一种导向型3D打印陶瓷的成型方法技术

本发明专利技术涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种导向型3D打印陶瓷的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将改性陶瓷先驱体与光敏树脂混合均匀，形成陶瓷浆料；（2）将陶瓷浆料加入到3D打印光固化成型设备中，利用可控紫外线光束，采用面曝光或点扫描的方式，根据陶瓷三维模型逐层打印，形成改性陶瓷先驱体素坯；（3）将上述改性陶瓷先驱体素坯在所需气氛中进行热解处理，改性陶瓷先驱体素坯转化为陶瓷。本发明专利技术通过更换不同的改性陶瓷先驱体，或同一陶瓷坯体不同煅烧气氛、温度，实现不同目标陶瓷的成份的导向成型，具有目标导向性，可控性强，制得的陶瓷产品的强度高。

【技术实现步骤摘要】
一种导向型3D打印陶瓷的成型方法
本专利技术涉及3D打印
，尤其涉及一种导向型3D打印陶瓷的成型方法。
技术介绍
陶瓷材料，具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、耐腐蚀等优异性能，在航空航天、汽车、生物、日用、建筑等行业有着广泛的应用。增材制造技术，俗称3D打印技术，其首先将所需打印的零件建立三维模型，将模型按试验需求进行切片并传输到3D打印机，以激光烧结、光固化等技术，将陶瓷、金属等材料由下至上逐层成型，形成三维结构，被国内外的学者、企业家广泛关注。但是，基于陶瓷固有的特点，现有的3D打印陶瓷技术大部分是采用混有粘结剂的陶瓷浆料直接打印成素坯，再经过煅烧，取出粘结剂，提高致密度，得到3D打印陶瓷成品。在煅烧过程中，粘结剂的烧结易导致陶瓷坯体发生破裂，导致3D打印陶瓷成品质感、强度、硬度等方面差距很大，精密度和强度等性能很差。因此，如何冲破传统3D打印陶瓷技术的瓶颈，寻找一种新型的3D打印陶瓷技术具有重要的研究意义。
技术实现思路
本专利技术为了克服传统3D打印陶瓷易破裂、性能差的问题，提供了一种导向型3D打印陶瓷的成型方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种导向型3D打印陶瓷的成型方法，包括以下步骤：（1）将改性陶瓷先驱体与光敏树脂混合均匀，形成陶瓷浆料；（2）将陶瓷浆料加入到3D打印光固化成型设备中，利用可控紫外线光束，采用面曝光或点扫描的方式，根据陶瓷三维模型逐层打印，形成改性陶瓷先驱体素坯；（3）将上述改性陶瓷先驱体素坯在所需气氛中进行热解处理，改性陶瓷先驱体素坯转化为陶瓷。本专利技术相对于采用无机方法制备陶瓷材料而言，高分子陶瓷前驱体方法具有结构可调，可以形成特殊形态结构陶瓷等优点。本专利技术能够通过更换不同的改性陶瓷先驱体，或同一陶瓷坯体不同煅烧气氛、温度，实现不同目标陶瓷的成份的导向成型，具有可控性、目的性，通过先打印出改性陶瓷先驱体素坯，再煅烧的方法，增强陶瓷产品的强度。作为优选，所述改性陶瓷先驱体为经过C，O，N，Al，B或N=C=N改性的硅基聚合物或聚二茂铁硅烷。作为优选，步骤（1）中，所述光敏树脂为环氧丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸树脂或氨基丙烯酸树脂。作为优选，步骤（2）中，打印方式采用面曝光时，曝光时间为0.1~3s；打印方式采用点扫描时，光斑直径为0.1～0.15mm，光斑移动速度1~300mm/min。作为优选，步骤（2）中，逐层打印的层厚控制在20～80μm，光源波长为200～400nm。因此，本专利技术具有如下有益效果：通过更换不同的改性陶瓷先驱体，或同一陶瓷坯体不同煅烧气氛、温度，实现不同目标陶瓷的成份的导向成型，具有目标导向性，可控性强，制得的陶瓷产品的强度高。具体实施方式下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在本专利技术中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。实施例1（1）将经过C改性的硅基聚合物聚碳硅烷与环氧丙烯酸树脂混合均匀，形成陶瓷浆料；（2）将陶瓷浆料加入到3D打印光固化成型设备中，利用可控紫外线光束，采用面曝光的方式，曝光时间为0.1s，根据陶瓷三维模型逐层打印，逐层打印的层厚控制在20μm，光源波长为200nm，形成改性陶瓷先驱体素坯；（3）将上述改性陶瓷先驱体素坯在惰性气氛中进行热解处理，改性陶瓷先驱体素坯转化为SiC陶瓷。实施例2（1）将经过O改性的硅基聚合物聚氧硅烷与聚酯丙烯酸酯混合均匀，形成陶瓷浆料；（2）将陶瓷浆料加入到3D打印光固化成型设备中，利用可控紫外线光束，采用点扫描的方式，光斑直径为0.1mm，光斑移动速度1mm/min，根据陶瓷三维模型逐层打印，逐层打印的层厚控制在80μm，光源波长为400nm，形成改性陶瓷先驱体素坯；（3）将上述改性陶瓷先驱体素坯在氧化气氛中进行热解处理，改性陶瓷先驱体素坯转化为SiO2陶瓷。实施例3（1）将经过N=C=N改性的硅基聚合物与氨基丙烯酸树脂混合均匀，形成陶瓷浆料；（2）将陶瓷浆料加入到3D打印光固化成型设备中，利用可控紫外线光束，采用面曝光方式，曝光时间为3s；根据陶瓷三维模型逐层打印，逐层打印的层厚控制在60μm，光源波长为300nm，形成改性陶瓷先驱体素坯；（3）将上述改性陶瓷先驱体素坯在惰性气氛中进行热解处理，改性陶瓷先驱体素坯转化为SixCyNz陶瓷。实施例4（1）将聚二茂铁硅烷与不饱和聚酯树脂混合均匀，形成陶瓷浆料；（2）将陶瓷浆料加入到3D打印光固化成型设备中，利用可控紫外线光束，采用点扫描的方式，光斑直径为0.15mm，光斑移动速度300mm/min，根据陶瓷三维模型逐层打印，逐层打印的层厚控制在30μm，光源波长为240nm，形成改性陶瓷先驱体素坯；（3）将上述改性陶瓷先驱体素坯在惰性气氛中进行热解处理，改性陶瓷先驱体素坯转化为磁性陶瓷。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导向型3D打印陶瓷的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将改性陶瓷先驱体与光敏树脂混合均匀，形成陶瓷浆料；（2）将陶瓷浆料加入到3D打印光固化成型设备中，利用可控紫外线光束，采用面曝光或点扫描的方式，根据陶瓷三维模型逐层打印，形成改性陶瓷先驱体素坯；（3）将上述改性陶瓷先驱体素坯在所需气氛中进行热解处理，改性陶瓷先驱体素坯转化为陶瓷。

【技术特征摘要】
1.一种导向型3D打印陶瓷的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将改性陶瓷先驱体与光敏树脂混合均匀，形成陶瓷浆料；（2）将陶瓷浆料加入到3D打印光固化成型设备中，利用可控紫外线光束，采用面曝光或点扫描的方式，根据陶瓷三维模型逐层打印，形成改性陶瓷先驱体素坯；（3）将上述改性陶瓷先驱体素坯在所需气氛中进行热解处理，改性陶瓷先驱体素坯转化为陶瓷。2.根据权利要求1所述的一种导向型3D打印陶瓷的成型方法，其特征在于，所述改性陶瓷先驱体为经过C，O，N，Al，B或N=C=N改性的硅基聚合物或聚二茂铁硅烷。3.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：金逸林，金乾华，金建锋，徐晓辉，金逸瑞，金莹，吴美辉，吴祥建，胡笑奇，罗应裕，严垭莹，翁艳萍，
申请(专利权)人：龙泉市金宏瓷业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33