一种稳定性好的精密直写3D打印方法技术

本发明专利技术涉及陶瓷材料增材制造技术领域，具体涉及一种稳定性好的精密直写3D打印方法，采用精密直写3D打印装置实施，打印方法包括以下步骤：将陶瓷材料微粒和二氧化硅纳米粒子以1∶1～2的重量比混合后，倒入去离子水中形成混合液，使固态颗粒在混合液中的固态含量占比为30％～40％，利用超声处理使固体颗粒在混合液中分散得到陶瓷浆料；在基板上设置加热板，在加热板上设置吸水微孔石膏板；对加热板进行预热，将陶瓷浆料注入直写3D打印机的针管中在吸水微孔石膏板上进行直写3D打印得到陶瓷件中间体；在打印完成后将带有吸水微孔石膏板的陶瓷件中间体放入温箱烧结成为三维零件，具有打印精度高、成本低以及效率高的优势，实用性佳。实用性佳。实用性佳。

【技术实现步骤摘要】
一种稳定性好的精密直写3D打印方法
[0001]本案是以申请日为2022
‑
11
‑
01，申请号为CN202211355213.7，名称为“一种陶瓷浆料制备方法以及一种精密直写3D打印方法”的专利技术专利为母案而进行的分案申请。


[0002]本专利技术涉及陶瓷材料增材制造
，具体涉及一种稳定性好的精密直写3D打印方法。

技术介绍

[0003]传统的陶瓷零件制备工艺分为干粉压制工艺以及湿法工艺，干粉压制工艺通过将固相粉末压制入模具然后烧结制备陶瓷零件，湿法工艺包括注塑成型、流延成型、冷冻铸造或注浆成型，二者的原理均是将陶瓷基原料注入模具后固化烧结。传统的陶瓷零件制备工艺需要模具，存在成本高、周期长以及制作复杂的缺点。
[0004]直写3D打印是近年来最受欢迎的增材制造技术之一，按照工作原理归属于材料挤出式增材制造技术，其原理为：将材料制备为打印性能良好的墨水，通过活塞将墨水从活塞挤出通过层层堆积成为三维零件。
[0005]直写3D打印目前已经广泛应用于陶瓷零件的制备中。为了保持陶瓷浆料在直写3D打印过程中具有高粘度以保持成形的稳定性，现有技术均制备高固相含量的陶瓷浆料用于直写3D打印。例如，申请号为CN113045297B、名称为一种3D直写打印复合陶瓷浆料、制备方法及得到的陶瓷的授权专利技术专利公开了一种直写3D打印的高固相含量的复合陶瓷浆料。采用高固相含量的陶瓷浆料，必须选用内径较大的喷嘴才能将浆料挤出。然而，喷嘴内径越大，直写3D打印的打印精度越低。为实现精密直写3D打印，需要制备低固相含量的陶瓷浆料，但低固相含量的陶瓷浆料又无法满足在直写3D打印中保持形状稳定性的要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种稳定性好的精密直写3D打印方法，提高了低固相含量的陶瓷浆料在直写3D打印中的形状保持性。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种稳定性好的精密直写3D打印方法，采用精密直写3D打印装置实施，所述精密直写3D打印装置包括基板、加热板、吸水微孔石膏板、直写3D打印机和温箱；所述加热板设置在基板上，所述吸水微孔石膏板设置在加热板上，所述直写3D打印机设有存放陶瓷浆料的针管，所述针管用于在吸水微孔石膏板上进行直写3D打印，所述温箱用以将直写3D打印得到的带有吸水微孔石膏板的陶瓷件中间体烧结成为三维零件；
[0008]所述稳定性好的精密直写3D打印方法包括以下步骤：将陶瓷材料微粒和二氧化硅纳米粒子以1∶1～2的重量比混合后，倒入去离子水中形成混合液，使固态颗粒在混合液中的固态含量占比为30％～40％，利用超声处理使固体颗粒在混合液中分散得到陶瓷浆料；在基板上设置加热板，在加热板上设置吸水微孔石膏板；对加热板进行预热，将陶瓷浆料注
入直写3D打印机的针管中在吸水微孔石膏板上进行直写3D打印得到陶瓷件中间体；在打印完成后将带有吸水微孔石膏板的陶瓷件中间体放入温箱烧结成为三维零件。
[0009]进一步地，所述步骤具体包括：陶瓷材料微粒的粒径选择为7～12微米，二氧化硅纳米粒子的粒径选择为80～100纳米。
[0010]进一步地，所述步骤具体包括：超声处理的时长为6～8小时。
[0011]进一步地，选用孔隙尺寸为0.5～1mm的吸水微孔石膏板。
[0012]进一步地，使吸水微孔石膏板的孔隙的长度方向垂直于基板。
[0013]进一步地，预热后的加热板的温度控制在65～75℃的范围内。
[0014]进一步地，在进行直写3D打印前先将陶瓷浆料放入真空干燥机中进行干燥。
[0015]进一步地，在进行直写3D打印前，选用内径范围为0.05～0.15mm的喷嘴，预设喷嘴的移动速度为5mm/s～15mm/s，预设层高范围为0.05～0.15mm。
[0016]进一步地，将陶瓷件中间体放入温箱后，以20℃/min的升温速度从室温升至650℃～750℃并保温3～4小时，然后随室温冷却。
[0017]本专利技术的有益效果在于：提供一种稳定性好的精密直写3D打印方法，制备了低固相含量的陶瓷浆料，低固相含量的陶瓷浆料可以采用小内径的喷嘴实现精密直写3D打印，同时，通过在基板上设置加热板和吸水微孔石膏板提高了低固相含量的陶瓷浆料在直写3D打印中的形状保持性，具有打印精度高、成本低以及效率高的优势，实用性佳。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的精密直写3D打印方法的流程示意图；
[0019]图2为本专利技术的精密直写3D打印方法的加热板和吸水微孔石膏板的安装位置示意图；
[0020]1、基板；2、加热板；3、吸水微孔石膏板。
具体实施方式
[0021]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0022]本专利技术提供一种稳定性好的精密直写3D打印方法，应用在直写3D打印技术中。
[0023]请参照图1至图2，本专利技术的陶瓷浆料制备方法包括以下步骤：
[0024]将陶瓷材料微粒和二氧化硅纳米粒子以1∶1～2的重量比混合后，倒入去离子水中形成混合液，使固态颗粒在混合液中的固态含量占比为30％～40％，利用超声处理使固体颗粒在混合液中的分散得到陶瓷浆料。
[0025]从上述描述可知，制备了低固相含量的陶瓷浆料，低固相含量的陶瓷浆料可以采用小内径的喷嘴实现精密直写3D打印，同时，通过在基板1上设置加热板2和吸水微孔石膏板3提高了低固相含量的陶瓷浆料在直写3D打印中的形状保持性，具有打印精度高、成本低以及效率高的优势，实用性佳。
[0026]在可选实施例中，所述步骤具体包括：陶瓷材料微粒的粒径选择为7～12微米，二氧化硅纳米粒子的粒径选择为80～100纳米。
[0027]在可选实施例中，所述步骤具体包括：超声处理的时长为6～8小时。
[0028]本专利技术还提供一种精密直写3D打印方法，包括以下步骤：
[0029]S1、在基板1上设置加热板2，在加热板2上设置吸水微孔石膏板3；
[0030]S2、对加热板2进行预热，将陶瓷浆料注入直写3D打印机的针管中在吸水微孔石膏板3上进行直写3D打印得到陶瓷件中间体；
[0031]S3、在打印完成后将带有吸水微孔石膏板3的陶瓷件中间体放入温箱烧结成为三维零件。
[0032]从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：提供一种精密直写3D打印方法，制备了低固相含量的陶瓷浆料，低固相含量的陶瓷浆料可以采用小内径的喷嘴实现精密直写3D打印，同时，通过在基板1上设置加热板2和吸水微孔石膏板3提高了低固相含量的陶瓷浆料在直写3D打印中的形状保持性，具有打印精度高、成本低以及效率高的优势，实用性佳。
[0033]在可选实施例中，所述S1具体包括步骤S11：
[0034]选用孔隙尺寸为0.5～1mm的吸水微孔石膏板3。
[0035]在可选实施例中，所述S1具体包括步骤S12：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稳定性好的精密直写3D打印方法，其特征在于，采用精密直写3D打印装置实施，所述精密直写3D打印装置包括基板、加热板、吸水微孔石膏板、直写3D打印机和温箱；所述加热板设置在基板上，所述吸水微孔石膏板设置在加热板上，所述直写3D打印机设有存放陶瓷浆料的针管，所述针管用于在吸水微孔石膏板上进行直写3D打印，所述温箱用以将直写3D打印得到的带有吸水微孔石膏板的陶瓷件中间体烧结成为三维零件；所述稳定性好的精密直写3D打印方法包括以下步骤：将陶瓷材料微粒和二氧化硅纳米粒子以1∶1～2的重量比混合后，倒入去离子水中形成混合液，使固态颗粒在混合液中的固态含量占比为30％～40％，利用超声处理使固体颗粒在混合液中分散得到陶瓷浆料；在基板上设置加热板，在加热板上设置吸水微孔石膏板；对加热板进行预热，将陶瓷浆料注入直写3D打印机的针管中在吸水微孔石膏板上进行直写3D打印得到陶瓷件中间体；在打印完成后将带有吸水微孔石膏板的陶瓷件中间体放入温箱烧结成为三维零件。2.根据权利要求1所述的稳定性好的精密直写3D打印方法，其特征在于，所述步骤具体包括：陶瓷材料微粒的粒径选择为7～12微米，二氧化硅纳米粒子的粒径选择为8...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志聪，何凯伦，黄奇家，
申请(专利权)人：福建星海通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：