[发明专利]一种陶瓷3D打印方法

说明书

本发明提供了一种陶瓷3D打印方法，包括如下步骤：(a)建立待制造的陶瓷的三维模型，导入3D打印设备；(b)将陶瓷原料加水研磨，制成陶瓷浆料；(c)铺设一层所述陶瓷浆料，3D打印设备在铺设的所述陶瓷浆料上按照喷射程序喷射保水剂，之后再次铺设一层所述陶瓷浆料，3D打印设备再次在铺设的所述陶瓷浆料上按照喷射程序喷射保水剂，重复上述铺设陶瓷浆料和喷射保水剂的步骤，层层铺叠，获得陶瓷打印件；(d)待步骤(c)的陶瓷打印件固化成型后，剥离保水剂，获得陶瓷坯体；(e)将步骤(d)的陶瓷坯体依次进行干燥、浸釉和烧结处理，获得陶瓷成品。本发明具有适用性好、产品结构致密、对环境无害、生产成本低廉和产品多样化的特点。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种陶瓷3D打印方法。

背景技术

3D打印(three dimensional printing)，又称增材制造、增量制造或添加制造，是一种快速成型技术，具有制作周期短、可打印复杂结构、一体化制造、个性化产品成本低等优点，在工业、医学、航天航空等领域具有广阔的应用前景。陶瓷相比于传统陶瓷洁具的生产过程，3D打印陶瓷洁具这种方法成型时间和烧成时间大大缩短，陶瓷洁具成型更加容易，成型也可以更加复杂和丰富，只需在电脑上设计模型进行打印而无需花大量时间制作模具。

3D打印技术目前在有机材料和金属材料中应用已初见规模，但在陶瓷材料领域的应用还较少。应用于陶瓷3D打印的技术有陶泥挤出法、光固化成型法和立体喷墨打印法。陶泥挤出法目前用于制备传统日用陶瓷如杯子、花瓶等，该方法制备的陶瓷材料性能较好，但由于陶泥挤出头内径一般为0.4mm～4mm，产品表面容易出现起伏条纹，因而对陶瓷浆料的要求高，常规的陶瓷配方不适用，需要作出大量的调整，适用性差。光固化成型法目前主要用于特种陶瓷如氧化铝、氧化锆和生物陶瓷等材料的打印，是目前打印陶瓷材料致密度最好的一种3D打印方法，成型精度高，但成型中使用光敏树脂，一来成本高，二来陶瓷烧结时分解放出有害气体不利于环保。立体喷墨打印法目前用于无机材料的有石膏和覆膜砂制品，该方法无需支撑，多喷头多通道设计可以实现多种材料的打印，是实现结构功能一体化的最佳方法，但该方法要求陶瓷浆料的含固率低，产品的致密度比较低，孔隙率高，陶瓷的结构力学性能较难满足，制得的陶瓷产品单一。

如何发明一种适用性好、产品结构致密、对环境无害、生产成本低廉和产品多样化的陶瓷3D打印方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处，提供一种陶瓷3D打印方法，具有适用性好、产品结构致密、对环境无害、生产成本低廉和产品多样化的特点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种陶瓷3D打印方法，包括如下步骤：

(a)建立待制造的陶瓷的三维模型，获得保水剂喷射程序并导入3D打印设备；

(b)将陶瓷原料加水研磨，制成陶瓷浆料；

(c)铺设一层所述陶瓷浆料，3D打印设备在铺设的所述陶瓷浆料上按照喷射程序喷射保水剂，之后再次铺设一层所述陶瓷浆料，3D打印设备再次在铺设的所述陶瓷浆料上按照喷射程序喷射保水剂，重复上述铺设陶瓷浆料和喷射保水剂的步骤，层层铺叠，获得陶瓷打印件；

(d)待步骤(c)的陶瓷打印件固化成型后，剥离保水剂，获得陶瓷坯体；

(e)将步骤(d)的陶瓷坯体依次进行干燥、浸釉和烧结处理，获得陶瓷成品。

优选的，所述步骤(c)中3D打印设备运行之前，将保水剂加入3D打印设备中，所述保水剂用于对陶瓷浆料进行脱水和粘结，所述保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵、淀粉接枝丙烯酸盐的其中一种或多种组合的粉剂。

优选的，所述保水剂的粒径为100～200目，所述保水剂的喷射量为待脱水的陶瓷浆料质量百分比的1％～10％。