[发明专利]一种通过增材制造法制造刚性隔热瓦坯体的方法

说明书

本发明涉及一种通过增材制造法制造刚性隔热瓦坯体的方法，所述方法包括如下步骤：(1)用水将陶瓷纤维和非金属硼化物混合均匀，得到浆料；和(2)通过喷射增材制造法将步骤(1)得到的浆料逐层成形，制得刚性隔热瓦坯体。本发明方法通过用于增材制造刚性隔热瓦坯体的装置进行。本发明方法能够有效控制刚性隔热瓦坯体的密度和厚度精度，得到厚度精确度高、密度均匀以及质量好的刚性隔热瓦坯体，此外，本方明方法具有操作简单、制造成本低、生产效率高以及绿色环保等诸多优点。

技术领域

本发明属于刚性隔热瓦制造技术领域，尤其涉及一种通过增材制造法制造刚性隔热瓦坯体的方法。

背景技术

目前，刚性隔热瓦坯体在制造过程中存在密度不均匀的问题。

刚性隔热瓦的制造过程一般包括将包含短纤维和烧结助剂的浆料置于具有过滤功能的容器中将其中的水过滤掉，然后得到刚性隔热瓦坯体(滤饼)，再将刚性隔热瓦坯体依次进行干燥和烧结，从而得到刚性隔热瓦；然而，采用这样的方法会存在刚性隔热瓦坯体在各个方向上尤其是厚度方向上的密度不均匀，从而导致制造的刚性隔热瓦的强度以及导热性等方面存在各向异性。

增材制造(例如3D打印法)的主要特点是按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法。目前，增材制造技术的应用领域已经扩展到医疗、电子、航空航天、汽车制造等行业以及创意产业甚至消费领域；但是由于现有的传统增材制造设备(例如3D打印设备)并不适用于刚性隔热瓦坯体的制造，因此，通过增材制造法制造刚性隔热瓦坯体还未见报道。

发明内容

为了解决现有技术中刚性隔热瓦坯体在制造过程中存在密度不均匀的问题，本发明提供了一种通过增材制造法制造刚性隔热瓦坯体的方法。本发明方法能够有效控制刚性隔热瓦坯体的密度和厚度精度，得到厚度精确度高、密度均匀以及质量好的刚性隔热瓦坯体，此外，本发明方法具有操作简单、制造成本低、生产效率高以及绿色环保等诸多优点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种通过增材制造法制造刚性隔热瓦坯体的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)用水将陶瓷纤维和非金属硼化物混合均匀，得到浆料；和

(2)通过喷射增材制造法将步骤(1)得到的浆料逐层成形，制得刚性隔热瓦坯体。

优选地，在进行步骤(2)之前，将步骤(1)得到的浆料的pH调节为9～11。

优选地，步骤(2)所述的喷射增材制造法包括如下子步骤：

(a)以喷射的方式布设步骤(1)得到的浆料，得到浆料层；

(b)将步骤(a)得到的浆料层压实，得到刚性隔热瓦坯体的第一层；和

(c)在所得到的刚性隔热瓦坯体的第一层的基础上依次重复步骤(a)和步骤(b)以进行所述刚性隔热瓦坯体的第二层的制造，如此不断重复直至完成预定层数的制造，制得包含多层浆料层的刚性隔热瓦坯体。

优选地，所述陶瓷纤维由以质量百分比计的石英纤维30％～85％、氧化铝纤维4.9％～55％和氧化锆纤维0.1％～15％组成；所述非金属硼化物选自由碳化硼和氮化硼组成的组，所述非金属硼化物的用量为所述陶瓷纤维的用量的0.5wt％～20wt％；和/或所述陶瓷纤维与所述非金属硼化物的总用量为所述水的用量的0.3wt％～1wt％。