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用于熔合工件的方法與流程

文檔序號:12282742閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種用于焊接工件的方法,所述方法包括下述步驟:

利用高能量射束在所述工件上的第一位置處進(jìn)行第一焊接;

利用至少一個偏轉(zhuǎn)透鏡偏轉(zhuǎn)高能量射束以在所述工件上的第二位置處進(jìn)行第二焊接;

利用至少一個聚焦透鏡將高能量射束聚焦在所述工件上;以及

利用至少一個散光透鏡將高能量射束成形在所述工件上,使得高能量射束在所述工件上的形狀在與所述高能量射束的偏轉(zhuǎn)方向平行的方向上比在與所述高能量射束的所述偏轉(zhuǎn)方向垂直的方向上更長,

其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的長度之比作為所述能量射束在所述工件上的功率的函數(shù)而變化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述高能量射束是電子束或激光束中的至少一個。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其中所述偏轉(zhuǎn)源是可傾斜鏡或可傾斜透鏡中的至少一個。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其中所述偏轉(zhuǎn)源是偏轉(zhuǎn)線圈。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法,其中所述工件是增材制造過程中的粉末材料層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法,其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的長度之比還作為所述高能量射束在所述工件上的位置的函數(shù)而變化。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法,其中所述能量射束在與偏轉(zhuǎn)方向平行的方向上同與所述偏轉(zhuǎn)方向垂直的方向相比至少五(5)倍長。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法,其中所述能量射束在與偏轉(zhuǎn)方向平行的方向上同與所述偏轉(zhuǎn)方向垂直的方向相比至少十(10)倍長。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法,其中對于全掃描長度、全橫截面和/或?qū)τ谌?維物件,與掃描方向垂直的方向上所述工件上的平均斑大小小于與掃描方向平行的方向上所述工件上的平均斑大小。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法,其中偏轉(zhuǎn)、聚焦和成形高能量射束的步驟中的一個或多個是經(jīng)由一個或多個計算機(jī)處理器的執(zhí)行而執(zhí)行的。

11.一種在用于通過利用高能量射束而對在工作臺上提供的至少一個粉末床層的部分的接續(xù)熔合來形成三維物件的增材制造中使用散光透鏡的方法,這些部分對應(yīng)于三維物件的接續(xù)橫截面,所述方法包括下述步驟:

使用所述散光透鏡,以與在與偏轉(zhuǎn)方向垂直的方向上相比,在與所述偏轉(zhuǎn)方向平行的方向上更多地延長所述粉末床層上高能量射束的大小,

其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的長度之比作為所述能量射束在所述工件上的功率的函數(shù)而變化。

12.一種用于通過接續(xù)地安置被熔合在一起以形成三維物件的粉末材料的個體層來形成該物件的方法,所述方法包括下述步驟:

提供用于發(fā)射高能量射束以用于加熱或熔合所述粉末材料中的至少一個的至少一個高能量射束源;

提供用于在所述粉末材料上偏轉(zhuǎn)高能量射束的偏轉(zhuǎn)源;

提供用于將所述高能量射束聚焦在所述粉末材料上的聚焦透鏡;以及

利用至少一個散光透鏡將高能量射束成形在所述粉末層上,使得高能量射束在所述粉末層上的形狀在與所述高能量射束的偏轉(zhuǎn)方向平行的方向上比在與所述高能量射束的所述偏轉(zhuǎn)方向垂直的方向上更長,

其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的長度之比作為所述能量射束在所述工件上的功率的函數(shù)而變化。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其中所述高能量射束是電子束或激光束中的至少一個。

14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法,其中所述偏轉(zhuǎn)源是可傾斜鏡或可傾斜透鏡中的至少一個。

15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法,其中所述偏轉(zhuǎn)源是偏轉(zhuǎn)線圈。

16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項所述的方法,其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的長度之比還作為所述高能量射束在所述工件上的位置的函數(shù)而變化。

17.根據(jù)權(quán)利要求12至16中任一項所述的方法,其中所述能量射束在與偏轉(zhuǎn)方向平行的方向上同與所述偏轉(zhuǎn)方向垂直的方向相比至少五(5)倍長。

18.根據(jù)權(quán)利要求12至16中任一項所述的方法,其中所述能量射束在與偏轉(zhuǎn)方向平行的方向上同與所述偏轉(zhuǎn)方向垂直的方向相比至少十(10)倍長。

19.根據(jù)權(quán)利要求12至18中任一項所述的方法,其中對于全掃描長度、全橫截面和/或?qū)τ谌?維物件,與掃描方向垂直的方向上所述工件上的平均斑大小小于與掃描方向平行的方向上所述工件上的平均斑大小。

20.根據(jù)權(quán)利要求12至19中任一項所述的方法,其中:

所述方法進(jìn)一步包括接收和在一個或多個存儲器儲存器區(qū)域內(nèi)存儲所述至少一個三維物件的模型的步驟;并且

至少成形高能量射束的步驟是經(jīng)由一個或多個計算機(jī)處理器的執(zhí)行而執(zhí)行的。

21.一種用于通過接續(xù)地安置被熔合在一起以形成三維物件的粉末材料的個體層來形成該物件的設(shè)備,所述設(shè)備包括:

至少一個高能量射束源,用于發(fā)射高能量射束以用于加熱或熔合所述粉末材料中的至少一個;

偏轉(zhuǎn)源,用于在所述粉末材料上偏轉(zhuǎn)高能量射束;

聚焦透鏡,用于將所述高能量射束聚焦在所述粉末材料上;

至少一個散光透鏡;以及

至少一個控制器,被配置成控制所述至少一個散光透鏡以將高能量射束成形在所述粉末層上,使得高能量射束在所述粉末層上的形狀在與所述高能量射束的偏轉(zhuǎn)方向平行的方向上比在與所述高能量射束的所述偏轉(zhuǎn)方向垂直的方向上更長,其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的長度之比作為所述能量射束在所述工件上的功率的函數(shù)而變化。

22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備,其中所述高能量射束是電子束或激光束中的至少一個。

23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的設(shè)備,其中所述偏轉(zhuǎn)源是可傾斜鏡或可傾斜透鏡或偏轉(zhuǎn)線圈中的至少一個。

24.根據(jù)權(quán)利要求21至23中任一項所述的設(shè)備,其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的長度之比還作為所述高能量射束在所述工件上的位置的函數(shù)而變化。

25.根據(jù)權(quán)利要求21至24中任一項所述的設(shè)備,其中所述能量射束在與偏轉(zhuǎn)方向平行的方向上同與所述偏轉(zhuǎn)方向垂直的方向相比至少五(5)倍長。

26.根據(jù)權(quán)利要求21至24中任一項所述的設(shè)備,其中所述能量射束在與偏轉(zhuǎn)方向平行的方向上同與所述偏轉(zhuǎn)方向垂直的方向相比至少十(10)倍長。

27.根據(jù)權(quán)利要求21至16中任一項所述的設(shè)備,其中對于全掃描長度、全橫截面和/或?qū)τ谌?維物件,與掃描方向垂直的方向上所述工件上的平均斑大小小于與掃描方向平行的方向上所述工件上的平均斑大小。

28.一種用于焊接工件的設(shè)備,所述設(shè)備包括:

高能量射束,被配置成在所述工件上的第一位置處進(jìn)行第一焊接;

至少一個偏轉(zhuǎn)透鏡,被配置成偏轉(zhuǎn)高能量射束以使高能量射束在所述工件上的第二位置處進(jìn)行第二焊接;

至少一個聚焦透鏡,被配置成將高能量射束聚焦在所述工件上;以及

至少一個散光透鏡;以及

至少一個控制器,被配置成:

利用所述至少一個散光透鏡將高能量射束成形在所述工件上,使得高能量射束在所述工件上的形狀在與所述高能量射束的偏轉(zhuǎn)方向平行的方向上比在與所述高能量射束的所述偏轉(zhuǎn)方向垂直的方向上更長,

其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的長度之比作為所述能量射束在所述工件上的功率的函數(shù)而變化。

29.一種用于通過接續(xù)地安置被熔合在一起以形成三維物件的粉末材料的個體層來形成該物件的計算機(jī)程序產(chǎn)品,該計算機(jī)程序產(chǎn)品包括其中存儲有計算機(jī)可讀程序代碼部分的至少一個非瞬變計算機(jī)可讀儲存介質(zhì),該計算機(jī)可讀程序代碼部分包括:

被配置成提供用于發(fā)射高能量射束以用于加熱或熔合所述粉末材料中的至少一個的至少一個高能量射束源的可執(zhí)行部分;

被配置成提供用于在所述粉末材料上偏轉(zhuǎn)高能量射束的偏轉(zhuǎn)源的可執(zhí)行部分;

被配置成提供用于將所述高能量射束聚焦在所述粉末材料上的聚焦透鏡的可執(zhí)行部分;

被配置成利用至少一個散光透鏡將高能量射束成形在所述粉末層上使得高能量射束在所述粉末層上的形狀在與所述高能量射束的偏轉(zhuǎn)方向平行的方向上比在與所述高能量射束的所述偏轉(zhuǎn)方向垂直的方向上更長的可執(zhí)行部分,

其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的長度之比作為所述能量射束在所述工件上的功率的函數(shù)而變化。

30.一種用于焊接工件的計算機(jī)程序產(chǎn)品,該計算機(jī)程序產(chǎn)品包括其中存儲有計算機(jī)可讀程序代碼部分的至少一個非瞬變計算機(jī)可讀儲存介質(zhì),該計算機(jī)可讀程序代碼部分包括:

被配置成利用高能量射束在所述工件上的第一位置處進(jìn)行第一焊接的可執(zhí)行部分;

被配置成利用至少一個偏轉(zhuǎn)透鏡偏轉(zhuǎn)高能量射束以在所述工件上的第二位置處進(jìn)行第二焊接的可執(zhí)行部分;

被配置成利用至少一個聚焦透鏡將高能量射束聚焦在所述工件上的可執(zhí)行部分;以及

被配置成利用至少一個散光透鏡將高能量射束成形在所述工件上使得高能量射束在所述工件上的形狀在與所述高能量射束的偏轉(zhuǎn)方向平行的方向上比在與所述高能量射束的所述偏轉(zhuǎn)方向垂直的方向上更長的可執(zhí)行部分,

其中所述平行方向和所述垂直方向上所述高能量射束的長度之比作為所述能量射束在所述工件上的功率的函數(shù)而變化。

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