【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及根據粉末床熔融工藝的增材制造。更詳細地，本專利技術涉及用于在粉末床工藝中使用的一種粉末儲存設備，即所謂的“粉末貯存器”。粉末貯存器至少包括安裝在支撐框架中的粉末容器(簡稱“容器”)。
技術介紹
1、通常所說的粉末床熔融工藝是一種增材制造工藝。在此工藝中，粉末層是一層一層地施加在前一層的頂部上的，以在支撐板上形成粉末床。在施加新的粉末層之前，已施加層的一部分經受輻射，這通過熔化、燒結、熔融和/或焊接或任何類似工藝，使一層的粉末顆粒的一部分粘附到彼此以及粘附到先前施加的層。粉末床熔融工藝可以被認為是在相應的一系列粉末層上熔融待制造工件的一系列橫截面，從而形成工件。這種熔融是通過使用輻射束掃描該橫截面而獲得的。本文中，我們使用術語“粉末床熔融工藝”作為代表，該術語包括允許通過施加輻射到粉末床的要被粘附的那些部分以選擇性地粘附粉末床的部分的所有其他工藝，而不管粘附是否是通過熔融、熔化、焊接、燒結等獲得的。粉末床熔融工藝不限于但允許——與大多數其他增材制造工藝不同——通過選擇性地熔融金屬粉末顆粒來制造金屬工件。已經發表了許多關于粉末床熔融工藝的不同方面和變型的綜述文章。其中至少一部分的概述由yi?zhang、yeon-gil?jung和jing?zhang在multiscale?modeling?ofadditively?manufactured?metals:application?to?laser?powder?bed?fusion?process(additive?manufacturing?materials?and
2、粉末顆粒通常具有亞微米直徑，并且必須在明確的條件下儲存，通常儲存在惰性氣體環境或真空環境中，因為粉末的氧化會導致較低的工件質量。
3、wo?2021/123782?a1涉及一種用于增材制造工藝的聯接系統。聯接系統包括導管，導管用于在粉末貯存器和增材制造工藝的其他部件之間傳遞材料。導管包括經由可延伸的中間部分連接的第一部分和第二部分。致動器可操作地作用于導管的至少一部分，以延伸或收縮中間部分來控制導管的長度。這允許將聯接系統與粉末貯存器的粉末釋放開口聯接，和將聯接系統與粉末貯存器的粉末釋放開口斷開聯接。聯接系統包括機械支撐部，該機械支撐部具有四個錐形銷，四個錐形銷向上延伸并且配置為被粉末貯存器的支撐結構的配對通孔接收。
4、wo?2016/046539?a2的作者提出一種用于將金屬粉末從制造地點運輸到增材制造(am)機器的粉末貯存器。貯存器具有用于容納粉末的壓力容器、用于為壓力容器提供物理保護的保護框架，且貯存器安裝在工業標準托盤系統上以允許使用叉車。壓力容器包括上部分、下部分和可移除的蓋。上部分是中空圓筒，下部分是中空截頭圓錐。在截頭圓錐的底端處是具有出口控制閥的出口管。出口管具有用于將出口管連接到am機器的凸緣。在中空圓筒的頂部上是可移除的蓋，該可移除的蓋允許一旦移除了該蓋，就可以填充壓力容器。然后，蓋被密封地螺栓連接到中空圓筒的上周邊。壓力容器中的環境由數據記錄裝置監測，這些數據記錄裝置連接到具有gsm收發器的通信模塊。遠程監測站輪詢該通信模塊，從而觸發傳感器讀數通過通信模塊的傳輸。這些傳感器讀數由壓力傳感器、氧氣傳感器、濕度傳感器、應變計、加速度計、溫度傳感器和gps位置傳感器提供。
技術實現思路
1、本專利技術待解決的問題是提供一種改進的粉末貯存器，該粉末貯存器用于儲存和輸送在粉末床熔融工藝中使用的粉末。
2、在獨立權利要求中描述了該問題的解決方案。從屬權利要求涉及本專利技術的其他改進。
3、本專利技術基于一系列觀察。首先，注意到在增材制造工廠中使用許多不同粉末貯存器來在不同制造階段處理粉末，不同制造階段中僅其中一種制造階段是熔融工藝。例如，一旦熔融完成，工件必須從其所嵌入的粉末床中分離，并且如此獲得的粉末優選地準備用于在粉末床熔融工藝中再使用。此外，用于準備再使用的站(回收站)必須具有至少三種粉末貯存器，包括源貯存器、回收粉末貯存器和廢棄物貯存器。同樣，am機器除了粉末源貯存器之外還具有粉末溢流貯存器，并且通常還具有廢棄物貯存器和緩沖貯存器。本專利技術允許使用單一類型的貯存器代替所有這些不同的貯存器。
4、更詳細地，用于在增材制造工藝(“am工藝”)中處理粉末的粉末貯存器可以包括粉末容器，本文中也簡稱為“容器”。該容器本質上是圍封有用于儲存粉末的容器容積(即容器的容積)的外殼(容器壁的集)。如通常的，容器具有底部、至少一個側壁、和頂部。
5、容器，優選地，具有粉末入口和/或粉末出口。粉末入口優選地是容器中的開口，即外殼中的開口，粉末入口配置為從粉末源接收粉末，例如，經由粉末供應管線。粉末入口優選地位于容器的上部分，例如，在容器的上半部，優選地在容器的上三分之一、上四分之一、上五分之一和/或上十分之一處。在優選的示例中，粉末入口位于容器的頂部。相應地，粉末出口可以位于粉末入口的下方，即在容器的下部分，例如，在容器的下半部，優選地在容器的下三分之一、下四分之一、下五分之一和/或下十分之一處。在優選的示例中，粉末出口位于容器的底部。如通常的，術語“上”和“下”是指容器的正常取向，如人們可以預期的容器在正常使用期間的取向，這里也稱為“第一取向”。如將在以下更詳細解釋的，容器可以可旋轉地被支撐，例如，進入第二取向，該第二取向可以是例如相對于第一取向的倒置取向、即所謂的“顛倒”取向。通過旋轉容器例如180°±αh可以獲得這種倒置取向，其中“±αh”表示區間[180°-|αh|；180°+|αh|]是可接受的，并且其中αh∈{30°,20°,15°,10°,5°,2.5°,1°,0}，并且其中αh的更小絕對值是優選的。旋轉的軸線優選地至少近似地水平，即至少近似地垂直于豎直方向。至少近似地水平在此意味著，在[-αh,αh]的區間內的與水平的偏差是可接受的。底部的至少一部分優選地是圓錐或截頭圓錐。圓錐或截頭圓錐的開口角β相應地優選在48°和62°之間(β∈[48°,62°])，更優選地在50°和60°之間(β∈[50°,60°])，甚至更優選地在51°和58°之間(β∈[51°,58°])。特別優選的開口角是β＝54°±1°(β∈[53°,55°])。這些開口角是優選的，因為不需要機械驅動的粉末輸送或流體化裝置，如振動器、粉末刮刀等，來從容器中完全移除粉末，同時最大化容器容積。
6、如通常的，“上”和“下”是參考重力方向限定的方向(下是平行于重力方向的，上是相反方向，即反平行方向)。提及“頂部”或“底部”假設了在正常操作期間觀察到的相應部件的取向。在正常操作期間，粉末入口通常位于容器的中心上方(大多數在容器的頂部)，并且粉末出口通常位于容器的中心下方(大多數在底部)。容器的底部是容器的向下界定容器容積的部分。容器的頂部是容器的向上界定容器容積的部分。側壁連接容器底部和容器頂部。
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【技術保護點】
1.一種粉末貯存器(1)，所述粉末貯存器(1)用于在增材制造工藝中處理粉末，其中，所述粉末貯存器(1)至少包括：
2.根據權利要求1所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，所述粉末貯存器還至少包括：
3.根據權利要求1或2所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，至少一個漏斗與所述容器的粉末入口和/或粉末出口處于流體連通，和/或在引用權利要求2的情況下，在相應的閥處于打開狀態的情況下，至少一個漏斗經由所述粉末入口閥和/或所述粉末出口閥與所述容器容積處于流體連通。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，所述粉末容器(100)由容器支撐結構(200)支撐，并且支撐框架(300)通過具有旋轉軸線的至少一個旋轉軸承可旋轉地支撐所述容器支撐結構(200)。
5.根據權利要求4所述的粉末貯存器，其特征在于，
6.根據權利要求4或5所述的粉末貯存器，其特征在于，所述粉末容器(100)具有粉末容器底部(120)，并且所述粉末容器底部由可旋轉的支撐結構(200)的支撐結構底部(220)支撐。
7.根據權利要求
8.根據權利要求7所述的粉末貯存器，其特征在于，粉末移除漏斗(150)覆蓋所述粉末容器的所述開口。
9.根據權利要求4至8中任一項所述的粉末貯存器，其特征在于，所述粉末貯存器包括鎖定機構，其中，所述鎖定機構可釋放地阻止所述容器支撐結構(200)相對于所述支撐框架(300)的旋轉。
10.根據前述權利要求中任一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，所述n個傳感器的集N至少包括以下傳感器中的一者：
11.根據前述權利要求中任一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，所述n個傳感器的集N中的m個傳感器的子集M(m≤n；m、n為整數)中的每個傳感器都經由單獨的測量線連接到所述多端口連接器(500)的單獨端口。
12.根據前述權利要求中任一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，所述粉末貯存器還包括用于驅動所述粉末貯存器(1)的至少一個機械裝置的l個致動器(428，438，488，498，858)的集，其中，l是整數，并且其中，至少所述l個致動器的集L中的k個致動器的子集K中的每個致動器(428，438，488，498，858)都經由單獨的致動器控制線連接到所述多端口連接器(500)的單獨觸頭和/或單獨端口，即k≤l；l、k是整數。
13.根據前述權利要求中任一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，
14.根據前述權利要求中任一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，惰性氣體入口閥(818)和/或減壓閥(819)位于惰性氣體管線中，所述惰性氣體管線提供所述粉末貯存器(1)的惰性氣體端口(410)與所述容器(100)的惰性氣體入口(410)之間的流體連通。
15.根據權利要求5至7中任一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，所述粉末貯存器包括控制閥，所述控制閥具有控制閥致動器(428，438，488，498)，并且所述控制閥致動器(428，438，488，498，858)是l個致動器的集L中的k個致動器的子集K中的成員。
16.根據權利要求8至11中任一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，所述粉末貯存器(1)包括氣體移除端口(430)，所述氣體移除端口至少經由氣體移除控制閥(435)與所述容器容積處于流體連通，并且，
17.根據前一項權利要求所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，氣體移除端口連接傳感器連接到氣體移除端口連接傳感器線的第一端，并且所述氣體移除端口連接傳感器線的第二端連接到所述多端口連接器(500)的端口。
18.根據前述權利要求中至少一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，所述粉末容器(100)位于支撐框架(200)的內部，并且所述多端口連接器(500)附接到所述框架(200)，并且所述多端口連接器(500)的端口面向外。
19.根據前述權利要求中至少一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，所述粉末貯存器(1)具有鎖定軸(850)，所述鎖定軸相對于所述粉末容器(100)可旋轉地被支撐，其中，所述鎖定軸(850)具有近端(851)和遠端(852)，并且鎖定構件(853)扭矩傳遞地聯接到所述鎖定軸(850)的遠端(852)，并且所述鎖定軸(850)由鎖定軸致動器(858)驅動。
20.根據引用權利要求8的前一項權利要求所述的粉末貯存器(...
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種粉末貯存器(1)，所述粉末貯存器(1)用于在增材制造工藝中處理粉末，其中，所述粉末貯存器(1)至少包括：
2.根據權利要求1所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，所述粉末貯存器還至少包括：
3.根據權利要求1或2所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，至少一個漏斗與所述容器的粉末入口和/或粉末出口處于流體連通，和/或在引用權利要求2的情況下，在相應的閥處于打開狀態的情況下，至少一個漏斗經由所述粉末入口閥和/或所述粉末出口閥與所述容器容積處于流體連通。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，所述粉末容器(100)由容器支撐結構(200)支撐，并且支撐框架(300)通過具有旋轉軸線的至少一個旋轉軸承可旋轉地支撐所述容器支撐結構(200)。
5.根據權利要求4所述的粉末貯存器，其特征在于，
6.根據權利要求4或5所述的粉末貯存器，其特征在于，所述粉末容器(100)具有粉末容器底部(120)，并且所述粉末容器底部由可旋轉的支撐結構(200)的支撐結構底部(220)支撐。
7.根據權利要求5或6所述的粉末貯存器，其特征在于，所述粉末移除漏斗(150)具有粉末移除漏斗粉末入口，并且所述粉末移除漏斗粉末入口經由所述粉末容器的開口與所述容器容積處于流體連通。
8.根據權利要求7所述的粉末貯存器，其特征在于，粉末移除漏斗(150)覆蓋所述粉末容器的所述開口。
9.根據權利要求4至8中任一項所述的粉末貯存器，其特征在于，所述粉末貯存器包括鎖定機構，其中，所述鎖定機構可釋放地阻止所述容器支撐結構(200)相對于所述支撐框架(300)的旋轉。
10.根據前述權利要求中任一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，所述n個傳感器的集n至少包括以下傳感器中的一者：
11.根據前述權利要求中任一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，所述n個傳感器的集n中的m個傳感器的子集m(m≤n；m、n為整數)中的每個傳感器都經由單獨的測量線連接到所述多端口連接器(500)的單獨端口。
12.根據前述權利要求中任一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，所述粉末貯存器還包括用于驅動所述粉末貯存器(1)的至少一個機械裝置的l個致動器(428，438，488，498，858)的集，其中，l是整數，并且其中，至少所述l個致動器的集l中的k個致動器的子集k中的每個致動器(428，438，488，498，858)都經由單獨的致動器控制線連接到所述多端口連接器(500)的單獨觸頭和/或單獨端口，即k≤l；l、k是整數。
13.根據前述權利要求中任一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，
14.根據前述權利要求中任一項所述的粉末貯存器(1)，其特征在于，惰性氣體入口閥(818)和/或減壓閥(819)位于惰性氣體管線中，所述惰性氣體管線提供所述粉末貯存器(1)的惰性氣體端口(410)與所述容器(100)的惰性氣體...
【專利技術屬性】
技術研發人員：D·科普斯欽斯基，M·奧弗伯格，P·內根丹克，R·雷德利希，S·費斯特，
申請(專利權)人：尼康SLM方案股份公司，
類型：發明
國別省市：
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