包括颗粒分配器的增材制造系统及操作这种系统的方法与流程

本申请要求于2017年1月3日提交的美国临时专利申请序列号no.62/441,718的优先权，其整体通过引用的方式并入本文。

文中公开的主题大体涉及增材制造系统，更特别地，涉及包括用于将颗粒分配到表面上的分配器的增材制造系统。

背景技术：

增材制造系统涉及到材料的堆积以制作部件。这些系统可以以减少的成本且以改进的制造效率依由昂贵的材料生产复杂的部件。一些已知的增材制造系统使用聚焦能量源(诸如激光设备或电子束产生器)和颗粒(诸如粉末状金属)来制造部件，诸如直接金属激光熔化(dmlm)、选择性激光烧结(sls)、直接金属激光烧结(dmls)、选择性激光熔化(slm)、电子束熔化(ebm)和激光固化系统。在这种增材制造系统中，部件的性质至少部分地由用于形成部件的颗粒的性质确定。然而，有时希望提供具有变化和局部化性质的部件。由此，有时，具有不同性质的两个以上部件连结在一起。然而，由于部件之间的接头，与单个部件相比，连结部件具有增加的组装成本并且可能具有减少的预期使用寿命。此外，连结部件的设计可能性受限于连结部件的已知方法。

技术实现要素：

在一个方面，提供了一种增材制造系统。增材制造系统包括颗粒输送系统，颗粒输送系统包括配置成将多个第一颗粒和多个第二颗粒分配到表面上的至少一个分配器。颗粒输送系统包括联接到至少一个分配器的第一颗粒供应源和第二颗粒供应源。至少一个分配器配置成将多个第一颗粒和多个第二颗粒彼此邻近地沉积。多个第一颗粒和多个第二颗粒中的至少一个的至少一部分被融合。

在另一方面，提供了一种使用增材制造系统来制造零件的方法。该方法包括沉积多个第一颗粒。该方法还包括沉积多个第二颗粒。多个第二颗粒邻近多个第一颗粒地沉积。该方法进一步包括，使用第一聚焦能量源来加热多个第一颗粒和多个第二颗粒中的至少一个的至少一部分。

在又一方面，提供了一种增材制造系统。增材制造系统包括移位组件，移位组件配置成使多个第一颗粒的至少一部分移位并且至少部分地形成凹部。增材制造系统进一步包括配置成分配多个第二颗粒的至少一个分配器。至少一个分配器配置成将多个第二颗粒的至少一部分至少部分地分配到凹部中。增材制造系统还包括配置成加热多个第一颗粒和多个第二颗粒中的至少一个的至少一部分的至少一个聚焦能量源。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些及其他特征、方面和优势，附图中，类似的字符在所有附图中表示类似的零件，其中：

图1是示范性增材制造系统的示意性视图；

图2是包括颗粒输送系统的图1中示出的增材制造系统的一部分的示意性视图；

图3是包括图2中示出的颗粒输送系统的图1中示出的增材制造系统的一部分的示意性平面视图；

图4是沉积在图1中示出的增材制造系统的表面上的多个第一颗粒和多个第二颗粒的示意性平面视图；

图5是用于与图1中示出的增材制造系统一起使用的颗粒输送系统的替代实施例的示意性视图；

图6是示范性增材制造系统的立体视图；以及

图7是图6中示出的增材制造系统的颗粒输送系统的立体视图。

除非另有指示，否则，文中提供的附图意指图示本公开的实施例的特征。相信这些特征适用于包含本公开的一个以上实施例的繁多种类的系统。如此，附图并不意指包括本领域普通技术人员已知的用于实践文中公开的实施例的所有常规特征。

具体实施方式

在以下说明书和权利要求书中，将参考许多术语，术语应要限定成具有以下含义。

除非上下文另有清楚指示，否则，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代。

“可选的”或“可选地”意指随后描述的事件或情境可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件发生的实例和事件不发生的实例。

通篇说明书和权利要求书文中使用的近似语言可以应用于修饰任何定量表示，该表示可以允准变化而不招致其所涉及的基本功能的变动。由此，术语或各术语(诸如，“大约”、“近似”和“实质上”)所修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些实例中，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。这里及通篇说明书和权利要求书中，范围限制可以被组合和/或互换，这种范围被识别并包括其中含有的所有子范围，除非上下文或语言另有指明。

文中使用的术语“处理器”和“计算机”及相关术语(例如“处理设备”、“计算设备”和“控制器”)不只是限于本领域中称之为计算机的那些集成电路，而是广泛地指代微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器(plc)和专用集成电路以及其他可编程电路，这些术语文中可互换使用。在文中描述的实施例中，存储器可以包括但不限于计算机可读介质，诸如随机存取存储器(ram)、计算机可读非易失性介质，诸如闪速存储器。替代地，也可以使用软盘、光盘-只读存储器(cd-rom)、磁光盘(mod)和/或数字通用盘(dvd)。此外，在文中描述的实施例中，附加输入信道可以是但不限于与操作员接口(诸如鼠标和键盘)关联的计算机外围设备。替代地，也可以使用其他计算机外围设备，可以包括但不限于例如扫描仪。而且，在示范性实施例中，附加输出信道可以包括但不限于操作员接口监视器。

进一步，文中使用的术语“软件”和“固件”是可互换的，并且包括用于由个人计算机、工作站、客户端和服务器执行的在存储器中的任何计算机程序储存。

文中使用的术语“非暂时性计算机可读介质”意在表示用于信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块和子模块或者任何设备中的其他数据)的短期和长期储存的、以任何技术方法实施的任何有形的基于计算机的设备。因此，文中描述的方法可以被编码为体现在有形的、非暂时性计算机可读介质(包括但不限于储存设备和/或存储器设备)中的可执行指令。当由处理器执行时，这种指令致使处理器执行文中描述的方法的至少一部分。另外，文中使用的术语“非暂时性计算机可读介质”包括所有有形的计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机储存设备，包括但不限于易失性和非易失性介质，以及可移除和不可移除的介质，诸如固件、物理和虚拟储存、cd-rom、dvd，以及任何其他数字源(诸如网络或互联网)，以及此外待开发的数字手段，唯独例外的是暂时性传播信号。

而且，文中使用的术语“实时”指代关联事件的发生时间、预定数据的测量和收集时间、处理数据的时间以及系统响应于事件和环境的时间中的至少一个。在文中描述的实施例中，这些活动和事件实质上即刻发生。

文中描述的系统及方法涉及增材制造系统，诸如直接金属激光熔化(dmlm)系统。文中描述的实施例包括聚焦能量源和颗粒输送系统。颗粒输送系统配置成将多个第一颗粒和多个第二颗粒沉积到表面上。在一些实施例中，颗粒输送系统包括配置成分配第一颗粒和第二颗粒的至少一个分配器。在进一步实施例中，第一颗粒的至少一部分被移位，以至少部分地形成凹部，第二颗粒的至少一部分被至少部分地沉积到凹部中。由此，所描述的实施例允许部件具有局部化性质。例如，在构建部件期间，不同的颗粒包括在同一层内，以便于使部件内的性质局部化。

图1是示范性增材制造系统100的示意性视图。在示范性实施例中，增材制造系统100是直接金属激光熔化(dmlm)系统。在替代实施例中，增材制造系统100配置成使用于使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何增材制造处理。例如，在一些实施例中，增材制造系统100被用于以下处理中的任何一种：选择性激光烧结(sls)、直接金属激光烧结(dmls)、选择性激光熔化(slm)和激光固化。

在示范性实施例中，增材制造系统100包括聚焦能量源102、光学元件104、第一扫描设备106、第二扫描设备108、壳体110、光学系统112、移位设备114、颗粒输送系统116和控制器118。在替代实施例中，增材制造系统100包括使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何部件。

此外，在示范性实施例中，壳体110限定配置成保持第一颗粒122和第二颗粒124的表面或构建板120。此外，壳体110提供用于容纳增材制造系统100的部件(诸如颗粒输送系统116)的受控环境。在替代实施例中，增材制造系统100包括使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何壳体110。

此外，在示范性实施例中，第一颗粒122和第二颗粒124是在增材制造处理期间熔化并重新凝固以构建固体部件的粉末状材料。在示范性实施例中，第一颗粒122和第二颗粒124每个皆包括以下中的任何一种的粉末合金：钴、铁、铝、钛、镍，以及其组合。在替代实施例中，第一颗粒122和第二颗粒124包括使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何材料。例如，在一些实施例中，第一颗粒122和/或第二颗粒124包括但不限于以下中的任何一种：陶瓷粉末、涂覆了金属的陶瓷粉末、热固性树脂和热塑性树脂。在进一步实施例中，增材制造系统100运用任何数目的颗粒，例如，第三颗粒、第四颗粒等。

图2是包括颗粒输送系统116的增材制造系统100的一部分的示意性视图。颗粒输送系统116包括第一分配器126、第二分配器128、第一颗粒供应部130和第二颗粒供应部132。颗粒输送系统116的至少一部分包围在壳体110内。特别地，第一分配器126、第二分配器128、第一颗粒供应部130和第二颗粒供应部132定位在壳体110的受控环境内，以阻止第一颗粒122和第二颗粒124显露于外围环境。在替代实施例中，颗粒输送系统116定位在增材制造系统100中的任何地方，使增材制造系统100能够如文中描述地操作。

在示范性实施例中，第一分配器126和第二分配器128定位在表面120上面，并且配置成将第一颗粒122和第二颗粒124沉积到表面120上。特别地，第一分配器126联接到第一颗粒供应部130，并且配置成将第一颗粒122从第一颗粒供应部130分配到表面120上。第二分配器128联接到第二颗粒供应部132，并且配置成将第二颗粒124从第二颗粒供应部132分配到表面120上。由此，第一分配器126和第二分配器128便于将不同的颗粒122，124沉积到表面120上。在替代实施例中，增材制造系统100包括使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何分配器。例如，在一些实施例中，颗粒输送系统116包括粉末床和传递机构，以将第一颗粒122和第二颗粒124中的至少一个沉积到表面120上。

此外，在示范性实施例中，移位设备114配置成，当第一颗粒122和/或第二颗粒124在表面120上时，使第一颗粒122和第二颗粒124中的至少一个移位。例如，在一些实施例中，移位设备114包括工具，该工具配置成接触第一颗粒122和第二颗粒124中的至少一个，以此使第一颗粒122和第二颗粒124中的至少一个的一部分移位。在进一步实施例中，移位设备114包括真空系统，真空系统配置成从表面120移除第一颗粒122和第二颗粒124中的至少一个的一部分。在一些实施例中，移位设备114包括加压流体源和喷嘴，以朝向第一颗粒122和第二颗粒124中的至少一个引导加压流体。在示范性实施例中，移位设备114使第一颗粒122移位，以在第一颗粒122中形成所需形状，诸如凹部。在替代实施例中，增材制造系统100包括使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何移位设备114。

图3是包括颗粒输送系统116的增材制造系统100的一部分的平面视图。颗粒输送系统116的至少一部分配置成相对于表面120移动。特别地，第一分配器126和第二分配器128配置成相对于表面120横向移动。此外，第一分配器126和第二分配器128配置成朝向和远离表面120移动。由此，颗粒输送系统116配置成将第一颗粒122和第二颗粒124中的至少一个以任何图案沉积在表面120上。在替代实施例中，颗粒输送系统116配置成以使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何方式移动。

此外，在示范性实施例中，移位设备114配置成相对于表面120移动。特别地，移位设备114配置成相对于表面120横向移动。此外，移位设备114配置成朝向和远离表面120移动。由此，移位设备114配置成使第一颗粒122和第二颗粒124的任何部分在任何方向上在表面120上移位。在替代实施例中，移位设备114配置成以使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何方式移动。

图4是沉积在增材制造系统100的表面120上的第一颗粒122和第二颗粒124的示意性平面视图。第一颗粒122在表面120上形成u形形状。移位设备114(图3中示出)已使第一颗粒122的一部分移位，以形成凹部或沟槽134。凹部134延伸通过第一颗粒122的一部分并且配置成接收第二颗粒124。第二颗粒124的一部分至少部分地沉积在凹部134内。特别地，第二颗粒124沉积在凹部134内，使得第一颗粒122和第二颗粒124沿着同一平面延伸。由此，移位设备114和颗粒输送系统116便于由第一颗粒122和第二颗粒124在同一层内构建部件。在替代实施例中，第一颗粒122和/或第二颗粒124以使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何方式沉积在表面120上。

在示范性实施例中，凹部134具有与第一颗粒122的形状对应的u形形状。凹部134限定在第一颗粒122的内部内，即，凹部134从第一颗粒122的周边向内间隔开。在示范性实施例中，移位设备114(图3中示出)使第一颗粒122移位，使得凹部134延伸第一颗粒122的整个深度。在替代实施例中，移位设备114(图3中示出)形成使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何凹部134。例如，在一些实施例中，凹部134具有与第一颗粒122不同的形状。在进一步实施例中，凹部134仅延伸经过第一颗粒122的一部分。

此外，在示范性实施例中，第一颗粒122和第二颗粒实质上被平整。此外，第二颗粒124沉积在凹部134内，具有与第一颗粒122实质上相同的厚度。由此，不需要对第一颗粒122和第二颗粒124刮平或平整。省略对第一颗粒122和/或第二颗粒124刮平的处理减少在刮平期间发生的混合。在一些实施例中，第一颗粒122和/或第二颗粒124被刮平或平整。例如，在一些实施例中，在沉积第二颗粒124以前，第一颗粒122被刮平。在进一步实施例中，使第一颗粒122至少部分地附着在表面120上的一定位置，以允许第二颗粒124的刮平。

参考图3和图4中，第二分配器128联接到移位设备114，以便于将第二颗粒124至少部分地沉积在凹部134内。特别地，第二分配器128和移位设备114配置成使得第二分配器128将第二颗粒124直接沉积到凹部134中并且与形成凹部134的移位设备114实质上同步。由此，第二分配器128和移位设备114的配置便于第二颗粒124填充和支撑凹部134。结果，在移位设备114使第一颗粒122移位之后，阻止第一颗粒122移动到凹部134中。在替代实施例中，凹部134以使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何方式形成。例如，在一些实施例中，移位设备114和第二分配器128是分离的。

参考图1，在示范性实施例中，聚焦能量源102配置成加热第一颗粒122和第二颗粒124中的至少一个。聚焦能量源102光学联接到光学元件104和第一扫描设备106。光学元件104和第一扫描设备106配置成便于控制聚焦能量源102的扫描。在示范性实施例中，聚焦能量源102是激光设备，诸如钇基固态激光器，其配置成发射具有大约1070纳米(nm)的波长的激光束136。在替代实施例中，增材制造系统100包括使增材制造系统100能够如文中描述地操作的聚焦能量源102。例如，在一些实施例中，增材制造系统100包括具有第一功率的第一聚焦能量源102和具有第二功率的第二聚焦能量源102，第二功率不同于第一功率。在进一步实施例中，增材制造系统100包括具有实质上相同的功率输出的至少两个聚焦能量源102。在进一步实施例中，增材制造系统100包括为电子束产生器的至少一个聚焦能量源102。在一些实施例中，增材制造系统100包括二极管光纤激光器阵列，二极管光纤激光器阵列包括多个二极管激光器和多个光纤。在这种实施例中，二极管光纤阵列将激光束从光纤朝向表面120同步地引导，以加热第一颗粒122和第二颗粒124中的至少一个。

在进一步实施例中，第一颗粒122和/或第二颗粒124以使系统100能够如文中描述地操作的任何方式熔融。例如，在一些实施例中，粘合剂用于熔融第一颗粒122和/或第二颗粒124。在这种实施例中，可以省略聚焦能量源102。

另外，在示范性实施例中，光学元件104便于使射束136聚焦在表面120上。在示范性实施例中，光学元件104包括射束准直器135和f-θ(theta)透镜137，射束准直器135安置在聚焦能量源102和第一扫描设备106之间，f-θ透镜137安置在第一扫描设备106和表面120之间。在替代实施例中，增材制造系统100包括使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何光学元件。

在操作期间，在示范性实施例中，第一扫描设备106配置成引导射束136越过表面120的选定部分，以创建固体部件。在示范性实施例中，第一扫描设备106是包括镜子138的振镜扫描设备，镜子138可操作地联接到振镜控制的马达140(广泛地，致动器)。马达140配置成响应于从控制器118接收的信号移动(具体地，转动)镜子138，以此偏转射束136朝向和越过表面120的选定部分。在一些实施例中，镜子138包括具有与射束136的波长对应的反射波谱的反射涂层。在替代实施例中，增材制造系统100包括使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何扫描设备。例如，在一些实施例中，第一扫描设备106包括两个镜子和两个振镜控制的马达，每个马达可操作地联接到镜子中的一个。在进一步实施例中，第一扫描设备106包括但不限于以下中的任何一种：二维(2d)扫描振镜、三维(3d)扫描振镜和动态聚焦振镜。

此外，在示范性实施例中，光学系统112配置成便于监测通过射束136创建的熔池14。特别地，光学系统112配置成检测通过熔池142产生的电磁辐射并且将关于熔池142的信息发送到控制器118。更具体地，光学系统112配置成接收通过熔池142产生的em辐射，并且响应于此产生电信号。光学系统112通信地联接到控制器118并且配置成将电信号发送到控制器118。在替代实施例中，增材制造系统100包括使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何光学系统112。例如，在一些实施例中，光学系统112包括但不限于以下中的任何一种：光电倍增管、光电二极管、红外相机、电荷耦合器件(ccd)相机、cmos相机、高温计或高速可见光相机。在进一步实施例中，光学系统112配置成检测在红外波谱内的em辐射和在可见光波谱内的em辐射。在一些实施例中，光学系统112包括分束器(未示出)，分束器配置成将来自熔池142的em辐射分隔并且偏转到对应的光学检测器。

虽然光学系统112描述为包括用于通过熔池142产生的em辐射的“光学”检测器，但是，应当注意，使用术语“光学”不等同于术语“可见”。而是，光学系统112配置成捕获宽波谱范围的em辐射。例如，在一些实施例中，光学系统112对波长在紫外波谱(大约200-400nm)、可见波谱(大约400-700nm)、近红外波谱(大约700-1200nm)以及红外波谱(大约1200-10000nm)中的光敏感。进一步，因为通过熔池142发射的em辐射的类型取决于熔池142的温度，所以，光学系统112能够监测和测量熔池142的大小和温度。

此外，在示范性实施例中，光学系统112包括第二扫描设备108，第二扫描设备108配置成引导通过熔池142产生的em辐射。在示范性实施例中，第二扫描设备108是包括第一镜子144和第二镜子148的振镜扫描设备，第一镜子144可操作地联接到振镜控制的第一马达146(广泛地，致动器)，第二镜子148可操作地联接到振镜控制的第二马达150(广泛地，致动器)。第一马达146和第二马达150配置成，响应于从控制器118接收的信号分别移动(具体地，旋转)第一镜子144和第二镜子148，以将来自熔池142的em辐射偏转到光学系统112。在一些实施例中，第一镜子144和第二镜子148中的一个或两个包括反射涂层，反射涂层具有与配置了光学系统112来检测的em辐射对应的反射波谱。在替代实施例中，增材制造系统100包括使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何扫描设备。

操作增材制造系统100以通过逐层制造处理来制造部件。部件由部件的3d几何形状的电子代表物制造。在一些实施例中，电子代表物在计算机辅助设计(cad)或相似文件中产生。在替代实施例中，电子代表物是使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何电子表示。在示范性实施例中，部件的cad文件转换成对于每层包括多个构建参数的逐层格式。在示范性实施例中，部件以相对于用在增材制造系统100中的坐标系的原点的所需取向用电子方式布置。将部件的几何形状切成堆叠的所需厚度的层，使得每层的几何形状是在该特定层位置处通过部件的横截面的外形。跨越相应层的几何形状产生“工具路径”或“多个工具路径”。沿着工具路径或多个工具路径应用构建参数，以由用于构筑部件的材料制造部件的该层。对于部件几何形状的每个相应层重复各步骤。一旦完成该处理，就产生包括所有的层的电子计算机构建文件(或多个文件)。构建文件加载到增材制造系统100的控制器118中，以在制造每层期间控制该系统。

在构建文件加载到控制器118之后，操作增材制造系统100，以通过实施逐层制造处理(诸如dmlm方法)来产生部件。示范性逐层增材制造处理不使用预先已有的物品作为最终部件的前体，而是，该处理由可配置形式的原材料(诸如第一颗粒122和第二颗粒124)来生产部件。例如但不限于，钢部件使用钢粉末来增材制造。增材制造系统100使之能够使用宽泛范围的材料来制造部件，例如但不限于金属、陶瓷和聚合物。在替代实施例中，dmlm由使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何材料来制造部件。

文中使用的术语“参数”指代用于限定增材制造系统100的操作条件的特性，诸如在增材制造系统100内的聚焦能量源102的功率输出、聚焦能量源102的矢量扫描速度、聚焦能量源102的光栅功率输出、聚焦能量源102的光栅扫描速度、聚焦能量源102的光栅工具路径以及聚焦能量源102的轮廓(contour)功率输出。在一些实施例中，参数初始时由用户输入到控制器118中。这些参数表示增材制造系统100的给定操作状态。大体上，在光栅扫描期间，射束136沿着一系列彼此间隔开并且彼此平行的实质上的直线依序扫描。在矢量扫描期间，射束136大体沿着一系列实质上的直线或矢量依序扫描，其中矢量相对于彼此的取向有时变化。大体上，一个矢量的结束点与下一矢量的起始点重合。矢量扫描大体用于限定部件的外轮廓，而光栅扫描大体用于“填充”被轮廓包围的空间，其中该部件是实心的。

在示范性实施例中，控制器118联接到颗粒输送系统116和聚焦能量源102。控制器118包括存储器设备152和联接到存储器设备152的处理器154。在一些实施例中，处理器154包括一个以上处理单元，诸如但不限于多核配置。在示范性实施例中，处理器154包括现场可编程门阵列(fpga)。替代地，处理器154是容许控制器118如文中描述地操作的任何类型的处理器。在一些实施例中，可执行指令储存在存储器设备152中。控制器118能够配置成通过编程处理器154执行文中描述的一个以上操作。例如，处理器154通过将操作编码为一个以上可执行指令并且在存储器设备152中提供可执行指令来编程。在示范性实施例中，存储器设备152是能够储存和取回信息(诸如可执行指令或其他数据)的一个以上设备。在一些实施例中，存储器设备152包括一个以上计算机可读介质，诸如但不限于，随机存取存储器(ram)、动态ram、静态ram、固态盘、硬盘、只读存储器(rom)、可擦除可编程rom、电可擦除可编程rom或非易失性ram存储器。以上存储器类型仅是示范性的，因而不限制可用于储存计算机程序的存储器类型。

在一些实施例中，存储器设备152配置成储存构建参数，包括但不限于，实时和历史构建参数值或任何其他类型的数据。在替代实施例中，存储器设备152储存使增材制造系统100能够如文中描述地操作的任何数据。在一些实施例中，处理器154基于数据的年龄从存储器设备152移除或“清除”数据。例如，处理器154重写与随后时间或事件关联的先前记录和储存的数据。此外，或替代地，处理器154移除超过预定时间间隔的数据。此外，存储器设备152包括但不限于足够的数据、算法和命令，以便于监视和测量通过增材制造系统100制造的部件的构建参数和几何状况。

在一些实施例中，控制器118包括联接到处理器154的呈现接口156。呈现接口156向用户呈现信息，诸如图像。在一个实施例中，呈现接口156包括显示适配器(未示出)，显示适配器联接到显示设备(未示出)，诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)、有机led(oled)显示器或“电子墨水”显示器。在一些实施例中，呈现接口156包括一个以上显示设备。此外，或替代地，呈现接口156包括音频输出设备(未示出)，例如但不限于，音频适配器或扬声器(未示出)。

在一些实施例中，控制器118包括用户输入接口158。在示范性实施例中，用户输入接口158联接到处理器154并且接收来自用户的输入。在一些实施例中，用户输入接口158包括，例如但不限于，键盘、定点设备、鼠标、触控笔、触敏面板(诸如但不限于，触摸板或触摸屏)和/或音频输入接口(诸如但不限于，麦克风)。在进一步实施例中，单个部件(诸如触摸屏)作用为呈现接口156的显示设备和用户输入接口158。

在示范性实施例中，通信接口160联接到处理器154，并且配置成与一个以上其他设备(诸如颗粒输送系统116)通信地联接，并且对着这种设备执行输入和输出操作，同时作为输入信道执行。例如，在一些实施例中，通信接口160包括但不限于，有线网络适配器、无线网络适配器、移动式电信适配器、串行通信适配器或并行通信适配器。通信接口160从一个以上远程设备接收数据信号或者将数据信号发送到一个以上远程设备。

呈现接口156和通信接口160均能够用于与文中描述的方法一起提供信息，诸如，向用户和/或处理器154提供信息。由此，呈现接口156和通信接口160称之为输出设备。相似地，用户输入接口158和通信接口160能够接收用于与文中描述的方法一起使用的信息，称之为输入设备。

参考图1至图3，使用增材制造系统100制造零件的示范性方法包括，将第一颗粒122沉积在表面120上。在一些实施例中，该方法包括，使第一颗粒122移位，以形成凹部134。该方法还包括将第二颗粒124沉积到表面120上、邻近第一颗粒122。在一些实施例中，第二颗粒124的一部分至少部分地沉积在凹部134内。在进一步实施例中，第二颗粒124在第一颗粒122被移位的同时沉积。使用聚焦能量源102加热第一颗粒122和第二颗粒124中的至少一个。在一些实施例中，在将第二颗粒124沉积在表面120上以前，使用聚焦能量源102加热第一颗粒122。在一些实施例中，在第二颗粒124沉积时，引导聚焦能量源102，以加热第二颗粒124。在进一步实施例中，重复至少一些步骤，以由具有诸多层的第一颗粒122和第二颗粒124来形成部件。

图5是用于与增材制造系统100(图1中示出)一起使用的颗粒输送系统200的实施例的示意性视图。颗粒输送系统200包括多个颗粒供应部或料斗202、调节组件204、分配器206和多个供应线路208。颗粒输送系统200配置成将至少一个类型的颗粒210沉积到表面120上。在示范性实施例中，颗粒输送系统200沉积第一颗粒210、第二颗粒210和第三颗粒210。在替代实施例中，颗粒输送系统200以使颗粒输送系统200能够如文中描述地操作的任何方式配置而成。例如，在一些实施例中，颗粒输送系统200沉积第四颗粒210。在进一步实施例中，颗粒输送系统200沉积任何数目的颗粒210。

在示范性实施例中，每个颗粒供应部202通过对应的供应线路208联接到分配器206。由此，颗粒供应部202便于分配器206将不同的颗粒210沉积到表面120上。调节组件204联接到供应线路208，并且调节哪些颗粒210供应到分配器206，以用于沉积到表面120上。调节组件204可以在打开位置和闭合位置之间选择性地定位，在打开位置，选择性地允许每个颗粒210流动到分配器206，在闭合位置，阻止颗粒210流动到分配器206中。在示范性实施例中，调节组件204包括阀212，阀212联接到邻近分配器206的供应线路208。当调节组件204在打开位置和闭合位置之间移动时，调节组件204的配置使颗粒210从分配器206流动的响应时间最小化。在替代实施例中，颗粒输送系统200包括使颗粒输送系统200能够如文中描述地操作的任何调节组件204。

此外，在示范性实施例中，分配器206包括喷嘴214，喷嘴214配置成将颗粒210分配到表面120上。喷嘴214包括本体216。本体216限定表面218和在表面218中的开口220，用于使颗粒210流动通过。喷嘴214调节从分配器206分配的颗粒210的量和方向。在替代实施例中，颗粒输送系统200包括使颗粒输送系统200能够如文中描述地操作的任何分配器206。例如，在一些实施例中，颗粒输送系统200包括多个喷嘴214。

此外，在示范性实施例中，分配器206便于由诸多颗粒210构建部件。特别地，分配器206将不同的颗粒210选择性地沉积在指定部位。例如，在一些实施例中，分配器206将颗粒210沉积到凹部134(图4中示出)中。在进一步实施例中，不同的颗粒210彼此邻近地沉积。例如，不同的颗粒210在同一层内彼此接触地沉积。此外，在一些实施例中，不同的颗粒210同步地沉积并且形成颗粒210的组成。调节组件204限定沉积到表面120上的每个颗粒210的剂量。由此，颗粒输送系统200允许使用颗粒210的任何组成来构建部件。此外，颗粒输送系统200便于使部件中的性质局部化。

另外，在示范性实施例中，提供了融合装置222，以便于融合颗粒210。具体地，融合装置222包括分配器(如，打印头)224，分配器224配置成将粘合剂226沉积到颗粒210上。在替代实施例中，系统100(图1中示出)包括使系统100能够如文中描述地操作的任何融合装置222。

图6是示范性增材制造系统300的立体视图。在示范性实施例中，增材制造系统300包括颗粒输送系统302和壳体304。壳体304限定配置成保持第一颗粒308和第二颗粒310的表面或构建板306。此外，增材制造系统300包括加压气体源334，以便于清洁颗粒输送系统302的部件，诸如第一分配器312(图7中示出)和/或第二分配器314(图7中示出)的轴330。在替代实施例中，增材制造系统300包括使增材制造系统300能够如文中描述地操作的任何部件。

此外，在示范性实施例中，第一颗粒308和第二颗粒310是在增材制造处理期间熔化并重新凝固以构建固体部件的粉末状材料。在示范性实施例中，第一颗粒308和第二颗粒310每个皆包括以下中的任何一种的气体雾化粉末合金：钴、铁、铝、钛、镍，以及其组合。在替代实施例中，第一颗粒308和第二颗粒310包括使增材制造系统300能够如文中描述地操作的任何材料。例如，在一些实施例中，第一颗粒308和/或第二颗粒310包括但不限于以下中的任何一种：陶瓷粉末、涂覆了金属的陶瓷粉末、热固性树脂和热塑性树脂。在进一步实施例中，增材制造系统300运用任何数目的颗粒，例如，第三颗粒、第四颗粒等。

图7是增材制造系统300的颗粒输送系统302的立体视图。颗粒输送系统302包括第一分配器312、第二分配器314、第一颗粒供应部316和第二颗粒供应部318。在示范性实施例中，第一分配器312和第二分配器314定位在表面306(图6中示出)上面，并且配置成将第一颗粒308和第二颗粒310沉积到表面306上。特别地，第一分配器312联接到第一颗粒供应部316，并且配置成将第一颗粒308从第一颗粒供应部316分配到表面306上。第二分配器314联接到第二颗粒供应部318，并且配置成将第二颗粒310从第二颗粒供应部318分配到表面306上。由此，第一分配器312和第二分配器314便于将不同的颗粒308，124沉积到表面306上。在替代实施例中，颗粒输送系统302具有使增材制造系统300能够如文中描述地操作的任何配置。例如，在一些实施例中，颗粒输送系统302包括粉末床和传递机构，以将第一颗粒308和第二颗粒310中的至少一个沉积到表面306上。

此外，在示范性实施例中，第一颗粒供应部316和第二颗粒供应部318配置成将第一颗粒308和第二颗粒310保持在内部空间326内。筛网324可旋转地联接到第一颗粒供应部316和第二颗粒供应部318，并且安置在内部空间326内。筛网324与颗粒308，310接触地旋转，并且向分配器312，314提供筛选的颗粒308，310的连续供应。在替代实施例中，颗粒输送系统302包括使颗粒输送系统302能够如文中描述地操作的任何第一颗粒供应部316和/或第二颗粒供应部318。

此外，在示范性实施例中，颗粒输送系统302包括滚筒320，以便于将第一颗粒308和第二颗粒310沉积到表面306上。滚筒320定位在第一分配器312和第二分配器314之间。在替代实施例中，颗粒输送系统302包括使颗粒输送系统302能够如文中描述地操作的任何滚筒320。在一些实施例中，省略了滚筒320。

此外，在示范性实施例中，第一分配器312和第二分配器314每个皆包括轴330，轴330配置成绕着轴线旋转。每个轴330包括多个凹槽332。随着轴330旋转，颗粒308，310收集在对应的凹槽332中并且分配到表面306。在替代实施例中，颗粒输送系统302包括使颗粒输送系统302能够如文中描述地操作的任何分配器312，314。例如，在一些实施例中，颗粒输送系统302包括一个以上喷嘴。

另外，在示范性实施例中，颗粒输送系统302配置成相对于表面306移动。特别地，第一分配器312和第二分配器314配置成相对于表面306横向移动。此外，第一分配器312和第二分配器314配置成朝向和远离表面306移动。由此，颗粒输送系统302配置成将第一颗粒308和第二颗粒310中的至少一个以任何图案沉积在表面306上。第一颗粒供应部316和第二颗粒供应部318联接到第一分配器312和第二分配器314，并且配置成与第一分配器312和第二分配器314一起移动。在替代实施例中，颗粒输送系统302配置成以使增材制造系统300能够如文中描述地操作的任何方式移动。

此外，在示范性实施例中，颗粒输送系统302便于由诸多颗粒308，310构建部件。特别地，颗粒输送系统302将不同的颗粒308，310选择性地沉积在指定部位。例如，在一些实施例中，颗粒输送系统302将颗粒308，310沉积到凹部134(图4中示出)中。在进一步实施例中，不同的颗粒308，310彼此邻近地沉积，例如，彼此接触地沉积。颗粒输送系统302限定沉积到表面306上的每个颗粒308，310的剂量。由此，增材制造系统300允许使用颗粒308，310的任何组成来构建部件。此外，增材制造系统300便于使部件中的性质局部化。

增材制造处理及系统包括，例如但不限于，光聚合、粉末床融合、粘合剂喷射、材料喷射、片层压、材料挤出、直接能量沉积和混合系统。这些处理及系统包括，例如但不限于，sla-立体光刻装置，dlp-数字光处理，3sp-扫描、回转和选择性光固化，clip-连续液态界面制造，sls-选择性激光烧结，dmls-直接金属激光烧结，slm-选择性激光熔化，ebm-电子束熔化，shs-选择性热烧结，mjf-多喷射融合，3d打印，voxeljet，polyjet，scp-平滑曲率打印，mjm-多喷建模投射，lom-层压物体制造，sdl-选择性沉积层压，uam-超声波增材制造，fff-熔丝制造，fdm-熔融沉积造型，lmd-激光金属沉积，lens-激光工程化净成形，dmd-直接金属沉积，混合系统，以及这些处理及系统的组合。这些处理及系统可以采用，例如但不限于，所有形式的电磁辐射、加热、烧结、熔化、固化、粘合、固结、压制、嵌入及其组合。

增材制造处理及系统采用材料，包括，例如但不限于，聚合物、塑料、金属、陶瓷、砂、玻璃、蜡、纤维、生物材料、复合材料以及这些材料的混合。这些材料可以以视对于给定材料和处理或系统的合理性而以各种形式用在这些处理及系统中，包括，例如但不限于，液体、固体、粉末、片材、箔、带、长丝、丸粒、液体、浆液、丝线、雾化、糊状物及这些形式的组合。

上面描述的系统及方法涉及增材制造系统，诸如直接金属激光熔化(dmlm)系统。文中描述的实施例包括聚焦能量源和颗粒输送系统。颗粒输送系统配置成将多个第一颗粒和多个第二颗粒沉积到表面上。在一些实施例中，颗粒输送系统包括配置成分配第一颗粒和第二颗粒的至少一个分配器。在进一步实施例中，第一颗粒的至少一部分被移位，以至少部分地形成凹部，第二颗粒的至少一部分被至少部分地沉积到凹部中。由此，所描述的实施例允许部件具有局部化性质。例如，在构建部件期间，不同的颗粒包括在同一层内，以便于使部件内的性质局部化。

文中描述的方法及系统的示范性技术效果包括下述中的至少一个：(a)提供具有局部化性质的部件；(b)减少组装部件所需要的时间和资源；(c)减少部件失效的风险；(d)在同一层内提供包括不同颗粒的部件；以及(e)提供用于将诸多颗粒沉积到表面上的颗粒输送系统。

一些实施例涉及到使用一个以上电子或计算设备。这种设备一般包括处理器、处理设备或控制器，诸如通用中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、微控制器、精简指令集计算机(risc)处理器、专用集成电路(asic)、可编程逻辑电路(plc)、现场可编程门阵列(fpga)、数字信号处理(dsp)设备和/或能够执行文中描述的功能的任何其他电路或处理设备。文中描述的方法可以被编码为体现在计算机可读介质(包括但不限于储存设备和/或存储器设备)中的可执行指令。当由处理设备执行时，这种指令致使处理设备执行文中描述的方法的至少一部分。以上示例仅是示范性的，因而不意在以任何方式限制术语处理器和处理设备的定义和/或含义。

尽管本发明的各种实施例的具体特征可能在一些附图中示出而在其他附图中未示出，但是，这仅仅是为了方便。根据本发明的原理，附图的任何特征可以与任何其他附图的任何特征组合地参考或索要。

上面详细描述了用于增强用于制作增材制造的部件的构建参数的示范性实施例。该装置、系统及方法不限于文中描述的具体实施例，而是，方法的操作和系统的部件可以与文中描述的其他操作或部件独立且分离地运用。例如，文中描述的系统、方法及装置可以具有其他行业或消费者应用，不限于与文中描述的部件一起实践。确切地说，可以连同其他行业一起实施和运用一个以上实施例。

该书面描述使用示例来公开实施例，包括最佳模式，还使本领域技术人员能够实践实施例，包括制作和使用任何设备或系统，并执行任何并入的方法。本公开的专利权范围由权利要求书来限定，可以包括本领域技术人员容易想到的其他示例。这种其他示例意在包括于权利要求书的范围内，如果该示例具有与权利要求书的文字语言并无不同的结构元件的话，或者，如果该示例包括与权利要求书的文字语言无实质不同的等效结构元件的话。