CN113909477A - 用于制造设备的方法和系统 - Google Patents

用于制造设备的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113909477A
CN113909477A CN202110772398.0A CN202110772398A CN113909477A CN 113909477 A CN113909477 A CN 113909477A CN 202110772398 A CN202110772398 A CN 202110772398A CN 113909477 A CN113909477 A CN 113909477A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sinterable
device part
green body
equipment
piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110772398.0A
Other languages
English (en)
Inventor
B·赫赫
M·M·霍素尔
K·维亚纳坦
K·P·贝利
S·P·S·劳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Transportation IP Holdings LLC
Original Assignee
Transportation IP Holdings LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Transportation IP Holdings LLC filed Critical Transportation IP Holdings LLC
Publication of CN113909477A publication Critical patent/CN113909477A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/062—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/10—Formation of a green body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30—Process control
    • B22F10/38—Process control to achieve specific product aspects, e.g. surface smoothness, density, porosity or hollow structures
    • B22F10/385—Overhang structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/50—Treatment of workpieces or articles during build-up, e.g. treatments applied to fused layers during build-up
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/60—Treatment of workpieces or articles after build-up
    • B22F10/64—Treatment of workpieces or articles after build-up by thermal means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/80—Plants, production lines or modules
    • B22F12/88—Handling of additively manufactured products, e.g. by robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1003—Use of special medium during sintering, e.g. sintering aid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1017—Multiple heating or additional steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • B22F3/225—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by injection molding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/20—Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/35—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Abstract

本发明涉及用于制造设备的方法和系统，具体而言可以提供一种方法或过程，该方法或过程包括：使用第一制造方法来形成第一可烧结设备零件；和使用第二制造方法来形成第二设备零件。然后，可烧结第一设备零件可以在使第一设备零件紧固到第二设备零件以形成整体式最终设备零件时被加热。

Description

用于制造设备的方法和系统
技术领域
所描述的主题涉及用于制造设备的方法和过程。
背景技术
金属经注射模制零件和设备可以在烧结过程期间结合。烧结是粉末状金属和粘附剂借以升温到刚好低于金属的熔融点的温度以使粉末状颗粒结合在一起的方法。升温可以通过激光进行、在烤箱中进行等等。金属经注射模制零件具有金属注射模制过程所固有的制造限制。
增材制造过程已诸如通过三维(3-D)打印而形成。在3-D打印过程期间，使零件的连续层沉积，直到形成该零件为止。每个层本质上是正形成的零件的切成薄片的横截面。这样的制造允许形成复杂形状。具有与当前可用的那些系统和方法不同的系统和方法可以是理想的。
发明内容
在一个或多个实施例中，提供了一种方法，该方法可以包括在使第一设备零件紧固到第二设备零件以形成整体式最终设备零件时，对可烧结第一设备零件进行加热。
在一个或多个实施例中，提供了一种方法，该方法可以包括：增材制造传导生坯；以及获得不可烧结传导坯体。该方法可以包括对传导生坯和不可烧结传导坯体两者一起进行加热，以使传导生坯烧结并且使传导生坯与不可烧结传导坯体联接。
在一个或多个实施例中，提供了一种方法，该方法可以包括：使可烧结传导生坯与不可烧结坯体联接；以及使可烧结传导生坯和不可烧结坯体烧结，以形成经烧结的传导坯体和不可烧结坯体的组合的组件。
附图说明
本发明主题可以参考附图而通过阅读非限制性实施例的下文的描述来理解，其中，在下文中：
图1图示用于制造设备的过程的示意过程图；
图2图示设备的透视图；
图3图示设备的截面图；
图4图示设备的透视图；
图5图示设备的截面图；
图6图示设备的透视图；以及
图7图示设备的截面图。
具体实施方式
本文中所描述的主题的实施例涉及用于使用组合的设备零件来形成设备的方法和过程。该设备的第一零件可以使用第一制造方法来形成，而第二零件使用第二制造方法来形成。在一个示例中，第一零件通过金属注射模制而制作，而第二零件使用增材过程来制造。第一零件或第二零件之一可以是可烧结的，以致于第一零件和第二零件然后可以被加热，以使零件结合在一起，以形成单个整体式成块设备。
如本文中所使用的用语不可烧结指如下的坯体、零件、部分等等：设成最终状态，以致于坯体可能不能被烧结。具体地，该坯体、零件、部分等等已经被固化，以致于该坯体、零件、部分等等不能在组合或联接过程或步骤期间与另一坯体、零件、部分等等一起被烧结。这样的不可烧结材料包括不能被烧结的材料和能够被烧结，但已经经受烧结过程，并且因而不能再被烧结的材料。作为示例，金属粉末可以在所确定的温度范围内经历烧结达所确定的时期以使金属粉末颗粒中的每个彼此结合。在所确定的时期之后，结合的颗粒可以被冷却，以形成单个所形成的金属坯体、零件、部分等等。如果单个所形成的金属坯体、零件、部分等等然后被再加热回到所确定的温度范围内以便烧结，则即使所形成的金属坯体、零件、部分等等处于所确定的温度范围内，也无颗粒残留，从而防止额外的烧结。通过从粉末颗粒变换成所形成的金属坯体、零件、部分等等，即使该材料的粉末形式可烧结，所形成的金属坯体现在也是不可烧结的材料。
如本文中所使用的用语可烧结指如下的坯体、零件、部分等等：并非设成最终状态，以致于坯体可能能够被烧结。具体地，该坯体、零件、部分等等尚未被固化，以致于该坯体、零件、部分等等能够在组合或联接过程或步骤期间与另一坯体、零件、部分等等一起被烧结。示例性的可烧结坯体、零件、部分等等是具有可以通过烧结过程而结合在一起的颗粒的往往使用粘附粘合剂的粉末状金属。
图1图示用于形成单个整体式成块设备的方法或过程100。该过程可以被利用来使坯体、零件、部分等等组合或联接到坯体、零件、部分等等以形成该设备。在步骤102，形成可烧结第一设备零件。可烧结第一设备零件可以包括粉末状金属，包括钢、不锈钢、铝、钛、铜、铁、合金等等。在一个实施例中，粉末状金属可以包括将粉末保持在一起的粘合剂。在一个示例中，粉末状金属是代表在发生烧结之前弱结合在一起的、粉末状金属和粘合剂(结合剂)的混合物的生坯的部分。以此方式，可烧结第一设备零件可以是可烧结的三维生坯。任选地，在加热过程期间，粘合剂或结合剂可以蒸发。具体地，通过选取在加热温度范围内蒸发的结合剂，仅金属依然作为设备零件的部分，从而使设备零件增强。
在另一示例中，第一设备零件的仅部分可以包括粉末状金属，其中，第一设备零件的剩余部分不能被烧结。备选地，熔化剂可以涂敷于可烧结第一设备零件与第二设备零件之间的接口处。熔化剂可以构造成在加热期间使可烧结第一设备零件结合到第二设备零件。在又一示例中，当形成可烧结第一设备零件时，可烧结第一设备零件可以包括位于可烧结第一设备零件与第二设备零件之间的接口处的一个或多个凹陷部。这样的凹陷部可以进一步促进可烧结第一设备零件与第二设备零件之间的联接。
通过形成从第二设备零件分开的可烧结第一设备零件，可烧结第一设备零件可以是不同金属或使用比第二设备零件更便宜的制造过程来形成。结果，当形成单个整体式成块设备时，要求更低的复杂性、灵活性、强度或其它不同特性的更简单的部分可以与更昂贵、制造更复杂、需要更大的灵活性或强度等等的第二设备零件分开而形成，并且仍然被组合，以制作单个整体式成块设备。
在步骤104，形成第二设备零件。第二设备零件可以使用诸如三维打印之类的增材过程来形成。特别地，增材过程能够形成具有与诸如金属注射模制之类的其它制造方法相比而更复杂的几何结构的设备零件。尽管如此，增材过程往往比其它制造过程更昂贵。因而，通过仅利用增材过程来形成具有复杂几何结构的设备零件并且利用不那么昂贵的过程来形成其它零件，以降低的成本实现增材制造的优点。在一个示例中，第二设备零件可以形成为具有从第二设备零件比可烧结第一设备零件的任何延伸部延伸得更远的悬垂延伸部。因而，可以实现第二设备零件的额外的设计灵活性。
在步骤106，任选地，烧结辅助物添加到可烧结第一设备零件，以降低可烧结第一设备零件的烧结温度。使用烧结辅助物可以改变设备零件的烧结温度。合适的烧结辅助物可以包括纳米颗粒烧结辅助物以及介孔材料。合适的烧结辅助物可以包括过渡金属。合适的过渡金属可以包括铜、铁、镍、钯、钴等等中的一种或多种。烧结辅助物可以在室温下呈液体或固体的形式，并且基于最终用途应用、正使用的材料以及所采用的增材制造方法而选择。在一个实施例中，不同量的烧结辅助物可以添加到可烧结第一设备零件的不同部分。以此方式，第一设备零件的其中期望通过烧结过程而进行的结合的部分可以相应地接纳烧结辅助物。在一个实施例中，控制存在于各种部分中的烧结辅助物的量允许受控制的烧结，以致于一些部分在其它部分之前烧结。
在一个示例中，可烧结第一设备零件可以由在生坯中通过增材制造而聚合在一起的金属颗粒形成。生坯中的金属颗粒的第一密度可以在添加烧结辅助物之前遍及生坯基本上而为共同的。在对可烧结第一设备零件进行加热之后，可烧结第一设备零件可以在可烧结第一设备零件的不同体积中具有不同密度。在一些实施例中，不同量的烧结辅助物可以添加到可烧结第一设备零件的不同部分。例如，在某个表面附近具有更多的烧结辅助物可以允许表面部分在内部部分之前烧结。这可以允许整个构件在其构建期间的应力弛豫。相反地，在内部(相对于蒙皮部分)具有更多的烧结辅助物可以允许在该构件完成烧结过程时的对于该构件的内部支承，并且在一些实例中，可以使表面开裂减轻。在另外的其它实施例中，烧结辅助物的分布可以在正形成的构件的第一部分中为均质的，但在位于第一部分远侧的另一部分中不存在或处于不同浓度。至少部分地基于应用专用参数，烧结辅助物的浓度可以横过所限定的体积而突然改变，或该浓度可以在被限定和/或控制的浓度梯度上改变。另一种控制程度能够通过在该零件的不同部分中使用不同的烧结辅助物成分而实现。因此，烧结过程能够关于比率、位置以及顺序而受控制。
在步骤108，可烧结第一设备零件在第一设备零件紧固到第二设备零件以形成设备时被加热。第一设备零件的可烧结材料的加热可以由激光器、烤箱等等提供。可烧结第一设备零件的温度升高到刚好低于金属粉末的熔融点，从而引起金属粉末的结合，同时使第一设备零件和第二设备零件结合。
在一个示例中，对可烧结第一设备零件进行加热使第一设备零件烧结，而在另一示例中，对可烧结第一设备零件进行加热不使第二设备零件烧结。在一个示例中，可烧结第一设备零件和第二设备零件两者是可烧结的，并且，可烧结第一设备零件具有第一烧结温度，并且，第二设备零件具有与第一烧结温度不同的第二烧结温度。特别地，第一设备零件的材料可以不同于第二设备零件的材料，从而导致对于每个设备零件的不同的烧结温度范围。
在一个实施例中，对可烧结第一设备零件进行加热在至少与第一烧结温度和第二烧结温度中的更热的烧结温度一样热的温度下发生。具体地，对第一设备零件和第二设备零件进行加热可以包括使可烧结第一设备零件和第二设备零件被加热所处于的温度斜升到第一烧结温度。可烧结第一设备零件和第二设备零件的加热温度然后可以被保持于比第一烧结温度更热，但比第二烧结温度更凉的(一个或多个)第一烧结温度中的一个或多个。然后，第一设备零件和第二设备零件的加热温度可以斜升到第二烧结温度。以此方式，对于第一设备零件和第二设备零件两者而发生烧结。结果，对可烧结第一设备零件进行加热在不使可烧结第一设备零件焊接或钎焊到第二设备零件的情况下使可烧结第一设备零件结合到第二设备零件。
在又一实施例中，对可烧结第一设备零件进行加热在不使可烧结第一设备零件焊接或钎焊到第二设备零件的情况下，使可烧结第一设备零件收缩，以形成到第二设备零件的干涉配合。具体地，可烧结第一设备零件的粘合材料和金属粉末可以具有不同的热膨胀系数，从而作为被加热的结果而引起设备零件的尺寸的变化。因此，尺寸的改变可以用于提供第一设备零件与第二设备零件之间的额外的联接。备选地，可烧结第一设备零件和第二设备零件可以具有基本上类似的热膨胀系数。无论如何，当零件在具有受控制的温度的烤箱中被烧结时，大气组成(例如，氩、氮等等)和压力(例如，所施加的压力、大气压、真空等等)、设备零件的尺寸都可以通过调整这些三个变量而变化。因而，收缩可以相应地在该过程期间受控制。备选地，金属粉末与可烧结零件内的粘合材料的比也可以被调整，并且被认为是控制收缩的尺寸。
图2-3图示使用图1的制造过程来形成的示例性的成块设备200。特别地，第一可烧结设备零件202在结合接口表面206处与第二设备零件204结合在一起。在示例中，第一可烧结设备零件是可以通过金属注射方法或以其它方式形成的轧管。同时，第二设备零件包括：入口208，其包括结合表面；和出口210，其具有弓形渐缩表面。特别地，第二设备零件具有更复杂的几何结构，并且因而可以通过增材制造过程而形成，并且然后被烧结到轧管。在一个示例中，第一可烧结设备零件由与第二设备零件相同的材料制作。备选地，第一可烧结设备零件由与第二设备零件不同的材料制作。在这样的实施例中，第一可烧结设备零件可以通过将热保持于第一烧结温度并且然后使热斜升并且将热保持于第二烧结温度而结合到第二设备零件。备选地，即使当第一可烧结设备零件和第二设备零件的材料不同时，也可以涂敷烧结辅助物，以提供匹配的烧结温度。
图4-5图示使用图1的制造过程来形成的示例性的成块设备400。第一可烧结设备零件402可以在第一结合接口表面406处与第二设备零件404结合在一起，而第三设备零件405也可以在第二结合接口表面407处与第一可烧结设备零件结合在一起。作为示例，第一可烧结设备零件可以是可以通过金属注射方法或以其它方式形成的轧管。同时，第二设备零件可以包括：入口408，其包括第一结合表面；和出口410，其具有弓形渐缩表面。特别地，第二设备零件具有更复杂的几何结构，并且因而可以通过增材制造过程而形成，并且然后被烧结到轧管。在一个示例中，第一可烧结设备零件由与第二设备零件相同的材料制作。类似地，第三设备零件也具有出口414和包括第三结合接口表面的入口412。在一个实施例中，出口可以具有弓形渐缩表面，在其它实施例中，出口可以具有相对地更复杂的几何结构。结果，第三设备零件可以通过增材制造过程而制作。
第一可烧结设备零件可以由与第二设备零件和/或第三设备零件不同的材料制作。为此，第一设备零件、第二设备零件以及第三设备零件可以各自由不同材料、相同材料制作，或三个中的两个可以由相同材料制作，其中，第三个为不同材料。基于材料，在烧结过程期间，温度可以被斜升并且被保持达第一烧结温度、第二烧结温度和/或第三烧结温度。备选地，烧结辅助物可以涂敷到第一结合表面和第二结合表面中的任一个或两者，以即使当第一可烧结设备零件、第二设备零件和/或第三设备零件的材料不同时，也提供匹配的烧结温度。
图6-7示出可以使用图1的过程来形成的成块设备600的又一示例。在图6-7的实施例中，多个可烧结设备零件602可以通过第一制造过程而形成。特别地，在一个示例中，多个可烧结设备零件是可以用作换热器或散热器的多个板。多个可烧结设备零件可以结合到第二设备零件604，第二设备零件604包括用于接纳多个可烧结设备零件中的对应的可烧结设备零件的多个槽606或开口。第二设备零件因而包括槽的复杂几何结构，并且可以通过增材制造过程而形成。类似于其它实施例，第二设备零件和多个可烧结设备的材料可以是相同或不同的。而且，可以通过使用(一个或多个)烧结辅助物等等而在不同的结合温度下发生烧结。因而，在使第一设备零件紧固到第二设备零件时，各自被加热，以形成整体式最终设备零件。再者，正如其它实施例那样，通过针对不同设备零件而使用不同制造方法并且使设备零件烧结在一起，制造成本可以降低，同时不降低成块设备的总体强度。为此，可以实现复杂几何结构。技术效果可以是改进的制造过程。
在一个或多个实施例中，可以提供一种方法，该方法包括在使第一设备零件紧固到第二设备零件以形成整体式最终设备零件时，对可烧结第一设备零件进行加热。任选地，对可烧结第一设备零件进行加热可以使第一设备零件烧结。备选地，对可烧结第一设备零件进行加热可能不使第二设备零件烧结。在另一方面，该方法也可以包括将可烧结第一设备零件形成为可烧结三维生坯。任选地，可烧结第一设备零件和第二设备零件两者可以是可烧结的。可烧结第一设备零件可以具有第一烧结温度，并且，第二设备零件可以具有与第一烧结温度不同的第二烧结温度。该方法也可以包括在可以至少与第一烧结温度和第二烧结温度中的更热的烧结温度一样热的温度下对可烧结第一设备零件进行加热。在另一方面，对第一设备零件和第二设备零件进行加热可以包括：使可烧结第一设备零件和第二设备零件被加热所处于的温度斜升到第一烧结温度；且将可烧结第一设备零件和第二设备零件的加热温度保持于(a)第一烧结温度或(b)比第一烧结温度更热，但比第二烧结温度更凉的温度中的一个或多个。对第一设备零件和第二设备零件进行加热也可以包括使可烧结第一设备零件和第二设备零件的加热温度斜升到第二烧结温度。
任选地，对可烧结第一设备零件进行加热可以在不使可烧结第一设备零件焊接或钎焊到第二设备零件的情况下，使可烧结第一设备零件结合到第二设备零件。在一个方面，对可烧结第一设备零件进行加热可以在不使可烧结第一设备零件焊接或钎焊到第二设备零件的情况下，使可烧结第一设备零件收缩，以形成到第二设备零件的干涉配合。在另一示例中，可烧结第一设备零件可以是具有结合剂的生坯，并且，对可烧结第一设备零件进行加热可以从生坯移除结合剂。在另一方面，可烧结第一设备零件和第二设备零件可以具有基本上类似的热膨胀系数。
任选地，该方法可以包括将熔化剂涂敷于可烧结第一设备零件与第二设备零件之间的接口处。熔化剂可以在加热期间使可烧结第一设备零件结合到第二设备零件。在另一方面，该方法也可以包括将烧结辅助物添加到可烧结第一设备零件，以降低可烧结第一设备零件的烧结温度。在另一方面，不同量的烧结辅助物可以添加到可烧结第一设备零件的不同体积。在另一方面，可烧结第一设备零件可以由在生坯中通过增材制造而聚合在一起的金属颗粒形成，其中，生坯中的金属颗粒的第一密度在添加烧结辅助物之前遍及生坯基本上而为共同的，在对可烧结第一设备零件进行加热之后，可烧结第一设备零件在可烧结第一设备零件的不同体积中具有不同密度。
任选地，该方法也可以包括将可烧结第一设备零件形成为包括位于可烧结第一设备零件与第二设备零件之间的接口处的一个或多个凹陷部。在另一方面，该方法也可以包括将第二设备零件形成为具有从第二设备零件比可烧结第一设备零件的任何延伸部延伸得更远的悬垂的延伸部。在一个或多个实施例中，提供了一种方法，该方法可以包括：增材制造传导生坯；以及获得不可烧结传导坯体。该方法也可以包括对传导生坯和不可烧结传导坯体两者一起进行加热，以使烧结传导生坯并且使传导生坯与不可烧结传导坯体联接。
任选地，传导生坯和不可烧结传导坯体可以由不同等级的不锈钢形成。在另一示例中，传导生坯和不可烧结传导坯体可以由不同的过渡金属形成。在另一方面，不可烧结传导坯体可以由金属陶瓷或陶瓷材料形成。在又一方面，获得传导生坯包括打印三维生坯。在一个或多个实施例中，提供了一种方法，该方法可以包括：使可烧结传导生坯与不可烧结坯体联接；以及使可烧结传导生坯和不可烧结坯体烧结，以形成经烧结的传导坯体和不可烧结坯体的组合的组件。
在一个实施例中，烧结温度差可以与单个零件或构件中的两种材料之间的熔融点差别联合而使用。温度控制可以用于在具有比第一烧结温度略微更高的熔融温度的第一烧结温度下产生第一结构或构架。于是，热可以增加，以产生第一结构的第二结构派生物。例如，随着第一被烧结材料在第二、更高的烧结温度下熔融(现在熔融)，第一材料能够例如流动、排出(在存在通路的情况下)、在内部搅炼等等。即，代替由一种材料形成静态经烧结零件，制作第一且临时的零件，随后是基于其中第二材料与经熔融的第一材料流(在最终零件的冷却之后硬化)组合而烧结(从而产生第二结构)的第一、临时零件的结构而结构化的第二派生零件。
除非上下文清楚地另外规定，否则单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数引用。“任选的”或“任选地”意味着随后描述的事件或情形可能发生或可能不发生，并且意味着本描述可能包括其中发生该事件的实例和其中不发生该事件的实例。如在本文中贯穿说明书和权利要求书而使用的近似语言可以适用于对能够获准地变更，而不导致可能与其相关的基本功能的改变的任何定量表示进行修改。因此，以(一个或多个)用语(诸如，“大约”、“基本上”以及“近似地”)修改的值将不限于所指定的精确值。在至少一些实例中，近似语言可以与用于测量该值的仪器的精度对应。在此并且贯穿说明书和权利要求书，范围限制可以被组合和/或互换，除非上下文或语言另外指示，否则这样的范围可以被标示并且包括其中所包含的所有子范围。
本书面描述使用示例来公开实施例(包括最佳模式)，并且使本领域中的普通技术人员能够实践实施例(包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法)。权利要求书定义本公开的可专利性范围，并且包括本领域中的普通技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等同结构元件，则这样的其它示例旨在处于权利要求书的范围内。

Claims (22)

1.一种方法，包括：
在使第一设备零件紧固到第二设备零件以形成整体式最终设备零件时，对可烧结所述第一设备零件进行加热。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述可烧结第一设备零件进行加热使所述第一设备零件烧结。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述可烧结第一设备零件进行加热不使所述第二设备零件烧结。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述可烧结第一设备零件形成为可烧结三维生坯。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可烧结第一设备零件和所述第二设备零件两者可烧结，所述可烧结第一设备零件具有第一烧结温度，并且，所述第二设备零件具有与所述第一烧结温度不同的第二烧结温度，并且，对所述可烧结第一设备零件进行加热在至少与所述第二烧结温度一样热的温度下或在比所述第二烧结温度更热的烧结温度下发生。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，对所述第一设备零件和所述第二设备零件进行加热包括：
使所述可烧结第一设备零件和所述第二设备零件被加热所处于的温度斜升到所述第一烧结温度；
将所述可烧结第一设备零件和所述第二设备零件的所述加热温度保持于(a)所述第一烧结温度或(b)比所述第一烧结温度更热，但比所述第二烧结温度更凉的温度中的一个或多个；以及
使所述可烧结第一设备零件和所述第二设备零件的所述加热温度斜升到所述第二烧结温度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述可烧结第一设备零件进行加热在不使所述可烧结第一设备零件焊接或钎焊到所述第二设备零件的情况下使所述可烧结第一设备零件结合到所述第二设备零件。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述可烧结第一设备零件进行加热在不使所述可烧结第一设备零件焊接或钎焊到所述第二设备零件的情况下使所述可烧结第一设备零件收缩，以形成到所述第二设备零件的干涉配合。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可烧结第一设备零件是具有结合剂的生坯，并且，对所述可烧结第一设备零件进行加热从所述生坯移除所述结合剂。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可烧结第一设备零件和所述第二设备零件具有基本上类似的热膨胀系数。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将熔化剂涂敷于所述可烧结第一设备零件与所述第二设备零件之间的接口处，所述熔化剂在加热期间使所述可烧结第一设备零件结合到所述第二设备零件。
12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将烧结辅助物添加到所述可烧结第一设备零件，以降低所述可烧结第一设备零件的烧结温度。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，不同量的所述烧结辅助物添加到所述可烧结第一设备零件的不同体积。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述可烧结第一设备零件由在生坯中通过增材制造而聚合在一起的金属颗粒形成，其中，所述生坯中的所述金属颗粒的第一密度在添加所述烧结辅助物之前遍及所述生坯而基本上为共同的，在对所述可烧结第一设备零件进行加热之后，所述可烧结第一设备零件在所述可烧结第一设备零件的所述不同体积中具有不同密度。
15.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述可烧结第一设备零件形成为包括位于所述可烧结第一设备零件与所述第二设备零件之间的接口处的一个或多个凹陷部。
16.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述第二设备零件形成为具有从所述第二设备零件比所述可烧结第一设备设备零件的任何延伸部延伸得更远的悬垂的延伸部。
17.一种方法，包括：
增材制造传导生坯；
获得不可烧结传导坯体；以及
对所述传导生坯和所述不可烧结传导坯体两者一起进行加热，以使所述传导生坯烧结并且使所述传导生坯与所述不可烧结传导坯体联接。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述传导生坯和所述不可烧结传导坯体由不同等级的不锈钢形成。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述传导生坯和所述不可烧结传导坯体由不同的过渡金属形成。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述不可烧结传导坯体由金属陶瓷或陶瓷材料形成。
21.根据权利要求17所述的方法，其中，获得所述传导生坯包括打印三维生坯。
22.一种方法，包括：
使可烧结传导生坯与不可烧结坯体联接；以及
使所述可烧结传导生坯和所述不可烧结坯体烧结，以形成经烧结的传导坯体和所述不可烧结坯体的组合的组件。
CN202110772398.0A 2020-07-08 2021-07-08 用于制造设备的方法和系统 Pending CN113909477A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063049401P 2020-07-08 2020-07-08
US63/049401 2020-07-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113909477A true CN113909477A (zh) 2022-01-11

Family

ID=79020413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110772398.0A Pending CN113909477A (zh) 2020-07-08 2021-07-08 用于制造设备的方法和系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220008994A1 (zh)
CN (1) CN113909477A (zh)
DE (1) DE102021116316A1 (zh)
EA (1) EA202191576A1 (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3221718A (en) * 1964-01-09 1965-12-07 Continental Aviat & Eng Corp Piston construction
US5487865A (en) * 1993-04-08 1996-01-30 Corning Incorporated Method of making complex shaped metal bodies
US5514480A (en) * 1993-08-06 1996-05-07 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Metal-based composite
US6322746B1 (en) * 1999-06-15 2001-11-27 Honeywell International, Inc. Co-sintering of similar materials
EP2165790A1 (de) * 2008-09-12 2010-03-24 Robert Bosch GmbH Verfahren zur Herstellung eines Bauteiles aus einem Werkstoffverbund und Bauteil aus einem Werkstoffverbund
US20140299091A1 (en) * 2013-04-05 2014-10-09 Federal-Mogul Corporation Piston made using additive manufacturing techniques
CN105121073A (zh) * 2013-03-15 2015-12-02 山特维克知识产权股份有限公司 连接不同尺寸和形状的烧结零件的方法
CN106216688A (zh) * 2015-06-07 2016-12-14 通用电气公司 使用生坯状态增材结构的混合增材制造方法和制品
US20170348770A1 (en) * 2016-06-07 2017-12-07 Board Of Trustees Of Michigan State University Metallic sintering compositions including boron additives and related methods
CN109550959A (zh) * 2019-01-31 2019-04-02 广州中国科学院工业技术研究院 一种金属零件增材制造方法及装置
CN110831711A (zh) * 2017-05-01 2020-02-21 三全音科技有限公司 模制方法及设备，特别是适用于金属及/或陶瓷

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3221718A (en) * 1964-01-09 1965-12-07 Continental Aviat & Eng Corp Piston construction
US5487865A (en) * 1993-04-08 1996-01-30 Corning Incorporated Method of making complex shaped metal bodies
US5514480A (en) * 1993-08-06 1996-05-07 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Metal-based composite
US6322746B1 (en) * 1999-06-15 2001-11-27 Honeywell International, Inc. Co-sintering of similar materials
EP2165790A1 (de) * 2008-09-12 2010-03-24 Robert Bosch GmbH Verfahren zur Herstellung eines Bauteiles aus einem Werkstoffverbund und Bauteil aus einem Werkstoffverbund
CN105121073A (zh) * 2013-03-15 2015-12-02 山特维克知识产权股份有限公司 连接不同尺寸和形状的烧结零件的方法
US20140299091A1 (en) * 2013-04-05 2014-10-09 Federal-Mogul Corporation Piston made using additive manufacturing techniques
CN106216688A (zh) * 2015-06-07 2016-12-14 通用电气公司 使用生坯状态增材结构的混合增材制造方法和制品
US20170348770A1 (en) * 2016-06-07 2017-12-07 Board Of Trustees Of Michigan State University Metallic sintering compositions including boron additives and related methods
CN110831711A (zh) * 2017-05-01 2020-02-21 三全音科技有限公司 模制方法及设备，特别是适用于金属及/或陶瓷
CN109550959A (zh) * 2019-01-31 2019-04-02 广州中国科学院工业技术研究院 一种金属零件增材制造方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20220008994A1 (en) 2022-01-13
DE102021116316A1 (de) 2022-01-13
EA202191576A1 (ru) 2022-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2150368B1 (en) Direct to metal sintering of 17-4ph steel
US6551551B1 (en) Sinter bonding using a bonding agent
US20230033578A1 (en) Techniques and assemblies for joining components
JP7358034B2 (ja) 予備焼結プリフォームを作製する方法
US9095900B2 (en) Generative production method and powder therefor
US9302323B2 (en) Powder metal ultrasonic welding tool and method of manufacture thereof
Szewczyk-Nykiel et al. Sinter-bonding of AISI 316L and 17-4 PH stainless steels
US10384285B2 (en) Method of selective laser brazing
CN113909477A (zh) 用于制造设备的方法和系统
DE102009046003A1 (de) Stoffschlüssige Verbindung von Metall und Keramik für Einspritzventile
EA044936B1 (ru) Способ и система для изготовления оборудования
Mulser et al. Development of magnetic/non-magnetic stainless steel parts produced by two-component metal injection molding
JPS62188707A (ja) 鉄系金属板の表面に超硬質層を一体的に形成するハ−ドフエ−シング法
US20050249626A1 (en) Method for producing metal formed article
WO2015199775A2 (en) Method for joining ceramics to ceramics or ceramics to metals, and apparatus
WO2022191142A1 (ja) 複合焼結体およびその製造方法ならびに接合材
JP2000009142A (ja) 軸受装置の製造方法および軸受装置
Park et al. Manufacture of Tungsten Heavy Alloy Tube by Diffusion Bonding of Semicircular Tubes
US20230084930A1 (en) Electrostatic chuck and related methods and structures
JP2022139734A5 (zh)
KR20160064397A (ko) 초경합금 접합체 제조방법
JPH05156319A (ja) 径方向に傾斜機能層を形成した円筒状または円柱状セラ ミックスー金属系複合体およびその製造方法。
JP2001355005A (ja) 複合部材の製造方法
Mulser Joining during shaping: two-component MIM provides new possibilities
JPS6256502A (ja) 鉄系金属板の表面に超硬質層を一体的に形成するハ−ドフエ−シング法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination