DE102018128370A1

DE102018128370A1 - Additive herstellungstechniken und anwendungen davon

Info

Publication number: DE102018128370A1
Application number: DE102018128370.9A
Authority: DE
Inventors: Paul D. Prichard; Kevin Gamble; John Skwara
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2019-06-06
Also published as: CN109865838B; US20190168299A1; CN109865838A; US20240009734A1

Abstract

Unter einem Gesichtspunkt umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Artikels das Bereitstellen eines Verbundwerkstoffartikels, der ein poröses Äußeres umfasst, das aus einer Pulverzusammensetzung über eine oder mehrere additive Herstellungstechniken gedruckt wird, wobei das poröse Äußere ein Innenvolumen definiert und eine lose Pulverkomponente in dem Innenvolumen bereitstellt. Das poröse Äußere und die lose Pulverkomponente werden gleichzeitig gesintert, um den gesinterten Artikel bereitzustellen, der ein gesintertes Inneres und gesintertes Äußeres umfasst.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf additive Herstellungstechniken und insbesondere auf additive Herstellungstechniken, die Verbesserungen der Artikeldichte vor und nach dem Sintern bereitstellen.
HINTERGRUND
Additive Herstellung umfasst im Allgemeinen Prozesse, in denen digitale 3-dimensionale (3D) Konstruktionsdaten verwendet werden, um einen Artikel oder eine Komponente in Schichten durch das Abscheiden und die Verarbeitung der Materialien herzustellen. Verschiedene Techniken wurden unter dem Dach der additiven Herstellung entwickelt. Die additive Herstellung bietet eine effiziente und kostengünstige Alternative zu herkömmlichen Herstellungstechniken von Artikeln, die auf Formungsprozessen basieren. Mit der additiven Herstellung können der erhebliche Zeit- und Kostenaufwand für das Formen und / oder den Formenbau und andere Werkzeuge vermieden werden. Des Weiteren ermöglichen additive Herstellungstechniken eine effiziente Verwendung von Materialien, indem das Recycling in dem Prozess ermöglicht wird und das Erfordernis von Formtrennmitteln und Kühlmitteln ausgeschlossen wird. Am wichtigsten ist, dass die additive Herstellung eine signifikante Freiheit in dem Artikelentwurf ermöglicht. Artikel mit sehr komplexen Formen können ohne signifikanten Aufwand hergestellt werden, was die Entwicklung und Bewertung einer Reihe von Artikelentwürfen vor dem endgültigen Entwurf ermöglicht.
Bei einigen additiven Herstellungstechniken bleiben jedoch Herausforderungen bestehen. Das Binder-Jetting-Verfahren erfordert zum Beispiel Prozesse zur Nachsinterung, um den gedruckten Artikel zu einem dichten Endprodukt zu verfestigen. Die Enddichte des Produkts ist ein Ergebnis mehrerer Variablen, einschließlich der Gründichte des gedruckten Artikels. Die Gründichte spiegelt die Pulverpackungseffizienz und die Nähe des Kontakts benachbarter Partikel wider. Kleinere Partikel mit höherer Oberfläche, höheren Stellen des Kontakts und kurzer Diffusionsdistanz dienen zur Verstärkung des Prozesses zur Verdichtung beim Sintern. Dennoch gibt es bei Pulverbettverfahren eine praktische Begrenzung der Pulvergröße, die sowohl kostengünstig hergestellt als auch leicht zu einer kontinuierlichen Schicht verteilt werden kann. Darüber hinaus neigen feine Teilchen dazu, Klumpen zu bilden oder zu agglomerieren, wodurch eine geringere scheinbare Dichte entwickelt wird. Angesichts dieser technischen Überlegungen sind Verstärkungen zur Verbesserung des Partikelaustauschs und der Packungseffizienz bei additiven Herstellungstechniken erforderlich.
ZUSAMMENFASSUNG
Unter einem Gesichtspunkt werden Verfahren zur Herstellung von Artikeln hierin beschrieben, wobei additive Herstellungstechniken verwendet werden, die Verbesserungen der Artikeldichte vor und nach dem Sintern bereitstellen. Kurz gesagt, ein Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Artikels umfasst das Bereitstellen eines Verbundwerkstoffartikels, der ein poröses Äußeres umfasst, das aus einer Pulverzusammensetzung über eine oder mehrere additive Herstellungstechniken gedruckt wird, wobei das poröse Äußere ein Innenvolumen definiert und eine lose Pulverkomponente in dem Innenvolumen bereitstellt. Das poröse Äußere und die lose Pulverkomponente werden gleichzeitig gesintert, um den gesinterten Artikel bereitzustellen, der ein gesintertes Inneres und gesintertes Äußeres umfasst. In einigen Ausführungsformen besteht zwischen dem gesinterten Inneren und dem gesinterten Äußeren ein Dichte- und/oder Porositätsgradient. Unter einem weiteren Gesichtspunkt werden Artikel, die entsprechend den hierin beschriebenen Verfahren gebildet sind, bereitgestellt.
Unter einem weiteren Gesichtspunkt werden hierin gesinterten Artikel beschrieben. Ein gesinterter Artikel umfasst in einigen Ausführungsformen ein gesintertes Inneres und ein gesintertes Äußeres, wobei das gesinterte Äußere weniger als 30 Volumenprozent des gesinterten Artikels bildet, wobei zwischen dem gesinterten Inneren und dem gesinterten Äußeren ein Dichte- und/oder Porositätsgradient besteht.
Diese und weitere Ausführungsformen werden in den nachfolgenden detaillierten Beispielen weiter beschrieben.
Figurenliste

1 stellt eine lineare Beziehung zwischen der durchschnittlichen Dichte des Verbundwerkstoffartikel und dem Volumenanteil des Äußeren gemäß einiger Ausführungsformen dar.
2 stellt eine lineare Beziehung zwischen der durchschnittlichen Dichte des gesinterten Artikels und dem Volumenprozent des Äußeren gemäß einigen Ausführungsformen dar.
3 (a) - 3 (d) sind optische Querschnitts-Mikroskopiebilder von gesinterten Artikeln, die gemäß einiger Ausführungsformen durch das Binder Jetting und Sintern des Binders hergestellt werden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hierin beschriebene Ausführungsformen werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung und der Beispiele und deren vorherigen und folgenden Beschreibungen leichter verständlich. Hierin beschriebene Elemente, Vorrichtungen und Verfahren sind jedoch nicht auf die speziellen Ausführungsformen beschränkt, die in der ausführlichen Beschreibung und in den Beispielen vorgestellt werden. Es sollte klar sein, dass diese Ausführungsformen lediglich die Prinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Zahlreiche Modifikationen und Anpassungen sind Fachleuten ohne weiteres offensichtlich, ohne vom Grundgedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Verfahren zur Herstellung gesinterter Artikel
Unter einem Gesichtspunkt umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Artikels das Bereitstellen eines Verbundwerkstoffartikels, der ein poröses Äußeres umfasst, das aus einer Pulverzusammensetzung über eine oder mehrere additive Herstellungstechniken gedruckt wird, wobei das poröse Äußere ein Innenvolumen definiert und eine lose Pulverkomponente in dem Innenvolumen bereitstellt. Das poröse Äußere und die lose Pulverkomponente werden gleichzeitig gesintert, um den gesinterten Artikel bereitzustellen, der ein gesintertes Inneres und gesintertes Äußeres umfasst. Wenden wir uns nun spezifischen Schritten zu, wobei das poröse Äußere aus einer Pulverzusammensetzung über eine oder mehrere additive Herstellungstechniken gedruckt wird. Insbesondere kann das Äußere, da es porös ist, ein durch Bindemittel verfestigtes Pulver umfassen. Poren, die durch den Abstand zwischen den Artikeln im Äußeren gebildet sind, können teilweise oder vollständig mit dem Binder gefüllt sein. In einigen Ausführungsformen wird zum Beispiel das poröse Äußere in einer additiven Binder-Jetting- oder Bindemitteldruck-Herstellungstechnik gebildet. Jeder geeignete Binder kann in dem Binder-Jetting-Verfahren verwendet werden, einschließlich eines oder mehrerer organischer Bindemittel. Binder können gemäß verschiedenen Überlegungen ausgewählt werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Zusammensetzungsidentität des Pulvers, Fließfähigkeit und Härtungseigenschaften des Binders und gewünschter Grünfestigkeit der Artikelaußenseite. In anderen Ausführungsformen kann das poröse Äußere aus leicht gesintertem Pulver gebildet sein, so dass das poröse Äußere eine Porosität von mehr als 50 Prozent aufweist. In einigen Ausführungsformen weist gesintertes Pulver, das die poröse Außenseite bildet, eine Porosität von mehr als 60 Prozent oder eine Porosität von mehr als 70 Prozent auf. Ein poröses Äußeres, das ein gesintertes Pulver umfasst kann, zum Beispiel, durch selektives Lasersintern (SLS) oder selektives Laserschmelzen (SLM) hergestellt werden, wobei die Laserleistung verringert und / oder die Abtastgeschwindigkeit erhöht werden kann, um die Pulverzusammensetzung teilweise zu sintern, was zu einer hohen Porosität führt.
In einigen Ausführungsformen bildet das poröse Äußere weniger als 60 Volumenprozent des Verbundwerkstoffartikels. Volumenprozent des Verbundwerkstoffartikels, der durch das poröse Äußere gebildet wird, kann auch einen Wert aufweisen, der aus Tabelle I ausgewählt ist. Tabelle I - Verbundstoffartikel -Vol. -%, gebildet durch poröses Äußeres

≤ 50

≤ 40

≤ 30

≤ 25

≤ 20

≤ 15

≤ 10

5-50

5-40

5-30

5-20

10-30

10-20
Wie hierin beschrieben definiert das poröse Äußere ein inneres Volumen, das eine lose Pulverkomponente umfasst. Im gelösten Zustand ist die Pulverkomponente frei fließend und nicht durch die Anwesenheit vom Binder beschränkt. Das poröse Äußere kann als eine oder mehrere Wände dienen, die ein Inneres des Verbundwerkstoffartikels definieren, in dem die lose Pulverkomponente positioniert ist. Die Anordnung von Außenwänden, die das Innenvolumen definieren, ist von Designparametern abhängig, die für den Artikel spezifisch sind. Wenn der Verbundwerkstoffartikel zum Beispiel ein Hohlzylinder ist, können eine Wand mit porösem Innendurchmesser (ID) und eine Wand mit porösem Außendurchmesser (OD) über eine oder mehrere additive Herstellungstechniken gebildet werden. Die porösen ID- und OD-Wände definieren ein Volumen zwischen den Wänden, das eine lose Pulverkomponente umfasst.
Die lose Pulverkomponente und die Pulverzusammensetzung des porösen Äußeren können in einigen Ausführungsformen die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Zusammensetzung aufweisen. Alternativ weisen die lose Pulverkomponente und die Pulverzusammensetzung des porösen Äußeren unterschiedliche Zusammensetzungen auf. Die lose Pulverkomponente und die Pulverzusammensetzung des porösen Äußeren kann unabhängig ausgewählt werden aus der Gruppe, die aus Pulvermetall und Pulverlegierung besteht. Pulvermetall kann Aluminium oder irgendein Übergangsmetall umfassen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Metalle der Gruppen IVB-VIIIB des Periodensystems. Pulvermetall kann auch ein Übergangsmetall umfassen, das aus den Gruppen IB und IIB des Periodensystems ausgewählt ist. Hierin beschriebene Gruppen des Periodensystems werden gemäß der CAS-Bezeichnung gekennzeichnet.
Die Pulverlegierung des porösen Äußeren und/oder der losen Pulverkomponente umfasst in einigen Ausführungsformen eine Legierung auf Kobaltbasis, eine Legierung auf Nickelbasis oder eine Legierung auf Eisenbasis. Eine Kobalt-basierte Pulverlegierung ist im Handel erhältlich unter den Handelsbezeichnungen STELLITE®, HAYNES® und/oder TRIBALOY®. Darüber hinaus ist Nickel-basierter Pulverlegierung im Handel unter den Handelsbezeichnungen INCONEL®, HASTELLOY® und/oder BALCO® für einige Ausführungsformen erhältlich.
Alternativ umfasst die lose Pulverkomponente und/oder Pulverzusammensetzung des porösen Äußeren Hartmetallkörner. In einigen Ausführungsformen umfassen Hartmetallkörner beispielsweise Wolframcarbid. Alternativ können Hartmetallkörner zusätzlich zu Carbiden aus einem oder mehreren von Niob, Vanadium, Tantal, Chrom, Zirkonium und/oder Hafnium enthalten.
In einigen Ausführungsformen sind das Metallcarbid der losen Pulverkomponente und/oder äußeren Pulverzusammensetzung der Sintercarbidteilchen. Wie hierin noch ausführlicher beschrieben wird, umfasst ein einzelnes Sintercarbidteilchen mehrere Hartmetallkörner, die in Verbindung mit metallischem Bindemittel miteinander versintert sind. Im losen Zustand können die Sintercarbidteilchen in einigen Ausführungsformen eine scheinbare Dichte von mindestens 6 g/m³ aufweisen. Wie dem Fachmann bekannt ist, ist die scheinbare Dichte die Masse einer Volumeneinheit von Pulver oder Teilchen im losen Zustand, üblicherweise ausgedrückt in g/m³. In einigen Ausführungsformen weisen Sintercarbidteilchen eine scheinbare Dichte von mindestens 7 g/cm³ auf. Die scheinbare Dichte der Sintercarbidteilchen von Pulvern geeigneter Güte, die hierin beschrieben werden, kann auch Werte aufweisen, die aus Tabelle II ausgewählt sind. Tabelle II - Scheinbare Dichte von Sintercarbidteilchen

≥ 6,5 g/cm³

≥ 7,5 g/cm³

≥ 8 g/cm³

≥ 9 g/cm³

6-11 g/cm³

7-11 g/cm³

8-11 g/cm³
Die Dichte von Sintercarbidteilchen von Pulvern geeigneter Güte kann auch weniger als 6 g/cm³ betragen. Beispielsweise kann die scheinbare Dichte von Sintercarbidteilchen in einigen Ausführungsformen im Bereich von 2-6 g/cm3 liegen. Die scheinbare Dichte von Sinterteilchen kann gemäß ASTM B212 Standard Test Method for Apparent Density Free Flow Metal Powders (Standardprüfverfahren für die scheinbare Dichte von frei fließenden Metallpulvern) unter Verwendung des Hall-Flowmeter-Trichters bestimmt werden.
Zusätzlich zu der scheinbaren Dichte können Sintercarbidteilchen, die in dem Verbundwerkstoffartikel verwendet werden, eine Klopfdichte von mindestens 7 g/cm³ aufweisen. In einigen Ausführungsformen zeigen Sintercarbidteilchen eine Klopfdichte mit einem Wert, der aus Tabelle III ausgewählt ist. Tabelle III - Klopfdichte von Sintercarbidteilchen

≥ 7,5 g/cm³

≥ 8 g/cm³

≥ 8,5 g/cm³

≥ 9,5 g/cm³

7-12 g/cm³

8-12 g/cm³

9-12 g/cm³
Die Klopfdichte von Sintercarbidteilchen, Pulvermetall und / oder Pulverlegierung kann gemäß ASTM B527 Standard Test Method for Tap Density of Metal Powders and Compounds (Standardprüfverfahren für die Klopfdichte von Metallpulvern und -verbindungen) bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen beträgt das Verhältnis der Klopfdichte zur scheinbaren Dichte (Hausner-Verhältnis) von Sintercarbidteilchen 1,05 bis 1,50. Das Hausner-Verhältnis von Sintercarbidteilchen beträgt in einigen Ausführungsformen 1,1 bis weniger als 1,50.
Zusätzlich zur scheinbaren Dichte und zur Klopfdichte können Sintercarbidteilchen eine durchschnittliche Einzelteilchendichte von mindestens 80 Prozent einer theoretischen Dichte aufweisen. In einigen Ausführungsformen beträgt die durchschnittliche Einzelteilchendichte der Sintercarbidteilchen mindestens 90 % oder mindestens 95 % der theoretischen Dichte. Sintercarbidteilchen können in einigen Ausführungsformen eine durchschnittliche Einzelteilchendichte von 80 bis 95 % der theoretischen Dichte aufweisen. In weiteren Ausführungsformen können Sintercarbidteilchen eine durchschnittliche Einzelteilchendichte von 90 bis 98 % der theoretischen Dichte aufweisen.
Wie hierin noch näher beschrieben wird, können die oben angegebenen scheinbaren Dichten, Klopfdichten und Einzelteilchendichten durch einen oder mehrere Sinterprozesse erreicht werden, die während der Bildung der Teilchen angewendet werden. Für die Sinterprozesse werden in einigen Ausführungsformen keine Sinterhemmstoffe verwendet, um das Aneinanderkleben oder -haften der Teilchen abzuschwächen. Die hierin beschriebenen Eigenschaften von Sintercarbidteilchen können ohne Sinterhemmstoffe erreicht werden. In einigen Ausführungsformen werden Sintercarbidteilchen durch Sintern eines Pulvers geeigneter Güte bei Temperaturen von 1100 °C bis 1400 °C für 0,5 bis 2 Stunden hergestellt, um einen Sinterkörper bereitzustellen. Der Sinterkörper wird anschließend gemahlen, um einzelne Sintercarbidteilchen bereitzustellen. In Abhängigkeit von der Morphologie und Dichte der Teilchen können die Sintercarbidteilchen zur weiteren Verdichtung weiter wärmebehandelt werden. Eine weitere Wärmebehandlung kann eine Plasmaverdichtung wie etwa Plasmakugelglühen unter Verwendung eines HF-Plasmabrenners oder DC-Plasmabrenners umfassen. Alternativ können die Sintercarbidteilchen erneut gesintert werden, um einen zweiten Körper herzustellen. Der zweite Körper wird gemahlen, um die Sintercarbidteilchen bereitzustellen. Weitere Verdichtungsbehandlungen können beliebig oft angewendet werden, um Sintercarbidteilchen gewünschte scheinbare Dichten, Klopfdichten und/oder Einzelteilchendichten zu verleihen. Die Sinterzeiten und -temperaturen können gemäß verschiedenen Überlegungen ausgewählt werden, unter anderem in Bezug auf Bindemittelgehalt der Hartmetallteilchen, die gewünschte Dichte der gesinterten Teilchen und das Sinterstadium. In einigen Ausführungsformen werden frühe Sinterschritte bei niedrigeren Temperaturen und/oder über kürzere Zeiten durchgeführt, um das Mahlen des Sinterkörpers zu erleichtern. Beispielsweise kann ein Sinterprozess in einem Anfangs- oder frühen Stadium bei Temperaturen unterhalb der Bindemittelverflüssigung angewendet werden. Sinterprozesse eines späten oder Endstadiums können höhere Temperaturen erreichen, wie etwa Temperaturen, bei denen ein Flüssigphasensintern stattfindet.
Alternativ dazu wurden Sintercarbidteilchen für nicht verwandte Anwendungen entwickelt, wie thermisches Spritzen und andere Ummantelungsanwendungen. In einigen Ausführungsformen können Sintercarbidteilchen, die im Handel für diese nicht verwandten Anwendungen erhältlich sind, in der losen Pulverkomponente und/oder im Äußeren des Verbundwerkstoffartikels verwendet werden. Sintercarbidteilchen, die zum Beispiel für thermische Sprüh-/Ummatelungsanwendungen entwickelt wurden, sind von der Global Tungsten and Powders Corporation unter dem Handelsnamen Powder Perfect im Handel erhältlich.
Sintercarbidteilchen können im Allgemeinen eine durchschnittliche Größe von 1 µm bis 100 µm aufweisen. In einigen Ausführungsformen haben Sintercarbidteilchen eine durchschnittliche Größe, die aus Tabelle IV ausgewählt ist. Tabelle IV - Durchschnittliche Größe von Sintercarbidteilchen (µm)

5-90

5-50

10-75

10-50

5-40

20-40

0,5-2

1-5

1-10
Sintercarbidteilchen können in einigen Ausführungsformen eine Gaußsche Teilchengrößenverteilung aufweisen. In anderen Ausführungsformen können Sintercarbidteilchen eine polydisperse, bimodale oder multimodale Teilchengrößenverteilung aufweisen. In weiteren Ausführungsformen können Sintercarbidteilchen monodispers oder im Wesentlichen monodispers sein. Wenn sie im Wesentlichen monodispers sind, liegen die Hartmetallteilchen innerhalb von ±10 Prozent oder ±5 der durchschnittlichen Teilchengröße. In einigen Ausführungsformen sind Sintercarbidteilchen kugelförmig oder im Wesentlichen kugelförmig. Alternativ dazu können Sintercarbidteilchen eine Mischung unregelmäßig geformter Teilchen mit kugelförmigen oder im Wesentlichen kugelförmigen Teilchen sein.
Sintercarbidteilchen umfassen ein oder mehrere Hartmetalle, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Carbiden von Metallen der Gruppe IVB, Carbiden von Metallen der Gruppe VB und Carbiden von Metallen der Gruppe VIB besteht. In einigen Ausführungsformen ist Wolframcarbid das einzige Hartmetall der gesinterten Teilchen. In anderen Ausführungsformen werden ein oder mehrere Carbide von Metallen der Gruppe IVB, der Gruppe VB und/oder der Gruppe VIB mit Wolframcarbid kombiniert, um gesinterte Einzelteilchen bereitzustellen. Beispielsweise können bei der Herstellung gesinterter Teilchen Chromcarbid, Titancarbid, Vanadiumcarbid, Tantalcarbid, Niobcarbid, Zirkoniumcarbid und/oder Hafniumcarbid und/oder feste Lösungen davon mit Wolframcarbid kombiniert werden. Wolframcarbid kann allgemein in einer Menge von mindestens etwa 80 oder 85 Gewichtsprozent in den gesinterten Teilchen vorhanden sein. In einigen Ausführungsformen sind Carbide von Metallen der Gruppen IVB, VB und/oder VIB außer Wolframcarbid in den gesinterten Teilchen in einer Menge von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent vorhanden.
Sintercarbidteilchen umfassen metallisches Bindemittel. Metallisches Bindemittel für Sintercarbidteilchen kann ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Cobalt, Nickel und Eisen und Legierungen davon. In einigen Ausführungsformen liegt metallisches Bindemittel in den Sintercarbidteilchen in einer Menge von 0,1 bis 35 Gewichtsprozent vor. Metallisches Bindemittel kann in den Sintercarbidteilchen auch in einer Menge vorliegen, die aus Tabelle V ausgewählt ist. Tabelle V - Gehalt an metallischem Bindemittel (Gew.-%)

0,1-20

0,1-10

0,5-15

1-10

3-20

5-15

12-15

10-35

15-35

15-25
Ein metallisches Bindemittel für die Sintercarbidteilchen kann auch ein oder mehrere Additive, wie etwa Edelmetalladditive, enthalten. In einigen Ausführungsformen kann das metallische Bindemittel ein Additiv umfassen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Platin, Palladium, Rhenium, Rhodium und Ruthenium und Legierungen davon besteht. In anderen Ausführungsformen kann ein Additiv für das metallische Bindemittel Molybdän, Silicium oder Kombinationen davon umfassen. Ein Additiv kann im metallischen Bindemittel in jeder beliebigen Menge vorliegen, solange sie den Aufgaben der vorliegenden Erfindung nicht entgegensteht. Zum Beispiel kann in dem metallischen Bindemittel mindestens ein Additiv in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent der Sintercarbidteilchen vorhanden sein.
Wie hierin noch ausführlicher beschrieben wird, sind Abschnitte des Verbundwerkstoffartikels, die durch additive Herstellung gebildet werden, weitgehend auf das poröse Äußere beschränkt, wobei die lose Pulverkomponente des Inneren den Rest des Verbundwerkstoffartikels vervollständigt. Auf diese Weise bildet die lose Pulverkomponente die Masse des Verbundwerkstoffartikels und ist räumlich frei in der effizientesten Weise zu packen. In einigen Ausführungsformen kann die lose Pulverkomponente vibriert und/oder mechanischer Bewegung unterzogen werden, um die Packungseigenschaften und höhere Gründichten weiter zu verbessern. Im Gegensatz dazu zeigt die Pulverzusammensetzung des bedruckten Äußeren eine begrenzte Bewegungsfreiheit aufgrund des Vorhandenseins des organischen Bindermittels oder des partiellen Sinterns. Dementsprechend zeigt das Äußere Poren und/oder andere Ineffizienzen der Pulverpackung. Als Ergebnis dieser Packungs-Ineffizienzen wird das Volumen des Verbundwerkstoffartikels, der von dem porösen Äußeren eingenommen wird, minimiert. In einigen Ausführungsformen ist das poröse Äußere auf ein Volumenprozent beschränkt, das aus der obigen Tabelle I ausgewählt ist. Außerdem kann das poröse Äußere eine Dicke von weniger als 1,5 Millimetern aufweisen. Die Dicke des porösen Äußeren kann auch einen Wert aufweisen, der aus Tabelle VI ausgewählt ist. Tabelle VI - Poröse äußere Dicke (mm)

≤ 1,25

≤ 1

≤ 0,75

≤ 0,5

0,1-1

0,5-1,5

0,05-0,5
Zusätzlich kann das Innenvolumen, das durch das poröse Äußere definiert ist, beliebige Abmessungen aufweisen. Abmessungen des Innenvolumens können entsprechend dem besonderen Entwurf des Verbundwerkstoffartikels gewählt werden. In einigen Ausführungsformen hat das Innenvolumen eine Abmessung die mindestens größer als 200 µm ist. In einigen Ausführungsformen haben eine oder mehrere Abmessungen des Innenvolumens einen Wert, der aus Tabelle VII ausgewählt ist. Tabelle VII - Innenvolumen-Abmessungen (mm)

≥ 0,5

≥ 0,75

≥ 1

≥ 5

0,5-1000

1-1000

5-5000
Das Innenvolumen kann jede gewünschte Form aufweisen, einschließlich polygonal, kugelförmig, elliptisch und jede Kombination von geraden und gekrümmten Oberflächen.
In einigen Ausführungsformen kann das poröse Äußere einen Bindergradienten durch die äußere Dicke hindurch aufweisen. Zum Beispiel, kann der Bindemittelgehalt entlang der äußeren Dick oder des Querschnitts in einer Richtung zum Innenvolumen verringert werden. Ein niedrigerer Bindemittelgehalt benachbart zu der losen Pulverkomponente kann eine engere Anpassung der Gründichte zwischen dem porösen Äußeren und der losen Pulverkomponente ermöglichen. Eine engere Gründichteanpassung kann die Sinterschrumpfung zwischen der losen Pulverkomponente und dem Äußeren abschwächen, wodurch Rissbildung und andere Spannungen, die die strukturelle Integrität des gesinterten Artikels beeinträchtigen können, verringert werden. In anderen Ausführungsformen kann das poröse Äußere einen Sintergradienten entlang der äußeren Dicke aufweisen. Das poröse Äußere kann eine geringere Sinterung und eine höhere Porosität benachbart zu der losen Pulverkomponente aufweisen. Die Sinterdichte kann in dem porösen Äußeren in einer Richtung zunehmen, die sich von dem Innenvolumen wegbewegt. Dementsprechend kann das gesinterte poröse Äußere einen Dichtegradienten aufweisen. Ein Dichtegradient im porösen Äußeren kann auch durch den oben beschriebenen Bindegradienten erzeugt werden.
Die Minimierung der porösen äußeren Dicke kann die Dichte des Verbundwerkstoffartikels verbessern oder erhöhen. Die durchschnittliche Dichte des Verbundwerkstoffartikels kann zum Beispiel mindestens 50 Prozent Klopfdichte der losen Pulverkomponente betragen. In einigen Ausführungsformen beträgt die durchschnittliche Dichte des Verbundwerkstoffartikels mindestens 55 Prozent Klopfdichte der losen Pulverkomponente. In weiteren Ausführungsformen beträgt die durchschnittliche Dichte des Verbundwerkstoffartikels 50 - 70 Prozent Klopfdichte der losen Pulverkomponente. Die durchschnittliche Dichte schließt die Dichte des porösen Äußeren und der losen Pulverkomponente ein.
Insbesondere können in einigen Ausführungsformen Volumenprozent des porösen Äußeren eine lineare Beziehung mit der durchschnittlichen Dichte des Verbundwerkstoffartikels aufweisen. Zum Beispiel kann die durchschnittliche Dichte des Verbundwerkstoffartikels linear mit abnehmenden Volumenprozent des porösen Äußeren zunehmen. 1 veranschaulicht eine lineare Beziehung zwischen der durchschnittlichen Dichte des Verbundwerkstoffartikels, der durch eine additive Herstellungstechnik gedruckt wird, und dem Außenvolumenprozent gemäß einigen Ausführungsformen. Sintercarbidteilchen, die oben beschrieben wurden, wurden in der porösen Außenschicht und der losen Pulverkomponente des gedruckten Verbundwerkstoffartikels verwendet, um die Daten von 1 zu erzeugen.
In einigen Ausführungsformen wird das poröse Äußere um die lose Pulverkomponente herum durch eine oder mehrere additive Herstellungstechniken gebildet. Das Ausbilden des Äußeren um die lose Pulverkomponente herum kann eine vollständige Herstellung des Verbundwerkstoffartikels am Ende des additiven Herstellungsprozesses ermöglichen. Der entstehende Verbundwerkstoffartikel kann einem oder mehreren Nachbildungsschritten unterzogen werden, einschließlich des Aushärtens des Binders in der porösen Außenseite. Das Härten des Binders kann die Grünfestigkeit des Äußeren zur Handhabung vor dem Sinterprozess verbessern. Die Festigkeit des Verbundwerkstoffartikels kann auch über eine oder mehrere gedruckte Einfüllstrukturen verbessert werden, die das Innenvolumen überspannen, das durch das poröse Äußere definiert ist. Einfüllstrukturen können eine beliebige Gestaltung aufweisen, die im Einklang mit der Verbesserung der Festigkeit des Verbundwerkstoffartikels ist. In einigen Ausführungsformen umspannen eine oder mehrere Gitterstrukturen das Innenvolumen. Das spezifische Design und die Anordnung von Einfüllstrukturen kann von bestimmten Konstruktionsparametern und Festigkeitsanforderungen des Verbundwerkstoffartikels abhängen. Einfüllstrukturen können in einigen Ausführungsformen gleichförmig oder im Wesentlichen einheitlich im Design und/oder in der Anordnung in dem Innenvolumen sein. In anderen Ausführungsformen können die Einfüllstrukturen hinsichtlich des Designs und/oder der Anordnung in dem Innenvolumen variieren. Zum Beispiel kann die Größe des Innenvolumens über den Artikel variieren, der variable Größen von Einfüllstrukturelementen erfordert. Einfüllstrukturen können beim Reduzieren der Außenwanddicke und des Volumens helfen, das durch das poröse Äußere eingenommen wird. Die Abmessungen der Einfüllstrukturen, einschließlich der Gitterstrukturen, können so ausgewählt werden, dass die Strukturen in das gesinterte Innere übergehen und daher vom Rest des gesinterten Inneren, das durch die lose Pulverkomponente gebildet wird, nicht erkennbar sind. In anderen Ausführungsformen bleibt/bleiben die Einfüllstruktur(en) in dem gesinterten Inneren des gesinterten Artikels erkennbar. Einfüllstrukturen können durch die additiven Herstellungstechniken gebildet werden, die bei der Herstellung des porösen Äußeren eingesetzt werden.
In einigen Ausführungsformen wird das poröse Äußere durch das additive Herstellungsverfahren gebildet, und die lose Pulverkomponente wird anschließend zu dem Innenvolumen, das durch das Äußere definiert ist, hinzugefügt. Wenn es getrennt oder unabhängig von der losen Pulverkomponente gebildet wird, kann das poröse Äußere gehärtet oder anderen Verarbeitungstechniken vor der Zugabe des losen Pulvers zu dem inneren Volumen unterzogen werden. Das Härten des Binders des porösen Äußeren kann die Grünfestigkeit des porösen Äußeren verbessern. In einigen Ausführungsformen kann das poröse Äußere leicht gesintert bis braun gesintert werden, bevor die lose Pulverkomponente zugegeben wird.
Sobald er gebildet ist, wird der Verbundwerkstoffartikel einem oder mehreren Sinterprozessen unterzogen, um den gesinterten Artikel bereitzustellen. Das poröse Äußere und die lose Pulverkomponente werden gleichzeitig gesintert oder co-gesintert, wodurch ein gesintertes Inneres gebildet und außerhalb des Artikels gesintert wird. Die Sinterzeiten und -temperaturen können gemäß verschiedenen Überlegungen ausgewählt werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, die Zusammensetzungsidentität der äußeren und losen Pulverkomponente, die Abmessungen des Verbundwerkstoffartikels und die gewünschte Festigkeit des gesinterten Artikels. In einigen Ausführungsformen kann der gesinterte Artikel einem heißen isostatischen Pressen (HIP) unterzogen werden. HIP kann während oder nach dem Sinterprozess verabreicht werden. Alternativ kann die gewünschte Dichte des gesinterten Artikels ohne einen HIP-Zyklus erreicht werden.
Das gesinterte Innere und das gesinterte Äußere des Artikels können kontinuierlich miteinander sein. Außerdem kann ein Dichtegradient zwischen dem gesinterten Inneren und dem gesinterten Äußeren bestehen. Das gesinterte Innere kann eine höhere Dichte aufweisen als das gesinterte Äußere. Das gesinterte Innere kann beispielsweise eine theoretische Dichte von mindestens 97 Prozent aufweisen. In einigen Ausführungsformen weist das gesinterte Innere eine theoretische Dichte von mindestens 98 Prozent oder mindestens 99 Prozent auf. Wie hierin beschrieben, kann die höhere Dichte der losen Pulverkomponente höhere Sinterdichten erleichtern. In einigen Ausführungsformen können die vorangehenden Dichtewerte des gesinterten Inneren in Abwesenheit von HIP erreicht werden. Im Vergleich dazu kann das gesinterte Äußere eine geringere Dichte aufweisen. Das gesinterte Äußere weist in einigen Ausführungsformen eine theoretische Dichte von 92 bis 95 Prozent auf. Eine geringere Dichte des Verbundwerkstoffartikels, die durch die Gegenwart des Binders in dem porösen Äußeren induziert wird, kann Porosität induzieren, die im Sinterprozess schwierig zu schließen ist. Ungleich dem gesinterten Inneren kann die Porosität des gesinterten Äußeren eine verbundene Porosität sein, die gegenüber einem vollständigen Verschluss während des Sinterns und/oder HIPing resistent ist. Isolierte Poren des Inneren werden bei Sintervorgängen leichter verschlossen. Dementsprechend, kann ein Porositätsgradient auch in einem Bereich zwischen dem gesinterten Inneren und dem gesinterten Äußeren existieren. In einigen Ausführungsformen weist das gesinterte Innere weniger als 2 Volumenprozent oder weniger als 1 Volumenprozent Porosität auf. Das gesinterte Äußere kann in einigen Ausführungsformen eine Porosität von 3 - 10 Volumenprozent aufweisen. Die hierin beschriebenen Verfahren können ferner ein Schleifen oder mechanisches Entfernen zumindest eines Abschnitts des gesinterten Äußeren umfassen. Das gesinterte Äußere wird in einigen Ausführungsformen vollständig aus dem gesinterten Artikel entfernt, wobei das gesinterte Innere zurückbleibt.
Wie oben ausgeführt, kann die Verwendung einer losen Pulverkomponente in Verbindung mit einem Begrenzungsvolumen des porösen Äußeren Verbundwerkstoffartikel höherer Dichte bereitstellen, die sich in Artikel höherer gesinterter Dichte übersetzen können. In einigen Ausführungsformen beträgt die durchschnittliche Dichte des gesinterten Artikels mindestens 97 Prozent theoretischer Dichte. Die mittlere Dichte des gesinterten Artikels kann auch mindestens 98 Prozent theoretischer Dichte betragen. In weiteren Ausführungsformen kann die durchschnittliche Dichte des gesinterten Artikels eine theoretische Dichte von 95 bis 99 Prozent betragen. Die Dichte des gesinterten Artikels kann von mehreren Überlegungen abhängig sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Verbundwerkstoffartikel, Zusammensetzungsidentität der losen Pulverkomponente, Zusammensetzungsidentität des porösen Äußeren und Sinterzeiten, -drucke und/oder -temperaturen. In einigen Ausführungsformen kann die durchschnittliche Dichte des gesinterten Artikels linear mit Volumenprozent des porösen Äußeren variieren. Zum Beispiel kann die durchschnittliche Dichte des gesinterten Artikels linear mit abnehmenden Volumenprozent des porösen Äußeren in dem Verbundwerkstoffartikel zunehmen. 2 stellt eine lineare Beziehung zwischen der durchschnittlichen Dichte des gesinterten Artikels und dem Volumenprozent des Äußeren gemäß einigen Ausführungsformen dar. Die durchschnittliche Dichte des gesinterten Artikels wird als Prozent der theoretischen Dichte quantifiziert. Sintercarbidteilchen, die oben beschrieben wurden, wurden in der porösen Außenschicht und der losen Pulverkomponente verwendet, um die Daten von 2 zu erzeugen.

Querschnitts-Mikroskopien der gesinterten Artikel, die unter den Datenpunkten von 2 liegen, sind in 3 bereitgestellt. Tabelle VIII stellt Details des Verbundwerkstoffartikels bereit, die gesintert wurden, um die gesinterten Artikel zu bilden, die in den 2 und 3 dargestellt sind. Tabelle VIII - Parameter des Verbundwerkstoffartikels

Artikel	Pulverzusammensetzung des porösen Äußeren	Lose PulverKomponente des Inneren	Poröse äußere Dicke (mm)	Volumenprozent des porösen Inneren	Querschnittbild
1	Gesinterte WC-Co-Teilchen	Wie das Äußere	0,5	~ 28	3(a)
2	Wie Artikel 1	Wie Artikel 1	1,0	- 50	3(b)
3	Wie Artikel 1	Wie Artikel 1	1,5	~ 65	3(c)
4	Wie Artikel 1	Wie Artikel 1	Der gesamte Artikel wurde gedruckt	100	3(d)

Der Verbundwerkstoffartikel von Tabelle VIII wurden mit einem 3D-Drucksystem von ExOne von Huntingdon, PA gedruckt. Ein Polyvinylpyrrolidon-Polyethylen Glykol (PVP PEG) - Binder wurde zum Drucken des grünen Äußeren in einem Würfel-Format verwendet. Das poröse Äußere wurde um loses Pulver in dem Baukasten der 3D-Druckvorrichtung gebildet. Dementsprechend wurden die Verbundwerkstoffartikel am Ende des Binder-Jetting-Verfahrens vollständig gebildet. Die Verbundwerkstoffartikel wurden bei 200 °C für 4 Stunden in Luft gehärtet, um die Grünfestigkeit zu verbessern. Die Verbundwerkstoffartikel wurden anschließend bei 1480-1500 °C für 0,5 bis 1 Stunde im Vakuum gesintert. Wie in den Querschnitts-Mikroskopiebildern dargestellt, zeigt sich das gesinterte Äußere deutlich aus dem gesinterten Inneren. Der gesinterte Innere weist beispielsweise eine geringere Porosität und eine höhere Dichte auf. Daher, wie in 2 dargestellt, zeigt Artikel 1 mit dem dünnsten Äußeren die höchste durchschnittliche gesinterte Dichte. Gemäß diesen Prinzipien können Struktur und Dichte gesinterter Artikel, die durch additive Herstellung erzeugt werden, gesteuert und auf ein spezifisches Design zugeschnitten werden.
Die hierin beschriebenen Verfahren liefern zusätzliche technische Verbesserungen und Vorteile. Höhere Dichten von Verbundwerkstoffartikel können die Sintertemperatur senken und den Bedarf an HIP-Zyklen zur Herstellung von Artikeln mit hoher Dichte über additive Herstellungstechniken vermeiden. Niedrigere Sintertemperaturen können das Kornwachstum hemmen und feine gesinterte Artikel bereitstellen, die eine hohe Härte und eine hohe Beständigkeit aufweisen. Außerdem kann das Begrenzen des Binders auf das Äußere des Artikels Defekte, wie Rissbildung und Porenbildung, aufgrund von Gasexpansion und Gastaschenbildung während des thermischen Entbinderns verringern oder ausschließen. Dies hat den zusätzlichen technischen Effekt, dass dickere Artikel, die zuvor aufgrund der Bildung von inneren Rissen und Hohlräumen während des Entbindern und/oder Sinterns nicht realisiert wurden, ermöglicht werden.
II. Gesinterte Artikel
Unter einem weiteren Gesichtspunkt werden hierin gesinterten Artikel beschrieben. Ein gesinterter Artikel umfasst in einigen Ausführungsformen ein gesintertes Inneres und ein gesintertes Äußeres, wobei das gesinterte Äußere weniger als 30 Volumenprozent des gesinterten Artikels bildet, wobei zwischen dem gesinterten Inneren und dem gesinterten Äußeren ein Dichte- und/oder Porositätsgradient besteht. Die Dichte- und Porositätsgradienten können beliebige Werte aufweisen, die in Abschnitt I oben beschrieben sind. In einigen Ausführungsformen kann das gesinterte Äußere ein Volumenprozent des gesinterten Artikels belegen, der einen Wert aufweist, der aus Tabelle I hierin ausgewählt ist. Zusätzlich kann das gesinterte Äußere eine Dicke gemäß einem Wert aufweisen, der aus Tabelle VI hierin ausgewählt ist. 3(a) - (c) stellen einen gesinterten Artikel gemäß einigen Ausführungsformen dar. Wie in den 3(a) - (c) dargestellt, besteht ein Dichte- und Porositätsgradient zwischen dem gesinterten Inneren und dem gesinterten Äußeren.
Das gesinterte Innere und gesinterte Äußere kann aus beliebigen Pulverzusammensetzungen gebildet werden, einschließlich der Pulverzusammensetzungen, die in Abschnitt I oben beschrieben sind. Das gesinterte Innere und das gesinterte Äußere können die gleiche Zusammensetzung oder unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen. Weiterhin kann zwischen dem gesinterten Inneren und dem gesinterten Äußeren eine Schnittstelle frei von Rissen und/oder Poren bestehen. Sinterte Artikel können gemäß Verfahren, die in Abschnitt I beschrieben sind, in einigen Ausführungsformen gebildet werden.
Es wurden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die die verschiedenen Aufgaben der Erfindung erfüllen. Es sollte klar sein, dass diese Ausführungsformen lediglich die Prinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Zahlreiche Modifikationen und Anpassungen sind Fachleuten ohne weiteres offensichtlich, ohne vom Grundgedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines gesinterten Artikels, umfassend: Bereitstellen eines Verbundwerkstoffartikels, der ein poröses Äußeres umfasst, das aus einer Pulverzusammensetzung über eine oder mehrere additive Herstellungstechniken gedruckt wird, wobei das poröse Äußere ein Innenvolumen definiert; Bereitstellen einer losen Pulverkomponente in dem Innenvolumen; und Gleichzeitiges Sintern des porösen Äußeren und der losen Pulverkomponente, um den gesinterten Artikel bereitzustellen, der ein gesintertes Inneres und ein gesintertes Äußeres umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das poröse Äußere weniger als 60 Volumenprozent des Verbundwerkstoffartikels bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das poröse Äußere 5 bis 30 Volumenprozent des Verbundwerkstoffartikels bildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die durchschnittliche Dichte des gesinterten Artikels mindestens 97 Prozent theoretischer Dichte beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die durchschnittliche Dichte des gesinterten Artikels mindestens 98 Prozent theoretischer Dichte beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Dichtegradienten zwischen dem gesinterten Inneren und dem gesinterten Äußeren.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das gesinterte Innere eine theoretische Dichte von mehr als 99 Prozent aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das gesinterte Äußere 92 - 95 Prozent theoretischer Dichte ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das gesinterte Innere weniger als 2 Volumenprozent Porosität aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbundwerkstoffartikel eine Klopfdichte von mindestens 50 Prozent der losen Pulverkomponente aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbundwerkstoffartikel eine Klopfdichte von mindestens 55 Prozent der losen Pulverkomponente aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pulverzusammensetzung des porösen Äußeren und der losen Pulverkomponente die gleiche Zusammensetzung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11, wobei die Pulverzusammensetzung des porösen Äußeren und der losen Pulverkomponente unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pulverzusammensetzung des porösen Äußeren der losen Pulverkomponente unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Pulvermetall und Pulverlegierung.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Pulverlegierung eine Legierung auf Kobaltbasis, eine Legierung auf Nickelbasis, eine Legierung auf Eisenbasis oder Kombinationen davon umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pulverzusammensetzung des porösen Äußeren und der losen Pulverkomponente Sintercarbidteilchen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Sintercarbidteilchen eine scheinbare Dichte von mindestens 6 g/cm³ aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das poröse Äußere eine Dicke von weniger als oder gleich 0,5 Millimeter aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das poröse Äußere um die lose Pulverkomponente herum gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lose Pulverkomponente zu dem Innenvolumen zugegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das gesinterte Innere und das gesinterte Äußere kontinuierlich miteinander sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner das Vibrieren der losen Pulverkomponente umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner das Drucken einer oder mehrerer Gitterstrukturen in dem Innenvolumen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Gitterstrukturen das Innenvolumen überspannen, wobei sie Abschnitte des porösen Äußeren berühren.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, wobei die lose Pulverkomponente die Gitterstrukturen umgibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die additive Herstellungstechnik Binder Jetting ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das poröse Äußere teilweise gesintert ist und eine Porosität von mehr als 50 Prozent aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend das Entfernen von mindestens einem Abschnitt des gesinterten Äußeren.
Gesinterter Artikel umfassend: ein gesintertes Inneres und gesintertes Äußeres, wobei das gesinterte Äußere weniger als 30 Volumenprozent des gesinterten Artikels bildet, wobei ein Dichtegradient oder Porositätsgradient zwischen dem gesinterten Inneren und dem gesinterten Äußeren existiert.
Artikel nach Anspruch 29, wobei das gesinterte Äußere 5 bis 20 Volumenprozent des gesinterten Artikels bildet.
Artikel nach Anspruch 29 oder 30, wobei das gesinterte Äußere eine Dicke von 0,1 - 1 mm aufweist.
Artikel nach einem der Ansprüche 29-31, wobei die durchschnittliche Dichte des gesinterten Artikels mindestens 98 Prozent theoretischer Dichte beträgt.
Artikel nach einem der Ansprüche 29-32, wobei das gesinterte Innere eine theoretische Dichte von mehr als 99 Prozent aufweist und das gesinterte Äußere eine theoretische Dichte von 92 - 95 Prozent aufweist.
Artikel nach einem der Ansprüche 29-33, wobei das gesinterte Innere eine Dicke von weniger als 0,5 - 1 mm aufweist.
Artikel nach einem der Ansprüche 29-34, wobei Pulverzusammensetzungen des gesinterten Inneren und des gesinterten Äußeren unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Pulvermetall und Pulverlegierung.
Artikel nach einem der Ansprüche 29-35, wobei Pulverzusammensetzungen des gesinterten Inneren und gesinterten Äußeren Sintercarbidteilchen umfassen.