[发明专利]多孔烧结金属体及制备多孔烧结金属体的方法

说明书

本发明描述多孔烧结金属体及通过增材制造方法而制作多孔烧结金属体的方法。

技术领域

所描述的本发明涉及多孔烧结金属体以及用于通过增材制造方法形成多孔烧结金属体的方法与组合物。

背景技术

多孔烧结体用于各种工业应用中，包含对电子及半导体制造工业以及需要处理高纯度材料的其它工业中使用的材料进行过滤。举例来说，在半导体及微电子工业中，直列式过滤通常用于从流体移除微粒物质以防止将微粒物质引入到制造工艺中。流体可呈气体或液体形式。

当前，商业上制备多孔烧结金属体的常见方法包含涉及人工地移动并搬运多孔体的中间(工艺中)形式的形成及烧结步骤。这些步骤是劳动密集型的。此外，这些体易碎且形成步骤可能并不精确。这些特征使得方法容易造成极大浪费、不期望的低效率及不期望的高成本。

发明内容

本发明提供用于形成多孔烧结金属体的新颖及发明性技术及组合物。发明性方法不具有当前技术的相当的低效率及成本缺点，但用也具有能够形成高度复杂形状的部件的优点的更精确、劳动更少的增材制造技术来代替劳动密集、较不精确、可能可变的手动步骤。

据信所描述工艺相对于用于制备其它类型的金属结构的当前及先前增材制造技术而为新颖且发明性的。用于制备金属部件的先前增材制造方法经设计以产生具有低孔隙度的金属体最终部件，例如，具有低于10％的孔隙度的固体金属体。相比来说，本发明经具体设计并打算产生具有实质或高孔隙度(例如，至少50％孔隙度)的金属体。实例性工艺可产生具有介于从50％到80％的范围内的孔隙度的成品多孔烧结金属体。为了以此方式成功地执行处理，已确定用于形成烧结多孔体的粒子可经选择以展现出低的“相对表观密度”，所述“相对表观密度”可为粒子的形式(例如，形状)的函数。

在一个方面中，本发明涉及一种通过增材制造步骤形成多孔烧结金属体的方法。所述方法包含：在表面上形成层，所述层包括含有金属粒子的原料；在所述层的部分处，选择性地形成包括所述金属粒子及固体聚合物的固体化原料，所述部分含有从20体积％到50体积％的所述金属粒子；在含有所述固体化原料的所述层上方形成第二层，所述第二层包括含有金属粒子的原料；在所述第二层的部分处，选择性地形成包括所述金属粒子及固体聚合物的固体化原料，所述部分含有从20体积％到50体积％的所述金属粒子；及烧结所述部分的所述金属粒子以形成含有从20体积％到50体积％的金属粒子的多孔烧结金属体。

在另一方面中，本发明涉及原料，所述原料含有：从50体积％到80体积％的可固化液体聚合物粘结剂；及从20体积％到50体积％的金属粒子，所述金属粒子具有介于从所述粒子的理论密度的5％到35％的范围内的相对表观密度，所述体积％是基于原料组合物的总体积。

在另一方面中，本发明涉及原料，所述原料含有：固体成孔聚合物粒子；及从20体积％到50体积％的金属粒子，所述金属粒子具有介于从所述粒子的理论密度的5％到35％的范围内的相对表观密度，所述体积％是基于原料组合物的总体积。

在另一方面中，本发明涉及一种通过增材制造方法形成的多孔烧结金属体，所述体含有烧结金属粒子且具有介于从50％到80％的范围内的孔隙度。

附图说明

图1A、1B、2A、2B、3A及3B展示所描述的通过增材制造技术形成多孔烧结金属体的方法的实例性步骤。

图4A、4B、4C及4D展示本说明中所描述的金属粒子的群集。

图5A、5B、5C及5D展示可通过本文中所描述的增材制造技术形成的实例性烧结多孔体的各种形状。

图6A及6B展示可通过本文中所描述的增材制造技术形成的实例性烧结多孔体。

具体实施方式