一种3D冷打印制备复杂形状的金属结构件的方法技术

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。本发明专利技术是采用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。

A method for preparing complex shape metal structure parts by 3D cold printing

The invention relates to a method for preparing metal structural parts with complex shape by 3D cold printing, belonging to the technical field of cold isostatic pressing. The invention adopts the method of 3D cold printing to print out the cold isostatic coating green body of complex shape glucose polymer, and then dips a colloid thin layer on the green body surface to obtain a new type of cold isostatic pressing green body. The metal structure parts with complex shape were prepared by cold pressing and vacuum sintering. In the process of cold isostatic pressing, the porous and loose package is used to absorb the organic liquid in the slurry, so that the metal powder can be filled into the package sufficiently and evenly. In the process of cold isostatic pressing, the springback is small and there is no stress concentration. The shape of the compact with complex shape can be guaranteed to be complete and no fracture, and the yield is high, which is beneficial to obtain the complex shape. Metal structure with complete and high strength.

【技术实现步骤摘要】
一种3D冷打印制备复杂形状的金属结构件的方法
本专利技术属于冷等静压成形领域，提供了一种3D冷打印制备复杂形状的金属结构件的方法。
技术介绍
冷等静压技术(ColdIsostaitcPressing，CIP)是一种重要的粉末冶金成形技术。它是在常温下，通过流体介质传递各向同性压力，而使粉末压缩成形的方法，可以加工常规凝固条件下难以制造的高温合金材料、硬质合金材料、陶瓷材料等。与常规成形技术相比，冷等静压具有制件组织均匀，无成分偏析，材料利用率高，压坯密度昂高，成本低等优点。通过CIP可以使制件的密度有大幅度地提高，增加制件的强度。冷等静压一般用于大尺寸零件的成形或为塑性加工提供大尺寸锭。等静压成形分为干法和湿法两种工艺。湿法工艺是将粉料或颗粒密封于成型橡胶包套内，置于高压容器中的液体内，施加各向同性压力的成型方法。其特征是粉坯与包套在压制前后始终不分离、包套外面沾满液压油等传力介质。干法工艺是用液体作为传力介质，但压力只施加于包套的径向外壁，包套轴向基本不受力。其特征是包套与粉坯在压制后可分离，取出压坯后，包套仍在油缸中。现有冷等静压包套主要使用的材料是聚乙烯或聚苯乙烯，可重复使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
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％、余量是水按一定比例混合均匀，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2...

【技术特征摘要】
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％、余量是水按一定比例混合均匀，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，制备得到新型的冷等静压包套；(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，直到粉将整个包套充填完全；(5)压制成坯：将步骤(4)中装好粉的包套密封，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨芳，邵艳茹，芦博昕，张策，郭志猛，隋延力，冯钊红，陆天行，李沛，孙海霞，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11