TWI727986B - 用於以積層製造進行單晶生長的系統與方法 - Google Patents

Abstract

本實施例包括：積層製造工具，經配置以接收金屬材料並向在部件的工作區域處的部件供應複數個液滴，其中複數個液滴的每一液滴包含金屬材料；及加熱系統，包含：主要雷射系統，經配置以產生主要雷射束，以加熱部件之基板的熔融區域；及次要雷射系統，經配置以產生次要雷射束，以加熱部件之基板的過渡區域，其中熔融區域和工作區域共同定位，且其中過渡區域繞熔融區域而設置。

Description

用於以積層製造進行單晶生長的系統與方法

本揭露書一般關於積層製造，且更具體地，關於用於在積層製造中的單晶生長的系統和方法。

各種已製造的產品可結合具有不同材料的部件。如可理解的，已製造的產品之不同材料可藉由緊固件、匹配幾何形狀、焊接或其它製程而接合在一起。緊固件或互補的幾何形狀可能增加部件或重量至接頭。使用金屬的三維積層製造可用於以受控和精確的方式而產生耐用的部件。不幸的是，這樣的製程可能是複雜和昂貴的。

在一個實施例中，積層製造系統包括：積層製造工具，經配置以接收金屬材料並向在部件的工作區域處的部件供應複數個液滴，其中複數個液滴的每一液滴包含金屬材料；加熱系統，經配置以加熱部件之基板，其中加熱系統經配置以產生熔融區域和繞熔融區域而設置的過渡區域；及控制器，經配置以調節積層製造工具和加熱系統之個別的位置，使得工作區域和熔融區域共同定位，且使得過渡區域繞熔融區域而設置。

在另一個實施例中，一種方法包括以下步驟：將基板的熔融區域加熱至等於或大於基板的熔化溫度之溫度；將基板的過渡區域加熱至小於熔融區域的溫度約攝氏5至20度的溫度，其中過渡區域包含繞熔融區域而設置的環；及在熔融區域中的基板上形成金屬液滴。

在另一個實施例中，積層製造系統包括：積層製造工具，經配置以接收金屬材料，且向在部件的工作區域處的部件供應複數個液滴，其中複數個液滴的每一液滴包含金屬材料；及加熱系統，包含：主要雷射系統，經配置以產生主要雷射束，以加熱部件的基板之熔融區域；及次要雷射系統，經配置以產生次要雷射束，以加熱部件的基板之過渡區域，其中熔融區域和工作區域共同定位，且其中過渡區域繞熔融區域而設置。

以下將描述本揭露書的一或多個具體實施例。為了努力地提供這些實施例的簡明描述，實際的實施方式之所有特徵可能不在說明書中描述。應理解在任何這種實際實施方式的開發中(如在任何工程或設計項目中)必須作出許多的實施方式特定之決定，以實現開發者的特定目標(諸如符合系統相關和商業相關的約束)，其可從一個實施例變化到另一個實施例。此外，應理解這樣的開發努力可能是複雜和耗時的，但是對於受益於本揭露書之具有通常技術者來說，仍將是設計、建造和製造的例行工作。

本揭露書的實施例針對具有加熱系統的積層製造系統，以能夠利用積層製造系統改進單晶生長，以製造高強度和高品質的部件。例如，加熱系統可包括用於在由積層製造系統所形成的部件中產生單晶生長區域的主要加熱系統和用於繞單晶生長區域或在單晶生長區域周圍產生過渡區域的次要加熱系統。如下面詳細討論的，當材料添加到部件中時，過渡區域可實現在部件內之單晶形成的更一致和可靠的生成和生長。加熱系統和積層製造系統的其它部件的操作可經調節和協調，使得單晶生長區域和過渡區域產生並保持在所欲的位置（如，基於積層製造製程的改變位置）。以這種方式，可精確地控制在積層製造製程的位置（如，單晶生長的位置）和遠離積層製造製程的部件的區域之間的溫度梯度，從而當將材料添加到部件時（如，當部件建立時）改善單晶分子結構的形成，並減少在部件中之多晶分子結構的形成。如將理解的，改進部件內的單晶分子結構的形成和產生可提高部件的強度和耐久性。

轉向第1圖，顯示有添加地形成（如，印刷、構建）部件12之積層製造系統10的實施例。添加地形成的部件12可作為基板14(諸如單晶基板)而開始。基板14可使用電子束區域熔化法（如，用於耐火材料）、Bridgman法（如，用於較低熔點的材料）或任何其它合適的方法來形成。在某些實施例中，用以形成基板14的材料可為純金屬（如，單一元素成分金屬）。例如，用以形成基板14的材料可為鎢、鈮、鉬、鉭或其它耐火金屬。在其他實施例中，基板14可為合金，諸如鎳基合金、鈦基合金或鈷基合金。在開始積層製造製程之前，可將基板14切割及/或設計成所欲的形狀（如，片狀、圓形等）。例如，可使用電子放電加工製程或雷射切割製程來切割、設計或形成基板14。

積層製造系統10包括積層製造工具16，積層製造工具16沉積材料或材料20的液滴18以形成（如，印刷，構建）部件12。也就是說，積層製造工具16將液滴18沉積到基板14上。積層製造工具16可利用一或多種類型的能量來形成和沉積液滴18，以形成部件12。由積層製造工具16所利用的一或多種類型的能量可包括(但不限於)電功率輸出、光子能量（如，雷射）或其任何組合。

積層製造工具16加熱從進料器22所供應的材料20（如，電極）以形成液滴18。由進料器22所供應的材料20可為包括(但不限於)鋁合金、鋼合金、鐵、銅、錳、矽、鉻、鈦、鉬和鎳之各種金屬材料的一種。在某些實施例中，材料20可包括粉末、實心線、有核心的線、管狀線、塗覆線或其任何組合。如於此所討論的，液滴18是材料20轉移的單元。當固化時，每一液滴18可變成「微沉積物」，且部件12由多個微沉積物所形成。換句話說，材料20（如，電極）的液滴18被沉積到工作區域24（如，基板14的工作區域）上，以形成部件12。

如上所述，積層製造系統10包括經配置以向部件12及/或基板14施加熱量28的加熱系統26。具體地，加熱系統26將熱量28以在積層製造製程的期間改善在部件12和液滴18（如，材料20）內的單晶生長和形成之方式而施加到部件12之工作區域24。如下面詳細討論的，加熱系統26經配置以在工作區域24中產生單晶生長區域，其中液滴18沉積在部件12上。此外，加熱系統26經配置以產生繞單晶生長區域而設置的過渡區域。如下所述，過渡區域是阻止在工作區域24中之液滴18、基板14及部件12免於太快冷卻及/或固化的「緩衝」或溫度梯度區域。以這種方式，可促進及/或改善在部件12的工作區域24中的單晶形成及/或生長。例如，加熱系統26可在積層製造製程期間減少多晶粒或多晶體形成的生長。如將理解的，改進的單晶分子形成可改善由積層製造製程所形成的部件12的強度和質量。加熱系統26的細節在下面參照第2和3圖而進一步詳細地討論。

積層製造系統10還包括機器人系統30，其經配置以控制積層製造系統10的一或多個部件的移動。例如，機器人系統30可經配置以控制加熱系統26或積層製造工具16的一或多個部件的移動。機器人系統30可包括機器手臂、機器夾具、伺服馬達、齒輪、框架、軌道等，其可實現積層製造系統10的各種部件的移動及/或自動化。

機器人系統30和積層製造系統10的其他部件可藉由控制器32而控制。例如，控制器32可控制液滴18的施加以形成部件12。在某些實施例中，控制器32可為具有單一控制器的單一控制系統，或控制器32可包括多個控制系統或控制器。例如，控制器32的多個控制系統可經配置以調節積層製造系統10的不同部件或系統，及/或多個控制系統可響應於控制器32的單一中央控制器。在一些實施例中，控制器32耦接到多個積層製造工具16，每一者經由相應的電極供應單獨的錨定材料20。

控制器32還可控制功率源34（如，電流調節功率源），以調節提供給積層製造工具16的功率輸出（如，電流輸出、電壓輸出、光子能量），以熔化一或多種材料20到液滴18中。如可理解的，功率源34可包括(但不限於)引擎驅動的發電機、焊接功率源、反相器、雷射器或其任何組合。控制器32可控制功率源34，而以受控的波形向材料20（如，電極）提供DC或AC功率輸出，類似於脈衝焊接製程或短路焊接製程（如，經調節的金屬沉積(RMD^TM ））。在一些實施例中，控制器32控制功率源34及/或進料器22，以經由積層製造工具16向材料20提供功率輸出，以實現經修改的短路焊接製程（如受控的短路），以形成部件12。另外地，控制器32可藉由在受控的短路焊接製程期間控制積層製造工具16而延伸和縮回材料20（如，電極），以促進部件12的形成。提供給積層製造工具16的功率輸出將材料20（如，電極）熔化成液滴18，液滴18經由電弧沉積到部件12作為微沉積物。也就是說，在一些實施例中，材料20是焊線，積層製造工具16是配置用於經脈衝的焊接製程或短路焊接製程的焊接炬，且進料器22是焊線進料器。焊接炬可經由電弧而層疊微沉積物，從而經由經脈衝的焊接製程及/或短路焊接製程（如，RMD）而從焊線形成（如，構建、印刷）部件12。如可理解的，積層製造系統10的一些實施例可包括經配置以向積層製造工具16提供一或多種保護氣體的氣體供應器（未示出）。一或多種保護氣體可包括(但不限於)氬、二氧化碳、氦、氮、氫及其組合。系統10可經配置以包括助焊劑通量輸送系統，其經配置以提供一或多個助焊劑。這些助焊劑具有不同的成分以提供不同的最終結果，特別是冶金結果。

如上所述，控制器32可控制用於利用電弧及/或光子能量以加熱材料20的製程之功率輸出。控制器32可藉由控制功率源34而控制液滴18施加到部件12的速率。在一些實施例中，控制器32控制積層製造工具16的加熱裝置36（如，感應線圈、電阻加熱器）以預熱材料20（如，電極）。以這種方式，控制器32可控制施加到材料20以形成液滴18之熱量。

如上所述，控制器32可控制機器人系統30。更具體地，控制器32可調節機器人系統30的操作以協調加熱系統26和積層製造工具16之部件的移動。例如，控制器32可調節機器人系統30的操作（且由此調節加熱系統26和積層製造工具16的移動），使得工作區域24的單晶生長區域和過渡區域連同積層製造工具16而移動。特別地，控制器32可調節機器人系統30的操作，使得單晶生長區域和添加到工作區域24之液滴18的位置是共同定位的（如，添加液滴18到單晶生長區域內的基板14）。以這種方式，可精確地控制在工作區域和部件12不同時經受積層製造製程的區域（如，區域38）之間的溫度梯度，以在積層製造製程期間助長在部件12內的單晶生長。換句話說，當材料20添加到部件12中時，控制器32可調節加熱系統26和積層製造工具16的操作，以助長在液滴18和工作區域24內的單晶生長。

在某些實施例中，控制器32可根據藉由處理器40所執行的指令集（如，代碼）來操作。處理器40可至少部分地基於部件12和材料20，加載來自記憶體42的指令集。在一些實施例中，操作者（如，主計算機）可經由操作者界面44而將指令集直接提供給控制器32。例如，操作者可加載指令集，用於從藉由三維3-D CAD工具而產生之部件12的三維模型（如，計算機輔助設計（CAD）模型）而形成部件12。在一些實施例中，控制器32可接收及/或產生指令集，以用所欲的材料20生產部件12。例如，控制器32可利用部件12的3-D CAD模型來控制機器人系統30，以從材料20生產部件12。額外地或替代地，操作者可將關於部件12和材料20的資訊輸入到操作者界面44中，且控制器32可確定及/或修改指令集，以形成具有所欲特性的部件12。指令集指示控制器32，以控制作為微沉積物之每一液滴18的形成和施加，以形成具有所欲特性的部件12。

控制器32還可使用來自一或多個感應器46（如，反饋）的輸入，以控制積層製造系統10的操作。例如，感應器46可包括位置感應器、溫度感應器、光感應器、加速度計、磁感應器或任何其它合適的感應器。控制器32可至少部分地基於來自感應器46的輸入而改寫指令集，以補償材料20、基板14或部件12的變化。在某些實施例中，若來自感應器46的輸入指示基板14、部件12及/或工作區域24（如，單晶生長區域及/或過渡區域）之一部分的溫度之改變，則控制器32可在部件12的形成期間改變施加位置及/或液滴18的加熱及/或工作區域24的加熱。額外地或替代地，若來自感應器46的輸入指示部件12及/或基板14的偏轉或燒穿，則控制器32可改變液滴18及/或工作區域24的施加及/或加熱。

控制器42還可經由來自感應器46的反饋來相對於部件12及/或基板14而調整積層製造工具16及/或加熱系統26的一或多個部件的位置。在某些實施例中，控制器32可根據指令集合及/或根據工作區域24的所偵測的操作參數（如，溫度）而在形成液滴18之前確定材料20的施加位置。例如，控制器32可基於工作區域24之所偵測的溫度而控制材料20的施加位置，使得當工作區域24處於助長或促進在部件12、基板14及/或所施加的液滴18內的單晶生長的溫度時施加液滴18。

第2圖是積層製造系統之圖，顯示加熱系統26的實施例。如上所述，加熱系統26經配置以加熱基板14的工作區域24，其中經由積層製造工具16而將液滴18（如，材料20）添加到基板14，以形成部件12。具體地，加熱系統26經配置以加熱工作區域24的單晶生長區域50和繞單晶生長區域50而設置的過渡區域52。為此，加熱系統26包括主要雷射系統54和次要雷射系統56。

主要雷射系統54經配置以加熱單晶生長區域50（如，用主要雷射束58）。主要雷射系統54將單晶生長區域50加熱到促進和助長在基板14、施加到基板的液滴18及部件12中之單晶分子生長的熔融溫度（如，基板14的熔化溫度）。這樣，主要雷射系統54經配置以將單晶生長區域50加熱到等於或大於基板14的熔化溫度之溫度。在所示實施例中，單晶生長區域50具有直徑60。在某些實施例中，單晶生長區域50的直徑60可為施加到基板14之材料20(如，電極)的直徑61之大小的大約2至3倍。

次要雷射系統56朝基板14發射次要雷射束62，以加熱繞單晶生長區域50而設置的過渡區域52。換句話說，過渡區域52係繞單晶生長區域50而設置的大致為環狀的或環形的區域。在某些實施例中，次要雷射系統56經配置以將過渡區域52加熱到(如，在5%、10%、20%、30%或40%內)低於單晶生長區域50大約攝氏5到20度的溫度。在所示的實施例中，過渡區域52具有厚度64。在某些實施例中，厚度64可大約為(例如，在5%、10%、20%、30%或40%)單晶生長區域50的直徑60的1/3或1/2。

另外，在某些實施例中，加熱系統26可包括氣體系統(未示出)以繞主要雷射束58及/或次要雷射束62而產生氣體工作區域。例如，氣體系統可繞主要雷射束58及/或次要雷射束62而形成氦、氬或其它惰性氣體的氣體工作區域。在其它實施例中，加熱系統26可包括經配置以繞主要雷射束58及/或次要雷射束62而產生真空的真空系統(未示出)。

在一些實施例中，一或多個感應器46可用以驗證加熱系統26將單晶生長區域50充分加熱到基板14的熔化溫度，且加熱系統26將過渡區域52加熱到比單生長晶體區域50低約（如，在5％、10％、20％、30％或40％內）攝氏10至20度的溫度。也就是說，控制器42可基於來自感應器46的反饋而調節加熱系統26的操作，以實現橫越單晶生長區域50和過渡區域52之所欲溫度梯度。

如上所述，加熱系統26經配置以在積層製造製程期間控制在單晶生長區域50和過渡區域52之間的溫度梯度，以在當材料20添加到基板14時，助長在部件12內的單晶分子生長。更具體地，加熱系統26確保添加到基板14的材料20（如，液滴18）不會太快冷卻，因而形成多晶分子結構。為此，控制器32可經配置以在積層製造製程期間，當積層製造工具16在改變位置時，調整主要雷射系統54和次要雷射系統56的位置（如，經由機器人系統30）。因此，當積層製造工具16橫跨基板14而移動（如，經由控制器32的控制）且連續地將材料20添加到基板14以構建部件12時，控制器32和機器人系統30也可調整主要雷射系統54和次要雷射系統56的位置（如，經由機器人系統30）。結果，當材料20添加到基板14時，單晶生長區域50和過渡區域52（如，工作區域26）可隨著積層製造工具16和材料20而移動。也就是說，控制器32可調節機器人系統30的操作，使得單晶生長區域50和添加到工作區域24的液滴18的位置是共同定位的（如，液滴18被添加到在單晶生長區域50內的基板14，從而助長在基板14和添加到基板的液滴18內之的單晶生長)。以這種方式，材料20和液滴18可連續地添加在單晶生長區域50內(且被過渡區域52包圍)，且液滴18、部件12和基板14的單晶分子生長可被更加可靠和一致地促進。

第3圖是積層製造系統10之圖，顯示加熱系統26的另一個實施例。在所示實施例中，加熱系統26包括鄰近基板14的邊緣102而定位的加熱板100。在某些實施例中，加熱板100可為陶瓷加熱板。當積層製造製程朝向一或多個邊緣102移動時，加熱板100抵靠基板104的邊緣102而定位，以含有單晶生長區域50和過渡區域52。換句話說，加熱板100抵靠邊緣102而定位，以當基板14藉由加熱系統26加熱到熔化溫度、接近熔化溫度或高於熔化溫度時，幫助保持在邊緣102處的基板14之結構形式(如，當積層製造製程發生在邊緣102附近時)。在某些實施例中，加熱板100經配置以將基板14的邊緣102加熱到低於單晶生長區域50的大約(如，在5%、10%、20、30%或40%內)攝氏10至20度的溫度(如，基板14的熔化溫度)。結果，加熱板100也可阻止基板14和液滴18的快速冷卻，從而阻止在部件12內的多晶分子形成。如將可理解的，在第3圖中所示的加熱板100可與在第2圖中所示的加熱系統26的部件(如，主要雷射系統54和次要雷射系統56)結合使用。

在某些實施例中，加熱板100可包括整合的加熱元件104，諸如感應線圈、電阻元件或其它加熱元件。 在其他實施例中，加熱板100可包括外部加熱元件106，諸如炬或其他加熱元件。在任一實施例中，加熱板(如，整合的加熱元件104及/或外部加熱元件106)可藉由功率源34而提供功率。

另外，與上述的加熱系統26之實施例一樣，加熱板100的定位可藉由機器人系統30及/或控制器32而調節。例如，機器人系統30可包括經配置以調整加熱板100的位置的機器手臂108。在某些實施例中，控制器32可調節機器手臂108的操作，使得當積層製造工具16(且因而單晶生長區域50和過渡區域52)在基板14的邊緣102附近移動時，加熱板100抵靠基板14的邊緣102而定位。類似地，當積層製造工具16移動遠離邊緣102時，控制器32可致動機器手臂108以撤出加熱板108。為了實現該控制方案，感應器46中的一或多個可為經配置以偵測積層製造工具16的位置的位置感應器、經配置以偵測工作區域26或邊緣102之一者的溫度之溫度感應器，或經配置以偵測邊緣102之一者附近的積層製造製程的存在的任何其它合適的感應器。

如上所述，本揭露書的實施例針對具有加熱系統26的積層製造系統10，加熱系統26經配置以能夠使用積層製造系統10而改進單晶分子生長，以製造高強度和高質量的部件12。例如，加熱系統26可包括主要雷射系統54，用於在由積層製造系統10所形成的部件12中產生單晶生長區域50。加熱系統26還可包括次要雷射系統56，用於產生繞或圍繞單晶生長區域50的過渡區域52。如上所述，過渡區域52使得在部件12的基板14以及添加到部件12之材料20內之單晶分子形成的更一致和可靠的生成和生長，因為過渡區域52在將材料20添加到工作區域24期間和之後逐漸減慢基板14和材料20的冷卻。如上所述，加熱系統26和積層製造系統10的其他部件的操作可經調節和協調，使得單晶生長區域50和過渡區域52產生並保持在所欲的位置（如，基於積層製造工具16的變化位置）。以這種方式，可精確地控制在積層製造製程的位置（如，單晶生長區域50的位置）和部件12的遠離積層製造工具16的區域之間的溫度梯度，從而改善當部件12構建時之單晶分子的形成。

儘管僅於此示出和描述本揭露書的某些特徵，對本領域之技術人員來說，將想到許多修改和改變。因此，應當理解所附的申請專利範圍意欲覆蓋落入本揭露書之真實精神內的所有這樣的修改和改變。

10‧‧‧積層製造系統12‧‧‧部件14‧‧‧基板16‧‧‧積層製造工具18‧‧‧液滴20‧‧‧材料22‧‧‧進料器24‧‧‧工作區域26‧‧‧加熱系統28‧‧‧熱量30‧‧‧機器人系統32‧‧‧控制器34‧‧‧功率源36‧‧‧加熱裝置38‧‧‧區域40‧‧‧處理器42‧‧‧記憶體44‧‧‧操作者界面46‧‧‧感應器50‧‧‧單晶生長區域52‧‧‧過渡區域54‧‧‧主要雷射系統56‧‧‧次要雷射系統58‧‧‧主要雷射束60‧‧‧直徑62‧‧‧次要雷射束64‧‧‧厚度100‧‧‧加熱板102‧‧‧邊緣104‧‧‧基板106‧‧‧外部加熱元件108‧‧‧機器手臂

當參考附隨的圖式而閱讀以下的實施方式時，將變得更好地理解本揭露書之這些和其它特徵、態樣和優點，其中在所有的圖式中，相同的元件符號代表相同的部件，其中：

第1圖是根據本揭露書之態樣的具有加熱系統和部件之積層製造系統的實施例之圖；

第2圖是根據本揭露書之態樣的具有加熱系統和部件之積層製造系統的實施例之圖；及

第3圖是根據本揭露書之態樣的具有加熱系統和部件之積層製造系統的實施例之圖。

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10‧‧‧積層製造系統

12‧‧‧部件

14‧‧‧基板

16‧‧‧積層製造工具

18‧‧‧液滴

20‧‧‧材料

22‧‧‧進料器

24‧‧‧工作區域

26‧‧‧加熱系統

28‧‧‧熱量

30‧‧‧機器人系統

32‧‧‧控制器

34‧‧‧功率源

36‧‧‧加熱裝置

38‧‧‧區域

40‧‧‧處理器

42‧‧‧記憶體

44‧‧‧操作者界面

46‧‧‧感應器

Claims (20)

1. 一種積層製造系統，包含：一積層製造工具，經配置以接收一金屬材料並向在一部件的一工作區域處的該部件供應複數個液滴，其中該複數個液滴的每一液滴包含該金屬材料；一加熱系統，經配置以加熱該部件之一基板，其中該加熱系統經配置以產生一熔融區域和繞該熔融區域而設置的一過渡區域，其中該加熱系統包含：一主要雷射系統，經配置以產生一主要雷射束，以加熱該熔融區域；及一次要雷射系統，經配置以與該主要雷射束同時產生一次要雷射束，以加熱該過渡區域並控制該過渡區域的一溫度，其中該過渡區域為繞該熔融區域而設置的一環狀的或環形的區域；及一控制器，經配置以：調節該積層製造工具和該加熱系統之個別的位置，使得該工作區域和該熔融區域共同定位；及調節該主要雷射束與該次要雷射束的產生，使得該環狀的或環形的過渡區域繞該熔融區域而設置。
2. 如請求項1所述之系統，其中該控制器經配置以調節該主要雷射系統的操作，使得該熔融區域具有等於或大於該基板的熔化溫度之一溫度。
3. 如請求項2所述之系統，其中該控制器經配置以調節該次要雷射系統的操作，使得該過渡區域具有低於該熔化區域之該溫度攝氏5到20度之間的一溫度。
4. 如請求項1所述之系統，其中該加熱系統包含至少一個感測器，經配置以偵測該積層製造工具的一位置。
5. 如請求項1所述之系統，其中該金屬材料包含一實心的金屬線。
6. 如請求項5所述之系統，其中該熔融區域包含比該實心金屬線之直徑大至少兩倍的一直徑。
7. 如請求項1所述之系統，其中該部件之該基板包含多個耐火金屬、鈦基合金、鎳基合金、鈷基合金或其結合。
8. 如請求項1所述之系統，其中該加熱系統包含至少一個加熱板，經配置以抵靠該基板之一邊緣而定位。
9. 如請求項8所述之系統，其中該至少一個加熱板包含一陶瓷加熱板，該陶瓷加熱板包含一整合的加熱元件。
10. 如請求項3所述之系統，其中該控制器經配置以控制該次要雷射系統以產生該次要雷射束，以 加熱該過渡區域至低於該熔融區域攝氏5到20度之一範圍的40%之內的一溫度。
11. 如請求項10所述之系統，其中該控制器經配置以控制該次要雷射系統以產生該次要雷射束，以加熱該過渡區域至低於該熔融區域攝氏5到20度之一範圍的10%之內的一溫度。
12. 如請求項10所述之系統，其中該控制器經配置以控制該次要雷射系統以產生該次要雷射束，以加熱該過渡區域至低於該熔融區域攝氏5到20度之一範圍的5%之內的一溫度。
13. 如請求項10所述之系統，其中該控制器經配置以控制該次要雷射系統以產生該次要雷射束，以加熱該過渡區域以具有該熔融區域的一直徑的1/3與1/2之間的一厚度，並加熱該過渡區域至低於該熔融區域攝氏5到20度內的一溫度。
14. 如請求項13所述之系統，其中該控制器經配置以控制該次要雷射系統以產生該次要雷射束，以加熱該過渡區域以具有該熔融區域的一直徑的1/3與1/2之間的一範圍的40%內的一厚度，並加熱該過渡區域至低於該熔融區域攝氏5到20度內的一溫度。
15. 如請求項14所述之系統，其中該控制器經配置以控制該次要雷射系統以產生該次要雷射束，以 加熱該過渡區域以具有該熔融區域的一直徑的1/3與1/2之間的一範圍的10%內的一厚度，並加熱該過渡區域至低於該熔融區域攝氏5到20度內的一溫度。
16. 如請求項15所述之系統，其中該控制器經配置以控制該次要雷射系統以產生該次要雷射束，以加熱該過渡區域以具有繞該熔融區域的環形，並具有該熔融區域的一直徑的1/3與1/2之間的一範圍的40%內的一厚度，並加熱該過渡區域至低於該熔融區域攝氏5到20度內的一溫度。
17. 一種積層製造系統，包含：一積層製造工具，經配置以接收一金屬材料，且向在一部件的一工作區域處的該部件供應複數個液滴，其中該複數個液滴的每一液滴包含該金屬材料；一加熱系統，包含：一主要雷射系統，經配置以產生一主要雷射束，以加熱該部件的一基板之一熔融區域；及一次要雷射系統，經配置以產生一次要雷射束，以加熱該基板的一過渡區域並控制該過渡區域的一溫度，其中該過渡區域為繞該熔融區域而設置的一環狀的或環形的區域；及一控制器，經配置以：調節該積層製造工具、該主要雷射系統和該次要 雷射系統的個別位置，使得該工作區域和該熔融區域共同定位；及調節該主要雷射束與該次要雷射束的產生，使得該環狀的或環形的過渡區域繞該熔融區域而設置。
18. 如請求項17所述之積層製造系統，其中該主要雷射系統經配置以將該熔融區域加熱至等於或大於該基板的熔化溫度的一溫度，且該次要雷射系統經配置以將該過渡區域加熱至比該熔融區域的該溫度低5至20℃的一溫度。
19. 如請求項17所述之系統，其中該控制器經配置以基於該積層製造工具之一所偵測的位置來調整該積層製造工具、該主要雷射系統和該次要雷射系統的個別位置，使得該工作區域和該熔融區域保持共同定位。
20. 如請求項17所述之系統，其中該基板包含鎢、鈮、鉬、鉭或其它耐火金屬、鈦基合金、鎳基合金、鈷基合金或其組合。

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