[發明專利]一種利用3D打印技術制備具有復雜結構的多孔金屬零件的方法

有效

• 申請號: 201810025031.0
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108213408B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 陳超;黃華龍;張曉泳;李志友;周科朝
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/11
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 蔣太煒

1.一種利用3D打印技術制備具有復雜結構的多孔金屬零件的方法；其特征在于包括下述步驟：

步驟一

按設計組分配取組分A和水溶性粘結劑B，混合均勻得到原料；所述組分A的熔點為A1、所述水溶性粘結劑的沸點為B1；所述原料中，組分A的質量百分含量為10-90%、余量為水溶性粘結劑B；所述組分A的粒度小于200微米，所述水溶性粘結劑B的粒度小于600微米；所述組分A不溶于溶液C也不與溶液C反應，所述水溶性粘結劑B溶于溶液C中或與溶液C反應生成溶于溶液C的產物；所述熔點A1小于沸點B1；

所述組分A為金屬粉末；

所述水溶性粘結劑B，在3D打印時不分解；

步驟二

按設定的宏觀結構，采用選區激光熔融3D打印技術或電子束熔融3D打印技術處理原料；得到坯體；打印時，控制激光束或電子束與原料接觸點的溫度為T；所述T大于等于A1且小于B1；

激光熔融3D打印的條件參數為：

激光束斑直徑30~100微米；

激光能量范圍80~450W；

掃描間距20~500微米；

激光掃描速度0.1~6m/s；

單層鋪粉厚度20~100微米；

電子束熔融3D打印的條件參數為：

粉末預熱溫度 500~750℃；

電子束束斑直徑 50~500微米；

掃描電流 1~10mA；

掃描速度 0.5~1.5m/s；

單層鋪粉厚度30~500微米；

步驟三

將步驟二所得坯體置于溶液C中，溶出水溶性粘結劑B后，干燥，得到所述具有復雜結構的多孔金屬零件。

2.根據權利要求1所述的一種利用3D打印技術制備具有復雜結構的多孔金屬零件的方法；其特征在于：所述金屬粉末含有鎂、鋁、鈦、鐵、鎳、銅、錳、鈣、鍶、鋇、鉛、鋅、錫、鈷、金、銀、銻、鎘、鉍、鈀、鈹、鋰、銦、鉈、鍺、鑭、鈰、鍺、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、鐿、釔中的至少一種元素。

3.根據權利要求1所述的一種利用3D打印技術制備具有復雜結構的多孔金屬零件的方法；其特征在于：所述水溶性粘結劑B選自鹵化物、硅酸鹽、碳酸鹽、硼酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽、堿金屬鹽、亞硝酸鹽、鉀鈉鹽中的至少一種。

4.根據權利要求3所述的一種利用3D打印技術制備具有復雜結構的多孔金屬零件的方法；其特征在于：所述鹵化物為氯化物。

5.根據權利要求1所述的一種利用3D打印技術制備具有復雜結構的多孔金屬零件的方法；其特征在于：所述溶液C為水或含有水的有機溶液。

6.根據權利要求1所述的一種利用3D打印技術制備具有復雜結構的多孔金屬零件的方法；其特征在于：組分A的粒度為1~200微米，粘結劑B的粒度為0.001~600微米。

7.根據權利要求1所述的一種利用3D打印技術制備具有復雜結構的多孔金屬零件的方法；其特征在于：將按設計組分配取的組分A和水溶性粘結劑B通過球磨混合均勻；球磨時，控制球磨轉速為10~500r/min、球磨時間為1~300小時。