基于3D打印技术的蜂窝夹层结构陶瓷及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110372375A(43)申请公布日2019.10.25(21)申请号201910707393.2(22)申请日2019.08.01(71)申请人上海应用技术大学地址200235上海市徐汇区漕宝路120号(72)发明人赵喆高淑悦王操(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人王晶(51)Int.Cl.C04B35/48(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B38/00(2006.01)B33Y80/00(2015.01)B33Y10/00(2015.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称基于3D打印技术的蜂窝夹层结构陶瓷及制备方法(57)摘要本发明涉及一种基于3D打印技术的蜂窝夹层结构陶瓷及制备方法，该蜂窝夹层结构，从上到下依次是：上面板、蜂窝芯和下面板，所述的蜂窝夹层结构由3D打印技术采用氧化锆材料一次性制备而成；该制备方法包括设计出使可以利用了3D打印技术制造蜂窝夹层结构陶瓷，采用3D打印技术，经过一系列后处理具有良好的致密性和轻量化，有效的避免了具有空心零件的制造的一系列复杂的制造工艺，实现了蜂窝夹层结构陶瓷零件的快速制造，且不需要板芯胶进行黏结。实现了轻质高强度的蜂窝夹层结构陶瓷的制造，极大的减少了制造时间和成本。CN110372375ACN110372375A权利要求书1/1页1.一种基于3D打印技术的蜂窝夹层结构陶瓷，特征在于：该蜂窝夹层结构，从上到下依次是：上面板、蜂窝芯和下面板，所述的蜂窝夹层结构由3D打印技术采用氧化锆材料一次性制备而成。2.根据权利要求1所述的基于3D打印技术的蜂窝夹层结构陶瓷，其特征在于：所述上面板的厚度为0.1-0.3mm，所述蜂窝芯的厚度为1.6-2.6mm，所述下面板的厚度0.1-0.3mm。3.根据权利要求1所述的基于3D打印技术的蜂窝夹层结构陶瓷，其特征在于：所述上面板和下面板上进行穿孔，孔径在0.5-1mm。4.根据权利要求1所述的基于3D打印技术的蜂窝夹层结构陶瓷，其特征在于：所述的蜂窝夹层结构为正四边形蜂窝夹层结构或正六边形蜂窝夹层结构。5.根据权利要求4所述的基于3D打印技术的蜂窝夹层结构陶瓷，其特征在于：所述正四边形蜂窝夹层结构中的蜂窝芯为正四边形蜂窝芯；所述正六边形蜂窝夹层结构中的蜂窝芯为正六边形蜂窝芯；所述正四边形蜂窝芯和正六边形蜂窝芯的蜂窝孔格均为1-4mm。6.根据权利要求4所述的基于3D打印技术的蜂窝夹层结构陶瓷，其特征在于：所述正四边形蜂窝夹层结构相对密度可达到31.95％-73.48％，所述正六边形蜂窝夹层结构相对密度可达到31.22％-66.24％。7.根据权利要求1所述的基于3D打印技术的蜂窝夹层结构陶瓷，其特征在于：所述的3D打印技术采用DLP激光成型技术。8.一种权利要求1-7中任一所述的基于3D打印技术的蜂窝夹层结构陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建模：采用CAD软件设计出氧化锆蜂窝夹层结构陶瓷：(2)零件制备：采用3D打印技术打印制备氧化锆蜂窝夹层结构陶瓷；(3)后处理：将打印出的氧化锆的氧化锆蜂窝夹层结构陶瓷进行清洗，去除表面和内部多余的氧化锆陶瓷浆料；(4)烧结成型：根据烧结制度将清洗后的氧化锆蜂窝夹层结构陶瓷无压烧结至1550℃，保温两个小时，得到致密度在99％的氧化锆蜂窝夹层结构陶瓷。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：上述步骤(1)中采用CAD软件建模设计出氧化锆蜂窝夹层结构陶瓷，包括正四边形蜂窝夹层结构或正六边形蜂窝夹层结构设计，设计的具体步骤为：(1)设计蜂窝夹层结构中的上面板、中间的蜂窝芯、下面板；(2)蜂窝夹层结构长35-70mm，宽4-10mm、高2-3mm，长和宽设定小于3D打印最大范置尺寸。(3)在蜂窝夹层结构中，正方形蜂窝壁之间角度为90°，六边形蜂窝壁之间角度为60°，按照上面板，中间的蜂窝芯，下面板的顺序进行组合，得到正四边形蜂窝夹层结构或正六边形蜂窝夹层模型。(4)设计上、下面板在蜂窝结构中的每个正四边形芯格的中心处或每个正六边形蜂窝芯格的中心处进行开孔，孔设计为圆形孔。2CN110372375A说明书1/3页基于3D打印技术的蜂窝夹层结构陶瓷及制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种陶瓷3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印的蜂窝夹层结构陶瓷的设计及成形方法。背景技术[0002]随着科技的发展，夹层结构在高性能应用的轻质设计中越来越受欢迎。夹层结构是应航天航空科技的特殊需要发展起来的，并且最早用于航空航天领域，同时它的使用对航空航天工业的发展起了很大的作用。蜂窝夹层结构由于其轻量化、可设计性强，应用于航天器的主、次承力结构件，比如火箭和导弹的安定面、