[發明專利]基于靜電吸附的陶瓷3D打印構建平臺、方法及系統

在審

• 申請號: 202310296785.0
• 申請日: 2023-03-24
• 公開（公告）號: CN116476193A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 趙毅
• 申請（專利權）人: 上海數造機電科技股份有限公司
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B28B17/00;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/00
• 代理公司: 上海匯知丞企知識產權代理有限公司 31468
• 代理人: 楊戩

1.一種基于靜電吸附的陶瓷3D打印構建方法，其特征在于，包括：

根據打印模型與其所在陶瓷基板(3)的位置關系，將設置在聚合物載物臺主體(1)內的電極陣列(2)劃分為內電極及外電極；

利用與所述電極陣列(2)及電源(4)連接的程控開關(6)，對所述內電極施加第一電壓，對所述外電極施加小于所述第一電壓的第二電壓；

在打印過程中，維持所述第一電壓及所述第二電壓，直至打印結束。

2.根據權利要求1所述的陶瓷3D打印構建方法，其特征在于，所述第一電壓及所述第二電壓的確定方法，包括：

獲取所述陶瓷基板(3)的參數、所述打印模型的質量和體積，并基于所述參數、所述質量和所述體積確定施加所述內電極的夾緊電壓；

獲取所述陶瓷基板(3)的陶瓷漿料中陶瓷顆粒受到的靜電吸附力及自身重力，并基于所述靜電吸附力及所述自身重力，確定對所述外電極施加的第二電壓；

基于所述夾緊電壓及所述第二電壓，確定所述內電極的第一電壓。

3.根據權利要求2所述的陶瓷3D打印構建方法，其特征在于，所述陶瓷顆粒受到的靜電吸附力及自身重力的確定方法，包括：

獲取述陶瓷顆粒設定距離的電場強度或絕緣子設定高度處的電場強度、基體樹脂和陶瓷顆粒填料的第一相對介電常數及第二相對介電常數、真空介電常數、所述打印模型所占所述電極陣列(2)的面積，陶瓷顆粒的直徑、陶瓷顆粒的密度、陶瓷顆粒的直徑、重力加速度；

基于所述電場強度、第一相對介電常數、第二相對介電常數、真空介電常數、陶瓷顆粒的直徑、面積，確定所述陶瓷顆粒受到的靜電吸附力；

基于所述陶瓷顆粒的密度、陶瓷顆粒的直徑、重力加速度確定所述陶瓷顆粒自身重力。

4.根據權利要求2-3任一項所述的陶瓷3D打印構建方法，其特征在于，所述基于所述靜電吸附力及所述自身重力，確定對所述外電極施加的第二電壓的方法，包括：令所述靜電吸附力等于所述自身重力，確定對所述外電極施加的第二電壓。

5.根據權利要求4所述的陶瓷3D打印構建方法，其特征在于，所述基于所述夾緊電壓及所述第二電壓，確定所述內電極的第一電壓的方法，包括：所述夾緊電壓加上所述第二電壓，確定所述內電極的第一電壓。

6.根據權利要求1-3任一項所述的陶瓷3D打印構建方法，其特征在于，所述根據打印模型與其所在陶瓷基板(3)的位置關系，將設置在聚合物載物臺主體(1)內的電極陣列(2)劃分為內電極及外電極的方法，包括：所述打印模型與所述陶瓷基板(3)上電極陣列(2)接觸的電極確定為內電極；否則，確定為外電極。

7.一種基于靜電吸附的陶瓷3D打印構建平臺，包括：聚合物載物臺主體(1)，其特征在于，所述聚合物載物臺主體(1)設置有陶瓷基板(3)，在所述陶瓷基板(3)相對于聚合物載物臺主體(1)內側的一側設有電極陣列(2)，所述電極陣列(2)通過程控開關(6)與電源(4)連接；

其中，根據打印模型與其所在陶瓷基板(3)的位置關系，將所述電極陣列(2)劃分為內電極及外電極；利用所述程控開關(6)及所述電源(4)，對所述內電極施加第一電壓，對所述外電極施加小于所述第一電壓的第二電壓；在打印過程中，維持所述第一電壓及所述第二電壓，直至打印結束。

8.根據權利要求7所述的陶瓷3D打印構建平臺，其特征在于，還包括：分別與所述程控開關(6)及所述電源(4)連接的傳輸線電纜(5)；以及/或，所述電極陣列(2)配置為金屬電極陣列；以及/或，所述聚合物載物臺主體(1)的材質為環氧樹脂、分權樹脂、硅橡膠中的一種或多種組合；以及/或，所述陶瓷基板(3)的材質為氧化鋁或氮化鋁。

9.一種基于靜電吸附的陶瓷3D打印系統，其特征在于，包括：如權利要求7-8任一項所述的陶瓷3D打印構建平臺；以及/或，處理器；用于存儲處理器可執行指令的存儲器；其中，所述處理器被配置為調用所述存儲器存儲的指令，以執行權利要求1至6中任意一項所述基于靜電吸附的陶瓷3D打印構建的方法。

10.一種基于靜電吸附的陶瓷3D打印系統，其特征在于，包括：如權利要求7-8任一項所述的陶瓷3D打印構建平臺；以及/或，計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序指令，其特征在于，所述計算機程序指令被處理器執行時實現權利要求1至6中任意一項所述基于靜電吸附的陶瓷3D打印構建的方法。