[發(fā)明專利]一種桌面級陶瓷制品3D打印成型方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710464917.0
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107030853B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邊慧光;晁宇琦;胡紀(jì)全;蔡寧;聶萬富;王虎子;汪傳生;李紹明;周健波
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B28B17/02;B33Y10/00;B33Y70/00;B33Y40/00;C04B35/48;C04B35/565;C04B35/10
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所(普通合伙) 37104
• 代理人: 白瑩;于正河

1.一種桌面級陶瓷制品3D打印成型方法，其特征在于在桌面級復(fù)合材料3D打印裝置上實現(xiàn)的，其工藝過程包括制備原料、打印坯體、溶劑脫脂和制備成品共四個步驟：

(1)制備原料：將設(shè)定質(zhì)量份數(shù)的陶瓷粉末和粘接劑混合制備得到用于陶瓷坯體3D打印用的混合物料顆粒，完成原料的制備；

(2)打印坯體：開啟計算機和復(fù)合材料3D打印裝置，將計算機中需要打印的文件利用分層軟件處理之后導(dǎo)入到復(fù)合材料3D打印裝置中，將料筒和噴頭溫度加熱到170-190℃，溫度為40-50℃的三維運動平臺按照計算機設(shè)定的運動軌跡在Z方向控制電機、Y方向控制電機和X方向控制電機移動以承接從噴嘴中擠出的陶瓷復(fù)合材料溶體，獲得陶瓷制品坯體，完成坯體的打印；

(3)溶劑脫脂：將步驟(2)打印的陶瓷制品坯體置于汽油中在60-70℃的條件下進行溶劑脫脂8-12h，然后將陶瓷制品坯體置于溫度為60-70℃的干燥箱中進行干燥保溫處理5-10h以去除陶瓷制品坯體表面孔隙中的汽油，完成陶瓷制品坯體的溶劑脫脂；

(4)制備成品：將步驟(3)處理后的陶瓷制品坯體放置在真空氣壓脫脂燒結(jié)爐中進行脫脂-燒結(jié)一體化工藝處理得到陶瓷制品，脫脂-燒結(jié)一體化工藝處理的持續(xù)時間為24-28h，最高燒結(jié)溫度為1400-1700℃，將陶瓷制品置于室溫環(huán)境下待其自然冷卻至室溫，得到最終的陶瓷制品，完成成品的制備；所述桌面級復(fù)合材料3D打印裝置得主體結(jié)構(gòu)包括機架、機頭單元和三維運動平臺；框架式結(jié)構(gòu)的機架的頂部設(shè)置有機頭單元，機架的內(nèi)部設(shè)置有矩形板狀結(jié)構(gòu)的三維運動平臺，機頭單元與三維運動平臺平行；機架的結(jié)構(gòu)包括Z方向滑軌、Y方向滑軌、X方向滑軌、Z方向控制電機、Y方向控制電機和X方向控制電機；機架的左側(cè)面和右側(cè)面邊框內(nèi)側(cè)分別設(shè)置有兩根U形槽狀結(jié)構(gòu)的Z方向滑軌，在機架的同一側(cè)面邊框上的兩根Z方向滑軌之間設(shè)置有U形槽狀結(jié)構(gòu)的Y方向滑軌，兩根Y方向滑軌之間設(shè)置有U形槽狀結(jié)構(gòu)的X方向滑軌，任意兩根Z方向滑軌平行，Z方向滑軌與三維運動平臺垂直，Y方向滑軌與三維運動平臺平行，三維運動平臺安裝在X方向滑軌的上部，機架的同一側(cè)面邊框上的兩根Z方向滑軌中的一根Z方向滑軌的底部設(shè)置有Z方向控制電機，兩根Y方向滑軌中的一根Y方向滑軌的一端設(shè)置有Y方向控制電機，X方向滑軌的一端設(shè)置有X方向控制電機，Z方向控制電機控制Y方向滑軌在Z方向滑軌中上下滑動，Y方向控制電機控制X方向滑軌在Y方向滑軌中前后滑動，X方向控制電機控制三維運動平臺在X方向滑軌中左右滑動；作為核心部件的機頭單元的結(jié)構(gòu)包括連接座、喂料口、料筒、法蘭盤、輸送螺桿、減速器、連桿、電機、流道、噴頭、加熱圈、轉(zhuǎn)接頭、噴嘴接頭、罩體、加熱棒、鎖緊套、加熱塊、鎖緊螺母和噴嘴；中空式矩形結(jié)構(gòu)的連接座的頂部與上寬下窄廣口式結(jié)構(gòu)的喂料口螺栓式連接，內(nèi)空式圓柱形結(jié)構(gòu)的料筒貫穿連接座的中空部分，連接座與料筒之間通過法蘭盤固定連接，料筒位于連接座右側(cè)的端部與帶有螺紋的輸送螺桿連接，輸送螺桿的一端伸入料筒內(nèi)部的長度為240mm，輸送螺桿的另一端伸入減速器與減速器機械傳動式連接，連接座通過圓柱形結(jié)構(gòu)的連桿與減速器固定連接，減速器與電機機械傳動式連接，料筒位于連接座左側(cè)的端部與內(nèi)部開設(shè)流道的矩形結(jié)構(gòu)的噴頭連接，連接座與噴頭之間的料筒的外側(cè)均勻間隔式包套有3-5個圓環(huán)形結(jié)構(gòu)的加熱圈，流道的一端與料筒連接，流道的另一端通過圓弧形結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)接頭與圓柱形結(jié)構(gòu)的噴嘴接頭固定連接，矩形結(jié)構(gòu)的罩體與噴頭螺栓式連接后將轉(zhuǎn)接頭和噴嘴接頭包覆在罩體中，噴頭與罩體之間設(shè)置有圓柱形結(jié)構(gòu)的加熱棒，噴嘴接頭通過鎖緊套與罩體固定連接，噴嘴接頭與鎖緊套焊接式連接后通過高溫密封圈進行密封，噴嘴接頭伸出罩體的一段外側(cè)包覆有加熱塊，噴嘴接頭的端部通過鎖緊螺母與噴嘴固定連接。