CN108568527B - 基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件及方法，该金属与陶瓷结合的零件包括通过直接金属激光烧结技术建立的下部零部件，该下部零部件具有用来植入陶瓷零件的内腔，所述内腔中容置有陶瓷零件和覆盖件，所述覆盖件处于陶瓷零件的上方，所述覆盖件及下部零部件的上方连接有通过直接金属激光烧结技术建立的上部零部件。本发明结合直接金属激光烧结技术的优点，能够制造复杂的金属陶瓷组合零件，可根据不同要求来定制各种珠宝饰品，且具有稳固结合金属与陶瓷的优点。
Description
技术领域
本发明涉及直接金属激光烧结技术植入陶瓷零件的方法，具体为一种基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件及方法。
背景技术
金属和陶瓷各有特性，两者在现今不同工业领域中都被广泛使用。当中有些产品需要金属和陶瓷的结合使用。但由于技术所限，金属与非金属的结合大多以粘着剂、镶嵌或对陶瓷以金属化处理后再进行焊接等方式进行接合。这些结合方法都存在缺点。
饰物于现今的时尚界有着不可或缺的关系，人们对饰物的要求愈来愈高。受到金属本身的特性及传统加工技术所限，令到在饰物设计上、制造方法或材料选择上都较为单一。直接金属激光烧结技术（3D金属打印）日渐成熟，该技术可克服传统加工技术的局限，可快速制造复杂形状的金属饰物，成就了不少创新的设计。然而直接金属激光烧结技术只能使用单一材料。未能在金属饰物上配搭不同材料而带来美感。在金属饰物上加入陶瓷特色元素，可令到设计上更加多元化以配合市场发展。但是于金属及陶瓷混合使用上，存在不少的问题。例如，在接合陶瓷和金属上由于两种材料的特性所限制下，并不能直接焊接。因此传统的陶瓷镶嵌技术大多使用粘着剂将金属和陶瓷粘在一起或以物理方法镶嵌。然而这些并不是坚固的接合方法，容易因外在环境而受到影响，例如撞击，温度及湿度的改变，接合位置有机会因此受到破坏导致材料松脱。而且使用粘着剂的接合难以在结合件上进行加工，令到产品设计因而受限。
在工能零件制造业上，金属和非金属的结合使用亦非常常见。以粘着剂接合容易受到外界各种因素影响而受到破坏。在极端环境（例如高温、高压或高湿度）下，产品的物理及化学性能亦会因此受到影响，令到产品难以达到功能上的要求。因此在工能零件制造业上，会对陶瓷部件进行电镀令其表面金属化，这让陶瓷零件可与金属零件进行焊接。虽然这种接合方法比粘着剂接合方法更为稳固，令工能零件在物理及化学性能都更符合产品的要求，但此方法不但繁复，耗费人力及高成本，而且亦会于电镀过程中产生大量废物及污染，对环境造成极大的影响，如重金属对土地及水源造成的污染。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件及方法，该方法能够使陶瓷零件嵌入一以直接金属激光烧结技术制造的零件内，并于空心结构中加入覆盖件以接合陶瓷零件及以直接金属激光烧结技术制造的零件。
本发明提供一种基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件，包括通过直接金属激光烧结技术建立的下部零部件，该下部零部件具有用来植入陶瓷零件的内腔，所述内腔中容置有陶瓷零件和覆盖件，所述覆盖件处于陶瓷零件的上方，所述覆盖件及下部零部件的上方连接有通过直接金属激光烧结技术建立的上部零部件。
进一步地，所述下部零部件和/或上部零部件、覆盖件的表面具有能够使陶瓷零件部分外露的裸露部。
进一步地，所述陶瓷零件的尺寸与内腔的尺寸相匹配；所述覆盖件的尺寸与内腔及陶瓷零件的尺寸相匹配。
进一步地，所述覆盖件的材质为金属或合金。
本发明还提供一种基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件的方法，包括以下几个步骤：
步骤一：应用直接金属激光烧结技术建立下部零部件，该下部零部件具有用来植入陶瓷零件的内腔；
步骤二：于所述下部零部件的内腔中容置陶瓷零件；
步骤三：在陶瓷零件的上方加盖覆盖件；
步骤四：在覆盖件及下部零部件的上方，继续利用直接金属激光烧结技术建立上部零部件。
进一步地，还包括步骤五：对下部零部件和/或上部零部件、覆盖件的表面部分材料进行移除，使陶瓷零件部分外露。
进一步地，所述陶瓷零件的尺寸与内腔的尺寸相匹配；所述覆盖件的尺寸与内腔及陶瓷零件的尺寸相匹配。
进一步地，所述覆盖件的材质为金属或合金。
进一步地，所述上部零部件的材料与下部零部件及覆盖件的材料有接合性。
本发明具有的优点在于：本发明以直接金属激光烧结技术建立的具有空心结构的下部零部件中加入陶瓷零件及覆盖件，进而制造复杂的金属陶瓷组合零件，其结合直接金属激光烧结技术的优点，能够根据不同要求来定制各种珠宝饰品，该技术可以使金属与陶瓷稳固结合。
附图说明
图1为本发明中应用直接金属激光烧结技术建立的下部零部件及其内腔的结构示意图。
图2为本发明中陶瓷零件嵌入下部零部件的内腔后的结构示意图。
图3为本发明中在陶瓷零件上加入覆盖件后的结构示意图。
图4为本发明中利用直接金属激光烧结技术在配件组装后建立上部零部件的结构示意图。
图5为本发明中以传统加工技术处理下部零部件后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明提供一种基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件，包括通过直接金属激光烧结技术建立的下部零部件1，如图1所示，该下部零部件1具有用来容置陶瓷零件3的内腔2，该内腔2中容置有陶瓷零件3，如图2所示。该内腔2的形状与陶瓷零件3相配合，尺寸匹配，进而将陶瓷零件3配合置入该内腔2后能够防止其移动。所述陶瓷零件3的形状可采用传统陶瓷加工工艺如陶瓷粉末注塑成形、铣削、车削、打磨抛光等获得。于内腔2中，并于陶瓷零件3的上方设置一个预先制备的覆盖件4，如图3所示，覆盖件4的材质为金属或合金。该覆盖件4的形状可依据传统加工技术获得，如金属粉末注塑成形、铣削、车削、打磨抛光、放电加工等。覆盖件4的尺寸与内腔2及陶瓷零件3的尺寸相配合，于陶瓷零件3的上方置于覆盖件4后，覆盖件4能够完全覆盖内腔2的表面。在覆盖件4及已建立的下部零部件1结构的基础上继续利用直接金属激光烧结技术建立余下的上部零部件5，如图4所示，其材料要求与已建立的下部零部件1及覆盖件4的材料有良好的接合性。制备完成上部零部件5后，可以以传统加工技术如铣削、车削、打磨抛光、放电加工等处理下部零部件1和/或上部零部件5、覆盖件4，使其部分材料移除，形成裸露部6，以外露出陶瓷零件3，以达至所需的外观，如图5所示，如于下部零部件1的表面开设通孔，使内部的陶瓷零件3通过通孔外露，通孔的个数、尺寸不做限制，根据所需设计即可。
本发明提供一种基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件的方法，包括以下几个步骤：
步骤一：如图1所示，应用直接金属激光烧结技术建立下部零部件1，下部零部件1具有用来植入陶瓷零件3的内腔2；
步骤二：如图2所示，于所述下部零部件1的内腔2中容置陶瓷零件3，且陶瓷零件3的尺寸与内腔2的尺寸相配合，避免产生移动空间；
步骤三：如图3所示，在陶瓷零件3的上方加盖覆盖件4，覆盖件4的材质为金属或合金，覆盖件4的尺寸与内腔2及陶瓷零件3的尺寸相配合，于陶瓷零件3的上方置于覆盖件4后，覆盖件4能够完全覆盖内腔2的表面（开口部分）；
步骤四：在覆盖件4及已建立的下部零部件1结构的基础上，继续利用直接金属激光烧结技术建立余下的上部零部件5，如图4所示，其材料要求与已建立的下部零部件1及覆盖件4的材料有良好的接合性；
步骤五：以传统加工技术如铣削、车削、打磨抛光、放电加工等处理，对下部零部件1和/或上部零部件5、覆盖件4的表面部分材料进行移除，形成裸露部6，使陶瓷零件3部分外露，以达至所需的外观，如图5所示，如于下部零部件1的侧面开设通孔，使内部的陶瓷零件3通过通孔外露，通孔的个数、尺寸不做限制，根据所需设计即可。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件，其特征在于，包括通过直接金属激光烧结技术建立的下部零部件，该下部零部件具有用来植入陶瓷零件的内腔，所述内腔中容置有陶瓷零件和覆盖件，所述覆盖件处于陶瓷零件的上方，所述覆盖件及下部零部件的上方连接有通过直接金属激光烧结技术建立的上部零部件。
2.根据权利要求1所述的基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件，其特征在于，所述下部零部件和/或上部零部件、覆盖件的表面具有能够使陶瓷零件部分外露的裸露部。
3.根据权利要求1所述的基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件，其特征在于，所述陶瓷零件的尺寸与内腔的尺寸相匹配；所述覆盖件的尺寸与内腔及陶瓷零件的尺寸相匹配。
4.根据权利要求1所述的基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件，其特征在于，所述覆盖件的材质为金属或合金。
5.一种基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤一：应用直接金属激光烧结技术建立下部零部件，该下部零部件具有用来植入陶瓷零件的内腔；
步骤二：于所述下部零部件的内腔中容置陶瓷零件；
步骤三：在陶瓷零件的上方加盖覆盖件；
步骤四：在覆盖件及下部零部件的上方，继续利用直接金属激光烧结技术建立上部零部件。
6.根据权利要求5所述的基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件的方法，其特征在于，还包括步骤五：对下部零部件和/或上部零部件、覆盖件的表面部分材料进行移除，使陶瓷零件部分外露。
7.根据权利要求5所述的基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件的方法，其特征在于，所述陶瓷零件的尺寸与内腔的尺寸相匹配；所述覆盖件的尺寸与内腔及陶瓷零件的尺寸相匹配。
8.根据权利要求5所述的基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件的方法，其特征在于，所述覆盖件的材质为金属或合金。
9.根据权利要求6所述的基于直接金属激光烧结技术制造金属与陶瓷结合的零件的方法，其特征在于，所述上部零部件的材料与下部零部件及覆盖件的材料有接合性。
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