具有孔洞梯度的透气金属结构及其制造方法

本发明涉及层状产品，尤指一种具有孔洞梯度的透气金属结构及其制造方法。

背景技术：

1、请参阅中国台湾地区公告号为twi269814b，名称为“透气式模具钢材之制造方法”的发明专利、中国台湾地区公开号为tw201929982a，名称为“多孔金属及其制备方法”的发明专利申请、公告号为cn107868899b，发明名称为“一种注塑用透气钢及制备方法”的中国发明专利、公告号为cn105922514b，发明名称为“一种透气且冷却效果较好的模具”的中国发明专利以及公开号为cn106867016a，发明名称为“一种制备开孔性多孔聚合物材料的烧结方法及装置”的发明专利申请等公开有透气金属相关的制造方法；然其所公开的透气金属的制造方法主要采用金属粉末高温烧结技术，虽可使制成的金属产品具有透气功能，但由于烧结成型的孔洞大小不均、形状不规则，且孔洞随机散布缺乏连续性，在各个透气孔间并未连续相接而有中断状况下，其透气性将难以达成，无法确保其透气功能的有效性，故实施上仍有排气不良等缺陷。再者，现有透气金属若为提高排气效果而采用松散方式烧结时，则其硬度将大幅降低、机械性质变差，另外也无法顾及注塑产品的表面质量；若采较密实方式烧结，虽可确保机械强度与注塑产品的表面质量，但却难以负荷产品成型过程中产生的大量气体，进而无法解决空气堆积的困气、焊缝、短射等问题。

技术实现思路

1、本发明有关于一种具有孔洞梯度的透气金属结构及其制造方法，其主要目的为了提供一种具有良好机械强度，且可有效解决产品成型过程的困气问题，并兼顾产品表面质量的具有孔洞梯度的透气金属结构及其制造方法。

2、为了达到上述实施目的，一方面，本发明提供一种具有孔洞梯度的透气金属结构，其包括一第一叠层，所述第一叠层形成有相对第一面及第二面，所述第一叠层的所述第一面结合有一第二叠层，所述第一叠层上设有多个第一孔洞，所述第二叠层上设有多个第二孔洞，所述第一叠层的多个所述第一孔洞的位置与所述第二叠层的多个所述第二孔洞的位置对应相通，所述第二孔洞的孔径小于所述第一孔洞的孔径。

3、在本发名的一个较佳的实施方式中，所述第一叠层的所述第一孔洞的孔径大于80微米，所述第二叠层的所述第二孔洞的孔径小于50微米。

4、在本发名的一个较佳的实施方式中，所述具有孔洞梯度的透气金属结构进一步包括一第三叠层，所述第三叠层结合于所述第一叠层的所述第二面，所述第三叠层上设有多个第三孔洞，所述第三叠层的多个所述第三孔洞的位置与所述第一叠层的多个所述第一孔洞的位置对应相通，所述第三孔洞的孔径小于或等于所述第一孔洞的孔径。

5、在本发名的一个较佳的实施方式中，所述第一叠层的所述第一孔洞的孔径大于80微米，所述第三叠层的所述第三孔洞的孔径大于80微米或小于50微米。

6、另一方面，本发明提供一种具有孔洞梯度的透气金属结构的制造方法，其实施步骤包括：

7、步骤a：制作第一叠层：将金属粉末紧实平铺形成一第一积层，再于所述第一积层上以激光束执行多条平行且间隔设立的第一线型路径的扫描，所述第一积层的所述第一线型路径伴随形成有一道第一熔池宽度，所述第一积层的两个相邻的所述第一线型路径间所形成的第一线间距大于所述第一熔池宽度，所述第一积层的所述第一线间距及所述第一熔池宽度的差值形成一第一间隙；将金属粉末紧实平铺于所述第一积层上以形成一第二积层，再于所述第二积层上以激光束执行多条平行且间隔设立的第二线型路径的扫描，所述第二积层的所述第二线型路径与所述第一积层的所述第一线型路径之间呈一夹角设置，所述第二积层的第二线型路径伴随有一道第二熔池宽度，所述第二积层的两个相邻的所述第二线型路径间所形成的第二线间距大于所述第二熔池宽度，所述第二积层的所述第二线间距及所述第二熔池宽度的差值形成有一第二间隙，所述第一积层的所述第一间隙及所述第二积层的所述第二间隙呈交错状排列，以构成网格状分布的多个第一孔洞，以一第一积层上堆栈有一第二积层的顺序，将多个第一积层及多个第二积层依序堆栈形成第一叠层，多个所述第一积层及多个所述第二积层交错构成的多个所述第一孔洞的位置相互对应，形成贯穿所述第一叠层的连续性的多个所述第一孔洞；

8、步骤b：制作第二叠层：将金属粉末于所述第一叠层的第一面上紧实平铺形成一第三积层，再于所述第三积层上以激光束执行多条平行且间隔设立的第三线型路径的扫描，所述第三积层的所述第三线型路径伴随形成有一道第三熔池宽度，所述第三积层的两个相邻的所述第三线型路径间所形成的第三线间距大于所述第三熔池宽度，所述第三积层的所述第三线间距及所述第三熔池宽度的差值形成有一第三间隙；将金属粉末紧实平铺于所述第三积层上以形成一第四积层，再于所述第四积层上以激光束执行多条平行且间隔设立的第四线型路径的扫描，所述第四积层的所述第四线型路径与所述第三积层的所述第三线型路径呈一夹角设置，所述第四积层的所述第四线型路径伴随有一道第四熔池宽度，所述第四积层的两个相邻的所述第四线型路径间所形成的第四线间距大于所述第四熔池宽度，所述第四积层的所述第四线间距及所述第四熔池宽度的差值形成有一第四间隙，所述第三积层的所述第三间隙及第四积层的所述第四间隙呈交错状排列，构成网格状分布的多个第二孔洞，以一第三积层上堆栈有一第四积层的顺序，将至少一所述第三积层及至少一所述第四积层依序堆栈形成所述第二叠层，至少一所述第三积层及至少一所述第四积层交错构成的多个所述第二孔洞的位置相互对应，形成贯穿所述第二叠层的连续性的多个所述第二孔洞，所述第二叠层的多个所述第二孔洞的位置与所述第一叠层的多个所述第一孔洞的位置对应相通，所述第二孔洞的孔径小于所述第一孔洞的孔径。

9、在本发名的一个较佳的实施方式中，所述第一叠层的所述第一熔池宽度及所述第二熔池宽度为70微米～150微米，所述第一线间距的长度及所述第二线间距为150微米～300微米，所述第一积层的所述第一间隙及所述第二积层的所述第二间隙大于80微米，所述第一积层的所述第一间隙及所述第二积层的所述第二间隙交错构成的所述第一孔洞的孔径大于80微米。

10、在本发名的一个较佳的实施方式中，所述第二叠层的所述第三熔池宽度及所述第四熔池宽度为70～150微米，所述第三线间距及所述第四线间距为120～200微米，所述第三积层的所述第三间隙及所述第四积层的所述第四间隙小于50微米，所述第三积层的所述第三间隙及所述第四积层的所述第四间隙交错构成的所述第二孔洞的孔径小于50微米。

11、在本发名的一个较佳的实施方式中，所述具有孔洞梯度的透气金属结构的制造方法进一步包括：

12、制作第三叠层，将金属粉末于所述第一叠层的第二面上紧实平铺形成一第五积层，再于所述第五积层上以激光束执行多条平行且间隔设立的第五线型路径的扫描，所述第五积层的所述第五线型路径伴随形成有一道第五熔池宽度，所述第五积层的两个相邻的所述第五线型路径间所形成的第五线间距大于所述第五熔池宽度，所述第五积层的所述第五线间距及所述第五熔池宽度的差值形成有一第五间隙；将金属粉末紧实平铺于所述第五积层上以形成一第六积层，再于所述第六积层上以激光束执行多条平行且间隔设立的第六线型路径的扫描，所述第六积层的第六线型路径与所述第五积层的第五线型路径呈一夹角设置，所述第六积层的第六线型路径伴随有一道第六熔池宽度，所述第六积层的两个相邻的所述第六线型路径间所形成的第六线间距大于所述第六熔池宽度，所述第六积层的所实施第六线间距及所述第六熔池宽度的差值形成有一第六间隙，所述第五积层的所述第五间隙及第六积层的所述第六间隙呈交错状排列，构成网格状分布的多个第三孔洞，以一第五积层上堆栈有一第六积层的顺序，将至少一所述第五积层及至少一所述第六积层依序堆栈形成第三叠层，所述至少一所述第五积层及至少一所述第六积层交错构成的多个所述第三孔洞的位置相互对应，以形成贯穿所述第三叠层的连续性的多个所述第三孔洞，所述第三叠层的多个所述第三孔洞的位置与所述第一叠层的多个所述第一孔洞的位置对应相通，且使所述第三孔洞的孔径小于或等于所述第一孔洞的孔径。

13、在本发名的一个较佳的实施方式中，所述第三叠层的所述第五熔池宽度及所述第六熔池宽度为70微米～150微米，所述第五线间距及所述第六线间距为150微米～300微米或120微米～200微米，所述第五积层的所述第五间隙及所述第六积层的所述第六间隙大于80微米或小于50微米，所述第五积层的所述第五间隙及所述第六积层的所述第六间隙交错构成的所述第三孔洞的孔径大于80微米或小于50微米。

14、在本发名的一个较佳的实施方式中，所述第一叠层的所述第一间隙与所述第二间隙的交错夹角为2ndgap＝1stcos(90-θ)，所述第二叠层的所述第三间隙与所述第四间隙的交错夹角为4thgap＝3rdcos(90-θ)，所述第三叠层的所述第五间隙与所述第六间隙的交错夹角为6thgap＝5thcos(90-θ)；其中，该第一间隙的倾斜角度为θ，该第二间隙的倾斜角度为90-θ，0<θ<90；该第三间隙的倾斜角度为θ，该第四间隙的倾斜角度为90-θ，0<θ<90；该第五间隙的倾斜角度为θ，该第六间隙的倾斜角度为90-θ，0<θ<90。

15、本发明具有以下有益效果：

16、1.本发明的具有孔洞梯度的透气金属结构及其制造方法可将模穴设于孔洞孔径较小的第二叠层，以使产品于模穴注塑成型时，可形成细致光滑的表面质量，另外利用孔洞孔径较大的第一叠层，以使塑料产品成型过程中所产生的大量气体有效排散，以利解决空气堆积的困气情形。

17、2.本发明的具有孔洞梯度的透气金属结构及其制造方法可使位于第一叠层外侧的第三叠层依产品制作所需，调整其孔洞大小，以兼顾其制成的模具的机械强度及排气性等需求。