【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷金属复合材料双模式增材制造装置及打印方法
本专利技术属于金属电化学3D打印技术和浆料直写型陶瓷打印
，具体涉及一种陶瓷金属复合材料双模式增材制造装置。
技术介绍
金属电化学3D打印技术通过极间电场还原金属盐溶液中的金属阳离子，并定向沉积到阴极极板的对应位置上，通过控制电压大小、电极距离、溶液种类，达到定向沉积多种金属和设计沉积效果的目的，避免传统机械金属加工对金属造成的力学损伤，且无需使用昂贵的激光发生器或惰性气体环境，低成本实现高精度复杂结构金属成型。陶瓷浆料直写成型技术(DIW)使用三轴3D打印平台作为打印装置，原理近似传统3D打印方法，将高固相含量陶瓷浆料直接在平台上进行挤出成型，无须热源、激光、紫外线等外界刺激，对加工环境要求低，相比传统陶瓷加工工艺，能够实现复杂、精密的陶瓷结构制造。
技术实现思路
本专利技术提供一种陶瓷金属复合材料双模式增材制造装置及打印方法，目的是改善传统陶瓷材料的机械性能，拓宽复合材料的应用领域。本专利技术采取的技术方案是：包括陶瓷金属双模式打...
【技术保护点】
1.一种陶瓷金属复合材料双模式增材制造装置，其特征在于：包括陶瓷金属双模式打印头、滚珠丝杠三轴运动平台、打印头辅助轴、气浮隔震平台和沉积室，所述的滚珠丝杠三轴运动平台置于气浮隔震平台上，陶瓷金属双模式打印头安装于打印头辅助轴上，打印头辅助轴安装于滚珠丝杠三轴运动平台的z轴，沉积室置于气浮隔震平台上。/n
【技术特征摘要】
1.一种陶瓷金属复合材料双模式增材制造装置，其特征在于：包括陶瓷金属双模式打印头、滚珠丝杠三轴运动平台、打印头辅助轴、气浮隔震平台和沉积室，所述的滚珠丝杠三轴运动平台置于气浮隔震平台上，陶瓷金属双模式打印头安装于打印头辅助轴上，打印头辅助轴安装于滚珠丝杠三轴运动平台的z轴，沉积室置于气浮隔震平台上。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷金属复合材料双模式增材制造装置，其特征在于：所述陶瓷金属双模式打印头包括：导气管接头、密气塞、内置喷管、外置套管、橡胶垫圈、电解液流道、喷口端口、金属电解液和陶瓷浆料；其中内置喷管下端有凹槽用于橡胶垫圈的固定；内置喷管与外置套管之间有较短的间隙，用于橡胶垫圈的移动空间；外置套管下端开有电解液流道，当内置喷管向下移动至喷口端口与外置套管喷口端口相平时，橡胶垫圈将由于材质的弹性堵住电解液流道，实现分液；内置喷管上端通过密气塞封闭，接通导气管接头。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷金属复合材料双模式增材制造装置，其特征在于：所述的打印头辅助轴包括驱动电机、联轴器、轴承、丝杠、滑块、支撑柱、连接部件、外置套管固定耳件和内置喷管固定耳件，其中用于连接内置喷管的内置喷管固定耳件安装在滑块上，滑块与丝杠螺纹连接、与支撑柱滑动连接；用于连接外置套管的外置套管固定耳件固定在连接部件上，驱动电机与连接部件上方固定连接，驱动电机通过联轴器与丝杠连接，轴承与丝杠上部转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷金属复合材料双模式增材制造装置，其特征在于：所述的沉积室包括打印基板、沉积室壳体，沉积室壳体安装在气浮隔震台上不会移动，打印基板放置在沉积室壳体内部与打印喷头底端相对，同时打印基板可以从沉积室壳体中取出。
5.采取如权利要求1所述陶瓷金属复合材料双模式增材制造装置的打印方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)金属离子盐溶液的配制
金属离子溶液配制的材料包括单一金属离子的饱和盐溶液，将粉末状金属盐溶于去离子水，金属盐溶液的pH值根据使用金属的不同用40g/L硫酸调节；阳极的去极化剂为5％的NaCl溶液，浓度10g/L，其作用在于阻止阳极钝化；加入少量硼酸作为缓冲剂，用于稳定溶液pH值，阻碍阴极区域溶液pH值的增加与氢氧化物的生成，以便提高阴极电流密度，减少氢气在沉积表面的吸附，改善打印质量；加入有机添加剂浓度7g/L糖精延缓晶体的生长速率，起到晶粒细化的作用；
(2)陶瓷浆料的制备
水基陶瓷浆料制备的原料，按重量百分数计包括：
陶瓷粉50％～56％、分散剂0.4％～1.0％、润滑剂0.5％～3.0％、增塑剂0.5％～2.0％、粘结剂0.4％～1.0％以及余量为去离子水；
具体制备过程为：在去离子水中添加分散剂聚甲基丙烯酸铵、润滑剂丙三醇以及增塑剂聚乙二醇，充分搅拌混合均匀得到混合溶剂，向混合溶剂中加入陶瓷粉末球磨得到混合料，向混料中加入粘结剂并进行搅拌除泡，得到可自由挤出成型的水基氧化铝陶瓷浆料；
(3)零件模型数据制作
用三维建模软件catia建立...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴文征，侯丽瑶，朱镜达，马援，王昊，高子悦，郭金雨，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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