打印方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制备陶瓷生坯的方法、用于制备成形陶瓷本体的方法，也涉及所述生坯和所述成形陶瓷本体本身。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制备陶瓷生坯的方法、用于制备陶瓷模具的方法，以及所述生坯和所述陶瓷模具本身。
技术介绍
通过快速提供原型可以显著降低开发陶瓷部件所需的努力。有可能例如基于CAD而将设计改变立即转化为部件，而无需改变工具。术语“快速成型”表示原型的快速产生，并且指的是从20世纪90年代开始就由于使用强大的基于计算机的控制和管理技术而不断持续的开发而因此适用于生产制造过程的技术。术语“快速成型”包括诸如“快速模具”和“快速制造”的概念。这些指的是描述特定应用和使用领域的实际过程的持续开发。术语“快速成型”通常表示技术，而“快速模具”表示作为应用领域的模具的生产构造，且术语“快速制造”表示生产连续制备。快速成型方法为金属工业，特别是塑料工业中的现有技术的部分。因此，通常有可能直接由3D CAD数据制备部件。有可能在数小时内以节约成本的方式产生高度复杂且精细的结构。以此方式，有可能显著降低开发的时间和成本，也显著缩短了在新部件引入市场之前的时间。目前，陶瓷材料仍然具有如下基本问题：在工程和构造过程中陶瓷材料的潜力并未充分已知。因此，在原型制造中极快速的基于计算机的方法的使用对于此类材料而言是特别引起关注的。迄今为止相对较长的成本密集的制备过程(包括模型开发、模具组装、加工概念的优化、原材料的制备、成形、烧结和后加工)通常导致漫长的开发循环。对于制造者和使用者，需要一种快速且节约成本的提供原型的方法。可使用多种方法来实现节省时间的，节约成本的原型制备。除了已知的坯料加工方法之外，也特别地在激光烧结、热铸造和3D打印领域中具有研究工作。也已提出有可能在短时间(5-10天)内由陶瓷材料产生原型的方法。原型应该具有之后批量生产的产品的相应的性质。DE 103 06 887 A7描述了一种用于制备陶瓷生坯的方法，其中陶瓷粉末的粒子可提供含有不同类型的纳米粒子的涂层。DE 10 2006 029 298 A1描述了一种用于3D打印的材料体系，其中所述方法也可产生陶瓷模具。DE 20 2005 020 596 U1描述了一种用于快速成型的粉末，其中陶瓷模具通过激光烧结产生。DE 10 2005 058 118 A1描述了一种用于制备陶瓷部件的方法，其中所述陶瓷部件通过激光烧结产生。DE 10 2005 058 116 A1描述了一种用于制备陶瓷移植物的方法，其中所述陶瓷移植物通过激光而局部固化。DE 10 2006 015 014 A1描述了三维陶瓷模具的方法和装置，其中使用喷墨打印机打印陶瓷粒子的悬浮体。DE 10 2005 058 121 A1描述了一种用于制备陶瓷部件的方法，其中生坯可通过激光而局部固化。DE 602 07 204 T2描述了为了制备聚合物本体的目的的三维结构化打印。也可将纳米粒子掺入这些聚合物本体中。DE 10 2004 008 122 A1描述了用于通过成层方法而制备三维本体的涂布粉末粒子，其中可涂布所述粉末粒子。EP 0 431 924 A2描述了一种方法，其中将粘结剂施用至陶瓷粉末。DE 10 2008 022 664 A1描述了一种用于陶瓷部件的打印方法。文章“Herstellung keramisch-metallischerdurch 3D Drucken”[使用3D打印制备陶瓷-金属模具](Melcher等人，Keramische Werkstoffe，2007年1月，3.4.2.4.)描述了打印的氧化铝糊精生坯和由其产生的陶瓷模具。迄今已知的方法具有各种缺点。举例而言，在一些方法中，构成之后的陶瓷模具的陶瓷材料在悬浮体中打印。这需要打印高固体浓度的悬浮体，由此堵塞打印喷嘴。不可能使用如上指定的方法来改变超出陶瓷模具的空间尺寸的所得陶瓷模具的性质。尽管将另外的粒子添加至陶瓷粉末中的实践已知，但迄今为止，该实践例如通过涂布陶瓷制品，然后打印以制得生坯的方式而进行。以此方式，有可能赋予陶瓷模具无法由最初使用的陶瓷粉末产生的性质。然而，不可能以这些性质在模具上的不同点处具有不同特征的方式来产生这些性质。另外，迄今为止，在此情况下用于陶瓷粒子的费力的涂布方法是必要的。
技术实现思路
因此，本专利技术解决的问题是提供一种简单的方法，通过所述方法，有可能独立于最初使用的陶瓷材料而提供给陶瓷模具特定的性质。在第一实施方案中，由本专利技术解决的该问题通过一种用于制备生坯的方法而解决，其中a)含有陶瓷、陶瓷玻璃或玻璃粉末的层在基材上形成，b)将至少一种凝固组合物在上述层的至少一部分上施用至上述层，所述至少一种凝固组合物含有至少0.01至99.98重量％的溶解的或液体有机元素化合物，其中所述溶解的或液体有机元素化合物具有不为C、Si、H、O或N的至少一个原子，且所述原子键合至至少一个有机部分，含有0.01至20重量％的有机粘结剂，并含有0.01至99.98重量％的溶剂或分散剂，c)重复步骤a)和b)至少一次，d)至少部分或完全去除所述溶剂或分散剂，从而形成生坯，以及e)去除未结合的陶瓷粉末，其中暴露所述生坯。根据本专利技术的方法为一种生产方法，其中产生新模具或生坯而不是被加工的材料。例如在所述凝固组合物为胶体悬浮体的情况中，在本专利技术的上下文中的分散剂为分散体的液相。根据本专利技术的方法的优点在于，特别地相比于DE 10 2008 022 664 A1，所用的打印机的打印头不再被迄今所用的纳米粒子堵塞，并且有可能获得显著更均匀的产品着色。如果加入热处理，则有机元素化合物转化为例如无机金属或非金属化合物。有可能以此方式定位精确地影响性质，如颜色、强度、硬度、导电率、热导率、热膨胀、磁性质、压电性质、感应性质、电容性质，或光学性质。另外的优点在于，有可能使用该方法而以任何所需的方式实现由于美学或技术原因所需的轮廓跃升(sprünge)或梯度的性质。步骤a)中的层可优选还包括粘结剂。所述凝固组合物也可含有0.1至99.9重量％的分散剂作为溶剂。因此，所述分散剂也可选自所提出的溶剂。在步骤c)和d)之后，可优选地至少部分或全部去除任何分散剂或溶剂，以形成生坯。所述凝固组合物也可含有0.1至99.9重量％的分散相的平均直径在5nm以下的范围内的胶体分散体，并且也可含有分散剂。所述分散剂可与溶剂相同。所述分散剂或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备生坯的方法，其中a)含有陶瓷、陶瓷玻璃或玻璃粉末的层在基材上形成，b)将至少一种凝固组合物在上述层的至少一部分上施用至上述层，所述至少一种凝固组合物含有至少0.01至99.98重量％的溶解的或液体有机元素化合物，其中所述溶解的或液体有机元素化合物具有不为C、Si、H、O或N的至少一个原子，且所述原子键合至至少一个有机部分，含有0.01至20重量％的有机粘结剂，并含有0.01至99.98重量％的溶剂或分散剂，c)重复步骤a)和b)至少一次，d)至少部分或完全去除所述溶剂或分散剂，从而形成生坯，以及e)去除未结合的陶瓷粉末，其中由此暴露所述生坯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.31 DE 102012219989.61.一种用于制备生坯的方法，其中
a)含有陶瓷、陶瓷玻璃或玻璃粉末的层在基材上形成，
b)将至少一种凝固组合物在上述层的至少一部分上施用至上述
层，所述至少一种凝固组合物
含有至少0.01至99.98重量％的溶解的或液体有机元素化合物，其
中所述溶解的或液体有机元素化合物具有不为C、Si、H、O或N的至
少一个原子，且所述原子键合至至少一个有机部分，
含有0.01至20重量％的有机粘结剂，并
含有0.01至99.98重量％的溶剂或分散剂，
c)重复步骤a)和b)至少一次，
d)至少部分或完全去除所述溶剂或分散剂，从而形成生坯，以及
e)去除未结合的陶瓷粉末，其中由此暴露所述生坯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，a)中的所述层也
含有粘结剂。
3.根据权利要求1至2中的一项所述的方法，其特征在于，选择
水或有机分散剂作为分散剂。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·克伦山，
申请(专利权)人：WZR陶瓷解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE