本主題大體涉及用于建造三維(3D)部件的添加式制造系統(tǒng)和方法。特別地，本公開涉及用于用基于直接金屬電子照相的系統(tǒng)(DME)和/或基于離子放射照相的系統(tǒng)，使用金屬材料來建造3D部件的系統(tǒng)和工藝。

背景技術(shù)：

使用添加式制造系統(tǒng)根據(jù)3D部件的數(shù)字表示(例如，AMF和STL格式文件)，使用一種或多種添加式制造技術(shù)來建造3D部件。在商業(yè)上可獲得的添加式制造技術(shù)的示例包括基于擠壓的技術(shù)、噴墨、選擇性激光燒結(jié)、粉末/膠合劑噴射、電子束熔化、直接金屬激光熔化(DMLM)和立體光刻工藝。對于這些技術(shù)中的各個(gè)，3D部件的數(shù)字表示最初切片成多個(gè)水平(X-Y)層。對于各個(gè)切片層，然后產(chǎn)生工具路徑，它對特定添加式制造系統(tǒng)提供指令，以形成給定層。

當(dāng)前的粉末床DMLM機(jī)器充滿限制，尤其是妨礙大尺寸可縮放系統(tǒng)的那些，限制包括(但不限于)速度、粉末體積、捕集的粉末和熱應(yīng)力。速度限制包括重涂和激光器掃描時(shí)間太慢。當(dāng)前工藝基本是在X-Y空間中重復(fù)然后在Z空間中重復(fù)的1D(點(diǎn)熔化)。典型的層需要300秒的激光時(shí)間，然后10秒的重涂時(shí)間。存在粉末體積限制，因?yàn)榻ㄔ炝⒎襟w的每個(gè)角落和裂縫必須填滿粉末，從而需要在建造期間和之后必須處理的大量粉末填充量。對于大型區(qū)域建造，這個(gè)粉末填充量可能是好幾千磅。而且，發(fā)生捕集的粉末的限制是無法建造封閉空間，因?yàn)闊o法排空粉末。當(dāng)前對排空粉末的要求也會(huì)限制設(shè)計(jì)自由。而且，當(dāng)前的DMLM機(jī)器會(huì)對部件施加由于快速建造材料凝固而引起的大的熱應(yīng)力，從而產(chǎn)生幾何扭曲，而且有時(shí)會(huì)在母材料中產(chǎn)生裂紋。另外，在切斷之前必須釋放整個(gè)平臺(tái)的應(yīng)力，這對于大型部件是困難的，因?yàn)槠胀色@得的熔爐有重型負(fù)載和大小限制。

在二維(2D)打印中，電子照相(即，靜電復(fù)印)是用于在平坦襯底(諸如打印紙)上建立2D圖像的流行技術(shù)。電子照相系統(tǒng)包括涂有光電導(dǎo)材料層的傳導(dǎo)性支承鼓，其中通過充電，然后按圖像使光電導(dǎo)層暴露于光源，來形成潛像靜電圖像。然后將潛像靜電圖像移動(dòng)到顯影站，在那里對光電導(dǎo)絕緣體的帶電區(qū)域應(yīng)用調(diào)色劑，以形成可視圖像。然后形成的調(diào)色劑圖像傳遞到襯底(例如，打印紙)，并且用熱或壓力固定到襯底。

但是，3D打印需要改進(jìn)的打印技術(shù)，尤其是具有金屬建造材料的打印技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

將在以下描述中部分地闡述本發(fā)明的各方面和優(yōu)點(diǎn)，或者根據(jù)該描述，本發(fā)明的各方面和優(yōu)點(diǎn)可為明顯的，或者可通過實(shí)踐本發(fā)明，來學(xué)習(xí)本發(fā)明的各方面和優(yōu)點(diǎn)。

大體提供一種用于打印三維部件的添加式制造系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，添加式制造系統(tǒng)包括：可移動(dòng)殼體，其限定前部殼體區(qū)段和后部殼體區(qū)段；受光鼓，其限定鼓外表面；充電電極，其定位成對受光鼓外表面應(yīng)用靜電電荷；沿側(cè)向固定的平臺(tái)，其在可移動(dòng)殼體的外部設(shè)置在工件附近，沿側(cè)向固定的平臺(tái)包括至少一個(gè)帶電傳遞電極；控制器電路，其用于使可移動(dòng)殼體圍繞工件來回移動(dòng)，同時(shí)選擇性地對受光鼓應(yīng)用至少一個(gè)激光二極管放射，以暴露受光鼓外表面上的層輪廓，控制器電路使前部帶電粉末滾筒和后部帶電粉末滾筒沿相反的旋轉(zhuǎn)方向同時(shí)旋轉(zhuǎn)，相應(yīng)地與受光鼓的向前旋轉(zhuǎn)方向和向后旋轉(zhuǎn)方向同步和相反，從而在受光鼓的層輪廓上呈現(xiàn)帶電粉末形成的部分，然后將所述形成的部分作為相應(yīng)的金屬打印層傳遞到工件上；前部和后部微波發(fā)射器，其設(shè)置在可移動(dòng)殼體的內(nèi)部，以熔化相應(yīng)的金屬打印層；以及前部和后部感應(yīng)線圈，其設(shè)置在可移動(dòng)殼體的內(nèi)部，以加熱工件。

技術(shù)方案1. 一種用于打印三維部件的添加式制造系統(tǒng)，所述添加式制造系統(tǒng)包括：

可移動(dòng)殼體，其限定前部殼體區(qū)段和后部殼體區(qū)段；

受光鼓，其限定鼓外表面；

充電電極，其定位成對所述受光鼓外表面應(yīng)用靜電電荷；

沿側(cè)向固定的平臺(tái)，其在所述可移動(dòng)殼體外部設(shè)置在工件附近，所述沿側(cè)向固定的平臺(tái)包括至少一個(gè)帶電傳遞電極；

控制器電路，其用于使所述可移動(dòng)殼體圍繞所述工件來回移動(dòng)，同時(shí)選擇性地對所述受光鼓應(yīng)用至少一個(gè)激光二極管放射，以暴露所述受光鼓外表面上的層輪廓，所述控制器電路使前部帶電粉末滾筒和后部帶電粉末滾筒沿相反的旋轉(zhuǎn)方向，相應(yīng)地與所述受光鼓的向前旋轉(zhuǎn)方向和向后旋轉(zhuǎn)方向同步和相反而同時(shí)旋轉(zhuǎn)，從而在所述受光鼓的層輪廓上呈現(xiàn)帶電粉末形成的部分，并且將所述形成的部分作為相應(yīng)的金屬打印層傳遞到所述工件上；

前部和后部微波發(fā)射器，其設(shè)置在所述可移動(dòng)殼體的內(nèi)部，以熔化相應(yīng)的金屬打印層；以及

前部和后部感應(yīng)線圈，其設(shè)置在所述可移動(dòng)殼體的內(nèi)部，以加熱所述工件。

技術(shù)方案2. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述前部殼體區(qū)段包括前部粉末刮板，其設(shè)置在所述前部帶電粉末滾筒附近，以清潔掉多余粉末。

技術(shù)方案3. 根據(jù)技術(shù)方案2所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述前部粉末刮板包括前部可調(diào)節(jié)層切割刀刃。

技術(shù)方案4. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述前部殼體區(qū)段包括至少一個(gè)固定的反射鏡和至少一個(gè)前部掃描反射鏡。

技術(shù)方案5. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述前部殼體區(qū)段包括至少一個(gè)前部放電燈，以使所述受光器外表面放電。

技術(shù)方案6. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述后部殼體區(qū)段包括后部粉末刮板，其設(shè)置在所述后部帶電粉末滾筒附近，以清潔掉多余粉末。

技術(shù)方案7. 根據(jù)技術(shù)方案6所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述后部粉末刮板包括后部可調(diào)節(jié)層切割刀刃。

技術(shù)方案8. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述后部殼體區(qū)段包括至少一個(gè)側(cè)部選擇器反射鏡和至少一個(gè)后部掃描反射鏡。

技術(shù)方案9. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述后部殼體區(qū)段包括至少一個(gè)后部放電燈，以使所述受光器外表面放電。

技術(shù)方案10. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述前部和后部微波發(fā)射器在范圍為大約100 MHz至100 GHz的頻率下運(yùn)行。

技術(shù)方案11. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬打印層包括鋁、鐵、鎳、鈦、鈷、鉻或者它們的混合物形成的超合金。

技術(shù)方案12. 一種用于打印三維部件的添加式制造系統(tǒng)，所述添加式制造系統(tǒng)包括：

可移動(dòng)殼體，其限定前部殼體區(qū)段和后部殼體區(qū)段；

受光鼓，其限定鼓外表面，所述受光鼓在工件附近居中地設(shè)置在所述可移動(dòng)殼體中；

充電電極，其居中地設(shè)置在所述可移動(dòng)殼體中，以對所述受光鼓外表面應(yīng)用靜電電荷；

沿側(cè)向固定的平臺(tái)，其在所述可移動(dòng)殼體的外部設(shè)置在所述工件附近，所述沿側(cè)向固定的平臺(tái)包括至少一個(gè)帶電傳遞電極；

控制器電路，其用于使所述可移動(dòng)殼體圍繞所述工件來回移動(dòng)，同時(shí)選擇性地激勵(lì)激光二極管陣列中的至少一個(gè)激光二極管，并且將其定向到所述受光鼓，以暴露所述受光鼓外表面上的層輪廓，同時(shí)所述受光鼓沿相反的向前旋轉(zhuǎn)方向和向后旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，所述控制器電路使前部帶電粉末滾筒和后部帶電粉末滾筒沿相反的旋轉(zhuǎn)方向，相應(yīng)地與所述受光鼓的向前旋轉(zhuǎn)方向和向后旋轉(zhuǎn)方向同步和相反而同時(shí)旋轉(zhuǎn)，從而在所述受光鼓的層輪廓上產(chǎn)生帶電粉末形成的部分，并且將所述形成的部分作為相應(yīng)的打印層傳遞到所述工件上；

前部和后部微波發(fā)射器，其設(shè)置在所述可移動(dòng)殼體的內(nèi)部，以熔化相應(yīng)的打印層，以及

前部和后部感應(yīng)線圈，其設(shè)置在所述可移動(dòng)殼體的內(nèi)部，以加熱所述工件。

技術(shù)方案13. 根據(jù)技術(shù)方案12所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述前部殼體區(qū)段包括前部粉末刮板，其設(shè)置在所述前部帶電粉末滾筒附近，以清潔掉多余粉末。

技術(shù)方案14. 根據(jù)技術(shù)方案13所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述前部粉末刮板包括前部可調(diào)節(jié)層切割刀刃。

技術(shù)方案15. 根據(jù)技術(shù)方案12所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述前部殼體區(qū)段包括至少一個(gè)前部放電燈，以使所述受光器外表面放電。

技術(shù)方案16. 根據(jù)技術(shù)方案12所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述后部殼體區(qū)段包括后部粉末刮板，其設(shè)置在所述后部帶電粉末滾筒附近，以清潔掉多余粉末，所述后部粉末刮板包括后部可調(diào)節(jié)層切割刀刃。

技術(shù)方案17. 根據(jù)技術(shù)方案12所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述后部殼體區(qū)段包括至少一個(gè)后部放電燈，以使所述受光器外表面放電。

技術(shù)方案18. 根據(jù)技術(shù)方案12所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述前部和后部微波發(fā)射器在范圍為大約100 MHz至100 GHz的頻率下運(yùn)行。

技術(shù)方案19. 根據(jù)技術(shù)方案12所述的添加式制造系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬打印層包括鋁、鐵、鎳、鈦、鈷、鉻或者它們的混合物形成的超合金。

參照以下描述和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解。附圖結(jié)合在本說明書中且構(gòu)成其一部分，附圖示出本發(fā)明的實(shí)施例，而且與描述一起用來說明本發(fā)明的原理。

附圖說明

在說明書中對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員闡述本發(fā)明的完整且能夠?qū)嵤┑墓_，包括其最佳模式，說明書參照了附圖，其中：

圖1是在鏡像DME 3D打印機(jī)沿向后方向移動(dòng)時(shí)的示意圖；

圖2是在鏡像DME 3D打印器沿向前方向移動(dòng)時(shí)的示意圖；以及

圖3是使用發(fā)光二極管陣列的LED陣列DME 3D打印機(jī)的示意圖。

部件列表

10直接金屬電子照相機(jī)器

12可移動(dòng)殼體

14前部殼體區(qū)段

16后部殼體區(qū)段

18受光鼓

19鼓外表面

20前部粉末滾筒

22后部粉末滾筒

24前部粉末進(jìn)料

26后部粉末進(jìn)料

28前部帶電粉末盒

30后部帶電粉末盒

32前部切割刀刃

34后部切割刀刃

36前部粉末刮板

38后部粉末刮板

40充電電極

42前部放電燈

44后部放電燈

46固定的反射鏡

48前部掃描反射鏡

50后部掃描反射鏡

52側(cè)部選擇器反射鏡

54激光二極管

56控制器電路

58前部微波發(fā)射器

60后部微波發(fā)射器

62前部感應(yīng)線圈

64后部感應(yīng)線圈

66前部打印層

68后部打印層

70工件

72固定平臺(tái)

74帶電傳遞電極

76前部發(fā)光二極管陣列

78后部發(fā)光二極管陣列。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中示出實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)示例。詳細(xì)描述使用數(shù)字和字母名稱來引用圖中的特征。使用圖和描述中的相同或相似名稱來指示本發(fā)明的相同或相似部件。

現(xiàn)在附圖，圖1和2顯示添加式制造系統(tǒng)10的示例性實(shí)施例，其描繪成用于打印三維部件的直接金屬電子照相機(jī)器(DME)的橫截面，其具有可移動(dòng)殼體12，可移動(dòng)殼體12限定前部殼體區(qū)段14和后部殼體區(qū)段16。

圖1和2的示例性添加式制造系統(tǒng)10包括受光鼓18，受光鼓18具有定位在可移動(dòng)殼體12內(nèi)的鼓外表面19。雖然受光鼓18顯示為居中地設(shè)置在可移動(dòng)殼體12內(nèi)，但根據(jù)本描述，可利用任何適當(dāng)?shù)臉?gòu)造。

可移動(dòng)殼體12定位在工件70附近，使得受光鼓18的鼓外表面19面向工件70的可打印表面71。大體上，工件70由導(dǎo)電材料構(gòu)建而成，諸如金屬，以便允許其有電偏壓。例如，工件70可由金屬合金構(gòu)建而成，包括鋁、鐵、鎳、鈦、鈷、鉻或者它們的混合物形成的超合金。

充電電極40定位成在添加式制造過程期間對受光鼓18的外表面19應(yīng)用靜電電荷。雖然顯示為居中地位于殼體12內(nèi)在受光鼓18的與工件70相對的側(cè)，但根據(jù)本公開，充電電極40可定位在殼體12內(nèi)的任何適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。大體上，充電電極40將靜電電荷投射到受光鼓18的外表面19和/或能夠在其表面上保持靜電電荷的任何其它感光鼓或帶上。因而，在打印期間，受光鼓18的外表面19在旋轉(zhuǎn)之后由于充電電極40而帶靜電。大體上，充電電極40的長度至少像受光鼓18的長度那么長，以便對受光鼓18的整個(gè)外表面19充電。在一個(gè)實(shí)施例中，充電電極40是電暈線材，其定位成平行于受光鼓18的軸線，以將靜電電荷投射到其上。注意，這個(gè)過程可在沒有光的情況下運(yùn)行(即，在殼體12內(nèi)無任何發(fā)光)。

還對受光鼓18應(yīng)用AC偏壓，以移除前面的層留下的任何殘余電荷。受光鼓18還具有DC偏壓，從充電電極40在鼓表面19上應(yīng)用DC偏壓，以確保其上有均勻的負(fù)電勢。

受光鼓外表面19可具有硅涂層，其具有光電導(dǎo)層，光電導(dǎo)層具有三個(gè)層，包括從最外面向內(nèi)的電荷傳送層(CTL)、電荷產(chǎn)生層(CGL)和形成于鋁襯底下面的阻擋層或氧化層。CTL是大約20微米厚的明層，它允許光穿過到達(dá)CGL，并且控制受光鼓外表面19的電荷接受能力。CGL為大約0.1至1微米厚，并且允許有離子流。阻擋層將光電導(dǎo)層結(jié)合到鋁襯底上。

沿側(cè)向固定的平臺(tái)72在可移動(dòng)殼體12的外部設(shè)置在工件70附近，并且可具有與沿側(cè)向固定的平臺(tái)72處于電連通的至少一個(gè)帶電傳遞電極74。受光鼓18在由于平臺(tái)72的背側(cè)上的傳遞電極74而帶正電的工件70附近經(jīng)過，以將粉末顆粒從受光鼓18拉到工件70，并且根據(jù)外表面19上的型式來形成打印層66、68。

控制器電路56執(zhí)行示例性實(shí)施例的多個(gè)操作?？刂破麟娐?6可提供運(yùn)動(dòng)命令，以使可移動(dòng)殼體12圍繞工件70來回移動(dòng)，以根據(jù)來自打印文件(例如，來自用戶的計(jì)算機(jī)和/或其它控制器)的數(shù)據(jù)流來定位DME 10?？刂破麟娐?6還可選擇性地將至少一個(gè)激光二極管54的放射反射到受光鼓18上，以暴露外表面19的層輪廓部分51，同時(shí)受光鼓18沿相反的前旋轉(zhuǎn)方向和后旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。激光二極管(一個(gè)或多個(gè))54可定向到旋轉(zhuǎn)的多邊形掃描反射鏡48、50，旋轉(zhuǎn)的多邊形掃描反射鏡48、50引導(dǎo)激光束55通過一系列的透鏡和反射鏡到達(dá)受光鼓18上。受光鼓18在掃掠期間繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，并且掃掠角補(bǔ)償這個(gè)運(yùn)動(dòng)。來自控制器電路56的模型數(shù)據(jù)流打開和關(guān)閉激光，以在不對應(yīng)于建造層橫截面的那些區(qū)域中選擇性地照射受光鼓18的表面19。激光55輻射與光反應(yīng)性表面19的相互作用使得鼓能夠有局部光電導(dǎo)性，并且容許對不希望粉末傳遞到建造層的區(qū)域進(jìn)行表面靜電放電。這個(gè)過程在對應(yīng)于建造橫截面的那些區(qū)域中保留鼓表面19的靜電荷，使得靜電荷隨后可用來提升粉末且將粉末傳遞到鼓表面19，以使粉末作為建造層68應(yīng)用到工件70上。

如圖3中顯示的那樣，還可使用跨越受光鼓18的寬度的前部發(fā)光二極管(LED)陣列76和后部發(fā)光二極管(LED)陣列78來執(zhí)行暴露，各個(gè)陣列都由控制器電路56控制。

控制器電路56還使前部帶電粉末滾筒20和后部帶電粉末滾筒22沿相反的旋轉(zhuǎn)方向(相應(yīng)地，與受光鼓18的前旋轉(zhuǎn)方向和后旋轉(zhuǎn)方向同步和相反)同時(shí)旋轉(zhuǎn)，從而將帶電粉末形成的部分呈現(xiàn)到受光鼓18的層輪廓上，然后將形成的部分作為相應(yīng)的金屬打印層66、68傳遞到工件70上。具有層輪廓的受光鼓外表面19暴露于來自前部粉末進(jìn)料28和后部粉末進(jìn)料30的粉末顆粒，這取決于受光鼓18的旋轉(zhuǎn)方向。對粉末顆粒提供負(fù)電荷，并且粉末顆粒由于靜電而吸引到受光鼓層輪廓，即，被激光碰到的區(qū)域。因?yàn)橥N電荷相互排斥，帶負(fù)電的粉末不會(huì)在保留有負(fù)電荷處附連到鼓上。前部粉末滾筒20和后部粉末滾筒22還可對受光鼓外表面19應(yīng)用DC偏壓，以確保均勻的負(fù)電勢。

前部粉末盒28和后部粉末盒30可包括金屬材料，諸如鋁、鐵、鎳、鈦、鈷、鉻或者它們的混合物形成的超合金，以形成和淀積具有相同成分的金屬打印層66、68。

控制器電路56還可控制設(shè)置在可移動(dòng)殼體12內(nèi)部的前部微波發(fā)射器58和后部微波發(fā)射器60的熔化操作，以使相應(yīng)的金屬打印層66、68熔化到工件70。另外，控制器電路56可控制設(shè)置在可移動(dòng)殼體內(nèi)部的前部感應(yīng)線圈62和后部感應(yīng)線圈64的運(yùn)行，以使用熱輻射來加熱工件，但可利用任何適當(dāng)?shù)臒峁?yīng)。在可移動(dòng)殼體12的向前運(yùn)動(dòng)的期間(參見圖2)，前部微波發(fā)射器58和/或前部感應(yīng)線圈62預(yù)熱工件70，以使表面準(zhǔn)備好傳遞形成的層輪廓，并且在后部微波發(fā)射器60和/或后部感應(yīng)線圈64燒結(jié)當(dāng)前形成的層輪廓以結(jié)合到工件70上時(shí)，用來降低破裂和熱扭曲的傾向。在可移動(dòng)殼體12后向運(yùn)動(dòng)的期間(參見圖1)，微波發(fā)射器和感應(yīng)線圈的前部和后部熔化操作是相反的。前部微波發(fā)射器58和后部微波發(fā)射器60可按大約100 MHz至大約300 GHz的頻率運(yùn)行，或者按適合與粉末和/或工件70聯(lián)接的任何頻率運(yùn)行。也就是說，微波發(fā)射器58、60可發(fā)射具有大約100 MHz大約300 GHz的波長的電磁輻射。

控制器電路56可包括適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)可讀指令，當(dāng)被執(zhí)行時(shí)，計(jì)算機(jī)可讀指令將控制器電路56構(gòu)造成執(zhí)行各種不同的功能，諸如使用計(jì)算機(jī)邏輯來接收、傳輸和/或執(zhí)行控制信號(hào)。

計(jì)算機(jī)大體包括處理器(一個(gè)或多個(gè))和存儲(chǔ)器。處理器(一個(gè)或多個(gè))可為任何已知的處理裝置。存儲(chǔ)器可包括任何適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或媒體，包括(但不限于)RAM、ROM、硬盤驅(qū)動(dòng)器、閃存或其它存儲(chǔ)器裝置。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)可由處理器(一個(gè)或多個(gè))訪問的信息，包括可由處理器(一個(gè)或多個(gè))執(zhí)行的指令。指令可為任何指令集，當(dāng)由處理器(一個(gè)或多個(gè))執(zhí)行時(shí)，指令集使處理器(一個(gè)或多個(gè))提供期望功能性。例如，指令可為以計(jì)算機(jī)可讀形式呈現(xiàn)的軟件指令。當(dāng)使用軟件時(shí)，任何適當(dāng)?shù)木幊?、腳本或其它類型的語言或語言組合都可用來實(shí)現(xiàn)本文中包含的教導(dǎo)。備選地，指令可由硬接線邏輯或其它電路實(shí)現(xiàn)，包括(但不限于)特定用途電路。

存儲(chǔ)器還可包括可由處理器(一個(gè)或多個(gè))讀取、操作或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。例如，在接收DME 10層輪廓之后，存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)信息。另外，存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)各種其它源的參數(shù)。

計(jì)算裝置可包括用于在網(wǎng)絡(luò)上訪問信息的網(wǎng)絡(luò)接口。網(wǎng)絡(luò)可包括網(wǎng)絡(luò)組合，諸如Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)、LAN、WAN、互聯(lián)網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)，和/或其它適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)，并且可包括任何數(shù)量的有線或無線通信鏈路。例如，計(jì)算裝置可通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)與DME 10通信。

DME 10添加式制造系統(tǒng)的清潔操作可包括前部粉末刮板36和后部粉末刮板38，它們設(shè)置在前部帶電粉末滾筒20和后部帶電粉末滾筒22附近，以從受光鼓18清潔掉多余粉末。前部粉末刮板36和后部粉末刮板38還可包括前部可調(diào)節(jié)層切割刀刃32和后部可調(diào)節(jié)層切割刀刃34。當(dāng)層完成時(shí)，電中性的可調(diào)節(jié)層切割刀刃32、34從受光鼓18清潔掉任何多余粉末，并且使粉末淀積回相應(yīng)的粉末盒28、30中。為了打印后面的層，沿側(cè)向固定的平臺(tái)72在可調(diào)節(jié)層切割刀刃32、34上下降層厚度刀刃設(shè)定，并且可移動(dòng)的打印頭殼體12開始沿相反的方向來回移動(dòng)，以進(jìn)行下一層。這個(gè)操作重復(fù)，直到工件完成。

DME 10前部殼體區(qū)段14中的額外結(jié)構(gòu)可包括用于反射激光束的至少一個(gè)固定的反射鏡46和至少一個(gè)前部掃描反射鏡48，以及用于使受光鼓外表面19放電的至少一個(gè)前部放電燈42。DME10后部殼體區(qū)段16中的額外結(jié)構(gòu)可包括用于反射激光束的至少一個(gè)側(cè)部選擇器反射鏡52和至少一個(gè)后部掃描反射鏡50，以及用于使受光鼓外表面19放電的至少一個(gè)后部放電燈44。

DME 10添加式制造系統(tǒng)可在大小上設(shè)置成不影響功能性的任何長度，并且多個(gè)打印頭可安裝在單個(gè)可移動(dòng)殼體12中。多個(gè)可移動(dòng)殼體12可用來在單個(gè)工件70上建造相同部件。

DME 10添加式制造系統(tǒng)僅僅以最小浪費(fèi)，將建造部件所需的數(shù)量和層的建造材料直接淀積到工件上。也就是說，在利用DME 10添加式制造系統(tǒng)的打印之后，從打印表面移除很少多余粉末或沒有多余粉末，并且對部件進(jìn)行很少的后處理。

DME 10添加式制造系統(tǒng)還通過經(jīng)由逐層加熱的過程和二維打印(2D線性熔化)來減小和/或消除熱應(yīng)力。因而，在使用10添加式制造系統(tǒng)打印之后，不需要熱循環(huán)來減輕工件中的應(yīng)力。

在一個(gè)實(shí)施例中，用于打印三維部件的方法包括對旋轉(zhuǎn)受光鼓的外表面充靜電電荷；中和旋轉(zhuǎn)受光鼓表面的外表面的一部分上的靜電電荷，以形成對應(yīng)于被中和部分的層輪廓；然后將多個(gè)帶電金屬粉末顆粒傳遞到旋轉(zhuǎn)受光鼓的對應(yīng)于被中和部分的外表面上；以及將帶電金屬粉末顆粒從旋轉(zhuǎn)受光鼓的外表面?zhèn)鬟f到工件上，以形成金屬打印層。方法可使用定位在帶電的固定平臺(tái)上的金屬工件，其中旋轉(zhuǎn)受光鼓在工件上滾動(dòng)，以將帶電金屬粉末顆粒從旋轉(zhuǎn)受光鼓的外表面?zhèn)鬟f到工件上。另外，方法可包括使用具有大約100MHz波長至大約300GHz波長的電磁輻射，使金屬打印層熔化到工件。打印方法還可在將帶電金屬粉末顆粒從旋轉(zhuǎn)受光鼓的外表面?zhèn)鬟f到工件上之前，使用例如熱輻射來預(yù)熱工件。

在一個(gè)實(shí)施例中，打印方法可通過使用至少一個(gè)激光束使旋轉(zhuǎn)受光鼓外表面暴露于層輪廓，來中和靜電電荷。層輪廓可由控制器電路提供。然后帶電金屬粉末顆粒可從至少一個(gè)帶電粉末滾筒輸送到受光鼓的外表面上。然后，在將帶電金屬粉末顆粒輸送到受光鼓的外表面之后，可使用至少一個(gè)電中性的可調(diào)節(jié)粉末刮板刀刃從受光鼓的外表面清潔掉任何多余粉末，然后將多余粉末淀積回至少一個(gè)帶電粉末滾筒中。然后，可使用至少一個(gè)放電燈從受光鼓外表面上放掉任何其余電荷，然后對受光鼓的外表面再充電。

還大體提供用于打印三維部件的方法，包括將金屬工件定位在固定平臺(tái)上；對平臺(tái)充電；預(yù)熱金屬工件；使旋轉(zhuǎn)受光鼓滾動(dòng)經(jīng)過預(yù)熱金屬工件，以將多個(gè)帶電金屬粉末顆粒從旋轉(zhuǎn)受光鼓的外表面?zhèn)鬟f到工件的外表面上，以形成金屬打印層；以及使金屬打印層熔化到工件上。在此方法中，可使用具有大約100MHz波長大約300GHz波長的電磁輻射使金屬打印層熔化到工件，并且可使用熱輻射來預(yù)熱工件。另外，此方法可包括對旋轉(zhuǎn)受光鼓的外表面充靜電電荷；中和旋轉(zhuǎn)受光鼓表面的外表面的一部分上的靜電電荷，以形成對應(yīng)于被中和部分的層輪廓；以及用帶電金屬粉末顆粒形成層輪廓，使得帶電金屬粉末顆粒定位在旋轉(zhuǎn)受光鼓的對應(yīng)于被中和部分的外表面上?？赏ㄟ^使用至少一個(gè)激光束使旋轉(zhuǎn)受光鼓外表面暴露于層輪廓，來中和靜電電荷。層輪廓可由控制器電路提供。

在該方法的一個(gè)實(shí)施例中，帶電金屬粉末顆?？蓮闹辽僖粋€(gè)帶電粉末滾筒輸送到受光鼓的外表面上。在將帶電金屬粉末顆粒輸送到受光鼓的外表面之后，可使用至少一個(gè)電中性的可調(diào)節(jié)粉末刮板刀刃從受光鼓的外表面清潔掉多余粉末，然后使多余粉末淀積回至少一個(gè)帶電粉末滾筒中。

在這種實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)受光鼓沿第一方向滾動(dòng)經(jīng)過預(yù)熱金屬工件，然后旋轉(zhuǎn)受光鼓沿第二方向滾動(dòng)經(jīng)過預(yù)熱金屬工件，以將第二多個(gè)帶電金屬粉末顆粒從旋轉(zhuǎn)受光鼓的外表面?zhèn)鬟f到工件的外表面上，以形成第二金屬打印層，然后第二金屬打印層熔化到工件上。

本書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實(shí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例包括不異于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。