60周年
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專利名稱

金屬積層製造裝置及其積層製造方法
年度 111
狀態 獲證維護中
獲證編號
類別 發明
申請國家 中華民國
專利權人 金屬中心
專利起訖 1111211~1300722
專利證號 I786743
摘要 一種金屬粉屑固相直接積層製造系統，該系統包括：一個摩擦擠出模模具以及配合之壓桿，主軸連結於擠壓模具帶動模具旋轉，於模具前端具一孔洞，其內部具特殊紋路增加材料摩擦力及使粉屑均勻混合，透過模具旋轉使內部金屬粉屑摩擦加熱使其軟化，並由擠壓裝置於後端施加壓力使金屬粉屑壓實並由孔中擠出。將擠出的材料利用模具轉動使模具與工件表面之間摩擦產生熱量及擠出的鍛壓力，藉由塑性變形將材料沉積於基板上，以達成金屬粉屑直接進行積層製造。
特色 以固態回收方式透過，模具/摩擦擠製工具之間直接對金屬粉屑以攪拌擠壓方式，藉由過程中產生之旋轉擠壓力使材料產生極大塑性應變和壓力使粉屑結合，並直接轉化為半成品(塊/線/管/棒)或最終成品。與傳統方式比較，此方法不需經過高能耗與高汙染的冶金熔化過程(可節省30%以上能耗)，並可節省40%以上的材料損失(材料回收率高)，以及能夠粉碎切屑表面周圍的氧化層等優點。
創造效益 1. 新型態摩擦擠出技術，可直接由金屬粉屑直接進行積層製造，促使廢料再生利用。
2. 回收過程為固相式回收，不經熔融具有較少的材料損失，並可減少製程能耗。
3. 透過大量塑性變形，使晶粒產生細化效果，已得到好的機械性質。
市場資訊 對於將廢棄金屬作為工業廢物處理的環境問題引起了極大的關注。與多年來工業化過程中產生的大量廢金屬並不斷堆積相比，還存在著減少國內天然礦產資源的問題。主要驅動因素可能是經濟學。與從礦石中生產相比，回收利用起來可能更便宜，更快並且更節能。另外，用於回收的基本設備成本可能較低。例如，回收鋁可能僅需這些設備的基本設備成本的10％即可從礦石生產。
自1960年代以來，美國的廢鋁回收利用（無論是噸數還是佔總產量的百分比）都穩定增長。在2000年，美國生產的鋁金屬中近一半（48.5％）來自回收材料。煉鋼也存在類似趨勢。鋼鐵已經成為回收利用最多的材料，目前美國有三分之二的鋼鐵都是用廢鋼生產的。每年有超過一千萬輛汽車被切碎，這些汽車中的切碎機碎屑被返回到熔化車間。
熔化原料可能是金屬回收利用中的主要能源效率障礙。通常，熔融和熔融加工操作可能是所有後熔融過程中能耗最高的。可以使用熱能將廢料從環境溫度加熱到遠高於熔點。可以消耗相當一部分的熱能，以克服與熔化相關的熔化潛熱。當今熔化過程的熱效率也可能很低。對於鋼，使用100％廢料裝料的EAF煉鋼的最佳實踐能耗約為6.7 MBtu /噸/噸，約為理論最低能耗的五倍。對於鋁，該比率為2.50 kWh / kg到0.33 kWh / kg-實際使用量約為理論最小值的7.6倍。
聯絡人 金屬工業研究發展中心 羅政副組長 
Tel: 07-3513121轉2366, Fax: 07-3534062
E-mail ：judylo@mail.mirdc.org.tw
更新日期：106-02-15　/　維護單位：系統管理者
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