The invention discloses a preparation method of porous aluminium with high porosity and fine layered structure based on 3D printing technology, which mixes gypsum, nano-Al2O3 particles and quicklime proportionally to obtain solid-phase printing material, mixes deionized water and polypropylene alcohol proportionally to obtain liquid-phase printing material, lays solid-phase printing powder layer by layer through 3D printing, and sprays liquid-phase printing material according to a set path. A gypsum seepage precursor opposite to the target pore structure is obtained by imprinting; gypsum seepage precursor is dried, seeped and water-soluble to remove gypsum to obtain porous aluminium with high porosity and micro-layered structure; the high porosity and micro-porous aluminium with layered structure is obtained by strengthening gypsum with nano-Al2O3 particles and reducing the thickness of the powder layer, and the preparation process is simple and the porous structure is simple. Precision and controllable, can achieve industrial production.
【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印技术的高孔隙率微细层状结构多孔铝的制备方法
本专利技术涉及采用一种基于3D打印技术的高孔隙率微细层状结构多孔铝的制备方法,属于多孔金属制备领域。
技术介绍
多孔铝是结构功能一体化材料,具有轻质、高强、减震吸能、电磁屏蔽、吸声、过滤等特性。尤其是其吸声功能,在高铁、地铁、城市快速路、游泳池、发动(电)机房等热、湿、露天恶劣环境的噪声控制领域,具有广阔的应用前景。多孔铝的吸声性能与其孔结构密切相关,研究表明,在较高孔隙率80-84%、孔径0.1-1mm、层状周期孔结构(大孔层-小孔层周期排列)条件下,多孔铝的吸声性能最好。目前,通孔多孔铝主要依靠渗流铸造生产,但渗流多孔铝存在以下问题:(1)孔隙率较低,只有65%左右,远达不到最佳吸声性能的80-84%高孔隙率范围;(2)渗流前驱体的制备,特别是微细层状周期孔结构的渗流前驱体的制备很难控制,很难制备出具有微细层状孔结构的多孔铝。传统的三维印刷(3D打印),能快速通过设定好的程序精确制备所需要的目标物体,经常用来打印复杂的石膏模型,但三维印刷打印普通石膏时,由于石膏强度较低,故所需相应的石膏粉铺粉层过厚,无法得到1mm以下的精细孔结构。
技术实现思路
本专利技术针对目前现有技术的不足,提供一种基于3D打印技术的高孔隙率微细层状结构多孔铝的制备方法,通过在打印原料中添加纳米Al2O3颗粒增强石膏、减小铺粉层厚度的方法等,实现微细层状结构吸声多孔铝的制备,具体的是以半水硫酸钙(石膏)为主要原料、纳米Al2O3颗粒作为颗粒增强相、生石灰粉作为促凝剂、聚丙烯醇作为粘结剂以及去离子水作为原料,通过目标孔结构得到 ...
【技术保护点】
1.一种基于3D打印技术的高孔隙率微细层状结构多孔铝的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:(1)打印原料的制备:A、固相打印材料制备:将质量分数分别为85‑93%的高纯半水硫酸钙、1‑5%的纳米Al2O3颗粒、2‑14%的生石灰粉通过三维混料器混合5‑10min,得到固相打印材料;B、液相打印材料制备:将质量分数分别为85‑94%的去离子水、6‑15%的聚丙烯醇通过磁力搅拌5‑10min,制成液相打印材料;(2)3D打印:将步骤(1)得到的固相打印材料和液相打印材料进行3D,固相打印材料逐层铺设,单层铺设厚度为0.1‑0.5mm,在固相打印材料上按设定的路径喷射液相材料打印材料,得到与目标层状孔结构相反孔结构的多孔石膏渗流前驱体;(3)前驱体干燥:将步骤(2)打印好的多孔石膏渗流前驱体在50‑60℃干燥4‑6h;(4)渗流:将步骤(3)干燥过的多孔石膏渗流前驱体放入渗流模具中,450‑500℃保温20‑30min,将熔融铝合金液浇铸入模具中进行渗流,渗流压力为3‑5个大气压,得到石膏/铝合金复合体;(5)石膏溶除:将步骤(4)中得到的石膏/铝合金复合体,水溶除复合体中石膏,得到高孔 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印技术的高孔隙率微细层状结构多孔铝的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:(1)打印原料的制备:A、固相打印材料制备:将质量分数分别为85-93%的高纯半水硫酸钙、1-5%的纳米Al2O3颗粒、2-14%的生石灰粉通过三维混料器混合5-10min,得到固相打印材料;B、液相打印材料制备:将质量分数分别为85-94%的去离子水、6-15%的聚丙烯醇通过磁力搅拌5-10min,制成液相打印材料;(2)3D打印:将步骤(1)得到的固相打印材料和液相打印材料进行3D,固相打印材料逐层铺设,单层铺设厚度为0.1-0.5mm,在固相打印材料上按设定的路径喷射液相材料打印材料,得到与目标层状孔结构相反孔结构的多孔石膏渗流前驱体;(3)前驱体干燥:将步骤(2)打印好的多孔石膏渗流前驱体在50-60℃干燥4-6h;(4)渗流:将步骤(3)干燥过的多孔石膏渗流前驱体放入渗流模具中,450-500℃保温20-30min,将熔融铝合金液浇铸入模具...
【专利技术属性】
技术研发人员:左孝青,白金德,罗晓旭,周芸,陈显宁,起华荣,王效琪,
申请(专利权)人:昆明理工大学,
类型:发明
国别省市:云南,53
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