DE102016121530A1 - Process for producing a solder preform and solder preform - Google Patents
Process for producing a solder preform and solder preform Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016121530A1 DE102016121530A1 DE102016121530.9A DE102016121530A DE102016121530A1 DE 102016121530 A1 DE102016121530 A1 DE 102016121530A1 DE 102016121530 A DE102016121530 A DE 102016121530A DE 102016121530 A1 DE102016121530 A1 DE 102016121530A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- solder
- alloys
- particles
- preform
- solder preform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
- B22F1/052—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles characterised by a mixture of particles of different sizes or by the particle size distribution
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/32—Process control of the atmosphere, e.g. composition or pressure in a building chamber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/007—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of moulds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
- B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/302—Cu as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3033—Ni as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0425—Copper-based alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0433—Nickel- or cobalt-based alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/20—Direct sintering or melting
- B22F10/25—Direct deposition of metal particles, e.g. direct metal deposition [DMD] or laser engineered net shaping [LENS]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/20—Direct sintering or melting
- B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Lotformteil sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Lotformteils aus einem schütt- und/oder fließfähigen Material enthaltend oder bestehend aus Lotpartikeln. Das Lotformteil wird durch ein additives Verfahren unter Verwendung des schütt- und/oder fließfähigen Materials enthaltend oder bestehend aus Lotpartikeln hergestellt.The invention relates to a solder preform and a method for producing a solder preform from a pourable and / or flowable material containing or consisting of solder particles. The solder preform is produced by an additive process using the pourable and / or flowable material containing or consisting of solder particles.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Lotformteils wie Lotring, aus einem schütt- und/oder fließfähigen Material enthaltend oder bestehend aus Lotpartikeln. Auch nimmt dir Erfindung Bezug auf ein Lotformteil wie Lotring.The invention relates to a method for producing a solder preform such as solder ring, from a pourable and / or flowable material containing or consisting of solder particles. Also, you invention refers to a solder preform such as solder ring.
Ein Verfahren sowie ein Lotformteil der eingangs genannten Art ist aus der
Aufgrund immer weiter steigender Korrosionsanforderungen werden aus der Norm DIN EN ISO 17672 bekannte Nickelbasislote immer häufiger nachgefragt. Dabei ist festzustellen, dass diese Lote mehr und mehr in Bereichen eingesetzt werden, in denen vorher ausschließlich mit Kupferloten gearbeitet wurde. Die Applikation der Kupferlote erfolgte dabei sehr häufig durch Lotringe. Diese haben den Vorteil, dass die Lotmenge eines Rings in einem sehr engen Fenster reproduzierbar ist. Weiter lassen sich Lotringe besonders bei Steckverbindungen innerhalb dieser platzieren. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass Lot im eigentlichen Lötprozess von innen nach außen fließt. Dadurch wird eine abschließende optische Kontrolle ermöglicht; denn das Lot ist nur außen sichtbar, wenn es entsprechend den Erwartungen geflossen ist.Due to ever increasing corrosion requirements, the standard DIN EN ISO 17672 is increasingly in demand for known nickel-based solders. It should be noted that these solders are used more and more in areas where previously worked exclusively with copper solders. The application of the copper solders was very often done by solder rings. These have the advantage that the Lotmenge a ring is reproducible in a very narrow window. Furthermore, solder rings can be placed especially with connectors within these. This results in the advantage that solder flows in the actual soldering from inside to outside. This allows a final visual inspection; because the lot is visible only outside when it has flowed according to expectations.
Auf diesen Vorteil möchten die Anwender auch bei der Verwendung von Nickelbasisloten nicht verzichten, zumal die entsprechende Kontrolle in vielen Fällen durch die Qualitätsrichtlinien der Endabnehmer vorgeschrieben ist.Users do not want to forego this advantage even when using nickel-based solders, especially since the corresponding control is in many cases prescribed by the end-user quality guidelines.
Aufgrund der mechanischen Eigenschaften der Nickellegierungen, hier ist insbesondere das Umformverhalten aufgrund der Sprödigkeit zu nennen, ist es aktuell technisch nicht möglich, Lotringe aus diesen Legierungen zur Verfügung zu stellen. Die Vorstufe für die Ringproduktion ist immer ein Draht, der im Bereich der Nickelbasislote aus oben genannten Gründen jedoch nicht zur Verfügung gestellt werden kann.Due to the mechanical properties of the nickel alloys, in particular the deformation behavior due to the brittleness is mentioned, it is currently not technically possible to provide solder rings made of these alloys. The precursor for ring production is always a wire that can not be made available in the field of nickel base solders for the reasons mentioned above.
Eine Vielzahl von Lötverbindungen wird auch heute noch unter normalen atmosphärischen Bedingungen durchgeführt. Das heißt, dass der Sauerstoff unter Atmosphäre zwangsläufig am Lötprozess beteiligt wird und bei den zu verbindenden Metallen zur Oxidation führen kann. Da die oxidativen den eigentlichen Lötprozess nachteilig beeinflusst, ist die Verwendung von Flussmitteln zwingend erforderlich. Nach dem heutigen Stand der Technik ist es möglich, Flussmittel zu produzieren, die unabhängig von der Art und Ausführung des applizierten Lotes als Pulver oder Paste für den Lötprozess zur Verfügung gestellt werden können. Dabei erfolgt der Auftrag des Flussmittels fast ausschließlich manuell durch den Löter. Das Flussmittel wird im Vorgang zum eigentlichen Lötprozess appliziert. Die technisch minimal notwendige Menge wird dabei häufig überschritten.A variety of solder joints is still performed today under normal atmospheric conditions. This means that the oxygen under atmosphere inevitably participates in the soldering process and can lead to the oxidation of the metals to be connected. Since the oxidative adversely affects the actual soldering process, the use of flux is imperative. According to the current state of the art, it is possible to produce fluxes that can be made available as a powder or paste for the soldering process, regardless of the type and design of the applied solder. The flux is applied almost exclusively manually by the soldering machine. The flux is applied in the process to the actual soldering process. The technically minimal amount required is often exceeded.
Eine weitere Lösung besteht darin, Feststofflot in Form von Stäben mit einem Überzug aus Flussmittel zu versehen. Man spricht von ummantelten Loten. Die Schichtdicke des Flussmittels lässt sich variieren und damit der bestehenden Lötaufgabe anpassen.Another solution is to provide solid solder in the form of rods with a coating of flux. One speaks of encased solders. The layer thickness of the flux can be varied and thus adapted to the existing soldering task.
Aus dem Fachartikel von
Die
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Lotformteils sowie ein Lotformteil der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass bei einfachem Herstellungsverfahren eine breitere Anwendung von Metalllegierungen und geometrischen Formbildungen ermöglicht wird. Ferner sollen Lotformteile mit optimierten Eigenschaften für den Lotprozess zur Verfügung gestellt werden, insbesondere Wegfall des Arbeitsschrittes der Versorgung der Lötstelle mit separatem Flussmittel.Based on this, the present invention has the object, a method for producing a Lotformteils and a solder preform of the type mentioned in such a way that a simple application of a broader application of metal alloys and geometric formations is made possible. Furthermore, solder preforms with optimized properties for the soldering process are to be provided, in particular elimination of the step of supplying the solder joint with separate flux.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß u. a. dadurch gelöst, dass das Lotformteil durch ein additives Fertigungsverfahren unter Verwendung des schütt- und/oder fließfähigen Materials enthaltend oder bestehend aus Lotpartikeln hergestellt wird. Mittels der Anwendung des additiven Fertigungsverfahrens (3D-Druckverfahrens) wird eine breitere Anwendung von Lotlegierungen und geometrischen Formbildungen wie Ringe, Folien oder bauteilspezifische Oberflächentopografien ermöglicht, so dass optimale Eigenschaften für die Verlötung erreicht werden.The object is u. a. achieved in that the solder preform is produced by an additive manufacturing process using the pourable and / or flowable material containing or consisting of solder particles. The use of the additive manufacturing process (3D printing process) allows a broader application of solder alloys and geometric shapes such as rings, foils, or component-specific surface topographies, so that optimum soldering properties are achieved.
Um Lotringe herzustellen, kann das Laserschmelzverfahren mit einem Pulverbett zur Anwendung gelangen. Hierbei wird auf einem Träger Pulvermaterial aufgetragen, um sodann entsprechend der herzustellenden Geometrie Partikel aufzuschmelzen. Sodann werden sukzessiv weitere Schichten aufgetragen und in der gewünschten Geometrie entsprechenden Bereichen die Partikel geschmolzen. Alternativ kann anstelle des Schmelzens auch ein Sintern erfolgen. Auch ein Elektronenstrahlschmelzen (electron beam melting) kommt in Frage. To produce solder rings, the laser melting process can be applied with a powder bed. In this case, powder material is applied to a carrier in order then to melt particles in accordance with the geometry to be produced. Then further layers are successively applied and the particles are melted in areas corresponding to the desired geometry. Alternatively, sintering may be used instead of melting. An electron beam melting is also possible.
Es können additive Verfahren zur Anwendungen gelangen, wie diese in den nachstehenden Dokumenten näher erläutert werden können, auf deren Offenbarungen ausdrücklich Bezug genommen wird:
Um den Eintrag von Sauerstoff in die zu druckende Teile so gering wie möglich zu halten und die Entstehung von Metalloxiden auf den Oberflächen zu verhindern, sollte der Druckprozess unter Schutzgas durchgeführt werden.In order to minimize the entry of oxygen into the parts to be printed and to prevent the formation of metal oxides on the surfaces, the printing process should be carried out under protective gas.
Gemäß eines bevorzugten Verfahrens ist vorgesehen, dass als schütt- und/oder fließfähiges Material Lotpartikel in Form von Metallpulver in reiner, normkonformer Art aus der Gruppe der NiCrB Legierungen, z.B. Ni620, sowie allen in den Normen
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die aus Metall oder einer Metalllegierung bestehenden Lotpartikeln eine mittlere Korngröße zwischen 10 µm und 400µm, vorzugsweise zwischen 20 µm und 106 µm, besonders bevorzugt zwischen 15 µm und 45 µm, aufweisen. Die mittlere Korngröße beschreibt den statistischen Mittelwert der Korngröße der im Pulver befindlichen Körner.According to a preferred embodiment, it is provided that the solder particles consisting of metal or a metal alloy have an average particle size between 10 μm and 400 μm, preferably between 20 μm and 106 μm, particularly preferably between 15 μm and 45 μm. The mean grain size describes the statistical average of the grain size of the grains in the powder.
Insbesondere liegt die Korngrößenverteilung D50 zwischen 20 µm und 40 µmIn particular, the particle size distribution D 50 is between 20 μm and 40 μm
Durch die Verwendung von Metallpulvern bzw. Mischungen von verschiedenen Metallpulvern in einer für den Lötprozess notwendigen Korngrößenverteilung ist die Voraussetzung für den Einsatz des 3D-Druckverfahrens für spezielle Lotformteile wie Lotringe gegeben. Folglich gibt es bezüglich der erforderlichen Geometrien und Abmessungen keine wesentlichen Einschränkungen. Die erzeugten Lotformteile werden als Lot für einen Verbindungsprozess eingesetzt werden, bei dem diese aufgeschmolzen werden.By using metal powders or mixtures of different metal powders in a particle size distribution necessary for the soldering process, the prerequisite for using the 3D printing method for special solder preforms such as solder rings is given. As a result, there are no significant limitations to the required geometries and dimensions. The produced solder preforms will be used as solder for a bonding process in which they are melted.
Gemäß der Erfindung kann das additive Fertigungsverfahren für die Herstellung von Lotformteilen aus Metalllegierungen, die sich auf eine andere Art und Weise nicht produzieren lassen, eingesetzt werden. Folglich wird ein an sich bekanntes Fertigungsverfahren erstmalig für bisher nicht herstellbare Lotformteile zur Anwendung gebracht. Als additives Fertigungsverfahren gelangt vorzugsweise ein Lasersinter- oder -schmelzverfahren, insbesondere ein selektives Laserschmelzverfahren (laser powder bed) oder ein Verfahren mit direkter Energieeintragung (laser directed metal deposition) zur Anwendung.According to the invention, the additive manufacturing process can be used for the production of metal alloy solder preforms which can not be produced in any other way. Consequently, a per se known manufacturing method is brought for the first time for previously not producible solder preforms used. As an additive manufacturing process preferably a laser sintering or melting process, in particular a selective laser melting process (laser powder bed) or a method with direct energy input (laser directed metal deposition) is used.
Der erfindungsgemäße Gedanke kann über die bekannten Metalllegierungen hinaus weiterverfolgt werden. Vorzugsweise kann die Möglichkeit der individuellen Mischung verschiedenster Metallpulver unter der Anwendung des 3D-Druckverfahrens zu Legierungsbildung genutzt werden, um Loteigenschaften zu erzeugen, die metallurgisch bisher nicht vorstellbar waren.The idea according to the invention can be pursued further beyond the known metal alloys. Preferably, the possibility of individual mixing of a wide variety of metal powders using the 3D printing process to alloy formation can be used to produce soldering properties that were metallurgical previously unimaginable.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können Lote produziert werden, die erhebliche Vorteile zum Beispiel hinsichtlich der Spaltfüllung im Lötprozess aufweisen.Solders can be produced by the method according to the invention, which have considerable advantages, for example with regard to gap filling in the soldering process.
Um Lotformteile zu bilden, die bezogen auf die Lötaufgabe die richtige Menge Lot aufweisen und das notwendige Flussmittel bereits beinhalten, ist vorgesehen, dass beim Aufbau des Lotformteils, wie z. B. Lotring, gezielt Hohlräume zur Aufnahme von Flussmittel erzeugt werden.To form solder preforms, which have the right amount of solder in relation to the soldering task and already contain the necessary flux, it is provided that in the construction of the solder preform, such. As solder ring, specific cavities for receiving flux are generated.
Dabei kann das Volumen der Hohlräume in einem beliebigen Verhältnis im Bereich von 5 % bis 80 % zum Volumen des Lots eingestellt werden. Die Dichte des Lotwerkstoffs kann dabei einen Wert von 99,9 Vol.-% erreichen.In this case, the volume of the cavities can be adjusted in any ratio in the range of 5% to 80% of the volume of the solder. The density of the solder material can reach a value of 99.9% by volume.
Die Erstellung von Hohlräumen in beliebiger geometrischer Ausführung erfolgt vorzugsweise durch die Software der Maschine. Dabei wird in Bereichen, die Hohlräume aufweisen sollen, das Metallpulver nicht aufgeschmolzen. Das nicht aufgeschmolzene Pulver kann sodann aus dem gedruckten Bauteil abfließen, so dass die geometrischen Hohlräume entstehen.The creation of cavities in any geometric design is preferably carried out by the software of the machine. In this case, in areas which are to have cavities, the metal powder is not melted. The unmelted powder can then flow out of the printed component, so that the geometric cavities arise.
Hierzu ist insbesondere vorgesehen, dass die Geometrie der Bauteile so ausgeführt wird, dass die Hohlräume eine Größe aufweisen, die dem Vielfachen der Korngröße der einzelnen Pulverkörner entspricht. For this purpose, it is provided in particular that the geometry of the components is carried out so that the cavities have a size which corresponds to the multiple of the grain size of the individual powder grains.
Die Ausgestaltung der Hohlräume erfolgt des Weiteren derart, dass diese eine Öffnung zur Oberfläche des Bauteiles haben. Dadurch wird sichergestellt, dass nicht aufgeschmolzene Pulverpartikel selbstständig aus dem Bauteil abfließen können (Prinzip Sanduhr). Nicht erzeugt werden dürfen Hohlräume, die dieses Kriterium nicht erfüllen, die in sich selbst abgeschlossen sind.The configuration of the cavities is further such that they have an opening to the surface of the component. This ensures that unmelted powder particles can independently flow out of the component (hourglass principle). It is not allowed to create cavities that do not fulfill this criterion, which are self-contained.
Die Geometrie des Bauteiles wird durch das Aufschmelzen und Verbinden einzelner Metallkörner erreicht. Nach dem Druckvorgang abfließende Metallpulverreste verändern die erzeugte, fixierte Geometrie somit nicht mehr. Die nicht aufgeschmolzenen Metallpulverreste sind kein Bestandteil der Bauteilgeometrie.The geometry of the component is achieved by the melting and bonding of individual metal grains. Metal powder residues flowing off after the printing process no longer change the generated, fixed geometry. The unfused metal powder residues are not part of the component geometry.
Vorzugsweise werden in einem Nachfolgeprozess diese Hohlräume mit einem entsprechenden Flussmittel befüllt. Dadurch wird ein Lotformteil gebildet, welches zur oben genannten Optimierung des Lötprozesses eingesetzt werden kann. Gegenüber bekannten technischen Möglichkeiten, die nur mit Flussmittel beschichtete Lötformteile zulassen, können qualitative Anforderungen insbesondere zur Verbindung von Kühlmittelrohren erfüllt werden.Preferably, in a subsequent process, these cavities are filled with a corresponding flux. As a result, a solder preform is formed, which can be used for the above-mentioned optimization of the soldering process. Compared with known technical possibilities, which allow only flux-coated solder preforms, qualitative requirements can be met in particular for the connection of coolant pipes.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Verfahrensweise ist vorgesehen, dass das 3D-Druckverfahren neben der Herstellung von separaten Lotformteilen auch für die Aufbringung von Lotpartikeln in Form von Metallpulver direkt an einer Oberfläche einer oder beider Fügepartner einer Lotverbindung ermöglicht.According to a further preferred procedure, it is provided that the 3D printing method, in addition to the production of separate solder preforms, also enables the deposition of solder particles in the form of metal powder directly on a surface of one or both joining partners of a solder joint.
Als Geometrien von Lotformteilen kommen insbesondere zylindrische Ringe und Abschnitte mit Querschnitten in quadratischer, rechteckiger oder runder Ausführung in Frage, ohne dass hierdurch die erfindungsmäße Lehre eingeschränkt werden soll. Beliebige Vieleckformen sind gleichfalls möglich.As geometries of Lotformteilen come in particular cylindrical rings and sections with cross-sections in square, rectangular or round design in question, without thereby the inventive teaching should be limited. Any polygonal shapes are also possible.
Die Geometriedaten für die Lotformteile können unter der Zuhilfenahme eines 3D CAD- Softwaremodules erstellt werden oder durch die Aufnahme eines optischen Scann-Verfahrens erzeugt und zur Verfügung gestellt werden. Damit sind jegliche Freiformflächen-Geometrien darstellbar.The geometry data for the solder preforms can be created with the aid of a 3D CAD software module or generated and made available by recording an optical scanning process. Thus, any free-form surface geometries can be represented.
Beispielsweise kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Ring mit einer Reckteckgeometrie hergestellt werden. Der Innendurchmesser des Rings kann z.B. 4,5 mm betragen. Das Rechteck im Schnitt kann eine Kantenlänge von 1,5 mm und eine Höhe von 1,0 mm aufweisen.For example, a ring with a rectangular geometry can be produced by the process according to the invention. The inner diameter of the ring may e.g. 4.5 mm. The rectangle on average can have an edge length of 1.5 mm and a height of 1.0 mm.
Diese Geometrie wird durch die Software des Druckers mit der nötigen Stützkonstruktion versehen und eine auf den Bauraum des Druckers optimierte Druckstrategie entwickelt. Die Optimierung bezieht sich auf die maximalen druckbaren Bauteile sowie die benötigte Zeit.This geometry is provided by the software of the printer with the necessary support structure and developed an optimized on the installation space of the printer printing strategy. Optimization refers to the maximum printable parts as well as the required time.
Zusammenfassend ist anzumerken, dass durch die Herstellung des Lotformteils mittels eines additiven Fertigungsverfahrens unter Verwendung von Material enthaltenden Lotpartikeln in Form von Metallpulver und/oder Flussmittelpartikeln neue, innovative Lösungen für die Löttechnik bereitgestellt werden können, die mit den bekannten Verfahren nicht realisierbar sind.In summary, it should be noted that by the production of the solder preform by means of an additive manufacturing process using solder particles containing material in the form of metal powder and / or flux particles new, innovative solutions for soldering can be provided, which are not feasible with the known methods.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- KR 1020150071054 A1 [0002]KR 1020150071054 A1 [0002]
- WO 2013/112217 A2 [0009]WO 2013/112217 A2 [0009]
- EP 2939763 A2 [0013]EP 2939763 A2
- DE 102013205029 A1 [0013]DE 102013205029 A1 [0013]
- US 2016/0215375 A1 [0013]US 2016/0215375 A1 [0013]
- EP 2990140 A1 [0013]EP 2990140 A1 [0013]
- US 2015/0344994 [0013]US 2015/0344994 [0013]
- DE 102013210242 [0013]DE 102013210242 [0013]
- WO 2014/154408 [0013]WO 2014/154408 [0013]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- U. Holländer u.a.: „Mit Thermoplast umhüllte Lotpartikel für die technische Fertigung mit Lotpulvern“, INFO-SERVICE, Ausgabe 31, Fachgesellschaft „Löten“ im DVS, Seite 12 - 15, JG 2015 [0008]U. Holländer et al.: "Thermoplastically encapsulated solder particles for technical production with solder powders", INFO-SERVICE, Issue 31, "Solten" Solicitation Society in DVS, page 12 - 15, JG 2015 [0008]
- ISO 17672 [0015]ISO 17672 [0015]
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016121530.9A DE102016121530A1 (en) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | Process for producing a solder preform and solder preform |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016121530.9A DE102016121530A1 (en) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | Process for producing a solder preform and solder preform |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016121530A1 true DE102016121530A1 (en) | 2018-05-17 |
Family
ID=62026208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016121530.9A Withdrawn DE102016121530A1 (en) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | Process for producing a solder preform and solder preform |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102016121530A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114367675A (en) * | 2022-01-14 | 2022-04-19 | 西安空天机电智能制造有限公司 | Copper-chromium mixture and additive manufacturing method thereof |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2978070A1 (en) * | 2011-07-22 | 2013-01-25 | Snecma | Repairing turbine engine part e.g. blade, comprises forming preform by selective melting of powder containing base material, maintaining preform in part by laser pointing, and degreasing and/or pickling a surface of preform to be brazed |
WO2013112217A2 (en) | 2011-10-31 | 2013-08-01 | California Institute Of Technology | Methods for fabricating gradient alloy articles with multi-functional properties |
DE102013205029A1 (en) | 2013-03-21 | 2014-09-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for laser melting with at least one working laser beam |
WO2014154408A1 (en) | 2013-03-27 | 2014-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for producing coarse-grain structures, use of the process and coarse-grain structure |
DE102013210242A1 (en) | 2013-06-03 | 2014-12-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Plant for selective laser melting with rotating relative movement between powder bed and powder distributor |
KR20150071054A (en) | 2013-12-17 | 2015-06-26 | 주식회사 선광 엠 파 | Corrosion-resistant brazing material containing flux |
EP2939763A2 (en) | 2014-04-30 | 2015-11-04 | Daido Steel Co.,Ltd. | Steel for mold, and mold |
US20150344994A1 (en) | 2014-05-28 | 2015-12-03 | Alstom Technology Ltd | Gamma prime precipitation strengthened nickel-base superalloy for use in powder based additive manufacturing process |
EP2990140A1 (en) | 2014-08-27 | 2016-03-02 | SLM Solutions Group AG | Method for manufacturing a component containing an iron alloy material |
DE102014118521A1 (en) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | Telegärtner Karl Gärtner GmbH | Lotformteil, process for its preparation and use of the solder preform |
US20160215375A1 (en) | 2015-01-28 | 2016-07-28 | Daido Steel Co., Ltd. | Steel powder and mold using the same |
-
2016
- 2016-11-10 DE DE102016121530.9A patent/DE102016121530A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2978070A1 (en) * | 2011-07-22 | 2013-01-25 | Snecma | Repairing turbine engine part e.g. blade, comprises forming preform by selective melting of powder containing base material, maintaining preform in part by laser pointing, and degreasing and/or pickling a surface of preform to be brazed |
WO2013112217A2 (en) | 2011-10-31 | 2013-08-01 | California Institute Of Technology | Methods for fabricating gradient alloy articles with multi-functional properties |
DE102013205029A1 (en) | 2013-03-21 | 2014-09-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for laser melting with at least one working laser beam |
WO2014154408A1 (en) | 2013-03-27 | 2014-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for producing coarse-grain structures, use of the process and coarse-grain structure |
DE102013210242A1 (en) | 2013-06-03 | 2014-12-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Plant for selective laser melting with rotating relative movement between powder bed and powder distributor |
KR20150071054A (en) | 2013-12-17 | 2015-06-26 | 주식회사 선광 엠 파 | Corrosion-resistant brazing material containing flux |
EP2939763A2 (en) | 2014-04-30 | 2015-11-04 | Daido Steel Co.,Ltd. | Steel for mold, and mold |
US20150344994A1 (en) | 2014-05-28 | 2015-12-03 | Alstom Technology Ltd | Gamma prime precipitation strengthened nickel-base superalloy for use in powder based additive manufacturing process |
EP2990140A1 (en) | 2014-08-27 | 2016-03-02 | SLM Solutions Group AG | Method for manufacturing a component containing an iron alloy material |
DE102014118521A1 (en) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | Telegärtner Karl Gärtner GmbH | Lotformteil, process for its preparation and use of the solder preform |
US20160215375A1 (en) | 2015-01-28 | 2016-07-28 | Daido Steel Co., Ltd. | Steel powder and mold using the same |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ISO 17672 |
U. Holländer u.a.: „Mit Thermoplast umhüllte Lotpartikel für die technische Fertigung mit Lotpulvern", INFO-SERVICE, Ausgabe 31, Fachgesellschaft „Löten" im DVS, Seite 12 - 15, JG 2015 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114367675A (en) * | 2022-01-14 | 2022-04-19 | 西安空天机电智能制造有限公司 | Copper-chromium mixture and additive manufacturing method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102010046468B4 (en) | Generative manufacturing process and powder for this purpose | |
EP2704863B1 (en) | Method for producing a component | |
EP2794152B1 (en) | Method for manufacturing a compact component, and component that can be produced by means of the method | |
EP3166741B9 (en) | Method for producing a component | |
DE102017118386A1 (en) | Copper alloy, use of a copper alloy, sanitary fitting and method of making a sanitary fitting | |
EP3181711A1 (en) | Aluminium alloy containing scandium for powder metallurgy technologies | |
DE2824250C2 (en) | Carrier electrode of a semiconductor component | |
DE112007003090T5 (en) | Method for producing a three-dimensionally shaped object | |
DE102009034566A1 (en) | Use of generative manufacturing method for layered structure of a component of a tank shell of a tank for liquids and/or gases, preferably fuel tank of e.g. satellite, where the component consists of titanium or an alloy of titanium | |
EP3149349A1 (en) | Bearing arrangement and corresponding production process | |
EP1250467A1 (en) | Soldering alloy | |
EP2493644A2 (en) | Method and device for producing a component | |
EP3698400B1 (en) | Method for producing a heat sink on an electronic assembly | |
DE112013005353T5 (en) | Resistance and manufacturing process thereof | |
DE102016121530A1 (en) | Process for producing a solder preform and solder preform | |
DE102013226257A1 (en) | Process for the production of contact material pieces for vacuum interrupters | |
AT523693B1 (en) | Process for manufacturing a three-dimensional component | |
DE102018107562A1 (en) | Method for producing a component by means of powder-based 3D printing and such a component | |
DE19721595A1 (en) | Material for the direct production of metallic functional samples | |
DE102017124064B4 (en) | METHOD FOR THE LOCAL INFLUENCE OF PROPERTIES OF A COMPONENT AND COMPONENT COMPRISING A POROUS BASE MATERIAL AND AN ADDITIONAL MATERIAL | |
DE102017209927A1 (en) | Method for connecting a first component to a second component | |
DE102019206183A1 (en) | Method for the generative production of a structural unit and a motor vehicle | |
DE10239369B4 (en) | Use of a powdery material for selective sintering | |
DE19846705A1 (en) | Soldering of low melting point highly conductive thin sheet components, especially stud soldering to a sheet, is effected using a solder deposit of low melting solder and high electrical resistance high melting solder | |
EP3934830B1 (en) | Powder for laser sintering, and use |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |