[发明专利]一种3D冷打印制备复杂形状的金属结构件的方法

摘要

一种3D冷打印制备复杂形状的金属结构件的方法，属于冷等静压成形技术领域。本发明是采用3D冷打印的方法打印出复杂形状的葡萄糖高聚物的冷等包套坯体，再在坯体表面蘸覆一层胶体薄层，得到新型的冷等静压包套；将金属粉末与有机液体混合，制备成浆料浇注在新型包套内，直至粉体完整充填包套，再经冷等压制、真空烧结，制备得到形状复杂的金属结构件。在冷等静压过程中，利用多孔疏松的包套吸收浆料中的有机液态，使金属粉末充分均匀地填充包套，冷等压制过程中回弹小，无应力集中，可以保证复杂形状的结构件压坯的形状完整无断裂，成品率高，有利于得到具有复杂形状且完整高强度的金属结构件。

主权项

1.一种3D冷打印制备复杂形状的金属结构件的方法，其特征在于采用如下步骤：(1)配制料浆：将葡萄糖1~5%、淀粉粉末55~65%、丙三醇2~5%、白脱油2~5%、卵清蛋白0.2~1%、海藻酸钠1~2%、甲基纤维素0.5~3%、碳酸氢钠0.2~2%、酒石酸氢钾0.2~2%、氯化钠0.5~2%、乙二胺四乙酸二钠0.2~0.8%、壳聚糖0.5~2%、三乙醇胺0.5~1.5%、糖稀0.5~2%、分散剂0.1~1%、余量是水按质量比混合均匀，进行糊化配制出料浆；(2)打印成型：将步骤（1）中配制的料浆通过3D冷打印机打印成形，打印出各种形状的冷等包套坯体，将其放入蒸汽箱中加热，在80‑130℃下加热20‑60min，并保持蒸气压在0.3‑0.5Pa，加热后得到松软多孔的包套初体；(3)预制包套：将步骤（2）中制备的松软多孔的包套初体放入有机胶体中浸蘸，胶体浓度为10‑50Pa·s，浸蘸8‑20s，使包套坯体表面蘸覆一层胶体薄层，胶体薄层厚度为0.5‑6mm，静置2~6h，制备得到冷等静压包套；(4)包套填充：将体积分数为50‑80%的金属粉末与有机液体混合，制备出粘度在15‑50mPa·s的浆料，将其浇入步骤（3）制备的冷等静压包套中，静置5min‑15min后再浇入第二次，如此反复，直到金属粉末将整个包套充填完全；(5)压制成坯：将步骤（4）中装好金属粉末的包套密封，并用封装袋进行真空封装，采用冷等静压机压制，在130‑280MPa下保压3‑10min，将冷等静压件取出，去除包套，得到冷等静压坯；(6)烧结成型：将步骤（5）中得到的冷等静压坯在真空烧结炉中进行真空烧结，烧结温度为500~1400℃，保温2~4h，制备得到复杂形状的金属结构件。