[發明專利]一種陶瓷料漿及陶瓷材料3D打印成型方法

有效

• 申請號: 201510907610.4
• 申請日: 2015-12-09
• 公開（公告）號: CN105399428B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 黃小婷;胡傳奇;劉海林;霍艷麗;賈志輝;胡利明;唐婕;陳玉峰
• 申請（專利權）人: 中國建筑材料科學研究總院
• 主分類號: C04B35/632
• 分類號: C04B35/632;C04B35/634
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙) 11348
• 代理人: 王偉鋒;劉鐵生

本發明公開了一種陶瓷料漿及陶瓷材料3D打印成型方法，其中陶瓷料漿由分散相和連續相組成；所述分散相為陶瓷粉體或陶瓷粉體和助劑的組合；所述連續相由分散介質、分散劑和粘結劑組成，所述分散介質為莰烯；該陶瓷料漿解決了現有技術中3D打印材料質量不穩定、品種較為單一、難以打印復雜和高強度產品的問題，提高了3D打印材料的質量和強度，實現了復雜和高強度產品的3D打印，同時豐富了3D打印材料的種類。

技術領域

本發明涉及3D打印技術領域，具體涉及一種陶瓷料漿及陶瓷材料3D打印成型方法。

背景技術

3D打印制造技術(學術界稱為增量制造、增材制造、快速原型、快速制造)是指基于離散材料逐層堆積成形的原理，通過CAD設計數據采用材料逐層累加的方法制造實體零件的技術。相對于傳統的材料去除(切削加工)技術，是一種“自上而下”材料累加的制造方法。3D打印制造技術不需要傳統的刀具、夾具及多道加工工序，利用三維設計數據再一臺設備上可快速而精確地制造出任意復雜形狀的零件，從而實現“自由制造”，解決許多過去難以制造的復雜結構零件的成形，并大大減少了加工工序，縮短了加工周期。而且越是復雜結構的產品，其制造的速度作用越顯著。

作為3D打印技術的關鍵，材料的研發與應用受到發達國家的高度重視，他們紛紛出臺各項利好政策，鼓勵加大材料的研發投入。目前3D打印材料比較有限，大多質量不穩定、品種較為單一，多為石膏、塑料、可粘接的粉末顆粒、樹脂等，其制造精度、復雜性和強度等難以達到較高的要求，一般只能應用于模型、玩具等產品領域。

發明內容

本申請實施例通過提供一種陶瓷料漿及陶瓷材料3D打印成型方法，解決了現有技術中3D打印材料質量不穩定、品種較為單一、難以打印復雜和高強度產品的問題，提高了3D打印材料的質量和強度，在室溫下即可實現復雜和高強度產品的3D打印，實現了3D打印材料的通用性，同時豐富了3D打印材料的種類。

為達到上述目的，本發明主要提供如下技術方案：

一方面，本發明實施例提供了一種陶瓷料漿，由分散相和連續相組成；所述分散相為陶瓷粉體或陶瓷粉體和助劑的組合；所述連續相由分散介質、分散劑和粘結劑組成，所述分散介質為莰烯。

作為優選，所述陶瓷粉體為碳化物陶瓷微粉、氧化物陶瓷微粉或氮化物陶瓷微粉。

作為優選，所述陶瓷粉體為碳化物陶瓷微粉時，所述助劑為炭黑；所述陶瓷粉體為氧化物陶瓷微粉時，所述助劑為二氧化硅或/和氧化鋇；所述陶瓷粉體為氮化物陶瓷微粉時，所述助劑為三氧化二釔或/和三氧化二硼。

作為優選，所述分散劑為改性聚酯類分散劑；所述粘結劑為聚苯乙烯或石蠟。

作為優選，所述分散劑的質量為陶瓷粉體質量的2％-15％；所述粘結劑的質量為陶瓷粉體質量的0.5％-5％；所述助劑的質量為陶瓷粉體質量的1％-10％。

作為優選，所述陶瓷料漿中分散相的體積分數為35％-55％。

作為優選，所述陶瓷料漿通過將其原料混合并球磨制得；所述球磨時的溫度為50-60℃，球磨時間為6-24h。

另一方面，本發明實施例還提供了一種陶瓷材料3D打印成型方法，包括以下步驟：

(1)建立產品的三維模型，并對模型進行分層切片處理，再建立3D打印程序并設定相關參數；

(2)根據建立的3D打印程序，將陶瓷料漿進行逐層打印，得到模型胚體；

(3)將所述模型胚體先進行熱解碳化或排膠，再進行燒結，得到陶瓷材料制品；

其中，所述陶瓷料漿為上述的陶瓷料漿。

作為優選，所述步驟(1)中設定的相關參數包括打印層厚、打印速度、儲存陶瓷料漿的儲料罐的溫度和壓力、以及輸出陶瓷料漿的輸料管道的溫度。