本發明大體上涉及添加制造設備，且更具體而言，涉及用于大型構件的設備。

背景技術：

“添加制造”在本文中用于描述涉及逐層(layer-by-layer)結構或添加制作的過程(與常規加工過程的情況下的材料移除相反)的用語。這種過程還可稱作“快速制造過程”。添加制造過程包括但不限于：直接金屬激光熔化(DMLM)、激光凈形制造(LNSM)、電子射束燒結、選擇性激光燒結(SLS)、3D打印(諸如通過噴墨打印(inkjet)和激光打印(laserjet))、立體光固化成型法(SLA：Sterolithography)、電子射束熔化(EBM)、激光工程化凈成形(LENS)和直接金屬堆積(DMD)。

當前，粉末床技術已證明了現有技術金屬添加制造技術的最佳分解能力(resolution capability)。然而，因為建造需要發生在粉末床中，故常規機器使用大量的粉末，例如，粉末裝載量可超過130 kg(300 lbs)。考慮使用許多機器的工廠環境，這是昂貴的。不直接熔化到部件中而是儲存在鄰近的粉末床中的粉末是成問題的，因為它對升降機系統增加重量，使密封件和室壓力問題復雜化，對部件建造結束時的部件修補是有害的，且變得難以在當前認為用于大型構件的大型床系統中處理。

因此，仍然需要可生產大型部件的添加制造設備和方法。

技術實現要素：

通過本發明來解決此需求，本發明提供用于通過使用一個或更多個建造單元來制造部件的設備和方法，該一個或更多個建造單元能夠沿路徑在建造室的上方移動。

根據本發明的一個方面，添加制造設備包括第一和第二間隔開的側壁，其沿預定路徑延伸且在其間限定建造室；一個或更多個建造單元，其安裝成用于沿該預定路徑移動，該一個或更多個建造單元共同地包括：粉末分配器，其定位在該建造室的上方；應用器，構造成刮擦被分配到該建造室中的粉末；和定向能源，其構造成熔融該被刮擦的粉末。

根據本發明的另一方面，添加制造方法包括：將一個或更多個建造單元定位在建造室的上方，該建造室由第一和第二間隔開的側壁限定，該第一和第二間隔開的側壁沿預定路徑延伸；使該一個或更多個建造單元相對于該建造室沿該預定路徑移動；使用該一個或更多個建造單元將粉末堆積到容納在該建造室中的建造平臺上，且在其上形成粉末的層增量；使用該一個或更多個建造單元引導來自定向能源的射束，以熔融該粉末；按照該層增量移動該建造平臺、第一和第二間隔開的壁、和一個或更多個建造單元中的至少一者；和以循環的形式重復堆積、引導、和移動的步驟，以用逐層的方式建造部件，直到該部件完成。

技術方案1：一種添加制造設備，包括：

第一和第二間隔開的側壁，它們沿預定路徑延伸且在其間限定建造室；

一個或更多個建造單元，其安裝成用于沿所述預定路徑移動，所述一個或更多個建造單元共同地包括：

粉末分配器，其定位在所述建造室的上方；

應用器，其構造成刮擦被分配到所述建造室中的粉末；和

定向能源，其構造成熔融被刮擦的粉末。

技術方案2：根據技術方案1所述的設備，其中，所述建造單元中的一個為熔融單元，所述熔融單元包括粉末分配器、應用器、和定向能源。

技術方案3：根據技術方案2所述的設備，其中，所述熔融單元包括成像裝置。

技術方案4：根據技術方案2所述的設備，其中，所述熔融單元包括真空泵。

技術方案5：根據技術方案1所述的設備，其中：

所述建造單元中的至少一個為粉末單元，所述粉末單元包括粉末分配器和應用器；且

所述建造單元中的至少一個為熔融單元，所述熔融單元包括定向能源。

技術方案6：根據技術方案1所述的設備，其中，所述預定路徑是環。

技術方案7：根據技術方案1所述的設備，還包括可移動的建造平臺，所述可移動的建造平臺配置在所述第一和第二間隔開的側壁之間。

技術方案8：根據技術方案1所述的設備，其中，所述第一和第二間隔開的側壁從轉臺向外延伸。

技術方案9：根據技術方案8所述的設備，其中，所述轉臺限定可移動的建造平臺。

技術方案10：根據技術方案8所述的設備，其中，所述側壁中的一者或二者相對于所述轉臺以非垂直的角度延伸。

技術方案11：根據技術方案6所述的設備，其中，所述轉臺包括較高和較低平臺。

技術方案12：根據技術方案11所述的設備，其中，通過槽道將所述較高平臺分成多個更小的平臺，且其中，所述第一和第二間隔開的側壁能夠在那些槽道內向上和向下移動。

技術方案13：根據技術方案1所述的設備，其中，所述粉末分配器包括計量閥，所述計量閥構造成控制粉末的流動速率。

技術方案14：一種添加制造方法，包括：

將一個或更多個建造單元定位在建造室的上方，所述建造室由沿預定路徑延伸的第一和第二間隔開的側壁限定；

使所述一個或更多個建造單元相對于所述建造室沿所述預定路徑移動：

使用所述一個或更多個建造單元將粉末堆積到容納在所述建造室中的建造平臺上，且在其上形成粉末的層增量；

使用所述一個或更多個建造單元引導來自定向能源的射束，以熔融粉末；

按照所述層增量來移動所述建造平臺、第一和第二間隔開的壁、和一個或更多個建造單元中的至少一者；和

以循環的形式重復堆積、引導、和移動的步驟，以用逐層的方式建造部件，直到所述部件完成。

技術方案15：根據技術方案14所述的方法，其中，移動所述建造單元、堆積粉末、熔融粉末、和按照所述層增量來移動所述建造平臺、第一和第二間隔開的壁、和一個或更多個建造單元中的至少一者的步驟連續地發生。

技術方案16：根據技術方案14所述的方法，其中，所述一個或更多個建造單元包括：

粉末單元，其包括粉末分配器和應用器；和

熔融單元，其包括定向能源。

技術方案17：根據技術方案14所述的方法，其中，所述建造單元中的一個為熔融單元，所述熔融單元包括粉末分配器、應用器、和定向能源。

技術方案18：根據技術方案14所述的方法，其中，所述預定路徑是環。

技術方案19：根據技術方案14所述的方法，其中，將所述第一和第二間隔開的側壁定位在轉臺上。

技術方案20：根據技術方案19所述的方法，其中，通過使所述轉臺旋轉來執行使所述一個或更多個建造單元相對于所述建造室移動的步驟。

技術方案21：根據技術方案14所述的方法，而且其中，堆積粉末的步驟包括使所述粉末分配器和應用器移動到在所述第一和第二間隔開的側壁之間的所述建造室中。

技術方案22：根據技術方案14所述的方法，還包括當所述部件完成時除清所述建造室中的松散粉末的步驟。

附圖說明

可通過參考結合附圖作出的下列描述來最好地理解本發明，在附圖中：

圖1是根據本發明的方面而構造的添加制造設備的截面圖；

圖2是圖1的熔融單元的示意截面圖；

圖3是根據本發明的方面而構造的備選添加制造設備的截面圖；

圖4是圖3的設備的頂部平面圖；

圖5是圖1的設備的示意頂部平面圖；

圖6是圖1的設備的備選布置的頂部平面圖；

圖7是圖6的設備的操作的示意側視圖；

圖8是根據本發明的方面而構造的另一備選添加制造設備的截面圖；

圖9是圖8的設備的頂部平面圖；

圖10是圖8的粉末單元的示意截面圖；且

圖11是圖8的熔融單元的示意截面圖；且

圖12是添加制造設備的包括建造單元的一部分的截面圖，該建造單元具有備選的驅動系統。

具體實施方式

參考附圖(其中貫穿各種視圖，相同的參考標號表示相同的元件)，圖1和2例示根據本文中描述的技術而構造的示范添加制造設備10?；A構件為轉臺12、圍繞建造平臺16的建造室14、殼體18、和配置在殼體18中的熔融單元20。將在下面更詳細地描述這些構件中的各個。

轉臺12是剛性結構，其構造成豎直地(即，平行于z軸)移動以及旋轉360°。如所例示的，轉臺12被固連至馬達22的端部安裝件，馬達22能夠操作以選擇性地使轉臺12旋轉，且馬達22固連至促動器24的端部安裝件，促動器24能夠操作以豎直向上或向下選擇性地移動轉臺12。促動器24固連至靜止支撐結構26。在圖1中示意地描繪促動器24。無論何時，本文中的用語“促動器”，將理解的是，諸如氣動或液壓缸、滾珠絲杠或線性促動器等的裝置可用于此目的。在圖1中示意地描繪馬達22，應該理解，將產生受控的旋轉運動的任何裝置可用于此目的。

建造室14包括內和外側壁28和30，它們限定建造室開口32。如所例示的，內和外側壁28和30從轉臺12向上垂直地延伸，以限定處于環31形式的路徑，見圖5，以允許連續的制造且可與轉臺12一體地形成。備選地，如在圖3中示出的，該環可與轉臺分離。應當理解的是，內和外側壁28和30可以以與90度不同的角度從轉臺向上延伸。如在圖5和6中描繪的，內和外側壁28和30限定處于環31的形式的路徑；然而，應當理解的是，內和外側壁28和30可限定處于其他形式(諸如直線、曲線和或多邊形)的路徑，以允許各種形狀部件的制造。

建造平臺16為板狀結構，其能夠在建造室開口32下方在建造室14中豎直地滑動。建造平臺16延伸建造室14的整個長度，且固連至一個或更多個促動器34的端部安裝件，該一個或更多個促動器34能夠操作以在轉臺12旋轉時而向上或向下選擇性地移動建造平臺16。在圖1中示意地描繪促動器34。

殼體18包括開口36，該開口36構造成在其中接收建造室14的至少一部分且允許熔融單元20建造部件。密封件38圍繞開口36配置，以提供開口36與建造室14的內和外側壁28和30之間的密封接合。密封件38阻止污染物干擾建造過程、使殼體18與建造室14定心，且允許殼體18在轉臺12旋轉時在最小干擾的情況下沿內和外側壁28和30滑動。殼體18固連至促動器40的端部安裝件，促動器40能夠操作以在建造過程期間向上或向下選擇性地移動殼體18，以在熔融單元20與正被建造的部件之間維持預定距離。促動器40還允許殼體被脫除與內和外側壁28和30的接合。在圖1中示意地描繪促動器40。

如在圖2中所例示的，熔融單元20包括應用器42、粉末分配器44、定向能源46、射束操縱設備48、成像裝置50、真空泵52、和控制器54。熔融單元20為“建造單元”的一個示例，其大體上指定位在建造室14上面且構造成執行添加建造過程的一個或更多個步驟的任何單元。在下面描述建造單元的其他類型。

應用器42為剛性、側向地伸長的結構，當使用時，在建造平臺16上方沿固定的距離處刮擦，以在其上提供內和外側壁20和30之間的粉末層增量，見圖7。

粉末分配器44包括處于漏斗形式的供應容器56，其具有管口58以用于使粉末P落到建造平臺16上。計量閥60定位在管口58中。在使用時，計量閥60用于基于多個因素(諸如建造平臺16的大小、期望的層增量厚度、和建造平臺16和熔融單元20之間的相對速度)來控制粉末P的堆積速率。

定向能源46可包括任何已知的裝置，該裝置能夠操作以生成具有合適功率和其他操作特性的射束，以在下面更詳細地描述的建造過程期間熔化和熔融粉末。例如，定向能源46可為激光器。其他定向能源(諸如電子射束槍)是激光器的合適備選方案。

射束操縱設備48包括一個或更多個反射鏡、棱鏡、和/或透鏡，且設有合適的促動器，且布置成以便來自定向能源46的射束“B”可被聚焦至期望的點大小，且被操縱至與建造平臺16一致的X-Y平面中的期望位置。

真空泵52包括噴嘴62，該噴嘴62構造成延伸到建造室14中。真空泵52可用于在應用器42已使粉末水平之后且在熔融發生之前移除過多的粉末。

成像裝置50可為提供指示建造室14內的表面狀態的信號或數據的任何設備，諸如照相機或在可視、IR和/或UV光譜中操作的其他傳感器。成像裝置50允許使用者監視建造過程，且當使用者在建造過程中檢測到缺陷或故障時，更改熔融單元20的操作參數并且/或者停止該建造過程。成像裝置50還可連接至控制器54，以提供自動品質控制過程?？刂破?4控制熔融單元20的定向能源46、射束操縱設備48、粉末分配器44、和真空泵52。成像裝置40對控制器54提供表示建造過程的狀態的信號。例如，控制器54可使用來自成像裝置50的數據，以控制粉末流動速率并且/或者在檢測到缺陷時停止建造過程。

圖3和4例示添加制造設備10的另一構造，且在參考標號10'處示出。類似于設備10、設備10'使用在上面描述的殼體18和熔融單元20。還應當理解的是，設備10'可使用分離的激光器和粉末單元，類似于參考添加制造設備100在下面描述的。類似于設備10、設備10'包括轉臺12'和圍繞建造平臺16'的建造室14'。將在下面更詳細地描述這些構件中的各個。

轉臺12'為剛性結構，其構造成旋轉360°。如所例示的，轉臺12'固連至馬達22'的端部安裝件，馬達22'能夠操作以選擇性地使轉臺12'旋轉。在圖3中示意地描繪馬達22'。

轉臺12'包括間隔開的較低和較高平臺72和74。較高平臺74由支柱76支撐且由延伸穿過其的槽道78分成板狀區段74A、74B和建造平臺16'，支柱76在較低和較高平臺72和74之間延伸。應當理解的是，較高平臺74可僅由建造平臺16'形成。如所例示的，各板狀區段74A、74B和建造平臺16'由支柱76單獨地支撐。應當理解的是，盡管支柱76例示為固定長度支柱，但可代替該固定長度支柱而使用促動器，以允許較高平臺區段的豎直移動。

建造室14'包括內和外側壁28'和30'，它們限定建造室開口32'。如所例示的，內和外側壁28'和30'相對于轉臺12'向上延伸且平行于彼此，以形成環31'，以允許連續的制造。如所例示的，內和外側壁28'和30'垂直于轉臺12'地延伸，應當理解的是，內和外側壁28'和30'可以以與九十度不同的角度向上延伸。如在圖4中所描繪的，內和外側壁28'和30'限定處于環31'的形式的路徑；然而，應當理解的是，內和外側壁28'和30'可限定處于其他形式(諸如直線、曲線、或多邊形)的路徑，以允許各種形狀部件的制造。

環31'連接于促動器34'的端部安裝件，以用于相對于轉臺12'的較低平臺72向上或向下豎直地移動。環31'的內和外壁28'和30'定位在相應的槽道78中，以允許環31'在較高平臺區段74A、74B與建造平臺16'之間豎直地移動。如所例示的，環31'環繞建造平臺16'以形成建造室14'。在圖1中示意地描繪促動器34'。

如上所述，通過槽道78來界定建造平臺16'，槽道78延伸穿過較高平臺74。建造平臺16'為板狀結構，其可由支柱76固定地固連于較低平臺72。建造平臺16'延伸到建造室開口32'下方的建造室14'中，且延伸建造室14'的整個長度。除了建造平臺16'之外，在轉臺12'旋轉且向上或向下移動時，較高平臺區段74A和74B對環31'提供額外的定心支撐。

出于清晰性的目的，將使用添加制造設備10來描述主要的建造過程。貫穿建造過程的描述，在適當的地方，將敘述添加制造設備10和10'之間的差別。

使用在上面描述的添加制造設備10的部件的建造過程如下。通過用粉末P填充粉末供應源44來準備熔融單元20。熔融單元20定位成使得殼體18的密封件38接合內和外側壁28和30。應當理解的是，可通過使用促動器40降低熔融單元20并且/或者通過使用促動器24升高轉臺12來實現熔融單元20的定位。關于添加制造單元10'，作為升高轉臺12'的代替，可使用促動器34'升高環31'。

一旦定位了熔融單元20，則通過促動器34將建造平臺16移動至初始的高位置。對于添加制造設備10'，降低環31'，直到建造平臺16'處于初始的高位置。還將降低殼體18和熔融單元20，以維持密封件38與內和外側壁28'和30'之間的接合。初始的高位置設置為分別按照選定的層增量低于內和外側壁28和30的較高表面80和82(且其限定建造室開口32)。該層增量影響添加制造過程的速度和部件的分解度(resolution)。作為示例，層增量可為大約10至50微米(0.0004至0.002英寸)。然后通過馬達22使轉臺12在預定旋轉速度下旋轉，該預定旋轉速度被選擇為允許熔融單元20熔化或熔融落到建造平臺16上的粉末，以形成部件，見圖5。應當理解的是，可使用多于一個的殼體18和熔融單元20。如在圖6中所例示的，熔融單元20可圍繞環31分配，以加快且提供更有效率的建造過程。還應當理解的是，作為使轉臺12旋轉的代替，可沿內和外側壁28和30移動熔融單元。

在轉臺12旋轉的情況下，然后將粉末“P”堆積在建造平臺16上方。應用器42被移動跨過建造平臺16以在構建平臺16的上方水平地鋪展隆起的粉末P。在轉臺12旋轉時，沿建造平臺16推任何過量的粉末P，以提供連續的粉末堆積和鋪展。

在粉末堆積且鋪展到旋轉的建造平臺16上時，定向能源46用于熔化正被建造的部件的二維截面或層。定向能源46發射射束“B”，且射束操縱設備48用于以適當的樣式在暴露的粉末表面上方操縱射束B的焦點。通過射束B將粉末P的暴露層加熱至允許其熔化、流動和固結的溫度。該步驟可稱為使粉末P熔融。

一旦粉末P的第一層增量被熔融，則建造平臺16向下豎直地移動該層增量，且以類似的厚度應用另一層粉末P，見圖7。在添加制造設備10'的情況下，升高環31'，以允許應用另一層粉末P。定向能源46繼續發射射束B，且射束操縱設備48用于以合適的樣式在暴露的粉末表面上方操縱射束B的焦點。通過射束B將粉末P的暴露層加熱至允許其熔化、流動和在頂層內且與較低的、之前凝固的層固結的溫度。應當理解的是，在正形成部件時，堆積粉末P和使用定向能源46使粉末熔融的過程可為連續的，僅當該部件完成或當檢測到缺陷或故障時停止該過程。還應當理解的是，當使用多個熔融單元20時，各單元可用于形成單個增量層或形成多個增量層。

重復移動建造平臺16、應用粉末P、且然后定向能量熔化粉末P的該循環，直到整個部件完成。還要注意的是，建造平臺16或環31'的豎直移動在建造過程中可為連續的，以便部件以螺旋構造連續地建造。

一旦該部件完成，則真空泵52可用于從建造室14移除未使用的粉末。然后可降低轉臺12，且升高殼體18和熔融單元20以使內和外側壁28和30與密封件38解除接合。然后通過促動器34升高建造平臺16，以使部件暴露在內和外側壁28和30的上方。在添加制造設備10'的情況下，升高殼體18和熔融單元20且降低環31'以使部件暴露在內和外側壁28'和30'的上方。

在圖8-11中例示備選的添加制造設備，且其在參考標號100處大體地示出?；A構件為轉臺112、建造室114、殼體118、容納在殼體118中的熔融單元120、和粉末單元184。將在下面更詳細地描述這些構件中的各個。

轉臺112是板狀剛性結構，其構造成沿z軸豎直地移動以及旋轉三百六十度。與添加制造設備10不同，轉臺112作用為建造平臺。如所例示的，轉臺112固連于馬達122的端部安裝件，馬達122能夠選擇性地使轉臺112旋轉，且馬達122固連于促動器124的端部安裝件，促動器124能夠操作以選擇性地向上或向下豎直地移動轉臺112。促動器124固連于支撐結構126。在圖8中示意地描繪促動器124，同樣示出馬達122。

建造室114包括內和外側壁128和130，它們限定建造室開口132。如所例示的，內和外側壁128和130平行于彼此，且以預定角度從轉臺112向上延伸，以形成環131，見圖9，以允許連續的制造。側壁128和130中的一者或二者相對于轉臺112以非垂直的角度延伸且被稱為“成角度的”。側壁128和130中的一者或二者可為非平面的，且可選地，它們可不平行于彼此。內側壁128可釋放地固連于轉臺112，以允許從轉臺112移除內側壁128。該布置允許當建造過程已結束時從建造室114容易地移除部件186。如所例示的，通過緊固件188將內側壁128固連于轉臺112；然而，應當理解的是，可使用其他合適的連接類型。如在圖9中所描繪的，內和外側壁128和130限定處于環131的形式的路徑；然而，應當理解的是，內和外側壁128和130可限定處于其他形式(諸如直線、曲線、或多邊形)的路徑，以允許各種形狀部件的制造。

建造室114的成角度的側壁128和130允許具有錐形截面的部件186的構造，同時減少生產部件186所需的粉末P的量。

建造單元的另一示例，粉末單元184固連于促動器190的端部安裝件，促動器190能夠操作以選擇性地向上和向下移動粉末單元184。如所例示的，該粉末單元構造成在建造室114內向上和向下移動，以堆積且刮擦堆積在建造室114中的粉末P。如在圖10中詳細描繪的，粉末單元184包括應用器142和粉末分配器144。應用器142為剛性、側向地伸長的結構，其當使用時沿建造平臺刮擦，以在其上在內和外側壁128和130之間提供粉末的層增量。粉末分配器144包括處于漏斗形式的供應容器156，其具有管口158，以用于使粉末P落到建造平臺上。計量閥160定位在管口158中。

殼體118包括開口136，該開口36構造成在其中接收建造室114的至少一部分，且允許熔融單元20建造部件。密封件138圍繞開口36配置，以提供開口136與建造室114的內和外側壁128和130之間的密封接合。密封件138阻止污染物干擾建造過程，使殼體118與建造室114定心，且允許殼體118在轉臺112旋轉時在最小的干擾的情況下沿內和外側壁128和130滑動。殼體118固連于促動器140的端部安裝件，促動器140能夠操作以在建造過程期間向上或向下選擇性地移動該殼體，以在熔融單元20與正被建造的部件之間維持預定距離。促動器140還允許殼體被脫除與內和外側壁128和130的接合。在圖8中示意地描繪促動器140。

如在圖11中所例示的，建造單元的另一示例，熔融單元120包括定向能源146、射束操縱設備148、成像裝置150、真空泵152、和控制器154。

定向能源146可包括任何已知的裝置，該裝置能夠操作以生成具有合適的功率和其他操作特性的射束，以在建造過程期間熔化且熔融粉末，在下面更詳細地描述。例如，定向能源146可為激光器。其他定向能源(諸如電子射束槍)是激光器的合適備選方案。

射束操縱設備148包括一個或更多個反射鏡、棱鏡和/或透鏡，且設有合適的促動器，且布置成以便來自定向能源146的射束“B”可聚焦至期望的點大小且被操縱至與該建造平臺一致的X-Y平面中的期望位置。

真空泵152包括噴嘴162，該噴嘴162構造成延伸到建造室114中。真空泵152可用于在應用器142已使粉末水平之后且在熔融發生之前移除過量的粉末。

成像裝置150可如上所述地用于品質控制。成像裝置150控制器154控制熔融單元120的定向能源146、射束操縱設備148、和真空泵152。成像裝置150還可連接于控制器154，以如上所述地提供用于過程控制和/或自動品質控制的手段。

通過用粉末P填充粉末分配器144來開始部件186的建造過程。定位熔融單元120，使得殼體118的密封件138接合內和外側壁128和130。應當理解的是，可通過使用促動器140降低熔融單元120并且/或者通過使用促動器124升高轉臺112來實現定位熔融單元120。

一旦熔融單元120被定位，則通過促動器190使粉末單元184降低至初始的低位置。該初始的低位置按照選定的層增量位于轉臺112(建造平臺)的上方。該層增量影響添加制造過程的速度和部件的分解度。如示例，層增量可為大約10至50微米(0.0004至0.002英寸)。然后通過馬達122使轉臺112在預定旋轉速度下旋轉，該預定旋轉速度被選擇成允許熔融單元120熔化或熔融落到建造平臺上的粉末，以形成部件186。應當理解的是，可使用多于一個的殼體18和熔融單元20。如在圖9中例示的，熔融單元120和粉末單元184沿環131定位，使得粉末單元處于第一位置，且熔融單元120處于第二位置。

在轉臺112旋轉的情況下，然后將粉末“P”堆積在建造平臺的上方。使應用器142移動跨過建造平臺，以在該建造平臺的上方水平地鋪展隆起的粉末P。在轉臺112旋轉時，沿該建造平臺推任何過量的粉末P，以提供連續的粉末堆積和鋪展。

在粉末堆積且鋪展到旋轉的建造平臺上時，定向能源146用于熔化正被建造的部件的二維截面或層。定向能源146發射射束“B”，且射束操縱設備148用于以適當的樣式在暴露的粉末表面的上方操縱射束B的焦點。通過射束B將粉末P的暴露層加熱至允許其熔化、流動和固結的溫度。該步驟可稱為熔融粉末P。

一旦粉末P的第一層增量被熔融，則使粉末單元184向上移動該層增量，且如在圖7中論述的那樣以類似的厚度應用另一層粉末P。定向能源146繼續發射射束B，且射束操縱設備148用于以合適的樣式在暴露的粉末表面上方操縱射束B的焦點。通過射束B將粉末P的暴露層加熱至允許其熔化、流動和在頂層內且與較低的、之前凝固的層固結的溫度。應當理解的是，在正形成部件時，堆積粉末P和使用定向能源146熔融粉末的過程是連續的。僅當該部件完成或當檢測到缺陷或故障時，停止該過程。

重復移動粉末單元184、應用粉末P、且然后定向能量熔化粉末P的該循環，直到整個部件完成。還要注意的是，粉末單元184的豎直移動在建造過程期間可為連續的，以便部件以螺旋構造連續地建造。

一旦部件完成，則真空152從建造室114移除任何未使用的粉末。然后可降低轉臺112，且升高殼體118和熔融單元120以使內和外側壁128和130與密封件138解除接合。還使粉末單元184升高到建造室114外。然后可移除內側壁128，以暴露部件186以用于移除。

上述建造單元已描述為由促動器支撐，促動器用于相對于相應的建造室定位和移動建造單元。作為備選，上述建造單元中的任一個可設有驅動器件，該驅動器件用于在不使用外部促動器的情況下實現相對于建造室的移動。例如，圖12例示圖1的熔融單元20，其被使用促動器220支撐在殼體218中，該殼體218類似于圖1中的殼體18，該促動器220能夠操作以向上或向下選擇性地移動熔融單元20。殼體218示為安裝在圖1的建造室14的一部分的上方。殼體218包括一個或更多個滾子222，滾子222支承在建造室14的內和外側壁28和30上。滾子222中的至少一個聯接于馬達224。馬達224的操作導致滾子222沿建造室14的周邊驅動殼體218(例如，到如圖12中示出的頁面中或外)。實現建造單元與建造室之間的相對運動的任何機構可置換所例示的滾子222和224，諸如帶、齒輪齒條、鏈條、線性促動器等。

前面已描述了用于大型部件的添加制造的設備和方法。在本說明書(包括任何附隨的權利要求、說明書摘要和附圖)中公開的所有特征，和/或因而公開的任何方法或過程的所有步驟可以任何組合方式組合，除了此種特征和/或步驟中的至少一些互斥的組合。

在本說明書(包括任何附隨的權利要求、說明書摘要和附圖)中公開的各特征可由用于相同、等同或類似目的的備選特征替換，除非另行清楚地聲明。因此，除非另行清楚地聲明，否則公開的各特征僅是等同或類似特征的一般系列的一個示例。

本發明不受前述實施例的細節約束。本發明擴展在本說明書(包括任何附隨的權利要求、說明書摘要和附圖)中公開的特征中的任何新穎的一個或任何新穎的組合，或擴展至因此公開的任何方法或過程的步驟中的任何新穎的一個或任何新穎的組合。