中空构件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种中空构件的制备方法，其包含：成型水溶性原料以形成水溶性架桥；射出成型射料以包覆水溶性架桥，而获得第一生胚；使用水移除第一生胚中的水溶性架桥，以获得第二生胚；以及烧结第二生胚，以获得中空构件，其中，中空构件具有对应于水溶性架桥形状的中空形状。

Hollow component and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
中空构件及其制备方法
本专利技术涉及一种中空构件及其制备方法，具体涉及一种利用水溶性架桥作为模板的中空构件及其制备方法。
技术介绍
随着科技的发展与进步，生活中处处可见各种精密的仪器、日常用品、电子产品等。因此，应用于这些精密产品的金属及/或陶瓷构件及其制备方法具有广大的商业潜力。在精密的金属及/或陶瓷构件中，具有中空形状的金属及/或陶瓷构件因其应用广泛，因此尤为一种不可或缺的金属及/或陶瓷构件。具有中空形状的金属及/或陶瓷构件在紧致的构件中存在各种不规则形状，且具有能够交互连接的通道，因此可将中空形状的金属及/或陶瓷构件用于水路、配线等用途，还可通过金属及/或陶瓷构件内的中空形状与其他构件相互连接，强化不同构件之间的连接关系。现今，主要以脱蜡铸造或是3D打印的方式制备具有中空形状的构件。然而，因为脱蜡铸造或是3D打印的原始技术限制，所以利用脱蜡铸造或是3D打印所制得的构件密度较低，使制得的构件致密度不足，导致性能不良。而金属射出成型(MetalInjectionMolding，MIM)及/或陶瓷射出成型(CeramicInjectionMolding)技术虽能够用来生产具有复杂形状、高精密度、高性能的金属及/或陶瓷零件，但是目前的金属射出成型或陶瓷射出成型技术仍难以利用简单的方法制造具有中空形状的金属及/或陶瓷零件。因此，仍须提供一种能够应用射出成型技术来制备具有中空形状的零件的方法。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种中空构件及其制备方法，通过移除预先成型的水溶性架桥，制备具有对应于水溶性架桥的形状的中空构件，克服公知制备金属及/或陶瓷构件技术的限制，进而改善上述问题。根据本专利技术之目的，提供一种中空构件的制备方法，其包含：成型水溶性原料以形成水溶性架桥；射出成型射料以包覆水溶性架桥而获得第一生胚；使用水移除第一生胚中的水溶性架桥以获得第二生胚；以及烧结第二生胚以获得中空构件，其中，中空构件具有对应于水溶性架桥形状的中空形状。优选地，水溶性原料的玻璃转换温度介于30～100℃。优选地，水溶性原料的熔点大于或等于165℃。优选地，水溶性原料包含聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚乙二醇(PEG)。优选地，射料包含金属射料或陶瓷射料。优选地，金属射料包含不锈钢射料、软磁射料、铜射料。优选地，上述制备方法进一步包含：使用水进行超音波震荡移除第一生胚中的水溶性架桥以形成第二生胚的步骤。优选地，上述制备方法进一步包含：以选自射出成型、热成型、抽出成型、压缩成型或铸模成型所组成的群组成型水溶性原料以形成水溶性架桥的步骤。优选地，上述制备方法进一步包含：脱脂以去除第二生胚中的结合剂的步骤。根据本专利技术的目的，另提供一种中空构件，其是由上述的方法制得。本专利技术的中空构件及其制备方法具有下述优点：(1)本专利技术的中空构件的制备方法是利用水溶性架桥作为模型，所以移除架桥的方式极为简易，仅须利用水使架桥溶解即可移除。同时，可搭配不同形状的水溶性架桥，制备具有不同形状的中空构件，因此本专利技术的中空构件具有制程简单、不受形状限制、易于大批量生产等优点。(2)本专利技术的中空构件的制备方法，相较于使用聚甲醛(POM)作为架桥，需要利用腐蚀性强的硝酸气氛(atmosphere)移除POM架桥的方式，由于本专利技术是利用水溶性架桥，因此无需使用较易造成操作人员健康危害的硝酸，因而制程较为环保，成本同时也较为低廉。(3)本专利技术的水溶性架桥能够完整地、快速地被水溶解而移除架桥，因此能够避免由于硝酸气氛的流动限制，而导致以硝酸气氛移除POM架桥时，产生的移除时间过长、不易完全移除架桥、存在POM分解而得的碳渣等问题。同时，可通过控制移除水溶性架桥时的水温及流速等，达到控制移除架桥速率的目的。(4)利用本专利技术的方法制得的中空构件，相较于利用公知脱蜡铸造或3D打印技术制得的构件，具有密度较大的优点。其中，利用本专利技术的方法制得的金属密度可高达理论密度的95％以上。在一实施例中，选用的SUS630射料的理论密度约为7.9g/cm3，利用本专利技术的方法进行烧结后所得的中空构件的密度经测量后约为7.63g/cm3，已达理论密度的95％以上。(5)本专利技术的中空构件的制备方法，无须大幅度改变现有射出成型设备，因此应用本专利技术的制备方法时，不会产生过高的额外成本。此外，本专利技术的中空构件的制备方法，能够选择不同的水溶性原料及射料，因此，本专利技术的方法可同时应用于金属射出成型及陶瓷射出成型等不同的射出成型方式，是一种可根据使用者需求调整的制备方法。附图说明图1是本专利技术的中空构件的制备方法的流程示意图。图2是本专利技术的中空构件的制备方法的实例一的架桥的立体图。图3是本专利技术的中空构件的制备方法的实例一的第一生胚的立体图。图4是本专利技术的中空构件的制备方法的实例一的第一生胚的剖面图。图5是本专利技术的中空构件的制备方法的实例一的第二生胚的立体图。图6是本专利技术的中空构件的制备方法的实例一的第二生胚的剖体图。图7是本专利技术的中空构件的制备方法的实例一的组别A的中空构件的示意图。图8是本专利技术的中空构件的制备方法的实例一的组别B的中空构件的示意图。图9是本专利技术的中空构件的制备方法的实例一的组别C的中空构件的示意图。图10是本专利技术的中空构件的制备方法的实例一的组别D的中空构件的示意图。图11是本专利技术的中空构件的制备方法的实例一的烧结后的中空构件的示意图。图12至图15分别是本专利技术的中空构件的制备方法的实例二的架桥的示意图。具体实施方式为使上述目的、技术特征及实际实施后的效益更易于使本领域具普通技术人员所理解，将于下文中以实施例搭配图式更详细地说明。如图1所示，其为本专利技术的中空构件的制备方法的流程示意图。在步骤S10中，成型水溶性原料以形成水溶性架桥。成型制程可包含射出成型、热成型、抽出成型、压缩成型或铸模成型等所属
中具有普通技术人员所公知的制程。在一实施例中，水溶性架桥可为规则立体形状、不规则立体形状、圆柱状、管状、球状或任何可成型的形状。在一实施例中，水溶性架桥可为U字型、Y字型、L字型、X字型、S字型的柱体。在步骤S20中，射出成型射料以包覆水溶性架桥而获得第一生胚。由于射出成型射料以包覆水溶性架桥，因此在第一生胚中，射料与水溶性架桥紧密堆栈，水溶性架桥被包射于射料中，致使射料中可具有被包射于内的水溶性架桥的形状。所属
中具有普通技术人员可调控射出成型的各项参数。在一实施例中，水溶性原料的玻璃转换温度介于30～100℃。水溶性原料的玻璃转换温度须高于射出成型射料包覆水溶性架桥时的温度，因此水溶性架桥能够避免因为环境温度高于其玻璃转换温度，而造成其产生软化及/或变形的问题，藉此控制后续中空构件的形状精细程度。在一实施例中，水溶性原料的玻璃转换温度大于射出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中空构件的制备方法，其特征在于，其包含：成型水溶性原料以形成水溶性架桥；射出成型射料以包覆所述水溶性架桥，而获得第一生胚；使用水移除所述第一生胚中的所述水溶性架桥，以获得第二生胚；以及烧结所述第二生胚，以获得所述中空构件，其中，所述中空构件具有对应于所述水溶性架桥形状的中空形状。/n

【技术特征摘要】
20180625 TW 1071217511.一种中空构件的制备方法，其特征在于，其包含：成型水溶性原料以形成水溶性架桥；射出成型射料以包覆所述水溶性架桥，而获得第一生胚；使用水移除所述第一生胚中的所述水溶性架桥，以获得第二生胚；以及烧结所述第二生胚，以获得所述中空构件，其中，所述中空构件具有对应于所述水溶性架桥形状的中空形状。


2.根据权利要求1所述的中空构件的制备方法，其特征在于，所述水溶性原料的玻璃转换温度介于30~100℃。


3.根据权利要求1所述的中空构件的制备方法，其特征在于，所述水溶性原料的熔点大于或等于165℃。


4.根据权利要求1所述的中空构件的制备方法，其特征在于，所述水溶性原料包含聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫，
申请(专利权)人：晟铭电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;TW