RU2678619C2 - Способ изготовления детали плавлением порошка, частицы которого достигают жидкой ванны в холодном состоянии - Google Patents
Способ изготовления детали плавлением порошка, частицы которого достигают жидкой ванны в холодном состоянии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2678619C2 RU2678619C2 RU2015125712A RU2015125712A RU2678619C2 RU 2678619 C2 RU2678619 C2 RU 2678619C2 RU 2015125712 A RU2015125712 A RU 2015125712A RU 2015125712 A RU2015125712 A RU 2015125712A RU 2678619 C2 RU2678619 C2 RU 2678619C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- bath
- layer
- app
- support
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 141
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 22
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000883 Ti6Al4V Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- B22F10/25—Direct deposition of metal particles, e.g. direct metal deposition [DMD] or laser engineered net shaping [LENS]
-
- 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
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
- B28B1/001—Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- 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
- B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
-
- 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
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/772—Articles characterised by their shape and not otherwise provided for
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к изготовлению детали из порошка. Нагревают первое количество порошка до температуры выше температуры его плавления посредством высокоэнергетического пучка и формируют на поверхности опоры первую ванну, содержащую расплавленный порошок и участок опоры. Нагревают второе количество порошка до температуры выше температуры его плавления и формируют на поверхности опоры вторую ванну, содержащую расплавленный порошок и участок опоры и расположенную ниже по ходу относительно первой ванны. Повторяют этот этап с образованием первого слоя детали. Затем также формируют последующие слои до получения детали конечной формы. Струя порошка и высокоэнергетический пучок по существу коаксиальны, при этом частицы порошка достигают каждой ванны при температуре, которая меньше температуры ванны. Обеспечивается повышение стабильности ванны, массового коэффициента плавления, бездефектности материала и скорости формирования слоя. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к изготовлению деталей плавлением порошка с использованием высокоэнергетического пучка (лазерный луч, электронный пучок, …).
Изобретение относится, в частности, к способу, включающему в себя следующие этапы:
a) обеспечение наличия материала в виде частиц порошка, образующих порошковую струю;
b) нагревание первого количества порошка до температуры выше температуры TF плавления порошка с помощью высокоэнергетического пучка и формирование на поверхности опоры первой ванны, содержащей этот расплавленный порошок и участок опоры;
c) нагревание второго количества порошка до температуры выше температуры TF плавления порошка с помощью высокоэнергетического пучка и формирование на поверхности опоры второй ванны, содержащей этот расплавленный порошок и участок опоры, расположенные ниже по ходу относительно первой ванны;
d) повторение этапа с) до тех пор, пока на опоре не будет сформирован первый слой детали;
e) нагревание [n]-ого количества порошка до температуры выше температуры TF плавления порошка с помощью высокоэнергетического пучка и формирование [n]-ой ванны, содержащей частично этот расплавленный порошок, расположенный над участком первого слоя;
f) нагревание [n+1]-ого количества порошка до температуры выше температуры TF плавления порошка с помощью высокоэнергетического пучка, и формирование [n+1]-ой ванны, содержащей частично расплавленный порошок, расположенный ниже по ходу относительно [n]-ой ванны и над участком первого слоя;
g) повторение этапа f) для формирования второго слоя детали поверх первого слоя;
h) повторение этапов е)-g) для каждого слоя, расположенного выше сформированного ранее слоя, до получения детали, по существу, конечной формы.
В описанном выше способе для формирования первого слоя необходимы количества [n-1] порошка.
Известны способы, позволяющие получить механические детали сложной трехмерной (3D) формы. В соответствии с этими способами деталь создают слой за слоем, пока не будет воссоздана желаемая форма детали. Предпочтительно деталь может быть воспроизведена непосредственно с помощью информационного файла автоматизированного компьютерного проектирования и производства (CADM), полученного по результатам обработки данных графического файла трехмерной компьютеризованной системы проектирования (CAD), с использованием компьютера, управляющего устройством (системой), которая формирует последовательные слои материала, который плавиться и затем затвердевает, один слой на другом, при этом каждый слой образован с помощью расположенных бок о бок полосок, размеры и форма которых получены из указанного информационного файла CADM.
В качестве примера частицы порошка могут быть металлическими, интерметаллическими, керамическими или полимерными.
В настоящей заявке, если порошок образован из металлического сплава, температура TF плавления находится в интервале между температурами перехода в жидкое состояние и температурами перехода в твердое состояние для сплава определенного состава.
Опора для формирования детали может быть частью некоторой другой детали, на которую желательно возложить дополнительную функцию. Химический состав материала такой опоры может отличаться от состава частиц выбранного порошка и, следовательно, может иметь иную температуру плавления.
Известные способы включают, в частности, наплавку металлического порошка с помощью лазера или «непосредственное осаждение металла» (DMD), «послойное наплавление металла» (SLM) и «формирование слоя за счет расплавления порошкового металла пучком электронов» (ЕВМ).
Технологический процесс с применением метода DMD поясняется ниже со ссылками на фиг. 2, 4 и 5.
Первый слой 10 материала формируют в условиях локальной защиты или в камере при регулируемом высоком или низком давлении инертного газа, путем инжекции частиц порошка через форсунку 190 на материал поверхности опоры 80. Одновременно с инжекцией частиц 60 порошка из форсунки 190 выходит лазерный луч 90, генерируемый лазером 90. Первое отверстие 191 форсунки 190, через которое на опору 80 инжектируется порошок, расположено коаксиально вокруг второго сопла 192, через которое выходит лазерный луч 95, так что происходит проникновение порошка в лазерный луч 95. Порошок образует конус из движущихся частиц, при этом конус полый внутри и имеет определенную толщину (струя 94 порошка на фиг. 4), а лазерный луч 95 имеет коническую форму.
Рабочая плоскость P определяется как плоскость, содержащая с поверхностью, на которой создают и/или формируют слой.
Для формирования первого слоя эта поверхность является верхней (свободной) стороной S0 опоры 80. Для формирования [n+1]-го слоя этой поверхностью является верхняя (свободная) сторона [n]-ого слоя (где n - целое число, n≥1).
Лазерный луч 95 создает на опоре 80 жидкую ванну 102 за счет плавления области опоры 80, которая подвержена действию луча лазера. Порошок направляется в ванну 102, в которую он поступает уже в расплавленном состоянии, при этом порошок плавится на пути своего движения, находясь перед достижением указанной ванны в луче лазера.
В качестве альтернативы и примера форсунку 190 и фокальную точку лазера можно регулировать и/или располагать таким образом, чтобы порошок с заданным распределением частиц по размерам при своем перемещении не находился в лазерном луче 95 в течение промежутка времени, достаточного для полного плавления всех частиц порошка различного размера, и чтобы эти частицы плавились, достигнув ванны 102, предварительно созданной на поверхности опоры 80 за счет плавления области опоры 80, подверженной действию лазерного луча 95.
Рабочее расстояние WD определяется как расстояние между форсункой 190 и рабочей плоскостью Р.
В пределах рабочего расстояния WD, определяемого указанным образом, порошок не может быть аналогичным образом расплавлен лазерным лучом 95, или он может быть расплавлен только частично, поскольку размеры некоторых или всех частиц, образующих порошок, слишком велики для того, чтобы их можно было расплавить. Как можно видеть из фиг. 3, чем меньше средний диаметр Dp частиц порошка, тем больше скорость, с которой они нагреваются, но короче время, в течение которого они сохраняют температуру равную температуре плавления, и быстрее процесс их охлаждения. Кроме того, на фиг. 3 показано, что, чем уже распределение частиц по размерам, тем больше степень расплавления всех частиц порошка, достигших ванны при заданном рабочем режиме.
При всех условиях частицы порошка нагреваются за счет прохождения через лазерный луч 95 до достижения ванны.
В процессе перемещения лазерного луча 95 (или опоры 80) ниже по ходу, ванна 102 сохраняется и постепенно затвердевает с образованием на опоре 80 полоски затвердевшего материала 105. Процесс продолжают с формированием другой затвердевшей полоски на опоре 80, при этом другая полоска расположена бок о бок, например, с первой полоской. Таким образом, за счет перемещения форсунки 190 или опоры 80 в плоскости, параллельной рабочей плоскости P, на опоре 80 осаждается первый слой 10 материала, при этом указанный слой образует при затвердевании первый элемент 15 в виде единого куска, форма которого соответствует форме, которая определена в информационном файле CADM.
После этого, форсунку 190 и лазерный луч 95 побуждают к осуществлению второго прохода при совместном сканировании так, чтобы поверх первого элемента 15 аналогичным образом сформировать второй слой 20 материала. Второй слой 20 образует второй затвердевший элемент 25, и вместе эти два элемента 15 и 25 образуют цельный единый блок. Ванны 102, созданные на первом элементе 15 во время формирования второго слоя 20, обычно включают в себя по меньшей мере часть первого элемента 15, расплавленного под действием лазерного луча 95, вместе с частицами порошка, которые поступают в ванну 102.
Далее рассматривается система координат, образованная вертикальной осью Z0, перпендикулярной верхней поверхности S0 опоры, и поверхностью S0 опоры. Эта система координат привязана к опоре 80, или, точнее говоря, к формируемой детали, для которой при осаждении первого слоя материала базовая плоскость P образована поверхностью S0 опоры или верхней поверхностью осажденного ранее слоя.
Вообще говоря, рабочая плоскость P для слоя не обязательно проходит параллельно поверхности S0. Следовательно, ось Z, перпендикулярная рабочей плоскости P, не обязательно проходит параллельно оси Z0.
Между двумя последовательно расположенными слоями форсунка перемещается вдоль оси Z на величину ΔZ, которая теоретически равна высоте фактически осажденного материала Нарр и которая должна быть постоянной (независимо от траектории перемещения) и которая достаточно велика, если процесс формирования оптимизирован и является стабильным (фиг. 4 и фиг. 5). На фиг. 5 показано поперечное сечение жидкой ванны, созданной на участке опоры, и показана форма ванны.
Поверхность S0 опоры 80 на нулевой высоте плоская. Таким образом, при создании первого слоя плоскость параллельная S0 и имеющая участок, находящийся в опоре или ниже опоры (относительно оси Z0), находится на отрицательной высоте, а плоскость параллельная S0 с участком выше поверхности S0 опоры (относительно оси Z0) находится на положительной высоте.
Заданная рабочая плоскость P, относящаяся к формированию [n]-ого слоя, расположена выше другой рабочей плоскости, расположенной на нижерасположенном слое, если она имеет положительную высоту, которая больше высоты другой плоскости.
В рассматриваемой системе координат, привязанной к опоре 80 и к детали, второй слой 20 сформирован на рабочей плоскости P, которая расположена выше рабочей плоскости первого слоя 10, при этом эти две плоскости отделены друг от друга расстоянием ΔZ, измеренным вдоль оси Z, перпендикулярной рабочей плоскости Р.
В целом, отсутствует необходимость в том, чтобы рабочая плоскость слоя, расположенного выше, была параллельна рабочей плоскости предшествующего слоя, расположенного ниже, и для расположенного выше слоя ось Z проходит не под нулевым углом относительно оси Z рабочей плоскости нижерасположенного слоя, а расстояние ΔZ, измеренное вдоль последней указанной оси Z над каждой точкой нижерасположенного слоя имеет среднее значение.
Процесс послойного формирования детали продолжается путем добавления дополнительных слоев поверх уже полученного ряда объединенных слоев.
На фиг. 4 показано известное из уровня техники решение, где более подробно показана конфигурация лазерного луча 95 и струи 94 порошка. Лазерный луч 95 выходит из форсунки 190, расходится под углом 2β от фокальной точки FL расположенной в нижней части форсунки 190, и облучает определенную область опоры 80, способствуя созданию в опоре жидкой ванны 102.
Струя 94 порошка выходит из форсунки 190 и сужается под углом 2δ в направлении ее фокальной точки FP, которая находится внутри лазерного луча 95 и непосредственно над или выше поверхности опоры 80 (рабочей плоскости P) таким образом, что частицы 60 порошка находятся в лазерном луче 95 максимальный отрезок времени, в течение которого происходит нагревание порошка. Преимущество большой продолжительности взаимодействия между лазером и порошком, осуществляемого над ванной, заключается в получении высокой интенсивности осаждения порошка и низкой степени растворения, что часто является желательным при восстановлении поверхностей изношенных деталей в процессе их ремонта путем нанесения твердых покрытий.
Теоретическая эффективность плавления определяется отношением диаметра ∅L лазерного луча 95 к диаметру ∅P струи 94 порошка, при этом указанные величины диаметров определяют в рабочей плоскости Р.
В качестве альтернативы, диаметр ∅L может быть заменен диаметром ∅BL жидкой ванны (см. фиг. 4) для расчета эффективности плавления, которая, помимо прочего, зависит от выбранных значений параметров, в частности, мощности PL лазера, скорости сканирования V лазерным лучом и массового расхода Dm порошка.
Диаметр лазерного луча в его фокальной точке (т.е. ∅L0) во многих случаях много меньше диаметра струи порошка в фокальной точке струи порошка, поэтому используемая в ближайшем аналоге рабочая конфигурация по логике вещей требует, чтобы лазерный луч был расфокусирован (его фокальная точка FL находится выше рабочей поверхности P) в случае сфокусированной струи порошка (ее фокальная точка Fp расположена на рабочей плоскости Р) или струи порошка, расфокусированной относительно ее фокальной точки FP, находящейся выше рабочей плоскости P и ниже фокальной точки FL лазера. В ином случае создаваемая структура детали будет нестабильной и отсутствует гарантия подходящей эффективности плавления. Как отмечено выше, обычно диаметр ∅L лазерного луча, измеренный в плоскости Р, не соответствует диаметру ∅BL жидкой ванны, который приблизительно равен ширине сформированной полоски (обозначенной как еарр) после затвердевания материала (фиг. 4 и фиг. 5).
Этот диаметр ∅BL жидкой ванны, как предполагается, является функцией ∅L и, следовательно, ∅L0 и, кроме того, функцией трех параметров группы, включающей PL, V, Dm и, помимо того, определяется размером DP частиц различных порошков и их скорости, в дополнение к зависимости от их теплофизических свойств.
Во время процесса послойного формирования детали форсунка 190 перемещается, в частности, в вертикальном направлении, при этом поддерживается постоянным расстояние между точками FL и FP (т.е. DefocL-DefocP=constant, где геометрические параметры DefocL и DefocP устанавливают расфокусирование лазера и расфокусирование порошка и определяются следующим образом:
DefocL={расстояние от FL до рабочей плоскости P} и
DefocP={расстояние от FP до рабочей плоскости P},
как это можно видеть на фиг. 4.
В результате фокальная точка FP струи 94 порошка остается расположенной внутри лазерного луча 95 и непосредственно над (или выше) поверхностью предварительно сформированного слоя (над рабочей плоскостью P).
Таким образом, выше плоскости Р находятся расфокусированный лазерный луч (DefocL>0) и расфокусированная струя порошка (DefocP=0), и необходимо, чтобы два угла 2β и 2δ были выбраны таким образом, чтобы, во-первых, рабочее расстояние WD между выходом из форсунки и плоскостью Р было достаточно велико, чтобы избежать повреждения нижней части форсунки излучением от ванны, и, во-вторых, чтобы апертура лазерного луча на выходе из форсунки оставалась меньше диаметра с внутренней стороны конической части форсунки.
Перемещение опоры 80 или сканирование с помощью системы, включающей форсунку 190 и лазерный луч 95, позволяет придать каждому слою форму, которая не зависит от соседних слоев. Нижние слои детали подвергаются отпуску, и при формировании расположенных выше слоев детали они постепенно охлаждаются.
Вместе с тем, существует необходимость повышения массового коэффициента плавления Rm (т.е. отношения количества материала, образующего готовую деталь, к количеству материала, который инжектируется форсункой для формирования детали), коэффициента рециркуляции ζrecy массы порошка (отношение количества морфологически неизменного порошка и агломератов, т.е. полученных после просеивания на сите, к количеству инжектируемого форсункой материала), стабильности ванны, созданной на поверхности детали, и бездефектности материала изготовленной детали, для заданного не исчерпывающего ряда определяющих параметров (распределение DP размеров для частиц порошка, физико-химические свойства материала порошка, массовый расход Dm порошка, скорость V перемещения системы, включающей форсунку и лазерный луч, мощность PL, потребляемая лазером, распределение плотности энергии на рабочей плоскости Р, тип источника лазерного излучения (твердое тело или газ), режим работы лазера (импульсный или непрерывный), коаксиальное сопло, свойства газа, несущего частицы порошка, и его расход Dgp, свойства защитного газа, пересекающего ось форсунки, и его расход Dg1, углы 2β и 2δ, а также указанные выше диаметры ∅L0 ∅P0 и т.п.).
Изобретение предлагает способ и, в частности, оптимальную рабочую конфигурацию (определяемую параметрами DefocL, DefocP, WD) для метода DMD, обеспечивающую, во-первых, повышение стабильности ванны и, во-вторых, повышение массового коэффициента плавления, массового коэффициента рециркуляции порошка, бездефектности материала и скорости формирования слоя (максимизация приращения высоты Z подъема форсунки, обозначенного как ΔZ).
Поставленная задача решается тем, что каждая частица порошка достигает ванны при температуре меньшей, чем температура ванны.
С помощью указанных средств массовый коэффициент ηp по способу, определяемый как сумма массового коэффициента плавления (Rm) и коэффициента ζrecy рециркуляции порошка, больше величины массового коэффициента по способу в том случае, если частицы порошка достигают ванны, будучи горячими или даже частично или полностью расплавленными. Кроме того, при достижении ванны частицы порошка способствуют уменьшению температуры TBL жидкой ванны (поскольку они намного холоднее, чем ванна, при этом перед внедрением в ванну частицы находятся по существу при окружающей температуры), одновременно увеличивая объем ванны и, в частности, ее объем выше плоскости Р без увеличения ширины и высоты зоны разжижения (объем ванны ниже плоскости Р). Это неизбежно приводит к резкому увеличению поверхностного натяжения между поверхностью жидкости и парами ванны, и соответственно приводит к большей стабильности ванны.
Повышение степени разжижения в каждом осажденном слое обеспечивает минимизацию дефектов изготовления.
Фокальная точка FL высокоэнергетического пучка находится выше рабочей плоскости Р или в этой плоскости, а фокальная точка FP струи порошка находится ниже рабочей плоскости Р, причем так, что частицы порошка не пересекают в любое время высокоэнергетический пучок между выходом из форсунки и рабочей плоскостью Р. В частности, фокальная точка FP струи порошка может быть расположена в пределах опоры, в частности, при осаждении начальных слоев. После осаждения определенного количества слоев фокальная точка FP струи порошка может располагаться в пределах ранее осажденных слоев.
Таким образом, большинство частиц порошка достигают ванны, предварительно образованной на сформированной ранее части детали, будучи холодными.
Эти частицы затем проникают в ванну, которая достаточно широкая (∅BL>∅P) и имеет достаточную глубину (HZR>Happ, см. приведенные выше значения со ссылками на фиг. 5) для того, чтобы принимать максимальное количество и максимальную часть всех частиц, инжектируемых форсункой в период времени взаимодействия лазера и ванны, определяемый величиной отношения диаметра ∅L к скорости V.
Кроме того, поскольку остальные частицы порошка находятся в неизменном состоянии (т.к. не нагреты высокоэнергетическим пучком), они являются полностью подходящими для рециркуляции.
Помимо этого, струя порошка и высокоэнергетический пучок могут быть по существу коаксиальными, т.е. их оси могут образовать между собой угол менее 30°, предпочтительно менее 20°, более предпочтительно менее 10° и еще более предпочтительно менее 5°. Высокоэнергетический пучок может, таким образом, легко следовать за струей порошка во время изготовления деталей, которые имеют сложную форму. Намного более трудно отслеживать при изготовлении форму детали, когда зоны инжекции порошка и плавления лазером смещены друг относительно друга, т.е. когда струя порошка и высокоэнергетический пучок по существу не коаксиальны.
Изобретение может быть достаточно понятным и его преимущества более очевидны из нижеследующего подробного описания не ограничивающего примера осуществления изобретения со ссылками на чертежи.
Фиг. 1 - схема, на которой показано одно возможное взаимное расположение высокоэнергетического пучка и струи порошка в способе, соответствующем изобретению.
Фиг. 2 - схема, поясняющая способ в соответствии с ближайшим аналогом и отображающая устройство для осуществления метода DMD.
Фиг. 3 - графические зависимости, показывающие влияние диаметра DP частиц порошка Ti-6Al-4V на их температуру при инжектировании из форсунки и достижении жидкой ванны.
Фиг. 4 - схема, на которой показано одно возможное взаимное расположение высокоэнергетического пучка и струи порошка в способе, известном из уровня техники.
Фиг. 5 - схематическое изображение поперечного сечения жидкой ванны, образованной в опоре.
В изобретении частицы порошка, когда они достигают ванны, образованной на поверхности предшествующего слоя (или опоры), являются холодными. Термин «холодный» означает, что температура частиц много ниже, чем температура ванны. Перед проникновением в ванну температура частиц по существу равна окружающей температуре, например, составляет приблизительно 20°C.
Для сравнения, температура TBL жидкой ванны выше, чем температура TF плавления материала, из которого получен порошок, но меньше температуры испарения Tevap этого материала. Эта температура плавления выше 550°C для алюминиевых сплавов, выше 1300° для сплавов на основе никеля, выше 1450°C для сталей и выше 1550°C для титановых сплавов.
На фиг. 1 показано воплощение изобретения, которое обеспечивает холодное состояние частиц порошка, когда они достигают ванны, образованной на поверхности предшествующего слоя (или опоры). Преимущество такого воплощения, кроме того, заключается в том, что оно позволяет легче видеть ванну на оси, например, с помощью камеры с прибором с зарядовой связью (CCD), так чтобы можно было непрерывно контролировать способ в процессе его реализации, что выгодно для промышленного использования способа.
На фиг. 1 показан вид в разрезе опоры 80 вместе с первым слоем 10 материала, который уже был осажден на опору 80. Второй слой осаждают затем на первый слой 10. Показана одна полоска 105 второго слоя 20 во время ее формирования, при этом полоска 105 наращивается слева направо и от первоначального участка до последующего, (переднее направление движения полоски 105 вперед или перемещения жидкой ванны 102). Ванна 102, таким образом, расположена ниже по ходу относительно полоски 105 и под форсункой 190, из которой выходит лазерный луч 95 и инжектируется струя 94 порошка. Верхняя поверхность первого слоя 10 образует, таким образом, рабочую плоскость Р формируемого второго слоя, для которой измеряют следующие параметры: расстояние DefocL расфокусировки лазера, расстояние DefocP расфокусировки струи порошка, рабочее расстояние WD, диаметр ∅L лазерного луча и диаметр ∅P струи порошка. Одновременно с инжекцией частиц 60 порошка форсунка 190 эмитирует лазерный луч 95, выходящий из лазера 90. Первое отверстие 191 форсунки 190, через которую инжектируется порошок на опору 80, расположено коаксиально второму отверстию 192, через которое выходит лазерный луч 95 так, что порошок проникает в лазерный луч 95. Порошок образует конус из частиц, и этот полый конус имеет определенную толщину (струя 94 порошка), и лазерный луч является коническим.
Согласно изобретению форсунка 190 сконфигурирована и расположена таким образом, что фокальная точка FL высокоэнергетического пучка 95 расположена выше рабочей плоскости Р или находится в этой плоскости, а фокальная точка FP струи порошка 94 расположена ниже рабочей плоскости Р, так что частицы 60 порошка не пересекают в любой момент времени высокоэнергетический пучок между выходом из форсунки и рабочей плоскостью Р.
В воплощении ином, чем представленное на фиг. 1, фокальная точка FP струи порошка может находиться в пределах опоры. В таких условиях расстояние DefocP расфокусировки струи порошка меньше, чем показанное на фиг. 1. Как результат, диаметр ∅L лазерного луча в плоскости Р ближе к диаметру ∅P струи порошка в плоскости Р для заданных значений параметров (PL, V, Dm).
В качестве примера, диаметр ∅L лазерного луча в плоскости Р немного меньше, чем диаметр ∅P струи порошка в плоскости Р.
Как показано на фиг. 1, такая конфигурация получена за счет перемещения форсунки 190 ближе к рабочей плоскости Р по сравнению с конфигурацией, используемой в ближайшем аналоге (фиг. 4), т.е. за счет уменьшения рабочего расстояния WD.
Такая рабочая конфигурация является подходящей, в частности, для получения широких полосок 105, т.е. полосок 105, ширина которых больше, чем диаметр ∅L0 высокоэнергетического пучка 95 в фокальной точке лазера.
При этом диаметр ∅BL жидкой ванны больше, а более холодные частицы порошка достигают жидкой ванны 102, что является благоприятным, как было указано выше.
В качестве альтернативы, фокальная точка FL высокоэнергетического пучка 95 может быть расположена в рабочей плоскости Р, что является предпочтительным при получении качественных полосок меньшей ширины. В таких условиях фокальная точка FP струи 94 порошка может находиться в рабочей плоскости Р. Фокальная точка FP струи 94 порошка может также находиться ниже рабочей плоскости Р.
В целях оптимизации способа, соответствующего изобретению, можно модифицировать (изменить) определенные заданные значения параметров, в частности, мощности PL лазера, скорости V сканирования и/или массового расхода Dm порошка.
В то же время в воплощении, представленном на фиг. 1, может быть необходимым обеспечить дополнительное охлаждение форсунки 190, поскольку эта форсунка 190 нагревается посредством излучения благодаря ее близости к жидкой ванне 102. Для такого охлаждения необходимо использование устройства, которое требует больших затрат.
Для устранения этой проблемы и сохранении, таким образом, рабочего расстояния WD (расстояния между форсункой и жидкой ванной), которое является достаточным, избегая в то же время пересечения струей порошка высокоэнергетического пучка, согласно настоящему изобретению разработано решение, которое состоит предпочтительно или в уменьшении расстояния DefocL или в уменьшении расхождения половинного угла β лазерного луча 95 относительно оси Z, что так или иначе сводится к снижению ∅L таким образом, чтобы величина ∅L была меньше чем ∅P.
В качестве альтернативы, расстояние DefocP для струи порошка 94 увеличивают для компенсации уменьшения величины ∅P при увеличении WD, сохраняя тем самым величину диаметра ∅P больше ∅L.
Указанное уменьшение расстояния DefocL и угла β и увеличение расстояния DefocP могут быть осуществлены совместно.
Изменения указанных трех переменных параметров могут быть произведены независимо или в дополнение к увеличению рабочего расстояния WD. На практике форсунка 190 сконфигурирована и размещена таким образом, чтобы частицы 60 порошка достигали рабочей плоскости Р непосредственно снаружи зоны рабочей плоскости Р, на которую распространяет свое действие лазерный луч 95.
Таким образом, учитывая, что жидкая ванна 102 за счет теплопроводности распространяется немного за пределы этой зоны, большая часть частиц 60 порошка падает в ванну 102 без взаимодействия с лазерным лучом 95. Частицы 60 порошка прежде, чем они проникают в ванну 102, находятся еще в холодном состоянии. Преимущество отсутствия взаимодействия между лазером и порошком до ванны 102 заключается в возможности избежать любого изменения формы, избежать образования агломератов и избежать оказывающего вредное влияние окисления частиц 60 порошка.
Это объясняет, почему проведенные испытания показывают, что массовый коэффициент Rm плавления в способе согласно изобретению выше величины массового коэффициента плавления в том случае, когда порошок достигает ванны, будучи еще горячим, или, безусловно, в то время, как он частично или полностью расплавлен.
Помимо этого, ванна 102 термически более стабильна ввиду того, что частицы 102 порошка быстро охлаждают ванну 102 (увеличивая тем самым поверхностное натяжение между жидкостью и парами ванны, и, несомненно, приводя к изменениям конвективных токов в ванне в результате изменения плотности жидкости при добавлении «холодных» порошков и при изменении температурного градиента в ванне).
Дополнительное преимущество способа, соответствующего изобретению, заключается в том, что частицы 60 порошка, которые не участвовали в образовании жидкой ванны (поскольку они падают в зону вне ванны 102), остаются холодными и, таким образом, почти все являются подходящими для рециркуляции. Общий массовый коэффициент (плавление плюс рециркуляция) в способе согласно изобретению, конечно, больше, чем общий массовый коэффициент в способе, известном из ближайшего аналога.
Предпочтительно, для большей стабильности ванны 102 и для большей бездефектности материала сразу после установления режима с установившейся температурой локально вокруг ванны в формируемой детали эта ванна имеет продолговатую форму, определяемую параметрами: θ<90°, Нарр/еарр<1 и HZR/Happ≥0.6, где θ - угол, образованный верхней поверхностью ванны 102 с рабочей плоскостью Р, Нарр - предполагаемая высота полоски (участок ванны 102 выше рабочей плоскости Р), еарр - ее ширина, и HZR - высота переплавленной или разжиженной зоны (участок ванны ниже рабочей плоскости Р) (см. фиг. 5).
Предпочтительно указанные три параметра θ, Нарр/еарр и HZR/Нарр удовлетворяют следующим соотношениям:
15°≤θ≤60°, 0,04≤Нарр/еарр≤0,75 и 1≤HZr/Happ≤6.
При наращивании материала на детали для проведения ее ремонта указанные параметры предпочтительно удовлетворяют следующим соотношениям:
30°≤θ≤60°, 0,15≤Нарр/еарр≤0,25 и 0,01≤HZr/Нарр≤0,025.
Предпочтительным является узкое распределение частиц 60 порошка по размерам (что соответствует частицам, которые все имеют по существу одинаковый размер, подходящий для температуры и объема жидкой ванны, при которых они могут быть расплавлены в течение всего времени взаимодействия лазера и ванны). При таких условиях велика вероятность того, что все частицы 60 порошка имеют достаточное время для плавления в ванне 102 прежде, чем лазерный луч 95 продолжит перемещение и, следовательно, прекратит нагревание ванны 102. Способ, включающий подачу в ванну частиц порошка, которые являются холодными и имеют узкое распределение по размерам, следовательно, более эффективен с точки зрения стабильности и скорости наращивания полосок, поскольку температура ванны понижается быстрее, и предполагаемая высота формируемых полосок увеличивается. Эта предполагаемая высота увеличивается при использовании более мелких частицах, поскольку, когда такие частицы внедряются в ванну 102, температура ванны постепенно уменьшается и остается постоянной (достигается порог затвердевания).
Например, размеры частицы 60 порошка находятся в интервале от 25 мкм до 75 мкм, предпочтительно, в интервале от 25 мкм до 45 мкм.
В известном способе более широкое распределение частиц 60 порошка оказывает неблагоприятное воздействие. При наличии взаимодействия между лазером и порошком частицы 60 порошка различных размеров, достигающие ванны при различных температурах, приводят к флуктуации температуры ванны и создают опасность нестабильности ванны.
Предпочтительно расположение форсунки 190, т.е. рабочее расстояние WD, контролируется сервоприводом для пространственных изменений рабочей плоскости Р (изменение высоты Нарр слоя уплотненного материала формируемой детали, и в то же время увеличение приращения ΔZ вверх по оси Z форсунки 190 поддерживают постоянным посредством предварительного программирования) так, что для каждого слоя фокальная точка FL лазерного луча 95 расположена на одной и той же высоте выше рабочей плоскости Р, и фокальная точка FP струи 94 порошка находится на одной и той же высоте ниже рабочей плоскости Р.
В качестве альтернативы приращение ΔZ может управляться сервоприводом для изменений высоты Нарр слоя уплотненного материала.
Такой сервоконтроль осуществляют путем использования программы управления технологическим процессом известного типа, которую описывать здесь нет необходимости.
Claims (15)
1. Способ изготовления детали, включающий в себя этапы, на которых:
а) берут материал в виде частиц (60) порошка, образующих порошкообразную струю (94);
b) нагревают первое количество порошка до температуры выше температуры ТF его плавления посредством высокоэнергетического пучка (95) и формируют на поверхности опоры (80) первую ванну, содержащую расплавленный порошок и участок опоры (80);
c) нагревают второе количество порошка до температуры выше температуры ТF его плавления посредством высокоэнергетического пучка (95) и формируют на поверхности опоры (80) вторую ванну, содержащую расплавленный порошок и участок опоры (80) и расположенную ниже по ходу относительно первой ванны;
d) повторяют этап с) до тех пор, пока на опоре (80) не будет сформирован первый слой (10) детали;
е) нагревают n-е количество порошка до температуры выше температуры ТF его плавления посредством высокоэнергетического пучка (95) и формируют n-ю ванну, частично содержащую расплавленный порошок и расположенную поверх участка первого слоя (10);
f) нагревают (n + 1)-е количество порошка до температуры выше температуры ТF его плавления посредством высокоэнергетического пучка (95) и формируют (n + 1)-ю ванну, частично содержащую расплавленный порошок и расположенную ниже по ходу относительно n-й ванны и над участком первого слоя (10);
g) повторяют этап f) для формирования второго слоя (20) детали поверх первого слоя (10); и
h) повторяют этапы е) – g) для каждого слоя, расположенного выше сформированного ранее слоя, до получения детали, по существу, конечной формы,
отличающийся тем, что струя (94) порошка и высокоэнергетический пучок (95), по существу, коаксиальны, при этом частицы (60) порошка достигают каждой ванны при температуре, которая меньше температуры ванны.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фокальная точка FL высокоэнергетического пучка (95) расположена выше рабочей плоскости Р или в указанной плоскости, а фокальная точка FP струи (94) порошка расположена ниже рабочей плоскости Р так, что частицы порошка в любой момент времени не пересекают высокоэнергетический пучок (95) на расстоянии между выходом из форсунки (190) и рабочей плоскостью Р, при этом рабочая плоскость Р определяется как плоскость, включающая в себя поверхность, на которой формируют указанные слои.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что для получения фокальной точки FL высокоэнергетического пучка (95) и фокальной точки FP струи (94) порошка увеличивают расстояние DefocP расфокусирования струи порошка (94), и/или уменьшают полуугол β расхождения лазерного луча (95) относительно перпендикуляра к рабочей плоскости Р, или уменьшают расстояние DefocL расфокусирования высокоэнергетического лазерного луча (95).
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размер частиц (60) порошка составляет 25-75 мкм.
5. Способ по любому из пп. 1 – 4, отличающийся тем, что каждая ванна имеет форму, определяемую следующими параметрами: θ < 90°, Happ/eapp<1 и HZR/Happ≥0,6, где θ – угол между верхней поверхностью ванны и рабочей плоскостью Р, Happ – предполагаемая высота полоски, eapp – ширина полоски и HZR – высота зоны переплавления.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что параметры θ, Happ/eapp и HZR/Happ находятся в следующих соотношениях: 15°≤ θ ≤60°, 0,04≤Happ/eapp≤0,75 и 1≤HZr/Happ≤6.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1203257A FR2998818B1 (fr) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | Procede de fabrication d'une piece par fusion de poudre les particules de poudre arrivant froides dans le bain |
FR1203257 | 2012-11-30 | ||
PCT/FR2013/052905 WO2014083291A1 (fr) | 2012-11-30 | 2013-11-29 | Procede de fabrication d'une piece par fusion de poudre, les particules de poudre arrivant froides dans le bain |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015125712A RU2015125712A (ru) | 2017-01-10 |
RU2678619C2 true RU2678619C2 (ru) | 2019-01-30 |
Family
ID=48237001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015125712A RU2678619C2 (ru) | 2012-11-30 | 2013-11-29 | Способ изготовления детали плавлением порошка, частицы которого достигают жидкой ванны в холодном состоянии |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10967460B2 (ru) |
EP (1) | EP2925471A1 (ru) |
JP (2) | JP6480341B2 (ru) |
CN (1) | CN104903030B (ru) |
BR (1) | BR112015012278A2 (ru) |
CA (1) | CA2892848C (ru) |
FR (1) | FR2998818B1 (ru) |
RU (1) | RU2678619C2 (ru) |
SG (2) | SG10201703930VA (ru) |
WO (1) | WO2014083291A1 (ru) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA112682C2 (uk) * | 2014-10-23 | 2016-10-10 | Приватне Акціонерне Товариство "Нво "Червона Хвиля" | Спосіб виготовлення тривимірних об'єктів і пристрій для його реалізації |
RU2627527C2 (ru) * | 2015-09-25 | 2017-08-08 | Анатолий Евгеньевич Волков | Способ и устройство аддитивного изготовления деталей методом прямого осаждения материала, управляемого в электромагнитном поле |
AU2016369656A1 (en) * | 2015-12-18 | 2018-07-05 | Aurora Labs Limited | 3D printing method and apparatus |
FR3064509B1 (fr) | 2017-03-28 | 2019-04-05 | Safran Aircraft Engines | Dispositif de fabrication additive d'une piece de turbomachine par depot direct de metal sur un substrat |
US10898968B2 (en) * | 2017-04-28 | 2021-01-26 | Divergent Technologies, Inc. | Scatter reduction in additive manufacturing |
WO2019083042A1 (ja) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | キヤノン株式会社 | セラミックス造形物の製造方法 |
JP7366529B2 (ja) * | 2017-10-27 | 2023-10-23 | キヤノン株式会社 | 造形物の製造方法および造形物 |
CN108044930B (zh) * | 2017-11-23 | 2020-02-21 | 上海汉信模具制造有限公司 | 一种塑胶粉末随形阶梯温度床的增材制造方法 |
US11084221B2 (en) | 2018-04-26 | 2021-08-10 | General Electric Company | Method and apparatus for a re-coater blade alignment |
US11179808B1 (en) * | 2018-07-11 | 2021-11-23 | Rosemount Aerospace Inc. | System and method of additive manufacturing |
US11219951B2 (en) * | 2019-07-03 | 2022-01-11 | Directed Metal 3D, S.L. | Multi-mode laser device for metal manufacturing applications |
KR102236148B1 (ko) * | 2019-12-31 | 2021-04-06 | 한국과학기술원 | 3d 프린팅 공정 중 형성되는 용융풀 크기를 제어할 수 있는 3d 프린팅 시스템 및 방법 |
KR102220823B1 (ko) * | 2019-12-31 | 2021-02-26 | 한국과학기술원 | 3d 프린팅 공정 중 형성되는 용융풀 깊이를 추정하는 방법 및 장치, 그리고 이를 구비한 3d 프린팅 시스템 |
CN113953534B (zh) * | 2020-07-16 | 2023-08-04 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 支撑结构及其成形方法、装置、存储介质 |
KR102678642B1 (ko) | 2021-11-29 | 2024-06-27 | 한국전자기술연구원 | 금속 3d프린터용 금속분말 주입장치 및 이를 이용한 금속 3d프린터 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4927992A (en) * | 1987-03-04 | 1990-05-22 | Westinghouse Electric Corp. | Energy beam casting of metal articles |
GB2228224A (en) * | 1989-02-08 | 1990-08-22 | Gen Electric | Fabrication of articles |
RU2031764C1 (ru) * | 1991-06-27 | 1995-03-27 | Научно-производственное объединение технологии автомобильной промышленности "НИИТавтопром" | Сопло для лазерной обработки |
EP2292357A1 (en) * | 2009-08-10 | 2011-03-09 | BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh.-Herbst GmbH & Co KG | Ceramic or glass-ceramic article and methods for producing such article |
RU2450891C1 (ru) * | 2010-12-16 | 2012-05-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ спекания деталей лазерным послойным синтезом |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2052566B (en) * | 1979-03-30 | 1982-12-15 | Rolls Royce | Laser aplication of hard surface alloy |
US5396333A (en) * | 1992-05-21 | 1995-03-07 | General Electric Company | Device and method for observing and analyzing a stream of material |
US20060003095A1 (en) * | 1999-07-07 | 2006-01-05 | Optomec Design Company | Greater angle and overhanging materials deposition |
US6391251B1 (en) | 1999-07-07 | 2002-05-21 | Optomec Design Company | Forming structures from CAD solid models |
US6656409B1 (en) * | 1999-07-07 | 2003-12-02 | Optomec Design Company | Manufacturable geometries for thermal management of complex three-dimensional shapes |
US8629368B2 (en) * | 2006-01-30 | 2014-01-14 | Dm3D Technology, Llc | High-speed, ultra precision manufacturing station that combines direct metal deposition and EDM |
JP2007301980A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ積層方法およびレーザ積層装置 |
CN101264519B (zh) * | 2008-04-08 | 2010-06-16 | 西安交通大学 | 一种可调式激光同轴送粉喷嘴 |
CN101418706B (zh) * | 2008-11-20 | 2010-12-22 | 浙江工业大学 | 一种汽轮机抗气蚀叶片及其成形方法 |
-
2012
- 2012-11-30 FR FR1203257A patent/FR2998818B1/fr active Active
-
2013
- 2013-11-29 US US14/648,560 patent/US10967460B2/en active Active
- 2013-11-29 CA CA2892848A patent/CA2892848C/fr active Active
- 2013-11-29 EP EP13808135.1A patent/EP2925471A1/fr not_active Ceased
- 2013-11-29 RU RU2015125712A patent/RU2678619C2/ru active
- 2013-11-29 SG SG10201703930VA patent/SG10201703930VA/en unknown
- 2013-11-29 WO PCT/FR2013/052905 patent/WO2014083291A1/fr active Application Filing
- 2013-11-29 CN CN201380062771.7A patent/CN104903030B/zh active Active
- 2013-11-29 BR BR112015012278-7A patent/BR112015012278A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2013-11-29 JP JP2015544522A patent/JP6480341B2/ja active Active
- 2013-11-29 SG SG11201504105YA patent/SG11201504105YA/en unknown
-
2018
- 2018-11-19 JP JP2018216876A patent/JP2019064268A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4927992A (en) * | 1987-03-04 | 1990-05-22 | Westinghouse Electric Corp. | Energy beam casting of metal articles |
GB2228224A (en) * | 1989-02-08 | 1990-08-22 | Gen Electric | Fabrication of articles |
RU2031764C1 (ru) * | 1991-06-27 | 1995-03-27 | Научно-производственное объединение технологии автомобильной промышленности "НИИТавтопром" | Сопло для лазерной обработки |
EP2292357A1 (en) * | 2009-08-10 | 2011-03-09 | BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh.-Herbst GmbH & Co KG | Ceramic or glass-ceramic article and methods for producing such article |
RU2450891C1 (ru) * | 2010-12-16 | 2012-05-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ спекания деталей лазерным послойным синтезом |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016504215A (ja) | 2016-02-12 |
CN104903030A (zh) | 2015-09-09 |
FR2998818A1 (fr) | 2014-06-06 |
SG11201504105YA (en) | 2015-07-30 |
SG10201703930VA (en) | 2017-06-29 |
FR2998818B1 (fr) | 2020-01-31 |
BR112015012278A2 (pt) | 2018-04-24 |
JP2019064268A (ja) | 2019-04-25 |
US20150298259A1 (en) | 2015-10-22 |
US10967460B2 (en) | 2021-04-06 |
CN104903030B (zh) | 2017-10-24 |
JP6480341B2 (ja) | 2019-03-06 |
RU2015125712A (ru) | 2017-01-10 |
CA2892848C (fr) | 2021-06-29 |
EP2925471A1 (fr) | 2015-10-07 |
WO2014083291A1 (fr) | 2014-06-05 |
CA2892848A1 (fr) | 2014-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2678619C2 (ru) | Способ изготовления детали плавлением порошка, частицы которого достигают жидкой ванны в холодном состоянии | |
Wang et al. | Understanding melt pool characteristics in laser powder bed fusion: An overview of single-and multi-track melt pools for process optimization | |
Shim et al. | Effect of layer thickness setting on deposition characteristics in direct energy deposition (DED) process | |
Mumtaz et al. | Top surface and side roughness of Inconel 625 parts processed using selective laser melting | |
Thompson et al. | An overview of Direct Laser Deposition for additive manufacturing; Part I: Transport phenomena, modeling and diagnostics | |
Li et al. | High deposition rate powder-and wire-based laser directed energy deposition of metallic materials: A review | |
Ye et al. | The investigation of plume and spatter signatures on melted states in selective laser melting | |
Mumtaz et al. | Selective laser melting of thin wall parts using pulse shaping | |
RU2697470C2 (ru) | Способ и система для аддитивного производства с использованием светового луча | |
Kusuma et al. | Effect of laser power and scan speed on melt pool characteristics of commercially pure titanium (CP-Ti) | |
El Cheikh et al. | Direct Laser Fabrication process with coaxial powder projection of 316L steel. Geometrical characteristics and microstructure characterization of wall structures | |
Gharbi et al. | Influence of a pulsed laser regime on surface finish induced by the direct metal deposition process on a Ti64 alloy | |
Basha et al. | Laser polishing of 3D printed metallic components: a review on surface integrity | |
Yin et al. | Dual-beam laser-matter interaction at overlap region during multi-laser powder bed fusion manufacturing | |
US10994337B2 (en) | Controlling AM spatter and conduction | |
Dilip et al. | A short study on the fabrication of single track deposits in SLM and characterization | |
Zhang et al. | Analysis on surface finish of thin-wall parts by laser metal deposition with annular beam | |
Alkahari et al. | Melt pool and single track formation in selective laser sintering/selective laser melting | |
Mishra et al. | Energy efficiency contributions and losses during selective laser melting | |
Chen et al. | Multi-energy source (MES) configuration for bead shape control in wire-based directed energy deposition (w-DED) | |
US11097350B2 (en) | Pre-fusion laser sintering for metal powder stabilization during additive manufacturing | |
Sinclair et al. | Sinter formation during directed energy deposition of titanium alloy powders | |
JP2019084723A (ja) | 三次元造形方法及び三次元造形装置、及びこれらによって造形された立体形状物 | |
Zhirnov et al. | Optical monitoring and diagnostics of SLM processing for single track formation from Co-Cr alloy | |
Su et al. | In-situ thermal control-assisted laser directed energy deposition of curved-surface thin-walled parts |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant |