磨料制品及其形成方法技术

本发明专利技术公开了一种用于经由增材制造技术来形成磨料制品的方法，该方法包括形成包含前体粘结材料和磨料颗粒的粉末材料层；压实该层的至少一部分以形成压实层，粘结该压实层的至少一部分以及重复形成

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磨料制品及其形成方法


[0001]本公开涉及形成磨料制品以及一个或多个生坯和
/
或最终形成的磨料制品的方面
。
[0002]磨料制品用于材料去除操作，诸如切割
、
研磨或成形各种材料
。
磨料制品或磨料制品的生坯可经由增材制造来形成
。
需要开发改进的磨料制品
。
具体实施方式
[0003]通过参考附图，可更好地理解本公开，并且本公开的许多特征和优点对于本领域技术人员而言变得显而易见
。
[0004]如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”或它们的任何其他变型形式旨在涵盖非排他性的包括
。
例如，包括一系列特征的过程
、
方法
、
制品或装置不必仅限于那些特征，而是可包括未明确列出的或此类过程
、
方法
、
制品或装置固有的其他特征
。
[0005]如本文所用，除非明确相反地陈述，否则“或”是指包含性的或，而不是排他性的或
。
例如，条件
A
或
B
由以下任一项满足：
A
为真
(
或存在
)
且
B
为假
(
或不存在
)
，
A
为假
(
或不存在
)
且
B
为真
(
或存在
)
，以及
A
和
B
两者均为真
(
或存在
)。
[0006]另外，使用“一个”或“一种”来描述本文所述的元件和部件
。
这样做仅仅是为了方便和给出本专利技术范围的一般意义
。
该描述应被理解为包括一个
、
至少一个或单数，也包括复数，或反之亦然，除非清楚地表明其另有含义
。
[0007]本公开涉及用于形成磨料制品的方法以及所得磨料制品的特征
。
虽然先前的公开内容已经提供了经由增材制造来形成磨料制品的一些有限的示例，但是这样的磨料制品在其尺寸
、
数量和质量方面受到限制
。
事实上，本公开的申请人已经进行了显著的实证研究，并且已经发现根据常规的增材制造技术产生高质量磨料制品所必需的知识是值得注意的，特别是在干粉分层和粘结技术的背景下
。
迄今为止，现有技术中的公开内容限于微磨料主体
。
这是因为经由干粉分层和粘结技术形成大规模
、
高质量的磨料制品不容易规模化
。
许多障碍限制了技术的发展，包括但不限于制造致密部件的能力
、
形成期间和之后的尺寸稳定性
、
以及完全理解和认识过程变量的复杂性所需的实证研究
。
此类过程变量包括但不限于粉末材料的组成
、
粉末材料的流动性
、
由压实物体施加到粉末层或多个粉末层的力
、
压实物体的横越速度
、
压实前的层的平均厚度
、
粉末的粒度分布
、
粉末层下面的先前形成的层的数量
、
粉末层下面的压实层的数量
、
粉末层下面的任何层的密度
、
粉末层下面的任何层中的粘结剂的量
、
该层相对于该层下面的一个或多个层的相对尺寸
、
压实前的层的平均厚度
、
打印头沉积分辨率
、
粘结剂的饱和极限
、
粘结剂材料的组成等
。
在商业规模上经由增材制造的复合部件
(
诸如磨料制品
)
的形成具有之前尚未认识到的显著边界
。
对于商业规模的增材制造过程，没有回收的原材料的利用将是低效和浪费的
。
基于实证研究，申请人已经注意到在将实验室规模的增材制造过程扩大到商业规模过程中的某些意想不到的问题
。
例如，回收材料
(
例如，回收的粉末材料
)
的使用可能对由此类粉末形成的部件的可制造性和质量造成显著的和意想不到的改变
。
[0008]图
1A
包括该过程的一部分的图示，该过程包括形成一个或多个粉末材料层，该粉末材料可包括磨料颗粒并且可包括磨料颗粒与前体粘结材料的混合物
。
粉末层可具有平均厚度
(t)。
粉末材料层可如本文实施方案中所描述的那样分配
。
[0009]图
1B
包括用压实物体
(120)
压实该层的至少一部分的过程的图示
。
压实物体
120
可横越该层并压实该层以形成具有平均厚度
(tc)
的压实层
。
压实层厚度
(tc)
可小于压实之前的层厚度
(t)
，如根据本文实施方案所述的
。
应当理解，在一些情况下，可形成多个粉末材料层并且可同时在多于一个粉末材料层上完成压实
。
在一些任选的实施方案中，平整辊可横越粉末层的表面，但平整辊不施加足够的力来引起压实，而是它们刮擦层的表面以去除和平整任何大的起伏
。
[0010]图
1C
包括用粘结剂材料粘结压实粉末材料层的至少一部分
。
粘结剂材料可具有本文权利要求中所述的任何特征
。
粘结剂材料的量足以粘结粉末材料
。
不包括粘结剂材料的区域可定义为分配的粉末或脱粉的粉末，其可在加工完成之后被去除和捕获并且用作回收的粉末
。
分配的粉末定义为在增材制造过程期间分配但不牢固地附接到或结合到粘结剂材料或形成的磨料制品上的粉末材料
。
脱粉的粉末定义为从形成的磨料制品的表面或体积中去除的粉末
。
值得注意的是，在结合的粉末材料和分配的粉末材料之间的区域的边缘处，粘结剂材料可存在于一些脱粉的粉末中
。
因此，如本文中所要求保护的实施方案中所述，回收的粉末可包含一些含量的有机材料，诸如包含在所捕获的分配或脱粉的粉末材料中的粘结剂材料，特别是在结合和分配的粉末的交界区域处
。
可使用方法来处理包含有机材料的回收的粉末材料，以便先去除一定含量的有机材料，再回收该粉末材料并且在一个或多个后续增材制造过程中使用以形成磨料制品
。
[0011]图
1D
包括用于通过以下方式粘结粉末材料的过程：处理该层以将粘结剂从液体材料转化为固体材料来粘结粉末材料
。
该过程可包括使粘结剂材料的至少一部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
多个磨料制品，所述多个磨料制品经由增材制造并且使用回收的原料粉末制成，其中所述多个磨料制品具有以下中的至少一项：
a)
不大于
10
％平均理论密度的密度变化；
b)
小于
0.03g/cc
的阿基米德批次密度标准偏差；
c)
至少
0.08MPa
的平均批次弯曲强度；
d)
小于
0.25MPa
的批次弯曲强度标准偏差；
e)
通过
(
批次长度标准偏差
/
平均批次长度
)
×
100
％测量的不大于平均长度的
0.5
％的批次尺寸变化
‑
L
；
f)
通过
(
批次宽度标准偏差
/
平均批次宽度
)
×
100
％测量的小于平均宽度的
1.2
％的批次尺寸变化
‑
W
；
g)
通过
(
批次厚度标准偏差
/
平均批次厚度
)
×
100
％测量的小于9％的归一化批次尺寸变化
‑
T
；或
h)a)
至
g)
的任何组合
。2.
根据权利要求1所述的多个磨料制品，其中所述多个磨料制品包括生坯磨料制品或烧结磨料制品
。3.
根据权利要求1所述的多个磨料制品，其中所述多个磨料制品中的每个磨料制品包括主体，所述主体具有以下中的至少一项：
1)
大于1的微结构特征；
2)
具有第一展开界面面积比
(Sdr1)
的第一表面和具有第二展开界面面积比
(Sdr2)
的第二表面，其中
Sdr1
与
Sdr2
之间的差值不大于
25
％；
3)
具有至少
40
％的第一展开界面面积比
(Sdr)
的外表面；
4)
彼此粘结的多个粘结材料层和磨料层；以及或
1)、2)、3)
和
4)
中任一项的组合
。4.
根据权利要求1所述的多个磨料制品，其中所述多个磨料制品中的每个磨料制品包括主体，所述主体的线性特征因子小于来自通过不受控的回收过程形成的主体的线性特征因子
。5.
根据权利要求1所述的多个磨料制品，其中所述磨料制品包括在至少
0.320cm
且至少小于
1.27cm
的范围内的线性特征因子
。6.
根据权利要求1所述的多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：法国圣戈班磨料磨具公司，
类型：发明
国别省市：