【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于3d打印增材制造，具体涉及一种粘结剂喷射打印测试装置及打印方法。
技术介绍
1、粘结剂喷射打印(binderjetting)是一种通过喷射粘合剂使粉末成型的增材制造技术，其原理是使用喷墨打印头将粘合剂喷到粉末里，从而将一层粉末在选择的区域内粘合，每一层粉末又会同之前的粉层通过粘合剂的渗透结合为一体，如此层层叠加制造出三维结构的物体。粘结成型的原型件通过脱脂和高温烧结，将粘合剂去除并实现粉末颗粒之间的冶金结合，得到具有一定致密度与强度的产品。粘结剂喷射3d打印技术具有打印效率高、材料成本低、设备性价比高、无需额外支撑、适于批量化等特点。
2、但是，目前粘结剂喷射打印设备相对较贵，同时粘结剂喷射打印过程中所需要的粉体较多，少则几十公斤，多则上吨，不利于粘结剂喷射成形的应用与推广。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术目的在于提供一种粘结剂喷射打印测试装置及打印测试方法，通过该装置可实现粘结剂喷射打印的测试，只需要少量的粉体，即可测试粉体的可打印成型性，方便实用。
2、第一方面，本专利技术提供了一种粘结剂喷射打印测试装置，包括：
3、镂空薄板，所述镂空薄板上设置用以固定整个镂空薄板的至少两个定位孔以及用以容纳混合打印粉体的至少一个镂空图案；
4、底板，所述底板具有位于下部的底座以及能够穿过所述镂空薄板上的定位孔并用于固定所述镂空薄板的至少两个定位杆；
5、粘结剂喷射装置，所述粘结剂喷射装置用以储存喷射打印
6、粉体清扫刮板，所述粉体清扫刮板在混合打印粉体倒入镂空图案后用以清扫所述镂空图案以外的残余混合打印粉体。
7、较佳地，所述镂空薄板的材质为金属、亚克力板、高分子聚合物中的至少一种，所述镂空薄板的单层厚度为0.1-1mm。
8、较佳地，所述粘结剂喷射装置的喷嘴孔径大小为10-100um。
9、较佳地，所述粉体清扫刮板的材质为不锈钢、纯金属、亚克力板、高分子聚合物中的一种或几种材料结合制成。
10、第二方面，本专利技术提供了一种利用上述粘结剂喷射打印测试装置进行粉体粘结剂喷射成型的打印方法，包括以下步骤：
11、(1)将待测试打印粉体与固化剂混合，得到原料混合粉体；
12、(2)将所述镂空薄板的定位孔穿入底板的定位杆进行固定，将所述原料混合粉体倒入并填满镂空图案，用粉体清扫刮板清除镂空薄板的上镂空图案周围多余的原料混合粉体；
13、(3)通过粘结剂喷射装置将粘结剂均匀喷洒在镂空图案中的原料混合粉体表面并进行浸润，浸润完成后清理原料混合粉体外周多余粘结剂；
14、(4)根据需要测试样品厚度h以及镂空薄板的单层厚度d计算需要重复镂空薄板的块数n＝h/d，然后在第一层镂空薄板上依次叠层压扣第二～n层镂空薄板，每叠层扣压一层镂空薄板便重复一次步骤(2)、(3)中向镂空图案中倒入原料混合粉体、喷洒粘结剂的工艺，最终得到所需待测厚度的块体样品；
15、(5)通过测试粘结剂喷射块体样品的密度和力学性能及成型后微观结构，完成对待测试打印粉体粘结剂喷射打印性能的评估测试。
16、较佳地，步骤(1)中，所述待测试打印粉体包括金属粉体、陶瓷粉体或者有机粉体；其中，所述金属粉体包括不锈钢粉、钛合金粉、铜合金粉、钽钨高温合金粉，所述陶瓷粉体包括氧化铝粉、氧化锆粉、氮化硅粉、碳化硅粉、碳化硼粉、碳纤维石墨粉、二氧化硅粉、堇青石粉、硅砂粉，所述有机物粉体包括聚乳酸、聚乙二醇、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、聚碳酸酯、聚乙烯醇粉体。
17、较佳地，步骤(1)中，所述固化剂包括稀硫酸、盐酸、磷酸、硼酸、草酸、马来酸酐、柠檬酸、苹果酸、苯磺酸或苯酚磺酸，优选为苯磺酸或苯酚磺酸，更优选为对甲苯磺酸。
18、较佳地，步骤(1)中，所述固化剂的含量为待测打印粉体质量的0.8-2wt％，待测试打印粉体与固化剂混合的时间为30-120s。
19、较佳地，步骤(3)中，所述粘结剂包括酚醛树脂、呋喃树脂、聚酰亚胺、聚乙烯吡络烷酮、纤维素、淀粉、糖、硅酸盐、含硅聚合物、水玻璃、沥青、聚丙烯腈中的至少一种。
20、较佳地，步骤(3)中，所述浸润的时间为30-60s。
21、有益效果
22、通过本专利技术提供的粘结剂喷射打印测试装置可实现粘结剂喷射打印的测试，只需要少量的粉体，即可测试粉体的可打印成型性，方便实用。
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1.一种粘结剂喷射打印测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的粘结剂喷射打印测试装置，其特征在于，所述镂空薄板的材质为金属、亚克力板、高分子聚合物中的至少一种，所述镂空薄板的单层厚度为0.1-1mm。
3.根据权利要求1或2所述的粘结剂喷射打印测试装置，其特征在于，所述粘结剂喷射装置的喷嘴孔径大小为10-100um。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的粘结剂喷射打印测试装置，其特征在于，所述粉体清扫刮板的材质为不锈钢、纯金属、亚克力板、高分子聚合物中的一种或几种材料结合制成。
5.一种利用权利要求1-4中任一项所述的粘结剂喷射打印测试装置进行粉体粘结剂喷射成型的打印方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的打印方法，其特征在于，步骤(1)中，所述待测试打印粉体包括金属粉体、陶瓷粉体或者有机粉体；其中，所述金属粉体包括不锈钢粉、钛合金粉、铜合金粉、钽钨高温合金粉，所述陶瓷粉体包括氧化铝粉、氧化锆粉、氮化硅粉、碳化硅粉、碳化硼粉、碳纤维石墨粉、二氧化硅粉、堇青石粉、硅砂粉，所述有机物粉体包括聚
7.根据权利要求5或6所述的打印方法，其特征在于，步骤(1)中，所述固化剂包括稀硫酸、盐酸、磷酸、硼酸、草酸、马来酸酐、柠檬酸、苹果酸、苯磺酸或苯酚磺酸，优选为苯磺酸或苯酚磺酸，更优选为对甲苯磺酸。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的打印方法，其特征在于，步骤(1)中，所述固化剂的含量为待测打印粉体质量的0.8-2wt％，待测试打印粉体与固化剂混合的时间为30-120s。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的打印方法，其特征在于，步骤(3)中，所述粘结剂包括酚醛树脂、呋喃树脂、聚酰亚胺、聚乙烯吡络烷酮、纤维素、淀粉、糖、硅酸盐、含硅聚合物、水玻璃、沥青、聚丙烯腈中的至少一种。
10.根据权利要求5-9中任一项所述的打印方法，其特征在于，步骤(3)中，所述浸润的时间为30-60s。
...【技术特征摘要】
1.一种粘结剂喷射打印测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的粘结剂喷射打印测试装置，其特征在于，所述镂空薄板的材质为金属、亚克力板、高分子聚合物中的至少一种，所述镂空薄板的单层厚度为0.1-1mm。
3.根据权利要求1或2所述的粘结剂喷射打印测试装置，其特征在于，所述粘结剂喷射装置的喷嘴孔径大小为10-100um。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的粘结剂喷射打印测试装置，其特征在于，所述粉体清扫刮板的材质为不锈钢、纯金属、亚克力板、高分子聚合物中的一种或几种材料结合制成。
5.一种利用权利要求1-4中任一项所述的粘结剂喷射打印测试装置进行粉体粘结剂喷射成型的打印方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的打印方法，其特征在于，步骤(1)中，所述待测试打印粉体包括金属粉体、陶瓷粉体或者有机粉体；其中，所述金属粉体包括不锈钢粉、钛合金粉、铜合金粉、钽钨高温合金粉，所述陶瓷粉体包括氧化铝粉、氧化锆粉、氮化硅粉、碳化硅...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈健，陈嘉珅，黄政仁，刘学建，陈忠明，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：
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