[發明專利]具有復合結構的積層制品的制造方法及其制品

在審

• 申請號: 201510367453.2
• 申請日: 2015-06-29
• 公開（公告）號: CN105642867A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 吳承柏;郭信宏;吳慶財
• 申請（專利權）人: 財團法人金屬工業研究發展中心
• 主分類號: B22D19/00
• 分類號: B22D19/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;鮑俊萍

技術領域

本發明是有關于一種具有復合結構的積層制品的制造方法及其制品，特 別是有關于一種結合積層制造技術及鑄造技術改變制品特性的制品及制造方 法。

背景技術

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，在一復雜形狀的煞車碟盤復合式金屬構件的輕量化設計 中，主要是將其次要結構截除后采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、膠合或焊接接合等手段予以接合。

然而，前述的現有技術必需額外以一結合接口(如螺絲扣件、膠、焊 料)來聯結兩種材料，但在一些特定的目的或用途上，該結合接口必然會形 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 有復合材料的部件(如圖1所示)，其做成該輕量制動轉子10的方法是將 第一插入件11和第二插入件12以分開的關系置于鑄造模具內，將相異于第 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。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有復合結構的積層制品的制造方法，并使 該制品中心腔室鏤空，以利用鑄造澆注熔融金屬或塑料作為該積層制品的里 材的方法。

本發明的另一目的在于提供一種上述具復合結構的積層制品。

為達成上述方法的目的，本發明的技術手段在于提供一種具有復合結構 的積層制品的制造方法，包含：應用積層制造技術成形一待加工本體，該待 加工本體為一金屬制品，其內部具有中空部位，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；將一熔點低于該待加工本體的熔融的填充 材料通過該澆口系統填入該中空部位，并使其固化后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，以形成一具有復合結構的積層制 品。

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后的排氣及排液功能，且在該填充材 料進入中空部位并硬化而與該待加工本體相結合后去除該待加工本體表面的 該冒口系統。

其中，該填充材料為一金屬，且該填充材料的比重與該待加工本體的比 重不同。

其中，該填充材料為高分子材料。

為達成上述制品的目的，本發明的技術手段在于提供了上述制造方法制 造的具有復合結構的積層制品，其結構包含：

一積層制造的本體，其具有至少一中空部位，該本體的表層具有至少一 開口；以及

一填充層，其設置并充滿于該中空部位并與該本體結合，且該開口曝露 出該填充層的局部表面。

其中，該中空部位完全分布于該本體的內部，使該本體形成一殼體。

其中，該中空部位的表面為粗糙表面。

其中，該填充層為金屬材料制品。

其中，該填充層為高分子材料制品。

其中，該本體受力負荷時具有一材料應變相對較小的區域，該填充層設 置于該區域。

其中，該本體受熱時具有一熱量相對集中的區域，該填充層設置于該區 域。

本發明的特點在于：本發明是一積層技術制成的金屬殼件類似物品，再 以類似殼模技術將另一較低熔點的金屬或樹脂熔液填入該金屬殼件之內硬化 后相結合，故可結合表面金屬剛性與強度特性及其內部的材料特性，例以內 部材料以較輕的金屬或高分子材料制作，可獲得更好的減重產品；內部材料 以比重較重的金屬制作，可改變產品的重心；內部材料以熱傳導率高的材料 制作，可增加產品的散熱效率。

附圖說明

圖1為現有技術的輕量制動轉子和帶有復合材料的部件的立體圖；

圖2為本發明中具有復合結構的積層制品的制造方法流程圖；

圖3為本發明中具有復合結構的積層制品的待加工本體的中空部位及澆 口系統剖視圖；

圖4為本發明中具有復合結構的積層制品的待加工本體、澆冒口系統的 立體示意圖；

圖5為本發明中具有復合結構的積層制品的剖視圖；

圖6為圖5的積層制品的的立體圖；以及

圖7為本發明中具有復合結構的積層制品應用于煞車碟盤實施例的立體 剖面圖。