基於直接金屬雷射燒結技術製造金屬與陶瓷結合的零件的製作方法

2023-08-07 00:54:06

本實用新型涉及直接金屬雷射燒結技術植入陶瓷零件的技術，具體為一種基於直接金屬雷射燒結技術製造金屬與陶瓷結合的零件。

背景技術：

金屬和陶瓷各有特性，兩者在現今不同工業領域中都被廣泛使用。當中有些產品需要金屬和陶瓷的結合使用。但由於技術所限，金屬與非金屬的結合大多以粘著劑、鑲嵌或對陶瓷以金屬化處理後再進行焊接等方式進行接合。這些結合方法都存在缺點。

飾物於現今的時尚界有著不可或缺的關係，人們對飾物的要求愈來愈高。受到金屬本身的特性及傳統加工技術所限，令到在飾物設計上、製造方法或材料選擇上都較為單一。直接金屬雷射燒結技術（3D金屬列印）日漸成熟，該技術可克服傳統加工技術的局限，可快速製造複雜形狀的金屬飾物，成就了不少創新的設計。然而直接金屬雷射燒結技術只能使用單一材料。未能在金屬飾物上配搭不同材料而帶來美感。在金屬飾物上加入陶瓷特色元素，可令到設計上更加多元化以配合市場發展。但是於金屬及陶瓷混合使用上，存在不少的問題。例如，在接合陶瓷和金屬上由於兩種材料的特性所限制下，並不能直接焊接。因此傳統的陶瓷鑲嵌技術大多使用粘著劑將金屬和陶瓷粘在一起或以物理方法鑲嵌。然而這些並不是堅固的接合方法，容易因外在環境而受到影響，例如撞擊，溫度及溼度的改變，接合位置有機會因此受到破壞導致材料鬆脫。而且使用粘著劑的接合難以在結合件上進行加工，令到產品設計因而受限。

在工能零件製造業上，金屬和非金屬的結合使用亦非常常見。以粘著劑接合容易受到外界各種因素影響而受到破壞。在極端環境（例如高溫、高壓或高溼度）下，產品的物理及化學性能亦會因此受到影響，令到產品難以達到功能上的要求。因此在工能零件製造業上，會對陶瓷部件進行電鍍令其表面金屬化，這讓陶瓷零件可與金屬零件進行焊接。雖然這種接合方法比粘著劑接合方法更為穩固，令工能零件在物理及化學性能都更符合產品的要求，但此方法不但繁複，耗費人力及高成本，而且亦會於電鍍過程中產生大量廢物及汙染，對環境造成極大的影響，如重金屬對土地及水源造成的汙染。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種基於直接金屬雷射燒結技術製造金屬與陶瓷結合的零件，能夠使陶瓷零件嵌入一以直接金屬雷射燒結技術製造的零件內，並於空心結構中加入覆蓋件以接合陶瓷零件及以直接金屬雷射燒結技術製造零件。

本實用新型提供一種基於直接金屬雷射燒結技術製造金屬與陶瓷結合的零件，包括通過直接金屬雷射燒結技術建立的下部零部件，該下部零部件具有用來植入陶瓷零件的內腔，所述內腔中容置有陶瓷零件和覆蓋件，所述覆蓋件處於陶瓷零件的上方，所述覆蓋件及下部零部件的上方連接有通過直接金屬雷射燒結技術建立的上部零部件。

進一步地，所述下部零部件的表面具有能夠使陶瓷零件部分外露的裸露部。

進一步地，所述上部零部件和覆蓋件的表面具有能夠使陶瓷零件部分外露的裸露部。

進一步地，所述下部零部件和上部零部件、覆蓋件的表面具有能夠使陶瓷零件部分外露的裸露部。

進一步地，所述陶瓷零件的尺寸與內腔的尺寸相匹配；所述覆蓋件的尺寸與內腔及陶瓷零件的尺寸相匹配。

進一步地，所述覆蓋件的材質為金屬或合金。

本實用新型具有的優點在於：本實用新型以直接金屬雷射燒結技術建立的具有空心結構的下部零部件中加入陶瓷零件及覆蓋件，進而製造複雜的金屬陶瓷組合零件，其結合直接金屬雷射燒結技術的優點，能夠根據不同要求來定製各種珠寶飾品，該技術可以使金屬與陶瓷穩固結合。

附圖說明

圖1為本實用新型中應用直接金屬雷射燒結技術建立的下部零部件及其內腔的結構示意圖。

圖2為本實用新型中陶瓷零件嵌入下部零部件的內腔後的結構示意圖。

圖3為本實用新型中在陶瓷零件上加入覆蓋件後的結構示意圖。

圖4為本實用新型中利用直接金屬雷射燒結技術在配件組裝後建立上部零部件的結構示意圖。

圖5為本實用新型中以傳統加工技術處理下部零部件後的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型並能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。

本實用新型提供一種基於直接金屬雷射燒結技術製造金屬與陶瓷結合的零件，包括通過直接金屬雷射燒結技術建立的下部零部件1，如圖1所示，該下部零部件1具有用來容置陶瓷零件的內腔2，該內腔2中容置有陶瓷零件3，如圖2所示。該內腔2的形狀與陶瓷零件3相配合，尺寸匹配，進而將陶瓷零件3配合置入該內腔2後能夠防止其移動。所述陶瓷零件3的形狀可採用傳統陶瓷加工工藝如陶瓷粉末注塑成形、銑削、車削、打磨拋光等獲得。於內腔2中，並於陶瓷零件3的上方設置一個預先製備的覆蓋件4，如圖3所示，覆蓋件4的材質為金屬或合金。該覆蓋件4的形狀可依據傳統加工技術獲得，如金屬粉末注塑成形、銑削、車削、打磨拋光、放電加工等。覆蓋件4的尺寸與內腔2及陶瓷零件3的尺寸相配合，於陶瓷零件3的上方置於覆蓋件4後，覆蓋件4能夠完全覆蓋內腔2的表面。在覆蓋件4及已建立的下部零部件1結構的基礎上繼續利用直接金屬雷射燒結技術建立餘下的上部零部件5，如圖4所示，其材料要求與已建立的下部零部件1及覆蓋件4的材料有良好的接合性。製備完成上部零部件5後，可以以傳統加工技術如銑削、車削、打磨拋光、放電加工等處理下部零部件1和/或上部零部件5、覆蓋件4，使其部分材料移除，形成裸露部6，以外露出陶瓷零件3，以達至所需的外觀，如圖5所示，如於下部零部件1的表面開設通孔，使內部的陶瓷零件3通過通孔外露，通孔的個數、尺寸不做限制，根據所需設計即可。

本實用新型提供一種基於直接金屬雷射燒結技術製造金屬與陶瓷結合的零件的方法，包括以下幾個步驟：

步驟一：如圖1所示，應用直接金屬雷射燒結技術建立下部零部件1，下部零部件1具有用來植入陶瓷零件3的內腔2；

步驟二：如圖2所示，於所述下部零部件1的內腔2中容置陶瓷零件3，且陶瓷零件3的尺寸與內腔2的尺寸相配合，避免產生移動空間；

步驟三：如圖3所示，在陶瓷零件3的上方加蓋覆蓋件4，覆蓋件4的材質為金屬或合金，覆蓋件4的尺寸與內腔2及陶瓷零件3的尺寸相配合，於陶瓷零件3的上方置於覆蓋件4後，覆蓋件4能夠完全覆蓋內腔2的表面（開口部分）；

步驟四：在覆蓋件4及已建立的下部零部件1結構的基礎上，繼續利用直接金屬雷射燒結技術建立餘下的上部零部件5，如圖4所示，其材料要求與已建立的下部零部件1及覆蓋件4的材料有良好的接合性；

步驟五：以傳統加工技術如銑削、車削、打磨拋光、放電加工等處理，對下部零部件1和/或上部零部件5、覆蓋件4的表面部分材料進行移除，形成裸露部6，使陶瓷零件3部分外露，以達至所需的外觀，如圖5所示，如於下部零部件1的側面開設通孔，使內部的陶瓷零件3通過通孔外露，通孔的個數、尺寸不做限制，根據所需設計即可。

以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本實用新型基礎上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護範圍之內。本實用新型的保護範圍以權利要求書為準。