[發(fā)明專利]一種基于3D打印技術的纖維增強陶瓷薄壁件的成型方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711359966.4 | 申請日： | 2017-12-15 |
| 公開（公告）號： | CN108069706A | 公開（公告）日： | 2018-05-25 |
| 發(fā)明（設計）人： | 崔雨瀟;林彬 | 申請（專利權）人： | 天津大學 |
| 主分類號： | C04B35/14 | 分類號： | C04B35/14;C04B35/486;C04B35/111;C04B35/583;C04B35/587;C04B35/80;C04B35/82;C04B35/622;C04B35/634;B28B1/00;B33Y10/00;B33Y70/00;B33Y80/00 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201 | 代理人： | 杜文茹 |
| 地址： | 300350 天津市津南區(qū)海*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 纖維增強陶瓷 薄壁件 纖維增強陶瓷材料 打印 打印頭 泥料 成型 潤濕分散劑 堆積成型 復雜曲面 復雜裝置 高均勻性 截面數(shù)據(jù) 聚乙烯醇 快速制造 陶瓷粉體 陶瓷泥料 陶瓷坯體 纖維材料 燒結 脫脂 高韌性 光固化 消泡劑 粘結劑 助燒劑 稠度 制備 加熱 擠出 | ||
1.一種基于3D打印技術的纖維增強陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，包括如下步驟：
1)將陶瓷粉體材料和增強纖維材料按質量比為5-9：1混合，然后在球磨機中攪拌混合均勻，得到纖維增強陶瓷材料；
2)配制聚乙烯醇溶液，并向聚乙烯醇溶液中加入潤濕分散劑和消泡劑，然后將獲得的纖維增強陶瓷材料以及助燒劑加入所述的溶液中，在分散機中混合均勻，獲得纖維增強陶瓷泥料；
3)使用三維建模軟件設計薄壁件的3D模型，并將薄壁件3D模型轉換為分層路徑文件，導入3D打印機；
4)將獲得的纖維增強陶瓷泥料供給打印頭，氣泵通入壓縮氣體，提供均勻壓強，打印頭將陶瓷泥料均勻擠出；
5)打印頭根據(jù)分層路徑文件按照薄壁件3D模型當前層的輪廓數(shù)據(jù)進行平面二維運動；
6)完成薄壁件3D模型當前層的輪廓數(shù)據(jù)后，打印頭上升一個分層的厚度；
7)重復步驟4)至步驟6)，直至薄壁件坯體完成；
8)將打印完成的薄壁件坯體置于烘箱內，保持溫度在40-60℃，保溫4-6小時；
9)將步驟8)獲得的薄壁件坯體進行脫脂和燒結，獲得纖維增強陶瓷薄壁件。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于3D打印技術的纖維增強陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步驟1)中所述的陶瓷粉體的粒徑為1-2μm；增強纖維材料的直徑為2-4μm，長度為50-80μm。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于3D打印技術的纖維增強陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步驟2)中所述的配制聚乙烯醇溶液的質量分數(shù)為1％。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于3D打印技術的纖維增強陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步驟2)中所述的潤濕分散劑和消泡劑的加入質量分別為聚乙烯醇溶液質量的1％。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于3D打印技術的纖維增強陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步驟2)中所述的助燒劑的質量分數(shù)為纖維增強陶瓷材料的0.5％。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于3D打印技術的纖維增強陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步驟2)中所述的纖維增強陶瓷泥料的固含量為75-80％。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于3D打印技術的纖維增強陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步驟2)中所述的助燒劑是氧化鋁、氧化鉀和氧化硼中的一種以上。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種基于3D打印技術的纖維增強陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步驟3)中所述的三維建模軟件是CAD或UG或Solidworks。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種基于3D打印技術的纖維增強陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步驟1)中所述的陶瓷粉體材料為石英、氧化鋯、氧化鋁、氮化硼和氮化硅中的一種或多種；所述的增強纖維材料為石英纖維、氮化硅纖維、氮化硼纖維和碳纖維中的一種或多種。
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