TWI558930B - And a method for producing a laminated product having a composite structure - Google Patents

And a method for producing a laminated product having a composite structure Download PDF

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具有複合結構之積層製品的製造方法及其製品
本發明係有關於一種具有複合結構之積層製品的製造方法及其製品，特別是有關於一種結合積層製造技術及鑄造技術改變製品特性的製品及製造方法。
通常將一產品或一結構進行輕量化設計，主要是利用更改結構或更改材料來完成。例如，在一複雜形狀的煞車碟盤複合式金屬構件的輕量化設計中，主要是將其次要結構截除後採用相同結構但更輕的材料，例如鋁合金等輕金屬或樹脂，再應用螺合、膠合或銲接接合等手段予以接合。
然而，前述的習知技術必需額外以一結合介面(如螺絲扣件、膠、銲料)來聯結兩種材料，但在一些特定的目的或用途上，該結合介面必然會形成負面效果，如重量增加、應力集中、易脫落等。
另外。中國專利公開號CN101391296A揭露了一種輕量制動轉子和帶有複合材料的部件(如圖1所示)，其作成該輕量制動轉子10的方法是將第一插入件11和第二插入件12以分開的關係置於鑄造模具內，將相異於第一、二插入材料熔融的另一材料鑄造到該鑄造模具內，使其固化以提供帶有第一插入件11和第二插入件12的包括鑄件上體13部分的產品，且使第二材料機械地鎖定或冶金地結合到第一材料。
本發明的目的在於提供一種成形積層製品的方法，並使該製品中心腔室鏤空，以利用鑄造澆注熔融金屬或塑膠作為該積層製品的裏材的方法。
本發明的再一目的在於提供一種上述之具複合結構的積層製品。
為達成上述方法的目地，本發明的技術手段在於提供一種具有複合結構之積層製品的製造方法，包含：應用積層製造技術成形一待加工本體，該待加工本體為金屬製品，其內部具有中空部位，該中空部位連通一澆口系統與該待加工本體外界空間連通；將一熔點低於該待加工本體的熔融的填充材料透過該澆口系統填入該中空部位，並使其固化後與該待加工本體結合；以及去除該待加工本體表面的該澆口系統，以形成一具有複合結構的積層製品。
在一實施例中，中空部位更進一步連接有與待加工本體外部空間聯通的冒口系統，且在填充材料硬化而與待加工本體相結合後去除該待加工本體表面的冒口系統。
為達成上述製品的目地，本發明的技術手段在於提供一種具有複合結構之積層製品，其結構包含一本體及填充層；本體係以積層技術製造，其具有至少一中空部位，該本體的表層與該至少一中空部位間具有一澆口；填充層係設置並充滿於該中空部位並與該本體結合。
本發明的特點在於：本創作係一積層技術製成的金屬殼件類似物品，再以類似殼模技術將另一較低溶點的金屬或樹脂溶液填入該金屬殼件之內硬化後相結合，係可結合表面金屬剛性與強度特性及其內部之材料特性，例以內部材料以較輕的金屬或高分子材料製作，可獲得更好的減重產品、內部材料以比重較重的金屬製作，可改變產品的重心、內部材料以熱傳導率高的材料製作，可增加產品的散熱效率。
10‧‧‧制動轉子
11‧‧‧第一插入件
12‧‧‧第二插入件
13‧‧‧鑄件上體
20‧‧‧待加工本體
21‧‧‧中空部位
30‧‧‧澆口系統
40‧‧‧冒口系統
50‧‧‧填充材料
60‧‧‧積層製品
61‧‧‧本體
611‧‧‧中空部位
6111‧‧‧開口
62‧‧‧填充層
70‧‧‧煞車碟盤
71‧‧‧煞車碟盤鐵殼
72‧‧‧鋁固材
步驟S10~S30‧‧‧具有複合結構之積層製品的製造步驟
圖1繪示先前技術之輕量制動轉子和帶有複合材料的部件的立體圖； 圖2繪示本發明之具有複合結構之積層製品的製造方法流程圖；圖3繪示本發明之具有複合結構之積層製品的待加工本體的中空部位及澆口系統剖視圖；圖4繪示本發明之具有複合結構之積層製品的待加工本體、澆冒口系統的立體示意圖；圖5繪示本發明之具有複合結構之積層製品的剖視圖；圖6繪示圖5的積層製品的之立體圖；以及圖7繪示本發明之具有複合結構之積層製品應用於剎車碟盤實施例的立體剖面圖。
茲配合圖式將本發明實施例詳細說明如下，其所附圖式均為簡化之示意圖，僅以示意方式說明本發明之基本結構，因此在該等圖式中僅標示與本發明有關之元件，且所顯示之元件並非以實施時之數目、形狀、尺寸比例等加以繪製，其實際實施時之規格尺寸實為一種選擇性之設計，且其元件佈局形態有可能更為複雜。
請先參見圖2，並協同圖3~圖5所示。本實施例之一種具有複合結構之積層製品的製造方法包含：步驟S10，以積層製造技術成形一待加工本體20，該待加工本體20為一內部具有一中空部位21的金屬材料的成形製品，該待加工本體20的中空部位21係連通一澆口系統30而與該待加工本體20的外界空間連通(在一實施例中，該中空部位21的表面可為粗糙表面，以加強與後述填充材料50的材料結合性)。上述的澆口系統30係提供後述熔融的填充材料澆注之用。
步驟S20，將一熔點低於該待加工本體20的熔融的填充材料50透過該澆口系統30填入該中空部位21，並使其固化後與該待加工本體20結合。值 得一提的是，當該中空部位21的形狀相對複雜時，則需要另行設計一冒口系統40作為該第二材料的排氣、溢流之用：冒口系統40與該中空部位21相連接，以使該中空部位21也可經由該冒口系統40與該待加工本體20的外部空間聯通。值得一提的是，圖3實施例為澆口系統30與冒口系統40共用的澆冒口系統設計。
步驟S30，去除該待加工本體20表面的該澆口系統30及冒口系統40(如果前述步驟中有增設的話)，以形成一具有複合結構的積層製品60。
在一實施例中，上述步驟S20中的該填充材料50為一金屬；當然，在另一實施例中，該填充材料50也可為一高分子材料。
此外，在一實施例中，該填充材料50的比重與該待加工本體20材料的比重不同。
再請參照圖5及圖6所示。本實施例中的複合結構之積層製品60，其結構包含積層製造的本體61以及填充層62。該積層技術製造的本體61具有至少一中空部位611，該本體61的表層與該至少一中空部位611間具有一開口6111。填充層62係設置於該中空部位611並充滿之，且與該本體61結合，該開口6111曝露出該填充層62之局部表面，該填充層62可為金屬材料製品或高分子材料製品。
在一實施例中，該中空部位611係完全分佈於該本體61的內部，使該本體61形成一殼體狀，即表層與裏層互為不同材料製成；或者是，該中空部位611及該填充層62係部分分佈於該本體61的內部，特別是分佈於該本體受力負荷時的材料應變相對較小的區域(當填充層62比重小於本體61時可進行輕量化)；或是，該本體61受熱時具有一熱量相對集中的區域，該中空部位611及該填充層62係設置於該區域(當填充層62熱傳導力大於本體61時可進行熱的快速傳導)。
本發明的製程所能應用的製品，可製作剎車碟盤70，例如圖7所 示，其係預先應用積層製造技術(如3D print)做出一中空的煞車碟盤鐵殼71(相對於該第一材料)，該煞車碟盤鐵殼71是煞車碟盤的一部份，同時，該煞車碟盤鐵殼71的內部空間也有類似模具的模穴作用，再將熔融的鋁液(相對於第二材料)澆注到該煞車碟盤鐵殼71內部空間內，待鋁液固化為鋁固材72後切除澆冒流道，得到一鐵鋁複合的煞車碟盤70。
前述採用本發明技術所製的煞車碟盤與一般鑄鐵煞車碟盤相 較，鐵鋁複合煞車碟盤表面的鐵殼同樣有足夠硬度可承受與來令片的遽烈磨擦，內部的鋁合金結構硬度較鐵低但熱傳導係數高於鐵，可將磨擦產生的熱快速傳導，增加碟盤的散熱速度，且鋁合金密度只有鐵的1/3具減重效果。
綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段 之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
步驟S10~S30‧‧‧具有複合結構之積層製品的製造步驟

Claims (12)

  1. 一種具有複合結構之積層製品的製造方法，包含：應用積層製造技術成形一待加工本體，該待加工本體為一金屬製品，其內部具有一中空部位，該中空部位連通一澆口系統而與該待加工本體外界空間連通；將一熔點低於該待加工本體的熔融的填充材料透過該澆口系統填入該中空部位，並使其固化後與該待加工本體結合；以及去除該待加工本體表面的該澆口系統，以形成一具有複合結構的積層製品。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中，該中空部位連接有與該待加工本體外部空間聯通的冒口系統，用以提供該熔融的填充溶液進該中空部位後的排氣及排液功能，且在該填充材料硬化而與該待加工本體相結合後去除該待加工本體表面的該冒口系統。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中，該填充材料為一金屬。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之製造方法，其中，該填充材料的比重與該待加工本體的比重不同。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中，該填充材料為高分子材料。
  6. 一種具有複合結構之積層製品，其結構包含：一積層製造的本體，其具有至少一中空部位，該本體的表層具有一開口；以及 一填充層，其係設置並充滿於該中空部位並與該本體結合，且該開口曝露出該填充層之局部表面。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之積層製品，其中，該中空部位完全分佈於該本體的內部，使該本體形成一殼體。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之積層製品，其中，該中空部位的表面為粗糙表面。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之積層製品，其中，該填充層為金屬材料製品。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之積層製品，其中，該填充層為高分子材料製品。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之積層製品，其中，該本體受力負荷時具有一材料應變相對較小的區域，該填充層係設置於該區域。
  12. 如申請專利範圍第6項所述之積層製品，其中，該本體受熱時具有一熱量相對集中的區域，該填充層係設置於該區域。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4008052A (en) * 1975-04-30 1977-02-15 Trw Inc. Method for improving metallurgical bond in bimetallic castings
US5332022A (en) * 1992-09-08 1994-07-26 Howmet Corporation Composite casting method
US5509510A (en) * 1993-06-30 1996-04-23 Kelsey-Hayes Company Composite disc brake rotor and method for producing same
US6776214B2 (en) * 2001-06-11 2004-08-17 Santoku America, Inc. Centrifugal casting of titanium alloys with improved surface quality, structural integrity and mechanical properties in isotropic graphite molds under vacuum
CN101391296B (zh) * 2007-09-20 2011-09-07 通用汽车环球科技运作公司 轻量制动转子和带有复合材料的部件

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1127684A (zh) * 1994-12-20 1996-07-31 群翔精密铸造股份有限公司 不同金属的高尔夫球杆
JP2007061866A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Nakano Gokin Kk 複合鋳鉄部材の製造方法
CN100340359C (zh) * 2005-10-27 2007-10-03 西安建筑科技大学 一种双金属复合耐磨管的制造工艺
CN102343430B (zh) * 2011-09-21 2014-05-21 三一汽车制造有限公司 一种双金属复合输送管及其生产工艺
CN103212695A (zh) * 2013-04-16 2013-07-24 华南理工大学 基于金属3d打印的新型异种材料复合铸造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4008052A (en) * 1975-04-30 1977-02-15 Trw Inc. Method for improving metallurgical bond in bimetallic castings
US5332022A (en) * 1992-09-08 1994-07-26 Howmet Corporation Composite casting method
US5509510A (en) * 1993-06-30 1996-04-23 Kelsey-Hayes Company Composite disc brake rotor and method for producing same
US6776214B2 (en) * 2001-06-11 2004-08-17 Santoku America, Inc. Centrifugal casting of titanium alloys with improved surface quality, structural integrity and mechanical properties in isotropic graphite molds under vacuum
CN101391296B (zh) * 2007-09-20 2011-09-07 通用汽车环球科技运作公司 轻量制动转子和带有复合材料的部件

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