[发明专利]一种陶瓷料浆及陶瓷材料3D打印成型方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷料浆及陶瓷材料3D打印成型方法，其中陶瓷料浆由分散相和连续相组成；所述分散相为陶瓷粉体或陶瓷粉体和助剂的组合；所述连续相由分散介质、分散剂和粘结剂组成，所述分散介质为莰烯；该陶瓷料浆解决了现有技术中3D打印材料质量不稳定、品种较为单一、难以打印复杂和高强度产品的问题，提高了3D打印材料的质量和强度，实现了复杂和高强度产品的3D打印，同时丰富了3D打印材料的种类。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种陶瓷料浆及陶瓷材料3D打印成型方法。

背景技术

3D打印制造技术(学术界称为增量制造、增材制造、快速原型、快速制造)是指基于离散材料逐层堆积成形的原理，通过CAD设计数据采用材料逐层累加的方法制造实体零件的技术。相对于传统的材料去除(切削加工)技术，是一种“自上而下”材料累加的制造方法。3D打印制造技术不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序，利用三维设计数据再一台设备上可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件，从而实现“自由制造”，解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。而且越是复杂结构的产品，其制造的速度作用越显著。

作为3D打印技术的关键，材料的研发与应用受到发达国家的高度重视，他们纷纷出台各项利好政策，鼓励加大材料的研发投入。目前3D打印材料比较有限，大多质量不稳定、品种较为单一，多为石膏、塑料、可粘接的粉末颗粒、树脂等，其制造精度、复杂性和强度等难以达到较高的要求，一般只能应用于模型、玩具等产品领域。

发明内容

本申请实施例通过提供一种陶瓷料浆及陶瓷材料3D打印成型方法，解决了现有技术中3D打印材料质量不稳定、品种较为单一、难以打印复杂和高强度产品的问题，提高了3D打印材料的质量和强度，在室温下即可实现复杂和高强度产品的3D打印，实现了3D打印材料的通用性，同时丰富了3D打印材料的种类。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种陶瓷料浆，由分散相和连续相组成；所述分散相为陶瓷粉体或陶瓷粉体和助剂的组合；所述连续相由分散介质、分散剂和粘结剂组成，所述分散介质为莰烯。

作为优选，所述陶瓷粉体为碳化物陶瓷微粉、氧化物陶瓷微粉或氮化物陶瓷微粉。

作为优选，所述陶瓷粉体为碳化物陶瓷微粉时，所述助剂为炭黑；所述陶瓷粉体为氧化物陶瓷微粉时，所述助剂为二氧化硅或/和氧化钡；所述陶瓷粉体为氮化物陶瓷微粉时，所述助剂为三氧化二钇或/和三氧化二硼。

作为优选，所述分散剂为改性聚酯类分散剂；所述粘结剂为聚苯乙烯或石蜡。

作为优选，所述分散剂的质量为陶瓷粉体质量的2％-15％；所述粘结剂的质量为陶瓷粉体质量的0.5％-5％；所述助剂的质量为陶瓷粉体质量的1％-10％。

作为优选，所述陶瓷料浆中分散相的体积分数为35％-55％。

作为优选，所述陶瓷料浆通过将其原料混合并球磨制得；所述球磨时的温度为50-60℃，球磨时间为6-24h。

另一方面，本发明实施例还提供了一种陶瓷材料3D打印成型方法，包括以下步骤：

(1)建立产品的三维模型，并对模型进行分层切片处理，再建立3D打印程序并设定相关参数；

(2)根据建立的3D打印程序，将陶瓷料浆进行逐层打印，得到模型胚体；

(3)将所述模型胚体先进行热解碳化或排胶，再进行烧结，得到陶瓷材料制品；

其中，所述陶瓷料浆为上述的陶瓷料浆。

作为优选，所述步骤(1)中设定的相关参数包括打印层厚、打印速度、储存陶瓷料浆的储料罐的温度和压力、以及输出陶瓷料浆的输料管道的温度。