[發明專利]一種利用熱噴涂3D打印技術制備的隔熱杯及其制備方法

有效

• 申請號: 201610208009.0
• 申請日: 2016-04-05
• 公開（公告）號: CN107287546B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 程旭東;夏鵬
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/11;C23C4/129;C23C4/131;C23C4/18;A47G19/22;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

本發明屬于隔熱杯領域，具體涉及一種利用熱噴涂3D打印技術制備的隔熱杯及其制備方法。所述隔熱杯的杯壁包括三層結構，其中內層和外層為金屬涂層，內外兩層之間的中間層為陶瓷涂層。所述金屬涂層的材料為鋁材、不銹銅材、或鎳材；陶瓷涂層的材料為氧化鋁、氧化鋯、氧化鋁與氧化釔的混合物、或氧化鋯與氧化釔的混合物。本發明所述隔熱杯的杯壁的結構為三明治結構(兩層金屬涂層中金夾著一層陶瓷涂層)，陶瓷涂層受金屬涂層的保護，不容易破碎或受損傷，所述隔熱杯具有隔熱性能好、力學性能好以及成型性能好等優點；本發明所述制備方法的操作簡單、成本低、重復性好、適合工業化生產；噴涂材料廣泛、基體形狀與尺寸不受限制、各涂層厚度容易控制。

技術領域

本發明屬于隔熱杯領域，具體涉及一種利用熱噴涂3D打印技術制備的隔熱杯及其制備方法。

背景技術

隔熱杯的結構簡單、造價低、隔熱效果好、制造及使用方便，在市場中頗受歡迎。目前隔熱層多為空氣或者陶瓷。申請號01118535.X公開了一種雙層陶瓷隔熱杯及其制備方法，該雙層陶瓷隔熱杯包括內外兩層結構，且內外兩層之間設有中空部。在隔熱杯的制造方法上，專利號99815124.6公開了一種隔熱容器和一種制造方法，其利用粘結劑將隔熱板片粘結固定于壁坯料和折疊劃痕之間制作了一種隔熱杯；申請號200910044733.4公開了一種雙層陶瓷隔熱杯與其制備方法，其利用注漿后再燒結技術制備陶瓷層隔熱層。

熱噴涂是利用某種熱源(如燃燒火焰、電弧或等離子等)將金屬或非金屬材料加熱到熔融或半熔融狀態，然后借助焰流本身或壓縮空氣以一定速度噴射到預處理過的基體表面，沉積而形成具有各種功能的表面涂層的一種技術。其具有噴涂材料廣泛、基體形狀與尺寸不受限制、涂層厚度容易控制、工藝操作簡單、成本低效率高、能賦予基體表面特殊性能等特點，在再制造產業具有巨大潛力。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，目的在于提供一種利用熱噴涂3D打印技術制備的隔熱杯及其制備方法。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種利用熱噴涂3D打印技術制備的隔熱杯，其特征在于，所述隔熱杯的杯壁包括三層結構，其中內層和外層為金屬涂層，內外兩層之間的中間層為陶瓷涂層。

上述方案中，所述金屬涂層的材料為鋁材、不銹銅材、或鎳材。

上述方案中，所述陶瓷涂層的材料為氧化鋁、氧化鋯、氧化鋁與氧化釔的混合物、或氧化鋯與氧化釔的混合物。

上述方案中，所述內層金屬涂層和外層金屬涂層的厚度均為100μm～300μm，所述陶瓷涂層的厚度為100μm～400μm。

利用熱噴涂3D打印技術制備上述隔熱杯的制備方法，包括如下步驟：

(1)制備圓臺石膏模型：按照石膏粉產品要求的水粉比調制漿料，灌注于杯型模具中制備得到圓臺石膏模型；

(2)內層金屬層的制備：利用電弧噴涂成型工藝在步驟(1)所得圓臺石膏模型表面上沉積一層金屬層；

(3)中間層陶瓷涂層的制備：利用火焰噴涂成型工藝在步驟(2)制備的金屬涂層表面上沉積一層陶瓷涂層；

(4)外層金屬層的制備：利用電弧噴涂成型工藝在步驟(3)所得陶瓷涂層上沉積一層金屬層；

(5)脫模、拋光處理后得到隔熱杯。

上述方案中，步驟(2)所述電弧噴涂成型工藝的參數為：電流50～200A，電壓10～50V，壓縮空氣壓力為0.1～1.5MPa，噴涂距離為8～30cm，電弧槍移動速度10～50mm/s。