Способ изготовления объемных изделий и устройство для его осуществления

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.

 

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.

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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области износостойких композиционных спеченных материалов, применяемых для изготовления вооружения бурового инструмента и опорно-центрирующих устройств, полученных методами порошковой металлургии, в частности устройств для калибровки ствола скважин.

Изобретение относится к способам трехмерной печати огнеупорных изделий. Способ включает создание 3D модели изделия, деление модели изделия на слои в поперечном сечении, нанесение слоя порошкообразного материала, нанесение рисунка сечения модели на слой порошкообразного материала жидким связующим, послойное отвердевание порошкообразного материала по 3D модели до завершения формирования изделия.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к армированным элементам для уплотнения зазоров проточной части турбомашин, длительно работающих в условиях повышенных температур и высокочастотных вибраций.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к композиционным уплотнениям зазоров проточной части турбомашин, длительно работающих в условиях повышенных температур и высокочастотных вибраций.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к изготовлению уплотнений зазоров проточной части турбомашин, длительно работающих в условиях повышенных температур и высокочастотных вибраций.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу получения полос из композиционных материалов с регулируемой толщиной и предназначенных для получения металлокерамических узлов, используемых в электровакуумных и полупроводниковых приборах.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к элементам уплотнений зазоров проточной части турбомашин, работающих в условиях повышенных температур и высокочастотных вибраций.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам изготовления уплотнений зазоров проточной части турбомашин, длительно работающих в условиях повышенных температур и высокочастотных вибраций.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к уплотнениям зазоров проточной части турбомашин, длительно работающих в условиях повышенных температур и высокочастотных вибраций.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве проволоки с наполнителем на основе силикокальция для внепечной обработки и модифицирования стали.

Изобретение относится к способу наплавки металлических деталей (301) для турбореактивного двигателя летательного аппарата и оснастке для его осуществления. Металлическую деталь устанавливают в положение для наплавки (301) в камере (201), имеющей верхнюю часть (202) с отверстием (208).
Изобретение относится к порошковому сплаву, который может быть использован для нанесения износостойкого и коррозионно-стойкого покрытия наплавкой или напылением.

Изобретение относится к изготовлению объемных изделий. Устройство включает стойку, платформу построения, размещенную на стойке герметичную камеру построения, устройства поддержания в камере рабочей среды, подачи порошка и планаризации слоя порошка на платформе построения, послойного лазерного спекания и удаления излишнего материала, а также контейнеры соответственно для размещения платформы построения с вертикальным приводом и сбора излишнего порошка.

Изобретение относится к трехмерной печати и может быть использовано для создания объемных изделий. Способ трехмерной печати объемного изделия из металлического порошкообразного материала, включающий прессование порошкообразного металлического материала рабочей поверхностью электрода с последующей подачей тока, разогревающего порошкообразный материал и приваривающего его к формируемому объемному изделию.

Изобретение относится к способу получения катализатора на основе частиц, с размером поперечного сечения в диапазоне 1-50 мм и соотношением размеров в диапазоне 0,5-5, с использованием слоя добавки, полученного технологией трехмерной печати, причем способ включает в себя: (i) формирование слоя порошкового материала-носителя катализатора, содержащего оксид алюминия, алюминат металла, диоксид кремния, алюмосиликат, диоксид титана, диоксид циркония, диоксид цинка или их смесь, (ii) связывание порошка в упомянутом слое согласно заданному шаблону, (iii) повторение пунктов (i) и (ii) слой за слоем, с образованием формованного блока, и (iv) нанесение каталитического материала на упомянутый формованный блок.

Группа изобретений относится к локальной наплавке термомеханической детали из сверхсплава с закреплением наплавляемого материала в повреждении детали. Сначала на подготовительном этапе в камерной матрице для искрового спекания выполняют форму, имеющую вид отпечатка по меньшей мере одной наплавляемой части поврежденной детали, вводят в форму слой порошка припоя и по меньшей мере один слой на основе порошка сверхсплава с образованием многослойного набора порошков, затем проводят искровое спекание полученного многослойного набора путем воздействия давлением и пропускания импульсного тока с подъемом температуры с получением преформы, имеющей градиенты композиции в многослойном наборе порошков, со стороной припоя и сверхсплавом на его поверхности.

Группа изобретений относится к лазерному спеканию металлического порошка. Устройство лазерного спекания для наплавки металлической детали из металлического порошка содержит генератор лазерного луча, средство отклонения лазерного луча для сканирования поверхности детали, емкость для спекания, содержащую металлический порошок для утолщения детали посредством расплавления металлического порошка лазерным лучом, и по меньшей мере одно средство индукционного нагрева металлического порошка, содержащегося в зоне упомянутой емкости для спекания.

Изобретение относится к изготовлению лопасти турбомашины (17) селективным расплавлением порошка (2). Способ включает послойное формирование на пластине (6) одновременно лопасти (17) и по меньшей мере одного элемента (21, 22) удержания и опоры этой лопасти, причем этот элемент (21, 22) отдален от лопасти (17) и отделен от нее зазором (23), заполненным нерасплавленным порошком (2).

Изобретение относится к гибридному компоненту (11), способу изготовления гибридного компонента (11) и может найти применение в различных отраслях машиностроения. Изготавливают преформу (2) в качестве первой части гибридного компонента (11).

Группа изобретений относится к способу увеличения разрешающей способности при выполнении трехмерного изделия посредством последовательного сплавления частей порошкового основания для получения трехмерного изделия.

Изобретение относится к изготовлению детали путем селективной плавки порошка. Устройство содержит емкость с дном в виде подвижной плиты, средства подачи порошка в емкость и средства генерирования и перемещения лазерного пучка или пучка электронов, выполненные с возможностью селективного плавления порошка в емкости. Причем устройство снабжено средствами для создания усилий напряжения в подвижной плите, по меньшей мере, в направлении, параллельном плоскости плиты. Напряжение подвижной плиты обеспечивает ее плоскостность. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

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.

Наверх