[发明专利]从预制件开始通过加压烧结制造复杂形状的部件的方法

权利要求书

1.一种制造复杂形状的部件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

从基于金属合金、陶瓷、复合材料及损耗材料的多孔或粉末状材料中选择的一材料，通过根据数字控制的3D增材打印技术形成连续的沉积层来生产一模型；

将由多孔或粉末状的待致密化材料所制成的一预制件引入至一模具(2)中，其中，所述预制件通过所述模型来得到，且所述模具(2)除了所述预制件外还填充有多孔或粉末状的牺牲材料；

对所述模具(2)施加单轴致密加压烧结负载(10)从而形成所述部件，所述部件最终是从所述模具(2)中所提取出。

2.如权利要求1所述的制造复杂形状的部件的方法，其特征在于，所述3D增材打印技术选自立体光刻、粘合剂喷射、可控挤出、熔融沉积成型、喷墨打印或气溶胶喷射打印。

3.如权利要求1所述的制造复杂形状的部件的方法，其特征在于，在所述预制件被包括在所述模具(2)中之前，在所述预制件的至少一个面(1i、1e；5i、5e)上设置一界面层。

4.如权利要求3所述的制造复杂形状的部件的方法，其特征在于，所述预制件、所述界面层以及所述牺牲材料的材料在烧结开始温度和结束温度下表现出相同的致密化行为。

5.如权利要求1所述的制造复杂形状的部件的方法，其特征在于，所述牺牲材料是选自陶瓷、二氧化硅、金属硅酸盐或复合材料的材料。

6.如权利要求5所述的制造复杂形状的部件的方法，其特征在于，所述陶瓷选自YSZ、ATZ、ZTA或氧化铝粉末，所述陶瓷表现出的致密程度可在40％到80％之间。

7.如权利要求3和4中任一权利要求所述的制造复杂形状的部件的方法，其特征在于，所述界面层由选自石墨、氧化钇或氮化硼的一材料层所形成。

8.如权利要求3和4中任一权利要求所述的的制造复杂形状的部件的方法，其特征在于，所述界面层是以选自喷雾、粉末沉积或适当形状的片材的一形式所施加。

9.如权利要求1所述的制造复杂形状的部件的方法，其特征在于，待制造的所述部件的所述金属合金是钛合金、不锈钢或René系列镍基超合金。

10.如权利要求1所述的制造复杂形状的部件的方法，其特征在于，在3D增材打印输出时通过在200与600℃温度之间及以介于0.1与1℃/分之间的升温速率的热处理执行从所述预制件中去除粘合剂的一步骤。

11.如权利要求10所述的制造复杂形状的部件的方法，其特征在于，在去除粘合剂的步骤之后，接着通过对所述预制件进行在600与1500℃之间的热处理的预烧结的一步骤。

12.如权利要求1所述的制造复杂形状的部件的方法，其特征在于，由多孔或粉末状的材料所制成的所述模型在致密化之前构成所述预制件，其中，在引入所述预制件之前和之后，所述模具(2)填充有粉末状或多孔的牺牲材料。

13.如权利要求3所述的制造复杂形状的部件的方法，其特征在于，所述模型是通过增材打印从损耗材料中所生产的，并且在所述模型周围形成由多孔或粉末状的材料所制成的一反模板(5)，其中，所述损耗材料被去除后，在引入所述反模板(5)至所述模具(2)之前，用构成对于所述模型的所述预制件的待致密材料填充所述反模板(5)，其中，所述牺牲材料被添加至所述模具(2)，其中，在施加单轴致密加压烧结负载(10)后，从所述反模板(5)中提取所述部件。

14.如权利要求13所述的制造复杂形状的部件的方法，其特征在于，所述反模板(5)的材料选自陶瓷、二氧化硅、金属硅酸盐或复合材料，同时在烧结开始温度和结束温度下表现出与所述预制件、所述牺牲材料以及所述界面层的材料相同的致密化行为。

15.如权利要求14所述的制造复杂形状的部件的方法，其特征在于，所述陶瓷选自粉末化的YSZ、ATZ、ZTA或氧化铝，所述陶瓷表现出的致密程度可在40％至80％之间。