一种以贵金属丝材为原料增材制造饰品和部件的工艺方法与流程

本发明属于贵金属加工成形技术领域，具体涉及一种以贵金属丝材为原料增材制造饰品和部件的工艺方法。

背景技术：

贵金属一般常用的有：金,银,铂,銠,钯,钌.及其合金；制造饰品和工业用部件一般采用以下工艺方法制造:手工打造,精密铸造,压力加工,机械加工(CNC),电铸,焊接等方法,2012年德国EOS公司与英国最大珠宝供应商COOKSON GOLD公司共同合作研发，用贵金属18K金粉末”3D打印“饰品的报导，但由于贵金属价格高，生产粉末工序长，成本高，损耗大，加之粒度小，适用于增材制造”3D“打印的粉末粒度分布和表面形状都有严格的要求，使贵金属粉末生产更加困难，价格更加昂贵；贵金属及其合金丝技术的材料的生产相对简单得多，价格合理，损耗小，使用效率更高（接近100%），更加利于环保；均可以加工成超细丝材。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明提供一种以贵金属丝材为原料增材制造饰品和部件的工艺方法。

本发明的以贵金属丝材为原料增材制造饰品和部件的工艺方法，要点在于贵金属及其合金丝材的制备：贵金属及其合金，其原料化学成分要求很严格，因为成分对加工性能和饰品的颜色有决定性的影响，因此，贵金属的纯度要99.99%以上。贵金属及其合金丝材的加工过程为：①真空感应炉熔铸合金锭。用5-10公斤真空感应炉，不同的贵金属选用不同材质的高纯坩埚，常用的金，银合金用高纯石墨作坩埚，根据合金各组元的熔点确定加料时间和顺序。精炼时间要合理制定，避免低熔点元素的烧损。熔炼好的贵金属浇铸到金属模具中，炉内冷却时间要够，出炉清理，拔皮车光铸锭。②贵金属合金锭热锻和热轧。贵金属合金锭在电阻炉里还原性气氛下加热，根据贵金属牌号和相变点的不同制定加热时间和保温时间，然后在压力机或锻锤上开坯。坯料经过修磨清理后再加热，送轧机热轧成φ6的圆盘料。③冷拉。φ6的圆盘料经过清理修整后进入拉丝机冷拉，需要中间退火时要在真空下或还原气体保护下进行，退火温度根据贵金属合金牌号确定。冷拉从φ6至φ1.0. ④细丝和超细丝生产。φ1.0贵金属丝进入水箱多模拉丝机拉制。根据成品规格和合金牌号，确定模型数量和变形量，中间如需退火，退火工艺与冷拉退火时相同原则制定。成品丝绕制到激光熔化用的轴盘内，备用。⑤本发明用的贵金属及其合金丝规格为：0.01-2.0mm.贵金属及其合金丝材的牌号和化学成分范围为：

金及其合金：99.99%Au Au(75~95%) Au(40~65%)

银及其合金：99.99%Ag Ag(72~99%) Ag(1~30%)

铂及其合金：99.95%Pt PtRh(5%) PtRh(10%) PtRh(20%)PtRh(30%)

钯及其合金：99.95%Pd Pd(75~99%)

本发明是以贵金属丝为材料的激光增材制造，设备是制造饰品和部件的核心；该设备我们以外购激光部件和伺服器件为基础，自己组装的；主要由三大系统组成；①三坐标数控系统，要精准的控制工作台和激光器的位移；②贵金属丝材的供料系统，保证材料丝自动送丝，和激光器同步；③温控系统，根据材料的熔化沉积速度调整保护气体的流量和压力，控制饰品的冷却速度。

生产工艺部骤为：①运用CAD设计软件建立产品的三维图形；②将图形文件转换为增材成形软件可以处理的STL格式文件；③数据处理软件对模型进行分层处理（切出各个等高面上的截面形状）；④将处理好的设备驱动数据传输给设备；⑤根据产品的大小尺寸，精度要求，选用丝材直径；根据贵金属丝的熔点和热力学数据确定激光熔化沉积的参数；⑤调定保护气体（氩气）的压力和流量；⑥开始熔化沉积产品；⑦后期深加工清理检查。

本发明的有益效果是：本发明用连续型激光作为加热源，以贵金属丝为原料同步自动送丝的激光熔化沉积增材制造贵金属饰品和部件的方法，国内外还没有这方面的技术研发。其优点为：①成形的贵金属饰品精度高，近净成形。②可以制造复杂形状的制品。③可以在一件饰品上沉积不同成分的贵金属，形成不同的颜色和花纹，更具观赏性，这是目前其它制造方法无法解决的。④可以进行贵金属饰品的个性化定制，这对现代人追求个性化风格来说是难得的制造工艺方法。

附图说明

图1为本发明的加工丝过程的工艺流程框图；

图2为本发明的成形工艺流程框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明的以贵金属丝材为原料增材制造饰品和部件的工艺方法，要点在于贵金属及其合金丝材的制备：贵金属及其合金，其原料化学成分要求很严格，因为成分对加工性能和饰品的颜色有决定性的影响，因此，贵金属的纯度要99.99%以上。贵金属及其合金丝材的加工过程为：①真空感应炉熔铸合金锭。用5-10公斤真空感应炉，不同的贵金属选用不同材质的高纯坩埚，常用的金，银合金用高纯石墨作坩埚，根据合金各组元的熔点确定加料时间和顺序。精炼时间要合理制定，避免低熔点元素的烧损。熔炼好的贵金属浇铸到金属模具中，炉内冷却时间要够，出炉清理，拔皮车光铸锭。②贵金属合金锭热锻和热轧。贵金属合金锭在电阻炉里还原性气氛下加热，根据贵金属牌号和相变点的不同制定加热时间和保温时间，然后在压力机或锻锤上开坯。坯料经过修磨清理后再加热，送轧机热轧成φ6的圆盘料。③冷拉。φ6的圆盘料经过清理修整后进入拉丝机冷拉，需要中间退火时要在真空下或还原气体保护下进行，退火温度根据贵金属合金牌号确定。冷拉从φ6至φ1.0. ④细丝和超细丝生产。φ1.0贵金属丝进入水箱多模拉丝机拉制。根据成品规格和合金牌号，确定模型数量和变形量，中间如需退火，退火工艺与冷拉退火时相同原则制定。成品丝绕制到激光熔化用的轴盘内，备用。⑤本发明用的贵金属及其合金丝规格为：0.01-2.0mm.贵金属及其合金丝材的牌号和化学成分范围为：

金及其合金：99.99%Au Au(75~95%) Au(40~65%)

银及其合金：99.99%Ag Ag(72~99%) Ag(1~30%)

铂及其合金：99.95%Pt PtRh(5%) PtRh(10%) PtRh(20%)PtRh(30%)

钯及其合金：99.95%Pd Pd(75~99%)

本发明是以贵金属丝为材料的激光增材制造，设备是制造饰品和部件的核心；该设备我们以外购激光部件和伺服器件为基础，自己组装的；主要由三大系统组成；①三坐标数控系统，要精准的控制工作台和激光器的位移；②贵金属丝材的供料系统，保证材料丝自动送丝，和激光器同步；③温控系统，根据材料的熔化沉积速度调整保护气体的流量和压力，控制饰品的冷却速度。

生产工艺部骤为：①运用CAD设计软件建立产品的三维图形；②将图形文件转换为增材成形软件可以处理的STL格式文件；③数据处理软件对模型进行分层处理（切出各个等高面上的截面形状）；④将处理好的设备驱动数据传输给设备；⑤根据产品的大小尺寸，精度要求，选用丝材直径；根据贵金属丝的熔点和热力学数据确定激光熔化沉积的参数；⑤调定保护气体（氩气）的压力和流量；⑥开始熔化沉积产品；⑦后期深加工清理检查。

金玫瑰花：花叶，纯金79.99%；花蕊，玫瑰金，80%以上；花，18K金，75%以上；采用上述工艺流程加工成金玫瑰花。