【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及3d打印陶瓷，特别是涉及一种微点阵结构先驱体转化陶瓷的高精度光固化3d打印方法。
技术介绍
1、先驱体转化陶瓷材料由于具有高温稳定性、强度高、介电损耗低等特性，在高温结构材料、隔热材料、吸波等领域被广泛应用。
2、近年来，点阵结构由于其人工设计的周期性结构受到抗冲击领域研究者的青睐。已有研究表明，材料尺寸减小到微观尺度后，其表现出的强度、抗冲击等力学性能优于宏观结构，微点阵陶瓷结构在航空航天、装甲防护、抗冲击领域极具应用潜能。因此，微结构成型在陶瓷结构材料的实际应用中极为重要，微点阵结构的应用需求也给精密结构或复杂结构制造带来了极大的挑战。
3、传统微点阵结构加工技术操作过程复杂，存在加工难度大、周期长，且难以实现复杂点阵结构成型的问题。3d打印技术是一种一体化成型技术，在复杂点阵结构制造领域极具优势。在3d打印技术中，材料挤出、粉末床熔融等技术常被研究者采用，但打印精度仍不够高，通常在百微以上。光固化3d打印技术能实现高精度成型，打印精度在微米级至纳米级，适用于先驱体转化陶瓷复杂结构高精度成型。然而，目前先驱体转化陶瓷微结构制造的研究中仍存在一定的限制，加工精度通常是在200μm以上，成型精度仍有待提高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种微点阵结构先驱体转化陶瓷的高精度光固化3d打印方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现复杂微点阵结构的高精度打印，为先驱体转化陶瓷材料的复杂结构及高精度成型提供新方法。
2、为实现上述
3、本专利技术提供一种微点阵结构先驱体转化陶瓷的光固化3d打印方法，包括以下步骤：
4、(1)将环氧硅酮树脂、丙烯酸、催化剂及稳定剂混合，反应得到丙烯酸改性环氧硅酮树脂；
5、(2)向所述丙烯酸改性环氧硅酮树脂中加入光引发剂和光吸收剂；
6、(3)将步骤(2)得到的体系利用光固化3d打印技术进行打印，固化成型，得到微点阵结构先驱体；
7、(4)对所述微点阵结构先驱体进行热解，得到所述微点阵结构先驱体转化陶瓷。
8、本专利技术中，所述环氧硅酮树脂为以有机烷氧硅为中间体制备得到的环氧改性有机硅树脂，具体结构式如下：
9、
10、丙烯酸改性环氧硅酮树脂的结构式如下：
11、
12、作为本专利技术的进一步优选，所述环氧硅酮树脂和丙烯酸的质量比为4:1。
13、作为本专利技术的进一步优选，所述催化剂为三乙胺，添加量为所述环氧硅酮树脂和丙烯酸质量总和的4％；所述稳定剂为对羟基苯甲醚，添加量为所述环氧硅酮树脂和丙烯酸质量总和的0.01％。
14、作为本专利技术的进一步优选，所述光引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦，添加量为所述环氧硅酮树脂和丙烯酸质量总和的0.2～0.4％；所述光吸收剂为苏丹红iii，添加量为所述环氧硅酮树脂和丙烯酸质量总和的0.03～0.06％。
15、作为本专利技术的进一步优选，所述反应的温度为100℃，反应时间为5h。
16、作为本专利技术的进一步优选，所述光固化3d打印技术为面投影微立体3d打印技术，打印层厚为10～40μm，曝光强度为36～46mw/cm2，曝光时间为3-5s。
17、作为本专利技术的进一步优选，所述微点阵结构为桁架微点阵结构、板微点阵结构或极小曲面微点阵结构。
18、作为本专利技术的进一步优选，所述热解的温度为900-1100℃，热解时间为3h；所述热解的氛围为氮气或氩气。本专利技术热解过程中从室温升高至目标温度的升温速率为1-5℃/min。
19、作为本专利技术的进一步优选，所述微点阵结构先驱体的杆径或壁厚尺寸为50～400μm。
20、本专利技术还提供上述光固化3d打印方法打印得到的微点阵结构先驱体转化陶瓷。
21、由于所用环氧硅酮树脂不具备光固化特性，本专利技术通过采用丙烯酸对其进行改性后，使其具有光固化特性。之后通过调控光引发剂和光吸收剂用量，改变了树脂体系的光固化性能，从而提高了其打印精度。
22、本专利技术的先驱体转化陶瓷为sioc陶瓷材料。
23、本专利技术公开了以下技术效果：
24、本专利技术实现了微点阵结构先驱体转化陶瓷的一体成型光固化3d打印，具有制备工艺简单、打印精度高的特点，为具有复杂结构的先驱体转化陶瓷的高精度加工提供了方向。
25、本专利技术能够直接打印的微点阵结构先驱体材料的杆径或壁厚精度在50-400μm，热解后得到的微点阵结构先驱体转化陶瓷的精度在30-180μm，弥补了sioc陶瓷微点阵结构在30-180μm尺度内高精度制造的空缺，制备的高精度微点阵结构先驱体转化陶瓷在电磁波吸收、通信及抗冲击结构等领域具有广阔的应用前景。
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1.一种微点阵结构先驱体转化陶瓷的光固化3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的光固化3D打印方法，其特征在于，所述环氧硅酮树脂和丙烯酸的质量比为4:1。
3.根据权利要求1所述的光固化3D打印方法，其特征在于，所述催化剂为三乙胺，添加量为所述环氧硅酮树脂和丙烯酸质量总和的4％；所述稳定剂为对羟基苯甲醚，添加量为所述环氧硅酮树脂和丙烯酸质量总和的0.01％。
4.根据权利要求1所述的光固化3D打印方法，其特征在于，所述光引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦，添加量为所述环氧硅酮树脂和丙烯酸质量总和的0.2～0.4％；所述光吸收剂为苏丹红III，添加量为所述环氧硅酮树脂和丙烯酸质量总和的0.03～0.06％。
5.根据权利要求1所述的光固化3D打印方法，其特征在于，所述反应的温度为100℃，反应时间为5h。
6.根据权利要求1所述的光固化3D打印方法，其特征在于，所述光固化3D打印技术为面投影微立体3D打印技术，打印层厚为10～40μm，曝光强度为36～46mW/cm2，曝光时间为3
7.根据权利要求1所述的光固化3D打印方法，其特征在于，所述微点阵结构为桁架微点阵结构、板微点阵结构或极小曲面微点阵结构。
8.根据权利要求1所述的光固化3D打印方法，其特征在于，所述热解的温度为900-1100℃，热解时间为3h；所述热解的氛围为氮气或氩气。
9.根据权利要求1所述的光固化3D打印方法，其特征在于，所述微点阵结构先驱体的杆径或壁厚尺寸为50～400μm。
10.如权利要求1-9任一项所述光固化3D打印方法打印得到的微点阵结构先驱体转化陶瓷。
...【技术特征摘要】
1.一种微点阵结构先驱体转化陶瓷的光固化3d打印方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的光固化3d打印方法，其特征在于，所述环氧硅酮树脂和丙烯酸的质量比为4:1。
3.根据权利要求1所述的光固化3d打印方法，其特征在于，所述催化剂为三乙胺，添加量为所述环氧硅酮树脂和丙烯酸质量总和的4％；所述稳定剂为对羟基苯甲醚，添加量为所述环氧硅酮树脂和丙烯酸质量总和的0.01％。
4.根据权利要求1所述的光固化3d打印方法，其特征在于，所述光引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦，添加量为所述环氧硅酮树脂和丙烯酸质量总和的0.2～0.4％；所述光吸收剂为苏丹红iii，添加量为所述环氧硅酮树脂和丙烯酸质量总和的0.03～0.06％。
5.根据权利要求1所述的光固化3d打印方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：何汝杰，苏茹月，李营，陈婧祎，张学勤，方岱宁，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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