[發明專利]一種3D打印用粘結劑成型坯體力學性能檢測方法

在審

• 申請號: 202310711089.1
• 申請日: 2023-06-15
• 公開（公告）號: CN116609372A
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 趙坤龍;曹文鑫;朱嘉琦;徐興春;蘇振華;葉之杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N23/2251
• 分類號: G01N23/2251;G01N23/2202;G01N3/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江聯合專利商標代理有限公司 23213
• 代理人: 孟憲會

1.一種3D打印用粘結劑成型坯體力學性能檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

A1：對用來制作粘結劑胚體的模具進行酒精超聲清洗處理并進行烘干，測量烘干后模具整體重量，將通過酒精超聲清洗并烘干處理過的打印用粉末填入模具內，測量粉末倒入模具后模具整體重量的變化，即為粉末的質量；

A2：對模具內的粉末進行振實處理，獲得振實后粉末的高度h₀以及獲得振實后粉末相對致密度ρ；

A3：選定一個飽和度S，計算該飽和度S對應所需要的粘結劑質量m_s；

A4：量取質量為m_s的粘結劑，將量取后的粘結劑緩慢的滴入A2中模具內振實后的粉末的表面；

A5：在A4中加入粘結劑后的模具內粉末表面緩慢滴加低沸點溶劑，將要沒過振實后的粉末材料時停止低沸點溶劑的滴加,并在滴加完低沸點溶劑后對模具整體進行靜置處理；

A6：將A5中靜置處理完后的模具整體移入烘箱內進行固化處理，固化完成后對坯體進行脫模處理；

A7：對A6固化后的坯體隨機部位進行掃描電鏡測試，通過掃描電鏡測試得到的圖片統計提供力學性能的粘結劑與非提供力學性能的粘結劑比例，計算出提供力學性能的粘結劑占總粘結劑含量的比例k；

A8：根據A7得到的粘結劑比例k，將飽和度S修正為有效飽和度S_i，有效飽和度S_i修正公式如下：

S_i＝Sk

選定多個不同的有效飽和度S_i并分別重復A1至A6，得到不同有效飽和度S_i對應的固化胚體，并對固化完成后胚體進行力學性能測試。

2.根據權利要求1中所述的一種3D打印用粘結劑成型坯體力學性能檢測方法，其特征在于：A1中所述的模具是便于取模的模具，所述模具的結構為可拆卸結構，A1中所述的模具型腔為柱體。

3.根據權利要求1或2所述的一種3D打印用粘結劑成型坯體力學性能檢測方法：其特征在于：A1中所述模具的材料為聚四氟乙烯，A1中所述粉末材料為3D金屬打印材料，3D金屬打印材料包括：鐵基合金、鈦及鈦基合金、鎳基合金、鈷鉻合金、鋁合金、銅合金及貴金屬。

4.根據權利要求3所述的一種3D打印用粘結劑成型坯體力學性能檢測方法，其特征在于：A2中所述振實后粉末的高度h₀由如下公式計算得到：

h₀＝h-h₁

式中：h為模具型腔底部至型腔頂部的距離；

h₁為振實后粉末表面距離型腔頂部的高度；

A2中所述的振實后粉末相對致密度ρ是通過A1中加入的粉末與振實后相同體積的粉末物質之間的質量比計算得到。

5.根據權利要求4中所述的一種3D打印用粘結劑成型坯體力學性能檢測方法，其特征在于：A3中所述的飽和度S對應所需要的粘結劑質量m_s由如下的公式計算得到：

V＝S_xh₀

m_s＝VS(1-ρ)ρ_binder

式中：V為振實后的粉末體積；

S_x為型腔底面積；

h₀為振實后的粉末高度；

S為飽和度；

ρ為振實后粉末相對致密度；

ρ_binder為粘結劑的密度。

6.根據權利要求1或5中所述的一種3D打印用粘結劑成型坯體力學性能檢測方法，其特征在于：A4中所述的緩慢的滴加是指用移液槍進行多次滴加，單次滴加的量在200μL以下。

7.權利要求6中所述的一種3D打印用粘結劑成型坯體力學性能檢測方法，其特征在于：在A5中所述加入粘結劑后的模具內粉末表面緩慢滴加低沸點溶劑前，先將所述的低沸點溶劑裝進A4中量取粘結劑的容器中；所述低沸點溶劑是指沸點低于粘結劑沸點10℃以上可溶解粘結劑的溶劑。