[发明专利]一种3D打印用陶瓷浆料的制备方法及其3D打印成型方法

说明书

一种3D打印用陶瓷浆料的制备方法，步骤：取丙烯酰胺、N,N’‑亚甲基二丙烯酰胺溶于去离子水中，使丙烯酰胺和N,N’‑亚甲基二丙烯酰胺的总质量与水的质量比为1：3～2，搅拌使丙烯酰胺和N,N’‑亚甲基二丙烯酰胺溶解在水中；按上述溶液质量的0.5％～1％称取无水柠檬酸加入溶液中；将溶液pH调节至5.5～6.5；取陶瓷粉体，分次加入溶液中，形成固相含量为30％～50％体积分数的初步浆料；添加光引发剂，球磨8～10h。本发明还公开了3D打印成型方法。本发明制备的陶瓷浆料不仅可长期存放，不分层不沉降，且性能稳定，分散性好，大大节省时间和成本，且制作简单，易于3D打印成型，大大提高了器件质量和生产效率，对推动工业3D打印的开发具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印用陶瓷浆料的制备方法及其3D打印成型方法。

背景技术

随着现在科技的飞速发展，作为三大基本材料之一的陶瓷材料-高性能陶瓷部件的应用研究成为发展研究重点项目之一，而陶瓷3D打印技术具有成型速度快、可打印复杂部件、个性化、产品成本低等优点，使得陶瓷3D打印成为重点中的热点研究项目。特别是特异尺寸、形状复杂的陶瓷部件制作技术，其突破口就在3D打印陶瓷技术的开发。在陶瓷3D打印时，一般采用的原料为陶瓷粉末或者陶瓷浆料，其中陶瓷浆料因为其优良的成型特性而应用更为广泛。但是，现有的陶瓷浆料还存在易于分层、沉淀、分散不均匀、不能长期稳定存放等缺陷，在3D打印过程中，容易造成陶瓷素坯件密度不均匀，各部分黏粘性不一致，从而影响器件的质量。另外，每次需要重新配置新的浆料，导致了时间和原料的浪费，因此目前3D打印陶瓷材料技术综合成本较高，工业推广较为困难。

经查，现有专利号为CN201610806535.7的中国专利《一种3D打印用氧化铝陶瓷浆料及其制备方法和应用》，所述的陶瓷浆料，由以下重量百分数的原料制成：氧化铝配方料75％-85％；硬脂酸0.5％-5％；聚丙烯3-11％；石蜡1-10％；其中，所述的氧化铝配方料由以下重量百分数的原料制成：氧化镧0.1％；氧化铌0.2％；氧化钇0.1％；氧化铝99.5％。该氧化铝陶瓷浆料固相含量高，但是没有解决易分层、分散不均匀、不能长期存放的缺点。

还有，专利号为CN201710035499.3的中国专利《一种3D打印光固化陶瓷浆料的制备方法》，具体包括以下步骤：(1)级配陶瓷粉末的表面功能化处理：称取级配氧化铝粉加入250ml烧杯中，再倒入分散剂，并加入占氧化铝粉末质量分数1％的表面改性剂，在45℃条件下磁力搅拌8h，过滤并干燥后，即得到表面功能化的级配陶瓷粉末；(2)光固化树脂预混液的制备：将低分子量丙烯酸树脂20-50重量份，活性稀释剂50-80重量份，光引发剂1-10重量份以及助剂1-5重量份置于高速搅拌装置下以5000r/min高速搅拌混合3min，即得光固化树脂预混液；(3)3D打印光固化陶瓷浆料的制备：将步骤(1)中的表面功能化的级配陶瓷粉末与步骤(2)中的光固化树脂预混液按质量比(50-75):(25-50)在高速搅拌装置下以5000r/min高速搅拌混合5min，即得3D打印光固化陶瓷浆料。这种陶瓷浆料是利用有机硅酸酯和有机钛酸酯偶联剂处理级配粒径的陶瓷粉末并将其加入可光固化的预混液中，通过高速搅拌使粉末在溶液中分散均匀，制备高固含量、低黏度的浆料，但是并没有解决长期存放不分层的问题，因此，制作出长期不分层不沉降、且性能稳定、分散性好的陶瓷浆料，将有助于推动工业级3D陶瓷打印技术的发展。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种性能稳定、分散性好的3D打印用陶瓷浆料的制备方法，制备工艺合理、易操作，制得的陶瓷浆料可长期存放不分层。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种采用上述制备的陶瓷浆料的3D打印成型方法，具有工艺简单、易于制作及器件质量高的特点。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种3D打印用陶瓷浆料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：