一种金属注射与金属3D打印结合的成型方法技术

本发明专利技术公开了一种金属注射与金属3D打印结合的成型方法，包括如下步骤，其中：S1：将金属粉末和高分子粘结剂通过加温熔融混合密炼，直至金属粉末具有流动性，且在模具内可以自由地流动；S2：将S1中熔融混合密炼原料加入注塑机料斗，通过螺杆多段控温和控制压力，将熔融混合密炼原料输送至模具内部，成型一种由金属粉末和高分子粘接剂组成的异形结构的坯件。本发明专利技术提供的金属注射与金属3D打印结合的成型方法通过七个步骤最终制成的需求尺寸及结构的产品，利用本发明专利技术提供的成型方法，可有效提高产品制备的精度，同时能够降低成型的难度，尤为重要的是能够明显提高生产效率以及显著降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种金属注射与金属3D打印结合的成型方法


[0001]本专利技术涉及金属成型
，更具体地说，特别涉及一种金属注射与金属3D打印结合的成型方法。

技术介绍

[0002]金属注射成型是一种从塑料注射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金近净成形技术，众所周知，塑料注射成形技术低廉的价格生产各种复杂形状的制品，但塑料制品强度不高，为了改善其性能，可以在塑料中添加金属或陶瓷粉末以得到强度较高、耐磨性好的制品。近年来，这一想法已发展演变为最大限度地提高固体粒子的含量并且在随后的烧结过程中完全除去粘结剂并使成形坯致密化。这种新的粉末冶金成形方法称为金属注射成形。
[0003]三维打印也称为3D打印，即快速成形技术的一种，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用（比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件）已经有使用这种技术打印而成的零部件。
[0004]目前的金属坯件在制成相应的需求的尺寸及结构的产品过程中，一般采用金属注射成型或者金属3D打印结合的成型方法进行制备，两者方法各有优点，但是两者方法也存在生产效率低下以及生产成本高的缺陷。
[0005]为此，提出一种金属注射与金属3D打印结合的成型方法。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种金属注射与金属3D打印结合的成型方法，通过七个步骤最终制成的需求尺寸及结构的产品，利用金属注射与金属3D打印结合的成型方法，可有效提高产品制备的精度，同时能够降低成型的难度，尤为重要的是能够明显提高生产效率以及显著降低生产成本，以解决现有技术中存在的问题。
[0007]本专利技术提供的一种金属注射与金属3D打印结合的成型方法，所述成型的方法包括如下步骤：S1：将金属粉末和高分子粘结剂通过加温熔融混合密炼，直至金属粉末具有流动性，且在模具内可以自由地流动；S2：将S1中熔融混合密炼原料加入注塑机料斗，通过螺杆多段控温和控制压力，将熔融混合密炼原料输送至模具内部，成型一种由金属粉末和高分子粘接剂组成的异形结构的坯件；S3：将S2中的所述坯件定位至3D打印机内的打印平台，通过3D打印模型分析软件，将打印头与所述坯件进行精准定位；S4：将金属粉末与粘接剂结合的原料放入打印机储料机构中，通过加热熔融，将原料通过打印头挤出，将原料打印在所述坯件上成型；
S5：将S4中注射与打印结合的坯件，放入含有催化剂的加热容器内，对坯件进行脱脂，工作温度为40℃
‑
130℃，脱脂时间为100
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600min；S6：经过S5，将脱脂后的坯件放入高温烧结炉中，在高温烧结炉前段中高温的环境下对坯件进行第二次脱脂；S7：经过S6，将坯件升温至接近液相状态的温度，在高温烧结的过程中，坯件进行收缩，最终成为需求尺寸及结构的产品。
[0008]可选地，所述密炼的温度为180℃
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200℃。
[0009]可选地，所述金属粉末包括不锈钢、铁镍合金、硬质合金、磁性材料、铜基、钛合金中的一种或者多种。
[0010]可选地，所述高分子粘结剂为多种成分的组合粘结剂，所述组合粘结剂的成分包括聚甲醛、聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯
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醋酸乙烯聚合物、硬脂酸、四季戊醇酯中的一种或多种。
[0011]可选地，在S1中在密炼制备注射喂料时，所述金属粉末的体积比在54%
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72%之间，重量比在90%
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96%之间，且密炼的时间控制在60
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80分钟。
[0012]可选地，在S2中，所述注塑机的射胶容积≥40 cm3 ，最大注射压力≥320 Mpa，所述注塑机注射的温度在180℃
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210℃之间。
[0013]可选地，在S3中定位的具体方法为：使用3D打印模型分析软件在所述坯件上找到一个基准点，利用该3D打印模型分析软件与打印头材料挤出的初始位置进行匹配，以此实现定位。
[0014]可选地，S6的脱脂环境为具有惰性气体保护的负压环境。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的金属注射与金属3D打印结合的成型方法主要包括七个S，通过七个S最终制成的需求尺寸及结构的产品，利用金属注射与金属3D打印结合的成型方法，可有效提高产品制备的精度，同时能够降低成型的难度，尤为重要的是能够明显提高生产效率以及显著降低生产成本。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例中金属注射与金属3D打印结合的成型方法的流程图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。
[0018]在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上游”、“下游”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0019]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机
械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0020]如图1所示，本实施例提供一种金属注射与金属3D打印结合的成型方法，所述成型的方法包括如下步骤：S1：将金属粉末和高分子粘结剂通过加温熔融混合密炼，密炼的目的是让金属粉末具有流动性，让其在模具内可以自由的流动。密炼的温度根据金属粉末的不同，有些许差异，一般是控制在190℃左右，在这个温度下，金属粉末与高分子粘结剂充分混合，使之分布均匀，让金属粉末和粘结剂充分的结合，不会出现粉末和粘结剂分离的现象。因为粘结剂的选择不同，一般在密炼制备注射喂料的时候，金属粉末的体积比在54%
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72%之间，因为金属粉末的密度高，粘结剂的密度低，所以一般的重量比在90%
‑
96%。密炼的时间宜控制在60
‑
80分钟。
[0021]上述金属粉末涵盖多类型的材料，如不锈钢、铁镍合金、硬质合金、磁性材料、铜基、钛合金等。密炼可以是一种金属粉末，也可以是多种复合金属粉末，依据想达到的产品的性能，做调整。高分子粘结剂为多种成分的组合粘结剂，成分有聚甲醛、聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯
‑
醋酸乙烯聚合物、硬脂酸、四季戊醇酯等，其中的一种或多种成分的组合。多种成分的粘结剂有多种功能，包括粘接、填充、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属注射与金属3D打印结合的成型方法，其特征在于，所述成型方法包括如下步骤：S1：将金属粉末和高分子粘结剂通过加温熔融混合密炼，直至金属粉末具有流动性，且在模具内可以自由地流动；S2：将S1中熔融混合密炼原料加入注塑机料斗，通过螺杆多段控温和控制压力，将熔融混合密炼原料输送至模具内部，成型一种由金属粉末和高分子粘接剂组成的异形结构的坯件；S3：将S2中的所述坯件定位至3D打印机内的打印平台，通过3D打印模型分析软件，将打印头与所述坯件进行精准定位；S4：将金属粉末与粘接剂结合的原料放入打印机储料机构中，通过加热熔融，将原料通过打印头挤出，将原料打印在所述坯件上成型；S5：将S4中注射与打印结合的坯件，放入含有催化剂的加热容器内，对坯件进行脱脂，工作温度为40℃
‑
130℃，脱脂时间为100
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600min；S6：经过S5，将脱脂后的坯件放入高温烧结炉中，在高温烧结炉前段中高温的环境下对坯件进行第二次脱脂；S7：经过S6，将坯件升温至接近液相状态的温度，在高温烧结的过程中，坯件进行收缩，最终成为需求尺寸及结构的产品。2.如权利要求1所述的金属注射与金属3D打印结合的成型方法，其特征在于，所述密炼的温度为180℃
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200℃。3.如权利要求1或2所述的金属注射与金属3D打印结合的成型方法，其特征在于，所述金属粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：屠文闻，阮佳吉，鲁波，
申请(专利权)人：宁波斯百睿自控设备有限公司，
类型：发明
国别省市：