本公開一般涉及在構(gòu)建對(duì)象的過(guò)程中利用支撐結(jié)構(gòu)的用于添加式制造(am)的方法以及將在這些am過(guò)程內(nèi)使用的新型支撐結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
與刪減式制造方法形成對(duì)照,am過(guò)程一般涉及將一個(gè)或更多材料積聚(buildup)以制作凈成形或近凈成形(nns)對(duì)象。雖然“添加式制造”是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)(astmf2792),但am包含以包括自由成形制作、3d打印、快速原型制作/工具作業(yè)等的各種名稱已知的各種制造及原型制作技術(shù)。am技術(shù)能夠由多種多樣的材料制作復(fù)雜的構(gòu)件。一般,能夠由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad)模型制作獨(dú)立式對(duì)象。特定的類型的am過(guò)程使用能量束,例如,電子束或諸如激光束之類的電磁輻射,以燒結(jié)或熔融粉末材料,從而創(chuàng)建固體三維對(duì)象,在該對(duì)象中,粉末材料的顆粒粘結(jié)在一起。使用不同的材料體系,例如工程塑料、熱塑性彈性體、金屬以及陶瓷。激光燒結(jié)或熔融是值得注意的用于快速制作功能原型和工具的am過(guò)程。應(yīng)用包括復(fù)雜的工件、用于熔模鑄造的圖案、用于注射模塑和壓鑄的金屬模具以及用于砂型鑄造的模具和型芯的直接制造。在設(shè)計(jì)周期的期間制作原型對(duì)象以增強(qiáng)概念的交流和試驗(yàn)的方案是am過(guò)程的其它常見的用法。
選擇性的激光燒結(jié)、直接激光燒結(jié)、選擇性的激光熔融以及直接激光熔融是用于指通過(guò)將激光束用于燒結(jié)或熔融微細(xì)的粉末而生產(chǎn)三維(3d)對(duì)象的常見的行業(yè)術(shù)語(yǔ)。例如,美國(guó)專利號(hào)4863538和美國(guó)專利號(hào)5460758描述常規(guī)激光燒結(jié)技術(shù)。更準(zhǔn)確的是,燒結(jié)使在低于粉末材料的熔融點(diǎn)的溫度下使粉末的顆粒熔合(凝聚)成為必要,然而,熔融使充分地熔融粉末的顆粒以形成固體均質(zhì)體成為必要。與激光燒結(jié)或激光熔融相關(guān)聯(lián)的物理過(guò)程包括熱傳遞至粉末材料,且然后燒結(jié)或熔融粉末材料。雖然激光燒結(jié)及熔融過(guò)程能夠應(yīng)用于大范圍的粉末材料,但未充分地理解生產(chǎn)流程的科學(xué)及技術(shù)方面,例如,燒結(jié)或熔融速率和處理參數(shù)對(duì)層制造過(guò)程的期間的顯微結(jié)構(gòu)演化的影響。該制作方法伴有多種模式的熱量、質(zhì)量和動(dòng)量傳遞以及化學(xué)反應(yīng),這導(dǎo)致過(guò)程非常復(fù)雜。
圖1是示出用于直接金屬激光燒結(jié)(dmls)或直接金屬激光熔融(dmlm)的示范性的常規(guī)系統(tǒng)100的截面圖的示意圖。設(shè)備100通過(guò)使用諸如激光器120之類的源所生成的能量束136來(lái)燒結(jié)或熔融粉末材料(未示出),從而以逐層的方式構(gòu)建對(duì)象,例如部分122。將通過(guò)能量束而熔融的粉末由儲(chǔ)存器126供給,并且,使用沿方向134行進(jìn)的再涂敷器臂(recoaterarm)116來(lái)均勻地散布于構(gòu)建板114上,從而將粉末維持在水平118,并且,將在粉末水平118的上方延伸的過(guò)量粉末材料移除至廢物容器128。在檢流計(jì)掃描器132的控制之下,能量束136燒結(jié)或熔融正在構(gòu)建的對(duì)象的截面層。使構(gòu)建板114下降,并且,使另一層粉末散布于構(gòu)建板和正在構(gòu)建的對(duì)象上,接下來(lái)通過(guò)激光器120而連續(xù)熔融/燒結(jié)粉末。重復(fù)該過(guò)程,直到部分122完全地由熔融/燒結(jié)后的粉末材料而積聚。可以由包括處理器和存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制激光器120。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以針對(duì)各層而確定掃描圖案,并且,根據(jù)掃描圖案而控制激光器120來(lái)照射粉末材料。在完成部分122的制作之后,可以將各種后處理程序應(yīng)用于部分122。后處理程序包括通過(guò)例如吹氣或真空處理而移除通路粉末。其它后處理程序包括應(yīng)力釋放過(guò)程。另外,熱及化學(xué)后處理程序能夠用于對(duì)部分122進(jìn)行精加工。
在激光燒結(jié)/熔融過(guò)程的期間,由于在構(gòu)建對(duì)象時(shí)再涂敷另外的多層粉末,因而三維對(duì)象受到大量的應(yīng)力。本發(fā)明的發(fā)明人已發(fā)現(xiàn),例如空心結(jié)構(gòu)之類的某些am結(jié)構(gòu)傾向于經(jīng)歷變形。在某些情況下,變形可能與再涂敷器臂在它移動(dòng)經(jīng)過(guò)正在構(gòu)建的對(duì)象時(shí)的移動(dòng)有關(guān)。鑒于上文,能夠意識(shí)到,存在與am技術(shù)相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題、缺陷或缺點(diǎn),并且,如果可獲得改進(jìn)的支撐對(duì)象的方法和支撐結(jié)構(gòu),則將是理想的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
下文提出一個(gè)或更多方面的簡(jiǎn)化概要,以便提供對(duì)此類方面的基本理解。本概要不是對(duì)所有的預(yù)期的方面的廣泛的綜述,并且,旨在既不識(shí)別所有的方面的核心或關(guān)鍵要素,也不描繪任何方面或所有的方面的范圍。其目的是,以簡(jiǎn)化的形式提出一個(gè)或更多方面的一些概念,以作為稍后提出的更詳細(xì)的描述的序言。
在一個(gè)方面中,本公開提供一種用于在粉末床中制作對(duì)象的方法,包含以下步驟:(a)照射粉末床中的粉末的層,以形成熔合的區(qū)域;(b)通過(guò)使再涂敷器臂從粉末床的第一側(cè)在粉末床上經(jīng)過(guò),在粉末床上提供粉末的后續(xù)層;以及(c)重復(fù)步驟(a)和(b),直到在粉末床中形成對(duì)象和至少一個(gè)支撐結(jié)構(gòu),其中支撐結(jié)構(gòu)包含弱化(weakened)部位,并且對(duì)象包含出口;以及(d)使可移除的支撐結(jié)構(gòu)在弱化部位斷裂成至少兩個(gè)部分。
本發(fā)明的這些及其它方面在回顧隨后的詳細(xì)描述時(shí),將變得更充分地被理解。
本公開由此提供以下技術(shù)方案:
1.一種用于在粉末床中制作對(duì)象的方法,包含以下步驟:
(a)照射所述粉末床(112)中的粉末的層,以形成熔合的區(qū)域;
(b)通過(guò)使再涂敷器臂(116)從所述粉末床的第一側(cè)在所述粉末床上經(jīng)過(guò),在所述粉末床上提供粉末的后續(xù)層;
(c)重復(fù)步驟(a)和(b),直到在所述粉末床中形成所述對(duì)象(200)和至少一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)(210),其中所述支撐結(jié)構(gòu)包含弱化部位(216),并且所述對(duì)象包含出口(206);以及
(d)使所述可移除的支撐結(jié)構(gòu)在所述弱化部位斷裂成至少兩個(gè)部分。
2.如技術(shù)方案1所述的方法,其中,所述弱化部位包含缺口(220)。
3.如技術(shù)方案2所述的方法,其中,所述弱化部位包含與所述缺口對(duì)準(zhǔn)的穿孔(218)。
4.如技術(shù)方案3所述的方法,其中,所述穿孔從所述支撐結(jié)構(gòu)的第一端部延伸至相對(duì)的第二端部。
5.如技術(shù)方案1所述的方法,其中,所形成的對(duì)象包含出口。
6.如技術(shù)方案5所述的方法,其中,在經(jīng)由所述弱化部位而使所述支撐結(jié)構(gòu)斷裂之后,所述支撐結(jié)構(gòu)能夠穿過(guò)所述出口。
7.如技術(shù)方案5所述的方法,其中,在經(jīng)由所述弱化部位而使所述支撐結(jié)構(gòu)斷裂之前,所述支撐結(jié)構(gòu)不能夠穿過(guò)所述出口。
8.如技術(shù)方案1所述的方法,進(jìn)一步包含:
(e)將所述支撐結(jié)構(gòu)的所述兩個(gè)部分中的至少一個(gè)從所述對(duì)象通過(guò)使該部分穿過(guò)所述對(duì)象的所述出口而移除。
9.如技術(shù)方案1所述的方法,其中:
所述對(duì)象包含具有第一直徑的第一部位和具有第二直徑的第二部位,
所述支撐結(jié)構(gòu)有具有第一寬度的第一部位和具有第二寬度的第二部位,并且
所述支撐結(jié)構(gòu)的所述第一寬度大于所述對(duì)象的所述第二直徑。
10.如技術(shù)方案9所述的方法,其中,所述第一寬度的一半比所述第二直徑更小。
11.如技術(shù)方案9所述的方法,其中:
所述出口被設(shè)置于所述對(duì)象的所述第二部位的端部,并且
所述開口具有與所述第二直徑相等的直徑。
12.如技術(shù)方案9所述的方法,其中:
所述對(duì)象的具有所述第一直徑的所述第一部位圍繞所述支撐結(jié)構(gòu)的具有所述第一寬度的所述第一部位,并且
所述對(duì)象的具有所述第二直徑的所述第二部位圍繞所述支撐結(jié)構(gòu)的具有所述第二寬度的所述第二部位。
13.如技術(shù)方案1所述的方法,其中,所述對(duì)象為空心的。
附圖說(shuō)明
圖1是示出用于添加式制造的常規(guī)設(shè)備的示例示意圖。
圖2圖示由根據(jù)本發(fā)明的方面的支撐結(jié)構(gòu)支撐的對(duì)象的示例的透視圖。
圖3圖示根據(jù)本發(fā)明的方面的對(duì)象透明的狀態(tài)下的圖2的示例對(duì)象和支撐結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖4圖示根據(jù)本發(fā)明的方面的圖2的示例支撐結(jié)構(gòu)的正視圖。
圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的方面的圖2的示例支撐結(jié)構(gòu)的使支撐結(jié)構(gòu)斷裂之后的正視圖。
圖6圖示根據(jù)本發(fā)明的方面的圖2的示例支撐結(jié)構(gòu)的部位在斷裂且從圖2的示例對(duì)象被部分移除之后的透視圖。
具體實(shí)施方式
在下文中結(jié)合附圖而闡述的詳細(xì)描述旨在作為對(duì)各種配置的描述,而不旨在表示可以實(shí)踐本文中所描述的概念的唯一的配置。出于提供對(duì)各種概念的透徹理解的目的,該詳細(xì)描述包括具體細(xì)節(jié)。然而,將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見,可以不利用這些具體細(xì)節(jié)就實(shí)踐這些概念。
圖2和圖3圖示圍繞示例支撐結(jié)構(gòu)210的示例對(duì)象200。圖3透明地示出對(duì)象200,以便對(duì)象200內(nèi)的支撐結(jié)構(gòu)210是可見的。圖4示出支撐結(jié)構(gòu)210的正視圖,為了清楚起見而省略對(duì)象200??梢愿鶕?jù)am過(guò)程而制造支撐結(jié)構(gòu)210和對(duì)象200。例如,可以使用圖1的設(shè)備100和上述的方法。在這種am過(guò)程中,通過(guò)在形成對(duì)象200的區(qū)域中選擇性地?zé)Y(jié)或熔融粉末區(qū),從而逐層構(gòu)建對(duì)象200。通過(guò)在支撐結(jié)構(gòu)210的位置熔融或燒結(jié)另外的粉末區(qū)域,從而與對(duì)象200同時(shí)地構(gòu)建支撐結(jié)構(gòu)210。圖2和圖3中的箭頭205表示在對(duì)象的構(gòu)建的各階段,再涂敷器臂在它提供新的一層粉末時(shí)的方向。優(yōu)選的是,支撐結(jié)構(gòu)210沿著再涂敷器臂的方向位于對(duì)象200內(nèi)。
一完成am過(guò)程,就將支撐結(jié)構(gòu)210從對(duì)象200移除。在一個(gè)方面中,將支撐結(jié)構(gòu)210與對(duì)象一起附接至構(gòu)建板,并且,可以將支撐結(jié)構(gòu)210從構(gòu)建板拆卸而丟棄??梢圆粚⒅谓Y(jié)構(gòu)210作為粉末床內(nèi)的獨(dú)立的對(duì)象而附接至構(gòu)建板,就備選地形成支撐結(jié)構(gòu)210。另外,支撐結(jié)構(gòu)可以包括與對(duì)象200的附接點(diǎn),一旦完成am過(guò)程,就可以容易地使該附接點(diǎn)斷開。這可以通過(guò)提供斷開式結(jié)構(gòu)-將對(duì)象200和支撐結(jié)構(gòu)210聯(lián)接的一小片金屬來(lái)完成。斷開式結(jié)構(gòu)還可以類似于具有將對(duì)象200和支撐結(jié)構(gòu)210聯(lián)接的若干個(gè)金屬部位的穿孔。
可以一將對(duì)象從粉末床移除,就立即將支撐結(jié)構(gòu)210從對(duì)象200移除,或在將對(duì)象從粉末床移除的期間,將支撐結(jié)構(gòu)210從對(duì)象200移除。備選的是,可以在后處置步驟中的任一個(gè)之后,將支撐結(jié)構(gòu)移除。例如,對(duì)象200和支撐結(jié)構(gòu)210可以受到后退火處置和/或化學(xué)處置,且因而隨后從對(duì)象200和/或構(gòu)建板移除。如將在下文中更詳細(xì)地討論的,作為移除過(guò)程的部分,可以使支撐結(jié)構(gòu)210斷裂成多塊(例如,2個(gè)或更多)。
本發(fā)明的發(fā)明人已發(fā)現(xiàn),支撐結(jié)構(gòu)210在形成具有諸如球形形狀之類的空心內(nèi)部空間的對(duì)象200中是特別地理想的。在圖2至圖6中所圖示的示例方面,對(duì)象200可以包括較寬的第一部位202,第一部位202過(guò)渡成較窄的第二部位204。例如,如圖2中所圖示的,較寬的第一部位202可以是具有第一直徑的球形形狀的部位,并且,較窄的第二部位204可以是具有第二直徑的圓柱形部位,其中,第一直徑大于第二直徑。對(duì)象200的第一部位202和第二部位204中的每個(gè)可以為空心的(圖3)。由于對(duì)象200可以為空心的,因而作為對(duì)象制造過(guò)程的部分,可以在內(nèi)部沿著再涂敷器方向使用支撐結(jié)構(gòu)210來(lái)支撐對(duì)象200。對(duì)象210可以進(jìn)一步包括出口206。出口206可以定位于對(duì)象200的第二部位204的端部。
如圖3中所圖示的,支撐結(jié)構(gòu)210可以具有全等的幾何結(jié)構(gòu),以與對(duì)象200的內(nèi)側(cè)形狀匹配。例如,支撐結(jié)構(gòu)210可以包括第一部位212,第一部位212配合于對(duì)象200的第一部位202的內(nèi)側(cè)表面內(nèi)且與該內(nèi)側(cè)表面接觸,并且,支撐結(jié)構(gòu)210可以包括第二部位214,第二部位214配合于對(duì)象200的部位204的內(nèi)側(cè)表面內(nèi)且與該內(nèi)側(cè)表面接觸。如圖3中所圖示的,支撐結(jié)構(gòu)210的第一部位212和第二部位214不需要覆蓋對(duì)象200的第一部位202和第二部位204的整個(gè)內(nèi)側(cè)表面。例如,支撐結(jié)構(gòu)210的第一部位212可以具有圓盤形狀,而不是球形狀。第一部位212可以具有與對(duì)象200的第一部位202的直徑近似相等的寬度。然而,第一部位212的厚度可以比對(duì)象200的第一部位202的直徑更小許多倍。例如,對(duì)象200的第一部位202的直徑與支撐結(jié)構(gòu)210的第一部位212的厚度的比可以為50:1至5:1、40:1至10:1或30:1至20:1。可以使用足以在內(nèi)部支撐對(duì)象200的空心的第一部位202的支撐結(jié)構(gòu)210的第一部位212的任何尺寸。關(guān)于支撐結(jié)構(gòu)210的第二部位214,可以具有薄的矩形形狀,而不是圓柱形形狀。矩形形狀可以具有與對(duì)象200的第二部位204的直徑近似相等的寬度。然而,支撐結(jié)構(gòu)210的第二部位214的厚度可以比對(duì)象200的第二部位204的直徑更小許多倍。例如,對(duì)象200的第一部位202的直徑與支撐結(jié)構(gòu)210的第二部位214的厚度的比可以為50:1至5:1、40:1至10:1或30:1至20:1??梢允褂米阋栽趦?nèi)部支撐對(duì)象200的空心的第二部位204的支撐結(jié)構(gòu)210的第二部位214的任何尺寸。這同樣可應(yīng)用于支撐結(jié)構(gòu)210的第二部位214。
支撐結(jié)構(gòu)210可以進(jìn)一步包括弱化部位216。如圖3和圖4中所圖示的,弱化部位可以包括缺口220和穿孔218。缺口220可以設(shè)置于支撐結(jié)構(gòu)210的第二部位214的外周處。術(shù)語(yǔ)缺口旨在包括結(jié)構(gòu)的邊界中的充當(dāng)斷裂和/或撕裂的起始點(diǎn)的任何中斷。因而,術(shù)語(yǔ)缺口包括刻痕、狹縫、狹槽、裂縫、砍痕、切口、分界線等。在形狀上,缺口可以為三角形。如圖4中所示出的,三角形缺口可以如此取向,以致于缺口的點(diǎn)直接地指向支撐結(jié)構(gòu)210的第二部位214。具有此類取向的三角形缺口允許操作人員在三角形缺口的頂點(diǎn)處容易地開啟斷裂/撕裂線。然而,能夠使用任何形狀的缺口或其等效物這一狀況屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如,缺口可以是能夠?qū)嗔?撕裂線引入支撐結(jié)構(gòu)210中的狹縫或任何其它形狀。一般,缺口大至足以允許操作人員通過(guò)將斷裂/撕裂力施加于缺口處而開啟斷裂/撕裂線。穿孔218可以起始于缺口220的頂點(diǎn),并且,沿著支撐結(jié)構(gòu)210的整個(gè)高度/長(zhǎng)度一直延伸,終止于支撐結(jié)構(gòu)210的第一部位212的端部。穿孔218可以包括用于促進(jìn)穿過(guò)支撐結(jié)構(gòu)210的斷裂/撕裂線的穿孔線、劃線、部分劃線、不連續(xù)的切割線或任何其它一系列的孔、變形部、凹痕、凹陷或減小的厚度的點(diǎn)。
如圖3中所圖示的,由于支撐結(jié)構(gòu)210的幾何結(jié)構(gòu)和對(duì)象200的幾何結(jié)構(gòu),且更具體地由于支撐結(jié)構(gòu)210的第一部位212的幾何結(jié)構(gòu)具有比支撐結(jié)構(gòu)210、對(duì)象200的第二部位204的直徑更大的寬度,因而不可能將整個(gè)支撐結(jié)構(gòu)210直接地向下穿過(guò)開口206而移除。例如,如果人們嘗試不使支撐結(jié)構(gòu)210斷裂/撕裂,就將支撐結(jié)構(gòu)210向下穿過(guò)出口206而拉動(dòng),則支撐結(jié)構(gòu)210的第一部位212將防止移動(dòng)。然而,通過(guò)經(jīng)由弱化部位216而使支撐結(jié)構(gòu)210斷裂成更小的兩塊(圖5),從而然后,操作人員能夠通過(guò)出口206而一次移除一塊。圖5示出沿著穿孔218分裂的支撐結(jié)構(gòu)210。圖6示出在使支撐結(jié)構(gòu)210斷裂之后通過(guò)出口206而移除的支撐結(jié)構(gòu)210的一半。
雖然圖2-6示出示例幾何結(jié)構(gòu),其中,在使支撐結(jié)構(gòu)斷裂之后,支撐結(jié)構(gòu)可以穿過(guò)對(duì)象的出口,但可以選擇支撐結(jié)構(gòu)和對(duì)象的任何種類的幾何結(jié)構(gòu)。一般,支撐結(jié)構(gòu)和對(duì)象將具有全等的幾何結(jié)構(gòu)。此外,雖然圖2-6示出用于使支撐結(jié)構(gòu)斷裂成兩塊的單個(gè)缺口和單個(gè)穿孔線,但可以實(shí)現(xiàn)任意數(shù)量的缺口(例如,2、3、4、5等)及對(duì)應(yīng)的穿孔,以使支撐結(jié)構(gòu)斷裂成多塊。支撐結(jié)構(gòu)210給對(duì)象提供機(jī)械支撐,以防止由于應(yīng)力或再涂敷器接觸而導(dǎo)致的畸變。
雖然未圖示,但支撐結(jié)構(gòu)210可以進(jìn)一步包括與對(duì)象200整體地連接的一個(gè)或更多連接肋(rib)。連接肋將從支撐結(jié)構(gòu)的表面延伸至對(duì)象200的內(nèi)表面。連接肋可以沿著支撐結(jié)構(gòu)210的高度遞增地形成。連接肋可以在期望時(shí)形成允許將支撐結(jié)構(gòu)210從對(duì)象200移除的斷開式結(jié)構(gòu)。
在變得有必要將支撐結(jié)構(gòu)210從對(duì)象200移除時(shí),在存在連接肋時(shí),操作人員可以施加力,以使支撐結(jié)構(gòu)斷開??梢酝ㄟ^(guò)諸如扭轉(zhuǎn)、斷裂、切削、磨削、銼削或拋光之類的機(jī)械程序而移除支撐結(jié)構(gòu)。另外,熱及化學(xué)后處理程序可以用于精加工對(duì)象。當(dāng)在制造的期間已將粉末放置于對(duì)象與支撐結(jié)構(gòu)之間時(shí),能夠僅僅通過(guò)例如吹氣而移除粉末。然后,操作人員可以進(jìn)一步經(jīng)由缺口220而施加撕裂或斷裂力,以沿著穿孔218賦予斷裂或撕裂。力的施加可以應(yīng)用于導(dǎo)致支撐結(jié)構(gòu)210一直沿著穿孔218(圖5)撕裂/斷裂。一旦斷裂成塊,然后,操作人員就可以通過(guò)對(duì)象200的出口206而一次移除一塊(圖6)。
雖然已提供支撐結(jié)構(gòu)和對(duì)象的若干個(gè)示例,但應(yīng)當(dāng)顯而易見,可以根據(jù)本公開而構(gòu)建其它對(duì)象。例如,具有高的縱橫比和厚壁的任何對(duì)象可以由所公開的支撐結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或更多支撐。在一方面中,所公開的支撐結(jié)構(gòu)用于制造飛機(jī)的部分。例如,可以使用本文中所公開的支撐結(jié)構(gòu)來(lái)制造與美國(guó)專利號(hào)9188341中所公開的燃料噴嘴類似的燃料噴嘴。
在一方面中,上述的多個(gè)支撐可以組合而用于支持對(duì)象的制作、防止對(duì)象的移動(dòng)且/或控制對(duì)象的熱性質(zhì)。即,使用添加式制造來(lái)制作對(duì)象可以包括使用以下的一個(gè)或更多:臺(tái)架(scaffolding)、栓緊式支撐、斷開式支撐、橫向支撐、共形支撐、連接支撐、圍繞式支撐、鍵槽支撐、可斷裂支撐、前緣支撐或粉末移除口。下文的專利申請(qǐng)包括這些支撐及其使用方法的公開:
美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朳],名稱為“methodandconformalsupportsforadditivemanufacturing”,帶有代理人案卷號(hào)037216.00008,并且被提交于2016年2月11日;
美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朳],名稱為“methodandconnectingsupportsforadditivemanufacturing”,帶有代理人案卷號(hào)037216.00009,并且被提交于2016年2月11日;
美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朳],名稱為“methodsandsurroundingsupportsforadditivemanufacturing”,帶有代理人案卷號(hào)037216.00010,并且被提交于2016年2月11日;
美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朳],名稱為“methodsandkeywaysupportsforadditivemanufacturing”,帶有代理人案卷號(hào)037216.00011,并且被提交于2016年2月11日;
美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朳],名稱為“methodsandleadingedgesupportsforadditivemanufacturing”,帶有代理人案卷號(hào)037216.00014,并且被提交于2016年2月11日;以及
美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朳],名稱為“methodandsupportswithpowderremovalportsforadditivemanufacturing”,帶有代理人案卷號(hào)037216.00015,并且被提交于2016年2月11日。
這些申請(qǐng)中的每個(gè)申請(qǐng)的公開整體地合并于本文中而達(dá)到公開能夠與本文中所公開的支撐結(jié)構(gòu)聯(lián)合而用于制作其它對(duì)象的另外的支撐結(jié)構(gòu)的程度。
另外,臺(tái)架包括構(gòu)建于對(duì)象的底下而給對(duì)象提供豎直支撐的支撐。臺(tái)架可以由互相連接的支撐例如以蜂窩的模式形成。在一方面中,臺(tái)架可以為固體或包括固體部位。臺(tái)架在各種位置處接觸對(duì)象,從而為將在臺(tái)架的上方構(gòu)造的對(duì)象提供承載支撐。支撐結(jié)構(gòu)與對(duì)象之間的接觸還防止對(duì)象的橫向移動(dòng)。
栓緊式支撐防止相對(duì)薄的扁平對(duì)象或?qū)ο蟮闹辽俚谝徊课唬ɡ?,第一層)在?gòu)建過(guò)程的期間移動(dòng)。相對(duì)薄的對(duì)象易于翹曲或剝離。例如,散熱可能導(dǎo)致薄的對(duì)象在它冷卻時(shí)翹曲。作為另一示例,再涂敷器可導(dǎo)致橫向力施加至對(duì)象,這在一些情況下將對(duì)象的邊緣提起。在一方面中,栓緊式支撐構(gòu)建于對(duì)象的下方,以將對(duì)象栓緊至錨表面。例如,栓緊式支撐可以從諸如平臺(tái)之類的錨表面豎直地延伸至對(duì)象。通過(guò)在對(duì)象的下方的各層中的特定的位置處使粉末熔融而構(gòu)建栓緊式支撐。栓緊式支撐與平臺(tái)和對(duì)象兩者連接(例如,在對(duì)象的邊緣處),從而防止對(duì)象翹曲或剝離。在后處理程序中,可以將栓緊式支撐從對(duì)象移除。
斷開式支撐結(jié)構(gòu)減小支撐結(jié)構(gòu)與對(duì)象之間的接觸面積。例如,斷開式支撐結(jié)構(gòu)可以包括各自以空間分離的分離部位??臻g可以減小斷開式支撐結(jié)構(gòu)的總尺寸和制作斷開式支撐結(jié)構(gòu)中所消耗的粉末的量。另外,所述部位中的一個(gè)或更多可以具有減小的與對(duì)象的接觸表面。例如,支撐結(jié)構(gòu)的一部位可以具有在后處理的期間更容易從對(duì)象移除的尖形(pointed)接觸表面。例如,具有尖形接觸表面的部位將在尖形接觸表面處從對(duì)象斷開。尖形接觸表面仍然提供給予承載支撐且將對(duì)象栓緊的功能,以防止翹曲或剝離。
橫向支撐結(jié)構(gòu)用于支撐豎直對(duì)象。對(duì)象可以具有相對(duì)高的高度與寬度的縱橫比(例如,大于1)。即,對(duì)象的高度比其寬度更大多倍。橫向支撐結(jié)構(gòu)定位至對(duì)象的一側(cè)。例如,對(duì)象和橫向支撐結(jié)構(gòu)以包括對(duì)象的部位和橫向支撐結(jié)構(gòu)的部位的各層中的掃描圖案被構(gòu)建于相同的層中。橫向支撐結(jié)構(gòu)與對(duì)象(例如,由各層中未熔融粉末的部位)分離或通過(guò)斷開式支撐結(jié)構(gòu)而連接。因此,在后處理的期間,可以容易地將橫向支撐結(jié)構(gòu)從對(duì)象移除。在一方面中,橫向支撐結(jié)構(gòu)針對(duì)在施加另外的粉末時(shí)再涂敷器施加的力提供支撐。一般,再涂敷器所施加的力是沿著再涂敷器在它將另外的一層粉末弄平時(shí)的移動(dòng)的方向。因此,橫向支撐結(jié)構(gòu)沿再涂敷器從對(duì)象移動(dòng)的方向被構(gòu)建。此外,橫向支撐結(jié)構(gòu)可以在底部比在頂部更寬。更寬的底部為橫向支撐結(jié)構(gòu)提供穩(wěn)定性,以抵抗再涂敷器所生成的任何力。
此外,制作對(duì)象的方法可以包括相繼地、同時(shí)地或交替地使粉末熔融,以形成如上所述的多個(gè)支撐的多部位。另外,對(duì)于使用多個(gè)支撐來(lái)制作的對(duì)象,后處理程序可以包括移除每個(gè)支撐。在一方面中,支撐結(jié)構(gòu)可以包括如本文中所描述的不同類型的多個(gè)支撐。所述多個(gè)支撐可以直接地或經(jīng)由對(duì)象而彼此連接。針對(duì)特定對(duì)象的支撐的選擇可以基于本文中所描述的因素(例如,形狀、縱橫比、取向、熱性質(zhì)等)。
本書面描述使用示例來(lái)公開本發(fā)明,包括優(yōu)選的實(shí)施例,并且,還使得本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明,包括制作并使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何合并的方法。本發(fā)明可取得專利的范圍由權(quán)利要求來(lái)定義,并且,可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所想到的其它示例。如果此類其它示例具有并非與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元件,或如果它們包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)差異的等效結(jié)構(gòu)元件,則它們旨在位于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。能夠由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將來(lái)自所描述的各種實(shí)施例的方面以及每個(gè)此類方面的其它已知等效體進(jìn)行混合并匹配,以根據(jù)本申請(qǐng)的原理而構(gòu)造另外的實(shí)施例和技術(shù)。