[發(fā)明專利]一種3D冷打印制備冷等靜壓包套的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810179593.0
• 申請(qǐng)日: 2018-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108456337B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊芳;邵艷茹;張策;蘆博昕;郭志猛;隋延力;馮釗紅;陸天行;李沛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L3/02
• 分類號(hào): C08L3/02;C08L99/00;C08L91/00;C08L89/00;C08L5/04;C08L1/28;C08L5/08;C08K13/02;C08K5/053;C08K5/17;C08K3/16;C08K5/092;C08J7/04;B33Y70/10
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

一種3D冷打印制備冷等靜壓包套的方法，屬于冷等靜壓成形技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將葡萄糖1?5％、淀粉粉末50?65％、氯化鈉0.5?2％、乙二胺四乙酸二鈉0.2?0.8％、膨松劑0.5?4％、分散劑0.1?1％、成型劑5?10％、膠凝劑2?7％、增強(qiáng)劑1?5％、余量是水，按照上述質(zhì)量比及一定先后順序混合均勻，攪拌成一定粘度的漿料再進(jìn)行3D冷打印，打印成一定形狀的冷等包套，并在蒸汽鍋中于80?130℃加熱20?60min，最后在包套外蘸覆一層薄膠膜，制備得到新型冷等靜壓包套。采用本方法制備的3D冷打印新型冷等靜壓包套，原料易得、價(jià)格低廉、制備工藝簡(jiǎn)單，安全無(wú)污染。新型的冷等包套回彈小，無(wú)應(yīng)力集中，可用于制備形狀復(fù)雜的包套，無(wú)形狀限制，并且可以保持壓制品形狀完整無(wú)斷裂，并且壓制品密度均勻性能優(yōu)良。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冷等靜壓成形領(lǐng)域，提供了一種3D冷打印制備新型冷等靜壓包套的方法。

背景技術(shù)

冷等靜壓成形是將粉末裝入密封的彈性模具內(nèi)，置于盛裝液體或氣體的容器中，用液體或氣體對(duì)其施加一定壓力，將粉末壓制成實(shí)體，得到一定形狀的還體，壓力釋放后，將模具從容器內(nèi)取出，脫模后進(jìn)行后續(xù)燒結(jié)處理。與模壓相比，冷等靜壓具有下列優(yōu)點(diǎn)：稍具形狀的坯體，如四形、空心等區(qū)別于塊狀、圓柱狀的坯體；壓坯密度分布均勻；模具材料是橡膠和塑料，成本低；壓坯強(qiáng)度高，便于加工和運(yùn)輸。

冷等靜壓技術(shù)(Cold Isostaitc Pressing，CIP)是一種重要的粉末冶金成形方法，可以加工常規(guī)凝固條件下難以制造的高溫合金材料、硬質(zhì)合金材料、陶瓷材料等。與鑄造和鍛造方法相比，冷等靜壓具有制件組織均勻，無(wú)成分偏析，尺寸精度高，材料利用率高，純度高，在制備過(guò)程中不需要加入任何成形劑，成本低等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)CIP可以使制件的密度有大幅度地提高，增加制件的強(qiáng)度。冷等靜壓一般用于大尺寸零件的成形或?yàn)樗苄约庸ぬ峁┐蟪叽珏V。

現(xiàn)有冷等靜壓包套主要使用的材料是聚乙烯或聚苯乙烯，可重復(fù)使用的包套材料是聚氨酯、硅橡膠、氯丁橡膠或天然橡膠。包套裝滿粉末并密封后，全部浸入壓力介質(zhì)中。但這些包套對(duì)成形復(fù)雜形狀的零部件較困難，在壓制過(guò)程中，因?yàn)檫@些包套冷等卸壓過(guò)程中存在應(yīng)力集中和彈性回彈，在成形復(fù)雜形狀及多對(duì)稱軸零部件時(shí)容易出現(xiàn)斷裂情況，成品率低，造成原料浪費(fèi)成本提高。目前，由于冷等靜壓包套形狀的限制，導(dǎo)致冷等靜壓技術(shù)僅局限應(yīng)用于制備規(guī)則簡(jiǎn)單形狀的塊體或中空厚壁毛坯，無(wú)法制備不規(guī)則復(fù)雜形狀的工件。因此使用一種新型的冷等靜壓包套，解決復(fù)雜形狀成形困難和壓制件斷裂成品率低的問(wèn)題具有重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種3D冷打印制備新型冷等靜壓包套的方法，在成形復(fù)雜形狀、降低廢品率和生產(chǎn)成本等方面都達(dá)到了令人滿意的效果，冷等后的壓制坯體密度高且均勻，可以得到復(fù)雜形狀，包套安全無(wú)污染，制備簡(jiǎn)單成本低。

為了獲得上述的新型冷等靜壓包套，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

所述的3D冷打印新型冷等靜壓包套原料重量百分比構(gòu)成如下：按質(zhì)量百分比由如下成分配比組成：葡萄糖1-5％、淀粉粉末50-65％、氯化鈉0.5-2％、乙二胺四乙酸二鈉0.2-0.8％、膨松劑0.5-4％、分散劑0.1-1％、成型劑5-10％、膠凝劑2-7％、增強(qiáng)劑1-5％、余量是水。

所述的包套原料在上述構(gòu)成下經(jīng)混合攪拌→3D打印成形→加熱→包覆膠膜制成，具體制備步驟如下：

(1)稱量符合配方量的葡萄糖、淀粉粉末、氯化鈉、乙二胺四乙酸二鈉、膨松劑、分散劑原料，并在混料機(jī)中混合30-60min；

(2)將符合配方量的水倒入步驟(1)中混合好的原料粉末中，攪拌均勻后加入成型劑、膠凝劑和增強(qiáng)劑，進(jìn)行糊化制備成料漿；

(3)將步驟(2)中制備的料漿通過(guò)3D冷打印機(jī)打印成形，打印出冷等靜壓包套坯體；