RU2614291C2 - Method of making 3-d products and apparatus for realising said method - Google Patents
Method of making 3-d products and apparatus for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2614291C2 RU2614291C2 RU2014146413A RU2014146413A RU2614291C2 RU 2614291 C2 RU2614291 C2 RU 2614291C2 RU 2014146413 A RU2014146413 A RU 2014146413A RU 2014146413 A RU2014146413 A RU 2014146413A RU 2614291 C2 RU2614291 C2 RU 2614291C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- powder
- shell
- layers
- outer shell
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000008207 working material Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Abstract
Description
Изобретение относится к области лазерной обработки материалов и может быть использовано при изготовлении объемных изделий из разнородных материалов, у которых различные участки обладали разными свойствами.The invention relates to the field of laser processing of materials and can be used in the manufacture of bulk products from dissimilar materials, in which different sections had different properties.
К таким изделиям можно отнести теплообменники, предназначенные для работы в агрессивных средах, у которых внешняя часть должна быть выполнена из нержавеющей стали, а внутренняя часть - из материала с большой удельной теплопроводностью, например, меди.These products include heat exchangers designed to operate in aggressive environments, in which the outer part should be made of stainless steel, and the inner part should be made of a material with high thermal conductivity, for example, copper.
К ним также можно отнести инструмент, работающий в буровых скважинах, внешняя поверхность которых должна быть абразивно устойчивой, и так далее.They also include a tool that works in boreholes, the outer surface of which must be abrasion resistant, and so on.
Известен способ для изготовления объемных изделий из разнородных материалов, включающий послойную насыпку, планаризацию и программируемое селективное спекание заданной области одного из материалов в плоскости каждого слоя с последующим удалением излишнего порошка и послойной насыпки, планаризации и программируемого селективного спекания заданной области другого материала в плоскости того же слоя спекания [1]A known method for the manufacture of bulk products from dissimilar materials, including layer-by-layer filling, planarization and programmable selective sintering of a given region of one of the materials in the plane of each layer, followed by removal of excess powder and layer-by-layer filling, planarization and programmable selective sintering of a given region of another material in the plane of the same sintering layer [1]
Известно также устройство для изготовления объемных изделий с внешней оболочкой, включающее открытый сверху контейнер, в котором размещено с возможностью вертикального перемещения относительно последнего опорное устройство для изготовления объемных изделий, привод опорного устройства с блоком управления, дозирующие устройства и размещенные на рабочей плоскости, задаваемой верхними краями контейнера, устройство с приводами соответственно планаризации слоя порошка и послойного лазерного спекания [1]It is also known a device for the manufacture of bulk products with an outer shell, including a container open at the top, in which a support device for manufacturing bulk products, a support device with a control unit, metering devices and placed on the working plane defined by the upper edges is placed with the possibility of vertical movement relative to the last container, device with drives respectively planarization of the powder layer and layer-by-layer laser sintering [1]
Эти способ и устройство требуют больших временных затрат для изготовления изделий и поэтому являются недостаточно эффективными.These method and device require a lot of time for the manufacture of products and therefore are not effective enough.
Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в уменьшении времени и удешевлении создания изделий.The result, to achieve which this technical solution is directed, is to reduce the time and reduce the cost of creating products.
Указанный результат достигается за счет того, что в способе изготовления объемных изделий, включающем создание внешней оболочки путем послойной насыпки, планаризации и программируемого селективного спекания заданной области в плоскости каждого слоя спекания с последующим удалением излишнего порошка, оболочку создают группами слоев, и после создания каждой из групп слоев заполняют внутреннюю полость оболочки на высоту группы материалом с последующим тепловым воздействием лазерным лучом на всю его глубину. Для изготовления внешней оболочки и внутренней полости оболочки применяют материалы различающегося состава. Внешнюю оболочку и внутреннюю полость оболочки формируют в различных энергетических режимах.This result is achieved due to the fact that in the method of manufacturing bulk products, including the creation of an outer shell by layer-by-layer filling, planarization and programmable selective sintering of a given area in the plane of each sintering layer with subsequent removal of excess powder, the shell is created in groups of layers, and after creating each of groups of layers fill the inner cavity of the shell to the height of the group with material, followed by thermal exposure to the laser beam to its entire depth. For the manufacture of the outer shell and the inner cavity of the shell, materials of varying composition are used. The outer shell and the inner cavity of the shell are formed in various energy modes.
Указанный результат достигается также за счет того, что устройство для изготовления объемных изделий с внешней оболочкой, включающее открытый сверху контейнер, в котором размещено с возможностью вертикального перемещения относительно последнего опорное устройство для изготовления объемных изделий, привод опорного устройства, дозирующие устройства и размещенные на рабочей плоскости, задаваемой верхними краями контейнера, устройства с приводами соответственно планаризации слоя порошка, послойного лазерного спекания и удаления излишнего материала, и программатор работы приводов, снабжено соединенным с программатором работы приводов задатчиком количества слоев групп внешней оболочки, устройствами удаления излишнего порошка из внутренней полости оболочки и заполнения внутренней полости рабочим материалом. Устройство снабжено дополнительным устройством лазерного спекания материала внутренней полости оболочки с блоком переключения энергетических режимов работы.This result is also achieved due to the fact that the device for the manufacture of bulk products with an outer shell, including an open top container, which is placed with the possibility of vertical movement relative to the last supporting device for the manufacture of bulk products, the drive of the supporting device, metering devices and placed on the working plane defined by the upper edges of the container, device with drives respectively planarization of the powder layer, layer-by-layer laser sintering and removal of his material and the programming work actuators, is provided connected to the programming work actuators setter number of layers of groups of the outer shell, devices remove excess powder from the interior of the shell and the filling of the inner cavity a working material. The device is equipped with an additional device for laser sintering of the material of the inner cavity of the shell with a block switching energy modes.
Пример выполнения заявляемого устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено заявляемое устройство, на фиг. 2 - место А, на фиг. 3 - схема привода устройства.An example of the implementation of the inventive device is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the inventive device, FIG. 2 - place A, in FIG. 3 is a diagram of a device drive.
Устройство для изготовления объемных изделий с внешней оболочкой выполнено в виде открытого сверху контейнера 1, в котором размещено с возможностью вертикального перемещения относительно последнего опорное устройство 2 для изготовления объемных изделий 3 с приводом 4 и размещенное над рабочей плоскостью 5, задаваемой верхними краями контейнера 1, размещены устройства 6, 7 соответственно планаризации слоя порошка и послойного лазерного спекания с приводами 8, 9.A device for manufacturing bulk products with an outer shell is made in the form of a
Устройство имеет дозирующие устройства 10 и 11 для планаризации слоя порошка и заполнения внутренней полости 12 рабочим материалом, а также устройства удаления излишнего порошка 13, 14 с поверхности слоев и из внутренней полости оболочки 12 с соответствующими приводами 15-18.The device has a
Для управления приводами при создании оболочки применен программатор 19 управления приводами и задатчик 20 количества слоев группы L внешней оболочки. Кроме того, устройство снабжено дополнительным устройством 21 с блоком переключения энергетических режимов работы для лазерного спекания материала внутренней полости оболочки с приводом 22.To control the drives when creating the shell, the
Способ изготовления объемных изделий заключается в следующем.A method of manufacturing bulk products is as follows.
Сначала создают на опорном устройстве 2 донную часть 23 изделия.First create on the supporting
Затем создают внешнюю оболочку 24 путем послойной насыпки, планаризации и программируемого селективного спекания заданной области в плоскости каждого слоя спекания с последующим удалением излишнего порошка.Then create the
Оболочку создают группами слоев, и после создания каждой из групп слоев, заполняют внутреннюю полость 23 оболочки 22 на высоту группы L материалом с последующим тепловым воздействием лазерным лучом на всю его глубину.The shell is created by groups of layers, and after creating each of the groups of layers, the
Для изготовления внешней оболочки и внутренней полости оболочки могут применятся материалы различающегося состава.For the manufacture of the outer shell and the inner cavity of the shell, materials of varying composition may be used.
Внешнюю оболочку и внутреннюю полость оболочки формируют в различных энергетических режимах.The outer shell and the inner cavity of the shell are formed in various energy modes.
Таким образом, данное техническое решение позволит:Thus, this technical solution will allow:
- уменьшить время создания изделий;- reduce the time of creation of products;
- удешевить создание изделий.- reduce the cost of creating products.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2401180, МКИ B22F 3/105, B23K 26/16, 2008.1. RF patent No. 2401180,
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014146413A RU2614291C2 (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Method of making 3-d products and apparatus for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014146413A RU2614291C2 (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Method of making 3-d products and apparatus for realising said method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014146413A RU2014146413A (en) | 2016-06-10 |
RU2614291C2 true RU2614291C2 (en) | 2017-03-24 |
Family
ID=56114867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014146413A RU2614291C2 (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Method of making 3-d products and apparatus for realising said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2614291C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2718635C1 (en) * | 2019-06-19 | 2020-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Method of making ceramic shell for casting blades (embodiments) |
RU2734650C1 (en) * | 2019-07-30 | 2020-10-21 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" | Device for layer-by-layer manufacturing of 3d articles and method of production thereof |
RU2797667C2 (en) * | 2019-02-06 | 2023-06-07 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" | Method for layer-by-layer production of product and device for its production |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5155324A (en) * | 1986-10-17 | 1992-10-13 | Deckard Carl R | Method for selective laser sintering with layerwise cross-scanning |
RU2086356C1 (en) * | 1992-12-14 | 1997-08-10 | Николай Константинович Толочко | Method of manufacture of three-dimensional products from powder materials |
US20110135952A1 (en) * | 2009-12-04 | 2011-06-09 | Honeywell International Inc. | Turbine components for engines and methods of fabricating the same |
RU2491151C1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Method of producing articles from composite powders |
-
2014
- 2014-11-19 RU RU2014146413A patent/RU2614291C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5155324A (en) * | 1986-10-17 | 1992-10-13 | Deckard Carl R | Method for selective laser sintering with layerwise cross-scanning |
RU2086356C1 (en) * | 1992-12-14 | 1997-08-10 | Николай Константинович Толочко | Method of manufacture of three-dimensional products from powder materials |
US20110135952A1 (en) * | 2009-12-04 | 2011-06-09 | Honeywell International Inc. | Turbine components for engines and methods of fabricating the same |
RU2491151C1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Method of producing articles from composite powders |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2797667C2 (en) * | 2019-02-06 | 2023-06-07 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" | Method for layer-by-layer production of product and device for its production |
RU2718635C1 (en) * | 2019-06-19 | 2020-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Method of making ceramic shell for casting blades (embodiments) |
RU2734650C1 (en) * | 2019-07-30 | 2020-10-21 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" | Device for layer-by-layer manufacturing of 3d articles and method of production thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014146413A (en) | 2016-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3106288B1 (en) | Additive manufacturing apparatus and method for large components | |
ES2617503T3 (en) | Method to produce a three-dimensional object | |
US11007713B2 (en) | High throughput additive manufacturing system | |
EP3124140B1 (en) | Apparatus with a build module and production method for additive manufacturing | |
US9908294B2 (en) | Machine for producing circular products by means of layer-by-layer addition | |
CN106061717A (en) | Method for producing three-dimensionally shaped object | |
RU2008133769A (en) | METHOD FOR PRODUCING GRADIENT MATERIALS FROM POWDERS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
US20060108712A1 (en) | Device and method for producing a three-dimensional object by means of a generative production method | |
JP6273578B2 (en) | Three-dimensional additive manufacturing apparatus and three-dimensional additive manufacturing method | |
RU2018100621A (en) | METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING THREE-DIMENSIONAL OBJECT | |
RU2014133398A (en) | METHOD OF STEREOLITOGRAPHY FOR MANUFACTURE OF A THREE-DIMENSIONAL OBJECT, IN WHICH THE REFERENCE SURFACE OF THE SPECIFIED OBJECT MAKES A MOVEMENT, PERIODICALLY CLOSING TO THE BOTTOM OF THE CONTAINER, AND STEREOLOZEROUSOUS | |
RU2013138351A (en) | SINTERING AND LASER MELTING DEVICE CONTAINING INDUCTION POWDER HEATING PRODUCT | |
WO2015025171A3 (en) | Apparatus and methods for building objects by selective solidification of powder material | |
RU2550670C2 (en) | Production of metal article by laser cyclic application of powder and unit to this end | |
US20170326792A1 (en) | Method, Device, and Recoating Module for Producing a Three-Dimensional Object | |
RU2614291C2 (en) | Method of making 3-d products and apparatus for realising said method | |
CN109219491A (en) | Method and apparatus for 3 D-printing | |
JP2019525003A (en) | Apparatus comprising a plurality of powder application devices for producing a three-dimensional workpiece | |
US20200079009A1 (en) | Method and device for producing a three-dimensional object | |
JP2015183288A (en) | Apparatus and method for molding three-dimensional laminate | |
CN103847102A (en) | Laser shell mould invalid rapid forming method of film covering powder material | |
RU159863U1 (en) | DEVICE FOR MAKING VOLUME PRODUCTS | |
JP2018095955A (en) | Method for additively producing three-dimensional objects | |
EP3122540A1 (en) | Method and equipment for generating a numerical representation of a three-dimensional object, said numerical representation being suited to be used for making said three-dimensional object through stereolithography | |
RU2007121997A (en) | METHOD FOR PRODUCING GRADIENT MATERIALS FROM POWDERS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |