一种用于分层实体制造的自粘性金属片的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于分层实体制造的自粘性金属片，是通过有机添加剂中的粘结剂组分使得金属片具有自粘性，形成具有一定机械强度的制件胚体，最后对胚体进行烧结成型。本发明能够实现金属片之间自行产生相互粘接的效果，简化了分层实体制造金属制件的工艺，并且消除了由此产生的能耗。
【专利说明】
一种用于分层实体制造的自粘性金属片
技术领域
[0001]本发明属于分层实体制造技术(Laminated Object Manufacturing，简称L0M)中金属片材成型领域，涉及一种应用于分层实体制造金属零件的金属片。
【背景技术】
[0002]分层实体制造技术的是将原材料一层层叠加，最终形成三维立体结构，是一种比较成熟的快速成型技术。功能零件的快速制造是目前快速成型的研究热点之一，利用金属片材为造型材料的分层实体制造是实现功能零件快速制造的重要方法。
[0003]聚乙烯缩丁醛(PVB)是非水机浆料中常用的一种粘结剂，它具有较好的热塑性和高的拉伸强度，可以保证流延膜的可加工性能。
[0004]苯氧树脂已实现多样化的玻璃化温度(Tg)，树脂产品的Tg从15?166°C;对金属材料有良好的粘结力；高分子量产品的耐冲击性、韧性、弯曲加工性优良，可以较好地实现层间粘接。
[0005]现阶段用金属片材作造型材料的分层实体制造在技术上尚存在许多难以解决的难题，其一、是分层材料的堆积成形精度问题。显然，分层板厚度越薄，成形精度越高。现有分层实体制造技术用的造型材料，其分层板厚度一般都较厚。其二、是金属板材的连接问题。现有低熔点合金粘接法、螺栓紧固加电弧焊焊接法等，但在以金属片材作造型材料的分层实体制造中，以上述金属板材的连接工艺均未获得满意的效果。
【发明内容】
[0006]技术问题:本发明提供了一种能够实现金属片之间自行产生相互粘接的效果，简化了分层实体制造金属制件的工艺，并且消除了由此产生的能耗的用于分层实体制造的自粘性金属片。
[0007]技术方案:本发明的用于分层实体制造的自粘性金属片，是按照以下方法制备得到:
[0008]I)将质量份数45?50份的金刚石粉、45?50份的Cu粉、I?6份的溶剂、0.5?1.5份的分散剂在球磨机中进行球磨混合，得到混合料；
[0009]2)向所述步骤I)得到的混合料中加入I?7份的粘接剂和0.5?1.5份的增塑剂，继续球磨混合；
[0010]3)将所述步骤2)处理得到的混合料进行过滤、除泡，利用玻璃模具浇制法流延成型，经室温干燥后制得厚度为0.1?0.3mm的自粘性金属片。
[0011 ]进一步的，本发明自粘性金属片中，制备方法的步骤I)中添加的溶剂为无水乙醇和丁醇的混合物。
[0012]进一步的，本发明自粘性金属片中，制备方法用到的无水乙醇和丁醇的质量比为1:1。
[0013]进一步的，本发明自粘性金属片中，制备方法用到的分散剂为复合离子聚丙烯酰胺。
[0014]进一步的，本发明自粘性金属片中，制备方法用到的增塑剂为聚乙二醇和丙三醇的混合物，其中聚乙二醇和丙三醇的质量比为1:1。
[0015]进一步的，本发明自粘性金属片中，制备方法的步骤2)中添加的粘接剂为聚乙稀醇缩丁醛和苯氧树脂的混合物，其中苯氧树脂占粘接剂的质量比为25?35%。
[0016]进一步的，本发明自粘性金属片中，制备方法的粘接剂为玻璃化温度温度15?30°c的苯氧树脂。
[0017]进一步的，本发明自粘性金属片中，制备方法的步骤I)中在转速230r/min?270r/min下球磨混合3?7h。
[0018]进一步的，本发明自粘性金属片中，制备方法的步骤3)中在转速230r/min?270r/min下球磨混合8?12h。
[0019]有益效果:本发明与现有技术相比，具有以下优点:
[0020]本发明的用于分层实体制造的自粘性金属片是由金刚石粉末和铜粉末与有机添加剂共混后经流延成型制得的，其中有机添加剂中的粘接剂的组分为聚乙烯缩丁醛(PVB)和苯氧树脂，苯氧树脂占粘接剂质量百分比为25?35%，因为选用的苯氧树脂的玻璃化温度(TG)为15?30°C，因此室温下苯氧树脂为玻璃态为金属片赋予了的自粘性，可使这种金属片之间自行产生相互粘接的效果。
[0021]现阶段分层实体制造金属制件所使用的是经乳制而成的金属板材，在每层金属板材经切割成型后需要使用焊接的方法使其与下层已成型的板材形成结合。本发明中自粘性金属片与现行的用于分层实体制造的金属板材相比由于具有了层间相互的自粘结的特性，取代了传统分层实体制造金属制件时采用激光焊接、电弧焊等进行层间结合的方式，因而有效简化了分层实体制造金属制件的工艺，并且消除了由此产生的能耗。自粘性金属片间的自粘结为制件胚体赋予了初始强度，保证后续对胚体进行烧结的顺利进行。
[0022]本发明的用于分层实体制造的自粘性金属片具有使这种金属片之间实现自粘接的效果。传统分层实体制造中采用激光焊接、电弧焊等以热量输入的方式进行层间结合，热量的输入不可避免的导致层间产生热应力，热应力通过层层的累积最终对制件的整体性能产生严重的不良影响。自粘性金属片间通过自身的自粘性产生的相互间自行粘接避免了由于热量的输入导致的热应力。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0024]实施例1:一种用于分层实体制造的自粘性金属片，其由金刚石粉45份，铜粉45份，溶剂I份，分散剂0.5份球磨3h，球磨速度为230r/min，之后加入粘接剂7份，增塑剂1.5份份球磨8h，球磨速度为230r/min，经流延成型室温干燥24h。经分层实体制造形成的胚体抗剪切强度为1.1MPa。
[0025]实施例2:—种用于分层实体制造的自粘性金属片，其由金刚石粉45份，铜粉45份，溶剂3份，分散剂I份球磨5h，球磨速度为250r/min，之后加入粘接剂5份，增塑剂I份份球磨7h，球磨速度为250r/min，经流延成型室温干燥24h。经分层实体制造形成的胚体抗剪切强度为 1.3MPa。
[0026]实施例3:—种用于分层实体制造的自粘性金属片，其由金刚石粉45份，铜粉45份，溶剂5份，分散剂1.5份球磨7h，球磨速度为270r/min，之后加入粘接剂3份，增塑剂0.5份份球磨12h，球磨速度为270r/min，经流延成型室温干燥24h。经分层实体制造形成的胚体抗剪切强度为0.9MPa。
[0027]实施例4:一种用于分层实体制造的自粘性金属片，其由金刚石粉45份，铜粉45份，溶剂6份，分散剂1.5份球磨5h，球磨速度为230r/min，之后加入粘接剂I份，增塑剂1.5份份球磨10h，球磨速度为230r/min，经流延成型室温干燥24h。经分层实体制造形成的胚体抗剪切强度为0.6MPa。
[0028]实施例5:—种用于分层实体制造的自粘性金属片，其由金刚石粉45份，铜粉50份，溶剂I份，分散剂0.5份球磨3h，球磨速度为230r/min，之后加入粘接剂3份，增塑剂0.5份份球磨8h，球磨速度为230r/min，经流延成型室温干燥24h。经分层实体制造形成的胚体抗剪切强度为0.9MPa。
[0029]实施例6: 一种用于分层实体制造的自粘性金属片，其由金刚石粉45份，铜粉50份，溶剂I份，分散剂0.5份球磨5h，球磨速度为250r/min，之后加入粘接剂3份，增塑剂0.5份份球磨10h，球磨速度为250r/min，经流延成型室温干燥24h。经分层实体制造形成的胚体抗剪切强度为1.1MPa。
[0030]实施例7:—种用于分层实体制造的自粘性金属片，其由金刚石粉45份，铜粉50份，溶剂I份，分散剂0.5份球磨7h，球磨速度为250r/min，之后加入粘接剂3份，增塑剂0.5份份球磨12h，球磨速度为250r/min，经流延成型室温干燥24h。经分层实体制造形成的胚体抗剪切强度为0.6MPa。
[0031 ]实施例8: 一种用于分层实体制造的自粘性金属片，其由金刚石粉45份，铜粉50份，溶剂3份，分散剂0.5份球磨3h，球磨速度为230r/min，之后加入粘接剂I份，增塑剂0.5份份球磨8h，球磨速度为230r/min，经流延成型室温干燥24h。经分层实体制造形成的胚体抗剪切强度为0.4MPa。
[0032]实施例9: 一种用于分层实体制造的自粘性金属片，其由金刚石粉45份，铜粉50份，溶剂3份，分散剂0.5份球磨5h，球磨速度为250r/min，之后加入粘接剂I份，增塑剂0.5份份球磨10h，球磨速度为250r/min，经流延成型室温干燥24h。经分层实体制造形成的胚体抗剪切强度为0.4MPa。
[0033]实施例10:—种用于分层实体制造的自粘性金属片，其由金刚石粉45份，铜粉50份，溶剂3份，分散剂0.5份球磨7h，球磨速度为270r/min，之后加入粘接剂I份，增塑剂0.5份份球磨12h，球磨速度为270r/min，经流延成型室温干燥24h。经分层实体制造形成的胚体抗剪切强度为0.3MPa。
[0034]实施例11:一种用于分层实体制造的自粘性金属片，其由金刚石粉50份，铜粉45份，溶剂I份，分散剂0.5份球磨5h，球磨速度为250r/min，之后加入粘接剂3份，增塑剂0.5份份球磨10h，球磨速度为250r/min，经流延成型室温干燥24h。经分层实体制造形成的胚体抗剪切强度为0.5MPa。
[0035]实施例12:—种用于分层实体制造的自粘性金属片，其由金刚石粉50份，铜粉45份，溶剂3份，分散剂0.5份球磨7h，球磨速度为270r/min，之后加入粘接剂I份，增塑剂0.5份份球磨12h，球磨速度为270r/min，经流延成型室温干燥24h。经分层实体制造形成的胚体抗剪切强度为0.3MPa。
[0036]上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于分层实体制造的自粘性金属片，其特征在于，该金属片是按照以下方法制备得到: 1)将质量份数40?45份的金刚石粉、45?50份的Cu粉、I?6份的溶剂、0.5?1.5份的分散剂在球磨机中进行球磨混合，得到混合料； 2)向所述步骤I)得到的混合料中加入I?7份的粘接剂和0.5?1.5份的增塑剂，继续球磨混合； 3)将所述步骤2)处理得到的混合料进行过滤、除泡，利用玻璃模具浇制法流延成型，经室温干燥后制得厚度为0.1?0.3mm的自粘性金属片。2.根据权利要求1所述的一种用于分层实体制造的自粘性金属片，其特征在于，所述步骤I)中添加的溶剂为无水乙醇和丁醇的混合物。3.根据权利要求2所述的一种用于分层实体制造的自粘性金属片，其特征在于，所述无水乙醇和丁醇的质量比为1:1。4.根据权利要求1所述的一种用于分层实体制造的自粘性金属片，其特征在于，所述分散剂为复合离子聚丙烯酰胺。5.根据权利要求1所述的一种用于分层实体制造的自粘性金属片，其特征在于，所述增塑剂为聚乙二醇和丙三醇的混合物，其中聚乙二醇和丙三醇的质量比为1:1。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种用于分层实体制造的自粘性金属片，其特征在于，所述步骤2)中添加的粘接剂为聚乙烯醇缩丁醛和苯氧树脂的混合物，其中苯氧树脂占粘接剂的质量比为25?35%。7.根据权利要求6所述的一种用于分层实体制造的自粘性金属片，其特征在于，所述粘接剂为玻璃化温度温度15?30°C的苯氧树脂。8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种用于分层实体制造的自粘性金属片，其特征在于，所述步骤I)中在转速230r/min?300r/min下球磨混合3?7h。9.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种用于分层实体制造的自粘性金属片，其特征在于，所述步骤3)中在转速230r/min?300r/min下球磨混合8?12h。
【文档编号】B22F1/00GK105855554SQ201610331384
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】周健, 屠富强, 李赛鹏, 何心月, 薛烽, 白晶
【申请人】东南大学