CN105057676B - 具有表面网状烧结覆膜结构的金属纤维多孔材料及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有表面网状烧结覆膜结构的金属纤维多孔材料及制造方法，包括材料本体，材料本体内部具有广泛连通的孔隙，材料本体的表面通过激光扫描形成表面网状覆膜。制造方法包括以下步骤：S10.制作金属纤维；S20.将金属纤维置入模具的型腔，挤压型腔内的金属纤维，获得材料本体；S30.打开上盖板，采用激光扫描型腔中材料本体的上表面，上表面烧结形成表面网状覆膜；S40.打开模具的下盖板，采用激光扫描型腔中材料本体的下表面，下表面烧结形成表面网状覆膜。表面网状覆膜结构既起到包裹内部材料本体的作用，又能产生薄板共振吸声并且内部具有广泛连通孔隙的材料本体与表面覆膜结构一起具有亥姆霍兹共振吸声原理，从而大大增强了材料的吸音效果。

Description

具有表面网状烧结覆膜结构的金属纤维多孔材料及制造方法

技术领域

本发明用于多孔隙材料制造技术领域，特别是涉及一种具有表面网状烧结覆膜结构的金属纤维多孔材料及制造方法。

背景技术

目前大到汽车工业制造，小到家庭房屋装修，对吸音材料的需求越来越大，众所周知，吸音材料的必要条件是：材料有大量的孔隙，孔隙直接互相连通、孔隙深入材料内部，声波沿着这些孔隙可以深入材料内部，与材料发生摩擦作用将声能转化为热能。纤维多孔材料是一种很好的吸引材料。现阶段往往通过固相气氛炉烧结或者模具压制成型来制备吸引用的多孔材料，其虽然考虑了孔隙率以及材料的厚度，但整体烧结以及整体压制并不能保证材料内部具有广泛连通的孔隙，吸引效果自然会受到影响。而且并没有材料能够做到结合薄板吸声原理与亥姆霍兹共振吸声原理。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种具有表面网状烧结覆膜结构的金属纤维多孔材料及制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：具有表面网状烧结覆膜结构的金属纤维多孔材料，包括材料本体，所述材料本体内部具有广泛连通的孔隙，材料本体的表面通过激光扫描形成表面网状覆膜。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述材料本体采用金属纤维装入模具的型腔后通过模具挤压成型。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述模具包括成型板、位于所述成型板两侧的上盖板和下盖板、以及可将所述上盖板和下盖板向成型板夹紧的紧固机构，所述成型板上设有成型通孔，所述成型通孔内在所述上盖板和下盖板间形成所述型腔，所述上盖板和/或下盖板上设有可嵌入所述成型通孔内的成型压块。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述紧固机构包括若干分布在成型通孔的四周且依次穿过上盖板、成型板和下盖板的螺杆，各所述螺杆上在下盖板的外侧装有螺母。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述金属纤维的直径为100～300μm，所述材料本体的孔隙率为0.6～0.98。

具有表面网状烧结覆膜结构的金属纤维多孔材料的制造方法，包括以下步骤：

S10.制作金属纤维；

S20.将金属纤维置入模具的型腔，紧固螺杆，使嵌入成型通孔内的成型压块挤压型腔内的金属纤维，获得内部具有广泛连通的孔隙的材料本体；

S30.松开螺杆，打开模具的上盖板，采用激光扫描型腔中材料本体的上表面，以在材料本体的上表面烧结形成锁住内部金属纤维的表面网状覆膜；

S40.材料本体的上表面扫描完成后，将模具倒置过来，打开模具的下盖板，采用激光扫描型腔中材料本体的下表面，以在材料本体的下表面烧结形成锁住内部金属纤维的表面网状覆膜。

进一步作为本发明技术方案的改进，步骤S10中，金属纤维由不锈钢棒材通过车削获得，金属纤维的直径为100～300μm。

进一步作为本发明技术方案的改进，材料本体的上表面和下表面扫描持续时间为1～3分钟。

本发明的有益效果：本发明将激光快速成型技术应用到金属纤维多孔材料的制作工艺中，从材料制造方面来看，利用此技术制作出来的特定孔隙率的具有表面网状覆膜结构的金属纤维多孔材料具有残余应力小、成型效率高、操作简便等特点。从材料性能方面来看，致密的表面网状覆膜包裹着内部具有广泛连通孔隙的材料本体，既具有多孔的结构性质，也具有一定的强度和韧性，满足特定的机械性能需求。从作为吸引材料的功能方面来看，表面网状覆膜结构既起到包裹内部材料本体的作用，又能产生薄板共振吸声并且内部具有广泛连通孔隙的材料本体与表面覆膜结构一起具有亥姆霍兹共振吸声原理，从而大大增强了材料的吸音效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明上盖板示意图；

图2是本发明成型板示意图；

图3是本发明下盖板示意图；

图4是本发明下盖板和成型板组合后示意图；

图5是本发明模具整体结构示意图；

图6是本发明材料本体示意图。

具体实施方式

参照图1至图6，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构。以下将详细说明本发明各元件的结构特点，而如果有描述到方向( 上、下、左、右、前及后) 时，是以图5所示的结构为参考描述，但本发明的实际使用方向并不局限于此。

参照图6，本发明提供了具有表面网状烧结覆膜结构的金属纤维多孔材料，包括材料本体1，本实施例中材料本体1整体呈矩形70mm×80mm，厚度2mm，所述材料本体1内部具有广泛连通的孔隙，材料本体1的表面通过激光扫描形成表面网状覆膜2。所述材料本体1采用金属纤维装入模具的型腔后通过模具挤压成型。所述金属纤维的直径为100～300μm，所述材料本体1的孔隙率为0.6～0.98。参见图1至图5，所述模具包括成型板31、位于所述成型板31两侧的上盖板32和下盖板33、以及可将所述上盖板32和下盖板33向成型板31夹紧的紧固机构，所述成型板31上设有成型通孔34，所述成型通孔34内在所述上盖板32和下盖板33间形成型腔35，所述上盖板32和/或下盖板33上设有可嵌入所述成型通孔34内的成型压块36。所述紧固机构包括若干分布在成型通孔34的四周且依次穿过上盖板32、成型板31和下盖板33的螺杆37，各所述螺杆37上在下盖板33的外侧装有螺母38，成型通孔34和型腔35根据其具体的应用需求能够设置为不同截面形状和尺寸，从而用以制造不同形状及厚度的材料。

上述具有表面网状烧结覆膜结构的金属纤维多孔材料的制造方法，包括以下步骤：

S10.制作金属纤维，金属纤维由不锈钢棒材通过车削获得，金属纤维的直径为100～300μm，长度为20mm；

S20.将下盖板32和成型板31组装，称量17.7632g金属纤维，用镊子将所称量的金属纤维均匀置入模具的型腔35，安装上盖板32后紧固螺杆37，使嵌入成型通孔34内的成型压块36挤压型腔内的金属纤维，获得内部具有广泛连通的孔隙的材料本体1；

S30.松开螺杆37，打开模具的上盖板32，采用激光扫描型腔35中材料本体1的上表面，持续2分钟，以在材料本体1的上表面烧结形成锁住内部金属纤维的表面网状覆膜2；

S40.材料本体1的上表面扫描完成后，将模具倒置过来，打开模具的下盖板33，采用激光扫描型腔35中材料本体1的下表面，持续2分钟，以在材料本体1的下表面烧结形成锁住内部金属纤维的表面网状覆膜2。

本发明将激光快速成型技术应用到金属纤维多孔材料的制作工艺中，从材料制造方面来看，利用此技术制作出来的特定孔隙率的具有表面网状覆膜结构的金属纤维多孔材料具有残余应力小、成型效率高、操作简便等特点。从材料性能方面来看，表面致密的表面网状覆膜包裹着内部紧密的金属纤维多孔材料，既具有多孔的结构性质，也具有一定的强度和韧性，满足特定的机械性能需求。从作为吸引材料的功能方面来看，表面网状覆膜结构既起到包裹内部金属纤维的作用，又能产生薄板共振吸声并且内部具有广泛连通孔隙的金属纤维与表面覆膜结构一起具有亥姆霍兹共振吸声原理，从而大大增强了材料的吸音效果。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (3)

1.具有表面网状烧结覆膜结构的金属纤维多孔材料的制造方法，具有表面网状烧结覆膜结构的金属纤维多孔材料包括材料本体，所述材料本体内部具有广泛连通的孔隙，材料本体的表面通过激光扫描形成表面网状覆膜，所述材料本体采用金属纤维装入模具的型腔后通过模具挤压成型，所述模具包括成型板、位于所述成型板两侧的上盖板和下盖板、以及可将所述上盖板和下盖板向成型板夹紧的紧固机构，所述成型板上设有成型通孔，所述成型通孔内在所述上盖板和下盖板间形成所述型腔，所述上盖板和/或下盖板上设有可嵌入所述成型通孔内的成型压块，所述紧固机构包括若干分布在成型通孔的四周且依次穿过上盖板、成型板和下盖板的螺杆，各所述螺杆上在下盖板的外侧装有螺母，其特征在于包括以下步骤：

S10.制作金属纤维；

S20.将金属纤维置入模具的型腔，紧固螺杆，使嵌入成型通孔内的成型压块挤压型腔内的金属纤维，获得内部具有广泛连通的孔隙的材料本体；

S30.松开螺杆，打开模具的上盖板，采用激光扫描型腔中材料本体的上表面，以在材料本体的上表面烧结形成锁住内部金属纤维的表面网状覆膜；

S40.材料本体的上表面扫描完成后，将模具倒置过来，打开模具的下盖板，采用激光扫描型腔中材料本体的下表面，以在材料本体的下表面烧结形成锁住内部金属纤维的表面网状覆膜。

2.根据权利要求1所述的具有表面网状烧结覆膜结构的金属纤维多孔材料的制造方法，其特征在于：步骤S10中，金属纤维由不锈钢棒材通过车削获得，金属纤维的直径为100～300μm。

3.根据权利要求1所述的具有表面网状烧结覆膜结构的金属纤维多孔材料的制造方法，其特征在于：材料本体的上表面和下表面扫描持续时间为1～3分钟。