本發(fā)明涉及增材制造設(shè)備和方法。本發(fā)明對于選擇性激光熔化(slm)或選擇性激光燒結(jié)(sls)系統(tǒng)具有特別但非排他性的應(yīng)用，其中在粉末床選擇性熔化或燒結(jié)之前預(yù)加熱粉末床。

背景技術(shù)：

選擇性激光熔化(slm)和選擇性激光燒結(jié)(sls)設(shè)備通過使用諸如激光束的高能量束的材料(諸如金屬粉末材料)的層疊固化來產(chǎn)生物件。通過在粉末床附近沉積一堆粉末并將粉末用擦拭器分散在粉末床(從粉末床的一側(cè)到另一側(cè))之間來形成粉末層，從而在構(gòu)建室中的粉末床上形成粉末層，從而形成層。然后將激光束掃描在對應(yīng)于正在構(gòu)造的物件的橫截面的粉末層的區(qū)域上。激光束熔化或燒結(jié)粉末以形成固化層。在層的選擇性固化之后，粉末床被降低了新固化層的厚度，并且另外的粉末層在表面上分散并根據(jù)需要固化。在us6042774中公開了這種裝置的實例。

在構(gòu)建期間，冷卻期間如固化材料產(chǎn)生的力會導(dǎo)致部件變形，諸如部件向上卷曲。已知構(gòu)建作為構(gòu)件的部件的支撐件，用于將部件保持在適當(dāng)位置。然而，在構(gòu)建結(jié)束時，這種支撐件可能難以移除。此外，當(dāng)部件從支撐件釋放時，部件中的殘余應(yīng)力可能導(dǎo)致部件變形。

當(dāng)熔化/燒結(jié)粉末材料時，期望使粉末達(dá)到燒結(jié)/熔化溫度，同時盡可能少地蒸發(fā)材料。然而，用激光加熱粉末層會在熔化整個層厚度上產(chǎn)生降低的溫度梯度。因此，為了在整個層中熔化粉末厚度可能需要該層的上部部分達(dá)到顯著高于燒結(jié)/熔化溫度的溫度，潛在地導(dǎo)致粉末蒸發(fā)(潛在地爆炸性蒸發(fā))。蒸發(fā)，特別是爆炸性蒸發(fā)，可能導(dǎo)致部件中形成空隙。此外，在部件形成期間，可能在粉末床上的不期望的位置處固化的蒸發(fā)材料的部分中形成缺陷。

已知通過在用激光熔化或燒結(jié)粉末之前將整個粉末床加熱至接近熔化溫度或燒結(jié)溫度的溫度，來減少部件形成期間由激光生成的溫度梯度。wo96/29192公開了位于構(gòu)建室的邊界壁的上部區(qū)域中的加熱線圈。ep1355760公開了提供在支撐粉末床的平臺上或集成到平臺中以在部件形成期間加熱粉末床的加熱板。us2009/0152771公開了用于加熱新施加的粉末層的輻射加熱器。

us2012/0237745a1公開了一種設(shè)備，其中使用散焦均質(zhì)的能量束來預(yù)加熱粉末層。在生產(chǎn)陶瓷或玻璃陶瓷制品的整個過程期間能量束被連續(xù)施加，并且在沉積層的整個表面上提供與時間和面積相同的能量。預(yù)加熱可以通過激光輻射、電子輻射或微波輻射，優(yōu)選地進(jìn)行激光輻射來執(zhí)行。

已知用于改變對床的不同區(qū)域的熱輸入的設(shè)備。us6815636公開了一種用于預(yù)加熱粉末的分區(qū)輻射加熱器，其中熱輸入可以在徑向或圓周方向上變化?？刂品謪^(qū)輻射加熱器以調(diào)節(jié)粉末床溫度，以使與所需設(shè)定點溫度的偏差最小化。us2008/0262659公開了一種加熱器托盤，其包括用于加熱粉末床的八個加熱器。加熱器可以在加熱器托盤上重新定位或調(diào)節(jié)，以提供均勻的散熱到粉末床。us2013/0309420公開了用于調(diào)節(jié)金屬粉末床溫度的一系列電感器。電感器圍繞構(gòu)建板的周邊安裝，并包封正在制造的制品。由于存在于粉末床周圍的許多電感器，粉末的溫度可以逐區(qū)調(diào)節(jié)。

在所有這些實例中，為了熔化粉末，可能必須將粉末溫度升高到高于燒結(jié)溫度，以在用激光束熔化粉末時顯著降低粉末蒸發(fā)的可能性。然而，將粉末升高到高于該溫度將導(dǎo)致粉末燒結(jié)在一起并形成“部分餅狀物”。粉末的燒結(jié)可以防止未熔化粉末的再循環(huán)，用于進(jìn)一步的構(gòu)建。

us5508489公開了一種具有燒結(jié)束的激光燒結(jié)系統(tǒng)，該燒結(jié)束具有在粉末床上的焦點和入射在聚焦束焦點附近的區(qū)域上的至少一個散焦激光束。散焦束將燒結(jié)束周圍的材料的溫度提高到低于燒結(jié)溫度的水平，從而降低燒結(jié)位置和周圍材料之間的溫度梯度。us8502107公開了通過自由形成燒結(jié)和/或熔化形成產(chǎn)品的方法，其中激光束或電子束多次照射預(yù)定位置。最初將每個位置加熱至低于材料熔點的溫度，并在隨后的輻射期間加熱至高于熔化溫度的溫度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種增材制造設(shè)備，其包括構(gòu)建室，該構(gòu)建室包含用于支撐材料床的支撐件，用于形成材料床層的分層裝置，用于生成激光束或電子束的激光束源或電子束源，以及用于操控激光束或電子束的方向以固化每層的選中區(qū)域以形成部件的裝置。

該設(shè)備可以進(jìn)一步包括可控的微波源或無線電波源，以基于選中區(qū)域生成微波或無線電波場來有區(qū)別地加熱材料床。

微波源或無線電波源可以是可控的以生成微波或無線電波場來選擇性地加熱材料床。

根據(jù)第一方面的本發(fā)明可以允許諸如粉末床或熱固性樹脂浴的每層材料床的選中區(qū)域在固化之前用微波或無線電波預(yù)加熱，諸如通過用激光束或電子束來熔化、燒結(jié)或固化?？梢砸龑?dǎo)微波或無線電波場，使得選中的區(qū)域被預(yù)加熱到比層的未被選中以固化的其它區(qū)域更高的溫度。特別地，在粉末通過熔化固化的情況下，選中的區(qū)域可以被預(yù)加熱到或高于燒結(jié)溫度，而未選中的區(qū)域可以保持低于燒結(jié)溫度。加熱到較高溫度的材料床的區(qū)域可以包圍待固化的對應(yīng)選中區(qū)域但要比其略大。微波源或無線電波源通常比用于固化材料層的激光源便宜，并且微波或無線電波的能量可以被充分地引導(dǎo)，以避免過度加熱每個材料層的不會被固化的區(qū)域。因此，可以提高待固化的區(qū)域的溫度，以避免當(dāng)用電子束或激光束熔化時材料的爆炸性蒸發(fā)，同時可以避免使得材料床的大區(qū)域形成為部分餅狀物。

該設(shè)備可以包括用于控制微波源或無線電波源以將微波或無線電波轉(zhuǎn)向材料床上期望位置的控制器。

控制器可以被布置為用于控制微波源或無線電波源以操控微波或無線電波的方向以加熱鄰近經(jīng)固化材料的未經(jīng)固化材料的選中部分，以調(diào)節(jié)在固化材料冷卻期間的熱傳導(dǎo)。

以這種方式，該設(shè)備可以控制固化材料的冷卻，以減少在構(gòu)建期間或之后發(fā)生的可能導(dǎo)致部件變形的力。

可以控制微波源或無線電波源，以在用激光束或電子束固化一個或多個層的選中區(qū)域之前、的同時和/或之后選擇性地加熱材料床。

控制器可以被布置成控制微波源或無線電波源以在用激光束或電子束固化一個或多個層的選中區(qū)域的同時和/或之后選擇性地加熱未經(jīng)固化材料，例如以控制經(jīng)固化區(qū)域的冷卻。

微波或無線電波可以通過加熱在經(jīng)固化材料和/或經(jīng)固化材料的表面周圍的未經(jīng)固化材料(諸如粉末)來加熱未經(jīng)固化的材料。微波或無線電波可以比激光束、電子束或離子束更有效地穿透金屬粉末，其中允許設(shè)備不僅調(diào)節(jié)最上層的固化材料的冷卻而且調(diào)節(jié)在最上層下方的多個層的冷卻。此外，由固體金屬體產(chǎn)生的法拉第籠效應(yīng)(fradaycageeffect)可以防止微波或無線電波穿過構(gòu)建期間所構(gòu)建的中空金屬結(jié)構(gòu)，用以確保部件的中空金屬體內(nèi)的粉末不被加熱到例如高于燒結(jié)溫度。因此，用微波或無線電波加熱粉末只能加熱鄰近部件經(jīng)固化材料的外表面的粉末，以使得在構(gòu)建結(jié)束時可以容易地除去包含在該部件內(nèi)的粉末。

控制器可以被布置為控制另外的輻射源以改變由輻射源生成的輻射圖案，由輻射源生成的束的寬度(1/e²寬度)、束的形狀、束到材料床的表面的角度、橫跨材料床的束的速度、暴露于由輻射源生成的輻射的點之間的點距離和/或每個點的曝光時間。這些改變可以取決于待加熱的未經(jīng)固化材料的選中部分，例如所選中部分的大小和形狀，用于處理選中區(qū)域的激光束或電子束參數(shù)，部件的幾何形狀，層厚度和/或構(gòu)建期間散熱的熱模型。激光束或電子束參數(shù)可以是激光束或電子束功率、激光束或電子束斑點的掃描速度、點距離、曝光時間、激光束或電子束斑點尺寸、激光束或電子束斑點形狀。

控制器可以被布置成控制微波源或無線電波源以控制微波或無線電波進(jìn)入材料床的穿透深度?？刂破骺梢钥刂莆⒉ㄔ椿驘o線電波源來改變微波或無線電波的頻率以改變穿透深度。

控制器或無線電波源可以被控制以在用激光束或電子束固化一個或多個層的選中區(qū)域之前和/或的同時來選擇性地加熱材料床，以在固化之前預(yù)加熱選中的區(qū)域。

微波源或無線電波源可以是可控的，以在至少一個或多個層的選中區(qū)域的固化期間改變微波或無線電波場。特別地，可以使用微波或無線電波將第一選中區(qū)域預(yù)加熱到期望的溫度，緊接著預(yù)加熱第二選中區(qū)域。該設(shè)備可以被布置成在用激光束或電子束固化第一選中區(qū)域的同時用微波或無線電波預(yù)加熱第二選中區(qū)域。

微波源或無線電波源可以是可控的，以便隨著所選中的要固化的區(qū)域逐層改變而改變在層之間的微波或無線電波場。

在構(gòu)建期間，微波源或無線電波源可以被控制以生成不同的微波或無線電波圖案(在材料床上)。

微波源或無線電波源可以包括微波或無線電波發(fā)射器的陣列，諸如磁控管、速調(diào)管、行波管、陀螺儀的陣列或天線陣列。該陣列可以是可控的，用于取決于經(jīng)加熱的選中區(qū)域來生成不同的微波或無線電波圖案。陣列可以用作相控陣列，是可控的，從而可以改變由每個發(fā)射器生成的微波或無線電波的相對相位，以改變由陣列生成的微波或無線電波圖案。以這種方式，可以控制陣列以生成微波或無線電波圖案，該微波或無線電波圖案具有與要用該微波或無線電波來加熱的材料層的選中區(qū)域重合的一個或多個強度峰。

在替代實施例中，微波源或無線電波源包括微波或無線電波發(fā)射器和可移動反射器或透鏡，諸如拋物面反射器(用于產(chǎn)生光點)、圓柱形反射器(用于產(chǎn)生線)或微波透鏡，用于收集由發(fā)射器發(fā)射的微波或無線電波，并將微波或無線電波以窄束方式引導(dǎo)到物料床。

在另一個實施例中，微波源或無線電波源包括安裝在臺架上的微波或無線電波發(fā)射器，以便二維移動以將微波或無線電波引導(dǎo)到材料床的選中區(qū)域?？商娲兀⒉ㄔ椿驘o線電波源包括安裝在鉸接臂上的微波或無線電波發(fā)射器，用于將微波或無線電波發(fā)射器移動到用于將微波或無線電波引導(dǎo)到材料床的選中區(qū)域的位置。

在另一個實施例中，微波源或無線電波源包括至少一個微波激射器，例如用于生成微波激射束的固態(tài)微波激射器，以及用于操控微波激射束的方向到材料床上的不同位置的裝置。

激光束源或電子束源可以用于固化材料，而同時可能不太精確、目標(biāo)微波源或無線電波源可用于預(yù)加熱材料。以這種方式，增加構(gòu)建時間，而不會將材料床的大體積形成為部分餅狀物。此外，微波源或無線電波源可以是比激光束或電子束更便宜的能量源，在功率和精度方面給出可能較低的要求。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種制造部件的方法，其中使用激光束或電子束以層疊方式將材料層固化以形成物件，該方法包括重復(fù)地形成材料床的層，并且掃描激光束或電子束越過該層，以固化該層的選中區(qū)域。

該方法可以進(jìn)一步包括基于選中的區(qū)域來生成微波或無線電波場以有區(qū)別地加熱材料床。

該方法可以進(jìn)一步包括生成微波或無線電波場以選擇性地加熱材料床。

該方法可以進(jìn)一步包括用微波或無線電波場來預(yù)加熱每層的選中區(qū)域中的每個區(qū)域，該預(yù)加熱在激光束或電子束正在固化選中區(qū)域中的另一個選中區(qū)域的同時進(jìn)行。

該方法可以進(jìn)一步包括控制微波或無線電波的方向以加熱鄰近經(jīng)固化材料的未經(jīng)固化材料的選中部分，以在冷卻期間調(diào)節(jié)通過經(jīng)固化材料的熱傳導(dǎo)。

該方法可以進(jìn)一步包括用一個或多個使用相控陣列生成的電磁輻射圖案來加熱材料床。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種其上存儲有的指令的數(shù)據(jù)載體，該指令當(dāng)由根據(jù)本發(fā)明的第一方面的增材制造設(shè)備的處理器執(zhí)行時，該指令使微波源或無線電波源基于選中區(qū)域生成微波或無線電波場來有區(qū)別地加熱材料床。

當(dāng)由處理器執(zhí)行時，該指令可使微波源或無線電波源生成微波或無線電波場以選擇性地加熱材料床。

當(dāng)由處理器執(zhí)行時，該指令可使輻射源選擇性地加熱鄰近經(jīng)固化材料的未經(jīng)固化材料的部分，以在冷卻期間調(diào)節(jié)通過經(jīng)固化材料的熱傳導(dǎo)。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種其上存儲有指令的數(shù)據(jù)載體，所述指令當(dāng)由根據(jù)本發(fā)明的第一方面的增材制造設(shè)備的處理器執(zhí)行時，使增材制造設(shè)備用能量源預(yù)加熱每層的選中區(qū)域中的每個選中區(qū)域，該預(yù)加熱在激光束或電子束正在固化該選中區(qū)域中的另一個選中區(qū)域的同時進(jìn)行。

根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種具有存儲在其上的指令的數(shù)據(jù)載體，當(dāng)由根據(jù)本發(fā)明的第一方面的增材制造設(shè)備的處理器執(zhí)行時，使增材制造設(shè)備用使用相控陣列生成的一個或多個電磁輻射圖案來加熱材料床。

本發(fā)明的上述方面的數(shù)據(jù)載體可以是用于向機器提供諸如非瞬態(tài)數(shù)據(jù)載體，例如軟盤、cdrom、dvdrom/ram(包括-r/-rw和+r/+rw)、hddvd、bluraytm光盤、存儲器(諸如memorysticktm、sd卡、緊湊型閃存卡等)、盤驅(qū)動器(諸如硬盤驅(qū)動器)、磁帶、任何磁/光存儲器或瞬態(tài)數(shù)據(jù)載體，諸如有線或光纖上的信號或無線信號，例如通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的信號(諸如internet下載、ftp傳輸?shù)?。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的選擇性激光固化設(shè)備的示意圖；

圖2是從不同角度觀察的圖1所示的選擇性激光固化設(shè)備的示意圖；

圖3是從上方示出的圖1和圖2所示的選擇性激光固化設(shè)備的示意圖；以及

圖4示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法，其可以使用圖1至圖3中所示的設(shè)備執(zhí)行。

具體實施方式

參考圖1至圖3，根據(jù)本發(fā)明的實施例的激光固化設(shè)備包括主室101，在該主室中具有分隔壁115、116，該分隔壁限定構(gòu)建室117以及粉末沉積到其上的表面110。提供了構(gòu)建平臺102，用于支撐粉末床104和由選擇性激光熔化粉末104構(gòu)建的一個物件/多個物件103。當(dāng)形成物件103的連續(xù)層時，平臺102可以在構(gòu)建室117內(nèi)下降?？色@得的構(gòu)建體積由構(gòu)建平臺102能降低到構(gòu)建室117中的程度來限定。

通過使用用于將粉末定量放置在表面110上的分散設(shè)備108和用于將粉末分散在床104上的細(xì)長擦拭器109，將粉末層依次沉積在粉末床104上來進(jìn)行構(gòu)建。例如，分散設(shè)備108可以是如在wo2010/007396中描述的設(shè)備。擦拭器109在跨構(gòu)建平臺102的線性方向上移動。

激光模塊105在計算機130的控制下生成用于熔化粉末104的激光，該激光根據(jù)光學(xué)掃描器106的要求進(jìn)行定向。激光經(jīng)由窗口107進(jìn)入腔室101。在該實施例中，激光模塊105是纖維激光器，諸如nd：yag纖維激光器。

光學(xué)掃描器106包括轉(zhuǎn)向光學(xué)器件，在該實施例中，兩個可移動鏡106a、106b，用于將激光束引導(dǎo)到粉末床104上的期望位置，以及聚焦光學(xué)器件，在該實施例中，一對可移動透鏡106c、106d，用于調(diào)節(jié)激光束的焦距。電動機(未示出)驅(qū)動鏡106a和透鏡106b、106c的運動，電動機由計算機130控制。

該設(shè)備進(jìn)一步包括相控陣列，其包括用于生成微波或無線電波的天線陣列111。天線陣列由電源114供電。來自源114的功率由功率分配器113分配到天線111，該功率分配器113控制傳送到每個天線和移相器112的功率信號的幅度，該移相器112控制功率信號發(fā)送到每個天線111的相位。電源114、功率分配器113和移相器112由計算機130控制。如圖3所示，天線陣列111可以在窗口107周圍中斷以提供傳送到粉末床104的激光束118的空間。

計算機130包括處理器單元131、存儲器132、顯示器133、用戶輸入裝置134(諸如鍵盤、觸摸屏等)、到激光熔化單元的模塊的數(shù)據(jù)連接(諸如光學(xué)模塊106、激光模塊105、電源114、功率分配器113和移相器112)以及外部數(shù)據(jù)連接135。存儲在存儲器132上的是指示處理單元執(zhí)行如前所述的方法的計算機程序。

在使用中，處理器單元131例如經(jīng)由外部連接135接收描述掃描路徑的幾何數(shù)據(jù)，以接收每個粉末層中的粉末的固化區(qū)域。為了構(gòu)建部件，處理器單元131控制相控陣列(粉末源114、功率分配器113和移相器112)的模塊以在粉末床104中生成加熱粉末床104的選中區(qū)域以固化至所需溫度(諸如接近粉末104的熔點)的微波或無線電波場，同時未固化的粉末床104的其它區(qū)域中的粉末104保持在該溫度以下，并且優(yōu)選低于粉末104的燒結(jié)溫度。計算機130可以根據(jù)幾何數(shù)據(jù)確定要加熱到所需溫度的區(qū)域。

在用相控陣列加熱粉末床的同時，計算機130控制掃描器106根據(jù)幾何數(shù)據(jù)中定義的掃描路徑來引導(dǎo)激光束118。在該實施例中，為了沿著掃描路徑執(zhí)行掃描，激光器105和掃描器106同步以將沿掃描路徑的一系列離散點暴露于激光束。對于每個掃描路徑，定義點距離、點曝光時間和斑點尺寸。在替代實施例中，斑點可以沿著掃描路徑被連續(xù)地掃描。在這種實施例中，可以針對每個掃描路徑指定激光點的速度，而不是限定點距離和曝光時間。

在激光束開始熔化粉末104的選中區(qū)域之前，相控陣列可以開始加熱層的粉末104，以確保將待熔化的初始區(qū)域升高到所需溫度。由相控陣列生成的場圖案可以在熔化粉末層期間改變，以隨著激光束118沿著掃描路徑的進(jìn)行同步地增加粉末層的不同區(qū)域的溫度。特別地，場圖案可以改變?yōu)閷⒁刍倪x中區(qū)域在短時間之前(諸如緊隨著區(qū)域用激光束118熔化之前)預(yù)加熱到期望溫度。

通過相控陣列加熱到期望溫度的每個粉末層的區(qū)域可以稍大于要熔化的區(qū)域。因此，這可能導(dǎo)致部件周圍未熔化的少量燒結(jié)粉末。在構(gòu)建結(jié)束時，該燒結(jié)材料可以從該部件移除。在后續(xù)構(gòu)建中使用的構(gòu)建之后回收的粉末可以篩分以去除燒結(jié)粉末團(tuán)塊。

相信通過用相控陣列將粉末加熱至接近其熔點，然后可以使用較低功率的激光(諸如5至10瓦特的激光)將粉末的選中區(qū)域固化，而不需要預(yù)加熱(通常需要至少100瓦特的激光)。用較低功率的激光可能獲得更好的束質(zhì)量(m²)，并且因此在粉末床表面處具有較小的斑點尺寸。作為低功率激光的替代方案，該設(shè)備可以包括高功率激光器，其被分成多個低功率激光束，用于在任何時間固化選中區(qū)域的多個選中區(qū)域。這種設(shè)備可能需要多個掃描器106，每個激光束一個。

在另一個實施例中，可以由微波激射器和相應(yīng)的可移動透鏡/反射器提供可引導(dǎo)的微波或無線電波，用于將微波或無線電波束轉(zhuǎn)向粉末床上的期望位置，而不使用相控陣列?？梢苿臃瓷淦骺梢允嵌噙呅螔呙杵鳎糜诳绶勰┐?04引導(dǎo)成直線的束。可以在基于待預(yù)加熱的選中區(qū)域的位置沿著每條線引導(dǎo)微波激射器時接通和關(guān)閉微波激射器。

現(xiàn)在將參考圖4來描述可以單獨地或結(jié)合上述實施例執(zhí)行的另一實施例。如前所述，在使用中，處理器單元131例如經(jīng)由外部連接135接收描述在固化每個粉末層中的粉末區(qū)域時采用的掃描路徑的幾何數(shù)據(jù)。為了構(gòu)建部件，處理器單元131控制掃描器106以根據(jù)幾何數(shù)據(jù)中限定的掃描路徑來引導(dǎo)激光束118，從而熔化粉末的選中區(qū)域以形成部件。在本地，激光束熔化粉末以形成熔池121，其隨后冷卻以形成固化材料122。

在該實施例中，為了沿著掃描路徑執(zhí)行掃描，激光器105和掃描器106經(jīng)過同步以將沿掃描路徑的一系列離散點暴露于激光束。對于每個掃描路徑，限定點距離、點曝光時間和斑點尺寸。在替代實施例中，可以沿著掃描路徑連續(xù)地掃描斑點。在這種實施例中，可以對每個掃描路徑指定激光斑點的速度，而不是限定點距離和曝光時間。

在用激光束118掃描粉末層的選中區(qū)域期間，處理單元131控制相控陣列的模塊(粉末源114、功率分配器113和移相器112)以生成微波或無線電波束123，從而選擇性地加熱固化材料122的選中部分周圍的粉末104a。固化材料122周圍的熱粉末104a可以改變固化材料122的冷卻圖案，例如通過降低固化材料122/熔池121通過降低通過固化材料并且在固化材料和粉末之間的溫度梯度來冷卻的速率。大的和小的虛線示意性地指示了當(dāng)冷卻和傳遞來自由微波或無線電波加熱的粉末104a的熱量時從熔池121到固化材料122的熱傳遞。降低固化材料122的部分冷卻的速率可以降低當(dāng)固化材料122冷卻時發(fā)生的收縮速率，以及因此可能使部件變形的力。固化材料冷卻的可接受速率可以取決于構(gòu)建期間部件的幾何形狀和/或部件的定向。

微波或無線電波可以比激光束118更深地穿入粉末床104，使得由激光束熔化的粉末層下面的固化材料122的層被加熱，將熱傳遞速率向下降低到部件中以及水平地橫跨被熔化的當(dāng)前層。該部件周圍的粉末104a的加熱可導(dǎo)致該粉末的燒結(jié)。然而，微波或無線電波將不會穿入超過其表面的固化金屬部件。因此，微波或無線電波不會穿透該部件以加熱位于固化材料的空腔124內(nèi)的粉末材料104b，并且因此該粉末104b將不被燒結(jié)(假定該粉末104b在形成空腔之前不被加熱)?？涨恢械奈礋Y(jié)粉末可在構(gòu)建結(jié)束時輕松移除。燒結(jié)到部件的外表面的粉末餅可在構(gòu)建結(jié)束時被切掉。

可以通過改變微波或無線電波的頻率來控制微波或無線電波進(jìn)入粉末的穿透深度。

通過微波/無線電波束加熱的固化材料122的部分可以通過在構(gòu)建部件時對部件中的熱變化進(jìn)行建模來確定。

在另一個實施例中，可以由微波激射器和相應(yīng)的可移動透鏡/反射器提供可轉(zhuǎn)向的微波或無線電波，用于將微波或無線電波束轉(zhuǎn)向粉末床上的期望位置，而不使用相控陣列?？梢苿臃瓷淦骺梢允嵌噙呅螔呙杵?，用于跨粉末床104引導(dǎo)成直線的束。

在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對上述實施例進(jìn)行改變和修改。其它非微波源或無線電波源可用于預(yù)加熱可轉(zhuǎn)向到粉末床的選中區(qū)域的粉末。例如，大型多臂激光源，諸如co2激光器、一個或多個聚焦紅外源、其它電磁輻射源或等離子體(離子)源。