[发明专利]不同颜色Al2O3陶瓷件的激光近净成形方法

摘要

本发明公布了激光近净成形不同颜色Al2O3陶瓷件的工艺方法。本发明利用激光立体成形系统，采用同轴送粉方式，在基底上逐层累积成形样件，通过调整离焦量，变换成形扫描轨迹，选择性成形复合陶瓷基体，结合工艺参数的优化成形不同颜色的Al2O3陶瓷件。本发明无需添加着色元素或化合物，仅通过工艺方法的改变可直接成形结构致密、组织均匀的黑色、灰色和白色Al2O3陶瓷件。

主权项

一种不同颜色Al2O3陶瓷件的激光近净成形方法，其特征在于该方法包含以下几个步骤：A. 选择直径为20~100 μm的球形高纯Al2O3和ZrO2粉末，进行干燥处理；调整激光束光斑与粉末流焦点位置重合处的直径相同；B. 选定参数Z轴提升速度为1000~1200 mm/min；C. 针对不同的颜色，调整工艺参数在基体上成形陶瓷件：黑色Al2O3样件：离焦量为0 mm，激光功率在170~298 W之间，扫描速度为300~500 mm/min，送粉量选择区间是2.0~3.2 g/min，Z轴提升量为0.15~0.2 mm；灰色Al2O3样件：离焦量为8~9 mm，送粉量选择区间是1.2~1.61 g/min，第1~6层激光功率在520~566 W之间，扫描速度为800~1000 mm/min，Z轴提升量为0 mm，第7层至成形结束，激光功率在250~454 W之间,扫描速度为200~500 mm/min，Z轴提升量为0.15~0.2 mm；白色Al2O3样件：离焦量为8~9 mm，成形白色样件需预先成形ZrO2和Al2O3复合陶瓷基体，其成形工艺参数为：激光功率在318~466 W之间，扫描速度为400~500 mm/min，送粉量QZrO2和QAl2O3选择区间分别是1.85~2.1 g/min和0.6~0.62 g/min，Z轴提升量为0.15~0.3 mm；白色Al2O3样件成形工艺参数：激光功率在398~520 W之间，送粉量QAl2O3的合理范围是1.0~1.6 g/min，Z轴提升量为0.05~0.15 mm，第1层扫描速度为400~520 mm/min，第2、3层扫描速度则为1100~1300 mm/min，每三层为一个循环周期；D. 调整送粉气压为0.15~0.25 MPa，流量是4~7 L/min，保护气压为0.08~0.15 MPa，流量是12~20 L/min，启动送粉器和激光器，激光头按照预先编程的路径移动完成成形。