建立用于增材制造的平臺(tái)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】建立用于増材制造的平臺(tái)技術(shù)背景
[0001]本發(fā)明一般涉及增材制造領(lǐng)域。特別地，本發(fā)明涉及促進(jìn)零件的增材制造和隨后的減材制造的制品。
[0002]增材制造是指一類(lèi)制造方法，其特征在于成品零件是由多個(gè)薄片材料的分層構(gòu)造創(chuàng)建的事實(shí)。增材制造可涉及將液體或粉末材料應(yīng)用到工作臺(tái)，然后進(jìn)行燒結(jié)、固化、熔化和/或切割的一些組合以創(chuàng)建層。該工藝被重復(fù)多達(dá)幾千次以構(gòu)造期望的成品組件或制品O
[0003]增材制造的各種類(lèi)型是已知的。例如，已知的立體光刻(由固化的光敏液體層增材制造物品)、電子束熔化(使用粉狀材料作為原料，并使用電子束有選擇地熔化粉狀材料)、激光增材制造(使用粉狀材料作為原料并使用激光有選擇地熔化粉狀材料)，和激光物品制造(在工作臺(tái)上應(yīng)用薄的、固體片材并使用激光切去不需要的部分)。
[0004]根據(jù)應(yīng)用，增材制造的組件表面的粗糙度可能是不可接受的。因此，許多增材制造的組件經(jīng)受減材制造工藝諸如研磨、碾磨或打磨。這些減材制造工藝去除表面粗糙度并且確保成品零件具有期望的尺寸。這些減材制造工藝常常需要增材制造的組件的標(biāo)記以確定其預(yù)減材制造尺寸，隨后由熟練機(jī)械師機(jī)械加工。零件的標(biāo)記常常通過(guò)“觸摸”標(biāo)記或使用探針實(shí)現(xiàn)以測(cè)量增材制造的零件的預(yù)減材制造尺寸。觸摸標(biāo)記是耗時(shí)的工藝，并且機(jī)械師需要具備要求的技能水平，也可能增加費(fèi)用。
發(fā)明概要
[0005]制造系統(tǒng)包括增材制造裝置和可移動(dòng)平臺(tái)?？梢苿?dòng)平臺(tái)包括多個(gè)緊固件、上表面和標(biāo)記系統(tǒng)?？梢苿?dòng)平臺(tái)能夠與增材制造裝置連接。
[0006]制造方法包括在支撐結(jié)構(gòu)上用標(biāo)記特征增材制造物品。該物品建立在支撐結(jié)構(gòu)上?？梢苿?dòng)平臺(tái)被轉(zhuǎn)移到減材制造裝置，其中所述物品是使用標(biāo)記特征減材制造以確定材料被去除的位置。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是對(duì)于使用本發(fā)明的方法的流程圖。
[0008]圖2是示出標(biāo)記系統(tǒng)的可移動(dòng)平臺(tái)的透視圖。
[0009]圖3是結(jié)合本發(fā)明的增材制造設(shè)備的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]圖1示出用于創(chuàng)建增材制造的組件而無(wú)需在減材制造之前重新標(biāo)記增材制造的零件的工藝流程圖。圖1示出可移動(dòng)平臺(tái)10，其包括上表面12、緊固件孔14和標(biāo)記系統(tǒng)
16。圖1還包括CAD 20和STL文件22，以及增材制造設(shè)備30和減材制造設(shè)備40。圖1還示出增材制造的組件32A和32B。
[0011]可移動(dòng)平臺(tái)10是能夠被安裝到增材制造設(shè)備30和減材制造設(shè)備40的任何物品，且增材制造的組件可在其上建立。例如，可移動(dòng)平臺(tái)10可以是金屬平臺(tái)。上表面12是可在其上執(zhí)行增材制造的表面。通常，上表面12是平坦的。在可移動(dòng)平臺(tái)10中的緊固件孔14是緊固件(未示出)可通過(guò)其中以將可移動(dòng)平臺(tái)10連接到其它物品，諸如增材制造設(shè)備30或減材制造設(shè)備40的孔。例如，緊固件孔14可以是螺紋孔或無(wú)螺紋孔，螺釘或螺栓可通過(guò)其中。在替代實(shí)施例中，緊固件孔14可以是不必要的。例如，可移動(dòng)平臺(tái)10可以磁性地被固定到增材制造設(shè)備30和/或減材制造設(shè)備40，或可移動(dòng)平臺(tái)10可以被夾緊到增材制造設(shè)備30和/或減材制造設(shè)備40。
[0012]標(biāo)記系統(tǒng)16是經(jīng)配置接收一對(duì)引腳的一對(duì)套管。在替代實(shí)施例中，標(biāo)記系統(tǒng)16可以是與在增材制造設(shè)備30和減材制造設(shè)備40上的互補(bǔ)(complimentary)設(shè)備協(xié)作的任何設(shè)備。
[0013]三維圖像文件20和二維圖像文件22是用于零件生成的文件。在圖1所示的實(shí)施例中，三維圖像文件20是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)文件，并且二維圖像文件22是立體光刻(STL)文件。STL文件通常包含用于輔助制造設(shè)備以創(chuàng)建被制造的物品的一個(gè)層的指令。同樣地，多個(gè)二維圖像文件22可以由三維圖像文件20生成。
[0014]增材制造的組件32A和32B以及犧牲層34是通過(guò)增材制造生成的零件。32A和32B是葉片部件。在替代實(shí)施例中，增材制造的組件32A和32B可以是任何增材制造的組件。犧牲層34是在增材制造的組件32A和32B的下面通過(guò)增材制造生長(zhǎng)的增材制造的零件，但并非旨在用作成品零件。例如，犧牲層34可以是被設(shè)計(jì)成從成品增材制造零件中切斷的固體層，或犧牲層34可以是被設(shè)計(jì)成從成品增材制造零件中切斷的蜂窩型犧牲層。在減材制造設(shè)備40中經(jīng)歷減材制造后，增材制造的組件32A和32B也被顯出。
[0015]在圖1中示出的周期涉及在增材制造設(shè)備30中使用在增材制造設(shè)備30中的標(biāo)記系統(tǒng)16和協(xié)作標(biāo)記特征(未示出)標(biāo)記可移動(dòng)平臺(tái)10。三維圖像文件20被用于生成被發(fā)送到增材制造設(shè)備30的二維圖像文件22。增材制造設(shè)備30標(biāo)記可移動(dòng)平臺(tái)10，并且根據(jù)在二維圖像文件22中的指令在可移動(dòng)平臺(tái)10的表面12上生成犧牲層34和增材制造的組件32A和32B。然后，可移動(dòng)平臺(tái)10被從增材制造設(shè)備30中去除并被轉(zhuǎn)移到減材制造設(shè)備40。在減材制造設(shè)備40中，可移動(dòng)平臺(tái)10使用在減材制造設(shè)備40中的標(biāo)記系統(tǒng)16和協(xié)作標(biāo)記特征(未示出)進(jìn)行標(biāo)記。三維圖像文件20被發(fā)送到減材制造設(shè)備40，所述減材制造設(shè)備40在增材制造的組件32A和32B上執(zhí)行期望減材制造，諸如碾磨、研磨和/或切割。減材制造設(shè)備40也將可移動(dòng)平臺(tái)10和犧牲層34分開(kāi)，并將犧牲層34和增材制造的組件32A和32B分開(kāi)。當(dāng)減材制造結(jié)束時(shí)，可移動(dòng)平臺(tái)已準(zhǔn)備好再使用并且成品零件32A和32B完成。
[0016]當(dāng)零件穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)減材制造設(shè)備40進(jìn)行處理時(shí)，增材制造的零件32A和32B相對(duì)可移動(dòng)平臺(tái)10的位置可以維持。這消除對(duì)每個(gè)操作定位和標(biāo)記零件的需要，并且提供了零件的更精確的機(jī)械加工。此外，由在圖1中示出的周期取得的單件流程允許多平臺(tái)在增材制造設(shè)備30和/或減材制造設(shè)備40內(nèi)同時(shí)被使用。通過(guò)使用多平臺(tái)，可以生成更多增材制造的零件諸如32A和32B，并且隨后供減材制造設(shè)備40處理，從而提高生產(chǎn)率。
[0017]圖2是可移動(dòng)平臺(tái)10的透視圖。如關(guān)于圖1所描述的，在圖2中的可移動(dòng)平臺(tái)10包括上表面12、緊固件孔14和標(biāo)記系統(tǒng)16。標(biāo)記系統(tǒng)16包括一對(duì)套管，其經(jīng)配置互補(bǔ)(compliment)在某些設(shè)備諸如增材制造設(shè)備30(圖1)和/或減材制造設(shè)備40 (圖1)中的引腳對(duì)。標(biāo)記系統(tǒng)16可以連同在增材或減材制造設(shè)備中的兼容標(biāo)記工具一起使用以便推斷上表面12的位置和在其上建立的任何特征。如圖2所示，當(dāng)套管被用于將可移動(dòng)平臺(tái)10附接到具有兼容引腳的兼容設(shè)備時(shí)，插入的引腳進(jìn)入平臺(tái)允許兼容設(shè)備來(lái)沿著表面12推斷輪廓的位置。
[0018]圖3是在可移動(dòng)平臺(tái)10上的增材制造過(guò)程中增材制造設(shè)備30的透視圖。增材制造設(shè)備30包括粉狀材料36、涂布器37、外殼38、光學(xué)系統(tǒng)39。粉狀材料36是適合于增材制造的任何材料，諸如粉末金屬和聚合物。涂布器37被用于將薄層粉狀材料36轉(zhuǎn)移到零件被增材制造的區(qū)域。例如，涂布器37可以是刀片涂布器或滾子。外殼38被用于容納粉狀材料36，并且包括與在可移動(dòng)平臺(tái)10上的標(biāo)記系統(tǒng)16協(xié)作的標(biāo)記特征。光學(xué)系統(tǒng)39包括輻射源39A、反光鏡39B、可移動(dòng)光度頭39C和輻射束39D。如圖3所示，輻射源39A是激光。然而，在替代實(shí)施例中，輻射源39A可以是用于燒結(jié)或熔化粉狀材料36的任何輻射源。例如，在其它實(shí)施例中，輻射源39A可以是電子束。
[0019]在圖3所示的實(shí)施例中，標(biāo)記系統(tǒng)16連接到增材制造設(shè)備30的外殼38。因此，增材制造設(shè)備30基于增材制造的零件32A和32B相對(duì)于標(biāo)記系統(tǒng)16的位置可增材制造待增材制造的零件32A和32B。同樣地，當(dāng)可移動(dòng)平臺(tái)10從增材制造設(shè)備30被轉(zhuǎn)移到減材制造設(shè)備40時(shí)，減材制造設(shè)備40基于犧牲層34和增材制造的零件32A和32B相對(duì)于標(biāo)記系統(tǒng)16的位置可機(jī)械加工犧牲層34和增材制造的零件32A和32B。當(dāng)零件穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)減材制造設(shè)備40進(jìn)行處理時(shí)，增材制造的組