CN116018271A - 用于增材制造用的重涂系统的缺陷减轻 - Google Patents

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Abstract

公开的实施方式涉及一种用于与增材制造系统一起使用的重涂器系统。重涂器组件可以用于将材料层沉积到增材制造系统的构建表面上。在一些情况下，重涂器组件可以包括粉末夹带系统，该粉末夹带系统跨增材制造系统的构建表面相对于重涂器组件的重涂器刀片的运动方向跟随在重涂器刀片的后面。粉末夹带系统可以在重涂器刀片的后面产生跨构建表面的一部分的流体流，该流体流至少暂时夹带高于距构建表面的阈值高度的粉末，以减轻或防止缺陷在构建表面上以大于阈值高度的高度的形成。

Description

用于增材制造用的重涂系统的缺陷减轻
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2020年9月4日提交的序列号为63/074,752的美国临时申请的优先权的权益，该美国临时申请的全部公开内容通过参引并入本文。
技术领域
所公开的实施方式涉及用于增材制造用的重涂系统的缺陷减轻。
背景技术
增材制造系统采用各种技术以从二维层产生三维对象。在将一层前体材料沉积到构建表面上之后，该层的一部分可以通过暴露于一个或更多个能量源而被熔融，从而在该层内产生固化材料的期望的二维几何形状。接下来，可以对构建表面进行索引，并且可以沉积前体材料的另一层。例如，在常规系统中，构建表面可以被向下索引与层的厚度相对应的距离。该过程可以逐层重复，以将许多二维层熔融成三维对象。
一些增材制造系统可以包括用于将前体材料沉积和/或散布到构建表面上的系统。例如，在粉末床熔融系统中，可以使用重涂器组件将一层粉末沉积到构建表面上。重涂器组件可以包括连接至重涂器支承结构的重涂器刀片，可以对该重涂器刀片进行控制以便跨构建表面拖拽重涂器刀片，从而使沉积的粉末平滑以提供均匀厚度的层。
发明内容
在一些实施方式中，用于增材制造系统的重涂器组件包括重涂器刀片和粉末夹带系统。粉末夹带系统可以构造成产生跨构建表面的一部分的具有从构建表面朝向粉末夹带系统增大的速率分布的流体流、比如气体流。此外，在一些可选实施方式中，粉末夹带系统还可以构造成跨构建表面相对于重涂器刀片的行进方向跟随在重涂器刀片的后面，使得粉末夹带系统相对于行进方向在重涂器刀片的后面产生流体流。
在一个实施方式中，用于增材制造系统的重涂器组件包括重涂器刀片和粉末夹带系统。粉末夹带系统可以构造成跨增材制造系统的构建表面相对于重涂器刀片的运动方向跟随在重涂器刀片的后面。粉末夹带系统还可以包括可移动表面，该可移动表面构造成相对于构建表面的靠近部分以第一速率移动，该第一速率不同于重涂器刀片相对于构建表面的第二速率。第一速率在0.1米每秒(m/s)与2.0m/s之间或等于0.1米每秒(m/s)和2.0m/s，并且可移动表面的至少一部分设置在距构建表面为0.5毫米(mm)与10.0mm之间或等于0.5毫米(mm)和10.0mm的高度处。
在一个实施方式中，对增材制造系统的构建表面进行重涂的方法包括：利用重涂器组件将粉末沉积到构建表面上；以及使流体跨构建表面的至少一部分以随着距构建表面的距离增大而增大的速率分布流动，使得高于距构建表面的阈值高度的粉末被夹带在流体流中。可选地，在一些实施方式中，使流体跨构建表面流动包括使流体跨构建表面在重涂器刀片的行进路径的后面流动。
应当理解的是，可以以任何合适的组合来布置前述构思以及下面所讨论的其他构思，因为本公开不限于该方面。此外，通过以下结合附图考虑时的各种非限制性实施方式的详细描述，本公开的其他优点和新颖特征将变得明显。
附图说明
附图并非意在按比例绘制。在附图中，在各个图中图示的每个相同或几乎相同的部件可以由相似的附图标记表示。为了清楚的目的，并非在每个附图中都标记了每个部件。在附图中：
图1A至图1E描绘了在增材制造过程期间缺陷在后续层的沉积和熔融期间在尺寸方面增长的一个实施方式的示意性横截面图；
图2A是在粉末层的沉积期间朝向存在于构建表面上的缺陷移动的重涂器刀片的示意性俯视图；
图2B至图2D是由于重涂器刀片与位于构建表面上的缺陷接触而形成的粉末干扰的示意性俯视图；
图3是根据一个实施方式的增材制造系统的示意性侧视图；
图4是根据一个实施方式的增材制造系统的示意性立体图；
图5是在重涂过程期间包括粉末夹带系统的重涂器组件的一个实施方式的示意性侧视图；
图6是旋转筒形件以及附接的流体边界层的相关联的速率分布的示意性侧视图；
图7是用于夹带高于距相关联的构建表面的阈值高度的粉末的旋转筒形件的一个实施方式的示意性侧视图；
图8是旋转筒形件的一个实施方式的示意性侧视图，该旋转筒形件包括形成在筒形件上的表面特征；
图9是当可移动表面的一部分沿与整个组件的运动方向相反的方向移动时边界层的净速率分布的示意图；
图10是当可移动表面的一部分沿与整个组件的运动方向相同的方向移动时边界层的净速率分布的示意图；
图11是旋转筒形件的示意性横截面图，该旋转筒形件具有设置在筒形件的前部部分上的掩模；
图12是旋转筒形件的示意性横截面图，该旋转筒形件具有设置在旋转筒形件的前部部分和后部部分两者上的掩模；
图13是旋转筒形件的示意性横截面图，该旋转筒形件具有位于旋转筒形件的后部部分上的掩模以及真空端口；
图14是包括多个旋转盘状件的重涂器组件的一个实施方式的示意性立体图；
图15是包括以线性阵列布置的多个旋转盘状件的重涂器组件的一个实施方式的示意性俯视图；
图16是包括以交错阵列布置的多个旋转盘状件的重涂器组件的一个实施方式的示意性俯视图；
图17是根据一个实施方式的包括带的重涂器组件的示意性横截面图；以及
图18是包括带和真空端口的重涂器组件的示意性横截面图。
具体实施方式
在重涂过程期间，一定量的粉末沉积在构建表面的一个端部上，并且然后重涂器刀片在高于前一构建层的设定高度处跨表面被拉动。当刀片跨表面被拉动时，粉末在刀片的前面被推动，并且在刀片通过之后只在后面留下粉末的薄层。该层的厚度由刀片的高于先前处理的层的高度来设定，并且可以在大约20微米(μm)至500μm厚的范围内。然而，发明人已经认识到的是，关于使用固体刀片重涂系统的问题中的一个问题是前一打印层与重涂器刀片之间的相互作用。在一些情况下，形成在先前打印的层中的缺陷可能向上突出超过标称打印高度的顶部。如果这些缺陷向上延伸到足够远，缺陷可能在重涂器刀片跨下一个构建平面行进时接触重涂器刀片。重涂器刀片与构建表面上的缺陷之间的这种接触可能对重涂过程和后续构建层具有不同的影响，包括但不限于：层变形、脱层和/或打印零件的变形；将打印零件从构建板完全拉出；对重涂器刀片的永久性损坏，比如刀片中的划痕或切口；整个刀片的向上移位以越过缺陷；重涂器刀片在通过缺陷之后的振动；以及/或者由于重涂器刀片与构建表面上的缺陷的相互作用而可能发生的任何其他数量的不同类型的影响。根据重涂器刀片是由聚合物或橡胶材料制成还是由较硬的金属或陶瓷刀片制成，不同的影响可能或多或少是普遍存在的。例如，聚合物或橡胶重涂器刀片可能处于对先前打印的零件的灾难性损坏或脱层的较小风险，但存在对重涂器刀片的诸如切口和划痕之类的损坏的更大风险，这可能导致重涂表面中的不均匀的轨迹。机器设计可能的是当检测到对刀片的干涉接触损坏时允许对重涂器刀片进行容易的或自动的更换。然而，如果干涉接触仍然存在，则新刀片也可能损坏。
尽管先前打印的材料与重涂器刀片之间的干涉接触并不总是导致关于后续打印层的问题，但是发明人已经认识到的是，在一些情况下，初始较小缺陷可能导致负面反馈，在该负面反馈中，缺陷在多个后续沉积和熔融的层上在尺寸方面增长，使得增长的缺陷的尺寸可能导致对重涂器的大规模损坏或者甚至导致整个打印过程失效。这种类型的负面反馈——其中，每个后续层在与缺陷的初始接触之后产生更大的缺陷以及与重涂器刀片的对应增大的接触——可能导致完全过程失效。替代性地，这种负面反馈可能在零件完成之后导致零件失效。例如，如果粉末层在一点上与标称重涂厚度相比足够厚，则当处理该点时，可能没有足够的激光功率以使该层以固体焊接的方式完全熔融至前一层。零件中的该薄弱点可能在零件寿命期间脱层，从而导致在载荷下的完全零件失效。此外，该薄弱点可能稍后在打印过程期间使许多层脱层，从而导致零件的大规模变形和完全打印失效。这种类型的失效也非常难以排除，因为脱层和零件失效的原因可能是与实际失效点分离的数百层。
有鉴于此，发明人已经认识到需要一种方法来减轻或减少构建表面中的缺陷在形成零件的后续层期间在尺寸方面增长的可能性。因此，在一些实施方式中，跟随在重涂器刀片的行进路径的后面的或者在单独过程中在构建表面上移动的可移动表面，可以通过在可移动表面上产生流体边界层来在构建表面上引起流体流。基于粉末的类型(颗粒质量、颗粒密度、颗粒尺寸等)，在具有给定密度的移动流体将开始对粉末产生任何影响之前，存在最小速率。低于该速率，粉末表面将基本上不会被影响。高于该速率，移动流体将开始夹带和移动粉末。通过将可移动表面定位在高于标称新粉末水平高度的固定高度，所建立的边界层厚度可以设定成使得其对处于或低于标称层厚度的粉末几乎没有影响。然而，延伸到高于标称层厚度的粉末区域可能开始突出到构建表面上方的流动流体的边界层中。延伸得足够远到高于构建表面上方的阈值高度的边界层中的粉末可以经受处于或高于粉末颗粒的最小夹带速率的流体流速率。在这点上，边界层可以夹带延伸到高于阈值高度的粉末中的至少一部分、并且在一些情况下是这些粉末中的大致全部粉末，使得夹带粉末在缺陷位置处从构建表面移除。这可以减少缺陷位置处的多余的粉末层厚度。尽管夹带粉末中的一些夹带粉末可能保留在夹带边界层中，但由于向心力，粉末中的另一部分可以从边界层排出。根据如何处理流体流，夹带粉末可以使用诸如过滤器或真空之类的系统从系统移除，并且/或者释放的粉末可以均匀地散布在比多余的粉末厚度的初始区域大得多的区域上。在任一情况下，这都可以极大地减少朝向负面反馈环的趋势，该负面反馈环在后续层形成期间导致缺陷在任何给定点或区域中在尺寸方面增长。
有鉴于此，在一个实施方式中，粉末可以使用重涂器组件以期望的标称层厚度沉积到重涂器组件的构建表面上。在一些情况下，这可以包括使重涂器刀片在构建表面上通过以将粉末跨构建表面分布。流体可以跨构建表面的至少一部分流动，在一些实施方式中，该部分位于重涂器刀片跨构建表面的行进路径的后面。流体流可以具有下述速率分布：该速率分布随着距构建表面的距离的增大而增大，使得沉积到构建表面上的高于距构建表面的阈值高度的粉末可以被夹带在流体流中。例如，在一些实施方式中，重涂器组件可以包括具有可移动表面的粉末夹带系统，该可移动表面可以相对于构建表面的下面的部分移动。在粉末夹带系统在系统的重涂器刀片的行进路径的后面移动的情况下，可移动表面可以相对于构建表面以一定速率移动，该速率不同于重涂器刀片相对于构建表面的速率。在任一情况下，可移动表面相对于构建表面的下面的部分的速率可以足以产生流体的边界层，以提供流体流的期望的速率分布，从而夹带位于阈值高度上方的粉末颗粒。
本文中所述的方法和系统可以有助于减少在离散区域上以及在沿着沉积到增材制造系统的构建表面上的粉末层的长度和/或宽度延伸的轨迹上的多余粉末的存在。尽管在一些实施方式中，多余粉末可能仍存在于表面上，但多余粉末可以在大得多的区域上分布，并且在延伸到高于层的标称厚度的任一点处的最大厚度可以显著减小。峰区域中的这种减小可以有助于防止在构建过程期间发生下述负面反馈环：该负面反馈环导致构建表面上的缺陷在后续沉积的材料层的沉积期间在尺寸方面增长。这可以导致提高零件质量和保真度以及增加部件、比如增材制造系统的重涂器刀片的操作寿命两者。此外，在不希望受理论约束的情况下，初始多余粉末高度的厚度越大，所公开的方法和系统变得越有效，因为厚度越大，粉末将越多地延伸到引起的边界流中，在引起的边界流中，较高的局部气体速率可以导致对多余粉末的夹带增加。因此，随着缺陷的尺寸和粉末的多余量增加，所公开的系统变得甚至更加有效。然而，其中不存在上述益处和/或其中在实施本文中公开的方法和/或系统的增材制造系统中存在不同益处的实施方式也是可能的，因为本公开不限于这种方式。
应当理解的是，本文中描述的方法和系统可以使用任何适当类型的可移动表面以用于产生期望的边界层，从而提供跨增材制造系统的构建表面的至少一部分的具有期望速率分布的流体流。例如，在一些实施方式中，粉末夹带系统可以包括可旋转辊，其中，该辊的表面的至少一部分、例如辊表面的朝向构建表面定向的部分设置在增材制造系统的构建表面上方的预定高度处。此外，在一些实施方式中，可旋转辊的旋转轴线平行于构建表面。在另一实施方式中，粉末夹带系统可以包括带，该带包括带的具有朝向构建表面定向并且设置在增材制造系统的构建表面上方的预定高度处的表面的部分。因此，带可以操作成使得带的朝向构建表面定向并且位于构建表面附近的部分可以相对于构建表面移动，以产生跨构建表面的期望的流体流。在又一实施方式中，粉末夹带系统可以包括位于增材制造系统的构建表面上方的预定高度处的多个可旋转盘状件。在一些情况下，每个可旋转盘状件可以具有相对于下面的构建表面成角度的旋转轴线(例如，与构建表面正交)。因此，应当理解的是，可以使用能够相对于下面的构建表面移动以产生具有期望的速率分布的流体的边界层从而提供跨构建表面的邻近部分的期望的流体流的任何适当的部件，因为本公开不限于此。此外，根据具体实施方式，用于产生流动流体的边界层的靠近构建表面的可移动表面可以沿与整个粉末夹带系统的运动方向相同的方向、与粉末夹带系统的运动方向相反的方向和/或任何其他适当的方向移动，因为本公开不限于此。
如上所述，用于夹带沉积到构建表面上的粉末颗粒的流体的最小速率可以取决于各种参数，比如颗粒质量、颗粒密度、颗粒尺寸、流体密度和/或任何其他适当的参数。也就是说，在一些实施方式中，用于将粉末颗粒夹带在流体流中的最小速率——该最小速率也可以与距增材制造系统的构建表面的阈值高度处的流体流的阈值速率相对应——可以大于或等于0.1米每秒(m/s)、0.2m/s、0.3m/s、0.4m/s、0.5m/s、1m/s、1.5m/s和/或任何其他适当的速率。对应地，流体流的最小夹带速率和/或阈值速率可以小于或等于2.0m/s、1.5m/s、1m/s、0.5m/s、0.4m/s、0.3m/s和/或任何其他适当的速率。设想了前述范围的组合，包括例如用于给定类型的粉末的流体流的最小夹带速率和/或阈值速率可以在0.1m/s与2.0m/s之间或等于0.1m/s和2.0m/s。然而，还设想了上述范围和/或速率的大于和小于上述那些组合的其他组合，因为本公开不限于此。此外，在移动表面与构建表面之间的不同高度处的流体流的速率可以以任何适当的方式测量，任何适当的方式包括：流动可视化方法；速率计；基于所测量的流体参数和可移动表面的用于确定可移动表面与构建表面之间的边界流的操作参数的计算和/或有限元分析技术；热线风速计；超声波流量传感器；以及/或者任何其他适当的方法。
为了便于分散和/或移除位于构建表面上的延伸到高于构建表面上方的阈值高度的粉末颗粒，粉末夹带系统可以构造成沿平行于重力方向的方向在等于或大于构建表面上方的阈值高度的高度处提供具有大于或等于阈值速率、比如粉末的最小夹带速率的速率分布的流体流。阈值高度可以取决于对应粉末层的标称厚度和沉积在构建表面上的允许层厚度公差。具体地，构建表面可以对应于先前处理的层、构建板的表面和/或其上沉积有要处理的粉末层的任何其他适当的表面。因此，阈值高度可以从该构建表面和/或从沉积到构建表面上的粉末层的标称高度来测量。在任一情况下，在一些实施方式中，构建表面上方的阈值高度可以大于或等于25μm、30μm、40μm、50μm、100μm、200μm和/或构建表面上方的任何其他适当的高度。对应地，阈值高度可以小于或等于500μm、400μm、300μm、200μm、100μm、50μm、20μm和/或构建表面上方的任何其他适当的高度。设想了前述范围的组合，包括例如可以使用高于构建表面在5μm与500μm之间或等于5μm和500μm的阈值高度。替代性地，阈值高度可以从沉积到构建表面上的粉末层的标称高度测量。在这样的实施方式中，阈值高度可以位于大于或等于5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、100μm的高度处和/或高于沉积在构建表面上的粉末层的标称高度的任何其他适当的高度处。对应地，阈值高度可以位于小于或等于100μm、50μm、40μm、30μm、20μm、10μm的高度处和/或高于沉积在构建表面上的粉末层的标称高度的任何其他适当的高度处。设想了前述的组合，包括例如位于高于沉积在构建表面上的粉末层的标称高度在5μm与100μm之间或等于5μm和100μm的高度处的阈值高度。当然，根据特定的层厚度和允许的公差，设想了大于和小于上述那些阈值高度的阈值高度，因为本公开不限于这种方式。
应当理解的是，根据具体应用，可以使用粉末层的任何适当厚度。例如，依次沉积到构建表面上的粉末层的适当厚度可以大于或等于20μm、30μm、40μm、50μm、100μm、200μm、300μm和/或任何其他适当的厚度。对应地，依次沉积的粉末层的厚度可以小于或等于500μm、400μm、300μm、200μm、100μm、50μm和/或任何其他适当的厚度。设想了前述的组合，包括例如沉积到构建表面上的粉末层的在20μm与500μm之间或等于20μm和500μm的厚度。当然，还设想了粉末层的大于和小于上述那些厚度的厚度，因为本公开不限于此。
除了上述内容之外，可移动表面的朝向构建表面定向并用于产生期望的流体流的部分可以设置在构建表面的预定高度内。这也可以称为构建表面与可移动表面的朝向构建表面定向的部分之间的偏移。例如，可移动表面的朝向构建表面定向并用于产生平行于构建表面的流体流的部分可以设置在距构建表面的一定高度处，该高度大于或等于0.5毫米(mm)、1.0mm、2.0mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm和/或任何其他适当的高度。对应地，所述高度可以小于或等于10.0mm、9.0mm、8.0mm、7.0mm、6.0mm和/或任何其他适当的高度。设想了前述范围的组合，包括例如可移动表面的朝向构建表面定向的部分可以位于在下面的构建表面以上在0.5mm与10.0mm之间或等于0.5mm和10.0mm的高度处。当然，还设想了上述范围以及高度的大于和小于上述那些组合的其他组合，因为本公开不限于这种方式。
应当理解的是，重涂器组件以及对应的重涂器刀片和粉末夹带系统可以使用任何适当的平移方向、图案和/或速率跨构建表面平移。例如，重涂器组件可以以平行于构建表面的平移速率跨构建表面的至少一部分平移，该平移速率大于或等于5mm/s、10mm/s、20mm/s、50mm/s、100mm/s和/或任何其他适当的速率。对应地，重涂器组件的速率可以小于或等于200mm/s、150mm/s、100mm/s、50mm/s和/或任何其他适当的速率。设想了前述范围的组合，包括例如重涂器组件的下述速率：该速率沿与下面的构建表面平行的方向，在5mm/s与200mm/s之间、在25mm/s与100mm/s之间或等于5mm/s和200mm/s、25mm/s和100mm/s，以及/或者是前述范围的任何其他适当的组合。当然，还设想了大于和小于上述那些速率的速率，因为本公开不限于此。
各种类型的粉末可以用在增材制造系统中，这些粉末可以根据期望的应用具有不同类型的特性的范围。可能的粉末可以包括但不限于铝、钛、钢、不锈钢、铜合金和/或任何其他适当类型的材料。下面提供了这些粉末的示例性参数。然而，应当理解的是，所公开的方法和系统可以与任何适当类型的粉末一起使用，因为本公开不只限于本文中描述的粉末类型和粉末特性。
在一些实施方式中，沉积到增材制造系统的构建表面上的粉末可以具有作为粉末的平均最大横向尺寸(例如平均最大直径)测量的平均颗粒尺寸。因此，在一些实施方式中，粉末颗粒的平均最大横向尺寸可以大于或等于5μm、10μm、15μm、20μm、30μm、40μm、50μm和/或任何其他适合尺寸。对应地，粉末的平均最大横向尺寸可以小于或等于100μm、90μm、80μm、70μm、60μm、50μm和/或任何其他适合尺寸。前述范围的组合被设想例如包括在5μm与100μm之间或等于5μm和100μm、在15μm与50μm之间或等于5μm和50μm以及/或者是前述范围的任何其他适当组合的粉末颗粒的平均最大横向尺寸。当然，也设想了具有大于上述值和小于上述值两者的平均尺寸的粉末，因为本公开不限于此。此外，应当理解的是，平均颗粒尺寸(即，平均最大横向尺寸)可以使用任何适当的颗粒尺寸分析方法来测量，所述颗粒尺寸分析方法包括但不限于使用静态光散射、激光衍射、分级筛分和/或任何其他适当方法的颗粒尺寸分析仪，因为本公开不限于此。
在一些实施方式中，沉积到增材制造系统的构建表面上的粉末可以由具有期望密度的材料制成。根据是否使用聚合物或金属粉末，粉末颗粒可以具有大于或等于1g/cm3、2g/cm3、2.6g/cm3、3g/cm3、4g/cm3、5g/cm3的密度和/或任何其他适当密度。对应地，粉末颗粒的密度可以小于或等于9g/cm3、8.9g/cm3、8g/cm3、7g/cm3、6g/cm3、5g/cm3和/或任何其他适当密度。前述范围的组合被设想包括例如在1g/cm3与9g/m3之间或等于1g/cm3和9g/m3、在2.6g/cm3与8.9g/cm3之间或等于2.6g/cm3和8.9g/cm3以及/或者是前述范围的任何其他适当组合的密度。当然，也设想包括具有大于上述值和小于上述值两者的密度的颗粒的粉末，因为本公开不限于此。在一些实施方式中，粉末的密度可以简单地由于制成其的材料而已知。替代性地，测量粉末密度的适当方法可以包括粉末的水置换密度测量，尽管应当理解的是，本公开不限于如何测量材料密度。
应当理解的是，本文中所描述的增材制造系统可以使用构建表面可能向其暴露的任何适当类型的流体介质进行操作。例如，对于暴露于氧气时可以被熔化的非反应性材料(例如一些聚合物)，流体可以对应于大气空气。替代性地，流体可以根据预期应用对应于相对非反应性气体、比如氦气、氩气、氪气、氙气、氡气、氮气和/或任何其他适当气体。此外，增材制造系统可以根据系统的期望操作特征使用具有任何适当压力和/或密度的流体进行操作。也就是说，在一些情况下，增材制造系统可以使用具有在约88kPa与102kPa之间的范围内的压力的流体进行操作。然而，也可以设想使用不同操作压力的实施方式，包括大于上述值和小于上述值两者的压力。
根据特定实施方式，重涂器刀片和/或形成用于产生流体的边界层的可移动表面的粉末夹带系统的一部分可以由包括例如金属、陶瓷、塑料和/或橡胶的任何合适类型的材料制成。因此，应当理解的是，本文中所公开的各种实施方式不限于制成各个部件的特定类型的材料或组合材料。
为了清楚起见，相对于附图所描述的实施方式图示了粉末夹带系统，该粉末夹带系统与重涂器刀片一起移动使得粉末夹带系统设置在重涂器刀片后方并且在构建表面上沿重涂器刀片的行进方向与重涂器刀片一起移动。然而，应当理解的是，粉末夹带系统也可以安装至与重涂器组件的附接有重涂器刀片的部分分开移动的二级运动机构。因此，在一些实施方式中，粉末夹带系统可以沿任何期望方向与重涂器刀片分开地移动，因为本公开不限于这种方式。此外，粉末夹带系统可以在重涂构建表面上单次通过，或者粉末夹带系统也可以在重涂表面上多次通过，因为本公开不限制粉末夹带系统在构建表面上通过的次数和/或粉末夹带系统横跨构建表面的模式。
转到附图，进一步详细地描述了特定的非限制性实施方式。应当理解的是，相对于这些实施方式描述的各种系统、部件、特征和方法可以被单独使用和/或以任何期望的组合使用，因为本公开不仅限于本文中所描述的具体实施方式。
图1A至图1E示出了现有技术系统的一个实施方式，该现有技术系统在构建表面4上的粉末8的后续层的沉积和熔融期间可能经历负反馈从而导致缺陷的增长。具体地，如附图中所示出的，打印层可能产生对应于高位点的缺陷6，在高位点处，熔融材料向上延伸到形成构建表面的熔融层的周围部分上方，每个后续粉末层沉积到该构建表面上。该高位点可能由在先前的若干层上累积的热应力和变形引起，或者也可能由其他问题、比如先前粉末层的结块或先前熔融区域的焊接飞溅引起。如果缺陷较高、即延伸到下一层的标称高度上方，则系统的重涂器刀片2可以在重涂器刀片跨构建表面的平移期间接触该缺陷。在重涂器运动期间，重涂器刀片与缺陷之间的这种干涉接触可能导致重涂器刀片在缺陷周围变形或向上偏转。这可能导致在接触点上沉积更多的粉末8。如果下一打印层对先前高位点上的粉末进行处理(即熔化)，则这可能会导致在该打印层上产生比先前缺陷在对应的打印层上延伸得更远的缺陷。随着后续层沉积和熔融，可以继续重复该过程，从而导致更大的缺陷以及与重涂器刀片的增大的干涉。最终，可以继续该过程直到重涂器刀片被损坏到无法使用、先前的打印层被损坏并变形到失效点为止以及/或者直到重涂过程失败为止，因为重涂器机构卡在缺陷与重涂器刀片之间的干涉点处。
除了在粉末沉积期间缺陷与重涂器刀片之间的具体接触干涉之外，上述负反馈也可以从初始干涉接触点传播至构建表面的其他部分。图2A至图2D中示出了可以形成在沉积到构建表面上的粉末层中的与这种接触干涉相关的不同类型的干扰的示例。图2A示出了重涂器刀片2朝向位于其上已经沉积了粉末层8的构建表面上的缺陷6平移的俯视图。该缺陷具有适当尺寸，使得在重涂器刀片的平移期间，重涂器刀片与缺陷之间可以发生接触。参见图2B，如果由于干涉接触而在重涂器组件中引起竖向振动，则重涂器刀片与缺陷之间的干涉可能导致接触点周围以及接触点之后的凹部10中的粉末厚度过大。替代性地，接触可能对重涂器刀片造成足够的损坏，使得在重涂器刀片中形成缺口或切口，从而导致重涂器刀片在接触点之后形成轨迹12，其中，相对于构建表面的周围部分，沿着轨迹沉积的粉末量增加，参见图2C。图2D示出了如何可以在构建平面的宽度上也发生沉积粉末层的干扰，因为重涂器刀片与一个或更多个缺陷6之间的接触可能导致整个重涂器组件的竖向升降。重涂器刀片的后续竖向振动可以导致在构建表面上的相对于重涂器刀片的行进方向位于缺陷之后的位置处沿平行于重涂器刀片的方向延伸的后续轨迹12。也可以产生图2B至图2D的干涉图案的组合，尽管应当理解的是，除了附图中描述的那些缺陷和图案之外，在沉积的粉末层中形成的潜在缺陷和图案也是可能的。
图3描绘了增材制造系统100的一个实施方式。增材制造系统100可以包括构建表面102和激光组件104。根据零件的制造是否已经开始，构建表面102可以包括构建板、打印零件的一部分、随后沉积和处理的层以及/或者零件或零件的一部分可以在其上增材制造的任何其他表面。激光组件104可以包括光学组件106，该光学组件106配置成朝向构建表面发射一个或更多个激光束108，以融化以期望图案设置在构建表面上的粉末。根据特定实施方式，光学组件可以相对于构建表面移动，尽管也设想了其中使用电镜或其他适当的光学转向机构在构建表面上扫描激光的实施方式。增材制造系统还可以包括重涂器组件112，该重涂器组件112可以包括重涂器刀片114和粉末夹带系统116。如先前所描述的，在粉末重涂期间，重涂器组件可以沿跨构建表面的至少一部分的方向平移。如下面详述的，粉末夹带系统可以跟随在重涂器刀片的行进路径后方，尽管也设想了其中粉末夹带系统与重涂器刀片分开地跨构建表面平移的实施方式。
在所描绘的实施方式中，粉末夹带系统116包括设置在重涂器刀片114的行进路径后方的旋转杆。该杆具有大致平行于下面的构建表面102的旋转轴线，使得杆的旋转运动在杆周围引起边界流，其中，边界流的至少一部分设置在粉末夹带系统的杆或其他可移动表面与构建表面之间。通过改变旋转速度、杆的半径和旋转杆在新的粉末水平上方的高度，可以控制边界层相对于下面的粉末层的形状和大小，以分散和/或移除位于大于构建表面上方的阈值高度的高度处的粉末，所述阈值高度可以对应于先前沉积和处理的层和/或下面的构建板。
在一些实施方式中，增材制造系统可以附加地包括处理器110，该处理器110可以包括相关联的存储器，所述相关联的存储器配置成存储处理器可执行指令以执行本文中所描述的方法。处理器110可以操作性地联接至激光组件104、重涂器组件112以及激光组件104和重涂器组件112中的任何部件，包括但不限于光学组件110、粉末夹带系统和/或增材制造系统的任何其他适当部件。因此，处理器可以操作增材制造系统的任何期望部件以执行本文中所描述的方法。
图4是根据一些实施方式的增材制造系统100的示意图。在所描绘的实施方式中，增材制造系统100包括构建表面102、四个支承柱118、两个支承轨120、重涂器组件112。重涂器组件可以包括重涂器支承件122、重涂器刀片壳体124、重涂器刀片114和粉末夹带系统116以及构建表面120。四个支承柱和两个支承轨将重涂器组件支承在构建表面上方的期望高度和取向处。两个支承轨104可以连接至四个支承柱102。特别地，两个支承轨中的每个支承轨在平行于所描绘的X轴的方向上连接至四个支承柱102中的两个支承柱。在一些实施方式中，支承轨104经由平移附接件126联接至支承柱102。因此，平移附接件可以允许每个支承轨的端部沿着支承柱102竖向地(即，沿平行于Z轴的方向)平移，以允许使用未描绘的致动器的任何适当布置来控制支承轨和相关联的重涂器组件的高度。
如上所述，重涂器组件112包括重涂器支承件122、重涂器刀片壳体124、重涂器刀片114和粉末夹带系统116。重涂器刀片壳体116可以构造成牢固地保持重涂器刀片并且可以安装至重涂器支承件。类似地，在一些实施方式中，粉末夹带系统116可以安装至重涂器组件的重涂器刀片壳体或其他适当部分，使得粉末夹带系统可以与重涂器组件一起跨构建表面102平移。在所描绘的实施方式中，粉末夹带系统对应于具有沿平行于下面的构建表面的方向定向的旋转轴线的可旋转筒形件。粉末夹带系统的可旋转筒形件或其他可移动表面可以使用任何适当的致动器116a驱动，该致动器116a构造成在期望方向上驱动可移动表面。重涂器支承件可以联接至支承轨120。在所描绘的实施方式中，重涂器支承件沿着平行于Y轴并垂直于X轴的轴线在支承轨之间延伸。特别地，重涂器支承件经由设置在重涂器支承件的任一端部处的重涂器平移附接件128联接至支承轨。这可以允许重涂器支承件并且因此允许整个重涂器组件使用未描绘的任何适当类型的相关联的致动器沿着支承轨104在平行于构建表面和X轴的方向上跨构建表面水平地平移。
根据特定实施方式，重涂器与构建表面之间的距离可以经由任何合适类型的测量系统或控制系统来测量和/或控制。例如，重涂器组件的竖向运动(例如，沿着支承柱118的竖向运动)可以由致动器比如滚珠丝杠驱动级、线性马达级、线性致动器、气动致动器、液压致动器等驱动。此外，这种竖向运动级的位置可以经由比如滚珠丝杠上的旋转编码器、线性光学编码器、LVDT传感器、激光位移传感器等系统来跟踪和/或测量。例如，在一个实施方式中，竖向运动级可以由滚珠丝杠驱动的线性致动器来驱动，并且运动级的位置可以经由线性光学编码器来跟踪。当然，应当理解的是，本公开不限于竖向运动级的类型和/或用于跟踪或测量运动竖向运动级的位置的系统的任何特定组合。类似地，本文中所公开的系统可以包括用于适应重涂器组件沿着支承轨的运动的任何合适类型的运动级。例如，重涂器组件可以经由滚珠丝杠驱动的线性滑动件、带驱动的线性致动器、气动致动器、液压致动器等沿着支承轨驱动，并且重涂器组件的位置可以经由旋转编码器、线性光学编码器、LVDT传感器、激光位移传感器等中的一者或更多者来监测。
如先前所讨论的，在一些实施方式中，增材制造系统100可以包括处理器110，该处理器110操作性地联接至重涂器组件以控制粉末分配的操作、重涂器组件112的竖向和/或水平平移以及/或者粉末夹带系统116的操作。例如，处理器可以操作性地联接至与附接件126和/或附接件128中的一者或更多者相关联的一个或更多个致动器，并且处理器可以控制每个致动器的操作以控制重涂器组件相对于构建表面的高度和/或重涂器组件跨构建表面的至少一部分的运动。此外，处理器可以操作性地联接至粉末夹带系统，并且可以配置成使用本文中所公开的任何方法来控制粉末夹带系统的操作，以减轻延伸到设置在构建表面102上的粉末层的标称高度上方的缺陷的形成。
图5描绘了沉积到构建表面102上的粉末层130的示意性实施方式。重涂器组件的重涂器刀片跨构建板的表面被拖拽，从而在重涂器刀片的行进路径后方留下期望厚度的粉末层。对应地，当重涂器刀片跨构建表面被拖拽时，粉末堆132可以相对于行进方向堆积在重涂器刀片的前表面上。重涂器系统还可以包括呈可旋转筒形件或其他适当的可移动表面的形式的粉末夹带系统116，所述可移动表面可以相对于下面的构建表面移动，以引起粘附至可移动表面的边界流，该边界流可以在可移动表面与构建表面之间提供流体流。例如，可旋转筒形件可以相对于构建表面以旋转速度“w”沿任一方向旋转。根据筒形件的半径和筒形件的旋转速度，可以以任何期望的边界层高度HB和速率分布134在筒形件上引起边界流，参见图6。粘附至粉末夹带系统的旋转筒形件的表面或其他可移动表面的流体的这种边界层可以在构建表面与粉末夹带系统的朝向构建表面定向的筒形件表面或其他可移动表面之间导致流体流。此外，由于旋转杆可以位于远高于标称的新粉末层厚度的高度处，因此即使来自先前打印层的可以接触重涂器刀片的缺陷也仍然可以远低于旋转杆的固体表面，因此缺陷与杆之间可以不发生接触。因此，如下面详述的，该方法可以有助于移除和/或分散沉积在缺陷位置处的过量粉末的至少一部分、大部分以及在一些情况下基本上全部粉末，这可以有助于限制沉积在某个位置处的过量粉末的最大高度，这可以降低在增材制造过程期间导致打印问题的负反馈回路的风险。
如图7中所示出的，形成粉末夹带系统116的一部分的可旋转筒形件可以用于分散和/或移除粉末层130的延伸得足够远到旋转杆周围的边界层中的任何过量粉末。具体地，边界流的速率分布134可以从构建表面102朝向筒形件的可移动表面或朝向用于引起流体流的构建表面定向的其他适当的可移动表面增加速度。在附图中，粉末层130已经沉积到具有HN的标称层高度和粉末层可以延伸到标称层高度上方的允许的层高度公差Ht的构建表面上。对应地，在构建表面上方的阈值高度可以对应于作为标称层高度和层高度公差的组合总和的HTh，在阈值高度上方，粉末可以被分散和/或移除。对应地，旋转筒形件的朝向构建表面定向的外表面可以相对于构建表面偏移一偏移高度HO。通过选择筒形件尺寸和旋转速度的适当组合，边界流的速率分布可以具有等于或大于粉末层的粉末在构建表面上方的大于或等于阈值高度的高度处的最小夹带速度的速度。因此，由于位于阈值高度处或位于阈值高度以上的粉末被夹带在流体流中，同时使阈值高度以下的粉末以基本不受干扰的状态留在粉末层中，因此相对于构建表面延伸至大于阈值高度的高度的任何过量粉末可以被移除和/或分配在大得多的区域上。
在一些实施方式中，可能期望增加粘附至粉末夹带系统的可移动表面的边界流内的湍流以及/或者提供脉动流。因此，虽然在如图8中所图示的其他实施方式中描绘了固体光滑表面、比如固体旋转杆，但是在一些实施方式中，用于引起边界流的粉末夹带系统116的可移动表面可以包括设置在其上的多个表面特征。例如，在旋转筒形件的所描绘的实施方式中，旋转筒形件可以包括设置在表面上的具有不同高度的多个表面特征117。具体地，表面特征比如翅片、突出部、凸起、凹口、凹部、通道和/或任何其他适当的表面特征可以设置在可移动表面上，以提供期望的流动模式。虽然这种特征可以是可选的，但是这些类型的表面特征可以夹带更多的流和/或增加夹带流的压力变化(即，流动脉冲)，这可能有助于将过量粉末随机分散在系统的构建表面上和/或增加附接至可移动表面的流体的所引起的边界层的尺寸。
根据用于在粉末夹带系统116与构建表面之间引起边界流的可移动表面是否沿与整个粉末夹带系统的行进方向相同或相反的方向移动，所产生的边界层的速率分布134可以具有不同形状。具体地，如图9中所示出的，具有沿与整个粉末夹带系统的行进方向相反的方向移动的移动表面导致边界流具有在速度下降之前在朝向可移动表面定向的方向上最初速度增加的速率分布。在不希望被理论束缚的情况下，这是由于来自杆的旋转的第一速率分布134a和来自粉末夹带系统在构建表面上的平移的第二速率分布134b至少部分地相互抵消。对应地，当粉末夹带系统的可移动表面沿与整个粉末夹带系统的运动方向相同的方向移动时，速率分布构造成使得整个速率分布134在朝向所描绘的旋转筒形件的可移动表面定向的方向上连续地增加，参见图10。然而，通常，粉末夹带系统的平移速度可以显著地低于可移动表面相对于下面的构建表面的相对速度，使得系统的整体平移的相对方向和可移动表面相对于整个系统的运动方向可以对净边界层速率分布形状影响不大。
在一些情况下，可能期望将边界层的一部分和夹带的粉末从可移动表面除去，以帮助分散和/或移除夹带的粉末。例如，如图11中所示出的，掩模138可以定位成与粉末夹带系统116的可移动表面、比如所描绘的旋转筒形件邻近。掩模可以对应于与可移动表面的至少一部分相吻合的结构并且可以设置成以小于附接至可移动表面的所引起的边界流的厚度的距离与可移动表面邻近。因此，掩模可以导致边界流的至少一部分与可移动表面分离。虽然掩模已经被描绘为相对于所指示的运动方向定位在可旋转筒形件的前边缘上，但是也设想了其中掩模设置在粉末夹带系统的可移动表面的前部部分和/或后部部分上的实施方式，参见图12和图13。在任一情况下，掩模可以用于在靠近夹带点的位置处从可移动表面除去边界层流，以靠近夹带点产生新的新鲜边界层或者在夹带点之后除去大部分的夹带流。在一些实施方式中，掩模或粉末夹带系统或重涂器组件的其他部分也可以配装有连接至未描绘的适当真空源的真空端口140。在所描绘的实施方式中，真空端口朝向掩模将边界层从可移动表面除去的位置定向，尽管也设想了其他布置。使用真空端口可以有助于捕获和移除夹带粉末的至少一部分，这可以减少重新沉积到构建表面上的粉末的量。
虽然在以上实施方式中已经描绘了可旋转筒形件，但是应当理解的是，可旋转筒形件仅是实现用以在增材制造系统的构建表面上引起流体流的可移动表面的一种方式。下面详述可以用作粉末夹带系统的可移动表面的其他示例类型的系统。因此，应当理解的是，本公开不限于用以在重涂器组件与构建表面之间引起流体流以夹带相对于下面的构建表面位于阈值高度上方的粉末颗粒的任何具体结构。
图14至图16描绘了具有粉末夹带系统116的重涂器组件112的另一实施方式。在所描绘的实施方式中，重涂器组件包括在期望方向上穿过未描绘的构建表面的重涂器刀片114。粉末夹带系统116包括多个可旋转盘状件142，所述多个可旋转盘状件142布置成沿着重涂器刀片的长度的至少一部分以及在一些情况下基本上沿着重涂器刀片的全部长度延伸的阵列。可旋转盘状件中的每个可旋转盘状件包括沿相对于下面的构建表面成角度的方向、比如沿垂直于构建表面的方向延伸的旋转轴线。因此，可旋转盘状件中的每个可旋转盘状件的底表面可以大致平行于下面的构建表面。通过使用未描绘的一个或更多个适当致动器驱动盘状件中的每个盘状件绕其旋转轴线旋转，盘状件的朝向构建表面定向的底表面将相对于构建表面旋转，这可以以与上述方式类似的方式在旋转盘状件表面与构建表面之间引起流体的边界流，尽管边界层的相对速度将由于表面上的每个点的平移速度随半径增加而增加而在盘状件的最外缘处最大。因此，可以使用盘状件与标称粉末层之间的所引起的流，以便以与上述方式类似的方式夹带沉积在距构建表面大于阈值高度的高度处的粉末。参见图15，根据特定设计，盘状件可以布置成直线阵列，该直线阵列包括在盘状件之间具有最小间隙的一排或更多排对准的盘状件。替代性地，盘状件可以设置成交错阵列，其中，单独排的盘状件可以彼此偏移成使得一个排中的盘状件可以与相邻排中的间隙重叠，这可能导致粉末层中的每个点在粉末夹带系统的每个通道上经受至少两种不同流动条件，参见图16。
图17至图18描绘了包括具有可移动表面的粉末夹带系统116的重涂器组件112的又一实施方式，该可移动表面可以用于在构建表面102与可移动表面的朝向构建表面定向的一部分之间引起流体的边界流。在该实施方式中，可移动表面对应于带144，该带144包括定位成在如先前所讨论的相对于构建表面的适当偏移距离内靠近构建表面和/或朝向构建表面定向的至少一部分。类似于上述实施方式，相对于跨构建表面的重涂器刀片的行进路径，带位于重涂器刀片114后方。带可以与两个或更多个辊146相关联，所述两个或更多个辊146布置成导引带通过期望的行进路径。根据期望应用，辊可以具有相同尺寸和/或不同尺寸。辊中的至少一个辊可以是与未描绘的致动器相关联的驱动辊，该致动器用于相对于下面的构建表面在期望方向上驱动带。在图17中所示出的实施方式中，两个辊定位成靠近构建表面，使得带的一部分沿大致平行于下面的构建表面的方向延伸预先确定的长度。这种实施方式可能有利的是，粘附至移动带的边界流可以施加在构建表面的广泛区域上。替代性地，单个辊可以靠近构建表面定位，使得当带在靠近构建表面的棍上移动时，带在构建表面的区域上移动，参见图18。这可以导致附接至带的边界流施加在对应于辊的朝向构建表面定向的部分的较小区域上。根据辊的总半径和对应的边界层厚度，这可以导致边界流以高于粉末的最小夹带速度的速度在构建表面的相对较小部分上施加流体流。如同样在图18的实施方式中所描绘的，在一些情况下，真空端口和/或掩模、比如组合的掩模和真空端口138/140可以定位成靠近带的相对于下述位置处于下游的部分：在该位置处，带相对于跨构建表面的流动方向在构建表面上移动。如上面所讨论的，这可以有助于从移动带除去和/或移除边界流和夹带的粉末。
本文中所描述的技术的上述实施方式可以以多种方式中的任何方式来实现。例如，可以使用硬件、软件或其组合来实现实施方式。当以软件实现时，软件代码可以在任何合适的处理器或处理器集合上执行，而不管是设置在单个计算机中还是分布在多个计算机中。这样的处理器可以被实现为集成电路，其中，集成电路部件中的一个或更多个处理器包括本领域已知的名为比如CPU芯片、GPU芯片、微处理器、微控制器或者协处理器的商业可获得集成电路部件。替代性地，处理器可以在定制电路比如ASIC中或在由配置可编程逻辑装置而产生的半定制电路中实现。作为又一替代性方案，无论是商业可获得的、半定制的还是定制的，处理器可以是较大的电路或半导体装置的一部分。作为具体示例，一些商业可获得的微处理器具有多个核，使得这些核中的一个核或子集可以构成处理器。然而，处理器可以使用呈任何适合形式的电路来实现。
此外，应当理解的是，计算装置可以以多种形式中的任何形式比如机架安装式计算机、台式计算机、膝上型计算机或平板计算机来实施。另外，计算装置可以嵌入在通常不被认为是计算机但具有合适的处理能力的装置中，所述装置包括个人数字助理(PDA)、智能电话、平板电脑或任何其他合适的便携式或固定式电子装置。
此外，计算装置可以具有一个或更多个输入装置和输出装置。除其他之外，这些装置可以用于呈现用户界面。可以用于提供用户界面的输出装置的示例包括用于对输出进行视觉呈现的显示屏和用于对输出进行听觉呈现的扬声器或其他声音生成装置。可以用于用户界面的输入装置的示例包括键盘、单独按钮和诸如鼠标、触摸板和数字化输入板之类的点击装置。作为另一示例，计算装置可以通过语音识别或以其他可听格式来接收输入信息。
这种计算装置可以通过一个或更多个网络以任何合适的形式、包括作为局域网或广域网比如企业网络或因特网互连。这样的网络可以基于任何合适的技术并且可以根据任何合适的协议来运行，并且可以包括无线网络、有线网络或光纤网络。
此外，本文中概述的各种方法或过程可以被编码为软件，该软件可以在采用各种操作系统或平台中的任一者的一个或更多个处理器上执行。另外，这样的软件可以使用许多合适的编程语言和/或编程工具或脚本工具中的任一者来编写，并且还可以被编译为在架构或者虚拟机上执行的可执行机器语言代码或者中间代码。
在这方面，本文中所描述的实施方式可以体现为编码有一个或更多个程序的处理器可读存储介质(或多个计算机可读介质)(例如，计算机存储器、一个或更多个软盘、致密盘(CD)、光盘、数字视频盘(DVD)、磁带、闪存、RAM、ROM、EEPROM、现场可编程门阵列或其他半导体装置中的电路配置、或者其他有形计算机存储介质)，所述一个或更多个程序当在一个或更多个处理器上被执行时执行实现以上讨论的各种实施方式的方法。如从前述示例中明显的是，处理器可读存储介质可以保留信息达足够的时间以提供非暂态形式的计算机可执行指令。这样的处理器可读存储介质可以是可传输的，使得存储在其上的一个或多个程序可以被加载到一个或更多个不同的计算装置或其他处理器上，以实现如以上所讨论的本公开的各个方面。如本文中所使用的，术语“处理器可读存储介质”仅包含可以被认为是制品(即，制成品)或机器的非暂态处理器可读介质。替代性地或另外地，本公开可以体现为除了处理器可读存储介质之外的处理器可读介质、比如传播信号。
本文中所使用的术语“程序”或“软件”在一般意义上指代可以被采用以对计算装置或其他处理器进行编程从而实现如以上讨论的本公开的各个方面的任何类型的计算机代码或计算机可执行指令集。另外，应当理解的是，根据本实施方式的一个方面，当被执行时执行本公开的方法的一个或更多个计算机程序不需要驻留在单个计算装置或处理器上，而是可以以模块化方式分布在许多不同的计算机或处理器中以实现本公开的各个方面。
处理器可执行指令可以呈许多形式、比如由一个或更多个处理器执行的程序模块。通常来说，程序模块包含执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。通常，在各种实施方式中，程序模块的功能可以根据期望进行组合或分布。
本文中所描述的实施方式可以体现为已经提供有示例的方法。作为该方法的一部分执行的动作可以以任何合适的方式排序。因此，可以构造以与所示出的顺序不同的顺序来执行动作的实施方式，该实施方式可以包括同时执行一些动作，即使这些动作在说明性实施方式中被示出为顺序动作。
虽然已经结合各种实施方式和示例描述了本教示，但是并不意在将本教示限于这样的实施方式或示例。相反，本教示包含如本领域技术人员将理解的各种替代方案、修改方案和等同方案。因此，前述描述和附图仅作为示例。

Claims (36)

1.一种用于增材制造系统的重涂器组件，所述重涂器组件包括：
重涂器刀片；以及
粉末夹带系统，所述粉末夹带系统构造成产生跨构建表面的一部分的具有从所述构建表面朝向所述粉末夹带系统增大的速率分布的流体流。
2.根据权利要求1所述的重涂器组件，其中，所述粉末夹带系统构造成跨所述构建表面相对于所述重涂器刀片的行进方向跟随在所述重涂器刀片的后面，并且其中，所述粉末夹带系统构造成相对于所述行进方向在所述重涂器刀片的后面产生所述流体流。
3.根据权利要求1至3中的任一项所述的重涂器组件，其中，在距所述构建表面为0.5毫米(mm)与10.0mm之间或等于0.5毫米(mm)和10.0mm的高度处，所述流体流的至少一部分的速率在0.1米每秒(m/s)与2.0m/s之间或者等于0.1米每秒(m/s)和2.0m/s。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的重涂器组件，其中，所述粉末夹带系统包括可移动表面，所述可移动表面通过粘附至所述可移动表面的流体边界层产生所述流体流。
5.根据权利要求4所述的重涂器组件，其中，所述可移动表面的朝向所述构建表面定向的部分构造成沿所述重涂器刀片的运动方向移动。
6.根据权利要求4所述的重涂器组件，其中，所述可移动表面的朝向所述构建表面定向的部分构造成沿与所述重涂器刀片的运动方向相反的方向移动。
7.根据权利要求4至6中的任一项所述的重涂器组件，还包括设置在所述可移动表面上的具有变化的高度的多个表面特征。
8.根据权利要求4至7中的任一项所述的重涂器组件，还包括构造成使粘附至所述可移动表面的所述流体边界层中断的掩模。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的重涂器组件，其中，所述粉末夹带系统包括可旋转辊，并且其中，所述可旋转辊的旋转轴线平行于所述构建表面。
10.根据权利要求1至8中的任一项所述的重涂器组件，其中，所述粉末夹带系统包括带，并且其中，所述带的至少一部分构造成平行于所述构建表面移动。
11.根据权利要求1至8中的任一项所述的重涂器组件，其中，所述粉末夹带系统包括多个可旋转盘状件。
12.根据权利要求11所述的重涂器组件，其中，所述多个可旋转盘状件以阵列布置。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的重涂器组件，还包括构造成将夹带在流体中的粉末移除的真空部。
14.一种用于增材制造系统的重涂器组件，所述重涂器组件包括：
重涂器刀片；以及
粉末夹带系统，所述粉末夹带系统构造成跨所述增材制造系统的构建表面相对于所述重涂器刀片的运动方向跟随在所述重涂器刀片的后面，并且其中，所述粉末夹带系统包括可移动表面，所述可移动表面构造成相对于所述构建表面的靠近部分以第一速率移动，所述第一速率不同于所述重涂器刀片相对于所述构建表面的第二速率，并且其中，所述第一速率在0.1米每秒(m/s)与2.0m/s之间或等于0.1米每秒(m/s)和2.0m/s，并且其中，所述可移动表面的至少一部分设置在距所述构建表面为0.5毫米(mm)与10.0mm之间或等于0.5毫米(mm)和10.0mm的高度处。
15.根据权利要求14所述的重涂器组件，其中，所述可移动表面的朝向所述构建表面定向的部分构造成沿所述重涂器刀片的所述运动方向移动。
16.根据权利要求14所述的重涂器组件，其中，所述可移动表面的朝向所述构建表面定向的部分构造成沿与所述重涂器刀片的所述运动方向相反的方向移动。
17.根据权利要求14至16中的任一项所述的重涂器组件，还包括设置在所述可移动表面上的具有变化的高度的多个表面特征。
18.根据权利要求14至17中的任一项所述的重涂器组件，还包括构造成使粘附至所述可移动表面的流体边界层中断的掩模。
19.根据权利要求14至18中的任一项所述的重涂器组件，其中，所述可移动表面包括可旋转辊，其中，所述可旋转辊的旋转轴线平行于所述构建表面。
20.根据权利要求14至18中的任一项所述的重涂器组件，其中，所述可移动表面包括带，并且其中，所述带的至少一部分构造成平行于所述构建表面移动。
21.根据权利要求14至18中的任一项所述的重涂器组件，其中，所述可移动表面包括多个可旋转盘状件。
22.根据权利要求21所述的重涂器组件，其中，所述多个可旋转盘状件以阵列布置。
23.根据权利要求14至22中的任一项所述的重涂器组件，还包括构造成将夹带在由所述可移动表面产生的流体流中的粉末移除的真空部。
24.一种对增材制造系统的构建表面进行重涂的方法，所述方法包括：
利用重涂器组件将粉末沉积到所述构建表面上；以及
使流体跨所述构建表面的至少一部分以随着距所述构建表面的距离增大而增大的速率分布流动，并且其中，高于距所述构建表面的阈值高度的粉末被夹带在流体流中。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，使所述流体跨所述构建表面流动包括使所述流体跨所述构建表面在重涂器刀片的行进路径的后面流动。
26.根据权利要求24和25中的任一项所述的方法，其中，在距所述构建表面为0.5毫米(mm)与10.0mm之间或等于0.5毫米(mm)和10.0mm的高度处，所述流体流的至少一部分的速率在0.1米每秒(m/s)与2.0m/s之间或者等于0.1米每秒(m/s)和2.0m/s。
27.根据权利要求24至26中的任一项所述的方法，还包括通过使可移动表面相对于所述构建表面移动来产生所述流体流。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述可移动表面的朝向所述构建表面定向的部分沿所述重涂器刀片的运动方向移动。
29.根据权利要求27所述的方法，其中，所述可移动表面的朝向所述构建表面定向的部分沿与所述重涂器刀片的运动方向相反的方向移动。
30.根据权利要求27至29中的任一项所述的方法，其中，在所述可移动表面上设置有具有变化的高度的多个表面特征。
31.根据权利要求27至30中的任一项所述的方法，还包括使粘附至所述可移动表面的流体边界层中断。
32.根据权利要求27至31中的任一项所述的方法，其中，所述可移动表面包括旋转辊，并且其中，所述旋转辊的旋转轴线平行于所述构建表面。
33.根据权利要求27至31中的任一项所述的方法，其中，所述可移动表面包括带，所述带包括所述带的平行于所述构建表面移动的至少一部分。
34.根据权利要求27至31中的任一项所述的方法，其中，所述可移动表面包括多个旋转盘状件。
35.根据权利要求34所述的方法，其中，所述多个旋转盘状件以阵列布置。
36.根据权利要求24至35中的任一项所述的方法，还包括将夹带在所述流体中的粉末从所述增材制造系统中移除。
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