CN113275592B - 增材制造零件中的受控纤维定向 - Google Patents

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Abstract

一种形成增材制造部件的方法包括：在增材制造机器内的构建平台上沉积第一层构建材料；将增强纤维沉积到第一层构建材料中；将第一层构建材料中的增强纤维定向；降低构建平台；在第一层构建材料的顶部沉积第二层构建材料；在第二层构建材料中沉积增强纤维；以及使第二层构建材料中的增强纤维定向。

Description

增材制造零件中的受控纤维定向
技术领域
本公开总体上涉及粉末床增材制造设备和方法。更具体地，本公开涉及一种用于形成嵌入有纤维的增材制造零件，并选择性地定向纤维以控制增材制造零件的机械性能的粉末床增材制造设备和方法。
背景技术
近来，出现了增材制造方法，该方法替代了铸造和机加工方法。增材制造也被称为“分层制造”、“激光烧结”、“反向加工”和“三维打印”。出于本公开的目的，这些术语均视为同义词。基本上，增材制造技术基于以横截面逐层方式构建材料来形成三维部件的概念。增材制造技术的共同之处是使用三维建模软件(计算机辅助设计或CAD)、机器设备和分层材料。一旦生成了CAD草图，机器设备就会从CAD文件中读入数据，并使用所需材料的连续层来制造三维部件。
与铸造工艺不同，增材制造不受提供拔模角度、避免悬伸等必要性的限制。与典型的铸造和机加工方法相比，增材制造还简化并降低了与金属合金部件制造相关的成本。
一些特定的增材制造工艺采用粉末床熔化技术在增材步骤中熔化粉末来生产部件。例如，一些增材制造工艺利用能量束在增材步骤中熔化粉末床中的粉末层。这些粉末床增材制造工艺的一些实例包括直接金属激光烧结/熔化(DMLS)/(DMLF)、选择性激光烧结/熔化(SLS)/(SLF)和电子束熔化(EBM)。在这些工艺中，粉末床中的粉末层被熔化到下面的部分成形的部件(或种子部件)上，以向该部件添加新的一层。新的粉末层在粉末床中沉积在先前成形的部分成形部件层的上方，并且新的粉末层同样地熔化到部件上。沉积和熔化过程重复多次，以在部分成形部件上产生多个层，从而最终形成部件。
将短纤维与聚合物混合可有助于制造具有增强材料性能的复合零件。纤维增强可提高热导率、减少热膨胀、大幅减少较大打印件中的翘曲、降低零件内的残余应力以及提高打印零件的尺寸精度。此外，纤维增强还可以显著提高增材制造零件的强度和刚度，并提高热阻或热变形温度，从而提高最终用途零件的潜力(超出原型)。
然而，目前形成纤维增强增材制造零件的方法仅限于使用短纤维。与在增材制造过程之前如何将纤维插入材料相关的限制以及增材制造过程本身限制了增材制造零件内纤维的尺寸。此外，目前形成纤维增强增材制造零件的方法控制嵌入增材制造零件结构中的纤维的定向的能力有限。
因此，尽管目前的增材制造机器和方法实现了它们的预期目的，但是仍需要一种新的改进的系统和方法来形成包括嵌入其中的中等长度增强纤维的增材制造零件，其中可以选择性地控制这种纤维的定向，以增强增材制造零件内的机械性能。
发明内容
根据本公开的几个方面，一种形成增材制造部件的方法包括：在增材制造机器内的构建平台上沉积第一层构建材料；将增强纤维沉积到第一层构建材料中；将第一层构建材料中的增强纤维定向；降低构建平台；在第一层构建材料的顶部沉积第二层构建材料；在第二层构建材料中沉积增强纤维；以及将第二层构建材料中的增强纤维定向。
根据另一方面，第一和第二层构建材料具有层厚，并且将增强纤维沉积到第一和第二层构建材料中还包括：将长度在层厚的大约0.1倍和层厚的大约2倍之间的增强纤维沉积到第一和第二层构建材料中。
根据另一方面，在增材制造机器内的构建平台上沉积第一层构建材料还包括：在增材制造机器内的构建平台上沉积第一层粉末，该方法还包括：在将第一层粉末内的增强纤维定向之后形成增材制造部件的第一层；并且在第一层构建材料的顶部沉积第二层构建材料还包括：在第一层粉末和增材制造部件第一层的顶部沉积第二层粉末，该方法还包括：在将第二层粉末内的增强纤维定向之后形成增材制造部件的第二层。
根据另一方面，将增强纤维沉积到第一层粉末中还包括：将增强纤维以所需形状植入(flocking)第一层粉末中；并且将增强纤维沉积到第二层粉末中还包括：将增强纤维以所需形状植入第二层粉末中。
根据另一方面，将增强纤维植入第一层粉末中还包括：利用重力和电磁电荷之一将增强纤维投射到第一层粉末中；并且将增强纤维植入第二层粉末中还包括：利用重力和电磁电荷之一将增强纤维投射到第二层粉末中。
根据另一方面，该方法还包括：在用机械矫直装置将增强纤维植入第一和第二层粉末中的同时，控制增强纤维的定向。
根据另一方面，将增强纤维沉积到第一层粉末中还包括：将由铁磁材料制成或涂覆有铁磁材料的增强纤维沉积到第一层粉末中；并且将增强纤维沉积到第二层粉末中还包括：将由铁磁材料制成或涂覆有铁磁材料的增强纤维沉积到第二层粉末中。
根据另一方面，使第一层粉末内的增强纤维定向还包括：选择性地激励电磁场以使第一层粉末内的增强纤维重新定向；并且使第二层粉末内的增强纤维定向还包括：选择性地激励电磁场以使第二层粉末内的增强纤维重新定向。
根据另一方面，选择性地激励电磁场以使第一层粉末内的增强纤维重新定向还包括：选择性地调节电磁场以精确控制增强纤维在第一层粉末内的重新定向；并且选择性地激励电磁场以使第二层粉末内的增强纤维重新定向还包括：选择性地调节电磁场以精确控制增强纤维在第二层粉末内的重新定向。
根据另一方面，选择性地激励电磁场以使第二层粉末中的增强纤维重新定向还包括：将部分嵌入增材制造部件的第一层中的增强纤维向上拉入第二层粉末中。
根据另一方面，形成增材制造部件的第一和第二层包括：通过粉末床熔化、粘合剂喷射、材料喷射和定向能量沉积中的一种来形成增材制造部件的第一和第二层。
根据本公开的几个方面，形成增材制造部件的方法包括：在增材制造机器内的构建平台上沉积第一层粉末；利用重力和电磁电荷之一将由铁磁材料制成或涂覆有铁磁材料的增强纤维以所需形状植入第一层粉末中；在用机械矫直装置将增强纤维植入第一层粉末中的同时，控制增强纤维的定向；激励电磁场以使第一层粉末中的增强纤维重新定向；调节电磁场以精确控制增强纤维在第一层粉末中的重新定向；形成增材制造部件的第一层；降低构建平台；将第二层粉末沉积在第一层粉末和增材制造部件的第一层的顶部；利用重力和电磁电荷之一将由铁磁材料制成或涂覆有铁磁材料的增强纤维以所需形状植入第二层粉末中；在用机械矫直装置将增强纤维植入第二层粉末中的同时，控制增强纤维的定向；激励电磁场以使第二层粉末中的增强纤维重新定向，并将部分嵌入增材制造部件的第一层中的增强纤维向上拉入第二层粉末中；调节电磁场以精确控制第二层粉末中的增强纤维的重新定向；以及形成增材制造部件的第二层。
根据另一方面，形成增材制造部件的第一和第二层包括：通过粉末床熔化、粘合剂喷射、材料喷射和定向能量沉积中的一种来形成增材制造部件的第一和第二层。
根据本公开的几个方面，增材制造机器包括：构建平台，该构建平台适于在制造增材制造部件时支撑增材制造部件并且适于在形成增材制造部件的连续层时降低；料箱，该料箱用于容纳一定量的待形成增材制造部件的粉末；再涂覆装置，该再涂覆装置适于将粉末从料箱推到构建平台上以在构建平台上沉积粉末层；植入单元，该植入单元适于将增强纤维沉积到构建平台上的粉末层中；定向单元，该定向单元适于使已经植入构建平台上的粉末层中的增强纤维重新定向；以及熔化机构，该熔化机构适于将粉末熔成所需形状以在构建平台上由粉末层形成增材制造部件的一层。
根据另一方面，植入单元适于将增强纤维以所需形状沉积在粉末层中。
根据另一方面，植入单元包括机械矫直装置，该机械矫直装置适于在沉积增强纤维的同时控制增强纤维的定向。
根据另一方面，植入单元适于沉积由铁磁材料制成或涂覆有铁磁材料的增强纤维，并且定向单元适于选择性地产生电磁场以使粉末层内的增强纤维重新定向，并将部分嵌入增材制造部件先前形成的相邻层中的增强纤维向上拉入到沉积在增材制造部件先前形成的层的顶部上的粉末层中，电磁场是可调的，以精确控制增强纤维的重新定向和牵拉。
根据另一方面，熔化机构适于选择性地产生熔体池，并将粉末熔成所需形状，从而形成增材制造部件的一层。
根据另一方面，熔化机构适于产生熔体池，并通过直接金属激光烧结(DMLS)、电子束熔化(EBM)、选择性热烧结(SHS)、选择性激光熔化(SLM)和选择性激光烧结(SLS)中的一种选择性地将粉末熔成所需形状。
根据另一方面，熔化机构适于将粘合剂以所需形状沉积在粉末层上，从而将粉末熔成所需形状并形成增材制造部件的一层。
根据本文提供的描述，其它适用领域将变得显而易见。应当理解的是，本描述和具体实例仅用于说明目的，而非用于限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅用于说明的目的，而非为了以任何方式限制本发明的范围。
图1是根据一个示例性实施方案的增材制造机器的示意图；
图2是图1所示的增材制造机器的示意图，其中台架在增材制造机器的构建平台上方移动；
图3是根据一个示例性实施方案的用于增材制造机器的植入单元的示意图；
图4是第一和第二层粉末以及垂直植入粉末中的增强纤维的示意性侧视图；
图5是根据另一个示例性实施方案的用于增材制造机器的植入单元的示意图；以及
图6是示出了根据一个示例性实施方案的形成增材制造部件的方法的流程图。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，而非用于限制本公开、应用或用途。
参照图1，示出了一种根据本公开的增材制造机器10。增材制造机器10包括构建平台12，该构建平台适于在制造增材制造部件14时支撑增材制造部件14。构建平台12能够选择性地垂直升降。当制造增材制造部件14时，构建平台12随着增材制造部件14的连续层的形成而下降。邻近构建平台12定位的料箱16容纳一定量的待形成增材制造部件14的粉末18。料箱16包括底部20，该底部能够选择性地垂直升降。
再涂覆装置22适于将粉末18从料箱16推到构建平台12上，以将粉末18层沉积到构建平台12上或者沉积到正在制造的增材制造部件14的顶部。再涂覆装置22可以是辊或刀片，并且安装在台架24上，该台架在增材制造机器10内水平来回移动。参照图1，台架24如箭头26所示向构建平台12移动。当台架24向构建平台12移动时，再涂覆装置22将粉末18推离料箱16内存储的粉末18的顶部。参照图2，台架24继续向构建平台12移动，将粉末18推到构建平台12上方，并在构建平台12上或正在制造的增材制造部件14的顶部形成新的粉末18层。
植入单元28和定向单元30也安装在台架24上，并与再涂覆装置22一起在增材制造机器10内移动。植入单元28位于再涂覆装置22附近，并适于将增强纤维32沉积到已经铺展到构建平台12上的粉末18层中。在一个示例性实施方案中，植入单元28适于将增强纤维32以所需形状沉积到粉末18层中，使得增强纤维32仅沉积在粉末18中，该粉末将被熔化以制造增材制造部件14。
参照图3，在一个示例性实施方案中，植入单元28投下增强纤维32，并且重力迫使增强纤维32进入粉末18层。植入单元28包括机械矫直装置34，这些机械矫直装置适于在沉积增强纤维32的同时控制增强纤维32的定向。例如，机械矫直装置34可适于确保增强纤维32垂直植入到粉末18层中，以提高增强纤维32在粉末18层中的穿透度，如图3所示。
参照图4，机械矫直装置34确保增强纤维32垂直注入粉末18层，在该层已熔化后，增强纤维32的自由端40暴露出来。已经熔化到增材制造部件14的第一层36’中第一层36粉末18内的增强纤维32的自由端40向上延伸到第二层38未熔化粉末18中，该未熔化粉末铺展在增材制造部件14的顶部。当第二层38粉末18熔化到增材制造部件14的第二层38’中时，自由端40被第二层38’包封，因此增强纤维32在增材制造部件14的层36’、38’之间延伸，增加了增材制造部件14的强度。
参照图5，在另一个示例性实施方案中，植入单元28包括产生电磁电荷的装置42，并利用电磁电荷将增强纤维32吸引至粉末18层并将增强纤维32拉入各粉末18层中。
定向单元30定位在植入单元28附近，并适于使已经植入到构建平台12上的粉末18层中的增强纤维32重新定向。在一个示例性实施方案中，增强纤维32由铁磁材料制成，或者增强纤维32由非铁磁材料制成，然后涂覆铁磁材料。定向单元30适于选择性地产生电磁场，以使已经沉积在粉末18层中的增强纤维32重新定向。此外，定向单元30将部分嵌入增材制造部件14先前形成的相邻层内的增强纤维的自由端40向上拉入已经沉积在增材制造部件14先前形成的层的顶部上的新的粉末18层中。这使得增强纤维在增材制造部件14的相邻层36、38之间延伸，如图4所示。
在另一个示例性实施方案中，定向单元30包括控制器，该控制器适于选择性地调节电磁场以精确控制增强纤维32的重新定向和牵拉。该控制器是非通用电子控制设备，其具有预编程的数字计算机或处理器、用于存储诸如控制逻辑、软件应用程序、指令、计算机代码、数据、查找表等数据的存储器或非暂时性计算机可读介质，以及收发器或输入/输出端口。计算机可读介质包括能够被计算机访问的任何类型的介质，例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)或任何其他类型的存储器。“非暂时性”计算机可读介质不包括传输暂时性电信号或其它信号的有线链路、无线链路、光学链路或其它通信链路。非暂时性计算机可读介质包括可永久存储数据的介质和可存储和覆盖数据的介质，例如，可复写光盘或可擦除存储器装置。计算机代码包括任何类型的程序代码，包括源代码、目标代码和可执行代码。
熔化机构44安装在增材制造机器10内，并适于将粉末18熔成所需形状，以由已经铺展到构建平台12上的粉末18层形成增材制造部件14的一层。根据一个示例性实施方案，熔化机构44适于选择性地产生熔体池，并将粉末18熔成所需形状，从而形成增材制造部件14的一层。
本公开的新颖方面将与许多制造增材制造部件14的方法(例如，直接金属激光烧结(DMLS)、电子束熔化(EBM)、选择性热烧结(SHS)、选择性激光熔化(SLM)和选择性激光烧结(SLS))一起协作。在图1和图2所示的示例性实施方案中，增材制造机器10包括激光器46和折射器48，以将激光束导向构建平台12，从而形成熔体池并将粉末18熔成所需形状。在另一个示例性实施方案中，熔化机构44适于将粘合剂以所需形状沉积在粉末18层上，从而将粉末18熔成所需形状并形成增材制造部件14的一层。
参照图6，一种形成增材制造部件14的方法以100示出。从步骤102开始，该方法包括：在增材制造机器10内的构建平台12上沉积第一层构建材料36。在一个示例性实施方案中，增材制造机器10是粉末床熔化增材制造机器10，构建材料是粉末18。台架24从粉末18的料箱16上方的位置(如图1所示)向构建平台12移动，如箭头26所示。再涂覆装置22将粉末18从料箱16推到构建平台12上，以将第一层36粉末18铺展到构建平台12上。
进行到步骤104，该方法还包括：将增强纤维32沉积到第一层36构建材料(粉末18)中。在一个示例性实施方案中，第一层构建材料36具有层厚50，并且沉积的增强纤维32的长度在层厚50的大约0.1倍至大约2倍之间。此外，增强纤维32由铁磁材料制成，或者由非铁磁材料制成，然后涂覆铁磁材料。
进行到步骤106，在一个示例性实施方案中，将增强纤维32沉积到第一层36中包括：根据正在制造的增材制造部件14的形状，将增强纤维36以所需形状植入第一层36粉末18中。当台架24在增材制造机器10内移动时，植入单元28跟随再涂覆装置22，并将增强纤维32沉积到第一层36粉末18中。
进行到步骤108，在另一个示例性实施方案中，将增强纤维32植入到第一层36粉末18中还包括：利用重力(如图3所示)和电磁电荷(如图5所示)之一将增强纤维32投射到第一层36粉末18中。进行到步骤110，该方法包括：在利用机械矫直装置34将增强纤维32植入第一层36粉末18中的同时，控制增强纤维32的定向，如图3所示。
进行到步骤112，在增强纤维36已经沉积到第一层36粉末18中后，该方法包括：将第一层36内的增强纤维32定向。进行到步骤114，将增强纤维32定向包括：选择性地激励电磁场，以将第一层36粉末18内的增强纤维32重新定向。定向单元30邻近植入单元28安装在台架24上，并且当台架24移动穿过构建平台12时在第一层36粉末18上方跟随植入单元28。启动定向单元30以产生电磁场，该电磁场作用在已经沉积到第一层36粉末18中的增强纤维32上。由于增强纤维32由铁磁材料制成或者涂有铁磁材料，因此电磁场将作用在增强纤维32上，并且根据电磁场的强度和方向以可控和可预测的方式使增强纤维32重新定向。
进行到步骤116，在一个示例性实施方案中，选择性地调节定向单元30产生的电磁场，以精确地控制增强纤维32在第一层36粉末18内的重新定向。这使得增强纤维32的定向适合不同的应用和不同的产品性能要求。
进行到步骤118，该方法包括：在使第一层36粉末18内的增强纤维32定向后，形成增材制造部件14的第一层36’。通过将第一层36粉末18的选定部分熔成所需形状来形成增材制造部件14的第一层36’。作为非限制性实例，粉末18可以通过粉末床熔化、粘合剂喷射、材料喷射或定向能量沉积中的一种来熔化。
进行到步骤120，在增材制造部件14的第一层36’已经形成后，降低构建平台12，如箭头52所示。台架24往回移动到料箱16的上方。在台架24和再涂覆装置22往回移动后，料箱16的底部20向上移动(如箭头54所示)，将存储的粉末18向上推。进行到步骤122，将第二层38构建材料(粉末18)铺展在增材制造部件14的第一层36’的顶部。
进行到步骤124，该方法还包括：将增强纤维32沉积到第二层38粉末18中。在一个示例性实施方案中，第二层38粉末18具有层厚50，并且沉积的增强纤维32的长度在层厚50的大约0.1倍至大约2倍之间。此外，增强纤维32由铁磁材料制成，或者由非铁磁材料制成，然后涂覆铁磁材料。
进行到步骤126，在一个示例性实施方案中，将增强纤维32沉积到第二层38中包括：根据正在制造的增材制造部件14的形状，将增强纤维32以所需形状植入第二层38粉末18中。当台架24在增材制造机器10内移动时，植入单元28跟随再涂覆装置22，并将增强纤维32沉积到第二层38粉末18中。进行到步骤128，在另一个示例性实施方案中，将增强纤维32植入到第二层38粉末18中还包括：利用重力(如图3所示)和电磁电荷(如图5所示)之一将增强纤维32投射到第二层38粉末18中。进行到步骤130，该方法包括：在利用机械矫直装置34将增强纤维32植入第二层粉末38中的同时，控制增强纤维32的定向，如图3所示。
进行到步骤132，在增强纤维32已经沉积到第二层38粉末18中后，该方法包括：使第二层38内的增强纤维32定向。进行到步骤134，使增强纤维32定向包括：选择性地激励电磁场，以使第二层38粉末18内的增强纤维32重新定向。定向单元30邻近植入单元28安装在台架24上，并且当台架24移动穿过构建平台12时在第二层38粉末18上方跟随植入单元28。启动定向单元30以产生电磁场，该电磁场作用在已经沉积到第二层38粉末18中的增强纤维32上。由于增强纤维32由铁磁材料制成或者涂有铁磁材料，因此电磁场将作用在增强纤维32上，并且根据电磁场的强度和方向以可控和可预测的方式使增强纤维32重新定向。
进行到步骤136，在一个示例性实施方案中，选择性地调节定向单元30产生的电磁场，以精确地控制增强纤维32在第二层38粉末18内的重新定向。这使得增强纤维的定向适合不同的应用和不同的产品性能要求。
进行到步骤138，在一个示例性实施方案中，选择性地激励电磁场以使第二层38粉末18中的增强纤维32重新定向还包括：将部分嵌入增材制造部件14的第一层36’中的增强纤维32的自由端40向上拉入第二层38粉末18中。这将确保其中一些增强纤维32跨增材制造部件14的第一和第二层36’、38’以及在第一和第二层36’、38’之间延伸，从而增加了增材制造部件14的强度。
进行到步骤140，该方法包括：在将第二层38粉末18内的增强纤维32定向后，形成增材制造部件14的第二层38’。通过将第二层38粉末18的选定部分熔成所需形状来形成增材制造部件14的第二层38’。作为非限制性实例，粉末18可以通过粉末床熔化、粘合剂喷射、材料喷射或定向能量沉积中的一种来熔化。
通过继续重复上述步骤，形成连续的层，直到增材制造部件完全成形，从而制造出增材制造部件。
根据本公开的增材制造机器10和方法提供了几个优点。这些优点包括控制和重新定向增强纤维32的方向以优化各向同性和层间强度的能力。
此外，增材制造机器10和方法允许利用更长的增强纤维32来改善机械性能，而未增加各向异性的当前缺点。已知的方法只能优化各向同性和层间强度，与本公开的方法通过采用长度较短的增强纤维32所实现的各向同性和层间强度一致。采用较长增强纤维32的已知方法在垂直方向上的特性变化很大，甚至在构建平台12上是平坦的。
本公开的增材制造机器10和方法使得增强纤维32的定向不再仅仅由再涂覆装置22的方向决定，因为当增强纤维32提前分散在全部量的粉末18中时，再涂覆装置22在行进方向上会展平和拖拽增强纤维32，导致各向异性较高。
本公开的增材制造机器10和方法配备有植入单元28，从而允许精确定位嵌入的增强纤维32的角度并将增强纤维32插入粉末18的整个层中或者仅插入局部区域中。通过选择性地仅在会发生粉末熔化(增材制造部件横截面)的地方插入增强纤维32，提高了可回收性，并降低了材料成本。可以在增材制造部件14完全成形后收集未熔化的粉末18，并且未熔化的粉末18不会被增强纤维32污染且可以很容易地重复使用。
本公开的增材制造机器10和方法利用电磁来引导增强纤维32并将其加入粉末18。增强纤维32既可以包封在铁磁涂层中，也可以本身是铁磁材料。此外，电磁场是可调的，以精确控制增强纤维32的位置。例如，可以调节磁力以允许增强纤维32在垂直方向上重新定向，从而将自由端40拉到粉末18层的表面上方，或者调节磁力以允许增强纤维32在垂直方向上重新定向，而不破坏粉末18层的表面。本公开的方法允许已经嵌入粉末18中的增强纤维32在任何方向(即，垂直方向)上或以任何图案(即，径向)重新定向。
此外，磁性增强纤维32可用于控制增材制造部件14成品内的增强纤维32的各向同性，并允许增材制造部件14本身变得有磁性。
本公开的描述实质上仅为示例性的，并且未脱离本公开要旨的改变都包括在本公开的范围内。这些改变不应被视为脱离了本公开的精神和范围。

Claims (6)

1.一种形成增材制造部件的方法，包括：
在增材制造机器内的构建平台上沉积第一层构建材料，其中在增材制造机器内的构建平台上沉积第一层构建材料还包括：在所述增材制造机器内的构建平台上沉积第一层粉末；
将增强纤维沉积到所述第一层构建材料中，其中将增强纤维沉积到所述第一层构建材料中还包括：将增强纤维以所需形状植入所述第一层粉末中，其中将增强纤维植入所述第一层粉末中还包括：利用重力和电磁电荷之一将增强纤维投射到所述第一层粉末中；
使所述第一层构建材料中的增强纤维定向；
在将所述第一层粉末内的增强纤维定向之后形成所述增材制造部件的第一层；
降低所述构建平台；
在所述第一层构建材料的顶部沉积第二层构建材料，其中在所述第一层构建材料的顶部沉积第二层构建材料还包括：在所述第一层粉末和所述增材制造部件的所述第一层的顶部沉积第二层粉末；
在所述第二层构建材料中沉积增强纤维，其中将增强纤维沉积到所述第二层构建材料中还包括：将增强纤维以所需形状植入所述第二层粉末中，其中将增强纤维植入所述第二层粉末中还包括：利用重力和电磁电荷之一将增强纤维投射到所述第二层粉末中；
使所述第二层构建材料中的增强纤维定向；以及
在将所述第二层粉末内的增强纤维定向之后形成所述增材制造部件的第二层；
所述方法还包括：用机械矫直装置将所述增强纤维植入所述第一层粉末和第二层粉末中，在用机械矫直装置将所述增强纤维植入所述第一层粉末和第二层粉末中的同时，控制所述增强纤维的定向。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一层构建材料和第二层构建材料具有层厚，并且将增强纤维沉积到所述第一层构建材料和第二层构建材料中还包括：将长度在所述层厚的0.1倍至2倍之间的增强纤维沉积到所述第一层构建材料和第二层构建材料中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中将增强纤维沉积到所述第一层构建材料中还包括：将由铁磁材料制成或涂覆有铁磁材料的增强纤维沉积到所述第一层粉末中；并且将增强纤维沉积到所述第二层构建材料中还包括：将由铁磁材料制成或涂覆有铁磁材料的增强纤维沉积到所述第二层粉末中。
4.根据权利要求3所述的方法，其中使所述第一层粉末内的增强纤维定向还包括：选择性地激励电磁场以将所述第一层粉末内的增强纤维重新定向；并且使所述第二层粉末内的增强纤维定向还包括：选择性地激励电磁场以使所述第二层粉末内的增强纤维重新定向。
5.根据权利要求4所述的方法，其中选择性地激励电磁场以使所述第一层粉末内的增强纤维重新定向还包括：选择性地调节电磁场以精确控制所述增强纤维在所述第一层粉末内的重新定向；并且选择性地激励电磁场以使所述第二层粉末内的增强纤维重新定向还包括：选择性地调节电磁场以精确控制所述增强纤维在所述第二层粉末内的重新定向。
6.根据权利要求4所述的方法，其中选择性地激励电磁场以使所述第二层粉末中的增强纤维重新定向还包括：将部分嵌入所述增材制造部件的所述第一层中的增强纤维向上拉入所述第二层粉末中。
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