一种用于陶瓷先驱体材料的增材制造装置和工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于陶瓷先驱体材料的增材制造装置和工艺，属于陶瓷材料的增材制造技术领域。该装置包括光路系统、支撑网板、升降机构、气氛循环及切换系统、成形腔和刮平机构；光路系统能够输出两种波长的激光光束，用于对工作区域进行扫描；采用光固化和原位烧结陶瓷化技术实现陶瓷类材料的直接成形，先平铺一层先驱体材料，采用光固化技术实现材料固化，再采用红外光烧结的方式将材料陶瓷化，如此依次逐层固化、逐层烧结最终实现复杂陶瓷结构的直接一体化成形。该成形工艺及装置可以实现先驱体材料陶瓷的一体化三维成形。

【技术实现步骤摘要】
一种用于陶瓷先驱体材料的增材制造装置和工艺
本专利技术涉及陶瓷材料的增材制造
，具体涉及一种用于陶瓷先驱体材料的增材制造装置和工艺。
技术介绍
提高航空发动机推重比的主要途径是提高涡轮进口温度和降低结构重量。陶瓷及其复合材料具有优异性能，是发动机热端部件的优选良材。随着发动机构件服役苛刻，对于陶瓷及其复合材料结构提出了更高的需求。传统制造技术难以实现大尺寸陶瓷及其复合材料构件的高精度、无模具、快速批量制造，且制造的陶瓷结构件也无法满足在恶劣工作环境下(高温、腐蚀、强辐射)长时间可靠服役的性能要求。亟需发展更为先进的陶瓷及其复合材料的“增材制造”一体化成型技术。现阶段陶瓷材料增材制造技术主要包含了选区烧结/熔化陶瓷粉末(SLS)、激光同步送粉熔化陶瓷粉末(LENS)、光固化陶瓷和光敏树脂悬浊液(SLA)、三维印刷(3DP)、叠层实体制造(LOM)等，这些技术的原理都是通过将陶瓷粉末熔化并整体凝固，实现陶瓷零件制备，由于应力、缺陷等多方面的原因，使得陶瓷材料增材制造存在着诸多技术劣势如：3DP内腔实现困难，FDM成形速度慢，LOM成形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于陶瓷先驱体材料的增材制造装置，其特征在于：该装置包括光路系统、支撑网板、升降机构、气氛循环及切换系统、成形腔和刮平机构；其中：/n光路系统：能够输出两种波长的激光光束，用于对工作区域进行扫描；两种波长的激光光束是指波长为1064nm的光束和波长为355nm的光束；/n支撑网板：位于光路系统下方，用于成形零件的支撑；/n升降机构：与支撑网板相连接，用于带动支撑网板实现Z轴方向的升降，实现整个陶瓷先驱体材料液位的稳定性控制；/n气氛循环及切换系统：用于对成形腔内部环境进行控制；/n成形腔：用于陶瓷先驱体材料的盛放；/n刮平装置：用于实现液位的控制和成形层的控制，采用刚性刮板结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于陶瓷先驱体材料的增材制造装置，其特征在于：该装置包括光路系统、支撑网板、升降机构、气氛循环及切换系统、成形腔和刮平机构；其中：
光路系统：能够输出两种波长的激光光束，用于对工作区域进行扫描；两种波长的激光光束是指波长为1064nm的光束和波长为355nm的光束；
支撑网板：位于光路系统下方，用于成形零件的支撑；
升降机构：与支撑网板相连接，用于带动支撑网板实现Z轴方向的升降，实现整个陶瓷先驱体材料液位的稳定性控制；
气氛循环及切换系统：用于对成形腔内部环境进行控制；
成形腔：用于陶瓷先驱体材料的盛放；
刮平装置：用于实现液位的控制和成形层的控制，采用刚性刮板结构。


2.根据权利要求1所述的用于陶瓷先驱体材料的增材制造装置，其特征在于：所述光路系统包括激光器、光路传输和扫描系统，激光器选择功率500W波长为1064nm的光纤激光器以及波长为355nm的紫外光激光器；所述光路传输和扫描系统包括光路镜片组和数字振镜，激光器发出的光束经由光路镜片组传输到数字振镜；数字振镜根据要求输出激光对工作区域进行扫描。


3.根据权利要求1所述的用于陶瓷先驱体材料的增材制造装置，其特征在于：所述支撑网板采用网格点阵结构，确保整个成形零件的柔性支撑；所述升降机构采用单轴直线电机驱动。


4.根据权利要求1所述的用于陶瓷先驱体材料的增材制造装置，其特征在于：所述气氛循环及切换系统包括与成型腔分别相连接的抽气装置、水氧监控装置和温度监控系统。


5.根据权利要求1所述的用于陶瓷先驱体材料的增材制造装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志国，赵吉宾，赵宇辉，潘明旭，孙长进，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21