦之间的激光束的粉末层系统100B的横截面和顶部截面。在这样的功率通量水平处，在基本上为氩气气氛的环境中会诱导显著的等离子体。取自切面107的截面图101示出了搁置在衬底102上的粉末层103，该粉末层103包含将要打印的可能的图块。俯视图104从上方示出了同一组图块的视图。在这个示例中，在基本上为氩气的环境109中，有一个用激光108打印的图块106。打印的图块被构成未来可能将要打印的图块的粉末105包围。因为打印是在氩气中进行的，所以由粉末加热产生的蒸气由于激光108过热，形成气体膨胀波，该气体膨胀波将先前处于良好均匀层103中的粉末从打印的图块106旁边的“光晕”带(zone)110推开。这种粉末的运动导致附近图块112上的进一步堆积，这改变了它们的层厚度。粉末从“光晕”带110开始的移动和粉末在附近图块112中的堆积导致了打印未来层的问题。
图1C示出了在主要含氦的气氛下，响应于具有大于每平方厘米100兆瓦的通量并且范围通常在每平方厘米100兆瓦至10吉瓦之间的激光束的粉末层系统100C的横截面和顶部截面。取自切面107的截面图101示出了搁置在衬底102上的粉末层103，该粉末层103包含将要打印的可能的图块。俯视图104从上方示出了同一组图块的视图。在这个示例中，在主要为氦气的环境109中，有一个用激光108打印的图块106。打印的图块被构成未来可能将要打印的图块的粉末105包围。因为打印是在氦气中进行的，所以由粉末加热产生的蒸气不会由于激光108过热，有可能将粉末从先前均匀的层103推开的气体膨胀波被大部分或完全消除，从而允许打印的图块106旁边的粉末105在未来的照射(shot)中被打印。此外，粉末层103没有增加，这防止了未来层的问题。
图2示出了系统200，其中通过形成打印激光束202的反射镜211将入射激光束201导向粉末床。射束的不重要部分透射穿过反射镜211，到达激光通量传感器205以检测激光通量。视觉系统206瞄准基础衬底204上的打印区域203。视觉系统206拍摄的图像被传送到计算机处理器207。控制器208利用图像处理的结果来产生控制信号，以调节从氦气罐209供应到打印室210的氦气的量。
图3示出了在粉末层厚度301的垂直方向上，在基本上纯的氩气气氛303中的打印与含氦气氛302中的打印之间的温度梯度差异。一旦达到相同的顶面粉末熔化温度T0，在氩气气氛中粉末层底部的温度TA 304比在含氦气氛中实现的温度TH305低得多。熔化时的这种温度差异允许激光更深的穿透，因此与在相同条件下用氩气可实现的相比，允许对更深的粉末深度进行处理。
受益于前述描述和相关联附图中呈现的教导的本领域技术人员将会想到本发明的许多修改和其他实施例。因此，应当理解，本公开不限于所公开的特定实施例，并且修改和其他实施例被认为被包括在所附权利要求的范围内。还应当理解，本发明的其他实施例可以在没有本文具体公开的元素/步骤的情况下实施。
Claims (17)
1.一种增材制造方法，所述方法包括：
提供包围粉末床并具有包括氦气的气氛的外壳；
将通量大于0.1兆瓦/平方厘米的激光束导向所述粉末床的限定二维区域；以及
在所述限定二维区域内熔化和熔融粉末，其中，按重量计小于50％的粉末颗粒被转移到与发生粉末熔化和熔融的所述限定二维区域共享边缘和拐角中的至少一者的任何限定二维区域中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氦气气氛是按体积计至少1％的氦气。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外壳中的氦气气氛保持在0巴和100巴之间的绝对压力。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外壳中的氦气气氛保持在20开氏度和5000开氏度之间的温度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束通量在每平方厘米0.1兆瓦和每平方厘米10吉瓦之间。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粉末床的所述限定二维区域在0.0025平方厘米和2500平方厘米之间。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粉末床上的粉末层的厚度在0.01微米和5000微米之间。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括校准步骤，所述校准步骤包括响应于由初步光晕测试形成的光晕的检测面积，调整所述激光束通量或所述限定二维区域的面积中的至少一个。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述光晕的检测半径超过所述限定二维区域的边界大于50微米。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气氛还包括以下项中的至少一项：Ar、Ne、Kr、Xe、CO2、N2、O2、SF6、CH4、CO、N2O、C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、i-C4H10、C4H10、1-C4H8、cic-2、C4H7、1,3-C4H6、1,2-C4H6、C5H12、n-C5H12、i-C5H12、n-C6H14、C2H3Cl、C7H16、C8H18、C10H22、C11H24、C12H26、C13H28、C14H30、C15H32、C16H34、C6H6、C6H5-CH3、C8H10、C2H5OH、CH3OH和iC4H8。
11.一种增材制造方法，所述方法包括：
提供外壳，所述外壳包围粉末床并且具有包括至少1％氦气的、大于大气压力的气氛；
将通量大于100兆瓦/平方厘米的激光束导向所述粉末床的限定二维区域；以及
在所述限定二维区域内熔化和熔融粉末。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述气氛还包括以下项中的至少一项：Ar、Ne、Kr、Xe、CO2、N2、O2、SF6、CH4、CO、N2O、C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、i-C4H10、C4H10、1-C4H8、cic-2、C4H7、1,3-C4H6、1,2-C4H6、C5H12、n-C5H12、i-C5H12、n-C6H14、C2H3Cl、C7H16、C8H18、C10H22、C11H24、C12H26、C13H28、C14H30、C15H32、C16H34、C6H6、C6H5-CH3、C8H10、C2H5OH、CH3OH和iC4H8。
13.一种增材制造方法，所述方法包括：
提供外壳，所述外壳包围粉末床并且具有包括至少50％氦气的、小于大气压力的气氛；
将通量大于100兆瓦/平方厘米的激光束导向所述粉末床的限定二维区域；以及
在所述限定二维区域内熔化和熔融粉末。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述气氛还包括以下项中的至少一项：Ar、Ne、Kr、Xe、CO2、N2、O2、SF6、CH4、CO、N2O、C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、i-C4H10、C4H10、1-C4H8、cic-2、C4H7、1,3-C4H6、1,2-C4H6、C5H12、n-C5H12、i-C5H12、n-C6H14、C2H3Cl、C7H16、C8H18、C10H22、C11H24、C12H26、C13H28、C14H30、C15H32、C16H34、C6H6、C6H5-CH3、C8H10、C2H5OH、CH3OH和iC4H8。
15.一种增材制造方法，所述方法包括：
提供外壳，所述外壳包围粉末床并且具有包括至少1％氦气的、被加热到大于20摄氏度的气氛；
将通量大于100兆瓦/平方厘米的激光束导向所述粉末床的限定二维区域；以及
在所述限定二维区域内熔化和熔融粉末。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述气氛还包括以下项中的至少一项：Ar、Ne、Kr、Xe、CO2、N2、O2、SF6、CH4、CO、N2O、C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、i-C4H10、C4H10、1-C4H8、cic-2、C4H7、1,3-C4H6、1,2-C4H6、C5H12、n-C5H12、i-C5H12、n-C6H14、C2H3Cl、C7H16、C8H18、C10H22、C11H24、C12H26、C13H28、C14H30、C15H32、C16H34、C6H6、C6H5-CH3、C8H10、C2H5OH、CH3OH和iC4H8。
17.一种增材制造方法，所述方法包括：
提供外壳，所述外壳包围粉末床并且具有包括以下项中的至少一项的气氛：He、Ar、Ne、Kr、Xe、CO2、N2、O2、SF6、CH4、CO、N2O、C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、i-C4H10、C4H10、1-C4H8、cic-2、C4H7、1,3-C4H6、1,2-C4H6、C5H12、n-C5H12、i-C5H12、n-C6H14、C2H3Cl、C7H16、C8H18、C10H22、C11H24、C12H26、C13H28、C14H30、C15H32、C16H34、C6H6、C6H5-CH3、C8H10、C2H5OH、CH3OH和iC4H8；
将通量大于0.1兆瓦/平方厘米的激光束导向所述粉末床的限定二维区域；以及
在所述限定二维区域内熔化和熔融粉末，其中按重量计小于50％的粉末颗粒被转移到与发生粉末熔化和熔融的所述限定二维区域共享边缘和拐角中的至少一者的任何限定二维区域中。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201862779978P | 2018-12-14 | 2018-12-14 | |
| US62/779,978 | 2018-12-14 | ||
| PCT/US2019/066015 WO2020123828A1 (en) | 2018-12-14 | 2019-12-12 | Additive manufacturing system for object creation from powder using a high flux laser for two-dimensional printing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113195127A true CN113195127A (zh) | 2021-07-30 |
Family
ID=71073237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201980082836.1A Pending CN113195127A (zh) | 2018-12-14 | 2019-12-12 | 使用用于二维打印的高通量激光从粉末创建对象的增材制造系统 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20200189038A1 (zh) |
| EP (1) | EP3894108A4 (zh) |
| CN (1) | CN113195127A (zh) |
| WO (1) | WO2020123828A1 (zh) |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150273631A1 (en) * | 2012-11-01 | 2015-10-01 | General Electric Company | Additive manufacturing method and apparatus |
| US20160001401A1 (en) * | 2013-02-14 | 2016-01-07 | Renishaw Plc | Selective laser solidification apparatus and method |
| CN105829013A (zh) * | 2013-11-27 | 2016-08-03 | 林德股份公司 | 钛制品的增材制造 |
| US20170120322A1 (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | Citic Dicastal Co., Ltd | Water Cooled Mold for Casting Aluminum Alloy Wheels and Manufacturing Method Thereof |
| US20170120332A1 (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | Seurat Technologies, Inc. | Additive Manufacturing System And Method |
| US20170129184A1 (en) * | 2015-11-06 | 2017-05-11 | Velo3D, Inc. | Adept three-dimensional printing |
| US20170182558A1 (en) * | 2015-12-28 | 2017-06-29 | Matheson Tri-Gas, Inc. | Use of reactive fluids in additive manufacturing and the products made therefrom |
| US20170239721A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Velo3D, Inc. | Accurate three-dimensional printing |
| US20170304894A1 (en) * | 2014-11-10 | 2017-10-26 | Velo3D, Inc. | Printing three-dimensional objects using beam array |
| US20180065209A1 (en) * | 2015-03-31 | 2018-03-08 | Linde Aktiengesellschaft | Method for producing a metal workpiece in layers by means of laser-assisted additive manufacturing |
| US20180141126A1 (en) * | 2015-07-20 | 2018-05-24 | Velo3D, Inc. | Transfer of particulate material |
| US20180186080A1 (en) * | 2017-01-05 | 2018-07-05 | Velo3D, Inc. | Optics in three-dimensional printing |
| US20180281283A1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | Velo3D, Inc. | Material manipulation in three-dimensional printing |
| US20180290380A1 (en) * | 2015-10-15 | 2018-10-11 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Method for forming a three dimensional body from a mixture with a high content of solid particles |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5182170A (en) * | 1989-09-05 | 1993-01-26 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method of producing parts by selective beam interaction of powder with gas phase reactant |
| WO2020028821A1 (en) * | 2018-08-03 | 2020-02-06 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Reactive precursors for unconventional additive manufactured components |
| EP3628419A1 (en) * | 2018-09-25 | 2020-04-01 | Linde Aktiengesellschaft | Method and device for feeding gas to an additive manufacturing space |
-
2019
- 2019-12-12 CN CN201980082836.1A patent/CN113195127A/zh active Pending
- 2019-12-12 US US16/712,355 patent/US20200189038A1/en active Pending
- 2019-12-12 EP EP19897447.9A patent/EP3894108A4/en active Pending
- 2019-12-12 WO PCT/US2019/066015 patent/WO2020123828A1/en unknown
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150273631A1 (en) * | 2012-11-01 | 2015-10-01 | General Electric Company | Additive manufacturing method and apparatus |
| US20160001401A1 (en) * | 2013-02-14 | 2016-01-07 | Renishaw Plc | Selective laser solidification apparatus and method |
| CN105829013A (zh) * | 2013-11-27 | 2016-08-03 | 林德股份公司 | 钛制品的增材制造 |
| US20170304894A1 (en) * | 2014-11-10 | 2017-10-26 | Velo3D, Inc. | Printing three-dimensional objects using beam array |
| US20180065209A1 (en) * | 2015-03-31 | 2018-03-08 | Linde Aktiengesellschaft | Method for producing a metal workpiece in layers by means of laser-assisted additive manufacturing |
| US20180141126A1 (en) * | 2015-07-20 | 2018-05-24 | Velo3D, Inc. | Transfer of particulate material |
| US20180290380A1 (en) * | 2015-10-15 | 2018-10-11 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Method for forming a three dimensional body from a mixture with a high content of solid particles |
| US20170120322A1 (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | Citic Dicastal Co., Ltd | Water Cooled Mold for Casting Aluminum Alloy Wheels and Manufacturing Method Thereof |
| US20170120332A1 (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | Seurat Technologies, Inc. | Additive Manufacturing System And Method |
| US20170129184A1 (en) * | 2015-11-06 | 2017-05-11 | Velo3D, Inc. | Adept three-dimensional printing |
| US20170182558A1 (en) * | 2015-12-28 | 2017-06-29 | Matheson Tri-Gas, Inc. | Use of reactive fluids in additive manufacturing and the products made therefrom |
| US20170239721A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Velo3D, Inc. | Accurate three-dimensional printing |
| US20180186080A1 (en) * | 2017-01-05 | 2018-07-05 | Velo3D, Inc. | Optics in three-dimensional printing |
| US20180281283A1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | Velo3D, Inc. | Material manipulation in three-dimensional printing |
| US20180281236A1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | Yacov Elgar | Material manipulation in three-dimensional printing |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| KHAIRALLAH SAAD A, ET.AL.: "Laser powder-bed fusion additive manufacturing: Physics of complex melt flow and formation mechanisms of pores, spatter,and denudation zones", 《ACTA MATERIALIA》 * |
| KHAIRALLAH SAAD A, ET.AL.: "Laser powder-bed fusion additive manufacturing: Physics of complex melt flow and formation mechanisms of pores, spatter,and denudation zones", 《ACTA MATERIALIA》, 23 February 2016 (2016-02-23), pages 36 - 45, XP029462451, DOI: 10.1016/j.actamat.2016.02.014 * |
| SONNY LY, ET.AL.: "Metal vapor micro-jet controls material redistribution in laser powder bed fusion additive manufacturing", 《SCIENTIFIC REPORTS》, 22 June 2017 (2017-06-22), pages 2 - 6 * |
| SONNY LY, ET.AL.: "Metal vapor micro-jet controls material redistribution in laser powder bed fusion additive manufacturing", 《SCIENTIFIC REPORTS》, pages 1 - 12 * |
| ZHIRNOV L, ET.AL.: "Evaporation-induced gas-phase flows at selective laser melting", 《APPLIED PHYSICS A MATERIALS SCIENCE & PROCESSING》 * |
| ZHIRNOV L, ET.AL.: "Evaporation-induced gas-phase flows at selective laser melting", 《APPLIED PHYSICS A MATERIALS SCIENCE & PROCESSING》, 22 January 2018 (2018-01-22), pages 1 - 9, XP036975239, DOI: 10.1007/s00339-017-1532-y * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20200189038A1 (en) | 2020-06-18 |
| EP3894108A4 (en) | 2022-08-17 |
| EP3894108A1 (en) | 2021-10-20 |
| WO2020123828A1 (en) | 2020-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113226622B (zh) | 使用脉冲调制的激光进行二维打印的增材制造系统 | |
| US9770760B2 (en) | Method and apparatus for three-dimensional additive manufacturing with a high energy high power ultrafast laser | |
| US11718568B2 (en) | Additive manufacturing, bond modifying system and method | |
| US7700032B1 (en) | Formation of microspheres through laser irradiation of a surface | |
| US20150343664A1 (en) | Method and Apparatus for Three-Dimensional Additive Manufacturing with a High Energy High Power Ultrafast Laser | |
| JP7406604B2 (ja) | 付加製造方法 | |
| CN113195127A (zh) | 使用用于二维打印的高通量激光从粉末创建对象的增材制造系统 | |
| CN115379943A (zh) | 支持吸收激光放大器中的放大式自发发射的高通量增材制造系统 | |
| US11969790B2 (en) | Light valve cooling system | |
| US20220134439A1 (en) | Light Valve Cooling System | |
| US20220371275A1 (en) | Absorbing Laser Beam Dump for High Average-Peak Power Laser Systems | |
| US20230026951A1 (en) | Speckle Reduction For An Additive Printing System | |
| JP2024512219A (ja) | 位相管理型付加プリンティングシステム | |
| WO2024092109A1 (en) | Laser beam shaping and patterning for manufacturing | |
| JP2023553542A (ja) | 大面積アレイ化ライトバルブ | |
| Stafe et al. | Lasers for Pulsed Laser Ablation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Massachusetts Applicant after: SEURAT TECHNOLOGIES, Inc. Address before: California, USA Applicant before: SEURAT TECHNOLOGIES, Inc. |