TW202419246A - 具孔洞梯度之透氣金屬結構及其製造方法 - Google Patents
具孔洞梯度之透氣金屬結構及其製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202419246A TW202419246A TW111141824A TW111141824A TW202419246A TW 202419246 A TW202419246 A TW 202419246A TW 111141824 A TW111141824 A TW 111141824A TW 111141824 A TW111141824 A TW 111141824A TW 202419246 A TW202419246 A TW 202419246A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- layer
- stacking
- microns
- hole
- molten pool
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 68
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 48
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 25
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 18
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 11
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 238000006263 metalation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
本發明係有關於一種具孔洞梯度之透氣金屬結構及其製造方法，係主要於一第一疊層的二相對側面分別結合有一第二疊層及一第三疊層，並使該第一疊層上所設孔洞的直徑大於第二疊層，藉此，當本發明實施於模具等時，係可將模穴設於孔洞直徑較小之第二疊層，以使產品成型時可具有細緻光滑的表面品質，而利用孔洞直徑較大之第一疊層設置，以使產品成型過程中產生氣體有效排散，另可依產品所需，將第三疊層上所設孔洞直徑調整為小於或等於第一疊層，以兼顧機械強度及排氣性等需求者。
Description
本發明係涉及層狀產品技術領域，尤指一種具孔洞梯度之透氣金屬結構及其製造方法。
按，模具的冷卻與排氣問題一直受到很大的技術挑戰。在排氣方面，當射出機在合模射出熔融狀塑料時，塑料在模穴內流動擠壓，不斷壓縮模穴內的空氣，若氣體無法有效排出時，便會造成困氣問題，使得產品出現流痕、氣泡等，而且氣體若無法及時排出，也會增加射出壓力，導致模具鎖模力不足，容易形成毛邊等。
因此，為克服現有模具排氣性不佳等問題，乃有業者研發出透氣模具，請參閱台灣專利公告I269814號「透氣式模具鋼材之製造方法」、台灣專利公開201929982A號「多孔金屬及其製備方法」、中國專利公告CN107868899B號之「一種注塑用透氣鋼及製備方法」、中國專利公告CN105922514B號之「一種注塑用透氣鋼及製備方法」及中國專利公開CN106867016A號之「一種注塑用透氣鋼及製備方法」等專利前案；其中：
該台灣專利公告I269814號「透氣式模具鋼材之製造方法」，其步驟係為：A.建構成型冶具：其係利用固定塊堆疊固定，而形成具有容置空間之成型冶具，並於該容置空間內固定有高分子線材；B.形成生胚：將金屬粉末及黏結劑混練後，置入於該固定塊之容置空間，而將高分子線材完全包覆於其中，藉以形成生胚；C.加熱成型：係將該生胚置入於燒結爐中進行加熱，以將生胚中所包覆之高分子線材完全蒸發，而於生胚中形成有透氣孔洞；D.金屬成品：停止加熱待生胚冷卻後，而凝固成型為具有透氣孔洞之金屬成品，以供作為模具鋼材使用。
該台灣專利公開201929982A號「多孔金屬及其製備方法」，其包含：加入一黏著劑於一金屬粒子懸浮溶液中以製備一漿體；冷凍固化該漿體以形成一漿體塊材；自該漿體塊材移除該金屬粒子懸浮溶液包含之一溶劑，從而形成一多孔生胚；以及真空燒結該多孔生胚以製備一多孔金屬。
該中國專利公告CN107868899B號之「一種注塑用透氣鋼及製備方法」，其透氣鋼的製備步驟係包括將含有C、Cr、Mo和V的鐵基預合金粉末進行球磨，獲得改性預合金粉末，繼將霧化球形Cu粉末和水基粘結劑與改性預合金粉末混合、再制粒、乾燥，而後將制粒好的粉末裝入模具中進行壓制，壓制好的生坯置於燒結爐中進行燒結。
該中國專利公告CN105922514B號之「一種注塑用透氣鋼及製備方法」，模具具有前模和後模，前模包括面板和前模板，後模包括下固定板、模腳和後模板，後模板上設有滑塊，前模板中設有前模仁，後模板中設有後模仁，前模仁、後模仁和滑塊之間形成型腔，下固定板上設有進水水路和出水水路，進水水路和出水水路之間設有水路柱件，水路柱件外套設有鑲件，水路柱件將鑲件的中空腔分為左腔和右腔，鑲件外設有鑲套，鑲件的上方設有透氣鋼塊，鑲件與鑲套之間形成透氣通道，鑲件上設有橫向透氣孔，透氣鋼塊上設有縱向透氣孔。
該中國專利公開CN106867016A號之「一種注塑用透氣鋼及製備方法」，其包括熱燒結模具，該燒結模具包括：進氣端蓋、下透氣鋼模芯、燒結室本體、上透氣鋼模芯、排氣端蓋；下透氣鋼模芯通過進氣端蓋固定在燒結室本體的下端，上透氣鋼模芯通過排氣端蓋固定在燒結室本體的上端；所述下透氣鋼模芯與上透氣鋼模芯之間的空腔為物料燒結室；進氣端蓋與下透氣鋼模芯之間的空腔為進氣室，排氣端蓋與上透氣鋼模芯之間的空腔為排氣室。
上述專利前案雖皆揭示有透氣金屬相關的製造方法；然其所揭露之透氣金屬的製造方法主要係採金屬粉末高溫燒結技術，雖使製成之金屬產品具透氣功能，但由於燒結成型的孔洞大小不均、形狀不規則，且孔洞隨機散佈缺乏連續性，在各個透氣孔間並未連續相接而有中斷狀況下，其透氣性將難以達成，無法確保其透氣功能有效性，故實施上仍有排氣不良等缺失。再者，現有透氣金屬若為提高排氣效果而採鬆散方式燒結時，則其硬度將大幅降低、機械性質變差，另也無法顧及注塑產品的表面品質，若採較密實方式燒結，雖可確保機械強度與注塑產品的表面品質，但卻難以負荷產品成型過程中產生的大量氣體，而無法解決空氣堆積的困氣問題。
緣是，本發明人有鑑於現有透氣金屬於製造使用等仍有上述缺點，乃藉其多年於相關領域的製造及設計經驗和知識的輔佐，並經多方巧思研創出本發明。
本發明係有關於一種具孔洞梯度之透氣金屬結構及其製造方法，其主要目的係為了提供一種具良好機械強度，且可有效解決產品成型過程的困氣問題，並兼顧產品表面品質之具孔洞梯度之透氣金屬結構及其製造方法。
為了達到上述實施目的，本發明人乃研擬如下具孔洞梯度之透氣金屬結構，係包含有一第一疊層，該第一疊層係形成有相對第一面及第二面，又於該第一疊層的第一面結合有一第二疊層，且於該第一疊層上設有數第一孔洞，另於該第二疊層上設有數第二孔洞，又使該第一疊層之第一孔洞與該第二疊層之第二孔洞的位置對應相通，且使該第二孔洞的直徑小於該第一孔洞的直徑。
如上所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構，其中，該第一疊層其第一孔洞的直徑係大於80微米，另該第二疊層其第二孔洞的直徑係小於50微米。
如上所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構，其中，該具孔洞梯度之透氣金屬結構係進一步包含有一第三疊層，乃使該第三疊層結合於該第一疊層的第二面，又於該第三疊層上設有數第三孔洞，並使該第三疊層之第三孔洞與該第一疊層之第一孔洞其位置對應相通，且使該第三孔洞的直徑小於或等於該第一孔洞的直徑。
如上所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構，其中，該第一疊層其第一孔洞的直徑係大於80微米，另該第三疊層其第三孔洞的直徑係大於80微米或小於50微米。
如上所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構其製造方的實施步驟係包含：
A.製作第一疊層：將數金屬粉末緊實平鋪形成一第一積層，再於該第一積層上以雷射光束執行數條平行且間隔設立之線型路徑的掃描，該第一積層之線型路徑係伴隨形成有一道熔池寬度，且使該第一積層其兩線型路徑間所形成的線間距大於其線型路徑的熔池寬度，該第一積層之線間距及其熔池寬度的差值係形成一間隙，又將數金屬粉末緊實平鋪於該第一積層上以形成一第二積層，再於該第二積層上以雷射光束執行數條平行且間隔設立之線型路徑的掃描，該第二積層之線型路徑係與該第一積層之線型路徑呈一夾角設立，該第二積層之線型路徑係伴隨有一道熔池寬度，且使該第二積層其兩線型路徑間所形成的線間距大於其熔池寬度，該第二積層之線間距及其熔池寬度的差值係形成有一間隙，並使該第一積層及該第二積層之間隙呈交錯狀，以構成網格狀陣列分布之數第一孔洞，續以一第一積層上堆疊有一第二積層的順序，將數第一積層及數第二積層依序堆疊形成預設厚度之第一疊層，且使該數第一積層及數第二積層其間隙交錯構成之第一孔洞位置相互對應，以形成貫穿該第一疊層之連續性第一孔洞；
B.製作第二疊層：係將數金屬粉末於該第一疊層的第一面上緊實平鋪形成一第三積層，再於該第三積層上以雷射光束執行數條平行且間隔設立之線型路徑的掃描，而該第三積層之線型路徑係伴隨形成有一道熔池寬度，且使該第三積層其兩線型路徑間所形成的線間距大於其線型路徑的熔池寬度，該第三積層之線間距及其熔池寬度的差值係形成有一間隙，又將數金屬粉末緊實平鋪於該第三積層上以形成一第四積層，再於該第四積層上以雷射光束執行數條平行且間隔設立之線型路徑的掃描，該第四積層之線型路徑係與該第三積層之線型路徑呈一夾角設立，該第四積層之線型路徑係伴隨有一道熔池寬度，且使該第四積層其兩線型路徑間所形成的線間距大於其熔池寬度，該第四積層之線間距及其熔池寬度的差值係形成有一間隙，並使該第三積層及第四積層之間隙呈交錯狀，以構成網格狀陣列分布之數第二孔洞，續以一第三積層上堆疊有一第四積層的順序，以將至少一第三積層及至少一第四積層依序堆疊形成預設厚度之第二疊層，且使該至少一第三積層及至少一第四積層其間隙交錯構成之第二孔洞位置相互對應，以形成貫穿該第二疊層之連續性第二孔洞，並使該第二疊層之第二孔洞與該第一疊層之第一孔洞其位置對應相通，且使該第二孔洞的直徑小於該第一孔洞的直徑。
如上所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構的製造方法，其中，該第一疊層之第一積層及第二積層的熔池寬度係設定為70～150微米，又該第一積層及該第二積層其線間距係設定為150～300微米，而使該第一積層及該第二積層之間隙大於80微米，並使該第一積層及該第二積層其間隙交錯構成之第一孔洞的直徑大於80微米。
如上所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構的製造方法，其中，該第二疊層之第三積層及第四積層的熔池寬度係設定為70～150微米，又該第三積層及該第四積層其線間距係設定為120～200微米，而使該第三積層及該第四積層之間隙小於50微米，並使該第三積層及該第四積層其間隙交錯構成之第二孔洞的直徑小於50微米。
如上所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構的製造方法，其中，該具孔洞梯度之透氣金屬結構的製造方法其實施步驟係進一步包含製作第三疊層，乃將數金屬粉末於該第一疊層的第二面上緊實平鋪形成一第五積層，再於該第五積層上以雷射光束執行數條平行且間隔設立之線型路徑的掃描，而該第五積層之線型路徑係伴隨形成有一道熔池寬度，且使該第五積層其兩線型路徑間所形成的線間距大於其線型路徑的熔池寬度，又該第五積層之線間距及其熔池寬度的差值係形成有一間隙，另將數金屬粉末緊實平鋪於該第五積層上以形成一第六積層，再於該第六積層上以雷射光束執行數條平行且間隔設立之線型路徑的掃描，該第六積層之線型路徑係與該第五積層之線型路徑呈一夾角設立，該第六積層之線型路徑係伴隨有一道熔池寬度，且使該第六積層其兩線型路徑間所形成的線間距大於其熔池寬度，該第六積層之線間距及其熔池寬度的差值係形成有一間隙，並使該第五積層及第六積層之間隙呈交錯狀，以構成網格狀陣列分布之數第三孔洞，續以一第五積層上堆疊有一第六積層的順序，以將至少一第五積層及至少一第六積層依序堆疊形成預設厚度之第三疊層，且使該至少一第五積層及至少一第六積層其間隙交錯構成之第三孔洞位置相互對應，以形成貫穿該第三疊層之連續性第三孔洞，並使該第三疊層之第三孔洞與該第一疊層之第一孔洞其位置對應相通，且使該第三孔洞的直徑小於或等於該第一孔洞的直徑。
如上所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構的製造方法，其中，該第三疊層之第五積層及第六積層的熔池寬度係設定為70～150微米，又該第五積層及該第六積層其線間距係設定為150～300微米或120～200微米，而使該第五積層及該第六積層之間隙大於80微米或小於50微米，並使該第五積層及該第六積層其間隙交錯構成之第三孔洞的直徑大於80微米或小於50微米。
如上所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構的製造方法，其中，該第一疊層之第一積層與第二積層其間隙的交錯夾角係為
2ndgap=
1stcos(90-θ)，又該第二疊層之第三積層與第四積層其間隙的交錯夾角係為
4thgap=
3rdcos(90-θ)，另該第三疊層之第五積層與第六積層其間隙的交錯夾角係為
6thgap=
5thcos(90-θ)。
藉此，當本發明實施於模具等時，係可將模穴設於孔洞直徑較小之第二疊層，以使產品成型時可具有細緻光滑的表面品質，另利用孔洞直徑較大之第一疊層設置，以使產品成型過程中產生氣體有效排散，另可依產品所需，將第三疊層上所設孔洞直徑調整為小於或等於第一疊層，以兼顧機械強度及排氣性等需求者。
而為令本發明之技術手段及其所能達成之效果，能夠有更完整且清楚的揭露，茲詳細說明如下，請一併參閱揭露之圖式及圖號：
首先，請參閱第一、二圖所示，為本發明之具孔洞梯度之透氣金屬結構，係包含有一第一疊層(1)，該第一疊層(1)係形成有相對第一面及第二面，又於該第一疊層(1)的第一面結合有一第二疊層(2)，另於該第一疊層(1)的第二面結合有一第三疊層(3)，又於該第一疊層(1)上設有數第一孔洞(11)，並於該第二疊層(2)上設有數第二孔洞(21)，另於該第三疊層(3)上設有數第三孔洞(31)，又使該第一疊層(1)之第一孔洞(11)、該第二疊層(2)之第二孔洞(21)及該第三疊層(3)之第三孔洞(31)位置對應相通，且使該第二孔洞(21)的直徑小於該第一孔洞(11)的直徑，另使該第三孔洞(31)的直徑小於或等於該第一孔洞(11)的直徑，該第一疊層(1)其第一孔洞(11)的直徑係大於80微米〔µm〕，又該第二疊層(2)其第二孔洞(21)的直徑係小於50微米，另該第三疊層(3)其第三孔洞(31)的直徑係大於80微米或小於50微米。
據此，本發明之具孔洞梯度之透氣金屬結構的製造方法，請一併參閱第三圖所示，其實施步驟係包含：
A.製作第一疊層：請一併參閱第四、五圖所示，將數金屬粉末緊實平鋪形成一第一積層(4)，再於該第一積層(4)上以雷射光束(a)執行數條平行且間隔設立之線型路徑(41)的掃描，該第一積層(4)之線型路徑(41)係伴隨形成有一道熔池寬度〔width of melt pool〕(42)，該第一積層(4)之熔池寬度(42)係設定為70～150微米，且使該第一積層(4)其兩線型路徑(41)間所形成的線間距〔hatch distance〕(43)大於其線型路徑(41)的熔池寬度(42)，該第一積層(4)其兩線型路徑(41)的線間距(43)係設定為150～300微米，該第一積層(4)之線間距(43)及其熔池寬度(42)的差值係形成一間隙〔gap〕(44)，該間隙(44)=線間距(43)-熔池寬度(42)，而使該第一積層(4)之間隙(44)大於80微米，又將數金屬粉末緊實平鋪於該第一積層(4)上以形成一第二積層(5)，再於該第二積層(5)上以雷射光束(a)執行數條平行且間隔設立之線型路徑(51)的掃描，該第二積層(5)之線型路徑(51)係與該第一積層(4)之線型路徑(41)呈一夾角設立，該第二積層(5)之線型路徑(51)係伴隨有一道熔池寬度(52)，且使該第二積層(5)之兩線型路徑(51)間所形成的線間距(53)大於其熔池寬度(52)，該第二積層(5)之線間距(53)及其熔池寬度(52)的差值係形成有一間隙(54)，該第二積層(5)之熔池寬度(52)係設定為70～150微米，又其線間距(53)係設定為150～300微米，而使該第二積層(5)之間隙(54)大於80微米，並使該第一積層(4)及第二積層(5)之間隙(44)、(54)呈交錯狀，以構成網格狀陣列分布之數第一孔洞(11)，以使該第一孔洞(11)的直徑係大於80微米，該第一積層(4)及第二積層(5)其間隙(44)、(54)交錯夾角可為
2ndgap=
1stcos(90-θ)，以90度為最佳，續以一第一積層(4)上堆疊有一第二積層(5)的順序，將數第一積層(4)及數第二積層(5)依序堆疊形成預設厚度之第一疊層(1)，且使該數第一積層(4)及數第二積層(5)其間隙(44)、(54)交錯構成之第一孔洞(11)位置相互對應，以形成貫穿該第一疊層(1)之連續性第一孔洞(11)；
B.製作第二疊層：請一併參閱第六圖所示，係將數金屬粉末於該第一疊層(1)的第一面上緊實平鋪形成一第三積層(6)，再於該第三積層(6)上以雷射光束(a)執行數條平行且間隔設立之線型路徑(61)的掃描，而該第三積層(6)之線型路徑(61)係伴隨形成有一道熔池寬度(62)，該第三積層(6)之熔池寬度(62)係設定為70～150微米，且使該第三積層(6)其兩線型路徑(61)間所形成的線間距(63)大於其線型路徑(61)的熔池寬度(62)，該第三積層(6)其兩線型路徑(61)的線間距(63)係設定為120～200微米，該第三積層(6)之線間距(63)及其熔池寬度(62)的差值係形成有一間隙(64)，而使該第三積層(6)之間隙(64)小於50微米，又將數金屬粉末緊實平鋪於該第三積層(6)上以形成一第四積層(7)，再於該第四積層(7)上以雷射光束(a)執行數條平行且間隔設立之線型路徑(71)的掃描，該第四積層(7)之線型路徑(71)係與該第三積層(6)之線型路徑(61)呈一夾角設立，該第四積層(7)之線型路徑(71)係伴隨有一道熔池寬度(72)，且使該第四積層(7)其兩線型路徑(71)間所形成的線間距(73)大於其熔池寬度(72)，該第四積層(7)之線間距(73)及其熔池寬度(72)的差值係形成有一間隙(74)，該第四積層(7)之熔池寬度(72)係設定為70～150微米，又其線間距(73)係設定為120～200微米，而使該第四積層(7)之間隙(74)小於50微米，並使該第三積層(6)及第四積層(7)之間隙(64)、(74)呈交錯狀，以構成網格狀陣列分布之數第二孔洞(21)，以使該第二孔洞(21)的直徑係小於50微米，該第三積層(6)及第四積層(7)其間隙(64)、(74)交錯夾角可為
4thgap=
3rdcos(90-θ)，而以90度為最佳，續以一第三積層(6)上堆疊有一第四積層(7)的順序，以將至少一第三積層(6)及至少一第四積層(7)依序堆疊形成預設厚度之第二疊層(2)，且使該至少一第三積層(6)及至少一第四積層(7)其間隙(64)、(74)交錯構成之第二孔洞(21)位置相互對應，以形成貫穿該第二疊層(2)之連續性第二孔洞(21)，並使該第二疊層(2)之第二孔洞(21)與該第一疊層(1)之第一孔洞(11)其位置對應相通；
C.製作第三疊層：請一併參閱第七圖所示，係將數金屬粉末於該第一疊層(1)的第二面上緊實平鋪形成一第五積層(8)，再於該第五積層(8)上以雷射光束(a)執行數條平行且間隔設立之線型路徑(81)的掃描，而該第五積層(8)之線型路徑(81)係伴隨形成有一道熔池寬度(82)，該第五積層(8)之熔池寬度(82)係設定為70～150微米，且使該第五積層(8)其兩線型路徑(81)間所形成的線間距(83)大於其線型路徑(81)的熔池寬度(82)，該第五積層(8)其兩線型路徑(81)的線間距(83)係設定為150～300微米或120～200微米，該第五積層(8)之線間距(83)及其熔池寬度(82)的差值係形成有一間隙(84)，而使該第五積層(8)之間隙(84)大於80微米或小於50微米，又將數金屬粉末緊實平鋪於該第五積層(8)上以形成一第六積層(9)，再於該第六積層(9)上以雷射光束(a)執行數條平行且間隔設立之線型路徑(91)的掃描，該第六積層(9)之線型路徑(91)係與該第五積層(8)之線型路徑(81)呈一夾角設立，該第六積層(9)之線型路徑(91)係伴隨有一道熔池寬度(92)，且使該第六積層(9)其兩線型路徑(91)間所形成的線間距(93)大於其熔池寬度(92)，該第六積層(9)之線間距(93)及其熔池寬度(92)的差值係形成有一間隙(94)，該第六積層(9)之熔池寬度(92)係設定為70～150微米，又其線間距(93)係設定為150～300微米或120～200微米，而使該第六積層(9)之間隙(94)大於80微米或小於50微米，並使該第五積層(8)及第六積層(9)之間隙(84)、(94)呈交錯狀，以構成網格狀陣列分布之數第三孔洞(31)，該第三孔洞(31)的直徑係大於80微米或小於50微米，該第五積層(8)及第六積層(9)其間隙(84)、(94)交錯夾角可為
6thgap=
5thcos(90-θ)，而以90度為最佳，續以一第五積層(8)上堆疊有一第六積層(9)的順序，以將至少一第五積層(8)及至少一第六積層(9)依序堆疊形成預設厚度之第三疊層(3)，且使該至少一第五積層(8)及至少一第六積層(9)其間隙(84)、(94)交錯構成之第三孔洞(31)位置相互對應，以形成貫穿該第三疊層(3)之連續性第三孔洞(31)，並使該第三疊層(3)之第三孔洞(31)與該第一疊層(1)之第一孔洞(11)其位置對應相通。
藉此，利用上述本發明之製造方法即可簡便製作出一具孔洞梯度之透氣金屬結構，當本發明之具孔洞梯度之透氣金屬實施作為模具時，係可將模穴設置於孔洞直徑小於50微米之第二疊層(2)，以使產品於模穴成型時，可形成細緻光滑的表面品質，而藉由第一疊層(1)其孔洞直徑大於80微米設計，以有助於塑膠產品於注塑成型過程中所產生之大量氣體的排散，而有效解決空氣堆積的困氣問題，另模具外側之第三疊層(3)其孔洞直徑係可依產品製作所需，調整為小於50微米或大於80微米，以兼顧模具的機械強度及排氣性等，據此，透過本案發明之具孔洞梯度之透氣金屬結構設計，即可有效提高模具的透氣率，以改善塑膠成品注塑成型過程中遇到的困氣問題，同時可確保注塑產品的表面品質，並可兼顧模具的機械強度，經實測後以本發明所製成的模具其機械強度可達洛氏硬度〔HRC〕40～50。
再者，利用本發明之具孔洞梯度之透氣金屬結構的製造方法係可簡便製作出所需孔洞大小及形狀與位置分佈之透氣金屬，並確保其孔洞位置的連續性。當作為模具使用時，即可使製成的模具有絕佳透氣性，不會發生任何阻塞中斷排氣狀況，並可於產品注塑成型脫模時提供良好洩壓作用，不致因內外壓力差造成脫模時的損壞，以達到將空氣對產品的影響消減至最低效果者。
前述之實施例或圖式並非限定本發明之具孔洞梯度之透氣金屬結構及其製造方法實施態樣，本發明亦可依使用所需，省略該第三疊層(3)的設置，凡所屬技術領域中具有通常知識者所為之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之專利範疇。
由上述結構及實施方式可知，本發明係具有如下優點：
1.本發明之具孔洞梯度之透氣金屬結構及其製造方法係可將模穴設於孔洞直徑較小之第二疊層，以使產品於模穴注塑成型時，可形成細緻光滑的表面品質，另利用孔洞直徑較大之第一疊層，以使塑膠產品成型過程中所產生的大量氣體有效排散，以利解決空氣堆積的困氣情形。
2.本發明之具孔洞梯度之透氣金屬結構及其製造方法係可使位於第一疊層外側之第三疊層依產品製作所需，調整其孔洞大小，以兼顧其製成之模具的機械強度及排氣性等需求者。
綜上所述，本發明之實施例確能達到所預期功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
1:第一疊層
11:第一孔洞
2:第二疊層
21:第二孔洞
3:第三疊層
31:第三孔洞
4:第一積層
41:線型路徑
42:熔池寬度
43:線間距
44:間隙
5:第二積層
51:線型路徑
52:熔池寬度
53:線間距
54:間隙
6:第三積層
61:線型路徑
62:熔池寬度
63:線間距
64:間隙
7:第四積層
71:線型路徑
72:熔池寬度
73:線間距
74:間隙
8:第五積層
81:線型路徑
82:熔池寬度
83:線間距
84:間隙
9:第六積層
91:線型路徑
92:熔池寬度
93:線間距
94:間隙
a:雷射光束
第一圖:本發明之立體分解圖
第二圖:本發明之剖視圖
第三圖:本發明之流程圖
第四圖:本發明之雷射光束掃描狀態圖
第五圖:本發明之第一積層與第二積層雷射光束掃描狀態示意圖
第六圖:本發明之第三積層與第四積層雷射光束掃描狀態示意圖
第七圖:本發明之第五積層與第六積層雷射光束掃描狀態示意圖
1:第一疊層
11:第一孔洞
2:第二疊層
21:第二孔洞
3:第三疊層
31:第三孔洞
Claims (10)
- 一種具孔洞梯度之透氣金屬結構，係包含有一第一疊層，該第一疊層係形成有相對第一面及第二面，又於該第一疊層的第一面結合有一第二疊層，且於該第一疊層上設有數第一孔洞，另於該第二疊層上設有數第二孔洞，又使該第一疊層之第一孔洞與該第二疊層之第二孔洞的位置對應相通，且使該第二孔洞的直徑小於該第一孔洞的直徑。
- 如請求項1所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構，其中，該第一疊層其第一孔洞的直徑係大於80微米，另該第二疊層其第二孔洞的直徑係小於50微米。
- 如請求項1所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構，其中，該具孔洞梯度之透氣金屬結構係進一步包含有一第三疊層，乃使該第三疊層結合於該第一疊層的第二面，又於該第三疊層上設有數第三孔洞，並使該第三疊層之第三孔洞與該第一疊層之第一孔洞其位置對應相通，且使該第三孔洞的直徑小於或等於該第一孔洞的直徑。
- 如請求項3所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構，其中，該第一疊層其第一孔洞的直徑係大於80微米，另該第三疊層其第三孔洞的直徑係大於80微米或小於50微米。
- 一種具孔洞梯度之透氣金屬結構的製造方法，其實施步驟係包含： A.製作第一疊層：將數金屬粉末緊實平鋪形成一第一積層，再於該第一積層上以雷射光束執行數條平行且間隔設立之線型路徑的掃描，該第一積層之線型路徑係伴隨形成有一道熔池寬度，且使該第一積層其兩線型路徑間所形成的線間距大於其線型路徑的熔池寬度，該第一積層之線間距及其熔池寬度的差值係形成一間隙，又將數金屬粉末緊實平鋪於該第一積層上以形成一第二積層，再於該第二積層上以雷射光束執行數條平行且間隔設立之線型路徑的掃描，該第二積層之線型路徑係與該第一積層之線型路徑呈一夾角設立，該第二積層之線型路徑係伴隨有一道熔池寬度，且使該第二積層其兩線型路徑間所形成的線間距大於其熔池寬度，該第二積層之線間距及其熔池寬度的差值係形成有一間隙，並使該第一積層及該第二積層之間隙呈交錯狀，以構成網格狀陣列分布之數第一孔洞，續以一第一積層上堆疊有一第二積層的順序，將數第一積層及數第二積層依序堆疊形成預設厚度之第一疊層，且使該數第一積層及數第二積層其間隙交錯構成之第一孔洞位置相互對應，以形成貫穿該第一疊層之連續性第一孔洞； B.製作第二疊層：係將數金屬粉末於該第一疊層的第一面上緊實平鋪形成一第三積層，再於該第三積層上以雷射光束執行數條平行且間隔設立之線型路徑的掃描，而該第三積層之線型路徑係伴隨形成有一道熔池寬度，且使該第三積層其兩線型路徑間所形成的線間距大於其線型路徑的熔池寬度，該第三積層之線間距及其熔池寬度的差值係形成有一間隙，又將數金屬粉末緊實平鋪於該第三積層上以形成一第四積層，再於該第四積層上以雷射光束執行數條平行且間隔設立之線型路徑的掃描，該第四積層之線型路徑係與該第三積層之線型路徑呈一夾角設立，該第四積層之線型路徑係伴隨有一道熔池寬度，且使該第四積層其兩線型路徑間所形成的線間距大於其熔池寬度，該第四積層之線間距及其熔池寬度的差值係形成有一間隙，並使該第三積層及第四積層之間隙呈交錯狀，以構成網格狀陣列分布之數第二孔洞，續以一第三積層上堆疊有一第四積層的順序，以將至少一第三積層及至少一第四積層依序堆疊形成預設厚度之第二疊層，且使該至少一第三積層及至少一第四積層其間隙交錯構成之第二孔洞位置相互對應，以形成貫穿該第二疊層之連續性第二孔洞，並使該第二疊層之第二孔洞與該第一疊層之第一孔洞其位置對應相通，且使該第二孔洞的直徑小於該第一孔洞的直徑。
- 如請求項5所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構的製造方法，其中，該第一疊層之第一積層及第二積層的熔池寬度係設定為70～150微米，又該第一積層及該第二積層其線間距係設定為150～300微米，而使該第一積層及該第二積層之間隙大於80微米，並使該第一積層及該第二積層其間隙交錯構成之第一孔洞的直徑大於80微米。
- 如請求項5所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構的製造方法，其中，該第二疊層之第三積層及第四積層的熔池寬度係設定為70～150微米，又該第三積層及該第四積層其線間距係設定為120～200微米，而使該第三積層及該第四積層之間隙小於50微米，並使該第三積層及該第四積層其間隙交錯構成之第二孔洞的直徑小於50微米。
- 如請求項5所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構的製造方法，其中，該具孔洞梯度之透氣金屬結構的製造方法其實施步驟係進一步包含製作第三疊層，乃將數金屬粉末於該第一疊層的第二面上緊實平鋪形成一第五積層，再於該第五積層上以雷射光束執行數條平行且間隔設立之線型路徑的掃描，而該第五積層之線型路徑係伴隨形成有一道熔池寬度，且使該第五積層其兩線型路徑間所形成的線間距大於其線型路徑的熔池寬度，又該第五積層之線間距及其熔池寬度的差值係形成有一間隙，另將數金屬粉末緊實平鋪於該第五積層上以形成一第六積層，再於該第六積層上以雷射光束執行數條平行且間隔設立之線型路徑的掃描，該第六積層之線型路徑係與該第五積層之線型路徑呈一夾角設立，該第六積層之線型路徑係伴隨有一道熔池寬度，且使該第六積層其兩線型路徑間所形成的線間距大於其熔池寬度，該第六積層之線間距及其熔池寬度的差值係形成有一間隙，並使該第五積層及第六積層之間隙呈交錯狀，以構成網格狀陣列分布之數第三孔洞，續以一第五積層上堆疊有一第六積層的順序，以將至少一第五積層及至少一第六積層依序堆疊形成預設厚度之第三疊層，且使該至少一第五積層及至少一第六積層其間隙交錯構成之第三孔洞位置相互對應，以形成貫穿該第三疊層之連續性第三孔洞，並使該第三疊層之第三孔洞與該第一疊層之第一孔洞其位置對應相通，且使該第三孔洞的直徑小於或等於該第一孔洞的直徑。
- 如請求項8所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構的製造方法，其中，該第三疊層之第五積層及第六積層的熔池寬度係設定為70～150微米，又該第五積層及該第六積層其線間距係設定為150～300微米或120～200微米，而使該第五積層及該第六積層之間隙大於80微米或小於50微米，並使該第五積層及該第六積層其間隙交錯構成之第三孔洞的直徑大於80微米或小於50微米。
- 如請求項8所述之具孔洞梯度之透氣金屬結構的製造方法，其中，該第一疊層之第一積層與第二積層其間隙的交錯夾角係為 2ndgap= 1stcos(90-θ)，又該第二疊層之第三積層與第四積層其間隙的交錯夾角係為 4thgap= 3rdcos(90-θ)，另該第三疊層之第五積層與第六積層其間隙的交錯夾角係為 6thgap= 5thcos(90-θ)。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW111141824A TWI818789B (zh) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 具孔洞梯度之透氣金屬結構及其製造方法 |
| US18/062,704 US20240141505A1 (en) | 2022-11-02 | 2022-12-07 | Gas permeable metal with porosity gradient and method of manufacturing the same |
| JP2022197123A JP7421826B1 (ja) | 2022-11-02 | 2022-12-09 | 気孔率勾配を有する通気性金属構造及びその製造方法 |
| CN202310155738.4A CN117984620A (zh) | 2022-11-02 | 2023-02-23 | 具有孔洞梯度的透气金属结构及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW111141824A TWI818789B (zh) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 具孔洞梯度之透氣金屬結構及其製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI818789B TWI818789B (zh) | 2023-10-11 |
| TW202419246A true TW202419246A (zh) | 2024-05-16 |
Family
ID=89616082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW111141824A TWI818789B (zh) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 具孔洞梯度之透氣金屬結構及其製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240141505A1 (zh) |
| JP (1) | JP7421826B1 (zh) |
| CN (1) | CN117984620A (zh) |
| TW (1) | TWI818789B (zh) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105922514B (zh) | 2016-07-06 | 2018-01-19 | 健大电业制品（昆山）有限公司 | 一种透气且冷却效果较好的模具 |
| CN106867016B (zh) | 2017-03-29 | 2023-02-14 | 华南理工大学 | 一种制备开孔性多孔聚合物材料的烧结方法及装置 |
| CN107868899B (zh) | 2017-11-14 | 2020-03-31 | 宁海县大雅精密机械有限公司 | 一种注塑用透气钢及制备方法 |
| TW201929982A (zh) | 2018-01-09 | 2019-08-01 | 行政院原子能委員會核能研究所 | 多孔金屬及其製備方法 |
| CN112276084A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-29 | 上海艾斯拓扑管理中心(有限合伙) | 一种用于增材制造的透气模具钢成形工艺方法 |
-
2022
- 2022-11-02 TW TW111141824A patent/TWI818789B/zh active
- 2022-12-07 US US18/062,704 patent/US20240141505A1/en active Pending
- 2022-12-09 JP JP2022197123A patent/JP7421826B1/ja active Active
-
2023
- 2023-02-23 CN CN202310155738.4A patent/CN117984620A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6767619B2 (en) | Preform for manufacturing a material having a plurality of voids and method of making the same | |
| DE102016209044B4 (de) | Sohlenform zum Herstellen einer Sohle und Anordnung einer Vielzahl von Sohlenformen | |
| WO2023221340A1 (zh) | 一种多材质砂型打印用高柔性多区域铺砂方法及装置 | |
| JP2017530255A (ja) | タイヤ金型のための部品、特にライニングブレードの粉体ベースの付加製造工程 | |
| CN106903775A (zh) | 一种多喷头协同控制陶瓷粉末3d成型方法 | |
| CN111054903A (zh) | 一种具有空间网格状陶瓷金属复合层的耐磨件及其制备方法 | |
| KR102300955B1 (ko) | 형상적응형 냉각채널이 적용된 주조 금형 | |
| TW202419246A (zh) | 具孔洞梯度之透氣金屬結構及其製造方法 | |
| TWI818789B (zh) | 具孔洞梯度之透氣金屬結構及其製造方法 | |
| CN111169037B (zh) | 一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具及方法 | |
| US20050260398A1 (en) | Methods and systems for manufacturing a structure having organized areas | |
| WO2022242183A1 (zh) | 一种大型砂芯的制芯方法及装置 | |
| TW202330129A (zh) | 透氣金屬的製造方法 | |
| CN103538258A (zh) | 一种多元材料的混合立体成型方法 | |
| CN104105584A (zh) | 纤维增强树脂的制备方法 | |
| KR102332533B1 (ko) | 내부 코어 형성 및 외부 표면 평탄화를 위한 와이어 아크 직접에너지적층 3d 프린팅 방법 | |
| AU2002305647B2 (en) | Preform for manufacturing a material having a plurality of voids and method of making same | |
| CN214605516U (zh) | 一种微孔过滤管堵头高温成型模 | |
| CN213317671U (zh) | 一种用于粉末冶金闸片的烧结压制工装 | |
| CN110014380A (zh) | 砂轮块及制造该砂轮块的成型模具、压头组件和压头 | |
| CN116690915A (zh) | 一种应用于模具中的透气结构以及制造方法 | |
| WO2005061208A1 (en) | Methods and systems for manufacturing a structure having organized areas | |
| SUZUKI et al. | Fabrication of Multiple and Tapered Nozzle Holes for Diesel Engines by High-Speed Centrifugal Compaction Combined with Three-Dimensional Printed Cores, Part 1–Development of Process | |
| CN109648688A (zh) | 一种二维梯度陶瓷刀具材料生坯成型模具及压片方法 | |
| CN110842144A (zh) | 一种曲面射砂模具及其工艺 |