RU2614291C2 - Способ изготовления объемных изделий и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ изготовления объемных изделий и устройство для его осуществления 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к изготовлению объемных изделий из порошка в виде заполненной оболочки с донной частью. Формируют на опоре донную часть, затем формируют внешнюю оболочку по высоте из групп слоев, причем каждую из групп слоев формируют путем послойной насыпки порошка, его планаризации и послойного лазерного спекания заданной области в плоскости каждого слоя с получением оболочки заданной высоты, после формирования каждой группы слоев внутреннюю полость полученной внешней оболочки заполняют порошком на высоту этой группы слоев и проводят лазерное спекание порошка внутренней полости упомянутой оболочки на всю его глубину. Предложено устройство для послойного изготовления объемного изделия из порошка упомянутым способом. Обеспечивается снижение времени создания изделий. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
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.
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.
К ним также можно отнести инструмент, работающий в буровых скважинах, внешняя поверхность которых должна быть абразивно устойчивой, и так далее.
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]
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]
Эти способ и устройство требуют больших временных затрат для изготовления изделий и поэтому являются недостаточно эффективными.
Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в уменьшении времени и удешевлении создания изделий.
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.
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.
Пример выполнения заявляемого устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено заявляемое устройство, на фиг. 2 - место А, на фиг. 3 - схема привода устройства.
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.
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.
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.
Способ изготовления объемных изделий заключается в следующем.
Сначала создают на опорном устройстве 2 донную часть 23 изделия.
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.
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.
Для изготовления внешней оболочки и внутренней полости оболочки могут применятся материалы различающегося состава.
Внешнюю оболочку и внутреннюю полость оболочки формируют в различных энергетических режимах.
Таким образом, данное техническое решение позволит:
- уменьшить время создания изделий;
- удешевить создание изделий.
Источники информации
1. Патент РФ №2401180, МКИ B22F 3/105, B23K 26/16, 2008.
Claims (4)
1. Способ послойного изготовления объемного изделия из порошка в виде заполненной оболочки с донной частью, отличающийся тем, что формируют на опоре донную часть, затем формируют внешнюю оболочку по высоте из групп слоев, причем каждую из групп слоев формируют путем послойной насыпки порошка, его планаризации и послойного лазерного спекания заданной области в плоскости каждого слоя с получением оболочки заданной высоты, после формирования каждой группы слоев внутреннюю полость полученной внешней оболочки заполняют порошком на высоту этой группы слоев и проводят лазерное спекание порошка внутренней полости упомянутой оболочки на всю его глубину.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что внешнюю оболочку формируют из материала, отличного от материала порошка, которым заполняют внешнюю оболочку.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что внешнюю оболочку формируют в энергетическом режиме, отличном от энергетического режима, в котором ведут лазерное спекание порошка во внутренней полости оболочки.
4. Устройство для послойного изготовления объемного изделия из порошка в виде заполненной оболочки с донной частью, содержащее открытый сверху контейнер, в котором с возможностью вертикального перемещения размещено опорное устройство для формирования объемного изделия с приводом, дозирующие порошок устройства и приводные устройства планаризации слоя порошка и устройства послойного лазерного спекания и удаления излишнего порошка, отличающееся тем, что оно снабжено задатчиком количества слоев в группах слоев для изготовления внешней оболочки, устройствами для заполнения порошком внутренней полости полученной внешней оболочки, удаления излишнего порошка из внутренней полости оболочки и лазерного спекания порошка внутренней полости упомянутой оболочки и блоком переключения режимов послойного лазерного спекания и выполнено с возможностью управления приводами опорного устройства, устройства послойного лазерного спекания и устройства удаления излишнего порошка посредством программатора, соединенного с задатчиком количества слоев в группах слоев для изготовления внешней оболочки, при этом устройство планаризации слоя порошка размещено над рабочей плоскостью, задаваемой верхними краями контейнера.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014146413A RU2614291C2 (ru) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Способ изготовления объемных изделий и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014146413A RU2614291C2 (ru) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Способ изготовления объемных изделий и устройство для его осуществления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014146413A RU2014146413A (ru) | 2016-06-10 |
| RU2614291C2 true RU2614291C2 (ru) | 2017-03-24 |
Family
ID=56114867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014146413A RU2614291C2 (ru) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Способ изготовления объемных изделий и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2614291C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2718635C1 (ru) * | 2019-06-19 | 2020-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Способ изготовления керамической оболочки для литья лопаток (варианты) |
| RU2734650C1 (ru) * | 2019-07-30 | 2020-10-21 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" | Устройство для послойного изготовления объемных изделий и способ их изготовления |
| RU2797667C2 (ru) * | 2019-02-06 | 2023-06-07 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" | Способ послойного изготовления изделия и устройство для его изготовления |
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 (ru) * | 1992-12-14 | 1997-08-10 | Николай Константинович Толочко | Способ изготовления трехмерных изделий из порошковых материалов |
| US20110135952A1 (en) * | 2009-12-04 | 2011-06-09 | Honeywell International Inc. | Turbine components for engines and methods of fabricating the same |
| RU2491151C1 (ru) * | 2012-05-31 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Способ изготовления изделий из композиционных порошкообразных материалов |
-
2014
- 2014-11-19 RU RU2014146413A patent/RU2614291C2/ru 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 (ru) * | 1992-12-14 | 1997-08-10 | Николай Константинович Толочко | Способ изготовления трехмерных изделий из порошковых материалов |
| US20110135952A1 (en) * | 2009-12-04 | 2011-06-09 | Honeywell International Inc. | Turbine components for engines and methods of fabricating the same |
| RU2491151C1 (ru) * | 2012-05-31 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Способ изготовления изделий из композиционных порошкообразных материалов |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2797667C2 (ru) * | 2019-02-06 | 2023-06-07 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" | Способ послойного изготовления изделия и устройство для его изготовления |
| RU2718635C1 (ru) * | 2019-06-19 | 2020-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Способ изготовления керамической оболочки для литья лопаток (варианты) |
| RU2734650C1 (ru) * | 2019-07-30 | 2020-10-21 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" | Устройство для послойного изготовления объемных изделий и способ их изготовления |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014146413A (ru) | 2016-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11007713B2 (en) | High throughput additive manufacturing system | |
| AU2013307568B2 (en) | Machine for producing circular products by means of layer-by-layer addition | |
| EP3106288A1 (en) | Additive manufacturing apparatus and method for large components | |
| US8172562B2 (en) | Device and method for producing a three-dimensional object by means of a generative production method | |
| CN106061717A (zh) | 三维形状造型物的制造方法 | |
| RU2008133769A (ru) | Способ получения градиентных материалов из порошков и устройство для его осуществления | |
| JP6273578B2 (ja) | ３次元積層造形装置及び３次元積層造形方法 | |
| RU2018100621A (ru) | Способ и устройство для изготовления трехмерного объекта | |
| RU2013150329A (ru) | Стереолитографическая машина для изготовления трехмерного объекта и способ стереолитографии, выполняемый посредством такой машины | |
| RU2014133398A (ru) | Способ стереолитографии для изготовления трехмерного объекта, при котором опорная поверхность указанного объекта совершает перемещение, переодически приближаясь к дну контейнера, и стереолитографическая машина, использующая этот способ | |
| RU2013138351A (ru) | Устройство спекания и лазерного плавления, содержащее средство индукционного нагрева порошка | |
| WO2015025171A3 (en) | Apparatus and methods for building objects by selective solidification of powder material | |
| RU2550670C2 (ru) | Способ изготовления металлического изделия лазерным цикличным нанесением порошкового материала и установка для его осуществления | |
| RU2015131615A (ru) | Способ селективного лазерного плавления/спекания с применением порошкообразного флюса | |
| RU2614291C2 (ru) | Способ изготовления объемных изделий и устройство для его осуществления | |
| CN109219491A (zh) | 用于三维打印的方法及设备 | |
| EP3173167A1 (en) | Method and apparatus for treating an object | |
| JP2019525003A (ja) | ３次元ワークピースを作製するために複数の粉末適用機器を備える装置 | |
| US11396175B2 (en) | Method and device for producing a three-dimensional object | |
| JP2015183288A (ja) | ３次元積層造形装置及び３次元積層造形方法 | |
| JP2018095955A (ja) | 三次元的な物体を付加的に製造するための方法 | |
| RU159863U1 (ru) | Устройство для изготовления объемных изделий | |
| RU2438939C2 (ru) | Устройство для изготовления объемных деталей и конструкций в космическом пространстве | |
| JP2019077945A (ja) | 造形材料塗布デバイス | |
| 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 |