本公開一般涉及增材制造（additivemanufacturing），且更特定地，涉及采用多個電子束源的增材制造。

背景技術(shù)：

最近，用于制作金屬合金組件的增材制造方法已經(jīng)作為鑄造和機械加工方法的備選方案而出現(xiàn)。增材制造也被稱作為“分層制造”、“逆向機械加工”、以及“3-d打印”。在基礎(chǔ)的層面上，增材制造技術(shù)是基于在截面的逐層中建立起材料而形成3d組件的概念。對于增材制造技術(shù)所共同的是使用3d建模軟件（計算機輔助設(shè)計或cad）、機器裝備、以及成層材料。一旦cad草圖被產(chǎn)生，則機器裝備從cad文件讀入數(shù)據(jù)，并添加期望材料的連續(xù)層以構(gòu)造3d組件。

一些具體的增材制造過程在增材步驟中采用粉末床熔合技術(shù)來熔合金屬合金粉末，以產(chǎn)生組件。例如，一些增材制造過程在增材步驟中運用能量束跨粉末床進行掃描，以熔合在粉末床中的金屬合金粉末的層。此類粉末床增材制造過程的一些示例包含直接金屬激光燒結(jié)/熔合（dmls）/（dmlf）、選擇性激光燒結(jié)/熔合（sls）/（slf）、以及電子束熔融（ebm）。在這些過程中，粉末床中的金屬合金粉末的層被熔合成底層的部分形成組件（或種子組件），以向該組件添加新的層。金屬合金粉末的新的層被沉積到粉末床中，且位于該部分形成組件的先前所形成的層之上，并且金屬合金粉末的該新的層類似地被熔合到該組件。多次重復(fù)該沉積-和-熔合規(guī)程來在該部分形成組件上產(chǎn)生多個層，以最終形成金屬合金組件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

通過在一個實施例中配備一種用于從金屬粉末的多個沉積層來適應(yīng)性地形成三維組件的系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點，并提供了另外的優(yōu)勢。所述系統(tǒng)包含構(gòu)建室、多個電子束源、以及控制器。所述構(gòu)建室包含殼體（housing）、布置在所述構(gòu)建室中的構(gòu)建平臺、以及用于在所述構(gòu)建室中移動所述構(gòu)建平臺的致動器（actuator）。所述多個電子束源可操作用于將多個電子束引導(dǎo)到所述構(gòu)建室中和到布置在所述構(gòu)建平臺上的金屬粉末的所述多個沉積層上。所述控制器可操作用于同時控制所述致動器和所述多個電子束源將所述多個電子束引導(dǎo)到所述構(gòu)建平臺上的金屬粉末的所述多個沉積層上，來順序地加固（consolidate）所述多個沉積的金屬粉末層的圖案化部分，以適應(yīng)性地形成所述三維組件。

在另一個實施例中，一種用于適應(yīng)性地形成三維組件的方法包含提供多個電子束源、以及同時控制所述多個電子束源將多個電子束引導(dǎo)到金屬粉末的多個沉積層上，來順序地加固所述多個沉積的金屬粉末層的圖案化部分，以適應(yīng)性地形成所述三維組件。

本公開由此提供以下技術(shù)方案：

1.一種用于從金屬粉末的多個沉積層來適應(yīng)性地形成三維組件的系統(tǒng)（10），所述系統(tǒng)（10）包括：

構(gòu)建室（100），包括：

殼體（110）；

構(gòu)建平臺（120），布置在所述構(gòu)建室中；以及

致動器（200），用于在所述構(gòu)建室中移動所述構(gòu)建平臺；

多個電子束源（200），用于將多個電子束引導(dǎo)到所述構(gòu)建室中以及到所述構(gòu)建平臺上布置的金屬粉末的所述多個沉積層上；以及

控制器，用于同時控制所述致動器和所述多個電子束源以將所述多個電子束引導(dǎo)到所述構(gòu)建平臺上的金屬粉末的所述多個沉積層上，從而順序地加固所述多個沉積的金屬粉末層的圖案化部分，以適應(yīng)性地形成所述三維組件。

2.如技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)（10），其中所述多個電子束源（200）相對于所述多個沉積層被固定，且所述控制器（300）可操作用來獨立地將所述多個電子束中的每個引導(dǎo)到金屬粉末的所述多個沉積層上。

3.如技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)（10），其中所述控制器（300）可操作用來將所述多個電子束中的每個引導(dǎo)到金屬粉末的所述多個沉積層的不同區(qū)域上，且所述控制器（300）可操作用來將所述多個電子束中的每個聚焦到所述不同區(qū)域中的每個區(qū)域的部分上，且可操作用來在所述不同區(qū)域內(nèi)移動所聚焦的電子束。

4.如技術(shù)方案3所述的系統(tǒng)（10），其中所述控制器（300）可操作用來在所述不同區(qū)域內(nèi)隨機移動所聚焦的電子束。

5.如技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)（10），其中所述控制器（300）可操作用來對加固所述多個沉積的金屬粉末層的所述圖案化部分的速率進行優(yōu)化，以形成具有單晶結(jié)構(gòu)的三維組件。

6.如技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)（10），其中所述控制器（300）可操作用來最小化在加固所述多個沉積的金屬粉末層的所述圖案化部分中的熱梯度，以形成具有單晶結(jié)構(gòu)的三維組件。

7.如技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)（10），其中所述控制器（300）可操作用來將所述多個電子束中的每個引導(dǎo)到金屬粉末的所述多個沉積層的大約25毫米乘25毫米的不同區(qū)域上、可操作用來將所述多個電子束中的每個聚焦到所述不同區(qū)域中的每個區(qū)域的大約0.1毫米乘大約0.1毫米的部分上、以及可操作用來對所述金屬粉末的每個沉積層在所述不同區(qū)域內(nèi)移動所聚焦的電子束小于大約100毫秒。

8.如技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)（10），其中所述多個電子束包括大約10個電子束源乘大約10個電子束源的陣列。

9.一種用于適應(yīng)性地形成三維組件的方法（400），所述方法包括：

提供（410）多個電子束源；以及

同時控制（420）所述多個電子束源以將多個電子束引導(dǎo)到金屬粉末的多個沉積層上，從而順序地加固所述多個沉積的金屬粉末層的圖案化部分，以適應(yīng)性地形成所述三維組件。

10.如技術(shù)方案9所述的方法，其中所述提供（410）包括提供相對于所述多個沉積層被固定的所述多個電子束源，且所述控制（420）包括獨立地將所述多個電子束中的每個引導(dǎo)到金屬粉末的所述多個沉積層上。

11.如技術(shù)方案9所述的方法，其中所述控制（420）包括將所述多個電子束中的每個引導(dǎo)到金屬粉末的所述多個沉積層的不同區(qū)域上、將所述多個電子束中的每個聚焦到所述不同區(qū)域中的每個區(qū)域的部分上、以及在所述不同區(qū)域內(nèi)移動所聚焦的電子束。

12.如技術(shù)方案11所述的方法，其中所述移動包括在所述不同區(qū)域內(nèi)隨機移動所聚焦的電子束。

13.如技術(shù)方案9所述的方法，其中所述控制（420）包括對加固所述多個沉積的金屬粉末層的所述圖案化部分的速率進行優(yōu)化，以形成具有單晶結(jié)構(gòu)的所述三維組件。

14.如技術(shù)方案9所述的方法，其中所述控制（420）包括最小化在加固所述多個沉積的金屬粉末層的所述圖案化部分中的熱梯度，以形成具有單晶結(jié)構(gòu)的所述三維組件。

15.如技術(shù)方案9所述的方法，其中所述控制（420）包括將所述多個電子束中的每個引導(dǎo)到金屬粉末的所述多個沉積層的大約25毫米乘25毫米的不同區(qū)域上、將所述多個電子束中的每個聚焦到所述不同區(qū)域中的每個區(qū)域的大約0.1毫米乘大約0.1毫米的部分上、以及對所述金屬粉末的每個沉積層在所述不同區(qū)域內(nèi)移動所聚焦的電子束小于大約100毫秒。

16.一種用于從金屬粉末的多個沉積層來適應(yīng)性地形成三維組件的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

構(gòu)建室，包括：

殼體；

構(gòu)建平臺，布置在所述構(gòu)建室中；以及

致動器，用于在所述構(gòu)建室中移動所述構(gòu)建平臺；

多個電子束源，用于將多個電子束引導(dǎo)到所述構(gòu)建室中以及到所述構(gòu)建平臺上布置的金屬粉末的所述多個沉積層上；以及

控制器，用于同時控制所述致動器和所述多個電子束源以將所述多個電子束引導(dǎo)到所述構(gòu)建平臺上的金屬粉末的所述多個沉積層上，從而順序地加固所述多個沉積的金屬粉末層的圖案化部分，以適應(yīng)性地形成所述三維組件。

17.如技術(shù)方案16所述的系統(tǒng)，其中所述多個電子束源相對于所述多個沉積層被固定，且所述控制器可操作用來獨立地將所述多個電子束中的每個引導(dǎo)到金屬粉末的所述多個沉積層上。

18.如技術(shù)方案16所述的系統(tǒng)，其中所述控制器可操作用來將所述多個電子束中的每個引導(dǎo)到金屬粉末的所述多個沉積層的不同區(qū)域上。

19.如技術(shù)方案18所述的系統(tǒng)，其中所述控制器可操作用來將所述多個電子束中的每個聚焦到所述不同區(qū)域中的每個區(qū)域的部分上，且可操作用來在所述不同區(qū)域內(nèi)移動所聚焦的電子束。

20.如技術(shù)方案19所述的系統(tǒng)，其中所述控制器可操作用來在所述不同區(qū)域內(nèi)隨機移動所聚焦的電子束。

21.如技術(shù)方案16所述的系統(tǒng)，其中所述控制器可操作用來對加固所述多個沉積的金屬粉末層的所述圖案化部分的速率進行優(yōu)化，以形成具有單晶結(jié)構(gòu)的三維組件。

22.如技術(shù)方案16所述的系統(tǒng)，其中所述控制器可操作用來最小化在加固所述多個沉積的金屬粉末層的所述圖案化部分中的熱梯度，以形成具有單晶結(jié)構(gòu)的三維組件。

23.如技術(shù)方案16所述的系統(tǒng)，其中所述控制器可操作用來對所述金屬粉末的每個沉積層應(yīng)用所述多個電子束小于大約100毫秒。

24.如技術(shù)方案16所述的系統(tǒng)，其中所述控制器可操作用來對所述金屬粉末的每個沉積層應(yīng)用所述多個電子束大約10毫秒。

25.如技術(shù)方案16所述的系統(tǒng)，其中所述控制器可操作用來將所述多個電子束中的每個引導(dǎo)到金屬粉末的所述多個沉積層的大約25毫米乘25毫米的不同區(qū)域上。

26.如技術(shù)方案25所述的系統(tǒng)，其中所述控制器可操作用來將所述多個電子束中的每個聚焦到所述不同區(qū)域中的每個區(qū)域的大約0.1毫米乘大約0.1毫米的部分上，以及可操作用來對所述金屬粉末的每個沉積層在所述不同區(qū)域內(nèi)移動所聚焦的電子束小于大約100毫秒。

27.如技術(shù)方案16所述的系統(tǒng)，其中所述多個電子束源包括靜電聚焦元件和/或磁聚焦元件。

28.如技術(shù)方案16所述的系統(tǒng)，其中所述多個電子束包括大約10個電子束源乘大約10個電子束源的陣列。

29.如技術(shù)方案16所述的系統(tǒng)，其中所述多個電子束源中的每個可操作用來提供大約5000千瓦的電子束。

30.一種用于適應(yīng)性地形成三維組件的方法，所述方法包括：

提供多個電子束源；以及

同時控制所述多個電子束源以將多個電子束引導(dǎo)到金屬粉末的多個沉積層上，從而順序地加固所述多個沉積的金屬粉末層的圖案化部分，以適應(yīng)性地形成所述三維組件。

31.如技術(shù)方案30所述的方法，其中所述提供包括提供相對于所述多個沉積層被固定的所述多個電子束源，且所述控制包括獨立地將所述多個電子束中的每個引導(dǎo)到金屬粉末的所述多個沉積層上。

32.如技術(shù)方案30所述的方法，其中所述控制包括將所述多個電子束中的每個引導(dǎo)到金屬粉末的所述多個沉積層的不同區(qū)域上、將所述多個電子束中的每個聚焦到所述不同區(qū)域中的每個區(qū)域的部分上、以及在所述不同區(qū)域內(nèi)移動所聚焦的電子束。

33.如技術(shù)方案32所述的方法，其中所述移動包括在所述不同區(qū)域內(nèi)隨機移動所聚焦的電子束。

34.如技術(shù)方案30所述的方法，其中所述控制包括對加固所述多個沉積的金屬粉末層的所述圖案化部分的速率進行優(yōu)化，以形成具有單晶結(jié)構(gòu)的所述三維組件。

35.如技術(shù)方案30所述的方法，其中所述控制包括最小化在加固所述多個沉積的金屬粉末層的所述圖案化部分中的熱梯度，以形成具有單晶結(jié)構(gòu)的所述三維組件。

36.如技術(shù)方案30所述的方法，其中所述控制包括對所述金屬粉末的每個沉積層應(yīng)用所述多個電子束小于大約100毫秒。

37.如技術(shù)方案30所述的方法，其中所述控制包括將所述多個電子束中的每個引導(dǎo)到金屬粉末的所述多個沉積層的大約25毫米乘25毫米的不同區(qū)域上、將所述多個電子束中的每個聚焦到所述不同區(qū)域中的每個區(qū)域的大約0.1毫米乘大約0.1毫米的部分上、以及對所述金屬粉末的每個沉積層在所述不同區(qū)域內(nèi)移動所聚焦的電子束小于大約100毫秒。

38.如技術(shù)方案30所述的方法，其中所述控制包括對所述多個電子束進行靜電聚焦和/或磁聚焦。

39.如技術(shù)方案30所述的方法，其中所述多個電子束源中的每個可操作用來提供大約5000千瓦的電子束。

40.如技術(shù)方案30所述的方法，其中所述三維組件包括渦輪組件或渦輪組件修復(fù)。

附圖說明

本公開的一個或更多實施例特定地被指出，并清楚地要求保護作為在本說明書的結(jié)論處權(quán)利要求中的示例。該前述部分以及本公開的其它目標、特征、和優(yōu)勢從結(jié)合附圖進行的以下詳細描述中是顯而易見的，其中：

圖1圖解地示出了依照本公開的一實施例的、采用多個電子束源的增材制造系統(tǒng)；

圖2圖解地示出了圖1的電子束源之一的一實施例；

圖3示出用于采用圖1的增材制造系統(tǒng)來形成三維組件中使用的粉末層的部分的俯視圖；

圖4示出依照本公開的、用于適應(yīng)性地形成三維組件的方法的流程圖；以及

圖5是依照本公開的一實施例的控制器的框圖。

具體實施方式

本公開的實施例以及其某些特征、優(yōu)勢和細節(jié)，在下面參考在附圖中示出的非限制性示例來更加充分地被解釋。對熟知的材料、處理技術(shù)等的描述被省略，以避免不必要地使本公開在細節(jié)上難以理解。然而，應(yīng)當理解的是，在指示本公開的實施例時的詳細描述以及具體示例，其只是作為說明而不是作為限制被給出。在根本的發(fā)明概念的精神和/或范疇內(nèi)，各種替代、修改、添加、和/或安排依據(jù)本公開對于本領(lǐng)域中的那些普通技術(shù)人員將是顯而易見的。

圖1圖解地示出了依照本公開的一實施例的系統(tǒng)10，該系統(tǒng)用于從金屬粉末的多個沉積層來適應(yīng)性地形成三維組件。系統(tǒng)10一般包含構(gòu)建室100、多個電子束源200a到200n、以及控制器300。構(gòu)建室100可包含限定真空室的殼體110、布置在構(gòu)建室中的構(gòu)建平臺120、用于在構(gòu)建室中移動構(gòu)建平臺的致動器130、一個或更多粉末進料斗140、以及粉末分發(fā)器150。多個電子束源200可包含多個電子束槍或源（圖2中示出的那些之一），所述多個電子束槍或源用于將多個電子束210a到210n引導(dǎo)到構(gòu)建室中和到布置在構(gòu)建平臺上的金屬粉末的多個沉積層上。盡管圖1示出多個電子束的線型行，但被領(lǐng)會到的是，電子束源300可包含多個電子束的多個相鄰的線型行，其可操作來定義被發(fā)射電子束的二維陣列?？刂破?00可操作用于同時控制致動器130和所述多個電子束源將所述多個電子束引導(dǎo)到構(gòu)建平臺上的金屬粉末的多個沉積層上，來順序地加固所述多個沉積的金屬粉末層的圖案化部分，以適應(yīng)性地形成三維組件12。

如從下面的當前描述將領(lǐng)會到的是，本公開的技術(shù)可改進構(gòu)建速度并減小平面損壞，因而能夠?qū)崿F(xiàn)對于另外材料和幾何的增材制造的應(yīng)用。例如，線型陣列或二維陣列的電子束槍或源可服務(wù)于粉末床的部分，利用靜電聚焦、電流調(diào)制、以及偏轉(zhuǎn)，來對粉末床的圖案化層進行加熱以用于固化。在一個或更多實施例中，增材制造系統(tǒng)可包含大約10乘大約10的電子束源，其中每個電子束源服務(wù)于粉末床的大約25毫米（大約1英寸）乘大約25毫米（大約1英寸）的區(qū)域，利用靜電聚焦、電流調(diào)制、以及偏轉(zhuǎn)，以對粉末床的亞毫米圖案化區(qū)域或?qū)舆M行加熱以用于固化。另外，本公開的技術(shù)可改進或減少對于形成三維組件的部件構(gòu)建時間中以及單層的處理時間，且可由于要求的粉末散布時間而被限制。如將被領(lǐng)會到的是，當前技術(shù)可克服與不能跨大面積維持機械完整性的單電子束增材系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的問題。

仍然參考圖1，粉末進料斗140可裝有被提供在開始板（startplate）160上的粉末材料。粉末材料可以是純金屬或金屬合金，諸如鈦、鈦合金、鋁、鋁合金、不銹鋼、co—cr—w合金等。第一粉末層可通過將粉末均勻地分發(fā)在開始板或固化的圖案化層之上來被提供。例如，從進料斗140沉積的材料可通過粉末分發(fā)器150（諸如耙（rake）系統(tǒng)）進行分發(fā)。可對耙進行移動來將粉末分發(fā)在開始板或固化的圖案化層之上。耙的較下部分與開始板或固化的圖案化層的較上部分之間的距離可確定所分發(fā)的粉末層的厚度。粉末層厚度可容易地通過經(jīng)由致動器對構(gòu)建平臺的高度的調(diào)節(jié)來被調(diào)節(jié)。

所述多個電子束槍或源的至少部分可在構(gòu)建室100中被提供于真空中或與真空進行流體通信。構(gòu)建室100可以可操作用于通過真空系統(tǒng)170來維持真空環(huán)境，該真空系統(tǒng)可包括渦輪分子泵、渦旋泵、離子泵、以及一個或更多閥，這些對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員是熟知的。真空系統(tǒng)170可由控制器300來控制。

三維組件12可通過對粉末床的部分的連續(xù)熔合來形成，其對應(yīng)于三維組件的連續(xù)截面，且基于提供的三維組件的模型。該模型可經(jīng)由cad（計算機輔助設(shè)計）工具來生成。

圖2示出用于產(chǎn)生電子束210的電子束槍或源200的一個實施例。例如，電子束槍或源可一般包含陰極220、格柵230、以及陽極240，電子束槍或源被用于生成和加速初始電子束。磁聚焦線圈150和偏轉(zhuǎn)線圈160可被用于控制其中電子束對在被處理的粉末層142進行轟擊的路線。在操作中，陰極可以是熱發(fā)射電子的源，所述熱發(fā)射電子被由格柵230和陽極240所創(chuàng)建的靜電場幾何形狀既加速并整形成準直束。電子束然后通過陽極240中的出孔射出，帶有例如等于被應(yīng)用到陰極的負高電壓的值的能量。在出了陽極之后，該束穿越過電磁聚焦線圈150和偏轉(zhuǎn)線圈160。聚焦線圈被用于在圖案化的層142上產(chǎn)生或聚焦的或散焦的束斑（beamspot），而偏轉(zhuǎn)線圈被用于或?qū)⑹叨ㄎ辉诠潭ǖ奈恢蒙匣蛟趫D案化的層142的區(qū)域上移動束斑。將被領(lǐng)會到的是，其它類型的電子束槍或源和/或另外的組件可適當?shù)乇徊捎谩?/p>

再參考圖1，所述多個電子束槍或源200a到200n生成多個電子束210a到210n，所生成的電子束被用于將粉末材料或圖案化層142（圖2）熔融或熔合在一起。在工作循環(huán)或增材構(gòu)建期間，構(gòu)建平臺120在粉末材料的每個添加層之后相對于所述多個電子束源200來連續(xù)地降低。例如，構(gòu)建平臺120可在垂直方向上（即在雙頭端箭頭p的方向上）可移動。構(gòu)建平臺120可被布置在初始位置中，其中期望厚度的第一粉末材料層已被鋪放到開始板160上。構(gòu)建平臺在其后關(guān)于鋪放新的粉末材料層來被降低，以用于形成三維組件的新的截面。用于降低構(gòu)建平臺160的致動器或部件可包含裝備有傳動裝置、調(diào)節(jié)螺旋等的伺服馬達。

控制器300可尤其被用于控制所述多個電子束源、致動器、粉末分發(fā)器150、以及構(gòu)建室中的真空壓力。例如，控制器300可在用于加熱粉末層的時間期間，可操作用于控制和管理對圖案化層進行轟擊的所述多個電子束的位置或位點?？刂茊卧?00可包含指令，所述指令用于對于要被形成的三維組件的每個層來控制每個電子束。

圖3示出用于采用增材制造系統(tǒng)10（圖1）來形成三維組件中使用的粉末層142的部分的俯視圖。例如，粉末層142的部分以斷線來示出，其被分割成多個區(qū)域或面積144a到144n。所述電子束槍或源200a到200n（圖1）中的每個對應(yīng)于多個區(qū)域或面積144a到144n中的一不同區(qū)域或面積。另外，在所述區(qū)域的每個中示出的是電子束熱斑230a到230n，電子束熱斑覆蓋了相應(yīng)區(qū)域144a到144n的部分，其是由電子束210a到210n在時間t1中在某個點處所生成的。在t2到tn，電子束熱斑可被移動到子區(qū)域中的另外位點處。

例如，在一個或更多實施例中，適應(yīng)性制造系統(tǒng)10（圖1）可包含二維陣列的電子束源，所述電子束源可操作用來處理具有大約250毫米（大約10英寸）的寬度和大約250毫米（大約10英寸）的長度的二維粉末層。每個電子束槍或源可以可操作用來覆蓋具有大約25毫米（大約1英寸）的寬度和大約25毫米（1英寸）的長度的不同二維區(qū)域。每個電子束槍或源可提供具有大約0.1毫米的寬度和大約0.1毫米的長度的二維電子束熱斑。每個二維區(qū)域（例如，大約25毫米乘大約25毫米的區(qū)域）可包含大約62500個子區(qū)域（例如，不同的大約0.1毫米乘大約0.1毫米的子區(qū)域）。

在該示出的實施例中，每個圖案化粉末層可被所述多個電子束進行加熱大約10毫秒（例如，對應(yīng)于t0到tn），以可操作地熔融該粉末層。例如，在該實施例中，所述62500子區(qū)域的每個將被暴露到具有大約6.4kw（大約2j/mm3）的電子束功率的電子束大約160納秒的時間段，例如每個子區(qū)域160納秒的停留時間。將被領(lǐng)會到的是，如果提供較少的電子束槍或源，則可需要增加功率同時可需要減小停留時間。目標沉積能量可以是在大約50微米的深度處為大約2j/mm3。另外，所述多個電子束可以是脈沖電子束，其通過諸如經(jīng)由由控制器的控制來打開和關(guān)閉電子束槍或源中電子的生成而可操作地被提供。開關(guān)的頻率可對應(yīng)于和被定時于要應(yīng)用到所述子區(qū)域的不同的熱加熱斑。

再參考圖1-3，第一粉末層可被布置在開始構(gòu)建160（圖1）之上。所述多個電子束可被引導(dǎo)到開始板160（圖1）之上，造成第一粉末層在選擇的位點中熔合以形成三維組件的第一截面。例如，控制單元300可操作用于對參與第一粉末層的所述多個電子束的位點或位置進行引導(dǎo)。在第一層被形成之后，第二粉末層被提供在第一固化層的頂部上。在第二粉末層的分發(fā)之后，所述多個電子束被引導(dǎo)到第二粉末層上，造成第二粉末層在選擇的位點中熔合以形成三維組件的第二截面。第二層中的熔合部分可接合到第一層的熔合部分。通過不僅熔融最上層中的粉末，還對直接在該最上層下面的層的厚度的至少片段進行再熔融，可將第一和第二層中的熔合部分熔融在一起。

例如，所述多個電子束的應(yīng)用可導(dǎo)致電子束形成熱加熱斑，熱加熱斑被引導(dǎo)在粉末層的對應(yīng)子區(qū)域上并在其上進行移動。熱加熱斑的移動可基于預(yù)定路徑由控制器進行控制，或可在子區(qū)域上隨機地移動?？刂破骺膳渲贸蓪庸趟龆鄠€沉積的金屬粉末層的圖案化部分的速率進行優(yōu)化，以形成具有單晶結(jié)構(gòu)的三維組件?？刂破骺勺钚』诩庸趟龆鄠€沉積的金屬粉末層的圖案化部分中的熱梯度，以形成具有單晶結(jié)構(gòu)的三維組件。

在本公開的一個或更多實施例中，電子束槍或源可生成多個可聚焦的電子束，其帶有大約60kv的加速電壓，以及帶有在大約0kw到大約10kw、大約2kw到大約8kw、大約5kw到大約7kw或大約6.5kw的范圍中的束功率。

在一個或更多實施例中，三維組件可以是渦輪組件，諸如渦輪翼片（airfoil）或葉片。在一個或更多實施例中，三維組件可以是渦輪組件修復(fù)（repair）。對于渦輪葉片的修復(fù)，電子束源的陣列可包含1乘10個電子束槍或源的線型陣列。

圖4示出依照本公開的用于適應(yīng)性地形成三維組件的方法400的流程圖。例如，方法400可包含在410提供多個電子束源，以及在420同時控制所述多個電子束源將多個電子束引導(dǎo)到金屬粉末的多個沉積層上，來順序地加固所述多個沉積的金屬粉末層的圖案化部分，以適應(yīng)性地形成三維組件。

圖5是依照本公開的一個實施例的控制器300的框圖?？刂破?00適于存儲和/或執(zhí)行程序代碼（諸如用于執(zhí)行以上所描述的過程的程序代碼），且包含通過數(shù)據(jù)總線320直接或間接耦合到存儲器304的至少一個處理器302。在操作中，處理器302從存儲器304獲得一個或更多指令以用于由所述處理器來進行執(zhí)行。存儲器304可包含在程序代碼的實際執(zhí)行期間采用的本地存儲器，大存儲裝置、以及高速緩存存儲器（其提供至少一些程序代碼的臨時存儲，以便于減少在程序代碼的執(zhí)行期間代碼必須從大存儲裝置被尋回的次數(shù)）。存儲器304的示例的非限制性列表包含硬盤、隨機存取存儲器（ram）、只讀存儲器（rom）、可擦可編程只讀存儲器（eprom或閃速存儲器）、光纖、便攜式緊致盤只讀存儲器（cd-rom）、光存儲裝置、磁存儲裝置、或前述這些的任一適當組合。存儲器304包含操作系統(tǒng)305以及一個或更多計算機程序306，執(zhí)行與增材制造系統(tǒng)有聯(lián)系的以上所描述的過程。

輸入/輸出（i/o）裝置312和314（包含但不限制于鍵盤、顯示器、指向（pointing）裝置等）可或直接地或通過i/o控制器310來耦合到該系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)適配器308也可耦合到該系統(tǒng)，以能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過中介的私有或公共網(wǎng)絡(luò)來變成與其它數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)耦合。調(diào)制解調(diào)器、線纜調(diào)制解調(diào)器以及以太網(wǎng)卡僅是網(wǎng)絡(luò)適配器308的一些當前可用類型。在一個示例中，網(wǎng)絡(luò)適配器308和/或輸入裝置312促進獲得三維組件在其中被形成的構(gòu)建過程的圖像。

控制器300可耦合到具有一個或更多數(shù)據(jù)庫的存儲裝置316（例如，非易失性存儲區(qū)，諸如磁盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器等）。存儲裝置316可包含內(nèi)部存儲裝置或者被附上的或網(wǎng)絡(luò)可接入的存儲裝置。存儲裝置316中的計算機程序可被加載到存儲器304中，并被處理器302所執(zhí)行，其是以本領(lǐng)域中已知的方式進行的。

控制器300可包含比所示出的更少的組件、沒有在本文中示出的另外的組件、或示出的組件和另外的組件的某種組合?？刂破?00可包含本領(lǐng)域中已知的任一計算裝置，諸如主機、服務(wù)器、個人計算機、工作站、膝上型計算機、手提型計算機、通話裝置、網(wǎng)絡(luò)器械、虛擬化裝置、存儲控制器等。另外，以上所描述的過程可由作為集群計算環(huán)境的部分進行工作的多個控制器300來執(zhí)行。

在一些實施例中，本發(fā)明的方面可采取在一個或更多計算機可讀媒體中實施的計算機程序產(chǎn)品的形式。所述一個或更多計算機可讀媒體可已在其上實施有計算機可讀程序代碼。各種計算機可讀媒體或其的組合可被運用。比如，計算機可讀媒體可包括計算機可讀存儲媒體，其的示例包含（但不限制于）一個或更多電子的、磁的、光的、或半導(dǎo)體系統(tǒng)、設(shè)備、或裝置、或前述這些的任一適當組合。示例計算機可讀存儲媒體包含，比如：具有一個或更多引線的電連接、便攜式計算機磁盤、硬盤或大容量存儲裝置、隨機存取存儲器（ram）、只讀存儲器（rom）、和/或可擦可編程只讀存儲器（諸如eprom或閃速存儲器）、光纖、便攜式緊致盤只讀存儲器（cd-rom）、光存儲裝置、磁存儲裝置（包含磁帶裝置）、或以上的任一適當組合。計算機可讀存儲媒體被定義為包括有形媒體，該有形媒體能夠含有或存儲用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備、或裝置，諸如處理器，來使用的或與之有聯(lián)系的程序代碼。存儲在計算機可讀媒體中/上的程序代碼因此產(chǎn)生了包含程序代碼的制造的物品（諸如“計算機程序產(chǎn)品”）。

要理解的是，以上描述旨在是說明性的，且不是約束性的。在不偏離由隨附權(quán)利要求以及其等同體所定義的本公開的一般精神和范疇的情況下，眾多的改變以及修改可被本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員在本文中做出。例如，以上所描述的實施例（和/或其的方面）可與彼此組合地使用。另外，在不偏離各種實施例的范疇的情況下，許多修改可被做出，以使特定情形或材料適應(yīng)于所述各種實施例的教導(dǎo)。盡管本文中所描述的材料的尺寸和類型旨在定義各種實施例的參數(shù)，但它們絕不是限制性的且僅僅是示范性的。在回顧以上描述時，許多其它實施例對于本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，各種實施例的范疇應(yīng)當參考附帶權(quán)利要求連同此類權(quán)利要求被授權(quán)的等同體的全部范疇來確定。在附帶權(quán)利要求中，術(shù)語“包含（including）”和“在其中（inwhich）”被用作相應(yīng)術(shù)語“包括（comprising）”和“其中（wherein）”的簡明英語（plain-english）等同體。此外，在隨附權(quán)利要求中，術(shù)語“第一”、“第二”、以及“第三”等，僅僅是作為標記被使用，且不旨在在它們的對象上強加數(shù)字要求。而且，術(shù)語“可操作地（operably）”結(jié)合術(shù)語諸如耦合、連接、接連、密封等在本文中被用來既指代直接或間接耦合的分離的、相異的組件所引起的連接，也指代整體地形成的組件（即，一塊、整體或單片）所引起的連接。進一步地，隨附權(quán)利要求的限制不是以部件加功能的格式來撰寫的，且不旨在基于35u.s.c.§112第六段來被解釋，除非且直到此類權(quán)利要求限制明確使用短語“部件，用于（meansfor）”，且其后跟有功能的陳述而無進一步結(jié)構(gòu)。要理解的是，不必要所有以上所描述的此類目標或優(yōu)勢可依照任一特定實施例來被達到。因此，例如，本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員將認識到，本文中所描述的系統(tǒng)和技術(shù)可以以達到或優(yōu)化本文中所教導(dǎo)的一個優(yōu)勢或一組優(yōu)勢而不必要達到可能在本文中被教導(dǎo)或建議的其它目標或優(yōu)勢的方式來被實施或?qū)嵭小?/p>

盡管本公開已經(jīng)關(guān)于只有限數(shù)量的實施例來詳細地被描述，但應(yīng)當容易理解的是，本公開不被限制于此類公開的實施例。相反地，本公開能夠被修改，以并入此前沒有被描述的，但是與本公開的精神和范疇相匹配的任何數(shù)量的修改、變更、替代、或等同的安排。另外，盡管已描述了各種實施例，但要理解的是，本公開的方面可包含所描述的實施例中的僅一些。因此，本公開不要被視為被前述的描述所限制，而是只被附帶的權(quán)利要求的范疇所限制。

該書面描述使用示例，包含了最佳模式，且還使得本領(lǐng)域中掌握普通技術(shù)的任何人員能夠?qū)嵺`本公開，包含了制造和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何并入的方法。本公開的可取得專利范疇是由權(quán)利要求來定義的，且可包含本領(lǐng)域中那些技術(shù)人員想到的其它示例。如果它們具有不與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或如果它們包含與權(quán)利要求的字面語言有非本質(zhì)差異的等同結(jié)構(gòu)元件，則此類其它示例旨在位于權(quán)利要求的范疇之內(nèi)。