Устройство для изготовления объемных изделий

Авторы патента:

Сапрыкин Леонид Григорьевич (RU)

Дубовцев Владимир Васильевич (RU)

Сапрыкин Дмитрий Леонидович (RU)

Миленький Михаил Николаевич (RU)

B33Y30/00 -

B22F3/105 - с использованием электрического тока, лазерного излучения или плазмы (B22F 3/11 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2602329:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" (RU)

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. Камера построения выполнена с технологическим люком, размещенным в донной ее части, и снабжена размещенной под камерой построения с возможностью вертикального перемещения крышкой, скрепленной с контейнером платформы построения. Обеспечивается увеличение размера изделия без увеличения размеров камеры построения. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области лазерной обработки материалов и может быть использовано при изготовлении объемных изделий.

Известно устройство для изготовления объемных изделий, включающее стойку, платформу построения, размещенную на стойке герметичную камеру построения, выполненную с боковой дверцей, средствами для 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 [1].

Недостаток этого устройства заключается в том, что размер объемного изделия ограничено размером камеры построения.

Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в увеличении размера изделия без увеличения размеров камеры построения.

Указанный результат достигается за счет того, что устройство для изготовления объемных изделий включает стойку, платформу построения, размещенную на стойке герметичную камеру построения, устройства для 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, причем камера построения выполнена с размещенным в донной ее части технологическим люком и размещенной под ней с возможностью вертикального перемещения и снабженной герметизирующими элементами крышкой, скрепленной с контейнером платформы построения. Крышка скреплена с контейнером для сбора излишнего порошка.

Камера построения установлена с возможностью вертикального перемещения относительно стойки.

Пример выполнения заявляемого устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено заявляемое устройство, на фиг. 2 - разрез А-А, на фиг. 3 - разрез Б-Б, на фиг. 4-5 - изображение устройства в изометрии при опущенной крышке, на фиг. 6 - схема работы устройства.

Устройство для изготовления объемных изделий включает стойку 1, размещенную на стойке герметичную камеру 2 построения, выполненную с боковой дверцей 3, устройствами для поддержания в камере рабочей среды 4, подачи порошка 5 и планаризации 6 слоя порошка на платформе 7 построения, послойного лазерного спекания 8 и удаления 9 излишнего материала, а также контейнеры 10, 11 соответственно для размещения платформы построения с вертикальным приводом 12 и сбора излишнего порошка.

Камера 2 построения выполнена с технологическим люком 13, который размещен в донной части камеры 2 и снабжен крышкой 14, размещенной под камерой построения и установленной с возможностью вертикального перемещения.

Крышка 14 скреплена с контейнером 10 для размещения платформы построения и с контейнером 11 для сбора излишнего порошка. Крышка 14 и нижняя часть камеры 2 построения снабжены герметизирующими элементами 15 для обеспечения герметизации камеры 2. Для обеспечения вертикального перемещения крышки 14 предусмотрен привод 16.

Камера 2 построения установлена на стойке 1 с возможностью вертикального перемещения относительно нее, для чего предусмотрен привод 17.

Устройство для послойного лазерного спекания 8 выполнено в виде жестко скрепленных с камерой 2 построения лазера 18 и сканирующего устройства 19. Для прохождения лазерного луча в камере выполнены окна 20. Для перемещения порошка из камеры 2 в контейнер 11 предусмотрено окно 21.

Работает устройство следующим образом.

Поднимают крышку 14, герметизируя камеру 2. По каналам 4 устройства для поддержания в камере рабочей среды подают в камеру рабочий агент. Подают из контейнера 5 на платформу 7 построения порошок, который выравнивают устройством 6 планаризации. Производят послойное программируемое лазерное спекание изделие посредством лазера 18 и сканирующего устройства 19.

После изготовления объемного изделия 22 удаляют порошок и рабочий газ из камеры 2, опускают крышку 14 и извлекают изделие. При этом вертикальный размер изделия не зависит от размеров самой камеры и боковой дверцы 3.

Таким образом, данное техническое решение позволит:

- увеличить вертикальный размер изделия без увеличения размеров камеры построения;

- упростить процесс изготовления изделия путем облегчения доступа к изделию.

Источники информации

1. Патент РФ №2401180, МКИ B22F 3/105, B23K 26/16, 2008.

1. Устройство для изготовления объемных изделий, включающее стойку, платформу построения, размещенную на стойке герметичную камеру построения, устройства для 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, отличающееся тем, что камера построения выполнена с технологическим люком, размещенным в донной ее части, и снабжена размещенной под камерой построения с возможностью вертикального перемещения крышкой, скрепленной с контейнером платформы построения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что крышка скреплена с контейнером для сбора излишнего порошка.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что камера построения установлена с возможностью вертикального перемещения относительно стойки.

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.

Способ изготовления катализатора // 2598381

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.

Способ локальной наплавки поврежденной термомеханической детали и деталь, выполняемая таким образом, в частности деталь турбины // 2598018

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.

Устройство спекания и лазерного плавления, содержащее средство индукционного нагрева порошка // 2598015

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.

Способ изготовления металлической детали селективным плавлением порошка // 2593312

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).

Способ изготовления гибридного компонента // 2590431

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).

Способ и устройство для увеличения разрешающей способности в аддитивно выполненных трехмерных изделиях // 2588207

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

Способ изготовления медно-титанового токопроводящего элемента // 2582867

Изобретение относится к технологии изготовления медно-титановых токопроводящих контактных элементов. Медный и титановый компоненты сопрягают друг с другом и соединяют в медно-титановый токопроводящий контактный элемент.

Способ спекания изделий из порошков твердых сплавов группы wc-co // 2582851

Изобретение относится к области порошковой металлургии. Способ спекания изделий из порошков твердых сплавов группы WC-Co включает электроимпульсное прессование при давлении 50-500 МПа, плотности импульса тока 50-500 кА/см2 и длительности импульса тока не более 10-3 с.

Способ получения объемных изделий с градиентом свойств из порошков и устройство для его осуществления // 2580145

Группа изобретений относится к области высокоэнергетической обработки материалов, а именно к способу и устройству для получения изделий с градиентом свойств из порошков с применением потоков излучения и частиц, и может быть использована в их селективном спекании или плавлении.

Порошковый сплав на основе железа для износостойкой наплавки и напыления // 2607066

Изобретение относится к порошковому сплаву, который может быть использован для нанесения износостойкого и коррозионно-стойкого покрытия наплавкой или напылением. Порошковый сплав на основе железа содержит 2,9-3,3 мас.% углерода, 0,4-1,0 мас.% кремния, 0,4-1,2 мас.% марганца, 17-21 мас.% хрома, 0,15-1,2 мас.% алюминия, 3-4,5 мас.% ванадия, 0,02-0,12 мас.% бария, не более 0,06 мас.% серы и не более 0,07 мас.% фосфора. Обеспечивается повышение ударно-абразивной износостойкости, а также стабилизация твердости наплавленного покрытия.

Способ наплавки металлических деталей для турбореактивных двигателей летательных аппаратов и оснастка локальной защиты для реализации способа // 2612471

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). Подвижную крышку (221) с отверстием (222) устанавливают на отверстие (208) в верхней части (202) камеры. Осуществляют позиционирование сопла (103) на уровне отверстия (222) подвижной крышки (221). Инертный газ вводят в камеру (201. Осуществляют нанесение металлического порошка на металлическую деталь (301), испускание лазерного пучка или пучка электронов для наплавки металлической детали (301), разогрев нанесенного порошка упомянутым пучком с обеспечением наплавки металлической детали (301). В процессе наплавки выполняют перемещение сопла (103) относительно камеры (201) в соответствии с траекторией наплавки металлической детали (301), при этом посредством перемещения сопла (103) осуществляют перемещение подвижной крышки (201) на верхней части (202) камеры (201). В результате обеспечивается значительное прямолинейное перемещение сопла, что позволяет охватить всю зону наплавки, а также изоляция, исключающая быстрое истечение газа из камеры, соответственно предотвращается окисление детали в процессе наплавки. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ изготовления объемных изделий и устройство для его осуществления // 2614291

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.

Устройство для изготовления деталей путем селективной плавки порошка // 2615413

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.

Способ импульсного электронно-пучкового полирования поверхности металлических изделий // 2619543

Изобретение относится к импульсному электронно-пучковому полированию поверхности металлических изделий, полученных селективным спеканием порошка. На поверхность изделия с исходной шероховатостью воздействуют импульсным пучком в вакууме при давлении (2-5)⋅10-2 Па, энергии электронов 15-25 кэВ, длительности импульсов 150-200 мкс и плотности энергии в импульсе 40-60 Дж/см2. Обеспечивается значительное снижение пористости и шероховатости поверхностного слоя объемных металлических изделий. 2 ил.

Способ изготовления деталей послойным лазерным сплавлением металлических порошков жаропрочных сплавов на основе никеля // 2623537

Изобретение относится к способу изготовлению детали из хромосодержащего жаропрочного сплава на основе никеля и может найти применение при изготовлении деталей газотурбинных двигателей. Осуществляют нанесение слоя порошка на подложку, формирование первого слоя детали посредством селективного сплавления порошка лазерным лучом, повторное выполнение вышеуказанных операций для формирования последующих слоев детали. Проводят горячее изостатическое прессование в среде аргона и термическую обработку полученной детали. Металлический порошок хромсодержащего жаропрочного сплава на основе никеля предварительно подвергают газодинамической сепарации с последующей дегазацией. Процесс сплавления порошка лазерным лучом проводят в защитной атмосфере азота. Перед горячим изостатическим прессованием деталь помещают в среду электрокорунда и стружки титана или титанового сплава таким образом, чтобы деталь и указанная стружка не соприкасались. Технический результат - получение деталей с низкой пористостью, шероховатостью и содержанием вредной примеси кислорода, а также высокими механическими свойствами. 4 з.п. ф-лы, 3 табл., 2 пр.

Способ и устройство аддитивного изготовления деталей методом прямого осаждения материала, управляемого в электромагнитном поле // 2627527

Группа изобретений относится к аддитивному изготовления деталей. Способ включает прямое осаждение потока гранул порошка металла или неметалла из накопительной емкости в ванну расплава на опорном столе для формирования детали, наплавляемой посредством тепловой энергии лазерного или электронного источника нагрева, и кристаллизацию расплава с обеспечением формирования детали. Осаждение гранул порошка ведут под действием сил тяжести и электромагнитных сил с обеспечением приобретения ими положительного или отрицательного заряда в полете, при этом управляют траекторией и скоростью движения гранул порошка в полете посредством электромагнитного поля в соответствии с заданной программой. Предложено также устройство для аддитивного изготовления деталей. Обеспечивается повышение эффективности аддитивного изготовления деталей. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ послойного электронно-лучевого спекания изделий из керамического порошка // 2627796

Изобретение относится к технологии керамических материалов и может быть использовано для получения трёхмерных объектов из керамических порошков. Изобретение направлено на сокращение времени, затрачиваемого на послойное электронно-лучевое спекание изделий из керамического порошка при обеспечении однородности нагрева каждого слоя керамического порошка. В способе спекания, содержащем операции нанесения и выравнивания слоя порошка, а также облучения электронами нанесенного слоя, используют два электронных источника, формирующих два электронных пучка с энергией 10-15 кэВ, один из которых расфокусирован и облучает весь слой порошка, а второй пучок сфокусирован и сканирует спекаемую область порошкового слоя. Облучение производят в диапазоне давлений инертного газа 5-20 Па. Технический результат достигается за счет исключения стадии предварительного прогрева слоя порошка, поскольку диапазон давлений 5-20 Па обеспечивает образование пучковой плазмы, через которую электрический заряд, приносимый электронным пучком, стекает с частиц порошка на заземленные стенки вакуумной камеры. Однородность нагрева достигается непрерывным облучением всего слоя порошка расфокусированным электронным пучком, обеспечивающим достижение температуры, не достаточной для спекания. Добавка мощности сканирующего сфокусированного пучка обеспечивает спекание по заданному рисунку. 1 ил., 1 пр.

Устройство для лазерного спекания изделия из порошкообразных материалов // 2629574

Изобретение относится к лазерному спеканию изделия из порошкообразных материалов. Устройство содержит рабочий стол для формирования изделия, связанный с системой управления лазерный излучатель, выполненный с возможностью фокусировки лазерного луча в заданной зоне формирования изделия. При этом устройство снабжено связанным с системой управления и лазерным излучателем лазерным триангуляционным сканером с камерой, установленной над рабочим столом с возможностью полного его обзора. Рабочий стол выполнен с приводом горизонтального позиционирования, связанным с системой управления с возможностью коррекции пространственного положения рабочего стола по данным лазерного триангуляционного сканера, а лазерный излучатель оснащен фильтром с приводом, связанным с системой управления и выполненным с возможностью перекрытия лучевого тракта для позиционирования рабочего стола. Исключена необходимость использования накладных измерительных систем. Повышена производительность. 1 ил.

Способ и устройство для производства с помощью аддитивных технологий // 2630096

Группа изобретений относится к формированию трехмерной детали из сплавленных частей порошковых слоев. Способ включает обеспечение модели детали, нанесение первого порошкового слоя на рабочий стол, направление первого энергетического пучка от первого источника энергетического пучка на рабочий стол с обеспечением сплавления первого порошкового слоя в первых выбранных местоположениях в соответствии с моделью для формирования первой части первого поперечного сечения указанной детали, направление второго энергетического пучка от второго источника энергетического пучка на рабочий стол с обеспечением сплавления первого порошкового слоя во вторых выбранных местоположениях в соответствии с моделью для формирования второй части первого поперечного сечения указанной трехмерной детали. Сплавление первых и вторых местоположений первого порошкового слоя проводят одновременно с помощью первого и второго энергетических пучков от первого и второго источников энергетического пучка соответственно. Пятно первого энергетического пучка по меньшей мере частично перекрывает пятно второго энергетического пучка. Поддерживают заданное значение суммы мощностей первого и второго пучков в первой перекрывающейся зоне. Обеспечивается формирование больших по объему трехмерных деталей. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.