[發明專利]基于直接金屬激光燒結技術制造金屬與陶瓷結合的零件及方法

有效

• 申請號: 201710134509.9
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN108568527B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 李國強;單銘賢;陳偉倫;高天敏;李穎思
• 申請（專利權）人: 香港生產力促進局
• 主分類號: B22F7/08
• 分類號: B22F7/08;B22F3/105
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 毛廣杰

本發明提供一種基于直接金屬激光燒結技術制造金屬與陶瓷結合的零件及方法，該金屬與陶瓷結合的零件包括通過直接金屬激光燒結技術建立的下部零部件，該下部零部件具有用來植入陶瓷零件的內腔，所述內腔中容置有陶瓷零件和覆蓋件，所述覆蓋件處于陶瓷零件的上方，所述覆蓋件及下部零部件的上方連接有通過直接金屬激光燒結技術建立的上部零部件。本發明結合直接金屬激光燒結技術的優點，能夠制造復雜的金屬陶瓷組合零件，可根據不同要求來定制各種珠寶飾品，且具有穩固結合金屬與陶瓷的優點。

技術領域

本發明涉及直接金屬激光燒結技術植入陶瓷零件的方法，具體為一種基于直接金屬激光燒結技術制造金屬與陶瓷結合的零件及方法。

背景技術

金屬和陶瓷各有特性，兩者在現今不同工業領域中都被廣泛使用。當中有些產品需要金屬和陶瓷的結合使用。但由于技術所限，金屬與非金屬的結合大多以粘著劑、鑲嵌或對陶瓷以金屬化處理后再進行焊接等方式進行接合。這些結合方法都存在缺點。

飾物于現今的時尚界有著不可或缺的關系，人們對飾物的要求愈來愈高。受到金屬本身的特性及傳統加工技術所限，令到在飾物設計上、制造方法或材料選擇上都較為單一。直接金屬激光燒結技術（3D金屬打印）日漸成熟，該技術可克服傳統加工技術的局限，可快速制造復雜形狀的金屬飾物，成就了不少創新的設計。然而直接金屬激光燒結技術只能使用單一材料。未能在金屬飾物上配搭不同材料而帶來美感。在金屬飾物上加入陶瓷特色元素，可令到設計上更加多元化以配合市場發展。但是于金屬及陶瓷混合使用上，存在不少的問題。例如，在接合陶瓷和金屬上由于兩種材料的特性所限制下，并不能直接焊接。因此傳統的陶瓷鑲嵌技術大多使用粘著劑將金屬和陶瓷粘在一起或以物理方法鑲嵌。然而這些并不是堅固的接合方法，容易因外在環境而受到影響，例如撞擊，溫度及濕度的改變，接合位置有機會因此受到破壞導致材料松脫。而且使用粘著劑的接合難以在結合件上進行加工，令到產品設計因而受限。

在工能零件制造業上，金屬和非金屬的結合使用亦非常常見。以粘著劑接合容易受到外界各種因素影響而受到破壞。在極端環境（例如高溫、高壓或高濕度）下，產品的物理及化學性能亦會因此受到影響，令到產品難以達到功能上的要求。因此在工能零件制造業上，會對陶瓷部件進行電鍍令其表面金屬化，這讓陶瓷零件可與金屬零件進行焊接。雖然這種接合方法比粘著劑接合方法更為穩固，令工能零件在物理及化學性能都更符合產品的要求，但此方法不但繁復，耗費人力及高成本，而且亦會于電鍍過程中產生大量廢物及污染，對環境造成極大的影響，如重金屬對土地及水源造成的污染。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種基于直接金屬激光燒結技術制造金屬與陶瓷結合的零件及方法，該方法能夠使陶瓷零件嵌入一以直接金屬激光燒結技術制造的零件內，并于空心結構中加入覆蓋件以接合陶瓷零件及以直接金屬激光燒結技術制造的零件。

本發明提供一種基于直接金屬激光燒結技術制造金屬與陶瓷結合的零件，包括通過直接金屬激光燒結技術建立的下部零部件，該下部零部件具有用來植入陶瓷零件的內腔，所述內腔中容置有陶瓷零件和覆蓋件，所述覆蓋件處于陶瓷零件的上方，所述覆蓋件及下部零部件的上方連接有通過直接金屬激光燒結技術建立的上部零部件。

進一步地，所述下部零部件和/或上部零部件、覆蓋件的表面具有能夠使陶瓷零件部分外露的裸露部。

進一步地，所述陶瓷零件的尺寸與內腔的尺寸相匹配；所述覆蓋件的尺寸與內腔及陶瓷零件的尺寸相匹配。

進一步地，所述覆蓋件的材質為金屬或合金。

本發明還提供一種基于直接金屬激光燒結技術制造金屬與陶瓷結合的零件的方法，包括以下幾個步驟：

步驟一：應用直接金屬激光燒結技術建立下部零部件，該下部零部件具有用來植入陶瓷零件的內腔；

步驟二：于所述下部零部件的內腔中容置陶瓷零件；

步驟三：在陶瓷零件的上方加蓋覆蓋件；