RU2014118618A - Способ и устройство для увеличения разрешающей способности в аддитивно выполненных трехмерных изделиях - Google Patents

Способ и устройство для увеличения разрешающей способности в аддитивно выполненных трехмерных изделиях Download PDF

Info

Publication number
RU2014118618A
RU2014118618A RU2014118618A RU2014118618A RU2014118618A RU 2014118618 A RU2014118618 A RU 2014118618A RU 2014118618 A RU2014118618 A RU 2014118618A RU 2014118618 A RU2014118618 A RU 2014118618A RU 2014118618 A RU2014118618 A RU 2014118618A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
powder
layer
pressure level
providing
vacuum chamber
Prior art date
Application number
RU2014118618A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2588207C2 (ru
Inventor
Ульф АККЕЛИД
Original Assignee
Аркам Аб
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Аркам Аб filed Critical Аркам Аб
Publication of RU2014118618A publication Critical patent/RU2014118618A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2588207C2 publication Critical patent/RU2588207C2/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/364Conditioning of environment
    • B29C64/371Conditioning of environment using an environment other than air, e.g. inert gas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20Direct sintering or melting
    • B22F10/28Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30Process control
    • B22F10/32Process control of the atmosphere, e.g. composition or pressure in a building chamber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30Process control
    • B22F10/36Process control of energy beam parameters
    • B22F10/362Process control of energy beam parameters for preheating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/1039Sintering only by reaction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/105Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24After-treatment of workpieces or articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00Electron-beam welding or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342Build-up welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C67/00Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus 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
    • B22F12/50Means for feeding of material, e.g. heads
    • B22F12/52Hoppers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus 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
    • B22F12/50Means for feeding of material, e.g. heads
    • B22F12/55Two or more means for feeding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus 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
    • B22F12/70Gas flow means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/10Inert gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/10Inert gases
    • B22F2201/11Argon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/10Inert gases
    • B22F2201/12Helium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/20Use of vacuum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12028Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]

Abstract

1. Способ увеличения разрешающей способности при формировании трехмерного изделия посредством последовательного сплавления частей порошкового основания, которые соответствуют последовательным сечениям трехмерного изделия, содержащий этапы:a. обеспечения вакуумной камеры,b. обеспечения инжектора электронов,c. обеспечения первого слоя порошка на рабочем столе внутри вакуумной камеры,d. направления пучка электронов от инжектора электронов поверх рабочего стола, что приводит к сплавлению первого слоя порошка в выбранных местах с образованием первого сечения указанного трехмерного изделия,e. обеспечения второго слоя порошка на рабочем столе,f. направления пучка электронов поверх рабочего стола, что приводит к сплавлению второго слоя порошка в выбранных местах с образованием второго сечения указанного трехмерного изделия, причем второй слой оказывается присоединен к первому слою,отличающийся тем, что он также содержит этап:g. уменьшения давления в вакуумной камере от первого уровня давления до второго уровня давления между этапами обеспечения первого слоя порошка и второго слоя порошка, причем средний уровень давления во время предварительного нагрева выше среднего уровня давления во время сплавления выбранных мест.2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап предварительного нагрева порошкового основания по меньшей мере частично при указанном первом уровне давления.3. Способ по п. 1 или 2, при котором порошковое основание сплавлено в выбранных местах по меньшей мере частично при втором уровне давления.4. Способ по любому из пп. 1 или 2, дополнительно содержащий этап обеспечения первого вспомогательного газа в вакуумной каме

Claims (14)

1. Способ увеличения разрешающей способности при формировании трехмерного изделия посредством последовательного сплавления частей порошкового основания, которые соответствуют последовательным сечениям трехмерного изделия, содержащий этапы:
a. обеспечения вакуумной камеры,
b. обеспечения инжектора электронов,
c. обеспечения первого слоя порошка на рабочем столе внутри вакуумной камеры,
d. направления пучка электронов от инжектора электронов поверх рабочего стола, что приводит к сплавлению первого слоя порошка в выбранных местах с образованием первого сечения указанного трехмерного изделия,
e. обеспечения второго слоя порошка на рабочем столе,
f. направления пучка электронов поверх рабочего стола, что приводит к сплавлению второго слоя порошка в выбранных местах с образованием второго сечения указанного трехмерного изделия, причем второй слой оказывается присоединен к первому слою,
отличающийся тем, что он также содержит этап:
g. уменьшения давления в вакуумной камере от первого уровня давления до второго уровня давления между этапами обеспечения первого слоя порошка и второго слоя порошка, причем средний уровень давления во время предварительного нагрева выше среднего уровня давления во время сплавления выбранных мест.
2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап предварительного нагрева порошкового основания по меньшей мере частично при указанном первом уровне давления.
3. Способ по п. 1 или 2, при котором порошковое основание сплавлено в выбранных местах по меньшей мере частично при втором уровне давления.
4. Способ по любому из пп. 1 или 2, дополнительно содержащий этап обеспечения первого вспомогательного газа в вакуумной камере, причем первый вспомогательный газ способен обеспечивать ионы при его облучении пучком электронов во время предварительного нагрева.
5. Способ согласно любому из пп. 1 или 2, при котором первый вспомогательный газ
представляет собой по меньшей мере один инертный газ.
6. Способ по п. 5, при котором указанный инертный газ представляет собой один или более газ из группы, содержащей гелий, аргон, двуокись углерода, азот, неон, криптон, ксенон, радон.
7. Способ по любому из пп. 1 или 2, 6, при котором указанный первый уровень давления составляет приблизительно 10-3 мбар.
8. Способ по пп. 1, 2, 6, дополнительно содержащий этап обеспечения второго вспомогательного газа в вакуумную камеру, причем второй вспомогательный газ способен, по меньшей мере будучи подвергнутым воздействию пучка электронов, реагировать химически и/или физически со слоем порошка на рабочем столе.
9. Способ по п. 8, при котором второй вспомогательный газ представляет собой один или более газ, выбранный из следующей группы: водород, дейтерий, углеводороды, газообразные органические соединения, аммиак, азот, кислород, моноокись углерода, двуокись углерода, окислы азота и/или закись азота.
10. Способ по любому из пп. 1, 2, 6, 9, при котором второй уровень давления составляет приблизительно 10-5 мбар или ниже.
11. Способ по любому из пп. 1, 2, 6, 9, при котором порошок, обеспечиваемый на рабочем столе, выполнен из металла.
12. Способ по п. 9, при котором второй вспомогательный газ обеспечивают во время сплавления указанных выбранных мест.
13. Способ по любому из пп. 9, 12, при котором второй вспомогательный газ подают при уровне давления в вакуумной камере ниже заранее определенного уровня.
14. Трехмерное изделие, выполненное по любому из пп. 1-13.
RU2014118618/05A 2011-12-28 2012-12-04 Способ и устройство для увеличения разрешающей способности в аддитивно выполненных трехмерных изделиях RU2588207C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161580768P 2011-12-28 2011-12-28
US61/580,768 2011-12-28
PCT/EP2012/074383 WO2013098050A1 (en) 2011-12-28 2012-12-04 Method and apparatus for increasing the resolution in additively manufactured three-dimensional articles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014118618A true RU2014118618A (ru) 2016-02-20
RU2588207C2 RU2588207C2 (ru) 2016-06-27

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
US20140370323A1 (en) 2014-12-18
IN2014DN03184A (ru) 2015-05-22
EP2804744A1 (en) 2014-11-26
KR102199319B1 (ko) 2021-01-06
JP6101707B2 (ja) 2017-03-22
KR20200009120A (ko) 2020-01-29
EP2804744B1 (en) 2017-11-08
CN103998209A (zh) 2014-08-20
JP2015507092A (ja) 2015-03-05
BR112014012025A2 (pt) 2017-06-13
WO2013098050A1 (en) 2013-07-04
KR102182567B1 (ko) 2020-11-24
KR20140107274A (ko) 2014-09-04
CN103998209B (zh) 2016-08-24
US9079248B2 (en) 2015-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NZ511355A (en) Laser/arc hybrid welding process with an argon/helium gas mixture
JP2011517848A5 (ru)
DE50209435D1 (de) Verfahren zum Fügen artverschiedener Verbindungen unter Schutzgas
EP1923350A3 (en) Method for fabricating magnesium-based hydrogen storage materials
WO2005075341A3 (fr) Procede d'obtention de nanotubes de carbone sur des supports et composites les renfermant
TW200631720A (en) Cored electrode for reducing diffusible hydrogen
SG126120A1 (en) Lithographic device, device manufacturing method and device manufactured thereby
MY166310A (en) Apparatus and method for providing inert gas during soldering
NZ602195A (en) Lip smoking article wrapper, smoking article, method and apparatus
ES2683593T3 (es) Procedimiento para la soldadura por arco o para procesar material con emisión reducida de sustancias nocivas
KR940003652A (ko) 아크 용접용 실딩 가스
RU2014118618A (ru) Способ и устройство для увеличения разрешающей способности в аддитивно выполненных трехмерных изделиях
MX2012012114A (es) Metodo para soldar con arco electrico partes metalicas revestidas con aluminio utilizando gas oxidante.
JP2007222942A (ja) Ar/Heガス混合物を用いたチタンレーザー切断
MX2012012996A (es) Metodo para soldadura por arco de partes, metalicas recubiertas con aluminio al usar gas inerte que contiene nitrogeno.
RU2008124556A (ru) Способ получения порошка оксида висмута (iii)
ATE417693T1 (de) Verfahren zum laserstrahlschweissen
CN102275037B (zh) 一种钢轨的电子束焊接装置及方法
WO2008117777A1 (ja) カーボンナノウォールの製造方法
TW200721242A (en) Method for processing metal member and apparatus for processing metal member
DE50201621D1 (de) Laserschwei en von nichteisenmetallen mittels laserdioden unter prozessgas
CN103612011A (zh) 一种提高光纤激光焊接焊缝熔深的方法
CN209876506U (zh) 一种应用于钢桥施工的可移动可吸附式气瓶保护装置
Verheyen et al. Atomic oxygen assisted CO2 conversion: A theoretical analysis
ATE395158T1 (de) ßVERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM LASERSCHWEISSEN MIT EINEM N2/HE-GASGEMISCH, WOBEI DER N2/HE- GEHALT GEMÄSS DER LASERENERGIE GESTEUERT WIRDß