CN109589569A - 一种分层堆叠成形的配重块及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分层堆叠成形的配重块及其制造方法，配重块自下而上包括多层金属或者合金，相邻层的金属或者合金具有不同比重。分层堆叠成形的配重块制造方法包括步骤：A1、向成形模具内分层喷射金属粉末或者合金粉末；A2、将已上下分层堆叠成形的金属粉末或者合金粉末进行烧结。本发明通过成形模具或者3D打印技术对不同比重的金属粉末或者合金粉末进行堆叠，经过烧结后形成具有分层结构的配重块，或者具有环状结构的配重块，或者具有规则纹路或者不规则纹路的配重块，与单一金属成分或者合金成分的配重块相比，大大降低了配重块的脆性，提高了高尔夫球头的韧性，并开拓了不同比重配重块的选择范围，提高了焊接配重块的应用范围。

Description

一种分层堆叠成形的配重块及其制造方法

技术领域

本发明涉及高尔夫球杆，具体涉及一种分层堆叠成形的配重块及其制造方法。

背景技术

高尔夫球广泛地分为三大类，分别是：

木杆头，又分为开球木杆(Driver)与球道木杆(Fairway)；开球木杆用于开球，因此必须有打得远、打得直、打得准的条件，其特点为扩大有效击球区，在造型上朝大型化、轻量化发展，材质多以较轻量的钛合金为主。球道木杆，一般以不锈钢材质居多。就发展方向而言，结合异素材之复合材质具创新性及可创造配重以达最佳效果。以新材质、新结构、新式样创造出最佳击球打感、最佳击球音感、最佳准确度、最佳操纵感，且具物理性能之球具。

铁杆头(Iron)，其主要功能是要将球方向打直与距离准确，材质多半以不锈钢为主，外观造型也较趋向扩大甜密区发展，新材质、新结构与复合材料及具吸振效果的产品开发为其重要发展方向。

推杆(Putter)，推杆是在果岭上击球入洞使用，要能控制方向与距离，在造型上仍无一个标准，设计时注意造型美观，在功能上注意重心设计，维持推杆球头与中管杆配合时，打击面不致旋转。

因球杆头制造方式的改变，所以可提供更多在设计上变化的空间，杆头质量分布可透过不同的设计，如以密度较高的金属(钨或铜)做为配重块崁入杆头，降低杆头重心位置与分配，以利提高挥杆击球与球飞行角度，提供初学者较佳的击球体验，并增加扭转惯性、提高击球距离，降低重心，乃为目前高尔夫球杆头设计的趋势。配重块应用于各种类之球头，如Taylor Made的M系列开球木杆与球道木杆、铁杆以及推杆均有使用配重块。其使用方式除焊接于球头内部与螺丝锁入外，目前已有厂商开始发展可调整式之配重，增加球头设计与使用性能。配重块所使用之材料以钨基合金为主，如钨-镍、钨-镍-铁、钨-镍-铜等。而配重块依据钨元素含量多寡，于密度上有所差异，常用之配重块密度为11、14、17，单位为g/cm3。目前配重块之制成方式以粉末冶金(PM)与金属粉末射出成型(MIM)为主，其中粉末冶金为一种以金属粉末为原料，经压制和烧结制成各种制品的加工方法；金属射出成型为利用超威金属粉末与结合剂，经过混合、混炼制成射出成型原料，具流动性，透过高精密特制模具(射出机)成型为生胚，再经烧结等序，快速制造高密度、高精度且形状复杂的金属零件，具减少传统金属加工的程序与成本之优点。但无论为上述何种制程生产之配重块皆具有脆性，降低其使用寿命与应用范围。由复合材料与大马士革钢可知，层状结构提供了材料重受冲击之能力；以复合材料来说，当层状纤维结构受垂直之冲击，其韧性优于纤维受平行之冲击。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种分层堆叠成形的配重块及其制造方法，克服现有技术高尔夫球头配重块脆性高、受冲击时缺乏韧性的缺陷。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种分层堆叠成形的配重块，所述配重块自下而上包括多层金属或者合金，相邻层的金属或者合金具有不同比重。

根据本发明的实施例，所述合金设为钨基合金。

一种分层堆叠成形的配重块，所述配重块由中心轴自内而外包括多个金属环或者合金环，相邻的金属环或者合金环具有不同比重。

根据本发明的实施例，所述合金设为钨基合金。

一种分层堆叠成形的配重块，所述配重块具有规则或者不规则的纹路，所述纹路由多种金属或者合金构成，相邻纹路的金属或者合金具有不同比重。

根据本发明的实施例，所述合金设为钨基合金。

一种分层堆叠成形的配重块制造方法，包括步骤：

A1、向成形模具内分层喷射金属粉末或者合金粉末；

A2、将已上下分层堆叠成形的金属粉末或者合金粉末进行烧结。

根据本发明的实施例，所述步骤A1包括步骤：对已上下分层堆叠成形的金属粉末或者合金粉末进行压制。

根据本发明的实施例，相邻层的金属或者合金具有不同比重。

根据本发明的实施例，还包括步骤A3：对所述配重块进行二次压制和二次烧结

一种分层堆叠成形的配重块制造方法，包括步骤：

B1、以设定的中心轴向成形模具内喷射金属粉末或者合金粉末，所述金属粉末或者合金粉末绕所述中心轴环状分布；

B2、将以中心轴自内而外环状分布成形的金属粉末或者合金粉末进行烧结。

根据本发明的实施例，所述步骤B1包括步骤：对已分布成形的金属粉末或者合金粉末进行压制。

根据本发明的实施例，相邻环的金属或者合金具有不同比重。

根据本发明的实施例，还包括步骤B3：对所述配重块进行二次压制和二次烧结。

一种分层堆叠成形的配重块制造方法，包括步骤：

C1、以3D打印技术对金属粉末或者合金粉末进行形状设定，所设定的形状包括上下分层的金属粉末或者合金粉末、以中心轴自内而外环状分布成形的金属粉末或者合金粉末、构成规则或者不规则纹路的金属粉末或者合金粉末；

C2、对已成形的金属粉末或者合金粉末进行烧结。

根据本发明的实施例，所述步骤C1包括步骤：对已分布成形的金属粉末或者合金粉末进行压制。

根据本发明的实施例，相邻层的金属或者合金具有不同比重，相邻环的金属或者合金具有不同比重，相邻纹路的金属或者合金具有不同比重。

根据本发明的实施例，还包括步骤C3：对所述配重块进行二次压制和二次烧结。

发明的有益效果：本发明通过成形模具或者3D打印技术对不同比重的金属粉末或者合金粉末进行分层堆叠或者环状堆叠或者纹路堆叠，经过烧结后形成具有分层结构的配重块，或者具有环状结构的配重块，或者具有规则纹路或者不规则纹路的配重块，与单一金属成分或者合金成分的配重块相比，大大降低了配重块的脆性，提高了高尔夫球头的韧性，并开拓了不同比重配重块的选择范围，提高了焊接配重块的应用范围。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：

图1为本发明利用3D打印技术分层堆叠的配重块截面示意图；

图2为本发明利用合金粉末喷射技术分层堆叠的配重块截面示意图；

图3为本发明具有规则纹路的配重块截面示意图；

图4为本发明两喷射孔合金粉末射出过程示意图；

图5为本发明三喷射孔合金粉末射出过程示意图；

图6为本发明分层配重块实施例示意图；

图7为本发明配重块二次压制与二次烧结过程示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本发明分层堆叠成形的配重块，自下而上包括多层金属或者合金，相邻层的金属或者合金具有不同比重。根据本发明的实施例，所述合金设为钨基合金。

本发明分层堆叠成形的配重块另一种实施方式是所述配重块由中心轴自内而外包括多个金属环或者合金环，相邻的金属环或者合金环具有不同比重。根据本发明的实施例，所述合金设为钨基合金。

本发明分层堆叠成形的配重块另一种实施方式是所述配重块具有规则或者不规则的纹路，所述纹路由多种金属或者合金构成，相邻纹路的金属或者合金具有不同比重。根据本发明的实施例，所述合金设为钨基合金。

本发明分层堆叠成形的配重块制造方法，包括步骤：

A1、向成形模具内分层喷射金属粉末或者合金粉末；

A2、将已上下分层堆叠成形的金属粉末或者合金粉末进行烧结。

根据本发明的实施例，所述步骤A1包括步骤：对已上下分层堆叠成形的金属粉末或者合金粉末进行压制。

根据本发明的实施例，相邻层的金属或者合金具有不同比重。还包括步骤A3：对所述配重块进行二次压制和二次烧结

本发明分层堆叠成形的配重块制造方法另一种实施方式包括步骤：

B1、以设定的中心轴向成形模具内喷射金属粉末或者合金粉末，所述金属粉末或者合金粉末绕所述中心轴环状分布；

B2、将以中心轴自内而外环状分布成形的金属粉末或者合金粉末进行烧结。

根据本发明的实施例，所述步骤B1包括步骤：对已分布成形的金属粉末或者合金粉末进行压制。相邻环的金属或者合金具有不同比重。还包括步骤B3：对所述配重块进行二次压制和二次烧结。

本发明分层堆叠成形的配重块制造方法另一种实施方式包括步骤：

C1、以3D打印技术对金属粉末或者合金粉末进行形状设定，所设定的形状包括上下分层的金属粉末或者合金粉末、以中心轴自内而外环状分布成形的金属粉末或者合金粉末、构成规则或者不规则纹路的金属粉末或者合金粉末；

C2、对已成形的金属粉末或者合金粉末进行烧结。

根据本发明的实施例，所述步骤C1包括步骤：对已分布成形的金属粉末或者合金粉末进行压制。

根据本发明的实施例，相邻层的金属或者合金具有不同比重，相邻环的金属或者合金具有不同比重，相邻纹路的金属或者合金具有不同比重。还包括步骤C3：对所述配重块进行二次压制和二次烧结。

图1为本发明利用3D打印技术分层堆叠的配重块截面示意图，其中钨镍铁铬合金W1的密度为14.5，钨镍铁铬合金W2的密度为12.3。

图2为本发明利用合金粉末喷射技术分层堆叠的配重块截面示意图，其中钨镍铁铬合金W1的密度为14.5，钨镍铁铬合金W2的密度为12.3，W3为其他密度之钨镍铁铬或钨镍铁合金。

将表1实施例与对照例以3D打印、金属射出成型以及粉末冶金制成，其中W1合金成分为钨-18wt％镍-6wt％铁-4wt％铬，密度为14.5；W2合金为钨-36wt％镍-8wt％铁-4wt％铬，密度为12.3，W3为其他密度之钨镍铁铬或钨镍铁合金。粉末冶金制程实施例经过二次压制与二次烧结。金属射出成型粉末为75％合金+25％混炼剂混合4小时，再以3吨/cm²之压力射出，后续制程亦可经过二次压制与二次烧结。

表1配重块对照实验

表2为配重块冲击值实验数据：

表2配重块冲击值实验数据

根据对照实验可以看出本发明利具有优于目前商用球头配重块的韧性，且可工业化量产。

本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (18)

1.一种分层堆叠成形的配重块，其特征在于：所述配重块自下而上包括多层金属或者合金，相邻层的金属或者合金具有不同比重。

2.根据权利要求1所述的分层堆叠成形的配重块，其特征在于：所述合金设为钨基合金。

3.一种分层堆叠成形的配重块，其特征在于：所述配重块由中心轴自内而外包括多个金属环或者合金环，相邻的金属环或者合金环具有不同比重。

4.根据权利要求3所述的分层堆叠成形的配重块，其特征在于：所述合金设为钨基合金。

5.一种分层堆叠成形的配重块，其特征在于：所述配重块具有规则或者不规则的纹路，所述纹路由多种金属或者合金构成，相邻纹路的金属或者合金具有不同比重。

6.根据权利要求5所述的分层堆叠成形的配重块，其特征在于：所述合金设为钨基合金。

7.一种分层堆叠成形的配重块制造方法，其特征在于，包括步骤：

A1、向成形模具内分层喷射金属粉末或者合金粉末；

A2、将已上下分层堆叠成形的金属粉末或者合金粉末进行烧结。

8.根据权利要求7所述的分层堆叠成形的配重块制造方法，其特征在于，所述步骤A1包括步骤：对已上下分层堆叠成形的金属粉末或者合金粉末进行压制。

9.根据权利要求7所述的分层堆叠成形的配重块制造方法，其特征在于：相邻层的金属或者合金具有不同比重。

10.根据权利要求9所述的分层堆叠成形的配重块制造方法，其特征在于，还包括步骤A3：对所述配重块进行二次压制和二次烧结。

11.一种分层堆叠成形的配重块制造方法，其特征在于，包括步骤：

B1、以设定的中心轴向成形模具内喷射金属粉末或者合金粉末，所述金属粉末或者合金粉末绕所述中心轴环状分布；

B2、将以中心轴自内而外环状分布成形的金属粉末或者合金粉末进行烧结。

12.根据权利要求11所述的分层堆叠成形的配重块制造方法，其特征在于，所述步骤B1包括步骤：对已分布成形的金属粉末或者合金粉末进行压制。

13.根据权利要求11所述的分层堆叠成形的配重块制造方法，其特征在于：相邻环的金属或者合金具有不同比重。

14.根据权利要求13所述的分层堆叠成形的配重块制造方法，其特征在于，还包括步骤B3：对所述配重块进行二次压制和二次烧结。

15.一种分层堆叠成形的配重块制造方法，其特征在于，包括步骤：

C1、以3D打印技术对金属粉末或者合金粉末进行形状设定，所设定的形状包括上下分层的金属粉末或者合金粉末、以中心轴自内而外环状分布成形的金属粉末或者合金粉末、构成规则或者不规则纹路的金属粉末或者合金粉末；

C2、对已成形的金属粉末或者合金粉末进行烧结。

16.根据权利要求15所述的分层堆叠成形的配重块制造方法，其特征在于，所述步骤C1包括步骤：对已分布成形的金属粉末或者合金粉末进行压制。

17.根据权利要求15所述的分层堆叠成形的配重块制造方法，其特征在于：相邻层的金属或者合金具有不同比重，相邻环的金属或者合金具有不同比重，相邻纹路的金属或者合金具有不同比重。

18.根据权利要求17所述的分层堆叠成形的配重块制造方法，其特征在于，还包括步骤C3：对所述配重块进行二次压制和二次烧结。