[发明专利]用于增材制造低密度、高孔隙度陶瓷零件的前体材料和生产其的方法

说明书

本发明的题目是用于增材制造低密度、高孔隙度陶瓷零件的前体材料和生产其的方法。提供了用于增材制造低密度、高孔隙度陶瓷零件的前体材料。前体材料包括耐火纤维的主体和与耐火纤维的主体混合的粘合剂。前体材料进一步包括与粘合剂和耐火纤维的主体混合的粘度控制添加剂以提供具有大约0.3厘泊和大约150,000厘泊之间的粘度的整体混合物。整体混合物可以被挤出通过喷嘴以制造低密度、高孔隙度陶瓷零件。前体材料通过如下被生产：获得耐火纤维浆料，和添加粘度控制添加剂至浆料以给浆料提供适合于通过喷嘴挤出的粘度以制造低密度、高孔隙度陶瓷零件。

技术领域

本申请涉及增材制造，并且具体地涉及用于增材制造低密度、高孔隙度陶瓷零件的前体材料和生产其的方法。

背景技术

需要以均匀的、一致的和可预测的方式沉积用于增材制造(即，三维印刷)低密度、高孔隙度陶瓷零件的前体材料。已知的陶瓷前体材料通常在难以以受控方式沉积的非均匀悬浮液中。此困难是由于悬浮液的流变性质，比如粘度和剪切稀化性质，其与在增材制造过程期间通过喷嘴悬浮液的挤出相关。

可以改变悬浮液的流变性质以使得悬浮液在增材制造过程期间易于以受控方式沉积。然而，悬浮液的流变性质的这样的改变还可能干扰烧结过程，并且因此，使制造的陶瓷零件的最终性质降级。将期望的是提供克服已知的陶瓷前体材料的缺点的陶瓷前体材料。

发明内容

在一方面，前体材料被提供用于增材制造低密度、高孔隙度陶瓷零件。前体材料包括耐火纤维的主体和与耐火纤维的主体混合的粘合剂。前体材料进一步包括与粘合剂和耐火纤维的主体混合的粘度控制添加剂以提供具有大约0.3厘泊和大约150,000厘泊之间的粘度的整体混合物。整体混合物可以通过喷嘴被挤出以制造低密度、高孔隙度陶瓷零件。

在另一方面，提供了生产用于增材制造低密度、高孔隙度陶瓷零件的前体材料的方法。方法包括获得耐火纤维浆料，和添加粘度控制添加剂至浆料以给浆料提供适合于通过喷嘴挤出的粘度以制造低密度、高孔隙度陶瓷零件。

在又另一方面，提供了生产用于增材制造低密度、高孔隙度陶瓷零件的前体材料的方法。方法包括获得包含陶瓷纤维的主体的水性陶瓷纤维浆料，和在水性陶瓷纤维浆料被加热前添加黄原胶以给浆料提供适合于通过喷嘴挤出的粘度以制造低密度、高孔隙度陶瓷零件，所述陶瓷纤维的主体包括大约50重量百分比至大约80重量百分比的二氧化硅纤维和大约20重量百分比至大约50重量百分比的氧化铝纤维。所述黄原胶具有粘合剂和陶瓷纤维的主体的重量的大约0.25％和大约2.5％之间的重量。

其它方面将由以下具体实施方式、附图和所附的权利要求变得显而易见。

附图说明

图1是描绘根据用于增材制造低密度、高孔隙度陶瓷零件的实例实施方式生产陶瓷前体材料的方法的流程图。

图2是描绘根据用于增材制造低密度、高孔隙度陶瓷零件的另一个实例实施方式生产陶瓷前体材料的方法的流程图。

图3是使用根据实例实施方式生产的陶瓷前体材料制造的低密度、高孔隙度陶瓷零件的耐火纤维的显微照片。

图4是图3的显微照片的放大部分。

图5是使用已知的陶瓷前体材料制造的陶瓷零件的耐火纤维的显微照片。

图6是图5的显微照片的放大部分。

图7是实例制造的陶瓷零件在烧结后的示图。

图8是图7的陶瓷零件在粗糙表面加工后的示图。

具体实施方式

本公开内容涉及用于增材制造低密度、高孔隙度陶瓷零件的前体材料和生产其的方法。陶瓷前体材料的具体构造和在其中实施陶瓷前体材料的工业可以改变。将理解的是下面的公开内容提供了用于实施多种实施方式的不同特征的许多实施方式或实例。描述组件和布置的具体实例以简化本公开内容。这些仅仅是实例并且不意欲是限制性的。