TWI741476B - 三維部件、其製造方法及焊接之方法 - Google Patents

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Abstract

在各種實施例中，利用至少部分由經電弧熔化之耐火金屬材料構成的絲線來藉由積層製造製備三維部件。

Description

三維部件、其製造方法及焊接之方法
在各種實施例中，本發明係關於經由積層製造技術來形成金屬部件。
積層製造(或三維(3D)列印)是一種用於快速製造及快速原型設計的廣泛利用的技術。大體而言，積層製造需要藉由電腦控制的材料的逐層沈積來形成三維物件。迄今為止，大多數積層製造技術將聚合物或塑膠材料用作原材料，因為此類材料在低溫下易操縱及熔化。由於積層製造涉及每次僅熔化少量材料，因此製程同樣有可能成為用於製備由金屬構成的大型複雜結構之有用技術。令人遺憾的是，金屬材料之積層製造並非不具有其挑戰性。當經由積層製造利用金屬前驅體材料來製備三維部件時，熔化前驅體材料可能導致火花、起泡及飛濺(亦即，前驅體材料自身之較小碎片的噴射)。另外，即使利用習知前驅體材料成功地製備出三維部件，該部件仍可能呈現出過度孔隙、裂紋、材料飛濺，及不足之密度及可加工性。
鑒於前述內容，需要用於積層製造金屬部件之經改良前驅體材料。
根據本發明之各種實施例，製備用作積層製造製程之原料的絲線， 以使得其中之氣態及/或揮發性雜質之量得以降低或降至最低。如本文中所使用，術語「揮發性元素」係指沸點低於標稱大多數絲線材料之熔點的元素。舉例而言，諸如氧(O)、鈉(Na)、鎂(Mg)、磷(P)、硫(S)、鉀(K)、鈣(Ca)及銻(Sb)之元素之濃度可保持在低於20ppm之濃度、低於10ppm之濃度、低於5ppm之濃度、低於3ppm之濃度、低於2ppm之濃度，或甚至低於1ppm之濃度(除非另有指示，否則本文中之所有濃度係按重量計)，且在本發明之各種實施例中，此等元素中之一或多者或甚至全部可為揮發性元素。前驅體絲線本身可包括一或多種耐火金屬(例如，鈮(Nb)、鉭(Ta)、錸(Re)、鎢(W)及/或鉬(Mo))，基本上由其組成或由其組成。絲線可用於積層製造製程中以形成三維部件，例如耐火坩堝。
在本發明之各種實施例中，至少部分地經由在真空或實質上惰性環境中電弧熔化來製備前驅體絲線。電弧熔化製程有利地將絲線內之揮發性雜質之濃度降至最低或降低，由此實現利用該絲線的成功的積層製造製程。所得絲線用於積層製造製程中以形成至少部分由前驅體材料構成的三維部件。在例示性實施例中，絲線朝著可移動平台進料，且藉由例如電子束或鐳射來熔化絲線之端部。平台(及/或絲線)移動，以使得熔融絲線之軌跡為最終部件之實質二維片段的圖案；以此方式，經由熔化及快速固化該絲線以逐層之方式來製備最終部件。在此類積層製造製程中，絲線在三維部件之形成期間成功地熔化，而具有極少(若存在)火花、起泡及/或飛濺。另外，成品部件呈現出高密度(例如，大於理論密度之96%、大於其97%、大於其98%、或甚至大於其99%)，而無可伴隨使用習知粉末冶金原料材料之孔隙或裂紋，尤其對於用於耐火金屬之彼等材料而言。
根據本發明之實施例的絲線亦可用於各種不同饋線型焊接應用(例 如，MIG焊接、焊接修復)，其中電弧在絲線與工件之間擊打，使得絲線之一部分與工件熔接。
在一態樣中，本發明之實施例係關於製備三維部件之方法，該三維部件包括鉬，基本上由其組成或由其組成。在步驟(a)中，壓製粉末以形成原料焊條。該粉末包括鉬，基本上由其組成或由其組成。在步驟(b)中，在包括真空或一或多種惰性氣體，基本上由其組成或由其組成之加工環境中電弧熔化該原料焊條，由此形成坯料。在步驟(c)中，將該坯料機械地變形成直徑(或其他維度，例如寬度)小於坯料直徑(或其他維度，例如寬度)的絲線。在步驟(d)中，相對於平台平移該絲線之端部(亦即，平移絲線之全部或一部分，平移平台，或兩者)。在步驟(e)中，當正平移絲線之端部時，藉由能量源來熔化該絲線之端部以形成熔融珠粒，從而該珠粒冷卻以形成三維部件之一層之至少一部分。在步驟(f)中，重複步驟(d)及步驟(e)一或多次以得到三維部件(或其至少一部分)。該三維部件包括鉬，基本上由其組成或由其組成。
本發明之實施例可包括一或多個以下各種組合中之任一者。該絲線內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計小於5ppm、按重量計小於4ppm、按重量計小於3ppm、按重量計小於2ppm或按重量計小於1ppm。該絲線內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm或按重量計不小於0.5ppm。該絲線內之氧之濃度可按重量計小於25ppm、按重量計小於22ppm、按重量計小於20ppm、按重量計小於19ppm、按重量計小於18ppm、按重量計小於15ppm或按重量計小於10ppm。該絲線內之氧之濃 度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm、按重量計不小於0.5ppm、按重量計不小於1ppm或按重量計不小於2ppm。該三維部件之至少一部分的密度可大於鉬之理論密度的97%、大於鉬之理論密度的98%、大於鉬之理論密度的99%或大於鉬之理論密度的99.5%。該三維部件之至少一部分的密度可不大於鉬之理論密度的100%、不大於鉬之理論密度的99.9%或不大於鉬之理論密度的99.8%。步驟(c)可包括抽拉、輥軋、型鍛、擠塑及/或畢格爾式軋(pilgering)，基本上由其組成或由其組成。步驟(a)可包括在大於900℃、大於950℃、大於1000℃、大於1100℃或大於1200℃之溫度下燒結經壓製粉末。步驟(a)可包括在小於2500℃之溫度下燒結經壓製粉末。在步驟(e)中，該能量源可包括電子束及/或雷射束，基本上由其組成或由其組成。在步驟(a)之前，該粉末可由製程提供，該製程包括電漿緻密化及/或電漿霧化，基本上由其組成或由其組成。在步驟(a)之前，該粉末可由製程提供，該製程包括以下步驟，基本上由其組成或由其組成：(i)使金屬氫化以形成金屬氫化物，(ii)將該金屬氫化物機械研磨成複數個顆粒，及(iii)使該等金屬氫化物顆粒脫氫。本發明之實施例包括根據上述方法中之任一者而製備之三維物件或部件。
在另一態樣中，本發明之實施例係關於利用絲線來製備三維部件之方法。該部件末包括鉬，基本上由其組成或由其組成。藉由製程來製備該絲線，該製程包括以下步驟，基本上由其組成或由其組成：(i)壓製粉末以形成原料焊條，該粉末包括鉬，基本上由其組成或由其組成；(ii)在加工環境中電弧熔化該原料焊條，由此形成坯料，該加工環境包括真空或一或 多種惰性氣體，基本上由其組成或由其組成；及(iii)將該坯料機械地變形成直徑(或其他維度，例如寬度)小於該坯料直徑(或其他維度，例如寬度)的絲線。在步驟(a)中，相對於平台平移該絲線之端部(亦即，平移絲線之全部或一部分，平移平台，或兩者)。在步驟(b)中，當正平移絲線之端部時，藉由能量源來熔化該絲線之端部以形成熔融珠粒，從而該珠粒冷卻以形成三維部件之一層之至少一部分。在步驟(c)中，重複步驟(a)及步驟(b)一或多次以得到三維部件之至少一部分。該三維部件包括鉬，基本上由其組成或由其組成。
本發明之實施例可包括一或多個以下各種組合中之任一者。該絲線內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計小於5ppm、按重量計小於4ppm、按重量計小於3ppm、按重量計小於2ppm或按重量計小於1ppm。該絲線內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm或按重量計不小於0.5ppm。該絲線內之氧之濃度可按重量計小於25ppm、按重量計小於22ppm、按重量計小於20ppm、按重量計小於19ppm、按重量計小於18ppm、按重量計小於15ppm或按重量計小於10ppm。該絲線內之氧之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm、按重量計不小於0.5ppm、按重量計不小於1ppm或按重量計不小於2ppm。該三維部件之至少一部分的密度可大於鉬之理論密度的97%、大於鉬之理論密度的98%、大於鉬之理論密度的99%或大於鉬之理論密度的99.5%。該三維部件之至少一部分的密度可不大於鉬之理論密度的 100%、不大於鉬之理論密度的99.9%或不大於鉬之理論密度的99.8%。將該坯料機械地變形成絲線可包括抽拉、輥軋、型鍛、擠塑及/或畢格爾式軋，基本上由其組成或由其組成。製備該絲線之製程可包括在大於900℃、大於950℃、大於1000℃、大於1100℃或大於1200℃之溫度下燒結經壓製粉末。製備該絲線之製程可包括在小於2500℃之溫度燒結經壓製粉末。在步驟(b)中，該能量源可包括電子束及/或雷射束，基本上由其組成或由其組成。製備該絲線之製程可包括藉由一製程來提供該粉末，該製程包括電漿緻密化及/或電漿霧化，基本上由其組成或由其組成。製備該絲線之製程可包括藉由一製程來提供該粉末，該製程包括以下步驟，基本上由其組成或由其組成：(i)使金屬氫化以形成金屬氫化物，(ii)將該金屬氫化物機械地研磨成複數個顆粒，及(iii)使該等金屬氫化物顆粒脫氫。本發明之實施例包括根據上述方法中之任一者而製備之三維物件或部件。
在又一態樣中，本發明之實施例係關於製備三維部件之方法，該三維部件包括鉬，基本上由其組成或由其組成。在步驟(a)中，提供絲線，該絲線包括經電弧熔化之鉬，基本上由其組成或由其組成。在步驟(b)中，相對於平台平移該絲線之端部(亦即，平移絲線之全部或一部分，平移平台，或兩者)。在步驟(c)中，當正平移絲線之端部時，藉由能量源來熔化該絲線之端部以形成熔融珠粒，從而該珠粒冷卻以形成三維部件之一層之至少一部分。在步驟(d)中，重複步驟(d)及步驟(c)一或多次以得到三維部件之至少一部分。該三維部件包括鉬，基本上由其組成或由其組成。
本發明之實施例可包括一或多個以下各種組合中之任一者。該絲線內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計小於5ppm、按重量計小於4ppm、按重量計小於3ppm、按重量計小於2ppm或按重量計小於1 ppm。該絲線內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm或按重量計不小於0.5ppm。該絲線內之氧之濃度可按重量計小於25ppm、按重量計小於22ppm、按重量計小於20ppm、按重量計小於19ppm、按重量計小於18ppm、按重量計小於15ppm或按重量計小於10ppm。該絲線內之氧之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm、按重量計不小於0.5ppm、按重量計不小於1ppm或按重量計不小於2ppm。該三維部件之至少一部分的密度可大於鉬之理論密度的97%、大於鉬之理論密度的98%、大於鉬之理論密度的99%或大於鉬之理論密度的99.5%。該三維部件之至少一部分的密度可不大於鉬之理論密度的100%、不大於鉬之理論密度的99.9%或不大於鉬之理論密度的99.8%。在步驟(c)中，該能量源可包括電子束及/或雷射束，基本上由其組成或由其組成。製備該絲線之製程可包括以下步驟，基本上由其組成或由其組成：(i)壓製粉末以形成原料焊條，該粉末包括鉬，基本上由其組成或由其組成；(ii)在加工環境中電弧熔化該原料焊條，由此形成坯料，該加工環境包括真空或一或多種惰性氣體，基本上由其組成或由其組成；及(iii)將該坯料機械地變形成直徑(或其他維度，例如寬度)小於坯料直徑(或其他維度，例如寬度)的絲線。本發明之實施例包括根據上述方法中之任一者而製備之三維物件或部件。
在另一態樣中，本發明之實施例係關於使用原料材料藉由積層製造來製造之三維部件，該原料材料包括鉬，基本上由其組成或由其組成。該 部件包括複數個層，基本上由其組成或由其組成。各層包括經固化鉬，基本上由其組成或由其組成。該部件實質上在連續層之間無間隙及/或實質上在一或多個層內無間隙。該部件實質上無裂縫。該三維部件之至少一部分的密度可大於鉬之理論密度的97%、大於鉬之理論密度的98%、大於鉬之理論密度的99%或大於鉬之理論密度的99.5%。該三維部件之至少一部分的密度可不大於鉬之理論密度的100%、不大於鉬之理論密度的99.9%或不大於鉬之理論密度的99.8%。該部件內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計小於5ppm、按重量計小於4ppm、按重量計小於3ppm、按重量計小於2ppm或按重量計小於1ppm。該部件內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm或按重量計不小於0.5ppm。
本發明之實施例可包括一或多個以下各種組合中之任一者。該部件內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及鉀中之各者之濃度可按重量計小於5ppm、按重量計小於4ppm、按重量計小於3ppm、按重量計小於2ppm或按重量計小於1ppm。該部件內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及鉀中之各者之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm或按重量計不小於0.5ppm。該部件內之氧之濃度可按重量計小於5ppm、按重量計小於4ppm、按重量計小於3ppm、按重量計小於2ppm或按重量計小於1ppm。該部件內之氧之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm、按重量計不小於0.5ppm、按重量計不小於1ppm 或按重量計不小於2ppm。該原料材料可包括絲線，基本上由其組成或由其組成。該原料材料可包括經電弧熔化之絲線(亦即，至少部分藉由電弧熔化而製備之絲線)，基本上由其組成或由其組成。該原料材料可包括藉由一製程製備之絲線，基本上由其組成或由其組成，該製程包括以下步驟，基本上由其組成或由其組成：(i)壓製粉末以形成原料焊條，該粉末包括鉬，基本上由其組成或由其組成；(ii)在加工環境中電弧熔化該原料焊條，該加工環境包括真空或一或多種惰性氣體，基本上由其組成或由其組成，由此形成坯料；及(iii)將該坯料機械地變形成直徑小於坯料直徑的絲線。
在一態樣中，本發明之實施例係關於製備三維部件之方法，該三維部件包括金屬材料，基本上由其組成或由其組成。在步驟(a)中，壓製粉末以形成原料焊條。該粉末包括該金屬材料，基本上由其組成或由其組成。在步驟(b)中，在包括真空或一或多種惰性氣體，基本上由其組成或由其組成之加工環境中電弧熔化該原料焊條，由此形成坯料。在步驟(c)中，將該坯料機械地變形成直徑(或其他維度，例如寬度)小於坯料直徑(或其他維度，例如寬度)的絲線。在步驟(d)中，相對於平台平移該絲線之端部(亦即，平移絲線之全部或一部分，平移平台，或兩者)。在步驟(e)中，當正平移絲線之端部時，藉由能量源來熔化該絲線之端部以形成熔融珠粒，從而該珠粒冷卻以形成三維部件之一層之至少一部分。在步驟(f)中，重複步驟(d)及步驟(e)一或多次以得到三維部件(或其至少一部分)。該三維部件包括該金屬材料，基本上由其組成或由其組成。
本發明之實施例可包括一或多個以下各種組合中之任一者。該金屬材料可包括一或多種耐火金屬，基本上由其組成或由其組成。該金屬材料 可包括鈮、鉭、錸、鎢及/或鉬，基本上由其組成或由其組成。該金屬材料可包括鈮、鉭、錸及/或鎢，基本上由其組成或由其組成。該絲線內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計小於5ppm、按重量計小於4ppm、按重量計小於3ppm、按重量計小於2ppm或按重量計小於1ppm。該絲線內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm或按重量計不小於0.5ppm。該絲線內之氧之濃度可按重量計小於25ppm、按重量計小於22ppm、按重量計小於20ppm、按重量計小於19ppm、按重量計小於18ppm、按重量計小於15ppm或按重量計小於10ppm。該絲線內之氧之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm、按重量計不小於0.5ppm、按重量計不小於1ppm或按重量計不小於2ppm。該三維部件之至少一部分的密度可大於該金屬材料之理論密度的97%、大於該金屬材料之理論密度的98%、大於該金屬材料之理論密度的99%或大於該金屬材料之理論密度的99.5%。該三維部件之至少一部分的密度可不大於該金屬材料之理論密度的100%、不大於該金屬材料之理論密度的99.9%或不大於該金屬材料之理論密度的99.8%。步驟(c)可包括抽拉、輥軋、型鍛、擠塑及/或畢格爾式軋，基本上由其組成或由其組成。步驟(a)可包括在大於900℃、大於950℃、大於1000℃、大於1100℃或大於1200℃之溫度下燒結經壓製粉末。步驟(a)可包括在小於3500℃、小於3000℃或小於2500℃下燒結經壓製粉末。在步驟(e)中，該能量源可包括電子束及/或雷射束，基本上由其組成或由其組成。在步驟(a)之前，該粉 末可由製程提供，該製程包括電漿緻密化及/或電漿霧化，基本上由其組成或由其組成。在步驟(a)之前，該粉末可由製程提供，該製程包括以下步驟，基本上由其組成或由其組成：(i)使金屬氫化以形成金屬氫化物，(ii)將該金屬氫化物機械研磨成複數個顆粒，及(iii)使該等金屬氫化物顆粒脫氫。本發明之實施例包括根據上述方法中之任一者而製備之三維物件或部件。
在另一態樣中，本發明之實施例係關於利用絲線來製備三維部件之方法。該部件包括金屬材料，基本上由其組成或由其組成。該絲線藉由製程來製備，該製程包括以下步驟，基本上由其組成或由其組成：(i)壓製粉末以形成原料焊條，該粉末包括該金屬材料，基本上由其組成或由其組成；(ii)在加工環境中電弧熔化該原料焊條，由此形成坯料，該加工環境包括真空或一或多種惰性氣體，基本上由其組成或由其組成；及(iii)將該坯料機械地變形成直徑(或其他維度，例如寬度)小於坯料直徑(或其他維度，例如寬度)的絲線。在步驟(a)中，相對於平台平移該絲線之端部(亦即，平移絲線之全部或一部分，平移平台，或兩者)。在步驟(b)中，當正平移絲線之端部時，藉由能量源來熔化該絲線之端部以形成熔融珠粒，從而該珠粒冷卻以形成三維部件之一層之至少一部分。在步驟(c)中，重複步驟(a)及步驟(b)一或多次以得到三維部件之至少一部分。該三維部件包括該金屬材料，基本上由其組成或由其組成。
本發明之實施例可包括一或多個以下各種組合中之任一者。該金屬材料可包括一或多種耐火金屬，基本上由其組成或由其組成。該金屬材料可包括鈮、鉭、錸、鎢及/或鉬，基本上由其組成或由其組成。該金屬材料可包括鈮、鉭、錸及/或鎢，基本上由其組成或由其組成。該絲線內之 鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計小於5ppm、按重量計小於4ppm、按重量計小於3ppm、按重量計小於2ppm或按重量計小於1ppm。該絲線內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm或按重量計不小於0.5ppm。該絲線內之氧之濃度可按重量計小於25ppm、按重量計小於22ppm、按重量計小於20ppm、按重量計小於19ppm、按重量計小於18ppm、按重量計小於15ppm或按重量計小於10ppm。該絲線內之氧之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm、按重量計不小於0.5ppm、按重量計不小於1ppm或按重量計不小於2ppm。該三維部件之至少一部分的密度可大於該金屬材料之理論密度的97%、大於該金屬材料之理論密度的98%、大於該金屬材料之理論密度的99%或大於該金屬材料之理論密度的99.5%。該三維部件之至少一部分的密度可不大於該金屬材料之理論密度的100%、不大於該金屬材料之理論密度的99.9%或不大於該金屬材料之理論密度的99.8%。將該坯料機械地變形成絲線可包括抽拉、輥軋、型鍛、擠塑及/或畢格爾式軋，基本上由其組成或由其組成。製備該絲線之製程可包括在大於900℃、大於950℃、大於1000℃、大於1100℃或大於1200℃之溫度下燒結經壓製粉末。製備該絲線之製程可包括在小於3500℃、小於3000℃或小於2500℃之溫度下燒結該經壓製粉末。在步驟(b)中，該能量源可包括電子束及/或雷射束，基本上由其組成或由其組成。製備該絲線之製程可包括藉由一製程來提供該粉末，該製程包括電漿緻密化及/或電漿霧化，基本上由其組成或 由其組成。製備該絲線之製程可包括藉由一製程來提供該粉末，該製程包括以下步驟，基本上由其組成或由其組成：(i)使金屬氫化以形成金屬氫化物，(ii)將該金屬氫化物機械地研磨成複數個顆粒，及(iii)使該等金屬氫化物顆粒脫氫。本發明之實施例包括根據上述方法中之任一者而製備之三維物件或部件。
在又一態樣中，本發明之實施例係關於製備三維部件之方法，該三維部件包括金屬材料，基本上由其組成或由其組成。在步驟(a)中，提供包括經電弧熔化之金屬材料的絲線，基本上由其組成或由其組成。在步驟(b)中，相對於平台平移該絲線之端部(亦即，平移絲線之全部或一部分，平移平台，或兩者)。在步驟(c)中，當正平移絲線之端部時，藉由能量源來熔化該絲線之端部以形成熔融珠粒，從而該珠粒冷卻以形成三維部件之一層之至少一部分。在步驟(d)中，重複步驟(d)及步驟(c)一或多次以得到三維部件之至少一部分。該三維部件包括該金屬材料，基本上由其組成或由其組成。
本發明之實施例可包括一或多個以下各種組合中之任一者。該金屬材料可包括一或多種耐火金屬，基本上由其組成或由其組成。該金屬材料可包括鈮、鉭、錸、鎢及/或鉬，基本上由其組成或由其組成。該金屬材料可包括鈮、鉭、錸及/或鎢，基本上由其組成或由其組成。該絲線內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計小於5ppm、按重量計小於4ppm、按重量計小於3ppm、按重量計小於2ppm或按重量計小於1ppm。該絲線內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm或按重量計不小於0.5 ppm。該絲線內之氧之濃度可按重量計小於25ppm、按重量計小於22ppm、按重量計小於20ppm、按重量計小於19ppm、按重量計小於18ppm、按重量計小於15ppm或按重量計小於10ppm。該絲線內之氧之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm、按重量計不小於0.5ppm、按重量計不小於1ppm或按重量計不小於2ppm。該三維部件之至少一部分的密度可大於該金屬材料之理論密度的97%、大於該金屬材料之理論密度的98%、大於該金屬材料之理論密度的99%或大於該金屬材料之理論密度的99.5%。該三維部件之至少一部分的密度可不大於該金屬材料之理論密度的100%、不大於該金屬材料之理論密度的99.9%或不大於該金屬材料之理論密度的99.8%。在步驟(c)中，該能量源可包括電子束及/或雷射束，基本上由其組成或由其組成。形成該絲線之製程可包括以下步驟，基本上由其組成或由其組成：(i)壓製粉末以形成原料焊條，該粉末包括該金屬材料，基本上由其組成或由其組成；(ii)在加工環境中電弧熔化該原料焊條，由此形成坯料，該加工環境包括真空或一或多種惰性氣體，基本上由其組成或由其組成；及(iii)將該坯料機械地變形成直徑(或其他維度，例如寬度)小於坯料直徑(或其他維度，例如寬度)的絲線。本發明之實施例包括根據上述方法中之任一者而製備之三維物件或部件。
在另一態樣中，本發明之實施例係關於藉由積層製造使用原料材料來製造之三維部件，該原料材料包括金屬材料，基本上由其組成或由其組成。該部件包括複數個層，基本上由其組成或由其組成。各層包括經固化之金屬材料，基本上由其組成或由其組成。該部件實質上在連續層之間無 間隙及/或實質上在一或多個層內無間隙。該部件實質上無裂縫。該三維部件之至少一部分的密度可大於該金屬材料之理論密度的97%、大於該金屬材料之理論密度的98%、大於該金屬材料之理論密度的99%或大於該金屬材料之理論密度的99.5%。該三維部件之至少一部分的密度可不大於該金屬材料之理論密度的100%、不大於該金屬材料之理論密度的99.9%或不大於該金屬材料之理論密度的99.8%。該部件內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計小於5ppm、按重量計小於4ppm、按重量計小於3ppm、按重量計小於2ppm或按重量計小於1ppm。該部件內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及/或鉀之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm或按重量計不小於0.5ppm。
本發明之實施例可包括一或多個以下各種組合中之任一者。該金屬材料可包括一或多種耐火金屬，基本上由其組成或由其組成。該金屬材料可包括鈮、鉭、錸、鎢及/或鉬，基本上由其組成或由其組成。該金屬材料可包括鈮、鉭、錸及/或鎢，基本上由其組成或由其組成。該部件內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及鉀中之各者之濃度可按重量計小於5ppm、按重量計小於4ppm、按重量計小於3ppm、按重量計小於2ppm或按重量計小於1ppm。該部件內之鈉、鈣、銻、鎂、磷及鉀中之各者之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm或按重量計不小於0.5ppm。該部件內之氧之濃度可按重量計小於5ppm、按重量計小於4ppm、按重量計小於3ppm、按重量計小於2ppm或按重量計小於1ppm。該部件內之氧之濃度可按重量計不小於0.001ppm、按重量計不小 於0.005ppm、按重量計不小於0.01ppm、按重量計不小於0.05ppm、按重量計不小於0.1ppm、按重量計不小於0.5ppm、按重量計不小於1ppm或按重量計不小於2ppm。該原料材料可包括絲線，基本上由其組成或由其組成。該原料材料可包括經電弧熔化之絲線(亦即，至少部分藉由電弧熔化而製備之絲線)，基本上由其組成或由其組成。該原料材料可包括藉由製程而製備之絲線，基本上由其組成或由其組成，該製程包括以下步驟，基本上由其組成或由其組成：(i)壓製粉末以形成原料焊條，該粉末包括該金屬材料，基本上由其組成或由其組成；(ii)在加工環境中電弧熔化該原料焊條，由此形成坯料，該加工環境包括真空或一或多種惰性氣體，基本上由其組成或由其組成；及(iii)將該坯料機械地變形成直徑小於坯料直徑的絲線。
經由參考以下描述、附圖及申請專利範圍，本文所揭示之此等及其他目標以及本發明之優點及特徵將變得更加顯而易見。此外，應瞭解，本文所描述之各種實施例之特徵並不相互排斥且可以各種組合及排列存在。如本文所用，術語「大約」及「實質上」意謂±10%及在一些實施例中意謂±5%。術語「基本上由...組成」意謂除非本文另外定義，否則不包括有助於功能之其他材料。儘管如此，該等其他材料可以痕量共同或個別地存在。舉例而言，基本上由多種金屬組成之結構大體上將僅包括彼等金屬，及僅包括經由化學分析可偵測但無助於功能之非故意之雜質(其可為金屬或非金屬)。如本文中所使用，「基本上由至少一種金屬組成」係指一種金屬或兩種或更多種金屬之混合物，而非金屬與非金屬元素或諸如氧、矽或氮之化學物種之間的化合物(例如，金屬氮化物、金屬矽化物或金屬氧化物)；該等非金屬元素或化學物種可以痕量(例如，作為雜質)共 同或個別地存在。
100:原料焊條
105:坩堝
110:冷卻入口
115:冷卻出口
120:進料
125:電力供應器
130:電弧
200:條棒
210:絲線
220:抽拉模具
300:積層製造總成
310:進料器
320:高能量源
330:鐳射或電子束源
340:熔池
350:基板
360:平台
370:層
380:控制器
380a:層
390:記憶體
392:處理單元
394:匯流排
400:熔融珠粒
500:部件
700:熔融珠粒
710:微孔或夾雜物
720:火花
800:部件
在圖式中，相似參考字符在不同視圖中通常指代相同部件。又，圖式未必按比例繪製，實際上重點一般放在說明本發明之原理上。在以下描述中，參考以下圖式描述本發明之各種實施例，其中：圖1為用於形成根據本發明之各種實施例之金屬坯料之電弧熔化裝置的示意性橫截面圖；圖2為根據本發明之各種實施例之由金屬條棒或坯料製備之絲線的示意圖；圖3為用於製備根據本發明之各種實施例之三維金屬部件的積層製造裝置的示意圖；圖4為根據本發明之各種實施例之在積層製造製程期間所製備的絲線的端部之影像；圖5為利用圖4之絲線藉由積層製造所製備之三維部件的影像；圖6為圖5之部件在機械加工之後的影像；圖7為在積層製造製程期間之習知絲線的端部之影像；及圖8A及圖8B為利用圖7之絲線藉由積層製造所製備之三維部件的影像。
相關申請案
此申請案主張2016年3月3日申請之美國臨時專利申請案第62/302,847號之權利及優先權，該申請案之全部揭示內容在此以引用之方式併入本文中。
根據本發明之各種實施例，經由將粉末壓製成條棒或其他三維結構來形成所要金屬前驅體材料之坯料，該粉末包括該前驅體材料(例如，一或多種耐火金屬)，基本上由其組成或由其組成。粉末本身最初一或多種技術來形成，該一或多種技術將粉劑內之氧及其他揮發性元素之量降低最低或實質上降低。以此方式，絲線內之該等揮發性物種之量得以降至最低或降低。舉例而言，可經由氫化/脫氫製程、電漿緻密化及/或電漿霧化來形成及/或處理各種粉末，且粉末可具有較低濃度之揮發性物種，諸如氧(例如，氧含量低於300ppm、低於100ppm、低於50ppm或甚至低於30ppm)。如此項技術中已知，氫化/脫氫製程涉及經由氫引入(由此形成氫化階段)使金屬脆化，繼之以機械研磨(例如，球磨研磨)及脫氫(例如，在真空中加熱)。各種粉末或粉末前驅體甚至可與具有較高度氧親和力(例如，鈣、鎂等)之一或多種材料(例如，金屬)組合、在高溫下脫氧及接著經由(例如)化學瀝濾與高度氧親和力材料分離，如1999年8月19申請之美國專利第6,261,337號('337專利)，該申請案之全部揭示內容以引用之方式併入本文中。如2017年1月27申請之美國專利申請案第15/416,253號中所描述，該申請案之全部揭示內容以引用之方式併入本文中，在電漿緻密化製程中，金屬顆粒經進料至電漿噴嘴或電漿炬中，由此至少部分地熔化，且冷卻時往往具有實質上球形形態。電漿緻密化製程亦可降低金屬粉末內之揮發性元素的濃度。
接著，可燒結經壓製粉末條棒，以形成用於電弧熔化製程之原料焊條。舉例而言，可在大約1800℃至大約2200℃之溫度範圍內燒結該條棒。如圖1中所說明，原料焊條100通常置放在坩堝105(其可包括(例如)銅，基本上由其組成或由其組成)上方，坩堝105可經由其內部及/或周圍 循環之冷卻劑(例如，水或其他熱交換流體)之流動來冷卻。如所展示，冷卻劑可自冷卻入口110流入，且經由冷卻出口115流出坩堝105。在各種實施例中，前驅體材料之較少進料120定位在坩堝105之底部，且在進料120與原料焊條100之間施加電流(例如，數百或甚至數千安培之DC電流)。可由電力供應器125施加之電流在原料焊條100與坩堝105內部之進料120之間形成電弧130，使得原料焊條100熔化，形成具有坩堝105內部形狀(例如，圓形及至少部分圓柱形)之坯料。在坩堝105內部及/或周圍可存在真空或其他惰性氛圍(例如，氮氣、氬氣或其他惰性氣體)，且原料焊條100內之各種揮發性雜質可在電弧熔化期間逸出至環境中。所得坯料可甚至再經受電弧熔化一或多次數，以便精煉坯料材料且進一步降低各種揮發性雜質之濃度。
在電弧熔化製程之後，所得坯料藉由一或多個機械變形製程而製作成絲線。舉例而言，坯料可經熱加工(例如，擠塑、輥軋、鍛造、畢格爾式軋等)，以形成直徑小於初始坯料直徑的條棒。可藉由加壓(例如，冷均衡加壓或熱均衡加壓)來使坯料及/或條棒進一步緻密化。接著，可藉由例如抽拉、型鍛、畢格爾式軋、擠塑等中之一或多者來將條棒形成具有最終所要直徑之絲線。(在各種實施例中，電弧熔化製程之即得產物(亦即，坯料)可直接形成絲線，而非在其間之形成條棒。)在圖2中所描繪之一例示性實施例中，條棒200經由抽拉穿過一或多個抽拉模具220，直至絲線210之直徑減少至所要尺寸而形成絲線210。在各種實施例中，藉由減小條棒200之直徑(或其他橫向尺寸)之一或多個其他機械變形製程(例如，畢格爾式軋、輥軋、型鍛、擠塑等)來補充或替代抽拉。可在直徑減少(例如，抽拉)期間及/或之後退火條棒200及/或絲線210。可在直徑減小期間及/或之 後熱處理坯料條棒及/或絲線。舉例而言，可在大於900℃之溫度下燒結坯料、條棒及/或絲線。
在根據本發明之實施例製備絲線210(該絲線包括一或多種耐火金屬(例如，鉬)，基本上由其組成或由其組成)之後，絲線210可用於製備具有積層製造總成300之三維部件。舉例而言，如圖3中所展示，可使用絲線進料器310將絲線210逐漸地進料至高能量源320(例如，由鐳射或電子束源330所發出的電子束或雷射束)之路徑，高能量源熔化絲線230之端部以形成小型熔池(或「珠粒」或「熔潭」)340。整個總成300可安置在真空腔室內部，以防止或實質上減少來自周圍環境之污染物。
在支撐沈積物之基板350(如所展示，其可安置在平台360上)與絲線/槍型總成之間的相對移動產生以逐層方式製備部件。該相對運動使得藉由在絲線230之端部處連續形成熔池340而連續形成三維物件之層370。如圖3中所展示，可在一或多個先前形成之層380a上方形成層370之全部或一部分。由基於電腦之控制器380基於待製備之部件之電子儲存表示來控制相對移動(亦即，平台360、絲線/槍型總成或二者之移動)。舉例而言，可自儲存在記憶體390中的所儲存最終部件之三維表示提取由熔化絲線所繪出之二維層。
根據本發明之實施例的基於電腦之控制系統(或「控制器」)380可包括電腦形式之通用計算器件或基本上由其組成，該電腦包括處理單元(或「電腦處理器」)392、系統記憶體390及將包括系統記憶體390之各種系統組件耦接至處理單元392之系統匯流排394。電腦通常包括可形成系統記憶體390之部分且可由處理單元392讀取之各種電腦可讀媒體。藉助於實例且非限制性，電腦可讀媒體可包括電腦儲存媒體及/或通信媒體。系 統記憶體390可包括易失性及/或非易失性記憶體形式之電腦存儲媒體，諸如唯讀記憶體(ROM)及隨機存取記憶體(RAM)。含有有助於(諸如在啟動期間)在元件之間傳輸資訊之基本常式的基本輸入/輸出系統(BIOS)通常儲存在ROM中。RAM通常含有藉由處理單元392可即刻存取及/或當前正操作之資料及/或程式模組。資料或程式模組可包括作業系統、應用程式、其他程式模組及程式資料。作業系統可為或包括各種作業系統，諸如Microsoft WINDOWS作業系統、Unix作業系統、Linux作業系統、Xenix作業系統、IBM AIX作業系統、Hewlett Packard UX作業系統、Novell NETWARE作業系統、Sun Microsystems SOLARIS作業系統、OS/2作業系統、BeOS作業系統、MACINTOSH作業系統、APACHE作業系統、OPENSTEP作業系統或平台之另一作業系統。
任何合適的程式設計語言可用於實施本文中所描述之功能，而無需過度實驗。說明性地，所使用之程式設計語言可包括例如組合語言、Ada、APL、Basic、C、C++、C*、COBOL、dBase、Forth、FORTRAN、Java、Modula-2、Pascal、Prolog、Python、REXX及/或JavaScript。此外，沒有必要結合本發明之作業系統及技術利用單一類型之指令或程式設計語言。實情為，可視需要或期望而使用任意數目之不同程式設計語言。
計算環境亦可包括其他可卸除式/非可卸除式、易失性/非易失性電腦儲存媒體。舉例而言，硬碟驅動機可讀取或寫入非可卸除式非易失性磁性媒體。磁碟驅動機可讀取或寫入可卸除式非易失性磁碟，且光碟驅動機可讀取或寫入可卸除式非易失性光碟(諸如CD-ROM或其他光學媒體)。可用於例示性作業環境中之其他可卸除式/非可卸除式易失性/非易失性電腦儲 存媒體包括(但不限於)卡式磁帶、快閃記憶體卡、數位多功能光碟、數位視訊磁帶、固態RAM、固態ROM及類似物。儲存媒體通常經由可卸除式或非可卸除式記憶體介面連接至系統匯流排。
執行命令及指令之處理單元392可為通用電腦處理器，但可利用廣泛多種其他技術中之任一者，該等其他技術包括：專用硬體、微電腦、微型電腦、主機電腦、經程式化微處理器、微控制器、周邊積體電路元件、CSIC(特殊用戶積體電路)、ASIC(特殊應用積體電路)、邏輯電路、數位信號處理器、可程式化邏輯器件(諸如FPGA(場可程式化閘陣列)、PLD(可程式化邏輯器件)、PLA(可程式化邏輯陣列)、RFID處理器、智慧型晶片，或能夠實施本發明之實施例之製程的步驟的任何其他器件或器件之配置。
有利地，根據本發明之實施例之絲線含有減少或極少量(若存在)的揮發性元素(諸如O、Na、Mg、P、S、K、Ca及Sb)，且因此絲線210在積層製造期間熔化，具有極少(若存在)火花且並不將孔隙、裂縫或其他瑕疵引入所列印部件中。在完成積層製造製程之後，可自平台移除部件並對其進行最終機械加工及/或拋光。
實例1
根據本發明之實施例來製備外徑為0.062吋之Mo絲線(絲線A)。具體而言，藉由以下步驟製備絲線A：(1)將純度為99.95%之Mo粉末壓製成條棒；(2)燒結該條棒以形成原料焊條；(3)在真空下、在水冷式銅坩堝內電弧熔化該原料焊條，以形成坯料；及(4)熱加工該坯料，以便減小其直徑。出於比較，經由習知粉末冶金技術來製備外徑為0.062吋之對照Mo絲線(絲線B)。具體而言，藉由以下步驟製備絲線B：(1)將純度為99.95%之 Mo粉末壓製成坯料；(2)在氫氣氛圍下將該坯料燒結至至少93%之密度；及(3)熱加工該坯料，以便減小其直徑。兩種絲線內之各種雜質物種的詳細組成資訊經由輝光放電質譜法(GDMS)獲得並呈現在表1中。
Figure 109101562-A0305-02-0025-1
如表1中所展示，絲線A含有的若干揮發性雜質顯著地少於絲線B。
實例2
來自實例1之絲線A及絲線B用於例示性積層製造製程中以製備三維Mo部件。在製備製程期間經由110mA之平均功率為35kV之電子束(脈衝式)將各絲線加熱至熔化。至電子束中之絲線進料速度為大約30in/min，且絲線與製備平台之間的相對前進速度為10in/min。沈積速率為大約0.91kg/hr。
在使用絲線A之製備期間，沈積物光滑且實質上無火花、起泡及飛濺。圖4為在積層製造製程期間在絲線A的端部處形成的熔融珠粒400之影像。圖5為利用絲線A所製造之所得部件500的影像。如所展示，部件500無可見裂縫或其他瑕疵，且製備平台無可見飛濺物或其他碎屑。如圖6中所展示，可機器加工及/或拋光部件500，以移除由逐層製備製程所造成之任何粗糙，而無裂紋或其他損壞。
在使用絲線B之製備期間，沈積物受火花及起泡影響。圖7描繪積層 製造製程期間在絲線B的端部處形成的熔融珠粒700。如所展示，絲線B由於(例如)絲線B內之較高濃度的揮發性雜質而具有大量微孔或夾雜物710。另外，絲線B在熔化及製備製程期間產生可見火花720。圖8A及圖8B為利用絲線B所製備之三維部件800的影像。如所展示，部件800在其壁上具有可見裂紋，且在製備平台及部件800自身上存在絲線材料之可見濺射。嘗試機械加工部件800未成功且將部件800用作坩堝係不如人意，與部件500形成鮮明的對比。
量測成品部件500、800之密度，且結果呈現在下表2中。
Figure 109101562-A0305-02-0026-2
如所展示，使用絲線A製備之部件500的密度遠遠高於使用絲線B製備之部件800之密度。另外，藉由GDMS對所製備部件500、800進行組成分析，且結果展示於下表3中。
Figure 109101562-A0305-02-0026-3
如表3中所展示，大概由於絲線之熔化及雜質之揮發，因此大多數雜 質元素之濃度在製備製程期間降低。然而，利用絲線A製備之部件500之此等雜質的濃度遠遠小於使用絲線B製備之部件800中之彼等濃度。此外，即使利用絲線B製備之部件800中的此等雜質元素的量往往小於絲線B自身中之雜質含量，但利用絲線B製備之部件800具有不可接受之形態及密度，且在製備期間伴隨有飛濺物及火花，如圖8A及圖8B中所展示及上文所描述。
本文所用術語及表述用作描述之術語及表述且不為限制性，且在使用該等術語及表述中，不意欲排除所示及所述特徵之任何等效物或其部分。另外，已描述本發明之某些實施例，可在不偏離本發明之精神及範疇之情況下使用併入本文所揭示之概念之其他實施例對於一般技術者而言將顯而易見。因此，所述實施例應視為在所有方面均僅為說明性而非限制性。
300:積層製造總成
310:進料器
320:高能量源
330:鐳射或電子束源
340:熔池
350:基板
360:平台
370:層
380:控制器
380a:層
390:記憶體
392:處理單元
394:匯流排

Claims (54)

  1. 一種製備包含鉬之三維部件的方法，該方法包含：(a)壓製粉末以形成原料焊條，該粉末包含鉬；(b)在包含真空或一或多種惰性氣體之加工環境中藉由電弧熔化該原料焊條以降低在該原料焊條中揮發性元素的濃度，由此形成坯料；(c)將該坯料機械地變形成直徑小於該坯料直徑的絲線；(d)相對於平台平移該絲線之端部；(e)當平移該絲線之該端部時，藉由能量源熔化該絲線之該端部以形成熔融珠粒，從而該珠粒冷卻以形成三維部件之一層之至少一部分；及(f)重複步驟(d)及步驟(e)一或多次以得到該三維部件，其中，該三維部件包含鉬。
  2. 如請求項1之方法，其中該絲線內之鈉、矽、鈣或銻中之至少一者的濃度按重量計小於10ppm。
  3. 如請求項1之方法，其中該絲線內之鈉、矽、鈣或銻中之每一者的濃度按重量計小於10ppm。
  4. 如請求項1之方法，其中該絲線內之鈉、鎂、矽、磷、鉀、鈣或銻中之每一者的濃度按重量計小於20ppm。
  5. 如請求項1之方法，其中該絲線內之磷的濃度按重量計小於20ppm。
  6. 如請求項1之方法，其中該絲線內之氧的濃度按重量計小於25ppm。
  7. 如請求項1之方法，其中該三維部件之密度大於鉬之理論密度的97%。
  8. 一種三維部件，其係根據如請求項1之方法製備。
  9. 一種製備包含鉬之三維部件的方法，該方法包含：(a)提供包含經電弧熔化之鉬的絲線；(b)相對於平台平移該絲線之端部；(c)當平移該絲線之該端部時，藉由能量源熔化該絲線之該端部以形成熔融珠粒，從而該珠粒冷卻以形成三維部件之一層之至少一部分；及(d)重複步驟(b)及步驟(c)一或多次以得到該三維部件，其中，該三維部件包含鉬。
  10. 如請求項9之方法，其中該絲線內之鈉、矽、鈣或銻中之至少一者的濃度按重量計小於10ppm。
  11. 如請求項9之方法，其中該絲線內之鈉、矽、鈣、或中之每一者的濃度按重量計小於10ppm。
  12. 如請求項9之方法，其中該絲線內之鈉、鎂、矽、磷、鉀、鈣或銻中 之每一者的濃度按重量計小於20ppm。
  13. 如請求項9之方法，其中該絲線內之磷之濃度按重量計小於20ppm。
  14. 如請求項9之方法，其中該絲線內之氧的濃度按重量計小於25ppm。
  15. 如請求項9之方法，其中該三維部件之密度大於鉬之理論密度的97%。
  16. 一種三維部件，其係根據如請求項9之方法製備。
  17. 一種使用包含鉬之原料材料藉由積層製造來製造之三維部件，該部件(i)包含複數個層，各層包含經固化之鉬，(ii)在連續層之間無間隙，且(iii)無裂縫，其中該部件之密度不小於鉬之理論密度的97%，其中該部件內之鈉、鈣、銻、鎂、磷或鉀中之至少一者的濃度按重量計小於5ppm。
  18. 如請求項17之部件，其中該部件之該密度不小於鉬之該理論密度的99%。
  19. 如請求項17之部件，其中鈉、鈣、銻、鎂、磷及鉀中之各者的濃度按重量計小於5ppm。
  20. 如請求項17之部件，其中該部件內之氧的濃度按重量計小於5ppm。
  21. 一種製備包含金屬材料之三維部件的方法，該方法包含：(a)壓製粉末以形成原料焊條，該粉末包含該金屬材料；(b)在包含真空或一或多種惰性氣體之加工環境中藉由電弧熔化該原料焊條以降低在該原料焊條中揮發性元素的濃度，由此形成坯料；(c)將該坯料機械地變形成直徑小於該坯料直徑的絲線；(d)相對於平台平移該絲線之端部；(e)當平移該絲線之該端部時，藉由能量源熔化該絲線之該端部以形成熔融珠粒，從而該珠粒冷卻以形成三維部件之一層之至少一部分；及(f)重複步驟(d)及步驟(e)一或多次以得到該三維部件，其中該三維部件包含該金屬材料。
  22. 如請求項21之方法，其中該金屬材料包含鈮、鉭、錸、鎢或鉬中之至少一者。
  23. 如請求項21之方法，其中該絲線內之鈉、矽、鈣或銻中之至少一者的濃度按重量計小於10ppm。
  24. 如請求項21之方法，其中該絲線內之鈉、矽、鈣或銻中之每一者的濃度按重量計小於10ppm。
  25. 如請求項21之方法，其中該絲線內之鈉、鎂、矽、磷、鉀、鈣或銻中之每一者的濃度按重量計小於20ppm。
  26. 如請求項21之方法，其中該絲線內之磷的濃度按重量計小於20ppm。
  27. 如請求項21之方法，其中該絲線內之氧的濃度按重量計小於25ppm。
  28. 如請求項21之方法，其中該三維部件之密度大於該金屬材料之理論密度的97%。
  29. 一種三維部件，其係根據如請求項21之方法製備。
  30. 一種製備包含金屬材料之三維部件的方法，該方法包含：(a)提供包含經電弧熔化之金屬材料的絲線；(b)相對於平台平移該絲線之端部；(c)當平移該絲線之該端部時，藉由能量源熔化該絲線之該端部以形成熔融珠粒，從而該珠粒冷卻以形成三維部件之一層之至少一部分；及(d)重複步驟(b)及步驟(c)一或多次以得到該三維部件，其中該三維部件包含該金屬材料，且其中該三維部件之密度大於該金屬材料之理論密度的97%。
  31. 如請求項30之方法，其中該金屬材料包含鈮、鉭、錸、鎢或鉬中之至少一者。
  32. 如請求項30之方法，其中該絲線內之鈉、矽、鈣或銻中之至少一者的濃度按重量計小於10ppm。
  33. 如請求項30之方法，其中該絲線內之鈉、矽、鈣或銻中之每一者的濃度按重量計小於10ppm。
  34. 如請求項30之方法，其中該絲線內之鈉、鎂、矽、磷、鉀、鈣或銻中之每一者的濃度按重量計小於20ppm。
  35. 如請求項30之方法，其中該絲線內之磷的濃度按重量計小於20ppm。
  36. 如請求項30之方法，其中該絲線內之氧的濃度按重量計小於25ppm。
  37. 一種三維部件，其係根據如請求項30之方法製備。
  38. 一種使用包括含有鈮、鉭、錸或鎢中之至少一者之金屬材料的原料材料藉由積層製造來製造之三維部件，該部件(i)包含複數個層，各層包含經固化之金屬材料，(ii)在連續層之間無間隙，且(iii)無裂縫，其中該部件之密度不小於該金屬材料之理論密度的97%，其中該部件內之鈉、鈣、銻、鎂、磷或鉀中之至少一者的濃度按重量計小於5ppm。
  39. 如請求項38之部件，其中該部件之該密度不小於該金屬材料之該理論密度的99%。
  40. 如請求項38之部件，其中鈉、鈣、銻、鎂、磷及鉀中之各者的濃度按重量計小於5ppm。
  41. 如請求項38之部件，其中該部件內之氧的濃度按重量計小於5ppm。
  42. 一種焊接的方法，該方法包含：(a)壓製粉末以形成原料焊條，該粉末包含金屬材料；(b)在包含真空或一或多種惰性氣體之加工環境中藉由電弧熔化該原料焊條以降低在該原料焊條中揮發性元素的濃度，由此形成坯料；(c)將該坯料機械地變形成直徑小於該坯料直徑的絲線；且(d)在該絲線與工件之間擊打電弧以使該絲線之一部分與該工件熔接。
  43. 如請求項42之方法，其中該金屬材料包含鈮、鉭、錸、鎢或鉬中之至少一者。
  44. 如請求項42之方法，其中該絲線內之鈉、矽、鈣或銻中之至少一者的濃度按重量計小於10ppm。
  45. 如請求項42之方法，其中該絲線內之鈉、矽、鈣或銻中之每一者的濃度按重量計小於10ppm。
  46. 如請求項42之方法，其中該絲線內之鈉、鎂、矽、磷、鉀、鈣或銻中之每一者的濃度按重量計小於20ppm。
  47. 如請求項42之方法，其中該絲線內之磷的濃度按重量計小於20ppm。
  48. 如請求項42之方法，其中該絲線內之氧的濃度按重量計小於25ppm。
  49. 一種焊接的方法，該方法包含：(a)提供包含經電弧熔化之金屬材料的絲線；及(b)在該絲線與工件之間擊打電弧以使該絲線之一部分與該工件熔接，其中該絲線內之鈉、矽、鈣或銻中之至少一者的濃度按重量計小於10ppm。
  50. 如請求項49之方法，其中該金屬材料包含鈮、鉭、錸、鎢或鉬中之至少一者。
  51. 如請求項49之方法，其中該絲線內之鈉、矽、鈣或銻中之每一者的 濃度按重量計小於10ppm。
  52. 如請求項49之方法，其中該絲線內之鈉、鎂、矽、磷、鉀、鈣或銻中之每一者的濃度按重量計小於20ppm。
  53. 如請求項49之方法，其中該絲線內之磷的濃度按重量計小於20ppm。
  54. 如請求項49之方法，其中該絲線內之氧的濃度按重量計小於25ppm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3423219B1 (en) 2016-03-03 2023-09-20 H.C. Starck Solutions Coldwater, LLC Fabrication of metallic parts by additive manufacturing
US11351598B2 (en) * 2017-03-05 2022-06-07 Raytheon Company Metal additive manufacturing by sequential deposition and molten state
AT16217U1 (de) * 2017-10-05 2019-03-15 Plansee Se Additiv gefertigtes Bauteil
RU2678116C1 (ru) * 2018-01-23 2019-01-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Способ лазерного выращивания изделий из металлической проволоки
ES2918999T3 (es) * 2018-03-27 2022-07-21 Siemens Energy Inc Fabricación de un alambre sinterizado y alimentación in situ a un sistema de soldadura de alambre por láser
CN108672705B (zh) * 2018-04-27 2020-09-11 北京航星机器制造有限公司 一种复杂结构件的成形方法
US11426818B2 (en) 2018-08-10 2022-08-30 The Research Foundation for the State University Additive manufacturing processes and additively manufactured products
TWI747053B (zh) * 2018-10-03 2021-11-21 國立成功大學 積層製造系統與方法及特徵擷取方法
AT16308U3 (de) * 2018-11-19 2019-12-15 Plansee Se Additiv gefertigtes Refraktärmetallbauteil, additives Fertigungsverfahren und Pulver
CN109623122B (zh) * 2018-12-06 2019-08-16 清华大学 一种电子束熔丝沉积熔滴过渡距离的控制方法
CN109719949A (zh) * 2019-01-07 2019-05-07 陈英锋 一种3d打印材料磨碎处理装置
CN110560691B (zh) * 2019-10-17 2021-01-12 江苏科技大学 一种粉末床熔融增材制造粉末用量的估算方法
CN110893503B (zh) * 2019-12-09 2021-06-01 北京理工大学 一种多材料整体结构件的电弧增材制造方法
US12005504B2 (en) 2020-08-24 2024-06-11 Kennametal Inc. Method for fabricating a three-dimensional metal part using a conformable fugitive material
CN112008049B (zh) * 2020-09-01 2022-04-05 三鑫重工机械有限公司 一种用于打印钢锭的增材制造系统
CN112024834A (zh) * 2020-09-01 2020-12-04 三鑫重工机械有限公司 用于钢锭生产的4d打印系统
CN112518082A (zh) * 2020-12-08 2021-03-19 上海交通大学 一种基于多传感信息的机器人热丝tig增材质量监控系统
CN113145861B (zh) * 2021-01-23 2022-10-14 大连理工大学 一种金属构件增材制造同步锤击形性控制装置与方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61110755A (ja) * 1984-11-05 1986-05-29 Tokyo Tungsten Co Ltd モリブデン線材及びその製造方法
CN1828781A (zh) * 2004-03-04 2006-09-06 W.C.贺利氏有限公司 耐高温的铌导线
US20150352794A1 (en) * 2014-06-05 2015-12-10 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Distortion prediction and minimisation in additive manufacturing

Family Cites Families (101)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2191470A (en) * 1936-02-18 1940-02-27 Kellogg M W Co Manufacture of veneered articles
US3277557A (en) * 1962-11-21 1966-10-11 Nat Res Corp Production of nb3sn diffusion layers
US3540114A (en) * 1967-11-21 1970-11-17 Brunswick Corp Method of forming fine filaments
US3811846A (en) * 1970-12-01 1974-05-21 Southwire Co Aluminum alloy electrical conductor
US3837066A (en) * 1973-02-14 1974-09-24 Atomic Energy Commission Method of extruding aluminum coated nb-ti
JPS52147784A (en) * 1976-06-02 1977-12-08 Sumitomo Electric Ind Ltd Method of manufacturing composite wires
US4112197A (en) * 1976-06-14 1978-09-05 Metz W Peter Manufacture of improved electrical contact materials
FR2376711A1 (fr) * 1977-01-10 1978-08-04 Michelin & Cie Installation de fabrication de fil metallique par coulee continue
US4209122A (en) * 1978-12-18 1980-06-24 Polymet Corporation Manufacture of high performance alloy in elongated form
US4223434A (en) * 1979-02-01 1980-09-23 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method of manufacturing a niobium-aluminum-germanium superconductive material
US4224735A (en) * 1979-03-23 1980-09-30 Airco, Inc. Method of production multifilamentary intermetallic superconductors
US4323186A (en) * 1980-08-18 1982-04-06 Polymet Corporation Manufacture of high performance alloy in elongated form
EP0054421B1 (en) * 1980-12-15 1985-05-15 The BOC Group, Inc. Method of manufacture of multifilamentary intermetallic superconductors
JPS62271307A (ja) * 1986-05-19 1987-11-25 日本原子力研究所 安定化超電導線
JPS63166952A (ja) 1986-12-27 1988-07-11 Tokyo Tungsten Co Ltd モリブデン材の製造方法
US5106701A (en) * 1990-02-01 1992-04-21 Fujikura Ltd. Copper alloy wire, and insulated electric wires and multiple core parallel bonded wires made of the same
JPH05320813A (ja) * 1992-05-15 1993-12-07 Japan Energy Corp 強度，耐熱性に優れたモリブデン又はモリブデン合金部材
JP2922388B2 (ja) * 1993-04-22 1999-07-19 新日本製鐵株式会社 ボンディング用金合金細線
JPH07118773A (ja) * 1993-10-21 1995-05-09 Nippon Steel Corp チタンまたはチタン合金圧延材の製造方法
US5525423A (en) * 1994-06-06 1996-06-11 Memtec America Corporation Method of making multiple diameter metallic tow material
US6269536B1 (en) * 1996-03-28 2001-08-07 H.C. Starck, Inc. Production of low oxygen metal wire
EP0818549B1 (de) * 1996-06-25 2004-02-04 Castolin S.A. Werkstoff in Pulver- oder Drahtform auf Nickelbasis für eine Beschichtung sowie Verfahren dazu
US6476343B2 (en) * 1996-07-08 2002-11-05 Sandia Corporation Energy-beam-driven rapid fabrication system
US5890272A (en) * 1996-11-12 1999-04-06 Usf Filtration And Separations Group, Inc Process of making fine metallic fibers
WO1999024216A1 (en) * 1997-11-12 1999-05-20 Usf Filtration And Separations Group, Inc. Process of making fine and ultra fine metallic fibers
FR2770928B1 (fr) * 1997-11-13 1999-12-31 Gec Alsthom Electromec Procede de fabrication d'un brin supraconducteur multifilamentaire, stable et a pertes reduites
US6582126B2 (en) * 1998-06-03 2003-06-24 Northmonte Partners, Lp Bearing surface with improved wear resistance and method for making same
WO2000015858A1 (en) * 1998-09-14 2000-03-23 Kulicke & Soffa Investments, Inc. Wire-bonding alloy composites
US6328927B1 (en) * 1998-12-24 2001-12-11 Praxair Technology, Inc. Method of making high-density, high-purity tungsten sputter targets
US6960237B2 (en) * 1999-07-15 2005-11-01 Showa Denko Kabushiki Kaisha Niobium powder, sintered body thereof and capacitor using the same
US6261337B1 (en) 1999-08-19 2001-07-17 Prabhat Kumar Low oxygen refractory metal powder for powder metallurgy
US6687284B1 (en) * 1999-11-16 2004-02-03 Centre d'Innovation sur le Transport d'Energie du Québec Method and apparatus to facilitate restriking in an arc-furnace
AU2454701A (en) * 1999-12-23 2001-07-03 Usf Filtration And Separations Group Inc. Advanced alloy fiber and process of making
EP1127946B1 (en) * 2000-02-24 2005-10-12 Mitsubishi Materials Corporation Installation for producing continuously cast low-oxygen copper ingots
US6884959B2 (en) * 2001-09-07 2005-04-26 Electric Power Research Institute, Inc. Controlled composition welding method
US7011783B2 (en) * 2001-10-24 2006-03-14 3D Systems, Inc. Cooling techniques in solid freeform fabrication
US6723954B2 (en) * 2002-01-22 2004-04-20 Hobart Brothers Company Straight polarity metal cored wire
NZ534237A (en) * 2002-01-24 2006-01-27 Starck H C Inc Refractory metal and alloy refining by laser forming and melting
US7168935B1 (en) * 2002-08-02 2007-01-30 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Solid freeform fabrication apparatus and methods
DE10255604B4 (de) * 2002-11-28 2006-06-14 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Herstellen eines anisotropen Magnetpulvers und eines gebundenen anisotropen Magneten daraus
JP2005054197A (ja) 2003-03-14 2005-03-03 Yoshio Miyamoto 三次元自由造形法ならびに自由被覆法および装置
JP3959380B2 (ja) * 2003-08-28 2007-08-15 株式会社神戸製鋼所 シーム有りフラックス入り溶接用ワイヤの製造方法
US7459030B2 (en) * 2004-05-25 2008-12-02 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Manufacturing method of Nb3Sn superconductive wire using powder technique
CA2511699A1 (en) * 2004-07-09 2006-01-09 Ingersoll Machine Tools, Inc. Method and apparatus for repairing or building up surfaces on a workpiece while the workpiece is mounted on a machine tool
US7073561B1 (en) * 2004-11-15 2006-07-11 Henn David S Solid freeform fabrication system and method
US20070011873A1 (en) * 2005-07-14 2007-01-18 Teale David W Methods for producing even wall down-hole power sections
US20070044873A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-01 H. C. Starck Inc. Fine grain niobium sheet via ingot metallurgy
US20070051702A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-08 Lincoln Global, Inc., A Delaware Corporation Flux system to reduce copper cracking
JP2007128686A (ja) * 2005-11-01 2007-05-24 Kobe Steel Ltd 内部拡散法Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材
US7767564B2 (en) * 2005-12-09 2010-08-03 Zt3 Technologies, Inc. Nanowire electronic devices and method for producing the same
DE102006013552B3 (de) * 2006-03-24 2007-06-14 Maschinenfabrik Gustav Wiegard Gmbh & Co. Kg Unterpulverschweißverfahren zur Aufschweißung einer Nutzschicht auf einen Grundwerkstoff
US20080011727A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Lincoln Global, Inc. Dual fillet welding methods and systems
US20080078268A1 (en) * 2006-10-03 2008-04-03 H.C. Starck Inc. Process for preparing metal powders having low oxygen content, powders so-produced and uses thereof
KR100797405B1 (ko) * 2006-12-12 2008-01-24 케이. 에이. 티. (주) 초전도 선재와 그 제조방법
DE102007019150A1 (de) * 2007-04-20 2008-10-30 Durum Verschleißschutz GmbH Werkstoff und Verfahren zur Beschichtung einer Oberfläche
US8563897B2 (en) * 2007-04-30 2013-10-22 Illinois Tool Works Inc. Sheathed welding wire
KR100860960B1 (ko) * 2007-07-06 2008-09-30 고려용접봉 주식회사 ＭｇＢ２ 초전도 선재의 제조방법
JP2009301928A (ja) * 2008-06-16 2009-12-24 Hitachi Cable Ltd 超電導線材の製造方法
CN102112263B (zh) * 2008-07-07 2014-07-16 肯联铝业瑞士有限公司 一种接合铝和钛的熔焊方法
US8832926B2 (en) * 2008-08-08 2014-09-16 Supramagnetics, Inc. Method of manufacturing superconductor wire
US20100084388A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-08 Lincoln Global, Inc. Welding electrode and method of manufacture
US8410400B2 (en) * 2008-12-12 2013-04-02 Material Sciences Corporation Welded metal laminate structure and method for welding a metal laminate structure
US20100193480A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 Honeywell International Inc. Deposition of materials with low ductility using solid free-form fabrication
GB2472783B (en) * 2009-08-14 2012-05-23 Norsk Titanium Components As Device for manufacturing titanium objects
EP2477768B1 (en) * 2009-09-17 2019-04-17 Sciaky Inc. Electron beam layer manufacturing
CN102695813B (zh) * 2009-10-30 2016-06-01 住友电气工业株式会社 铝合金线
EP2498935B1 (en) * 2009-11-13 2015-04-15 Sciaky Inc. Process for layer manufacturing a three-dimensional work piece using scanning electron monitored with closed loop control
US8794540B2 (en) * 2010-01-12 2014-08-05 General Electric Company Wire arc spray system using composite wire for porous coating, and related method
AU2011233678B2 (en) * 2010-03-31 2015-01-22 Sciaky, Inc. Raster methodology, apparatus and system for electron beam layer manufacturing using closed loop control
US20150275687A1 (en) * 2011-01-13 2015-10-01 Siemens Energy, Inc. Localized repair of superalloy component
JP2012151025A (ja) * 2011-01-20 2012-08-09 Hitachi Cable Ltd 超電導多芯ビレットの構造及び超電導多芯線材の製造方法
US8704133B2 (en) * 2011-03-18 2014-04-22 National Pingtung University Of Science And Technology Silver-containing antiseptic welding flux for stainless steel
GB2489493B (en) * 2011-03-31 2013-03-13 Norsk Titanium Components As Method and arrangement for building metallic objects by solid freeform fabrication
JP2013062239A (ja) * 2011-08-25 2013-04-04 Hitachi Cable Ltd Ｎｂ３Ｓｎ超電導線材及びその製造方法
US9909201B2 (en) * 2012-07-04 2018-03-06 Apple Inc. Consumer electronics machined housing using coating that exhibit metamorphic transformation
CN104755197B (zh) * 2012-11-01 2018-02-23 通用电气公司 增材制造方法和设备
US9289845B2 (en) * 2012-11-07 2016-03-22 David S. Henn Metal deposition of exterior members in oil field tubulars
US10471547B2 (en) * 2012-12-21 2019-11-12 European Space Agency Additive manufacturing method using focused light heating source
US20150027993A1 (en) * 2013-07-29 2015-01-29 Siemens Energy, Inc. Flux for laser welding
US20160144441A1 (en) * 2013-01-31 2016-05-26 Siemens Energy, Inc. Low heat flux mediated cladding of superalloys using cored feed material
US10829857B2 (en) * 2013-03-12 2020-11-10 United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Gas phase alloying for wire fed joining and deposition processes
US20140263259A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Lincoln Global, Inc. Consumable for specially coated metals
US9592573B2 (en) * 2013-03-13 2017-03-14 Rolls-Royce Corporation Laser deposition using a protrusion technique
US9764415B2 (en) * 2013-03-15 2017-09-19 The United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Height control and deposition measurement for the electron beam free form fabrication (EBF3) process
US10543549B2 (en) * 2013-07-16 2020-01-28 Illinois Tool Works Inc. Additive manufacturing system for joining and surface overlay
US9815135B2 (en) * 2013-10-22 2017-11-14 Lincoln Global, Inc. Systems and methods providing location feedback for additive manufacturing
EP3096911B1 (en) * 2014-01-21 2019-12-25 United Technologies Corporation Method for forming single crystal components using additive manufacturing and re-melt
US9808886B2 (en) * 2014-01-24 2017-11-07 Lincoln Global, Inc. Method and system for additive manufacturing using high energy source and hot-wire
US10464168B2 (en) * 2014-01-24 2019-11-05 Lincoln Global, Inc. Method and system for additive manufacturing using high energy source and hot-wire
US9839978B2 (en) * 2014-01-24 2017-12-12 Lincoln Global, Inc. Method and system for additive manufacturing using high energy source and hot-wire
US9937580B2 (en) * 2014-01-24 2018-04-10 Lincoln Global, Inc. Method and system for additive manufacturing using high energy source and hot-wire
US9833862B2 (en) * 2014-01-24 2017-12-05 Lincoln Global, Inc. Method and system for additive manufacturing using high energy source and hot-wire
CN103952596B (zh) * 2014-05-12 2016-03-23 四川省有色冶金研究院有限公司 一种用于金属增材制造的钴铬钼合金粉体制备方法
US10456857B2 (en) * 2015-03-31 2019-10-29 Yuanmeng Precision Technology (Shenzhen) Institute Electron beam melting and cutting composite 3D printing apparatus
CN104889392B (zh) * 2015-04-24 2017-01-04 清华大学 一种纯钨金属的增材制造方法
GB201509284D0 (en) * 2015-05-29 2015-07-15 M & I Materials Ltd Selective laser melting
US11141809B2 (en) * 2015-12-04 2021-10-12 Raytheon Company Electron beam additive manufacturing
US10300531B2 (en) * 2016-02-10 2019-05-28 Luvata Ohio, Inc. Methods of manufacturing composite materials, composite wires, and welding electrodes
US10207355B2 (en) * 2016-02-10 2019-02-19 Luvata Ohio, Inc. Welding electrodes and methods of manufacturing same
EP3423219B1 (en) 2016-03-03 2023-09-20 H.C. Starck Solutions Coldwater, LLC Fabrication of metallic parts by additive manufacturing
KR102145002B1 (ko) * 2018-12-21 2020-08-14 부산대학교 산학협력단 미세 와이어 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61110755A (ja) * 1984-11-05 1986-05-29 Tokyo Tungsten Co Ltd モリブデン線材及びその製造方法
CN1828781A (zh) * 2004-03-04 2006-09-06 W.C.贺利氏有限公司 耐高温的铌导线
US20150352794A1 (en) * 2014-06-05 2015-12-10 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Distortion prediction and minimisation in additive manufacturing

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017151737A1 (en) 2017-09-08
EP3423219A1 (en) 2019-01-09
US20170252787A1 (en) 2017-09-07
US10926311B2 (en) 2021-02-23
US10730089B2 (en) 2020-08-04
US10099267B2 (en) 2018-10-16
US20170252846A1 (en) 2017-09-07
US20190015883A1 (en) 2019-01-17
US20200376528A1 (en) 2020-12-03
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US20210213504A1 (en) 2021-07-15
US11919070B2 (en) 2024-03-05
US11458519B2 (en) 2022-10-04
US11554397B2 (en) 2023-01-17
EP3423219A4 (en) 2019-08-21
TW202019596A (zh) 2020-06-01
TW201736028A (zh) 2017-10-16
TWI685391B (zh) 2020-02-21
CN108778573B (zh) 2021-11-16
EP3423219B1 (en) 2023-09-20
JP2019520215A (ja) 2019-07-18
US20230121858A1 (en) 2023-04-20
US20230027312A1 (en) 2023-01-26
CN108778573A (zh) 2018-11-09
JP7034082B2 (ja) 2022-03-11

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