结炉内对已脱除黏结剂的胚体进行烧结，温度为500?600摄氏度，持续时间3?5小时；
[0042](6)冷却金属零件:停止加热，将烧结完成的金属零件在炉内冷却；
[0043 ] (7)取出金属零件:将冷却完成的金属零件从高温烧结炉中取出。
[0044]实施例3
[0045]结合金属粉末注射成型技术与微滴喷射自由成型技术，使用316L不锈钢粉末制作金属转轴，颗粒度为1ym。
[0046](I)制备黏结剂:黏结剂的组分及重量配比55%聚甲基丙烯酸甲酯、25%乙烯-醋酸乙烯酯、20%硬脂酸；
[0047](2)数据建模:利用三维设计软件设计转轴模型，导出快速成型格式，导入分层切片软件设置参数进行切片，得到切片数据；
[0048](3)微滴喷射自由成型制造金属胚体；
[0049](4)热脱脂去除黏结剂:将金属胚体从成型缸中取出，利用金属粉末注射成型技术的热脱脂工艺在以氢氩混合气为气氛的高温烧结炉中以I摄氏度每分钟慢速升温到350摄氏度，持续时间10小时，完全脱除金属胚体中的黏结剂；
[0050](5)烧结:在高温烧结炉内对已脱除黏结剂的胚体进行烧结，温度为1300?1400摄氏度，持续时间6?7小时；
[0051](6)冷却金属零件:停止加热，将烧结完成的金属零件在炉内自然冷却至室温。
[0052 ] (7)取出金属零件:将冷却完成的金属零件从高温烧结炉中取出。
[0053]实施例4
[0054]结合金属粉末注射成型技术与微滴喷射自由成型技术，使用钨钢合金粉末制作金属刀具，颗粒度为0.5μπι。
[0055](I)制备黏结剂:黏结剂的组分及重量配比40%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20%甲基丙烯酸甲酯共聚物、30 %石蜡、10 %邻苯二甲基二丁酯；
[0056](2)数据建模:利用三维设计软件设计转轴模型，导出快速成型格式，导入分层切片软件设置参数进行切片，得到切片数据；
[0057](3)微滴喷射自由成型制造金属胚体；
[0058](4)热脱脂去除黏结剂:将金属胚体从成型缸中取出，利用金属粉末注射成型技术的热脱脂工艺在以真空的高温烧结炉中以2摄氏度每分钟慢速升温到350摄氏度，持续时间5小时，完全脱除金属胚体中的黏结剂;在该热脱脂过程中，金属胚体被加热至热脱脂黏结剂挥发温度，使热脱脂黏结剂受热分解发生物态变化，转变为气态，达到脱除目的；
[0059](5)烧结:在高温烧结炉内对已脱除黏结剂的胚体进行烧结，温度为1400?1500摄氏度，持续时间2?3小时；
[0060](6)冷却金属零件:停止加热，将烧结完成的金属零件在炉内自然冷却至室温；
[0061 ] (7)取出金属零件:将冷却完成的金属零件从高温烧结炉中取出。
[0062]实施例5
[0063]结合金属粉末注射成型技术与微滴喷射自由成型技术，使用钨镍合金粉末制作金属模具。
[0064](I)制备黏结剂:黏结剂的组分及重量配比40%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20%甲基丙烯酸甲酯共聚物、30 %石蜡、10 %邻苯二甲基二丁酯；
[0065](2)数据建模:利用三维设计软件设计转轴模型，导出快速成型格式，导入分层切片软件设置参数进行切片，得到切片数据；
[0066](3)微滴喷射自由成型制造金属胚体:将黏结剂加入微滴喷射供料系统，供粉缸装入金属粉末，铺平压实，然后将切片数据导入微滴喷射自由成型设备，微滴喷射供料系统供料给由计算机控制进行XY平面运动的微滴喷头，微滴喷头喷射出金属粉末黏结剂，喷射在成型缸内的金属粉末上，该层喷射黏结完成后，成型缸下降一个层厚，两边供粉缸上升一个层厚，推出若干粉末，并被铺粉辊推到成型缸，铺平并被压实。如此周而复始地送粉、铺粉和喷射金属粉末黏结剂，最终完成一个三维金属粉末的黏结，形成金属胚体；
[0067](4)热脱脂去除黏结剂:将金属胚体从成型缸中取出，利用金属粉末注射成型技术的热脱脂工艺在以真空的高温烧结炉中以3摄氏度每分钟慢速升温到280摄氏度，持续时间5?10小时，完全脱除金属胚体中的黏结剂。在该热脱脂过程中，金属胚体被加热至热脱脂黏结剂挥发温度，使热脱脂黏结剂受热分解发生物态变化，转变为气态，达到脱除目的；
[0068](5)烧结:在高温烧结炉内对已脱除黏结剂的胚体进行烧结，温度为1400?1500摄氏度，持续时间8?10小时；
[0069](6)冷却金属零件:停止加热，将烧结完成的金属零件在炉内自然冷却至室温。
[0070 ] (7)取出金属零件:将冷却完成的金属零件从高温烧结炉中取出。
[0071]以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种金属3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)制备黏结剂:制备黏结剂，用于金属粉末的黏结； (2)数据建模:利用三维设计软件设计零件模型，导出快速成型格式，导入分层切片软件设置参数进行切片，得到切片数据； (3)制造金属胚体:使用微滴喷射自由成型技术的成型技术，通过微滴喷头喷射黏结剂将黏结剂与金属粉末逐层黏结形成金属胚体； (4)去除黏结剂:将金属胚体从成型缸中取出，利用金属粉末注射成型技术的热脱脂工艺高温烧结炉中于以I?3摄氏度每分钟慢速升温到150?350摄氏度，持续时间5?10小时； (5)烧结:使用金属粉末注射成型技术的烧结工艺，在高温烧结炉内在500?2000摄氏度对已脱除黏结剂的胚体进行持续2?10小时的高温烧结； (6)冷却金属零件:停止加热，将烧结完成的金属零件在炉内冷却； (7)取出金属零件:将冷却完成的金属零件从高温烧结炉中取出。2.根据权利要求1所述的金属3D打印方法，其特征在于，步骤(I)中所述黏结剂的组分及重量配比为:60?65%聚苯乙烯、15?20%聚乙烯、10?15%硬脂酸、5?10%邻苯二甲酸二乙酯。3.根据权利要求1所述的金属3D打印方法，其特征在于，步骤(I)中所述黏结剂的组分及重量配比为:55?65%聚甲基丙烯酸甲酯、15?25%乙烯-醋酸乙烯酯、15?20%硬脂酸。4.根据权利要求1所述的金属3D打印方法，其特征在于，步骤(I)中所述黏结剂的组分及重量配比为:35?45%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、15?20%甲基丙烯酸甲酯共聚物、25?30%石錯、5?15%邻苯二甲基二丁酯。5.根据权利要求1至4任一项所述的金属3D打印方法，其特征在于，所述金属粉末为铁、铝、铜、不锈钢、硬质合金、钨合金、钛合金、低合金钢或高温合金。6.根据权利要求5所述的金属3D打印方法，其特征在于，针对不同的金属粉末，在步骤(5)中，铝的烧结温度在500?600摄氏度，不锈钢的烧结温度在1300?1400摄氏度，铁的烧结温度在1200?1300摄氏度，铜的烧结温度在1400?1500摄氏度，钨合金的烧结温度在1400?1500摄氏度。7.根据权利要求1所述的金属3D打印方法，其特征在于，所述金属粉末颗粒度为0.5?2 Oum ο8.根据权利要求1所述的金属3D打印方法，其特征在于，步骤(5)中，烧结过程持续时间2?3小时。9.根据权利要求1所述的金属3D打印方法，其特征在于，在步骤(6)中，将烧结完成的金属零件在炉内自然冷却至室温。10.根据权利要求1所述的金属3D打印方法，其特征在于，热脱脂过程可在真空、空气、氢气、氮氢混合气、氢氩混合气或氮氢水混合气气体中进行。
【专利摘要】本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种金属3D打印方法。为了解决现有金属3D打印制造成本高，危险性高，零件致密度低，表面粗糙度高等问题，本发明提供了一种金属3D打印方法，包括以下步骤：(1)制备黏结剂；(2)数据建模；(3)制造金属胚体；(4)去除黏结剂；(5)烧结；(6)冷却金属零件；(7)取出金属零件。有益效果：本发明能够制备形状复杂包含封闭空腔、复杂内腔等传统制造工艺无法制造的金属零件，并且制备的零件具有致密度高表面粗糙度低等优点，本发明安全性高，可靠性强，能够大幅度降低金属3D打印的成本。
【IPC分类】B22F1/00, B22F3/22, B22F3/10, B33Y10/00
【公开号】CN105562696
【申请号】CN201610015129
【发明人】刘祚时, 曾江月, 罗冠清, 况志强, 植俊铭, 刘政
【申请人】江西理工大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月11日