[发明专利]以乳液为原料的增材制造多孔陶瓷复材的装置

说明书

本发明公开了一种以乳液为原料的增材制造多孔陶瓷复材的装置，用于解决现有多孔陶瓷成型装置实用性差的技术问题。技术方案是原料盛放容器、涂铺刮刀系统、激光扫描系统、工作台、电机驱动系统、加热通风系统和交互控制系统。悬浊液原料由易挥发溶剂和陶瓷颗粒混合而成，存放在原料盛放容器中，通过交互控制系统定时堆积在工作台上，由刮刀在工作台进行均匀铺层。加热通风系统加速溶剂的挥发，进行再次利用。溶剂挥发后激光扫描系统对陶瓷颗粒进行烧结。本发明装置结构简单，成本较低，成型效率和精度等指标满足工程实用的要求，实用性好。

技术领域

本发明涉及一种多孔陶瓷成型装置，特别是涉及一种以乳液为原料的增材制造多孔陶瓷复材的装置。

背景技术

多孔陶瓷材料是含有一定尺寸孔隙和数量的固体工程材料，具有高孔隙率、小体积密度、隔热性能好、耐高温、耐腐蚀，化学性能稳定等优点，使其可以在气体液体过滤、净化分离、化工催化载体、吸声减震、保温材料、生物植入材料，特种墙体材料和传感器材料等方面得到广泛的应用。因此，多孔陶瓷材料及其制备技术受到广泛关注。

现有几种工程中常用的多孔陶瓷的制备装置所采用的技术包括微波加热、添加造孔剂、溶胶-凝胶、有机泡沫涂层、颗粒堆积、发泡、水热-热静压，然而这些工艺过程中仍存在以下问题：(1)孔的尺寸和分布不均匀，过程可控性低；(2)复杂孔道和尺寸较小的材料结构成形性能差，开模成本高；(3)成型周期长，响应市场需求表速度慢。而激光增材制造技术将一个三维实体离散为一系列片状模型，通过激光烧结原料，层层叠加制造任意复杂形状的三维实体，成型速度快，过程控制性高，成型过程无需任何的夹具、模具、和刀具，可以节约成本，缩短制作周期。该技术问世以来，已经得到了广泛应用。

文献1“申请公布号是CN108582407A的中国发明专利”公开了一种高精度快速成型多孔陶瓷方法及装置。该装置使用传送带运输粉状原料，在红外感应器的控制下通过风机的风力排出陶瓷粉末并进行高度测量。使用微型切割装置将产品切割打磨。此种快速成型装置使用风力控制原料的排布，不易控制，需要经过多次试错方可达到精度要求；使用粘接剂成型，需要切割装置进行处理才可得到需要的产品外形，工艺繁琐，等待时间长，无法得到外形复杂的产品。

文献2“申请公布号是CN106584637A的中国发明专利”公开了一种基于陶瓷材料的增材制造成形装置及方法。该装置包括光固化机构，传动机构以及挤出回抽机构，使用特制的陶瓷光固化材料浆料，通过喷嘴挤出陶瓷树脂浆料，光固化成型后进行脱脂烧结得到最终陶瓷结构。改装置采用的方法虽然可以成形复杂零件，但是具有以下问题：1.使用挤出材料的方法进行堆积成型，零件外表面精度较低，孔隙尺寸无法控制；2.需要进行脱脂和烧结的后处理工序，增加了经济和时间成本。

发明内容

为了克服现有多孔陶瓷成型装置实用性差的不足，本发明提供一种以乳液为原料的增材制造多孔陶瓷复材的装置。该装置包括原料盛放容器、涂铺刮刀系统、激光扫描系统、工作台、电机驱动系统、加热通风系统和交互控制系统。悬浊液原料由易挥发溶剂和陶瓷颗粒混合而成，存放在原料盛放容器中，通过交互控制系统定时堆积在工作台上，由刮刀在工作台进行均匀铺层。加热通风系统加速溶剂的挥发，进行再次利用。溶剂挥发后激光扫描系统对陶瓷颗粒进行烧结。本发明装置结构简单，成本较低，成型效率和精度等指标满足工程实用的要求，实用性好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种以乳液为原料的增材制造多孔陶瓷复材的装置，其特点是包括外壳1、刮刀2、溶剂回收滤芯3、套筒4、底座5、竖直步进电机6、竖直滚珠丝杠7、工作台8、通风管道9、加热电阻丝10、原料盛放容器11、平面反射镜12、高速扫描振镜13、二氧化碳激光器14、电热器15、水平直线导轨17和水平步进电机18。