部件的增材制造方法技术

本公开涉及一种形成单一烧结主体的方法，该方法可包括从原料片材切割第一部分和第二部分。原料可包括陶瓷或悬浮在粘结剂中的金属颗粒。第一部分可被定位成与第二部分接触，并且这些部分可被烧结在一起以形成单一主体。且这些部分可被烧结在一起以形成单一主体。且这些部分可被烧结在一起以形成单一主体。

【技术实现步骤摘要】
部件的增材制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求2020年8月24日提交的名称为“ADDITIVE MANUFACTURING METHODS FOR COMPONENTS”的美国临时专利申请号63/069,435的优先权，该美国临时专利申请的全部公开内容据此以引用方式并入本文。


[0003]所述实施方案整体涉及使用增材制造工艺形成的电子设备部件。更具体地，本示例涉及层状金属部件。

技术介绍

[0004]电子设备在社会中很普及，可采用从手表到计算机的多种形式。电子设备，包括便携式电子设备诸如手持电话、平板电脑和手表，通常包括容纳内部部件的一种类型的外壳或壳体。
[0005]此类壳体或外壳的制造可受益于增加输出、减少材料浪费和降低机加工要求。因此，可期望使用增材制造工艺来生产设备壳体以减少材料浪费和机加工成本并增加输出。
[0006]此外，此类壳体或外壳可受益于形成部件的多种材料的组合。多种材料在复杂设计构型中的组合可在传统制造工艺中引入复杂性。例如，当使用传统技术制造时，由多种材料形成的设备壳体可能需要增加的处理时间、材料和成本。在一些示例中，常见的制造工艺可能无法产生具有所需特性组合的设备壳体。因此，可期望提供允许以高效、低成本和低浪费生产具有所需的不同特性组合的设备壳体的处理和制造技术。

技术实现思路

[0007]根据本公开的一些方面，单一主体可包括烧结金属，该烧结金属限定具有介于约1cm3至约10,000cm3之间的体积的封闭腔。r/>[0008]在一些示例中，烧结金属包括第一层，该第一层在包括条纹状微观结构的界面处粘结到第二层。第一层包括外部部分和内部部分，外部部分具有比内部部分更高的密度。烧结金属包括具有第一密度的第一区域和具有不同于第一密度的第二密度的第二区域。单一主体还可包括残余粘结剂，该单一主体包括按重量计介于约0.001％和约70％之间的残余粘结剂。烧结金属包括限定封闭腔的侧壁和底板，所述侧壁具有相对于底板的大于约20
°
的角度。烧结金属包括铝、钢或钛中的至少一种。
[0009]根据一些方面，形成单一主体的方法可包括：从包括悬浮在粘结剂中的颗粒的原料中移除第一部分和第二部分中的至少一者；将第一部分定位成与第二部分接触；以及烧结第一部分和第二部分以形成单一主体。
[0010]在一些示例中，该方法还可包括将第三部分定位成与第二部分接触，该第三部分从原料切下并限定孔。在其他示例中，该方法可包括将包括第二材料的第三部分定位成与第一部分接触，使得第一部分设置在第二部分和第三部分之间。第一部分可在烧结之前包
括第二部分和第三部分之间的粘附物。单一主体限定封闭腔。第一部分包括第一颗粒并且第二部分包括第二颗粒，第一颗粒包括与第二颗粒不同的材料。该方法还可包括将部件定位在由单一主体限定的体积中。原料包括按重量计介于约0％和约70％之间的粘结剂。从原料中移除第一部分和第二部分中的至少一者可包括从原料中激光切割第一部分和第二部分中的至少一者。从原料中激光切割第一部分和第二部分中的至少一者可包括以具有小于约10微米的尺寸公差的所需形状切割第一部分和第二部分中的至少一者。烧结第一部分和第二部分以形成单一主体可包括将第一部分和第二部分加热到至少约500℃的温度。该方法还可包括使第一部分和第二部分脱粘。
[0011]根据一些方面，金属零件可包括具有大于约95％的密度的单一烧结主体，该单一烧结主体包括第一层，该第一层沿着包括条纹状微观结构的平面界面区域熔合到第二层。在一些示例中，单一烧结主体包括钢。单一烧结主体包括第一金属和不同于第一金属的第二金属。
附图说明
[0012]通过以下结合附图的详细描述，将容易理解本公开，其中类似的附图标号指代类似的结构元件，并且其中：
[0013]图1示出了电子设备的透视图。
[0014]图2示出了图1的电子设备的分解图。
[0015]图3A示出了图1的电子设备的外壳部件的透视图。
[0016]图3B示出了图3A的外壳部件的剖视图。
[0017]图3C示出了包括操作部件的图3A的外壳部件的剖视图。
[0018]图3D示出了电子设备的外壳部件的剖视图。
[0019]图4示出了电子设备的透视图。
[0020]图5示出了图4的电子设备的分解图。
[0021]图6示出了图4的电子设备的部件的透视图。
[0022]图7A示出了单一主体的透视图。
[0023]图7B示出了图7A的单一主体的剖视图。
[0024]图7C示出了包括部件的图7A的单一主体的剖视图。
[0025]图7D示出了图7A的单一主体的剖视图。
[0026]图8A示出了形成单一主体的方法的工艺流程图。
[0027]图8B示出了单一主体的剖视图。
[0028]图8C示出了单一主体的剖视图。
[0029]图8D示出了单一主体的剖视图。
[0030]图8E示出了电子设备的部件的分解图。
[0031]图9A示出了用于形成单一主体的工艺中的原料。
[0032]图9B示出了在形成单一主体的工艺中的一个阶段的图9A的原料。
[0033]图9C示出了形成单一主体的工艺中的一个阶段。
[0034]图9D示出了所形成的单一主体的透视图。
[0035]图9E示出了图9D的单一主体的微观结构的剖视图。
具体实施方式
[0036]现在将具体地参考在附图中示出的代表性实施方案。应当理解，以下描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求书限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形式、修改形式和等同形式。
[0037]本公开的一个方面涉及用于形成单一烧结零件诸如用于电子设备的单一烧结金属零件的方法。用于形成金属零件诸如用于电子设备的外壳部件的方法可包括形成包括聚合物粘结剂和金属颗粒的原料材料。可通过激光切割或压印从原料中移除多个块或部分。这些块能够以所需形状移除，例如与待形成的零件的横截面层对应的形状，具有高尺寸精度。这些块能够以期望的布置组装。
[0038]增材制造，也称为3D打印，可指通过将材料沉积在基材或材料的其他部分上来形成三维部件的工艺。增材制造工艺中使用的材料可包括金属、塑料、陶瓷和复合材料。3D打印的常规技术可涉及将粘结剂材料和粉末的混合物选择性地沉积或打印到基材或平台上。然后可将该生坯件逐层拉伸或构建成所需形状，之后可烧尽粘结剂并且可将粉末烧结或熔合在一起。
[0039]依赖于打印头对材料层进行拉伸的常规3D打印技术可形成各种各样的形状和几何形状，但在某些方面也可受到限制。例如，相对较大的无支撑跨度可能难以或不可能产生，因为许多拉伸层是无支撑的，直到整个结构已被拉伸，从而导致它们在其自身重量下塌缩。此类几何形状的示例包括桥接结构或中空箱结构。如本文所用，术语中空箱可以指具有腔体或限定由材料完本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单一主体，所述单一主体包括烧结金属，所述烧结金属限定介于约1cm3和约10,000cm3之间的封闭腔。2.根据权利要求1所述的单一主体，其中，所述烧结金属包括在界面处粘结到第二层的第一层，所述界面包括条纹状的微观结构。3.根据权利要求2所述的单一主体，其中，所述第一层包括外部部分和内部部分，所述外部部分具有比所述内部部分更高的密度。4.根据权利要求1所述的单一主体，其中，所述烧结金属包括具有第一密度的第一区域和具有第二密度的第二区域，所述第二密度与所述第一密度不同。5.根据权利要求1所述的单一主体，所述单一主体还包括按重量计介于约0.001％和约70％之间的粘结剂。6.根据权利要求1所述的单一主体，其中，所述烧结金属限定侧壁和底板，所述侧壁和所述底板至少部分地限定所述封闭腔，所述侧壁相对于所述底板具有大于约20
°
的角度。7.根据权利要求1所述的单一主体，其中，所述烧结金属包括铝、钢或钛中的至少一者。8.一种形成单一主体的方法，所述方法包括：将包括第一材料的第一层定位成与包括第二材料的第二层接触，所述第一材料包括悬浮在粘结剂中的颗粒；以及烧结所述第一层和所述第二层以形成所述单一主体。9.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括将包括所述第一材料的第三层定位成与所述第二层接触，所述第三层限定孔。10.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李愷淳，B，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：