[發明專利]一種3D打印一體化制造堇青石蜂窩陶瓷載體的方法

在審

• 申請號: 201811038113.5
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109095912A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 陳張偉;勞長石;何奕;劉呈搏;李俊杰;李楊
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: C04B35/195
• 分類號: C04B35/195;C04B38/00;C04B35/622;B33Y50/02;B33Y10/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

1.一種3D打印一體化制造堇青石蜂窩陶瓷載體的方法，其特征在于，所述3D打印一體化制造堇青石蜂窩陶瓷載體的方法包括：

根據多孔陶瓷載體的預設要求，獲取多孔陶瓷載體的宏觀結構模形，確定堇青石多孔蜂窩陶瓷載體的外形結構；

確定堇青石多孔陶瓷載體的通孔形狀和結構，根據通孔的基本參數以及排列方式計算出堇青石多孔蜂窩陶瓷載體的孔密度、比表面積和通孔率；

根據通孔的基本參數以及其排列方式與孔密度、比表面積和通孔率之間的關系，獲取堇青石多孔蜂窩陶瓷載體的三維數據模型文件；

將三維數據模型文件進行轉換后導入光固化3D打印系統中，以液體光固化樹脂混合堇青石粉末為漿料，制備堇青石多孔蜂窩陶瓷載體陶瓷素坯件；

將堇青石多孔蜂窩陶瓷載體陶瓷素坯件放入燒結爐，根據脫脂燒結程序升溫到預設溫度后進行高溫燒脫脂燒結處理得到堇青石多孔蜂窩陶瓷載體。

2.根據權利要求1所述的3D打印一體化制造堇青石蜂窩陶瓷載體的方法，其特征在于，所述根據通孔的基本參數以及其排列方式與孔密度、比表面積和通孔率之間的關系，獲取堇青石多孔蜂窩陶瓷載體的三維數據模型文件具體包括：

根據堇青石多孔蜂窩陶瓷載體的數據要求，將通孔的基本參數以及其排列方式與堇青石多孔蜂窩陶瓷載體的孔密度、比表面積、通孔率之間的關系進行綜合對比分析；

利用規則或不規則幾何形狀以及常規平行或異形交叉通孔確定堇青石多孔陶瓷載體的微觀結構；

完成堇青石多孔蜂窩陶瓷載體的一體化布局，獲取堇青石多孔蜂窩陶瓷載體的三維數據模型文件。

3.根據權利要求1所述的3D打印一體化制造堇青石蜂窩陶瓷載體的方法，其特征在于，所述將三維數據模型文件進行轉換后導入光固化3D打印系統中，以液體光固化樹脂混合堇青石粉末為漿料，制備堇青石多孔蜂窩陶瓷載體陶瓷素坯件具體包括:

將三維數據模型文件轉換為光固化3D打印系統可識別的文件，并導入到光固化3D打印系統中；

以液體光固化樹脂混合堇青石粉末為漿料，根據液體光固化樹脂混合堇青石粉末制成的漿料的性質，確定曝光時間、漿料靜置時間、單層打印厚度以及分離速度從而制定3D打印工藝；

采用分層光固化成型方式制備堇青石多孔蜂窩陶瓷載體部件，并將得到的載體部件沖洗干凈，去除表面未固化的漿料以及支撐材料，得到堇青石多孔蜂窩陶瓷載體陶瓷素坯件。

4.根據權利要求1所述的3D打印一體化制造堇青石蜂窩陶瓷載體的方法，其特征在于，所述堇青石多孔陶瓷載體的通孔形狀包括：圓形、方形以及正六邊形。

5.根據權利要求4所述的3D打印一體化制造堇青石蜂窩陶瓷載體的方法，其特征在于，所述堇青石多孔陶瓷載體的通孔結構包括：常規單一方向平行式貫穿通孔或者異形互相成角度交叉通孔。

6.根據權利要求5所述的3D打印一體化制造堇青石蜂窩陶瓷載體的方法，其特征在于，當通孔為正六邊形且單一方向平行式貫穿通孔時，所述堇青石多孔蜂窩陶瓷載體的孔密度、比表面積和通孔率通過如下公式得出：

其中ρ為孔密度，單位為孔/mm²，e為孔間距；

A＝4(e-a)/e²，其中，A為比表面積，單位為mm²/mm³，a為孔壁厚，e為孔間距；

τ＝(e-a)²/e²，其中，τ為通孔率(％)，a為孔壁厚，e為孔間距。

7.根據權利要求3所述的3D打印一體化制造堇青石蜂窩陶瓷載體的方法，其特征在于，光固化成型方式包括：立體光固化工藝SLA或者數字光處理面曝光光固化工藝DLP。

8.根據權利要求3所述的3D打印一體化制造堇青石蜂窩陶瓷載體的方法，其特征在于，液體光固化樹脂混合堇青石粉末制成的漿料的性質包括：透射深度、臨界曝光值以及粘度。

9.根據權利要求1所述的3D打印一體化制造堇青石蜂窩陶瓷載體的方法，所述脫脂燒結程序根據材料的熱失重曲線制定。

10.根據權利要求1所述的3D打印一體化制造堇青石蜂窩陶瓷載體的方法，其特征在于，所述堇青石多孔蜂窩陶瓷載體的外形結構包括：圓柱形、長方體形以及三角柱型。