一种基于3D打印技术的陶瓷零件的制备方法.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CN112521130A(43)申请公布日2021.03.19(21)申请号201910803383.9B28B1/00(2006.01)(22)申请日2019.08.28B33Y10/00(2015.01)B33Y70/10(2020.01)(71)申请人中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所地址215123江苏省苏州市苏州工业园区若水路398号(72)发明人黄哲观冯晓媛汤阳李鹏周岩谢永林(74)专利代理机构深圳市铭粤知识产权代理有限公司44304代理人孙伟峰(51)Int.Cl.C04B35/10(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B35/64(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种基于3D打印技术的陶瓷零件的制备方法(57)摘要本发明公开了一种基于3D打印技术的陶瓷零件的制备方法，包括：利用3D打印技术打印出陶瓷打印件，然后对陶瓷打印件进行固化成型‑排胶处理‑渗透处理‑两次烧结处理，获得了致密性良好、力学性能优异的陶瓷零件。通过对陶瓷中间体进行渗透工艺处理，填补粘结剂墨水中有机物分解后留下的孔隙，进一步烧结后获得高致密的陶瓷零件，提高了3D打印技术制造的陶瓷的致密度。CN112521130ACN112521130A权利要求书1/1页1.一种基于3D打印技术的陶瓷零件的制备方法，其特征在于，包括步骤：利用3D打印技术打印获得陶瓷打印体；将所述陶瓷打印体固化成型后获得陶瓷坯体；对所述陶瓷坯体进行排胶处理，获得第一中间体；利用前驱液对所述第一中间体进行渗透处理，获得第二中间体；一次烧结所述第二中间体，获得第三中间体；二次烧结所述第三中间体，获得陶瓷零件。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述排胶的过程具体包括：首先，在500～700℃条件下，对所述陶瓷坯体进行初步排胶处理；然后，在真空、1150～1300℃条件下进行预烧结处理。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述前驱液为九水合硝酸铝溶液、无水氯化铝和碳酸氢铵混合溶液或无水氯化铝和氨水混合溶液。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述3D打印技术为3DP打印技术，其打印过程具体包括：将陶瓷打印粉末和粘结剂墨水装入3DP打印机中，然后按照制造程序逐层交错铺设所述陶瓷打印粉末和喷射所述粘结剂墨水。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷打印粉末包括氧化铝陶瓷粉末、二氧化锆陶瓷粉末、碳化硅陶瓷粉末或氮化硅陶瓷粉末中的至少一种。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷打印粉末的含量为92％～98％，粒径为5～20μm。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂墨水包括水溶性高分子化合物、表面活性剂和水。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂墨水的粘度为3～5mPa·s。9.根据权利要求1～8任一所述的制备方法，其特征在于，所述二次烧结的工艺条件为：烧结温度为1450～1650℃、升温速率为5～10℃/min、烧结时长为1～2h。10.根据权利要求4～8任一所述的制备方法，其特征在于，所述制造程序的形成过程具体包括：建立陶瓷零件的三维模型数据；将所述三维模型数据转换为STL格式文件；分层处理所述STL格式文件，获得分层数据；将所述分层数据转换数据格式后导入3DP打印机，获得制造程序；所述制造程序包括陶瓷分层程序和墨水打印程序，所述陶瓷分层数据控制铺设所述陶瓷打印粉末，所述墨水打印程序控制打印喷头喷射所述粘结剂墨水。2CN112521130A说明书1/7页一种基于3D打印技术的陶瓷零件的制备方法技术领域[0001]本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种基于3D打印技术的陶瓷零件的制备方法。背景技术[0002]陶瓷材料作为一种历史悠久的无机非金属材料，具有高硬度、高强度、化学稳定性好和耐高温等特点，广泛应用于机械、电子、半导体和航空航天等领域。但是，陶瓷材料的高硬度和高强度的特点也使其难以成型和加工。[0003]3D打印，又称增材制造(AdditiveManufacturing，AM)，融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术，以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。相对于传统的、对原材料去除－切削、组装的加工模式不同，是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，从无到有。这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。[0004]现有的3D打印技术主要分为熔融沉积式(FDM)、分层实体制造(LOM)、选择性激光烧结(SLS)和