[发明专利]多材质工具及其制造方法

说明书

提供了多材质工具和制造多材质工具的方法。所述多材质工具包括由具有最高达30HRC的硬度(洛氏C标度)的第一材料形成的芯和与所述芯相邻的壳层。所述壳层由具有33HRC至70HRC的硬度的第二材料形成。所述制造多材质工具的方法包括使用增材制造技术沉积第一材料的第一层以形成芯。形成芯的第一材料具有最高达30HRC的硬度。所述方法还包括沉积第二材料的第二层以形成与所述芯相邻的壳层。形成壳层的第二材料具有33HRC至70HRC的硬度。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月29日提交的美国临时专利申请号62/592,045的优先权和权益，将所述申请的全部披露内容通过援引全部并入本文。

技术领域

总发明构思涉及工具和制造工具的方法。更具体地，总发明构思涉及多材质工具和使用增材制造技术制造多材质工具的方法。

背景技术

工具(例如，冲模、模具、机床、切割工具、计量器、夹具、固定装置、模型)通常由非常硬的材料制成，该材料由单片该材料机加工而成。典型地，在工具的使用期间其不同区域经历的应力和温度存在显着差异。由于用于形成工具的硬质材料的高碳含量(典型地大于0.2％)，此种硬工具易于开裂。

因此，仍然需要足够坚硬还更耐开裂的工具。

发明内容

总发明构思涉及多材质工具和制造多材质工具的方法。为了说明总发明构思的各个方面，披露了多材质工具的几个示例性实施例和制造多材质工具的相关方法。

在一个示例性实施例中，提供了一种制造多材质工具的方法。所述方法包括使用增材制造技术沉积第一材料以形成芯。形成芯的该第一材料具有最高达30HRC的硬度(洛氏C标度)。所述方法还包括沉积第二材料以形成与芯相邻的壳层。形成壳层的所述第二材料具有33HRC至70HRC的硬度。

在一个示例性实施例中，提供了一种多材质工具。所述多材质工具包括芯(该芯包括具有最高达30HRC的硬度的第一材料)和与所述芯相邻的壳层。所述壳层包含具有33HRC至70HRC的硬度的第二材料。

在一个示例性实施例中，提供了一种制造多材质工具的方法。所述方法包括使用增材制造技术沉积第一材料以形成芯。形成芯的所述第一材料具有最高达30HRC的硬度。所述方法还包括沉积第二材料以形成壳层。形成壳层的所述第二材料具有33HRC至70HRC的硬度。所述方法还包括使用增材制造技术沉积第三材料以形成至少部分地位于该壳层与该芯之间的过渡层。所述第三材料至少部分地用所述第一材料和该第二材料可溶。

从以下具体实施方式和附图，总发明构思的其他方面、优点和特征对于本领域技术人员将变得清晰。

附图说明

图1是根据本披露的多材质工具的实施例的示意图；并且

图2是根据本披露的多材质工具的实施例的示意图。

具体实施方式

虽然这些总发明构思容易以许多不同的形式实施，但在本文将详细描述其特定实施例，应理解的是本披露应被认为是对这些总发明构思原理的示例。相应地，这些总体发明概念不旨在局限于在此展示的这些特定实施例。

本披露描述了示例性多材质工具和制造多材质工具的方法。本披露的示例性方法利用增材制造技术来形成多材质工具的至少一部分。通常，本披露的多材质工具可以在热和/或冷环境中使用，并且可以抵抗冲击、磨损、变形、腐蚀、热冲击和侵蚀中的一种或多种。本披露的多材质工具的示例性应用包括但不限于通过热或冷工艺冲压、锻造或铸造金属，挤出金属或塑料，以及涉及玻璃纤维或碳纤维的工艺(例如，纤维切碎操作)。