通过聚结制造多层物体的方法和制造的多层物体技术

一种通过聚结制造多层物体的方法，其特征在于该方法包括步骤：（ａ）用具有粉末、丸状、颗粒等类似形式的初始材料填充预压实模具，（ｂ）预压实该初始材料至少一次，（ｃ）通过至少一次冲击压缩在压缩模具内的材料，在此，当撞击填入压缩模具内的材料时，冲击单元产生足以形成该物体的动能，引起该材料的聚结，（ｄ）或者在步骤（ａ）中、或者在步骤（ｂ）的压实之后或者在步骤（ｃ）中的压缩初始材料之后，将至少另外一种材料以粉末、丸状、颗粒等的形式填入该模具内，（ｅ）如果必要，在至少另外一种材料填入之后进行进一步预压实和／或压缩。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过聚结来制造多层物体的方法以及由该方法制造的多层物体。现有技术的描述在WO-A1-9700751中，描述了一种冲击机床和使用该机床切割杆件的方法。该文献也描述了一种使金属物体变形的方法。该方法使用在该文献中描述的机器，并且其特征在于，不论是固体形式的金属材料，还是诸如颗粒、丸状等类似形状的粉末形式的金属材料，最好固定在模具、夹具或类似装置的末端，其特征还在于，该材料要经受由例如冲击锤这样的冲击单元进行的绝热聚结，由液体来产生冲击锤的动作。在WO的那篇文献中全面地描述了该机器。在WO-A1-9700751中，描述了组成部分例如球形的成形。将金属粉末供给分成两部分的工具中，并且通过连接管道供应该粉末。该金属粉末最好被气体雾化。一穿过连接管道的棒材承受来自冲击机床的冲击，以便对装入球形模具中的材料施加影响。然而，在任一实施例中，不能显示根据该方法物体被制造得怎么样的规定参数。根据该文献的压实操作分为几个步骤例如三个步骤进行。如下所述，这些步骤进行得非常快，并且进行三次冲击。冲击1非常轻的冲击，将粉末中的大部分空气压出，并且对粉末颗粒进行定向，以保证没有大的不规则性。冲击2具有非常高的能量密度和高冲击速度的冲击，用于粉末颗粒的局部绝热聚结，从而将它们彼此紧靠压缩，以得到非常高的密度。每一颗粒的局部温度升高取决于在冲击期间的变形程度。冲击3具有中等能量和高接触能量的冲击，用于基本上压实的材料物体的最后成形。然后可以将该压实的物体进行烧结。在SE9803956-3中描述了用于材料物体的变形方法和设备。其实质上是在WO-A1-9700751中描述的专利技术的进一步发展。在根据这个瑞典申请的方法中，使用这样的速度将冲击单元作用到该材料上，即该速度产生至少一次冲击单元的回弹冲击，其中回弹冲击被削减，从而产生冲击单元的至少另外一次冲击。根据在WO那篇文献中的方法的冲击，在该材料中供给局部非常高的温度增加，从而能够导致在加热或者冷却过程中材料内的相变。当使用回弹冲击的反作用并且产生至少另外一次冲击时，该冲击有助于来回进行的波动并且由第一次冲击的动能产生，在较长的时期内继续下去。这导致该材料的进一步变形，并且具有低于没有该反作用时必须的冲量的较低冲量。现在已表明，根据上述这些文献的机器不能很好的工作。例如，它们提及的在冲击之间的时间间隔不可能获得。进一步地，这些文献没有包括表明能够形成物体的任何实施形式。专利技术目的本专利技术的目的是获得以低成本制造多层产品的有效生产的方法。这些产品可以是医疗器件，例如在整形外科中医疗植入物或者骨头接合剂，也可以是器械或者诊断设备，或者非医疗器件，例如工具、绝热器应用、坩埚、喷嘴、导管、切割刀刃、连接环、球轴承和发动机部件。另一个目的是得到上述种类的多层产品。在此使用的术语“多层”定义为由彼此一体连接的多个不同部分构成的产品。这些部分可以具有平坦的各层的形式，或者具有其他任一合适的形式，只要不同部分的形状紧密配合在一起的形式。一个部分可以具有凸起的表面，其配合在另一部分的凹进的表面周围。在图2a-2f中画出了不同的多层产品的例子。这些不同的部分可以由相同种类的材料制成，或者由不同种类的材料制成。也可能将陶瓷材料和一层聚合材料结合在一起。也可能存在具有多层或者多部分不同聚合体的多层产品。也可能以比上述文献中描述的方法低很多的速度实施新的方法。另外，该方法不应该限制为使用上述的机器。专利技术概述已经令人惊喜地发现，根据在权利要求1中限定的新方法来压缩不同的多层产品是可能的。将要被压缩的材料具有例如粉末、丸状、颗粒等的形式，这些材料被填入模具中，并且通过至少一次的冲击预压实和压缩。用在该方法中的机器可以是在WO-A1-9700751和SE9803956-3中描述的机器。根据本专利技术的方法使用冲击机床中的液压装置，这可以是用在WO-A1-9700751和SE9803956-3中的机器。当使用机器中的纯液压装置时，可以给定冲击单元这样的运动通过以能够达到聚结所需的足够速度撞击将被压缩的材料，它发出足够的能量。这种聚结可以是绝热的。快速进行冲击，对于某些材料来讲，在该材料中的波动在5和15毫秒之间衰减。相对于使用压缩空气，使用该液压装置也给出了一个较好的顺序控制和较低的运行成本。弹簧驱动的冲压机床用起来更加复杂，并且当和其他机器结合成一体时，引起较长的安装时间和较差的适应性。因此，根据本专利技术的方法将比较经济并且易于实现。最佳的机器具有用于预压实和后压实的较大挤压和高速的小型冲击单元。因此，可能更加愿意使用依这样结构构造的机器。也可以使用不同的机器，一台机器用于预压实和后压实，另一台用于压缩。附图的简要说明关于附图附图说明图1画出了一种用于具有粉末、丸状、颗粒等形式的材料的变形的装置的剖面图；图2a-2f表示不同种类的多层产品的形成；图3-4是表示在例子中描述的实施例所得到的结果的图形。专利技术的详细描述本专利技术涉及通过聚结制造多层物体的方法，其中该方法包括步骤(a)用具有粉末、丸状、颗粒等形式的初始材料填充预压实模具，(b)预压实该材料至少一次，(c)通过至少一次冲击压缩在压缩模具内的材料，当冲击填入压缩模具内的材料时，冲击单元产生足以形成该多层物体的动能，引起该材料的聚结，(d)或者在步骤(a)中、或者在步骤(b)中的压实之后或者在步骤(c)中的压缩初始材料之后，将至少另外一种材料以粉末、丸状、颗粒等的形式填入该模具内，(e)如果必要，在至少另外一种材料填入之后进行进一步预压实和/或压缩。预压实模具和压缩模具可以是同一模具，这意味着该材料不必在步骤(b)和(c)之间被移动。也可能使用不同的模具并且在步骤(b)和(c)之间将材料从预压实模具移动到压缩模具。只有在该物体由在预压实步骤中的材料形成的情况下才这样作。根据一个实施例，该第一种材料在第二种材料加入之前仅仅被预压实。然后，进行第二步预压实，通过至少一次冲击来撞击该多层材料，从而达到聚结并且形成一体的产品。也可能在该第一种或者初始的材料的预压实之前将另外的一种或者多种具有粉末形式的材料加入。在这种情况下，所有的材料将在一起被压实并接受冲击。根据另一实施例，该第一和第二种材料以粉末的形式在彼此并排加入或者一种在另一种之上分层地加入，此后进行预压实和冲击。根据第三实施例，预压实并且冲击该第一种材料以形成聚结元件，然后将该元件放入第二模具中，置于第二种材料的粉末顶上或者被第二种材料所包围。该第一元件和第二种材料一道被预压实并使用聚结冲击来进行撞击。在下面的描述中，所述的任一步骤可以指在多层产品的一层或一个元件之上或者在几层或多个元件上一起进行的加工过程。在图1中的设备包括冲击单元2。图1中的材料具有粉末、丸状、颗粒等类似的形式。该设备设有冲击单元3，其通过有力的冲击可以获得该材料物体1即刻并且相对较大的变形。本专利技术也涉及物体的压缩，这将在下面描述。在该例子中，例如固体的均匀的多层物体之类的固态物体1被放入模具中。这样布置冲击单元2，即在作用在其上的重力的影响下，它加速撞击材料1。该冲击单元2的质量m最好基本上大于该材料1的质量。这样，能够略微降低冲击单元2的高速冲击的需要。允许冲击单元2撞击材料1，并且当撞击压缩模具中的材料时，该冲击单元2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过聚结制造多层物体的方法，其特征在于该方法包括步骤：（ａ）用具有粉末、丸状、颗粒等类似形式的初始材料填充预压实模具，（ｂ）预压实该材料至少一次，（ｃ）通过至少一次冲击压缩在压缩模具内的材料，在此，当撞击填充入压缩模具内的材 料时，冲击单元产生足以形成该物体的动能，引起该材料的聚结，（ｄ）或者在步骤（ａ）中，或者在步骤（ｂ）中的压实之后或者在步骤（ｃ）中的压缩初始材料之后，将至少另外一种材料以粉末、丸状、颗粒等的形式填入该模具内，（ｅ）如果必要，在至少另 外一种材料填入之后进行进一步预压实和／或压缩。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：肯特奥尔森，李建国，
申请(专利权)人：CK管理股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]