RU2728375C1 - Способ и устройство для изготовления изделий из порошков посредством послойного селективного выращивания - Google Patents
Способ и устройство для изготовления изделий из порошков посредством послойного селективного выращивания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2728375C1 RU2728375C1 RU2020102844A RU2020102844A RU2728375C1 RU 2728375 C1 RU2728375 C1 RU 2728375C1 RU 2020102844 A RU2020102844 A RU 2020102844A RU 2020102844 A RU2020102844 A RU 2020102844A RU 2728375 C1 RU2728375 C1 RU 2728375C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- layer
- ultrasonic
- selective
- equalizer
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 17
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 14
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 8
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 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
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/20—Direct sintering or melting
- B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
- B22F12/52—Hoppers
-
- 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
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/32—Process control of the atmosphere, e.g. composition or pressure in a building chamber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/60—Planarisation devices; Compression devices
- B22F12/63—Rollers
-
- 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)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к изготовлению изделий послойным селективным выращиванием из порошка. Устройство содержит рабочую камеру для формирования изделия, бункер с порошком, выполненный с возможностью подачи порошка на подложку, выравниватель слоя порошка, выполненный с возможностью воздействия ультразвуковыми колебаниями на слой порошка, нанесенный на подложку, и лазер, выполненный с возможностью селективного сканирования слоя порошка. Выравниватель слоя порошка выполнен в виде лотка с размещенными в нем одним или несколькими ультразвуковыми излучателями, который имеет рабочую поверхность в виде пластины для уплотнения порошка ультразвуковыми колебаниями, расположенную в пучности колебаний. Размеры выравнивателя по высоте кратны полуволне при заданной частоте ультразвуковых колебаний. Способ включает последовательное нанесение слоев порошка заданной толщины, их выравнивание посредством выравнивателя слоя порошка, обеспечивающего уплотнение порошка ультразвуковыми колебаниями с частотой 16-45 кГц и амплитудой 5-70 мкм, и селективное сканирование лазером. Обеспечивается снижение дефектообразования в изделиях и повышение качества сплавления или спекания изделия за счет достижения для каждого слоя порошка оптимальной и равномерной плотности, обеспечивающей достаточную поверхностную активность микрочастиц при спекании, а также снижение требований к порошкам по их форме и дисперсности. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к изготовлению трехмерного изделия посредством выборочного расплавления порошка в виде последовательно накладываемых слоев из одного или различных порошков.
Уровень техники
Из уровня техники [Григорьянц А.Г. и др. Лазерные аддитивные технологии в машиностроении / Учебное пособие. - М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. - 278 с., с. 65] известен способ селективного лазерного выращивания деталей из металлических порошков, который включает последовательное нанесение слоев порошка роликом из бункера с порошком, выборочное сплавление или спекание лазерным лучом заданной области, нанесение нового слоя и его спекание. После оплавления каждого слоя подложка рабочей камеры опускается и наносится и сплавляется или спекается новый слой до получения готового изделия.
Недостатком известного способа является образование дефектов в изделии (пористость, расслоение и внутренние напряжения, комкование (расплавленные частицы металлического порошка затвердевают в сферы вместо слоев), микроструктурная неоднородность) после сплавления или спекания вследствие неравномерного распределения и недостаточной плотности порошка в нанесенном слое вследствие неодинаковой формы и размеров частиц порошка.
Поэтому к порошкам при селективном лазерном выращивании изделий предъявляются высокие требования по форме, размерам частиц, а это резко повышает их стоимость и ограничивает область использования этих технологий. Главным требованием к порошкам для селективного лазерного выращивания изделий является сферическая форма частиц порошка при низкой дисперсности, высокая однородность гранулометрического состава. Сферическая форма обеспечивает более компактную укладку частиц в определенный объем и более высокую плотность материала перед спеканием или сплавлением, а также повышает текучесть порошка с минимальным сопротивлением текучести в зоне подачи.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения (прототипом) является способ спекания при лазерном послойном порошковом синтезе объемных деталей, который включает дозированную послойную подачу порошка на рабочий стол, выравнивание и формирование слоя порошка заданной толщины с помощью ножа, уплотнение валиком в режиме свободного качения, спекание лучом лазера [патент RU 2423203, опубл. 10.07.2011].
Недостатком прототипа является высокие требования к порошкам по их форме и дисперсности, сложность осуществления процесса, образование дефектов в изделиях после их сплавления (пористость, внутренние напряжения, микроструктурная неоднородность) вследствие неоднородной плотности порошка, образование ступени на границе получаемого изделия при качении уплотняющего валика, так как высота уплотняемого слоя разная в границах изделия и вне его.
Раскрытие сущности изобретения
Техническая задача настоящего изобретения состояла в устранении недостатков известных технических решений, в том числе прототипа.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении дефектообразования в изделиях и повышении качества сплавления или спекания изделия за счет достижения для каждого слоя порошка оптимальной и равномерной плотности, обеспечивающей достаточную поверхностную активность микрочастиц при спекании, снижении требований к порошкам по их форме и дисперсности.
Техническая задача решается и технический результат достигается тем, что в способе изготовления изделий из порошков посредством послойного селективного выращивания, включающем последовательное нанесение слоев порошка заданной толщины, их выравнивание посредством ножа или валика и селективное сплавление, в процессе нанесения и выравнивания слоев порошка на нанесенный слой воздействуют ультразвуковыми колебаниями.
В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого способа частота колебаний находится в пределах 16-45 кГц, а амплитуда колебаний составляет 5-70 мкм в зависимости от размеров частиц и материала порошка. Для порошка с более крупными частицами амплитуда колебаний выше, чем для порошка с более мелкими частицами. В процессе выравнивания слой порошка дополнительно подвергается ультразвуковому уплотнению. Интенсивность уплотнения определяется амплитудой колебаний ножа или валика. Выбор частоты колебаний определяется тем, что колебания в ультразвуковом диапазоне имеют ряд преимуществ в сравнении с колебаниями слышимого диапазона: возможность получения направленного излучения и фокусировки колебаний, в результате чего повышается интенсивность ультразвуковых колебаний в определенных зонах воздействия.
В еще одном варианте осуществления способа после нанесения слоя порошка и во время обратного хода ножа или валика ультразвуковые колебания могут быть прекращены для исключения эффекта волнообразования при значительной амплитуде колебаний.
Для реализации предложенного способа также предложено устройство, содержащее бункер с порошком, рабочую камеру, выравнивающий нож или валик для выравнивания порошка, лазер, при этом на выравнивающий нож или валик установлен по крайней мере один ультразвуковой излучатель.
В одном из вариантов осуществления предлагаемого устройства колебательная система, включающая ультразвуковой излучатель и выравнивающий нож или валик, имеет размер кратный полуволне ультразвуковых колебаний.
В еще одном варианте осуществления устройства рабочая излучающая поверхность выравнивающего ножа или валика располагается в пучности колебаний колебательной системы.
Введение ультразвука в зону контакта приводит к существенному снижению трения частиц материала между собой и с поверхностями оснастки, более плотной и равномерной укладке частиц. Механизм воздействия ультразвука на контактное трение обусловлен изменением кинематики скольжения на контактных поверхностях частиц порошка между собой и с ножом или валиком, характером взаимодействия этих поверхностей. При введении ультразвука взаимодействие частиц порошка между собой, а также с выравнивающим ножом или валиком в зависимости от силы прижима и амплитуды колебаний может быть дискретным с периодическим разрывом контактных поверхностей (при малых силах прижима и больших амплитудах) или постоянным (при наличии между ними постоянного скользящего акустического контакта). При введении ультразвука порошок приобретает свойства, подобные свойствам жидкости. Он как бы начинает "течь", увеличивая свою плотность. Положительное воздействие ультразвука на процесс уплотнения порошка при его выравнивании и ковке связано также с преобразованием исходной структуры (в частности, разрушением арок) и улучшением взаимоподвижности частиц, благодаря чему достигается высокая плотность их укладки. При этом наиболее эффективно влияние ультразвуковых колебаний проявляется при работе с порошками, представляющими собой набор фракций частиц различного размера, что значительно снизит требования к порошкам по их дисперсности при прямом лазерном спекании, селективном лазерном плавлении, плавлении лазерным лучом или электронно-лучевое плавлении.
Краткое описание чертежей
Сущность предложенного способа и устройства для его осуществления поясняется чертежами, которые не должны ограничивать объем притязаний заявленного технического решения, поскольку являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая его выполнения.
На фиг. 1 представлена схема установки для реализации предложенного способа изготовления изделий из порошка посредством послойного селективного выращивания.
На фиг. 2 представлена конструкция выравнивающего ножа с ультразвуковым излучателем.
На фиг. 3 представлена конструкция выравнивающего валика с ультразвуковым излучателем.
На фиг. 4 представлен выравнивающий нож в виде лотка.
На фиг. 5 представлен общий вид выравнивающего ножа в виде лотка.
Осуществление изобретения
Предложенный способ включает последовательное нанесение слоев порошка из одного или различных материалов и селективное спекание или сплавление заданной области в плоскости каждого слоя. Устройство для осуществления способа состоит из рабочей камеры и бункера подачи порошка. Оплавление порошка осуществляется лазерным излучением, сканирующим его поверхность. Порошок переносится из бункера подачи в рабочую камеру и выравнивается в рабочей камере ножом или валиком.
Схема установки для реализации предложенного способа изготовления изделий из порошка посредством послойного селективного выращивания состоит из бункера / для подачи порошка 2, рабочей камеры 3, в которой происходит формирование изделия 4. Оплавление порошка происходит лазерным излучением 5, сканирующим поверхность зоны обработки. После каждого оплавления слоя подложка 6 рабочей камеры 3 опускается на величину, несколько большую толщины слоя модели, для нивелирования процесса усадки порошка. После этого подложка 7 бункера 1 поднимается. Порошок 2 переносится и выравнивается ножом или валиком 8 по поверхности зоны обработки 9 и избирательно сплавляется или спекается. Эта операция повторяется до получения готового изделия.
Для снижения неравномерности распределения порошка в нанесенном слое вследствие его неодинаковой формы и размеров, повышения плотности порошка и снижения ее неравномерности в нанесенном слое за счет повышения текучести порошка (способности его перемещаться под действием своей силы тяжести), дополнительного уплотнения порошка ножом или валиком для выравнивания порошка, нож или валик 8 дополнительно оснащается по крайней мере одним источником ультразвуковых колебаний - ультразвуковой излучатель 10 (магнитострикционный, пьезокерамический или иной преобразователь). Выравнивающий нож или валик 8 являются частью колебательной системы, которая включает в себя: ультразвуковой (магнитострикционный или пьезокерамический) излучатель (преобразователь), концентратор (промежуточный элемент между ультразвуковым излучателем и ножом или валиком, который устанавливается при необходимости усиления колебаний); излучатель - нож или валик. Выравнивающий нож или валик являются в этом случае излучающими элементами системы. Концентратор и нож могут быть объединены между собой в единый элемент - концентратор-волновод 11 (фиг. 2). Частота колебаний предпочтительно находится в пределах от 16 до 45 кГц, а амплитуда колебаний предпочтительно составляет 5-70 мкм в зависимости от размеров частиц и материала порошка. Концентратор-волновод 11 имеет узел крепления 12 и оканчивается излучающей колебания поверхностью 13. Излучающая колебания поверхность 13 имеет длину L, равную длине ножа, и ширину В, которая обеспечивает уплотнение порошка колебаниями с ультразвуковой частотой. Отношение сечений концентратора-волновода 11 Si и S2 выбирается из условия обеспечения заданного коэффициента усиления или заданной амплитуды колебаний. Концентраторы изготавливаются из конструкционных среднеуглеродистых сталей, титановых, алюминиевых и других сплавов. Для повышения срока службы концентратора рекомендуется проводить поверхностное упрочнение, поверхностную закалку.
При использовании в качестве выравнивающего устройства валика 14 ультразвуковой излучатель 10 устанавливается в торцовой части валика (фиг. 3).
При использовании в качестве выравнивающего устройства лотка 15 один или несколько ультразвуковых излучателей 10 (в зависимости от размеров выравнивающего устройства) устанавливаются внутри устройства (фиг. 4).
Все эти элементы представляют собой увязанную между собой по акустическим, механическим и конструктивным параметрам систему. Система должна работать в резонансном режиме, т.е. предпочтительно, чтобы высота концентратора и ножа была кратной полуволне L=λ/2 при выбранной частоте. Длина волны λ=C/ƒ, где: С - скорость распространения волны, ƒ - частота колебаний.
При этом рабочая излучающая поверхность выравнивающего ножа или валика предпочтительно располагается в пучности колебаний колебательной системы, где наблюдается максимальная амплитуда колебаний. Если размеры ножа соответствуют резонансной длине, то преобразователь может соединяться непосредственно с выравнивающим ножом или валиком.
Выравнивающий нож или валик установлен в специальной каретке 16, соединенной с приводом 17. При работе устройства толщина выравненного слоя зависит от выставленной высоты ножа или валика относительно рабочей камеры. Высота установки ножа или валика определяется с учетом уплотнения (повышения насыпной плотности) порошка при выравнивании и его усадке при спекании или сплавлении.
После подготовки слоя порошка в рабочую камеру подается защитный газ (азот, аргон). Далее порошок подвергают сплавлению или спеканию лучом лазера в соответствии с программным обеспечением режима сплавления или спекания.
При оформлении следующих слоев цикл операций повторяется до изготовления всего изделия. После этого готовое изделие подвергают охлаждению, очистке от порошка и удалению из рабочей камеры.
Пример выполнения (фиг. 2, 4).
При использовании выравнивающего ножа с ультразвуковым излучателем конструкция полуволновой пьезоэлектрической системы при собственной резонансной частоте 22±1,65 кГц имеет следующие параметры: общая высота системы без концентратора составляет 110 мм, амплитуда колебаний на излучающей поверхности достигает 40-70 мкм при коэффициенте усиления 12-15 (в зависимости от соотношения сечений волновода S1 и S2). Материал рабочего инструмента (выравнивающий нож) - сталь 40X13, 12Х18Н10Т, титановые сплавы, алюминиевые сплавы.
При использовании выравнивающего ножа в виде лотка конструкция полуволновой системы на базе керамики ЦТС-23 типоразмера 50×20×6 мм при резонансной частоте 44±3,3 кГц имеет следующие параметры: общая высота -64 мм, амплитуда колебаний - 15-20 мкм, материал излучающей пластины -титановый сплав.
Claims (2)
1. Устройство для изготовления изделия послойным селективным выращиванием из порошка, содержащее рабочую камеру для формирования изделия, бункер с порошком, выполненный с возможностью подачи порошка на подложку, выравниватель слоя порошка, выполненный с возможностью воздействия ультразвуковыми колебаниями на слой порошка, нанесенный на подложку, и лазер, выполненный с возможностью селективного сканирования слоя порошка, отличающееся тем, что выравниватель слоя порошка выполнен в виде лотка с размещенными в нем одним или несколькими ультразвуковыми излучателями, который имеет рабочую поверхность в виде пластины для уплотнения порошка ультразвуковыми колебаниями, расположенную в пучности колебаний, при этом размеры выравнивателя по высоте кратны полуволне при заданной частоте ультразвуковых колебаний.
2. Способ изготовления изделия послойным селективным выращиванием из порошка в устройстве по п. 1, включающий последовательное нанесение слоев порошка заданной толщины, их выравнивание посредством выравнивателя слоя порошка, обеспечивающего уплотнение порошка ультразвуковыми колебаниями с частотой 16-45 кГц и амплитудой 5-70 мкм, и селективное сканирование лазером.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020102844A RU2728375C1 (ru) | 2020-01-24 | 2020-01-24 | Способ и устройство для изготовления изделий из порошков посредством послойного селективного выращивания |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020102844A RU2728375C1 (ru) | 2020-01-24 | 2020-01-24 | Способ и устройство для изготовления изделий из порошков посредством послойного селективного выращивания |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2728375C1 true RU2728375C1 (ru) | 2020-07-29 |
Family
ID=72086071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020102844A RU2728375C1 (ru) | 2020-01-24 | 2020-01-24 | Способ и устройство для изготовления изделий из порошков посредством послойного селективного выращивания |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2728375C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2759104C1 (ru) * | 2021-02-10 | 2021-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА - Российский технологический университет» | Способ изготовления металлического изделия из порошкового материала методом послойного лазерного синтеза с применением деформационной обработки |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2423203C2 (ru) * | 2009-08-04 | 2011-07-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ спекания при лазерном послойном порошковом синтезе объемных деталей |
| CN107470628A (zh) * | 2017-08-22 | 2017-12-15 | 哈尔滨工程大学 | 改善增材制造金属组织与性能的超声微锻造复合装置与增材制造方法 |
| RU2659049C1 (ru) * | 2017-05-03 | 2018-06-27 | Вячеслав Рубинович Шулунов | Способ производства изделия рулонным порошковым спеканием |
| WO2018231664A1 (en) * | 2017-06-12 | 2018-12-20 | The Exone Company | Improved fine powder distribution system and dust collection system for powder-layer three-dimensional printers and related methods |
| RU2691468C1 (ru) * | 2018-09-28 | 2019-06-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Установка для получения детали из металлического порошкового материала |
-
2020
- 2020-01-24 RU RU2020102844A patent/RU2728375C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2423203C2 (ru) * | 2009-08-04 | 2011-07-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ спекания при лазерном послойном порошковом синтезе объемных деталей |
| RU2659049C1 (ru) * | 2017-05-03 | 2018-06-27 | Вячеслав Рубинович Шулунов | Способ производства изделия рулонным порошковым спеканием |
| WO2018231664A1 (en) * | 2017-06-12 | 2018-12-20 | The Exone Company | Improved fine powder distribution system and dust collection system for powder-layer three-dimensional printers and related methods |
| CN107470628A (zh) * | 2017-08-22 | 2017-12-15 | 哈尔滨工程大学 | 改善增材制造金属组织与性能的超声微锻造复合装置与增材制造方法 |
| RU2691468C1 (ru) * | 2018-09-28 | 2019-06-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Установка для получения детали из металлического порошкового материала |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2759104C1 (ru) * | 2021-02-10 | 2021-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА - Российский технологический университет» | Способ изготовления металлического изделия из порошкового материала методом послойного лазерного синтеза с применением деформационной обработки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9975199B2 (en) | Rapid manufacturing process by using a focused ultrasound beam | |
| AU2013237225B2 (en) | Additive layer manufacturing | |
| JP3551838B2 (ja) | 三次元形状造形物の製造方法 | |
| CN105880589B (zh) | 一种感应‑超声复合辅助激光金属成形的方法 | |
| US20200001364A1 (en) | Ultrasonically assisted powder bed additive manufacturing | |
| US20200001533A1 (en) | Methods and systems for additive manufacturing | |
| RU2728375C1 (ru) | Способ и устройство для изготовления изделий из порошков посредством послойного селективного выращивания | |
| CN215144707U (zh) | 一种在增材制造工艺中改善粉床质量的设备系统 | |
| CN112276083B (zh) | 一种光内同轴送粉激光复合增材制造方法及装置 | |
| JPH06220503A (ja) | 粒子緻密化方法 | |
| CN107810072A (zh) | 用于添加式地制造构件的方法和装置 | |
| US6845710B2 (en) | Process and apparatus for compressing metallic powder into a compact | |
| RU2733520C1 (ru) | Способ и устройство для изготовления изделий из порошков посредством послойного селективного выращивания | |
| RU2669953C1 (ru) | Устройство для гибридного лазерно-акустического создания функционально-градиентного материала | |
| CN113441736B (zh) | 提升增材制造工艺粉末利用效率的粉体系统装置和方法 | |
| RU2691447C1 (ru) | Способ изготовления детали из металлического порошкового материала | |
| KR101287622B1 (ko) | 초음파 압출장치 | |
| CN113798499A (zh) | 一种块体非晶合金的制造方法和块体非晶合金 | |
| RU2707307C1 (ru) | Способ формования заготовок изделий сложной формы из порошка кремния | |
| WO2021084162A1 (en) | Method for additive manufacturing | |
| JPH10193190A (ja) | 粉末の均一充填法 | |
| US20230112233A1 (en) | Grain Boundary Engineering in Additive Manufacturing | |
| JP7462185B2 (ja) | ３次元焼成物の製作方法 | |
| RU2709694C1 (ru) | Способ изготовления высокоточной заготовки из порошка титанового сплава | |
| RU204778U1 (ru) | Устройство для формирования изделий из порошкового материала |