[发明专利]一种复杂镂空金属及其加工方法

说明书

本发明涉及金属材料的加工技术领域，具体涉及一种复杂镂空金属及其加工方法，所述的方法包括将无机材料粉末和高分子材料黏结剂揉捏后制成无机材料线材；采用熔堆积成型设备并根据制造程序将所述的无机材料线材逐层堆积形成生坯成品，再脱脂、烧结得到所述的镂空金属；本发明提供的加工方法可以制造复杂镂空结构和复古线条造型的金属产品，且具有制造时间短，产品多样性丰富的优点。

技术领域

本发明涉及金属材料的加工技术领域，具体涉及一种复杂镂空金属及其加工方法。

背景技术

传统的雷射烧结3D打印，是以雷射作为烧结热源对粉床进行选择性烧结的技术，使雷射能量集中形成光斑；但设备、材料售价偏高，且直接烧结会产生热应力导致收缩/变形，因此成型时需要搭配大量的支撑；成型后移除支撑的表面光洁度不佳且难以处理，最终造成难以构成复杂镂空形状；

而其他有机会制造复杂镂空金属方案的是精密脱蜡铸造，但此做法在较为细小的构造对于流动性较低的金属则难以达成高度复杂，若要配合流动性则需要增加多数金属流道，最终导致成品难以拆除流道与处理拆除后之表面光洁度不佳且难以处理。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种复杂镂空金属的加工方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种复杂镂空金属的加工方法，所述的方法包括将无机材料粉末和高分子材料黏结剂揉捏后制成无机材料线材；采用熔堆积成型设备并根据制造程序将所述的无机材料线材逐层堆积形成生坯成品，再脱脂、烧结得到所述的镂空金属。

本发明的技术构思在于以现有的熔堆积成型技术作为基础，配合特殊的无机材料线材和制程工序，获得镂空的金属，旨在降低镂空金属的制造难度，缩短制造时间，以及提高镂空金属产品的多样性。在具体的制程中，先要建立三维实体模型，例如可采用Autodesk123D、3Done、UG、SolidWorks、Pro/E或AutoCAD软件进行实体结构的设计工作；然后在获得模型STL格式的数据，此步骤的实质是采用无数多个细小的三角形来近似的代替并且还原原来的三维CAD模型，与有限元中的网格划分有很大相似处；进一步的，采用切片软件，例如Slic3r或Cura将上述的STL格式转化为熔堆积成型设备所用的制造程序。

在完成上述软件方面的准备工序后，按配方量称取无机材料粉末和高分子材料黏结剂，混合后揉捏作成颗粒，制成无机材料线材；然后再使用熔堆积成型设备，将喷头及腔体加热到指定温度后，根据制造程序并采用上述无机材料线材进行分层制造，逐层堆积形成生坯成品；再将所述的生坯成品进行脱脂，再进行烧结，即可得到所述的镂空金属。

进一步的技术方案中，所述的无机材料线材中，以该无机材料线材的重量为基准，所述无机材料粉末的含量为74.5-95wt％，所述高分子材料黏结剂的含量为5-25.5wt％。

本发明中，所述高分子材料黏结剂的作用在于将无机材料粉末黏结在一起，作为高分子材料黏结剂的配方组成，具体可选择55-75wt％的石蜡，20-35wt％的聚丙烯、5-10wt％的硬脂酸制备而成；

又如，所述的高分子材料黏结剂可选择80-90wt％的聚甲醛、10-20wt％的聚丙烯制备而成；

又如，所述的高分子材料黏结剂可选择70-80wt％的聚乙二醇、20-30wt％的聚甲基丙烯酸甲酯制备而成。

进一步的技术方案中，所述的无机材料粉末选自铜粉、不锈钢粉或钛粉中的一种。

进一步的技术方案中，所述无机材料粉末的平均粒径为5-50μm。

进一步的技术方案中，所述的熔堆积成型设备中，喷头的孔径为200-1000μm，喷头的加热温度为200-300℃，腔体的加热温度为50-150℃；