[发明专利]增材制造用陶瓷粉末、制备方法及烘焙方法

说明书

一种增材制造用陶瓷粉末，属于增材制造技术领域，用以解决陶瓷打印时现以原材料与呋喃树脂粘结剂打印的产品在烘焙时容易溃散、产品强度、表面质量差的问题，包括85‑95重量份的耐火材料、1‑3重量份的低温釉粉、1‑4重量份的中温釉粉、2‑5重量份的高温釉粉、0‑2重量份的高折射率氧化物和0‑1重量份的助熔剂。本发明提供了一种陶瓷粉末，所述陶瓷粉末可以在现以呋喃树脂为粘结剂的情况下，砂型烘焙不会溃散、力学性能更好；所述陶瓷粉末中的釉粉使得焙烧后的产品更致密、表面更光滑、缺陷更少、扩展了焙烧的温度范围、实现了陶瓷粉末产品脱脂瓷化；所述高折射率氧化物使得焙烧后的产品更具光泽。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，特别涉及一种增材制造中的陶瓷烧结技术领域。

背景技术

3D打印技术是一种新型快速成形技术，所应用技术包括3DP喷墨打印技术、SLS选区激光烧结技术、FDM熔融层积成型技术等。其中，利用粉末材料进行打印的3DP技术应用范围非常广泛，其原理大致分为：微滴喷射、粉末颗粒粘结和固化成型三个步骤。目前在成形过程中，粉末颗粒首先与固化剂混合搅拌，然后铺好一层厚度固定的粉末颗粒材料，再通过喷头将粘结剂选择性的喷射在铺好的粉末颗粒层上，重复此操作，一层一层叠加起来，最终实现固化粘结成型。然而现有的三维打印粉末材料主要为陶粒砂、硅砂、热法再生砂、石膏粉等材料，材料品类单一、性能不能满足多种多样产品的力学性能、表面质量等方面的要求。另一方面，目前砂芯3DP打印采用的粘结剂为呋喃树脂，由于呋喃树脂的溃散温度较低，打印产品无法焙烧成陶瓷产品，这大大限制了呋喃树脂在陶瓷打印领域使用的可能。

发明内容

有鉴于以上基于呋喃树脂3DP打印用材料无法满足陶瓷烧结的需求，提出了一种增材制造用陶瓷粉末、制备方法及其使用方法，扩大了呋喃树脂的适用范围，同时保证了陶瓷产品的品质。

一种增材制造用陶瓷粉末，包括85-95重量份的耐火材料、1-3重量份的低温釉粉、1-4重量份的中温釉粉、2-5重量份的高温釉粉、0-2重量份的高折射率氧化物和0-1重量份的助熔剂。

进一步地，所述耐火材料为熔融石英、白刚玉、锆英粉、莫来石、陶土、铝矾土、硅砂、陶粒砂中的一种或者几种；所述耐火材料的目数为70 目-325目、可耐1500℃以上的高温；所述耐火材料的角形因数为1.15-1.45、含水量不大于0.1％、含泥量不大于0.2％、休止角不大于32°，所述耐火材料的粉末颗粒的形状为球形或者近球形。

进一步地，所述低温釉粉的目数为100目-325目、烘焙温度为300℃ -700℃，所述低温釉粉具有初步定型的作用，可以防止采用呋喃树脂作为粘结剂的产品在低温烘焙下发生溃散。

进一步地，所述中温釉粉的目数为100目-325目、烘焙温度为700℃ -1200℃，加入中温釉粉的目的是使采用呋喃树脂作为粘结剂的产品在中温环境中可以与低温釉粉衔接，形成烧结温度梯度，以提升产品的强度、细化产品的内部组织，从而使砂型产品更致密、表面更光滑。

进一步地，所述高温釉粉的目数为100目-325目、烘焙温度大于 1200℃，加入高温釉粉的目的是使采用呋喃树脂作为粘结剂的产品在高温环境中可以与中温釉粉和低温釉粉衔接，形成产品的烧结温度梯度，提升产品的强度、细化产品的内部组织，使产品更致密，也即提高了产品的致密度、降低了产品的吸水率，使产品更加光滑、细腻，从而提升产品整体的重量及性能。

进一步地，所述高折射率氧化物为PbO、BaO、ZnO、SnO₂和SrO₂中的一种，所述高折射率氧化物的目数为100-325目，所述高折射率氧化物可以显著提高釉面光泽度，从而提升产品的表面质量。

进一步地，所述助熔剂为Na₂O、K₂O和玻璃粉中的一种，所述助熔剂可以降低釉粉的熔融温度和高温粘度，使得釉粉具有良好的透明度及光泽度，提升了釉粉的化学稳定性和热稳定性；所述助熔剂的目数为100目-325目。