An embodiment relates to an ultrasonic additive manufacturing process, comprising joining a foil comprising a bulk metallic glass to a substrate; and forming a cladded composite comprising the foil and the substrate; wherein a thickness of the cladded composite is greater than a critical casting thickness of the bulk metallic glass, wherein the cladded composite comprises a cladding layer of the bulk metallic glass on the substrate and the bulk metallic glass comprises approximately 0% crystallinity, approximately 0% porosity, less than 50 MPa thermal stress, approximately 0% distortion, approximately 0 inch heat affected zone, approximately 0% dilution, and a strength of about 2,000-3,500 MPa.
B23K 20/10 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage utilisant des vibrations, p. ex. soudage ultrasonique
B23K 20/227 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage tenant compte des propriétés des matériaux à souder avec une couche ferreuse
B23K 20/233 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage tenant compte des propriétés des matériaux à souder sans couche ferreuse
B23K 26/00 - Travail par rayon laser, p. ex. soudage, découpage ou perçage
B23K 26/0622 - Mise en forme du faisceau laser, p. ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples par commande directe du faisceau laser par impulsions de mise en forme
B23K 26/352 - Travail par rayon laser, p. ex. soudage, découpage ou perçage pour le traitement de surface
B32B 15/01 - Produits stratifiés composés essentiellement de métal toutes les couches étant composées exclusivement de métal
B32B 15/04 - Produits stratifiés composés essentiellement de métal comprenant un métal comme seul composant ou comme composant principal d'une couche adjacente à une autre couche d'une substance spécifique
B32B 15/20 - Produits stratifiés composés essentiellement de métal comportant de l'aluminium ou du cuivre
C22C 45/10 - Alliages amorphes avec le molybdène, le tungstène, le niobium, le tantale, le titane ou le zirconium comme constituant majeur
C23C 4/00 - Revêtement par pulvérisation du matériau de revêtement à l'état fondu, p. ex. par pulvérisation à l'aide d'une flamme, d'un plasma ou d'une décharge électrique
C23C 4/04 - Revêtement par pulvérisation du matériau de revêtement à l'état fondu, p. ex. par pulvérisation à l'aide d'une flamme, d'un plasma ou d'une décharge électrique caractérisé par le matériau de revêtement
C23C 4/067 - Matériaux métalliques contenant des particules libres d’éléments non-métalliques, p. ex. du carbone, du silicium, du bore, du phosphore ou de l’arsenic
C23C 4/08 - Matériaux métalliques ne contenant que des éléments métalliques
C23C 4/12 - Revêtement par pulvérisation du matériau de revêtement à l'état fondu, p. ex. par pulvérisation à l'aide d'une flamme, d'un plasma ou d'une décharge électrique caractérisé par le procédé de pulvérisation
C23C 4/137 - Pulvérisation sous vide ou sous atmosphère inerte
C23C 28/00 - Revêtement pour obtenir au moins deux couches superposées, soit par des procédés non prévus dans un seul des groupes principaux , soit par des combinaisons de procédés prévus dans les sous-classes et
C23C 28/02 - Revêtements uniquement de matériaux métalliques
C23C 30/00 - Revêtement avec des matériaux métalliques, caractérisé uniquement par la composition du matériau métallique, c.-à-d. non caractérisé par le procédé de revêtement
An embodiment relates to an ultrasonic additive manufacturing process, comprising joining a foil comprising a bulk metallic glass to a substrate; and forming a cladded composite comprising the foil and the substrate; wherein a thickness of the cladded composite is greater than a critical casting thickness of the bulk metallic glass, wherein the cladded composite comprises a cladding layer of the bulk metallic glass on the substrate and the bulk metallic glass comprises approximately 0% crystallinity, approximately 0% porosity, less than 50 MPa thermal stress, approximately 0% distortion, approximately 0 inch heat affected zone, approximately 0% dilution, and a strength of about 2,000-3,500 MPa.
B23K 20/10 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage utilisant des vibrations, p. ex. soudage ultrasonique
B32B 15/01 - Produits stratifiés composés essentiellement de métal toutes les couches étant composées exclusivement de métal
B32B 15/04 - Produits stratifiés composés essentiellement de métal comprenant un métal comme seul composant ou comme composant principal d'une couche adjacente à une autre couche d'une substance spécifique
B23K 26/0622 - Mise en forme du faisceau laser, p. ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples par commande directe du faisceau laser par impulsions de mise en forme
B23K 26/00 - Travail par rayon laser, p. ex. soudage, découpage ou perçage
B23K 26/352 - Travail par rayon laser, p. ex. soudage, découpage ou perçage pour le traitement de surface
B23K 20/227 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage tenant compte des propriétés des matériaux à souder avec une couche ferreuse
B23K 20/233 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage tenant compte des propriétés des matériaux à souder sans couche ferreuse
C23C 4/067 - Matériaux métalliques contenant des particules libres d’éléments non-métalliques, p. ex. du carbone, du silicium, du bore, du phosphore ou de l’arsenic
C23C 4/12 - Revêtement par pulvérisation du matériau de revêtement à l'état fondu, p. ex. par pulvérisation à l'aide d'une flamme, d'un plasma ou d'une décharge électrique caractérisé par le procédé de pulvérisation
B32B 15/20 - Produits stratifiés composés essentiellement de métal comportant de l'aluminium ou du cuivre
C23C 4/00 - Revêtement par pulvérisation du matériau de revêtement à l'état fondu, p. ex. par pulvérisation à l'aide d'une flamme, d'un plasma ou d'une décharge électrique
C23C 4/04 - Revêtement par pulvérisation du matériau de revêtement à l'état fondu, p. ex. par pulvérisation à l'aide d'une flamme, d'un plasma ou d'une décharge électrique caractérisé par le matériau de revêtement
C23C 30/00 - Revêtement avec des matériaux métalliques, caractérisé uniquement par la composition du matériau métallique, c.-à-d. non caractérisé par le procédé de revêtement
C23C 28/02 - Revêtements uniquement de matériaux métalliques
C23C 4/08 - Matériaux métalliques ne contenant que des éléments métalliques
C23C 4/137 - Pulvérisation sous vide ou sous atmosphère inerte
C23C 28/00 - Revêtement pour obtenir au moins deux couches superposées, soit par des procédés non prévus dans un seul des groupes principaux , soit par des combinaisons de procédés prévus dans les sous-classes et
A method of ultrasonic additive manufacturing comprising using ultrasonic additive manufacturing to build a solid metal object through ultrasonically welding successive layers of thin metal foil into a three-dimensional shape; machining internal features into the solid metal object, wherein the internal features include voids, chambers, cavities, channels, or conduits; depositing a sacrificial support material in the internal features, wherein the sacrificial support material includes at least one water-soluble solid, and at least one water-soluble binding agent; curing the sacrificial support material at a predetermined temperature for a predetermined period of time within the internal features; using ultrasonic additive manufacturing to deposit additional successive layers of metal on top of the sacrificial material and solid metal object to complete the solid metal object; and introducing a solution containing water into the internal features to dissolve and remove the sacrificial support material therefrom.
B23K 35/36 - Emploi de compositions non métalliques spécifiées, p. ex. comme enrobages, comme fluxEmploi de matériaux de brasage ou de soudage spécifiés associé à l'emploi de compositions non métalliques spécifiées, dans lequel l'emploi des deux matériaux est important
B22F 1/10 - Poudres métalliques contenant des agents lubrifiants ou liantsPoudres métalliques contenant des matières organiques
B22F 3/105 - Frittage seul en utilisant un courant électrique, un rayonnement laser ou un plasma
B23K 20/10 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage utilisant des vibrations, p. ex. soudage ultrasonique
C08L 29/04 - Alcool polyvinyliqueHomopolymères ou copolymères d'esters partiellement hydrolysés d'alcools non saturés avec des acides carboxyliques saturés
4.
HIGH-EFFICIENCY WELDING ASSEMBLY FOR USE IN ULTRASONIC ADDITIVE MANUFACTURING
An ultrasonic welding assembly comprising a sonotrode having a first body portion, a first nodal region, a welding region, a second nodal region, and a second body portion; a transducer rotationally connected to the second body portion for transmitting acoustic vibrations to the welding region; a roller device connected to the transducer and sonotrode for permitting axial rotation of the transducer and sonotrode; a support device flexibly connected to the roller device for maintaining axial alignment of the transducer and sonotrode relative to a target welding area; a mount for supporting the sonotrode; and four frictionless bearings positioned around the nodal regions of the sonotrode, wherein the frictionless bearings are attached to the mount.
B06B 3/00 - Procédés ou appareils spécialement adaptés pour transmettre des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore
B23K 20/10 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage utilisant des vibrations, p. ex. soudage ultrasonique
F16C 23/08 - Roulements à billes ou à rouleaux à autoréglage
G10K 11/00 - Procédés ou dispositifs pour transmettre, conduire ou diriger le son en généralProcédés ou dispositifs de protection contre le bruit ou les autres ondes acoustiques ou pour amortir ceux-ci, en général
5.
HIGH-EFFICIENCY WELDING ASSEMBLY FOR USE IN ULTRASONIC ADDITIVE MANUFACTURING
An ultrasonic welding assembly comprising a sonotrode having a first body portion, a first nodal region, a welding region, a second nodal region, and a second body portion; a transducer rotationally connected to the second body portion for transmitting acoustic vibrations to the welding region; a roller device connected to the transducer and sonotrode for permitting axial rotation of the transducer and sonotrode; a support device flexibly connected to the roller device for maintaining axial alignment of the transducer and sonotrode relative to a target welding area; a mount for supporting the sonotrode; and four frictionless bearings positioned around the nodal regions of the sonotrode, wherein the frictionless bearings are attached to the mount.
B23K 20/10 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage utilisant des vibrations, p. ex. soudage ultrasonique
B33Y 30/00 - Appareils pour la fabrication additiveLeurs parties constitutives ou accessoires à cet effet
F16C 23/08 - Roulements à billes ou à rouleaux à autoréglage
6.
High-efficiency welding assembly for use in ultrasonic additive manufacturing
An ultrasonic welding assembly comprising a sonotrode having a first body portion, a first nodal region, a welding region, a second nodal region, and a second body portion; a transducer rotationally connected to the second body portion for transmitting acoustic vibrations to the welding region; a roller device connected to the transducer and sonotrode for permitting axial rotation of the transducer and sonotrode; a support device flexibly connected to the roller device for maintaining axial alignment of the transducer and sonotrode relative to a target welding area; a mount for supporting the sonotrode; and four frictionless bearings positioned around the nodal regions of the sonotrode, wherein the frictionless bearings are attached to the mount.
B23K 20/00 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage
B23K 20/10 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage utilisant des vibrations, p. ex. soudage ultrasonique
7.
SYSTEMS AND DEVICES FOR QUALITY MONITORING OF ADDITIVE MANUFACTURING PROCESSES
A system for use in characterizing parts made by additive manufacturing processes, comprising a sensing device having an upper surface and a lower surface; at least one channel formed in the upper surface of the sensing device, wherein the at least one channel is formed to a predetermined depth in the upper surface of the sensing device, and wherein the at least one channel is formed in a predetermined pattern across the upper surface of the sensing device; and a sensor disposed within each channel formed in the upper surface of the sensing device, wherein each sensor is operative to gather information relevant to an additive manufacturing process occurring on or in close proximity to the sensing device.
A system for use in characterizing parts made by additive manufacturing processes, comprising a sensing device having an upper surface and a lower surface; at least one channel formed in the upper surface of the sensing device, wherein the at least one channel is formed to a predetermined depth in the upper surface of the sensing device, and wherein the at least one channel is formed in a predetermined pattern across the upper surface of the sensing device; and a sensor disposed within each channel formed in the upper surface of the sensing device, wherein each sensor is operative to gather information relevant to an additive manufacturing process occurring on or in close proximity to the sensing device.
An embodiment relates to an ultrasonic additive manufacturing process, comprising joining a foil comprising a bulk metallic glass to a substrate; and forming a cladded composite comprising the foil and the substrate; wherein a thickness of the cladded composite is greater than a critical casting thickness of the bulk metallic glass, wherein the cladded composite comprises a cladding layer of the bulk metallic glass on the substrate and the bulk metallic glass comprises approximately 0% crystallinity, approximately 0% porosity, less than 50 MPa thermal stress, approximately 0% distortion, approximately 0 inch heat affected zone, approximately 0% dilution, and a strength of about 2,000-3,500 MPa.
B23K 103/18 - Matériaux comportant des matières différentes
B23K 20/10 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage utilisant des vibrations, p. ex. soudage ultrasonique
B23K 20/233 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage tenant compte des propriétés des matériaux à souder sans couche ferreuse
B33Y 70/00 - Matériaux spécialement adaptés à la fabrication additive
B23K 20/227 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage tenant compte des propriétés des matériaux à souder avec une couche ferreuse
B23K 26/0622 - Mise en forme du faisceau laser, p. ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples par commande directe du faisceau laser par impulsions de mise en forme
B32B 15/01 - Produits stratifiés composés essentiellement de métal toutes les couches étant composées exclusivement de métal
B32B 15/04 - Produits stratifiés composés essentiellement de métal comprenant un métal comme seul composant ou comme composant principal d'une couche adjacente à une autre couche d'une substance spécifique
B32B 15/20 - Produits stratifiés composés essentiellement de métal comportant de l'aluminium ou du cuivre
C22C 19/05 - Alliages à base de nickel ou de cobalt, seuls ou ensemble à base de nickel avec du chrome
C23C 4/067 - Matériaux métalliques contenant des particules libres d’éléments non-métalliques, p. ex. du carbone, du silicium, du bore, du phosphore ou de l’arsenic
C23C 4/12 - Revêtement par pulvérisation du matériau de revêtement à l'état fondu, p. ex. par pulvérisation à l'aide d'une flamme, d'un plasma ou d'une décharge électrique caractérisé par le procédé de pulvérisation
C23C 4/00 - Revêtement par pulvérisation du matériau de revêtement à l'état fondu, p. ex. par pulvérisation à l'aide d'une flamme, d'un plasma ou d'une décharge électrique
C23C 4/04 - Revêtement par pulvérisation du matériau de revêtement à l'état fondu, p. ex. par pulvérisation à l'aide d'une flamme, d'un plasma ou d'une décharge électrique caractérisé par le matériau de revêtement
C23C 30/00 - Revêtement avec des matériaux métalliques, caractérisé uniquement par la composition du matériau métallique, c.-à-d. non caractérisé par le procédé de revêtement
C23C 28/02 - Revêtements uniquement de matériaux métalliques
C23C 4/08 - Matériaux métalliques ne contenant que des éléments métalliques
C23C 4/137 - Pulvérisation sous vide ou sous atmosphère inerte
C23C 28/00 - Revêtement pour obtenir au moins deux couches superposées, soit par des procédés non prévus dans un seul des groupes principaux , soit par des combinaisons de procédés prévus dans les sous-classes et
A sacrificial material for use in ultrasonic additive manufacturing processes that includes at least one water-soluble solid; and at least one water-soluble binding agent, wherein the at least one water-soluble solid is partially dissolved or suspended in the at least one water-soluble binding agent and cured at a predetermined temperature for a predetermined period of time prior to use in ultrasonic additive manufacturing.
B23K 20/10 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage utilisant des vibrations, p. ex. soudage ultrasonique
B29C 64/40 - Structures de support des objets en 3D pendant la fabrication, lesdites structures devant être sacrifiées après réalisation de la fabrication
B29C 65/08 - Assemblage d'éléments préformésAppareils à cet effet par chauffage, avec ou sans pressage avec des vibrations ultrasonores
C08L 29/04 - Alcool polyvinyliqueHomopolymères ou copolymères d'esters partiellement hydrolysés d'alcools non saturés avec des acides carboxyliques saturés
11.
SOLUBLE SACRIFICIAL MATERIALS FOR USE IN ULTRASONIC ADDITIVE MANUFACTURING
A sacrificial material for use in ultrasonic additive manufacturing processes that includes at least one water-soluble solid; and at least one water-soluble binding agent, wherein the at least one water-soluble solid is partially dissolved or suspended in the at least one water-soluble binding agent and cured at a predetermined temperature for a predetermined period of time prior to use in ultrasonic additive manufacturing.
B29C 64/40 - Structures de support des objets en 3D pendant la fabrication, lesdites structures devant être sacrifiées après réalisation de la fabrication
B23K 20/10 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage utilisant des vibrations, p. ex. soudage ultrasonique
B29C 65/08 - Assemblage d'éléments préformésAppareils à cet effet par chauffage, avec ou sans pressage avec des vibrations ultrasonores
C08L 29/04 - Alcool polyvinyliqueHomopolymères ou copolymères d'esters partiellement hydrolysés d'alcools non saturés avec des acides carboxyliques saturés
12.
Sonotrode apparatus for use in ultrasonic additive manufacturing
An ultrasonic welding apparatus that includes a full-wave sonotrode that further includes a first horn, a first nodal region, a welding surface, a second nodal region, and a second horn; first and second bearing assemblies that support the sonotrode at the first and second nodal regions respectively, wherein each bearing assembly further includes a first bearing housing portion; a first low friction bearing disposed within the first bearing housing portion; a second bearing housing portion connected to the first bearing housing portion; and a second low friction bearing disposed within the second bearing housing portion; a first centering apparatus that exerts laterally-acting force on the horn of the full-wave sonotrode; and a second centering apparatus that exerts laterally-acting force on the second horn of the full-wave sonotrode.
B23K 20/00 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage
B23K 20/10 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage utilisant des vibrations, p. ex. soudage ultrasonique
B06B 3/00 - Procédés ou appareils spécialement adaptés pour transmettre des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore
G10K 11/00 - Procédés ou dispositifs pour transmettre, conduire ou diriger le son en généralProcédés ou dispositifs de protection contre le bruit ou les autres ondes acoustiques ou pour amortir ceux-ci, en général
13.
Weld assembly for ultrasonic additive manufacturing applications
A system for use in ultrasonic additive manufacturing processes, comprising a milling machine or the like and a weld assembly. The milling machine further includes a spindle adapted to receive a milling tool, wherein the spindle is capable of moving in the z-axis direction; and a table positioned beneath the spindle, wherein the table is capable of moving in the x-axis direction and the y-axis direction. The weld assembly is adapted to be mounted on the spindle of the milling machine and further includes an ultrasonic weld head; a tapered tool shank adapted to connect the weld assembly to the spindle; and a unique mating collar disposed between the ultrasonic weld head and the spindle, wherein the mating collar is operative transfer thrust loads associated with ultrasonic additive manufacturing processes from the ultrasonic weld head to the z-axis of the spindle without damaging the spindle or other components of the machine.
B22F 3/00 - Fabrication de pièces ou d'objets à partir de poudres métalliques, caractérisée par le mode de compactage ou de frittageAppareils spécialement adaptés à cet effet
B22F 9/04 - Fabrication des poudres métalliques ou de leurs suspensionsAppareils ou dispositifs spécialement adaptés à cet effet par des procédés physiques à partir d'un matériau solide, p. ex. par broyage, meulage ou écrasement à la meule
B23K 20/10 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage utilisant des vibrations, p. ex. soudage ultrasonique
B23K 35/02 - Baguettes, électrodes, matériaux ou environnements utilisés pour le brasage, le soudage ou le découpage caractérisés par des propriétés mécaniques, p. ex. par la forme
B33Y 30/00 - Appareils pour la fabrication additiveLeurs parties constitutives ou accessoires à cet effet
B29C 67/00 - Techniques de façonnage non couvertes par les groupes , ou
14.
WELD ASSEMBLY FOR ULTRASONIC ADDITIVE MANUFACTURING APPLICATIONS
A system for use in ultrasonic additive manufacturing processes, wherein the system includes a milling machine or the like and a weld assembly. The milling machine further includes a spindle adapted to receive a milling tool, wherein the spindle is capable of moving in the z-axis direction; and a table positioned beneath the spindle, wherein the table is capable of moving in the x-axis direction and the y-axis direction. The weld assembly is adapted to be mounted on the spindle of the milling machine and further includes an ultrasonic weld head; a tapered tool shank adapted to connect the weld assembly to the spindle; and a unique mating collar disposed between the ultrasonic weld head and the spindle, wherein the mating collar is operative transfer thrust loads associated with ultrasonic additive manufacturing processes from the ultrasonic weld head to the z-axis of the spindle without damaging the spindle or other components of the machine.
B32B 37/06 - Procédés ou dispositifs pour la stratification, p. ex. par polymérisation ou par liaison à l'aide d'ultrasons caractérisés par le procédé de chauffage
B23K 20/10 - Soudage non électrique par percussion ou par une autre forme de pression, avec ou sans chauffage, p. ex. revêtement ou placage utilisant des vibrations, p. ex. soudage ultrasonique
B23K 35/02 - Baguettes, électrodes, matériaux ou environnements utilisés pour le brasage, le soudage ou le découpage caractérisés par des propriétés mécaniques, p. ex. par la forme
B23K 37/047 - Déplacement des pièces pour ajuster leur position entre les étapes de brasage, de soudage ou de découpage
15.
System for enhancing sonotrode performance in ultrasonic additive manufacturing applications
An ultrasonic welding assembly, comprising a sonotrode, wherein the sonotrode further includes at least one welding region and at least one node adjacent to the welding region; a mount for supporting the sonotrode, wherein the mount further includes a force application region; at least one ultrasonic transducer connected to the sonotrode for transmitting acoustic vibrations to the at least one welding region; at least one roller connected to the sonotrode in a flexible manner for permitting rotation of the sonotrode about its axis; a device for maintaining axial alignment of the sonotrode relative to a target welding area; and a low-friction bearing in contact with the at least one node for the application of force thereto, wherein the at least one low-friction bearing is connected to the mount.
An ultrasonic welding assembly, comprising: a sonotrode having a single welding region and two nodal regions formed on either side of the welding region; a mounting plate for supporting the sonotrode having a force application region on the upper surface thereof; at least one ultrasonic transducer connected to the sonotrode; at least one diaphragm spring disposed between the ultrasonic transducer and the sonotrode; at least one roller bearing connected to the diaphragm spring; at least two linear guides connected to the roller bearing, wherein the at least two linear guides are connected to the mounting plate and support the roller bearing and the sonotrode in a flexible manner; and first and second low-friction linear bearings in contact with nodal regions for the application of downward force to the sonotrode, wherein the first and second linear bearings are connected to the mounting plate.
brevets
