1.一種方法,包括:
將多個粉末層遞送到工作表面上以形成包括至少兩個相鄰粉末層的多重粉末沉積物;以及
同時向第一粉末層施加第一強度的第一激光能量并向第二粉末層施加第二激光強度的第二激光能量以形成多材料部件的剖面,其中通過所述多個粉末層各自的形狀和內(nèi)容物至少部分地限定所述剖面的形狀和內(nèi)容物,
其中包含于所述多重粉末沉積物中的熔劑組合物形成覆蓋至少部分所述剖面的至少一個渣層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括:
重復(fù)遞送步驟和施加步驟用于連續(xù)的剖面以制造所述多材料部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中:
所述第一粉末層包含金屬粉末,所述第二粉末層包含陶瓷粉末;
引導(dǎo)所述第一激光能量遵循平行于所述第一粉末層的周邊的第一掃描路徑,使所述金屬粉末形成結(jié)構(gòu)金屬層;
引導(dǎo)所述第二激光能量遵循平行于所述第二粉末層的周邊的第二掃描路徑,使所述陶瓷粉末形成與相鄰金屬層結(jié)合的熱障涂層;以及
從所述第一激光能量直接或間接傳遞的熱使所述熔劑組合物形成覆蓋所述結(jié)構(gòu)金屬層的渣層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,還包括:
在沒有外部施加的保護(hù)氣體的情況下將所述第一強度控制為有效地使所述金屬粉末和所述熔劑組合物完全熔融的強度水平以產(chǎn)生無孔結(jié)構(gòu)金屬層;以及
將所述第二強度控制為有效地使所述陶瓷粉末部分熔融的強度水平以產(chǎn)生與所述相鄰金屬層結(jié)合的經(jīng)燒結(jié)的熱障涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其中
所述多重粉末沉積物包括三個相鄰的粉末層;
位于所述第一粉末層與所述第二粉末層之間的第三粉末層包含金屬結(jié)合涂層粉末;以及
從所述第一激光能量間接地傳遞的熱使得所述金屬結(jié)合涂層粉末形成位于所述結(jié)構(gòu)金屬層與所述熱障涂層之間并與二者結(jié)合的結(jié)合涂層,或者
從第三強度的第三激光能量傳遞的熱使得所述金屬結(jié)合涂層粉末形成位于所述結(jié)構(gòu)金屬層與所述熱障涂層之間并與二者結(jié)合的所述結(jié)合涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其中
所述第一粉末層還包含作為與所述金屬粉末混合的熔劑粉末的所述熔劑組合物;或者
所述多重粉末沉積物還包含位于所述第一粉末層之上的熔劑組合物層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述多重粉末沉積物包含第一熔劑組合物和第二熔劑組合物,所述第一熔劑組合物和所述第二熔劑組合物是不同的并且形成覆蓋所述至少兩個相鄰粉末層的單獨的渣層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中:
通過適合于在二維空間上調(diào)節(jié)激光強度的單個激光源提供所述第一激光能量和所述第二激光能量以產(chǎn)生多強度激光束,其中所述第一激光能量和所述第二激光能量出現(xiàn)在所述多強度激光束內(nèi)的不同空間位置處;或者
通過適合于產(chǎn)生矩形激光束的二極管激光源提供所述第一激光能量,通過適合于產(chǎn)生非矩形激光束的第二激光源提供所述第二激光能量,使得所述矩形激光束的寬度大于所述非矩形激光束的寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括以下的至少之一:
控制所述第一激光能量的形狀使得沖擊所述第一粉末層的所述第一激光能量的寬度小于或等于所述第一粉末層的寬度;以及
控制所述第二激光能量的形狀使得沖擊所述第二粉末層的所述第二激光能量的寬度小于或等于所述第二粉末層的寬度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述熔劑組合物包含:
選自以下的金屬氧化物:
Li2O,BeO,B2O3,B6O,MgO,Al2O3,SiO2,CaO,Sc2O3,TiO,TiO2,Ti2O3,VO,V2O3,V2O4,V2O5,Cr2O3,CrO3,MnO,MnO2,Mn2O3,Mn3O4,F(xiàn)eO,F(xiàn)e2O3,F(xiàn)e3O4,CoO,Co3O4,NiO,Ni2O3,Cu2O,CuO,ZnO,Ga2O3,GeO2,As2O3,Rb2O,SrO,Y2O3,ZrO2,NiO,NiO2,Ni2O5,MoO3,MoO2,RuO2,Rh2O3,RhO2,PdO,Ag2O,CdO,In2O3,SnO,SnO2,Sb2O3,TeO2,TeO3,Cs2O,BaO,HfO2,Ta2O5,WO2,WO3,ReO3,Re2O7,PtO2,Au2O3,La2O3,CeO2,Ce2O3
及其混合物;以及
以下的至少之一:
(i)選自以下的金屬鹵化物:
LiF,LiCl,LiBr,Lil,Li2NiBr4,Li2CuCl4,LiAsF6,LiPF6,LiAlCl4,LiGaCl4,Li2PdCl4,NaF,NaCl,NaBr,Na3AlF6NaSbF6,NaAsF6,NaAuBr4,NaAlCl4,Na2PdCl4,Na2PtCl4,MgF2,MgCl2,MgBr2,AlF3,KCl,KF,KBr,K2RuCl5,K2IrCl6,K2PtCl6,K2PtCl6,K2ReCl6,K3RhCl6,KSbF6,KAsF6,K2NiF6,K2TiF6,K2ZrF6,K2Ptl6,KAuBr4,K2PdBr4,K2PdCl4,CaF2,CaF,CaBr2,CaCl2,Cal2,ScBr3,ScCl3,ScF3,Scl3,TiF3,VCl2,VCl3,CrCl3,CrBr3,CrCl2,CrF2,MnCl2,MnBr2MnF2,MnF3,MnI2,F(xiàn)eBr2,F(xiàn)eBr3,F(xiàn)eCl2,F(xiàn)eCl3,F(xiàn)el2,CoBr2,CoCl2,CoF3,CoF2,Col2,NiBr2,NiCl2,NiF2,Nil2,CuBr,CuBr2,CuCl,CuCl2,CuF2,Cul,ZnF2,ZnBr2,ZnCl2,Znl2,GaBr3,Ga2Cl4,GaCl3,GaF3,Gal3,GaBr2,GeBr2,Gel2,Gel4,RbBr,RbCl,RbF,Rbl,SrBr2,SrCl2,SrF2,SrI2,YCl3,YF3,YI3,YBr3,ZrBr4,ZrCl4,ZrI2,YBr,ZrBr4,ZrCl4,ZrF4,ZrI4,NbCl5,NbF5,MoCl3,MoCl5,Rul3,RhCl3,PdBr2,PdCl2,Pdl2,AgCl,AgF,AgF2,AgSbF6,Agl,CdBr2,CdCl2,Cdl2,InBr,InBr3,InCl,InCl2,InCl3,InF3,Inl,Inl3,SnBr2,SnCl2,Snl2,Snl4,SnCl3,SbF3,Sbl3,CsBr,CsCl,CsF,Csl,BaCl2,BaF2,Bal2,BaCoF4,BaNiF4,HfCl4,HfF4,TaCl5,TaF5,WCl4,WCl6,ReCl3,ReCl5,IrCl3,PtBr2,PtCl2,AuBr3,AuCl,AuCl3,Aul,KAuCl4,LaBr3,LaCl3,LaF3,Lal3,CeBr3,CeCl3,CeF3,CeF4,Cel3
及其混合物;
(ii)選自以下的金屬氧酸鹽:LiIO3、LiBO2、Li2SiO3、LiClO4、Na2B4O7、NaBO3、Na2SiO3、NaVO3、Na2MoO4、Na2SeO4、Na2SeO3、Na2TeO3、K2SiO3、K2CrO4、K2Cr2O7、CaSiO3、BaMnO4及其混合物;以及
(iii)選自以下的金屬碳酸鹽:
Li2CO3,Na2CO3,NaHCO3,MgCO3,K2CO3,CaCO3,Cr2(CO3)3,MnCO3,CoCO3,NiCO3,CuCO3,Rb2CO3,SrCO3,Y2(CO3)3,Ag2CO3,CdCO3,In2(CO3)3,Sb2(CO3)3,C2CO3,BaCO3,La2(CO3)3,Ce2(CO3)3,NaAl(CO3)(OH)2及其混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述熔劑組合物包含:
5重量%至60重量%的選自Al2O3、SiO2、Na2SiO3和K2SiO3的至少一種;
10重量%至50重量%的選自CaF2、Na3AlF6、Na2O和K2O的至少一種;
1重量%至30重量%的選自CaCO3、Al2(CO3)3、NaAl(CO3)(OH)2、CaMg(CO3)2、MgCO3、MnCO3、CoCO3、NiCO3和La2(CO3)3的至少一種;
15重量%至30重量%的選自CaO、MgO、MnO、ZrO2和TiO2的至少一種;以及
0重量%至5重量%的選自Ti金屬、Al金屬、TiO2和CaTiSiO5的至少一種。
12.一種方法,包括:
(i)將來自至少兩個激光束的激光能量引導(dǎo)向多個粉末層,使得第一粉末層通過第一激光能量進(jìn)行加熱,第二粉末層通過第二激光能量進(jìn)行加熱;
(ii)獨立地控制所述第一激光能量和所述第二激光能量的形狀和強度,使得
所述第一激光能量的寬度小于或等于所述第一粉末層的寬度,
所述第二激光能量的寬度小于或等于所述第二粉末層的寬度,并且
所述第一激光能量的強度不同于所述第二粉末層的強度;以及
(iii)獨立地控制所述第一激光能量和所述第二激光能量的軌跡,使得
所述第一激光能量被引導(dǎo)以遵循平行于所述第一粉末層周邊的第一掃描路徑,
所述第二激光能量被引導(dǎo)以遵循平行于所述第二粉末層周邊的第二掃描路徑,
以形成多材料部件的剖面,其中剖面的形狀和內(nèi)容物通過所述多個粉末層各自的形狀和內(nèi)容物至少部分地限定。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,還包括:
重復(fù)步驟(i)、(ii)、(iii)用于連續(xù)的剖面以制造所述多材料部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其中
所述第一粉末層包含熔融并冷卻以形成結(jié)構(gòu)金屬層的金屬粉末;
所述第二粉末層包含部分熔融并冷卻以形成與相鄰金屬層結(jié)合的熱障涂層的陶瓷粉末;以及
從所述第一激光能量直接或間接傳遞的熱使熔劑組合物形成覆蓋所述結(jié)構(gòu)金屬層的渣層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中:
所述多個粉末層包括三個相鄰的粉末層;
位于所述第一粉末層與所述第二粉末層之間的第三粉末層包含金屬結(jié)合涂層粉末;以及
從所述第一激光能量間接地傳遞的熱使得所述金屬結(jié)合涂層粉末形成位于所述結(jié)構(gòu)金屬層與所述熱障涂層之間并與二者結(jié)合的結(jié)合涂層,或者
從第三強度的第三激光能量傳遞的熱使得所述金屬結(jié)合涂層粉末形成位于所述結(jié)構(gòu)金屬層與所述熱障涂層之間并與二者結(jié)合的結(jié)合涂層。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其中:
所述剖面包括對應(yīng)于所述多材料部件中的至少一個空的空間的至少一個空區(qū)域;以及
所述空區(qū)域通過進(jìn)行以下之一或二者來形成:
通過在所述空區(qū)域中使激光能量循環(huán)離開或通過減少所述空區(qū)域中的激光能量強度以控制來自所述至少兩個激光束的激光能量,使得包含于所述空區(qū)域中的粉末不熔融,以及
用具有限定所述空區(qū)域形狀的掩模形狀的激光吸收掩模來阻擋激光能量沖擊包含于所述空區(qū)域中的所述粉末。
17.一種方法,包括:
(a)將來自激光源的激光能量引導(dǎo)向多個粉末層,使得第一粉末層通過第一激光強度進(jìn)行加熱,第二粉末層通過第二激光強度進(jìn)行加熱,其中所述激光源適合于在二維空間上調(diào)節(jié)激光強度以產(chǎn)生多強度激光束,其中所述第一激光強度和所述第二激光強度出現(xiàn)在所述多強度激光束內(nèi)的不同空間位置處;
(b)控制所述多強度激光的形狀和強度,使得
以所述第一激光強度加熱所述第一粉末層的第一激光能量的寬度小于或等于所述第一粉末層的寬度,以及
以所述第二激光強度加熱所述第二粉末層的第二激光能量的寬度小于或等于所述第二粉末層的寬度;
(c)控制所述激光源,使得
所述第一激光能量遵循平行于所述第一粉末層周邊的第一掃描路徑,并且
所述第二激光能量遵循平行于所述第二粉末層周邊的第二掃描路徑;以及
(d)用激光吸收掩模部分地阻擋所述多強度激光束,
以形成多材料部件的剖面,其中通過多個粉末層的形狀和所述激光吸收掩模的形狀二者限定所述剖面的形狀,所述剖面的內(nèi)容物通過所述多個粉末層各自的內(nèi)容物來限定。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,還包括:
至少重復(fù)步驟(a)、(b)和(c)用于連續(xù)的剖面以制造所述多材料部件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其中
所述第一粉末層包含熔融并冷卻以形成結(jié)構(gòu)金屬層的金屬粉末;
所述第二粉末層包含部分熔融并冷卻以形成與相鄰金屬層結(jié)合的熱障涂層的陶瓷粉末;以及
從所述第一激光能量直接或間接傳遞的熱使熔劑組合物形成覆蓋至少所述結(jié)構(gòu)金屬層的渣層。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法,其中:
所述多個粉末層包括三個相鄰的粉末層;
位于所述第一粉末層與所述第二粉末層之間的第三粉末層包含金屬結(jié)合涂層粉末;
進(jìn)一步控制所述多強度激光的形狀和強度使得以第三激光強度加熱所述第三粉末層的第三激光能量的寬度小于或等于所述第三粉末層的寬度;以及
傳遞到所述第三粉末層的熱使得所述金屬結(jié)合涂層粉末形成位于所述結(jié)構(gòu)金屬層與所述熱障涂層之間并與二者結(jié)合的結(jié)合涂層。