[發(fā)明專利]一種用于陶瓷型芯高精度成型的多次組合面曝光制造方法

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• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN116100650A
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設計）人: 田宗軍;葉昀;焦晨;沈理達;侯鋒;邱明波;吳俊男
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學無錫研究院
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B28B11/24;B28B17/00;B33Y10/00;B33Y50/00;B33Y70/10;B33Y40/20
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 沈燕;曹祖良

1.一種用于陶瓷型芯高精度成型的多次組合面曝光制造方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.用建模軟件設計陶瓷型芯結構圖，保存為STL格式文件；

S2.通過打印機軟件對STL格式文件進行切片處理，獲得每一層打印的切片灰度圖像，并計算多次曝光的閾值k和測量模型實際閥值kn，并將k和kn進行比較，當k＞kn進行n次曝光，當k＜kn進行n+1次曝光；

S3.當n＝1，并且k＞k1時，將步驟S2得到的切片灰度圖像導入光固化3D打印機，打印機獲得打印模型每層的切片灰度圖像后，進行一次曝光，獲得一次組合面曝光的曝光圖案；當n≥1，并且k＜k1時，將一次組合面曝光的曝光圖案通過切片圖像二次處理模塊進行n或n+1次切片灰度圖像處理和組合面曝光，獲得n或n+1次組合面曝光的曝光圖案；

S4.將所述光敏樹脂、分散劑和陶瓷粉末按比例依次加入漿料罐中，攪拌均勻并倒入陶瓷料缸中；

S5.打印機獲得打印模型曝光圖案后，打印平臺下移至陶瓷料缸中，通過光固化成型的方法得到成形陶瓷坯體；

S6.將陶瓷坯體經(jīng)過脫脂工藝得到陶瓷素坯，燒結獲得致密化的陶瓷型芯。

2.根據(jù)權利要求1所述的用于陶瓷型芯高精度成型的多次組合面曝光制造方法，其特征在于，步驟S2中，多次曝光的閾值k和測量模型實際閥值kn計算公式如下：

其中：Cd是漿料任意位置的固化層厚，可以反應材料的成形質量，k是漿料的固化層厚形狀影響系數(shù)；S是全部的曝光表面，L是曝光表面上任意一點到固化層厚測試點的水平距離。

3.根據(jù)權利要求1所述的用于陶瓷型芯高精度成型的多次組合面曝光制造方法，其特征在于，步驟S3中切片灰度圖像處理具體為：通過Python的輪廓選取函數(shù)找到灰度圖像的內外輪廓，在輪廓上做向輪廓內的法向的補償計算，補償計算的補償尺寸為100μm。

4.根據(jù)權利要求1所述的用于陶瓷型芯高精度成型的多次組合面曝光制造方法，其特征在于，步驟S3中在第一次組合面曝光、n或n+1次組合面曝光時，曝光能量均為5-25mW/cm²，曝光時長均為4-40s，打印層厚均為50-200μm。

5.根據(jù)權利要求1所述的用于陶瓷型芯高精度成型的多次組合面曝光制造方法，其特征在于，步驟S4中陶瓷粉末為5μm的球形α-氧化鋁，體積分數(shù)為30-60vol％，所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮，體積分數(shù)1-5vol％，所述光敏樹脂為以雙酚a環(huán)氧丙烯酸酯為原料制備的化合物，體積分數(shù)為35-69％。

6.根據(jù)權利要求1所述的用于陶瓷型芯高精度成型的多次組合面曝光制造方法，其特征在于，步驟S6脫脂工藝具體為：將陶瓷坯體依次在100℃，237℃，300℃，600℃下均保溫2-6h，升溫速率為2℃/min，所述燒結工藝的燒結溫度為1550℃，升溫速率為2℃/min，燒結時間為1-65h。