TW202438296A - 用於噴灑成形組件之近淨形狀製造之方法及設備 - Google Patents

Abstract

一種用於使一組件噴灑成形之方法包括：透過一噴嘴將一軟磁性複合材料噴灑至一模具中；及相對於該噴嘴之一位置調整該模具之一位置以控制該軟磁性複合材料至該模具中之一沈積。相對於該噴嘴之一位置調整該模具之該位置係結合將該模具安裝於一載物台上使得該模具可相對於該噴嘴移動且控制該軟磁性複合材料之該噴灑以提供該軟磁性複合材料之該沈積以使該組件依一近淨形狀成形而實行。

Description

用於噴灑成形組件之近淨形狀製造之方法及設備

實例及非限制性實施例大體上係關於噴灑成形軟磁性材料之程序及藉由軟磁性複合材料之噴灑沈積而形成之噴灑成形組件。

先前發明描述藉由粉末粒子之噴灑沈積而產生軟磁性複合材料。

以下概述僅旨在係例示性的。概述不旨在限制技術方案之範疇。

根據一個態樣，一種用於使一組件噴灑成形之方法包括：透過一噴嘴將一軟磁性複合材料噴灑至一模具中；及相對於該噴嘴之一位置調整該模具之一位置以控制該軟磁性複合材料至該模具中之一沈積。相對於該噴嘴之一位置調整該模具之該位置係結合將該模具安裝於一載物台上使得該模具可相對於該噴嘴移動且控制該軟磁性複合材料之該噴灑以提供該軟磁性複合材料之該沈積以使該組件依一近淨形狀成形而實行。

根據另一態樣，一種用於使一組件依一近淨形狀噴灑成形之方法包括：提供用於噴灑一軟磁性材料之一系統，該系統包括一噴嘴；提供用於接收該經噴灑軟磁性材料之一模具；透過該噴嘴將該軟磁性複合材料噴灑至該模具中之一射束點處；相對於該噴嘴調整該模具之一位置以控制該複合材料在該射束點處之一沈積以使該組件依該近淨形狀成形；及自該模具移除該組件。

根據另一態樣，一種用於製造一組件之系統包括：至少一個噴槍；一載物台，其安裝為接近該至少一個噴槍；及一模具，其安裝於該載物台上，其中該模具可相對於該至少一個噴槍移動且經組態以將來自該至少一個噴槍之呈粉末形式之一材料之一噴灑接收至該模具中以沈積一材料層以使該組件依一近淨形狀成形。

根據另一態樣，一種設備包括：至少一個處理器；及至少一個非暫時性記憶體，其儲存指令，該等指令在使用該至少一個處理器執行時引起該設備透過一噴嘴將一軟磁性複合材料噴灑至一模具中；且相對於該噴嘴之一位置調整該模具之一位置以控制該軟磁性複合材料至該模具中之一沈積。相對於該噴嘴之一位置調整該模具之該位置係結合將該模具安裝於一載物台上使得該模具可相對於該噴嘴移動且控制該軟磁性複合材料之該噴灑以提供該軟磁性複合材料之該沈積以使該組件依一近淨形狀成形而實行。

根據另一態樣，一種馬達組件包括：一噴灑成形圓盤，其具有一第一面、一相對第二面及在該第一面與該相對第二面之間延伸之一邊緣表面，其中具有一界定表面之一孔自該第一面延伸穿過該圓盤至該相對第二面，且其中該噴灑成形圓盤在一近淨製造程序中成形。

相關申請案之交叉參考

本申請案根據35 USC 119(e)主張2023年2月24日申請之美國臨時申請案第63/447,960號之優先權，該案之全文藉此以引用的方式併入。

本文中描述用於實現磁各向同性軟磁性複合材料之噴灑沈積以依近淨形式產生組件之技術及設備，複合材料包括由電絕緣邊界分離之鐵磁域之一密集矩陣。此等軟磁性複合材料可用於使用三維磁通流之電動馬達(其等可被稱為混合場馬達)之製造中。術語「近淨」意謂僅面向噴灑之表面經後精加工。由模具壁及構建板界定之表面不需要後精加工。待透過後精加工移除之材料之量係約1毫米(mm)或更少。作為材料移除之一百分比，較厚組件具有材料移除之一較低百分比。以近淨形式製造具有各種幾何形狀之定子及定子組件可消除對於昂貴、複雜及耗時後機械加工操作之需要。例如在以下案中揭示用於製造此等馬達之各種材料及方法：美國專利第10,622,848號；第10,170,946號；及第9,887,598號；以及美國專利公開案第2016/0197523號，該等案之全部之全文以引用的方式併入本文中。關於噴灑成形之程序，美國專利第9,205,488號描述藉由一噴灑成形程序產生之一軟磁性材料，且美國專利公開案第2013/0000860號描述基於分層粒子沈積之一噴灑成形程序，該兩個案之全文以引用的方式併入本文中。

噴灑成形(亦被稱為噴灑沈積)涉及在高溫及高速下將粒子沈積至一基底板上以產生一軟磁性複合材料。如圖0A及圖0B中展示，直接噴灑成形至一構建板10上導致具有漸縮邊緣12之材料幾何形狀，使得經沈積材料14可需要經後加工至一最終所要幾何形狀。為了避免昂貴且耗時之後機械加工，可期望以一近淨方式產生所要形狀。所要形狀之實例包含但不限於環及矩形形狀之零件。

本文中描述之實例性實施例透過使用模具以一近淨方式達成噴灑成形零件之製造。為了達成此等零件之製造： 1. 噴灑沈積材料完全填充一模具腔。期望模具腔之一100%填充(無空隙)。 2. 模具設計應容許可透過其噴灑沈積材料之至少一個開口面。 3. 在沈積之後，可以容許模具重用之一方式自模具釋放經填充材料。

在本文中描述使用模具進行近淨形狀製造之以下態樣： (a)   模具幾何形狀之設計； (b)  模具材料之選擇； (c)   至一模具腔中之材料沈積；及 (d)  用於釋放、分離且重用模具之方法。

實務上，本文中描述之實例性實施例涉及經由一高速空氣燃料(HVAF)熱噴槍使用一核-殼結構沈積粉末。此等粉末可為例如鐵或軟鐵合金，諸如鐵基合金、鐵-鈷合金、鎳-鐵合金、矽鐵合金、鐵-鋁化物、鐵氧體不鏽鋼或類似類型合金，其等塗佈有較佳包括至少一個陶瓷基材料(諸如氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯或類似者)之電絕緣材料。本文中描述之方法亦可應用至其他類型之粉末且可與其他類型之遞送系統一起使用。沈積程序涉及以下： (a)   粒子束在經沈積材料上之入射點之一系列重複掃描運動。此重複掃描運動亦被稱為一噴灑遍次。 (b)  粒子束相對於經沈積材料之傾斜角之變動。 (c)   量測並監測經沈積材料之厚度。

參考圖1，用於沈積此等材料之一設備之一個實例在100處展示且在下文中被稱為「噴灑設備100」。噴灑設備100用於產生一軸對稱近淨形狀零件且包括具有一噴嘴之一噴槍101、具有附接至其之一模具102之一構建板及一冷卻裝置103。構建板及模具102安裝於一載物台111上且可繞一Φ旋轉軸旋轉。噴槍101及模具102之至少一者可繞三個獨立軸移動。噴槍101將金屬粉末沈積至模具102上。冷卻裝置103定位於相對於模具102之一固定位置處。模具102之移動使用一X方向馬達107實行以驅動一X滑動件105，同時使用一馬達110繞Φ旋轉軸旋轉構建板及模具102。藉由在重複遍次中自噴槍101噴灑材料直至已達到一所要厚度而形成一固體材料。在各遍次之後，自噴槍101至經沈積材料介面之距離可藉由憑藉驅動一Y方向馬達108在一Y滑動件104上在Y方向上平移模具102而保持恆定。為了噴灑至模具腔邊角中，可使用θ方向馬達109旋轉一θ軸。在沈積程序期間，調整X及Y載物台位置以確保粒子束在零件表面上之入射點與θ旋轉軸一致。

噴槍101及/或模具102之移動及位置可由具有至少一個處理器及儲存指令之至少一個非暫時性記憶體之一控制器控制，該等指令在藉由處理器實行時，引起實現噴槍101及/或模具102之移動之操作。噴槍101或模具102之任一者或兩者之移動可藉由馬達之受控操作實行。冷卻裝置103亦可使用處理器、記憶體及指令控制。

現參考圖2A、圖2B、圖2C及圖2D，展示在不同θ位置處之噴灑設備100之俯視圖。粒子束在零件表面上之入射點在θ載物台之旋轉軸上。為了填充邊角而不引入空隙，繞θ軸旋轉構建板及模具102，如圖2B中展示。如圖2C中展示，平移X位置將模具102上之一新位置連續曝露至粒子束。在未填充模具邊角時，將θ旋轉設定為零度(正交於噴灑路徑)以最大化材料黏著性。貫穿整個噴灑操作，構建板旋轉(Φ軸110)以維持一均勻軸對稱零件。旋轉亦實現使用一空氣冷卻配件103之冷卻之均勻性，該空氣冷卻配件103維持一恆定位置而無關於X、Y或θ旋轉。可使用在構建板面處調零之一距離感測器201量測經沈積材料厚度。旋轉如展示般設定為90度之Y滑動板104，直至構建板及模具102面向距離感測器。在厚度量測之後，裝置旋轉回至如圖2A中展示之初始設定以進行後續材料沈積。

現參考圖3，展示一多站設定。一單一噴槍101可使用平行站產生多個近淨形狀組件。一第一站301與一第二站302並排。然而，可將站之數目增加至三個或更多個。噴槍101自站301平移至站302以依一循序方式填充(若干)模具102。基於電腦之控制件監測且調整溫度、材料厚度、運動軌跡及運行狀態以確保可重複性及品質度量。基於電腦之控制件在304處展示且可包含至少一個處理器及儲存指令之至少一個非暫時性記憶體，該等指令在使用至少一個處理器執行時實行噴灑及移動操作。移動操作可藉由馬達M之控制實行。

可採用一替代設備，其中模具102繞一固定軸旋轉且噴槍101移動以完成所要噴灑束平移及傾斜。一個實例性實施方案係將噴槍101安裝至一多軸機器人。機器人實現同時掃描及傾斜，以及朝向或遠離模具102之運動。在一多站設定中，機器人亦實現自一個站至下一站之運動。

形成近淨形狀零件之方法涉及模具設計及模具之填充且在下文描述。圖4、圖11、圖15、圖17A及圖17B繪示使用本文中描述之方法之最終近淨形狀組件之實例。 模具設計：

模具設計涉及模具幾何形狀之設計、模具材料之選擇及最佳模具表面特性之選擇。 (a)   模具幾何形狀：一模具係兩個基本組件之一總成：一模具構建板及模具側壁組件。構建板面向來自噴灑沈積系統之傳入粒子。模具側壁界定所要幾何形狀之輪廓。例如，為了產生一圓柱形環形零件，可使用包括一構建板及一外壁之一模具。在一些實施例中，可使用一內部插塞(參見圖12、圖13、圖14及圖16)。由外壁、內壁及構建板表面界定之體積表示經填充之模具體積。 高速入射粒子之楔入作用導致噴灑成形材料中之壓縮應力。壓縮應力繼而導致模具壁上之一正接觸壓力。模具壁若由一較低強度材料(諸如鋁)製成則應具有足夠厚度以抵抗壓縮應力。 (b)  模具表面特性：為了達成模具體積之100%填充，模具表面應滿足兩個要求。(i)配合表面需要一高度平坦度以避免表面之間之間隙。歸因於表面粗糙度、雜質或劃痕，配合表面之間之間隙可導致模具填充體積中之空隙。(ii)第二要求係避免邊緣半徑及倒角。入射粒子束無法到達倒角及半徑下方之空間，從而導致空隙。通常，彼此接觸之模具表面經機械加工至0.005吋(in.)或更佳之一表面平坦度。在產生模具時採用避免邊緣倒角及邊角半徑之機械加工實踐。模具表面可經噴粒處理。材料與模具表面之間之接合強度之所要位準可透過噴粒處理達成。 (c)   模具材料：用於構建板及側壁之材料之選擇係基於多個準則。如下般選擇用於模具之材料。構建板組件係低碳鋼，且模具外壁係鋁。歸因於經沈積材料與鋼之間之有限黏著強度而選擇低碳鋼材料。 ○     構建板：構建板材料之選擇中之一個因素係構建板與經沈積材料之間之接合強度。期望一低接合強度以實現在沈積之後釋放模具。有鑑於此，構建板由高強度鋼製成。另一方面，一接合強度太低導致過早分層。接合強度與高速粒子穿透至模具表面中之程度以及粒子溫度成比例。為了限制穿透，其表面直接面向撞擊粒子之構建板由一高強度材料(諸如鋼)製成。另一方面，對構建板進行噴粒處理以增加表面粗糙度導致更高接合強度。 ○     模具壁：與構建板相比， 撞擊粒子以一淺角度與模具壁相遇(圖6)且不具有足夠動量來穿透壁表面。因此，模具壁可由較低強度材料(諸如鋁)製成而無粒子穿透模具之風險。使用鋁之一優點係鋁與經噴灑材料之間之熱膨脹差係大的。釋放模具壁之一個方法係使用熱膨脹差來釋放模具壁與噴灑成形壁之間之接觸壓力。為了促進此，模具壁材料應具有比噴灑成形材料更高之一熱膨脹係數。由於鋁具有比含鐵材料更高之一熱膨脹係數，故鋁係用於模具壁之一理想材料。 軸對稱近淨形狀圓盤： 模具中之沈積：

下文概述一噴灑成形圓盤形零件400之近淨形狀沈積。圖4詳述圓盤零件幾何形狀，其包含兩個相對頂面及底面。頂面係401，且底面係403，其等由界定一圓柱形外徑之一垂直壁402分離。頂面及底面401、403實質上平坦且平行。其他形狀之零件係可行的。

在其他實例中，噴灑成形馬達組件可為用於一馬達之一定子之一軛。此一定子包括具有線圈、定子齒(例如由一各向同性軟磁性複合材料形成)及背襯環或軛之一外殼，如本文中描述。一軸承套延伸至外殼中。馬達軸承裝納在可移除且可替換之軸承套中。此有助於馬達維護。特定言之，徑向軸承及推力軸承安裝於軸承套中以促進一轉子相對於定子之旋轉。一空間形成於外殼中以容納互連導線之佈線。線圈係預成型銅線，其等經壓制以最大化銅密度且在互連之前被插入定子齒上方。

圓盤形零件400或噴灑成形圓盤1100 (例如圖11所示)無法藉由直接噴灑至一構建板表面上而製造。經沈積材料在沈積停止之任何地方形成一傾斜邊緣。在圖0A及圖0B中展示形成於構建板上之傾斜邊緣之一實例。

為了產生圓盤形狀，在一旋轉配件上組裝包括一構建板及一外壁之一模具。粉末噴灑瞄準至模具之開口面中。至少噴槍101及模具之移動可使用具有至少一個處理器及儲存指令之至少一個非暫時性記憶體之一控制器控制，該等指令在使用處理器執行時，引起噴槍101之操作及模具之移動(以及任何冷卻)。在圖5中展示盤圓設定之一示意圖。

如圖5中展示，模具102之一實例可包括一構建板501及一模具外壁502。來自噴槍101之粉末噴灑束將材料沈積至模具腔中。為了達成一完全填充，使用一可變軌跡，如圖6中展示。

模具總成或模具102包括多個零件。近淨形狀圓盤模具使用兩個組件。首先，將由低碳鋼製成之構建板501緊固至由鋁製成之模具外壁組件，如圖5中展示。在一個實例中，使用軸向均勻定位以促進模具外壁周圍之均勻夾鉗力之兩個或更多個螺母及螺栓總成緊固此兩個組件。各緊固件之扭矩經設定為約30 lb-ft (磅-呎)。鋁模具壁足夠厚，使得當來自噴灑成形之壓縮應力施加至模具壁時，材料不變形。

在安裝模具總成之前，對組件進行噴粒處理同時使用氧化鋁粗粒(例如，篩孔大小40至140)緊固在一起以輔助黏著性。模具組件材料經選擇以實現自模具102移除零件。在「自模具移除」章節中進一步詳細解釋細節。

用於構建板組件之鋼材料之選擇可提出一黏著性挑戰。為了克服鋼構建板與經沈積材料之間之低黏著強度，可在無任何冷卻之情況下沈積第一層以增加黏著性。可使用高達十個未冷卻黏著遍次，最常見係五個遍次。緊接在未冷卻黏著遍次之後，可沈積具有一漸縮溫度輪廓之一系列遍次，直至達到連續程序設定點。在此實例中，一旦溫度已漸縮至約攝氏190度，標準溫度控制方案便驅動程序。

參考圖6，用於製造圓盤形零件400之運動序列可劃分為兩個分量：(1)噴槍101之運動；及(2)模具102之運動。針對噴槍101之運動，可採用一六軸機器人，此機器人由具有至少一個處理器及儲存指令之至少一個非暫時性記憶體之一控制器控制，該等指令在藉由處理器實行時，引起機器人之操作。機器人橫穿平行於構建板501之一線性路徑且實現將噴灑角改變直至例如與構建板501成45度。角度可在相對於零度之任何定向上，該定向對應於直接法向於構建板501噴灑。模具102之移動亦可由控制器例如透過馬達之控制及操作而控制。在圖6中展示在垂直壁處使用之噴灑角。

如圖6中展示，展示用於填充一模具102之內邊角之粒子束相對於模具102之一入射角之一所要變動。噴灑沈積程序利用粒子束之入射點(「射束點位置」)及射束相對於模具之定向(「射束定向」)之精確控制。射束點位置及射束定向之精確控制藉由將噴槍101安裝至一伺服控制6軸機器人臂或藉由固定噴槍位置且平移/旋轉模具總成而完成，如關於圖1之設備100描述。另外，模具102可安裝於一旋轉平台上。在模具壁附近使用2至20度(通常5至10)之射束定向角且在遠離模具壁之區域處使用0度。為了產生軸對稱零件(諸如具有圓柱形表面之零件)，在繞對稱軸旋轉之一平台上安裝模具102，且射束點沿著一線性徑向或接近徑向路徑橫越。

可在平行於噴槍101之路徑之壁處使用5至10度之一角度。此角度有助於減少機器人行進或模具行進之量且實現經噴灑材料至構建板之最佳可能黏著性，當噴灑角係零度時，該最佳可能黏著性最大。噴槍101 (以及本文中揭示之其他噴灑裝置)可使用具有至少一個處理器及儲存指令之至少一個非暫時性記憶體之一控制器控制，該等指令在使用處理器執行時，引起設備執行各種操作。

針對具有軸對稱性之圓形零件(諸如圓盤)，繞對稱軸連續旋轉模具總成或模具102。機器人在一線性路徑中同步移動噴槍101以將材料完全沈積在模具腔中。模具總成或模具102之旋轉速度及線性旋轉速度經耦合，因此相對於構建板面之射束點速度固定於例如600 mm/s (毫米/秒)。另外或替代地，如在噴灑設備100中，模具102可自行或與噴槍101同步移動。

圖7展示構建板旋轉方向及所使用平移速度。射束點速度可在填充操作期間變化正或負百分之五十以最佳化經沈積材料溫度。圖7係用於產生一圓盤形零件1100之粒子束之入射點相對於模具中心之所要掃描速度之一實例，如圖11中展示。在此實例中，圓盤以300 rpm (轉數/分鐘)旋轉且所要相對表面速度係600 mm/s。

在任何實施例中，經沈積材料之溫度可使用一旦已達到一給定溫度便開始各沈積遍次之一電腦演算法控制。作為一實例，可利用一非接觸式紅外高溫計來量測溫度。模具總成或模具102可在沈積操作開始之前經預加熱至例如攝氏300至325度以確保模具溫度在整個沈積程序中一致。來自噴嘴之高速燃燒氣體可用作熱源。熱輸入之速率可藉由調整噴嘴與模具表面之間之距離而調整。在材料沈積程序期間，歸因於添加至材料之熱粒子及在沈積期間直接定位於模具總成上方之燃燒反應火焰，溫度可連續增加。各沈積遍次可在模具總成已冷卻至例如攝氏190度時開始以確保遍次間一致性。為了控制模具總成或模具102之最大溫度，可調整機器人平移速度以控制各遍次之沈積時間。最大溫度設定點可經設定為例如攝氏350至400度。

模具總成及經沈積材料可使用不同程序冷卻。在本文中描述此等程序之兩者。第一程序使用來自噴槍101之壓縮空氣以冷卻模具總成。噴灑控制器停止粉末流且關閉燃燒源。壓縮空氣源保持開啟，同時機器人沿著相同運動路徑移動噴槍101以冷卻總成。此方法可使用大量時間來完成一零件。第二程序利用二次冷卻源。來自點源抑或線性氣刀邊緣之壓縮空氣噴流指向模具總成。可藉由變化開口橫截面、空氣饋送壓力以及空氣噴流經定位與模具總成相距之距離而控制冷卻之量。存在將起作用之大量冷卻設定。在一個實例性實施例中，所使用設定係：40 psi (磅/平方吋)入口壓力、十呎半吋軟管及具有一0.006吋開口之三吋氣刀，其定位於模具中心線下方一吋且距構建板面約兩吋。在圖8中展示相對於構建板之形狀及放置。

圖8係關於經沈積材料及構建板501之一氣刀冷卻。此圖展示用於冷卻經沈積材料之一氣刀800之位置，其展示於802處。在噴灑成形程序期間，模具總成或模具102及經沈積材料之溫度達到高達攝氏450度。隨著溫度上升，由鋁製成之模具壁502趨於比經沈積材料更多地膨脹。為了在沈積程序期間防止材料與模具102分離，期望維持模具壁502處之一正表面接觸壓力。為了確保存在足夠接觸壓力，在開始材料之沈積之前預熱模具102。另外，模具壁502以足夠夾緊力螺栓連接至構建板501。

邊緣及配合面之直角度容許在無任何材料排除或空隙之情況下達成一近淨形狀零件。連接模具之構建板與外壁之配合面之平坦度應小於0.005吋。表面中之任何粗糙度或缺陷可引起兩個面具有其中面不接觸之區域，此可導致空隙之形成。即使在噴粒處理之後，配合面仍應保持平滑(小於0.005吋之粗糙度)。因此，期望在任何處理之前緊固模具總成。除平坦度之外，亦應在模具總成零件之間形成尖銳邊緣。一半徑或一倒角邊緣在模具下方產生無法由沈積程序接達之一體積。材料可能無法適當地填充存在一半徑或倒角之體積。將形成噴灑材料將無法填充之一空隙。

圖9係導致空隙之半徑或倒角邊緣之一實例。如展示，模具外壁502描繪尖銳邊緣及理想配合表面，其等對於一無空隙近淨形狀係較佳的。未用於一圓盤零件之一中心模具零件503經展示具有一半徑505，在沈積材料時，該半徑505引起噴灑成形材料不完整。當存在半徑或倒角邊緣時，可顯現一材料空隙。當邊角係邊緣破損時，亦可出現空隙。使用直角或尖銳邊緣來達成一所要噴灑成形零件。可容許的精確半徑係未知的。

可使用兩種不同方法控制沈積厚度。在第一方法中，可噴灑犧牲材料以校準每遍次之沈積速率或材料生長。使用沈積速率，可計算所需遍次數目。第二方法使用一距離或位移感測器，該距離或位移感測器在沈積之前在構建板面上調零且接著用於週期性地量測總沈積厚度。 自模具移除：

現參考圖10，在完成在使用圖6中描述之軌跡之一多遍次操作中沈積材料後，自模具102移除材料。在沈積之前，預熱構建板501及模具壁502之模具總成以增加材料黏著性且防止來自熱粒子之熱衝擊。一旦達成一所要零件厚度，便自噴灑設備100移除模具壁502及構建板501。構建板501自模具壁502卸離。加熱零件以自模具壁502內部移除零件。歸因於兩種材料之間之熱膨脹之差，熱引起模具壁502比零件膨脹得更多。在加熱之後，可自模具102移除零件。

在完成將材料沈積至由構建板及模具壁形成之模具中後，歸因於粒子楔入材料中，材料在壓縮中，且構建板處於拉伸中。在移除模具總成緊固件(502)後，釋放構建板中之應力，引起其自歸因於模具壁而保持壓縮之材料卸離。為了幫助自模具總成移除構建板組件，可在構建板501與模具壁502介面之間施加一小機械力。此程序起作用之另一要求係將經噴灑材料固持至構建板501上之黏著力弱於經沈積材料之強度。若不滿足此條件，則分離將不在介面處而係在經沈積材料內發生。

一旦已移除構建板501，模具壁502便與噴灑成形材料分離。使用一熱噴灑操作沈積材料歸因於粒子在沈積期間楔入材料中而引起材料在壓縮應力下。此應力將材料緊密地固持在鋁模具內部。可使用一壓機施加一大的力且自模具102移除經沈積材料；然而，這麼做可引起材料在自模具102釋放零件之前斷裂。

代替性地，可利用模具壁502之材料與經沈積材料之間之熱膨脹之差。通常選擇鋁用於模具壁502，此係因為熱膨脹係數係經噴灑材料之大致兩倍(分別為23.3 µm/m-C對12.0 µm/m-C)。將經組合模具壁502及沈積材料加熱至攝氏600度引起鋁比經沈積材料膨脹得更多。在模具102膨脹時，可在施加較少力至不施加力之情況下直接移除形狀如同一圓盤之經沈積材料(例如，圓盤形零件400)。

可透過模具尺寸之緊密公差達成0.005吋或更小之一近淨形狀尺寸變動。藉由減小模具102之大小以考量當模具溫度在沈積程序期間上升時發生之膨脹而達成較低尺寸變動。核-殼材料在模具表面上幾乎不具有殘餘沈積之情況下分層，此容許模具102重用於重複零件。 具有一中心孔之軸對稱近淨形狀圓盤：

近淨圓盤形狀之一擴展係相同圓柱形形狀，但包含一圓柱形空隙或具有直角邊緣之一環。圖11展示此一噴灑成形零件1100之所要零件幾何形狀，該噴灑成形零件1100可為具有一環形空隙之一馬達組件。噴灑成形馬達組件1100可為具有一第一面452、一相對第二面454及在圓盤之中心且自第一面452延伸穿過圓盤至相對第二面454之一孔456。一馬達組件(諸如噴灑成形圓盤馬達組件1100)可以一近淨方式形成。

現參考圖12，一模具總成或模具1102類似於先前描述之用於一圓盤形零件400之模具102；然而，呈一插塞或一中心遮罩1103之形式之一額外零件緊固至構建板1105。模具構建板1105、模具壁1106及模具中心插塞1103係分開的且可為不同材料。典型構建板材料係低碳鋼，且模具件(例如，模具壁1106)係鋁。模具壁1106使用緊固件1108固持至構建板1105。為了確保適當公差，可使用一對準夾具或分度銷來將模具壁1106組裝至構建板1105。在對表面噴粒處理之前緊固模具總成，如先前完成那樣。另外，遵循關於中心遮罩1103之平坦度及邊緣尖銳度之全部先前細節。

參考圖13，在使零件1100成形之一個實例性方法中，使用噴槍路徑進行一軌跡改變。模具中心遮罩1103之添加涉及中心遮罩1103之壁處之一額外角度轉變。可存在模具外壁與模具中心插塞壁之間由噴灑束之點大小及模具之高度界定之一最小距離。距離大於點大小與噴灑角之切線之總和乘以高度。針對圓盤形零件同樣地執行全部其他噴灑操作。

仍參考圖13，展示用於使用中心遮罩1103充分填充一模具1102之內邊角之粒子束在粒子束之各種入射點處之一所要入射角。此係關於先前所述實施例概述之噴灑角之一擴展。與模具壁1106之內表面相同或類似之程序用於插塞(中心遮罩1103)之垂直壁。當直接沈積於構建板1105上時，噴灑自模具壁1106處之一負角轉變至一零度角，接著當沿著中心遮罩1103之壁噴灑時轉變至一正角。

模具移除程序與無中心遮罩1103之圓盤之模具移除程序幾乎相同 ，惟以下程序改變除外。在移除鋼構建板1105之後，接著應移除中心遮罩1103。移除程序亦利用熱膨脹之差。中心遮罩1103之材料係鋁。為了移除中心遮罩1103，將模具及沈積總成加熱至攝氏600度。經加熱總成被移除，接著在中心遮罩1103處選擇性地冷卻。冷卻可使用冰、乾冰、液氮或另一目標冷卻設備達成。歸因於中心遮罩1103冷卻來自噴灑材料之傳導熱，故可使用多個溫度循環。一旦已自沈積噴灑釋放中心遮罩1103之整個面，移除便應需要較小力。

在圖14中展示一程序流程圖。此處，展示用於一圓柱形近淨形狀零件(諸如零件1100)之一模具填充及一移除程序。此圖類似於圖10，其中圓盤形模具在近淨形狀零件中併入一中心空隙。亦概述用於移除中心遮罩1103，產生材料空隙之額外程序。填充操作利用與圖13中概述之實踐與圖10相同地繼續進行。為了移除中心遮罩1103，使用加熱與冷卻之一組合。加熱整個樣本以使組件膨脹，接著將選擇性冷卻應用至中心遮罩1103以縮小中心遮罩1103之大小。一旦中心遮罩1103已縮小，便可施加一力以自模具中心按壓中心遮罩1103。以與圖10中概述之方式相同之方式執行其他操作。 具有一階狀中心孔之軸對稱近淨邊緣形狀階狀圓盤：

參考圖15描述具有兩個不同直徑之一近淨形狀零件1500。形狀類似於具有中心空隙之零件1100。特定言之，展示具有一階狀中心孔1502之一階狀邊緣圓盤。

參考圖16，展示針對階狀零件1500之一兩階段沈積及模具移除程序。相較於先前零件，存在近淨形狀零件1500之一增加複雜度。零件1500具有依據零件高度而變化之多個內徑及外徑。複雜零件特徵使用利用一系列模具之一多步驟程序。對於具有相對於入射粒子束之方向自平行轉變至垂直之表面之零件，此係一所要特徵。製造零件1500之多步驟程序確保構建總是源自初始構建板。一連續固體對於使用模具之噴灑成形零件係可期望的。經沈積材料中之空隙及不連續性可導致不良材料效能。

在製造零件1500時，初始沈積程序類似於先前描述之具有中心空隙之圓盤。一模具總成或模具1506包括一構建板1508及具有一中心插塞1509之一模具壁1510。然而，在製造零件1500之一實例性程序中，在模具壁1510及中心插塞1509之頂部上放置具有模具壁1510及中心插塞1509之相同尺寸之一遮罩1504。圖16展示在程序流程圖之第一列中之模具1506及遮罩1504。先前，模具高度係非關鍵的，只要模具高度大於最終零件高度。然而，針對階狀模具，第一層模具高度應與零件特徵之目標高度相同。材料沈積填充模具腔，直至材料到達模具之頂部但在遮罩1504下方。遮罩1504展示在圖16之流程圖之步驟1中使用之遮罩。遮罩1504可為一金屬片，諸如鋁或類似者。遮罩1504保護模具壁1510之面向噴灑之表面，使得可安裝一第二遮罩1520。

一旦材料已填充腔，便自模具1506移除遮罩1504之部分且安裝具有階狀更大直徑之第二遮罩1520。以最小直徑開始填充材料且繼續進行至較大直徑之最大者以確保連續性。在安裝第二遮罩1530之後，可藉由改變噴灑路徑軌跡位置以匹配更大尺寸而使用相同填充程序。

此零件之製造涉及在沈積中間停止以換出模具組件。在更換模具組件之後，對模具材料進行噴粒處理。另外，當重新開始材料沈積程序時，在恢復沈積之前使用與初始沈積相同之程序重新加熱模具1506。然而，黏著遍次不用於經重新開始之噴灑。

模具移除程序與具有中心空隙之圓盤幾乎相同。主要差異係模具材料具有一定向組件且僅可在一個方向上被移除。階狀面防止模具如使用先前模具般可能在任一方向上被移除。另外，可期望冷卻經沈積材料以輔助移除模具外壁。 矩形近淨形狀：

下一章節描述使用噴灑沈積技術對一矩形零件1700之近淨製造。在圖17A中展示目標形狀。使用熱噴灑產生尖銳垂直邊角可提出一挑戰。在無模具壁之情況下直接噴灑至一構建板引起噴灑體積之邊緣傾斜或漸縮。在圖17B中展示漸縮邊緣1702之一實例。

為了克服邊緣漸縮，可使用一模具總成或模具1802，類似於先前描述之圓形形狀。在處理筆直邊緣零件時，存在兩種不同方法。第一方法係使用分離多零件模具且先前描述之第二方法係針對各高度改變使用單零件模型。此章節描述分離多零件模具總成。

參考圖18，展示具有多零件可移除模具壁之一矩形模具總成或模具1802。分離多零件模具1802包括一單零件構建板1804。針對構建板1804選擇之材料係低碳鋼。模具之壁1806由用於各邊緣之個別零件構建。由於壁1806並非一個連續件，故可針對壁1806選擇多種不同材料。通常選擇低碳鋼及鋁。

各壁1806使用緊固件1809且使用適當扭矩緊固至構建板1804。若任何零件在沈積程序期間移動，則最終形式之大小可不正確。另外，零件之間之任何間隙可引起一材料空隙。面及邊緣應具有與在近淨形狀圓盤章節中概述之相同平坦度及半徑控制。

一旦模具1802之零件經適當地緊固，便對總成噴粒處理且將其安裝於一固定配件上。為了在邊角中適當地沈積材料，以一角度噴灑粒子束。所使用角度與圓盤形狀相同。可藉由移動噴槍101抑或樣本而達成此角度。由於矩形樣本模具1802未旋轉，故傾斜併入一額外尺寸。填充操作、溫度控制及樣本冷卻全部與圓盤設定相同或實質上相同。取決於矩形模具1802之大小及形狀，可相應地使用並調整在圓盤設定中使用之壓縮空氣冷卻設定以提供溫度控制。

參考圖19，在材料沈積之後且一旦零件已冷卻至室溫，便可移除緊固件1809。可容易地自構建板1804移除壁1806，此係因為沈積未強黏附至模具壁1806。一旦移除緊固件1809，壓縮應力便被釋放，且零件容易地自沈積壁1806滑落。

近淨形狀保持附接於構建板1804上。針對大矩形零件，移除構建板1804可具挑戰性。可使用熱循環及機械力之一混合來分離兩個組件。經噴灑材料與低碳鋼之間之熱膨脹係數類似。因此，熱循環並不總是引起立即分層。

可存在自構建板1804切割近淨形狀零件1700可有用之情況。切割操作可使用放電機械加工(EDM)、金剛石鋸或一研磨切割輪，此係因為此等技術係最有效的。核-殼粒子可包含一些陶瓷材料，該等陶瓷材料太快地磨損高速鋼、碳化物及其他典型機械加工切割器而非有效機器加工工具。另外，噴灑成形粉末(諸如藉由熱噴灑而形成之噴灑成形粉末)之性質無法與高速切割器一起良好地機械加工。此等切割器引起材料斷裂而非切割。 本文中描述實施例之擴展。

本文中描述之實施例可擴展至在熱噴灑程序中使用之其他粉末且可不嚴格限於核-殼材料。另外，可使用其他沈積技術來沈積粉末，例如高速氧燃料(HVOF)或冷噴灑或電漿噴灑可取代先前描述之(HVAF)程序。上文描述之程序可用於製造用於混合場馬達之定子繞組芯以及用於變壓器及無線粉末傳輸裝置之繞組芯，該等繞組芯將獲益於三維磁性流。另外，根據本發明之方法及設備可用於生產用於任何適合應用之任何適用組件。

在一個實例性實施例中，一種用於使一組件噴灑成形之方法包括：透過一噴嘴將一軟磁性複合材料噴灑至一模具中；及相對於該噴嘴之一位置調整該模具之一位置以控制該軟磁性複合材料至該模具中之一沈積。相對於該噴嘴之一位置調整該模具之該位置係結合將該模具安裝於一載物台上使得該模具可相對於該噴嘴移動且控制該軟磁性複合材料之該噴灑以提供該軟磁性複合材料之該沈積以使該組件依一近淨形狀成形而實行。

相對於該噴嘴之該位置調整該模具之該位置可包括改變相對於該模具噴灑該軟磁性複合材料之一角度。相對於該噴嘴之該位置調整該模具之該位置可包括在一線性移動或一旋轉移動之至少一者中移動該模具。該方法可進一步包括在噴灑期間控制該軟磁性複合材料之一溫度。該方法可進一步包括冷卻該經噴灑磁性材料或該模具之至少一者。該方法可進一步包括自該模具移除該經噴灑成形組件。相對於該噴嘴之一位置調整該模具之一位置可包括操作至少一個馬達，該至少一個馬達之該操作係由具有至少一個處理器及儲存指令之至少一個非暫時性記憶體之一控制器控制，該等指令在藉由該至少一個處理器執行時引起該馬達移動該噴嘴或該模具之至少一者。

在另一實例性實施例中，一種用於使一組件依一近淨形狀噴灑成形之方法包括：提供用於噴灑一軟磁性材料之一系統，該系統包括一噴嘴；提供用於接收該經噴灑軟磁性材料之一模具；透過該噴嘴將該軟磁性複合材料噴灑至該模具中之一射束點處；相對於該噴嘴調整該模具之一位置以控制該複合材料在該射束點處之一沈積以使該組件依該近淨形狀成形；及自該模具移除該組件。

相對於該噴嘴調整該模具之該位置可包括在一線性移動或一旋轉移動之至少一者中移動該模具。該模具之一旋轉速度及該模具之一線性速度可經耦合使得在該軟磁性複合材料之噴灑期間該射束點之一速度係有關距離/時間之一固定值，且其中藉由變化該射束點與該噴嘴之間之一距離而控制粒子衝擊速度及溫度。相對於該噴嘴調整該模具之該位置可包括移動該噴嘴以透過該噴嘴將該軟磁性複合材料之一噴灑引導至該射束點。相對於該噴嘴之位置調整該模具之該位置可包括變化在該射束點處相對於該模具噴灑該軟磁性複合材料之一角度之一傾斜度。變化該角度之該傾斜度可包括以一第一角度將該軟磁性複合材料噴灑在該模具之一壁上且以一第二角度將該軟磁性複合材料噴灑在該模具之該壁與該模具之一構建板之間之一接頭上。以該第二角度將該軟磁性材料噴灑在該接頭上可提供小於該經噴灑軟磁性複合材料之一個別粒子之大小之一接頭半徑。該方法可進一步包括控制該軟磁性複合材料之一溫度。該方法可進一步包括使用一非接觸式距離感測器量測該經噴灑軟磁性複合材料之一厚度。該方法可進一步包括在材料沈積開始之前預熱該模具以容許該模具之一材料之一膨脹。該噴嘴可用作用於該預熱步驟之一熱源。該方法可進一步包括冷卻該模具。冷卻該模具可藉由將壓縮空氣自該噴嘴吹送至該模具上而實行。冷卻該模具可藉由將壓縮空氣自二次源吹送至該模具上而實行。冷卻該模具可使用一氣刀且結合控制透過其吹送該壓縮空氣之一開口之一大小、一壓力或透過該開口吹送該壓縮空氣之一距離之一或多者實行。相較於該噴灑成形材料，該模具之一材料可具有一更高熱膨脹係數。可製備該模具之一表面，使得其至該組件之黏著強度低於該組件之強度。自該模具移除該組件可包括移除一構建板，其後為移除一模具壁。可校準該構建板之一材料之一表面硬度以實現該組件之移除，該校準係透過材料選擇及該構建板之一表面之噴粒處理之一組合執行。該方法可進一步包括使用該噴嘴加熱該軟複合材料。

在另一實例性實施例中，一種用於製造一組件之系統包括：至少一個噴槍；一載物台，其安裝為接近該至少一個噴槍；及一模具，其安裝於該載物台上，其中該模具可相對於該至少一個噴槍移動且經組態以將來自該至少一個噴槍之呈粉末形式之一材料之一噴灑接收至該模具中以沈積一材料層以使該組件依一近淨形狀成形。

該至少一個噴槍可係一高速空氣燃料系統之部分。該至少一個噴槍、該載物台及該模具可與一設備連通，該設備包括至少一個處理器，及至少一個非暫時性記憶體，其儲存指令，該等指令在使用該至少一個處理器執行時引起該設備控制該模具相對於該噴槍之至少一個移動。該至少一個噴槍及該模具之至少一者可繞至少兩個獨立軸移動。該模具可包括一構建板及耦合至該構建板之一壁，其中該壁界定與該構建板之一表面相對之一開口，其中該開口、該壁及該構建板之該表面界定用於接收材料之該噴灑之一腔。該系統可進一步包括同心地耦合至該模具使得在該經成形組件中產生一階狀幾何形狀之一第二模具。該構建板及該壁可由具有不同熱膨脹、強度及黏著性質之不同材料製造。該構建板可由低碳鋼製造，且其中該壁由鋁製造。該系統可進一步包括一溫度感測器，該溫度感測器經組態以量測透過該至少一個噴槍或該模具噴灑之該軟磁性材料之至少一者之一溫度。該系統可進一步包括與該模具連通之一冷卻劑源。

在另一實例性實施例中，一種設備包括：至少一個處理器；及至少一個非暫時性記憶體，其儲存指令，該等指令在使用該至少一個處理器執行時引起該設備透過一噴嘴將一軟磁性複合材料噴灑至一模具中；且相對於該噴嘴之一位置調整該模具之一位置以控制該軟磁性複合材料至該模具中之一沈積。相對於該噴嘴之一位置調整該模具之該位置係結合將該模具安裝於一載物台上使得該模具可相對於該噴嘴移動且控制該軟磁性複合材料之該噴灑以提供該軟磁性複合材料之該沈積以使組件依一近淨形狀成形而實行。

在另一實例性實施例中，一種馬達組件包括：一噴灑成形圓盤，其具有一第一面、一相對第二面及在該第一面與該相對第二面之間延伸之一邊緣表面，其中具有一界定表面之一孔自該第一面延伸穿過該圓盤至該相對第二面，且其中該噴灑成形圓盤在一近淨製造程序中成形。

該孔可係圓形的。該孔之該界定表面可包含一階狀表面。該圓盤可由一軟磁性複合材料形成且可具有一金屬內部分及一陶瓷外部分。該金屬內部分可係一金屬或一含鐵合金之一者且該外部分可係氧化鋁。

如本文中描述之特徵可提供於一種設備中。如本文中描述之特徵可提供於一種用於組裝一設備之組裝方法中。如本文中描述之特徵可提供於一種使用具有如上文描述之特徵之一設備之方法中。如本文中描述之特徵可提供於控制軟體中，具體體現於一記憶體中且能夠與一處理器一起使用或結合如上文描述之移動控制一設備。

應理解，前文描述僅係闡釋性的。熟習此項技術者可設想各種替代例及修改。另外，可將來自上文描述之不同實施例之特徵選擇性地組合成一新實施例。

10:構建板 12:漸縮邊緣 14:經沈積材料 100:噴灑設備 101:噴槍 102:模具 103:冷卻裝置 104:Y滑動件 105:X滑動件 107:X方向馬達 108:Y方向馬達 109:θ方向馬達 110:馬達 111:載物台 201:距離感測器 301:第一站 302:第二站 304:控制件 400:噴灑成形圓盤形零件 401:頂面 402:垂直壁 403:底面 452:第一面 454:第二面 456:孔 501:構建板 502:模具外壁 503:中心模具零件 505:半徑 800:氣刀 802:位置 1100:噴灑成形零件/噴灑成形馬達組件 1102:模具總成/模具 1103:中心插塞/中心遮罩 1105:構建板 1106:模具壁 1108:緊固件 1500:近淨形狀零件/階狀零件 1502:階狀中心孔 1504:遮罩 1506:模具總成/模具 1508:構建板 1509:中心插塞 1510:模具壁 1520:第二遮罩 1700:矩形零件 1702:漸縮邊緣 1802:矩形模具總成/模具 1804:單零件構建板 1806:壁 1809:緊固件

在結合隨附圖式進行之以下描述中解釋前述態樣及其他特徵，其中：

圖0A及圖0B分別係具有由漸縮邊緣界定之一幾何形狀之一噴灑成形材料之一個實例之側視及透視表示；

圖1係用於使一近淨形狀組件噴灑成形之一個實例性設備之一透視圖；

2A、圖2B、圖2C及圖2D係在不同位置處之圖1之噴灑設備之俯視圖；

圖3係用於噴灑成形之一多站設定之一個實例之一示意圖；

圖4係一噴灑成形圓盤形組件之一實例之一透視圖；

圖5係展示一圓盤模具總成及噴槍方向之一圓盤設定之一示意圖；

圖6係一粒子束相對於一模具之入射角之一所要變動之一示意圖；

圖7係構建板旋轉方向及平移速度之一圖形表示；

圖8係一氣刀相對於一構建板之一形狀及放置之一示意圖；

圖9係一噴灑成形組件上之圓角或倒角邊緣之一橫截面視圖；

圖10係展示一實例性模具填充及移除程序之一程序流程圖；

圖11係具有一中心空隙之一圓盤形組件之一個實例之一透視圖；

圖12係包含一中心模具零件之一實例性模具總成之一透視圖；

圖13係在各種點處接收之粒子束之入射角之一示意圖；

圖14係展示一圓柱形近淨形狀組件之一填充及移除程序之一個實例之一程序流程圖；

圖15係具有一階狀中心孔之一階狀邊緣圓盤之一實例性幾何形狀之一透視圖；

圖16係展示具有一階狀中心孔之一階狀特徵圓盤零件之一沈積程序及近淨形狀組件移除之一實例之一程序圖；

圖17A及圖17B係組件上之矩形零件及漸縮邊緣之實例性幾何形狀；

圖18係具有多零件模具壁之一矩形模具總成之一透視圖；及

圖19係移除壁，其後為填充一模具腔之一程序之一透視圖。

100:噴灑設備

101:噴槍

102:模具

103:冷卻裝置

104:Y滑動件

105:X滑動件

107:X方向馬達

108:Y方向馬達

109:θ方向馬達

110:馬達

111:載物台

Claims (45)

1. 一種用於使一組件噴灑成形之方法，該方法包括： 透過一噴嘴將一軟磁性複合材料噴灑至一模具中；及 相對於該噴嘴之一位置調整該模具之一位置以控制該軟磁性複合材料至該模具中之一沈積； 其中相對於該噴嘴之一位置調整該模具之該位置係結合將該模具安裝於一載物台上使得該模具可相對於該噴嘴移動且控制該軟磁性複合材料之該噴灑以提供該軟磁性複合材料之該沈積以使該組件依一近淨形狀成形而實行。
2. 如請求項1之方法，其中相對於該噴嘴之該位置調整該模具之該位置包括改變相對於該模具噴灑該軟磁性複合材料之一角度。
3. 如請求項1之方法，其中相對於該噴嘴之該位置調整該模具之該位置包括在一線性移動或一旋轉移動之至少一者中移動該模具。
4. 如請求項1之方法，其進一步包括在噴灑期間控制該軟磁性複合材料之一溫度。
5. 如請求項1之方法，其進一步包括冷卻該經噴灑磁性材料或該模具之至少一者。
6. 如請求項1之方法，其進一步包括自該模具移除該經噴灑成形組件。
7. 如請求項1之方法，其中相對於該噴嘴之一位置調整該模具之一位置包括操作至少一個馬達，該至少一個馬達之該操作係由具有至少一個處理器及儲存指令之至少一個非暫時性記憶體之一控制器控制，該等指令在藉由該至少一個處理器執行時引起該馬達移動該噴嘴或該模具之至少一者。
8. 一種用於使一組件依一近淨形狀噴灑成形之方法，該方法包括： 提供用於噴灑一軟磁性材料之一系統，該系統包括一噴嘴； 提供用於接收該經噴灑軟磁性材料之一模具； 透過該噴嘴將該軟磁性複合材料噴灑至該模具中之一射束點處； 相對於該噴嘴調整該模具之一位置以控制該複合材料在該射束點處之一沈積以使該組件依該近淨形狀成形；及 自該模具移除該組件。
9. 如請求項8之方法，其中相對於該噴嘴調整該模具之該位置包括在一線性移動或一旋轉移動之至少一者中移動該模具。
10. 如請求項9之方法，其中該模具之一旋轉速度及該模具之一線性速度經耦合使得在該軟磁性複合材料之噴灑期間該射束點之一速度係有關距離/時間之一固定值，且其中藉由變化該射束點與該噴嘴之間之一距離而控制粒子衝擊速度及溫度。
11. 如請求項8之方法，其中相對於該噴嘴調整該模具之該位置包括移動該噴嘴以透過該噴嘴將該軟磁性複合材料之一噴灑引導至該射束點。
12. 如請求項8之方法，其中相對於該噴嘴之位置調整該模具之該位置包括變化在該射束點處相對於該模具噴灑該軟磁性複合材料之一角度之一傾斜度。
13. 如請求項12之方法，其中變化該角度之該傾斜度包括以一第一角度將該軟磁性複合材料噴灑在該模具之一壁上且以一第二角度將該軟磁性複合材料噴灑在該模具之該壁與該模具之一構建板之間之一接頭上。
14. 如請求項13之方法，其中以該第二角度將該軟磁性材料噴灑在該接頭上提供小於該經噴灑軟磁性複合材料之一個別粒子之大小之一接頭半徑。
15. 如請求項8之方法，其進一步包括控制該軟磁性複合材料之一溫度。
16. 如請求項8之方法，其進一步包括使用一非接觸式距離感測器量測該經噴灑軟磁性複合材料之一厚度。
17. 如請求項8之方法，其進一步包括在材料沈積開始之前預熱該模具以容許該模具之一材料之一膨脹。
18. 如請求項17之方法，其中該噴嘴用作用於該預熱步驟之一熱源。
19. 如請求項8之方法，其進一步包括冷卻該模具。
20. 如請求項19之方法，其中冷卻該模具係藉由將壓縮空氣自該噴嘴吹送至該模具上而實行。
21. 如請求項19之方法，其中冷卻該模具係藉由將壓縮空氣自二次源吹送至該模具上而實行。
22. 如請求項21之方法，其中冷卻該模具係使用一氣刀且結合控制透過其吹送該壓縮空氣之一開口之一大小、一壓力或透過該開口吹送該壓縮空氣之一距離之一或多者實行。
23. 如請求項22之方法，其中相較於該噴灑成形材料，該模具之一材料具有一更高熱膨脹係數。
24. 如請求項22之方法，其中製備該模具之一表面，使得其至該組件之黏著強度低於該組件之強度。
25. 如請求項8之方法，其中自該模具移除該組件包括移除一構建板，其後為移除一模具壁。
26. 如請求項25之方法，其中校準該構建板之一材料之一表面硬度以實現該組件之移除，該校準係透過材料選擇及該構建板之一表面之噴粒處理之一組合執行。
27. 如請求項8之方法，其進一步包括使用該噴嘴加熱該軟複合材料。
28. 一種用於製造一組件之系統，該系統包括： 至少一個噴槍； 一載物台，其安裝為接近該至少一個噴槍；及 一模具，其安裝於該載物台上，其中該模具可相對於該至少一個噴槍移動且經組態以將來自該至少一個噴槍之呈粉末形式之一材料之一噴灑接收至該模具中以沈積一材料層以使該組件依一近淨形狀成形。
29. 如請求項28之系統，其中該至少一個噴槍係一高速空氣燃料系統之部分。
30. 如請求項28之系統，其中該至少一個噴槍、該載物台及該模具與一設備連通，該設備包括， 至少一個處理器，及 至少一個非暫時性記憶體，其儲存指令，該等指令在使用該至少一個處理器執行時引起該設備控制該模具相對於該噴槍之至少一個移動。
31. 如請求項28之系統，其中該至少一個噴槍及該模具之至少一者可繞至少兩個獨立軸移動。
32. 如請求項28之系統，其中該模具包括一構建板及耦合至該構建板之一壁，其中該壁界定與該構建板之一表面相對之一開口，其中該開口、該壁及該構建板之該表面界定用於接收材料之該噴灑之一腔。
33. 如請求項32之系統，其進一步包括同心地耦合至該模具使得在該經成形組件中產生一階狀幾何形狀之一第二模具。
34. 如請求項32之系統，其中該構建板及該壁由具有不同熱膨脹、強度及黏著性質之不同材料製造。
35. 如請求項34之系統，其中該構建板由低碳鋼製造，且其中該壁由鋁製造。
36. 如請求項28之系統，其進一步包括一溫度感測器，該溫度感測器經組態以量測透過該至少一個噴槍或該模具噴灑之該軟磁性材料之至少一者之一溫度。
37. 如請求項28之系統，其進一步包括與該模具連通之一冷卻劑源。
38. 一種設備，其包括： 至少一個處理器；及 至少一個非暫時性記憶體，其儲存指令，該等指令在使用該至少一個處理器執行時引起該設備： 透過一噴嘴將一軟磁性複合材料噴灑至一模具中；及 相對於該噴嘴之一位置調整該模具之一位置以控制該軟磁性複合材料至該模具中之一沈積； 其中相對於該噴嘴之一位置調整該模具之該位置係結合將該模具安裝於一載物台上使得該模具可相對於該噴嘴移動且控制該軟磁性複合材料之該噴灑以提供該軟磁性複合材料之該沈積以使組件依一近淨形狀成形而實行。
39. 一種馬達組件，其包括： 一噴灑成形圓盤，其具有一第一面、一相對第二面及在該第一面與該相對第二面之間延伸之一邊緣表面，其中具有一界定表面之一孔自該第一面延伸穿過該圓盤至該相對第二面，且其中該噴灑成形圓盤在一近淨製造程序中成形。
40. 如請求項39之馬達組件，其中該孔係圓形的。
41. 如請求項39之馬達組件，其中該孔之該界定表面包含一階狀表面。
42. 如請求項39之馬達組件，其中該圓盤係由包括具有一金屬內部分及一陶瓷外部分之域之一軟磁性複合材料形成。
43. 如請求項42之馬達組件，其中該金屬內部分係一金屬或一含鐵合金之一者且該外部分係氧化鋁。
44. 如請求項39之馬達組件，其中該噴灑成形圓盤包括一定子軛。
45. 如請求項39之馬達組件，其中該噴灑成形圓盤包括一軸向磁通馬達之一部分。