[發(fā)明專利]一種3D打印陶瓷制備方法及其產(chǎn)品

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010517694.1
• 申請(qǐng)日: 2020-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN111792928A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段帥帥;羅麗榮;田曉聰;靳洪允;侯書恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號(hào): C04B35/46
• 分類號(hào): C04B35/46;C04B35/48;C04B35/10;C04B35/565;C04B35/622;C04B35/638;C04B35/634;B33Y70/10;B33Y10/00
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 王佩

本發(fā)明公開了一種3D打印陶瓷制備方法及其產(chǎn)品。本發(fā)明的一種3D打印陶瓷制備方法，包括如下步驟：S1：將陶瓷粉末加入到粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑的混合溶液中攪拌均勻得漿料；S2：采用微流擠出成形設(shè)備將漿料擠出成型，得到陶瓷坯體，將打印出的陶瓷坯體立即浸入到無機(jī)溶液中快速成型，所述有機(jī)溶劑與所述無機(jī)溶液互溶；S3：待陶瓷坯體固化變硬后取出干燥；S4：去除粘結(jié)劑；S5：高溫煅燒得到陶瓷。本發(fā)明提供的陶瓷漿料具有良好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，具有適當(dāng)?shù)墓滔嗪浚蛴〕龅臐{料具有優(yōu)良的形狀保持能力，煅燒制得的陶瓷坯體多孔且不易開裂；通過有機(jī)溶劑和陶瓷粉末的比例調(diào)控孔隙率大小，實(shí)現(xiàn)多級(jí)孔結(jié)構(gòu)，可制備復(fù)雜幾何形狀的陶瓷零件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陶瓷3D打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種3D打印陶瓷制備方法及其產(chǎn)品。

背景技術(shù)

陶瓷作為一種傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料，具有強(qiáng)度高、耐蝕、耐磨和耐高溫等優(yōu)良性能，在生物醫(yī)療、電子、航空航天等各行各業(yè)得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。

增材制造(Additive Manufacturing，AM)俗稱3D打印，是目前比較熱門的一項(xiàng)新型的、先進(jìn)的材料成型技術(shù)，眾多國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)參與到這一技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新之中。而陶瓷3D打印技術(shù)作為陶瓷材料和3D打印技術(shù)的結(jié)合體，使制造復(fù)雜形狀陶瓷產(chǎn)品成為可能，并且具有成型速度快、成本低、成型精度高等優(yōu)點(diǎn)。就陶瓷3D打印現(xiàn)狀來看，目前陶瓷3D打印技術(shù)發(fā)展還不夠成熟，還有許多問題有待解決，例如如何配置粘度、低流動(dòng)性好、混合均勻的陶瓷漿料。在燒結(jié)過程，坯體中容易產(chǎn)生裂紋、變形、各向收縮率不同等缺陷，增加了燒結(jié)的難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種3D打印陶瓷制備方法及其產(chǎn)品。

本發(fā)明的一種3D打印陶瓷制備方法，包括如下步驟：

S1：將陶瓷粉末加入到粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑的混合溶液中攪拌均勻得漿料；

S2：采用微流擠出成形設(shè)備將漿料擠出成型，得到陶瓷坯體，將打印出的陶瓷坯體立即浸入到無機(jī)溶液中快速成型，所述有機(jī)溶劑與所述無機(jī)溶液互溶；

S3：待陶瓷坯體固化變硬后取出干燥；

S4：將干燥后的陶瓷坯體在500～600℃溫度下保溫3h，以去除粘結(jié)劑；

S5：將S4得到的陶瓷坯體高溫煅燒得到陶瓷制品。

進(jìn)一步的，步驟S5中煅燒溫度為1100～1500℃，升溫速率為5～20℃/min，時(shí)間為2.5～6h。

進(jìn)一步的，所述粘結(jié)劑、有機(jī)溶劑和陶瓷粉末的質(zhì)量比為2.8～4.2:1:1。

進(jìn)一步的，所述粘結(jié)劑包括聚醚砜和\或聚乙烯醇。

進(jìn)一步的，所述有機(jī)溶劑包括N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或二甲基亞砜中的一種或多種。

進(jìn)一步的，所述無機(jī)溶液包括去離子水或蒸餾水。

進(jìn)一步的，所述陶瓷粉末包括ZrO₂、Al₂O₃、TiO₂和SiC中的一種或多種。

進(jìn)一步的，所述陶瓷粉末的粒徑為納米級(jí)或亞微米級(jí)。

進(jìn)一步的，步驟S3中干燥的溫度為75～85℃，干燥時(shí)間為12～14h。

一種上述的方法制備的陶瓷。