[发明专利]一种光固化陶瓷浆料及快速成型方法

说明书

本发明涉及一种光固化陶瓷浆料及快速成型方法。浆料：包括光固化树脂和陶瓷粉体，其中光固化树脂为混杂型光固化树脂，包括阳离子型光固化树脂体系和自由基型光固化树脂体系。所述的光固化树脂质量百分比为15％‑36％；陶瓷粉体质量百分比为64‑85％。成型方法：包括设计三维模型、切片处理、调整打印参数、调整升温曲线、将打印的陶瓷坯体进行排胶烧结、表面处理等工序，得到表面光滑的陶瓷制品。对陶瓷制品表面进行打磨等表面处理，得到表面光滑的陶瓷样件。本发明的陶瓷浆料可以制得固化速度快、尺寸精度高、力学性能好的复杂陶瓷制品。本发明所提供的3D打印陶瓷浆料的制备方法，可以实现结构可控的复杂陶瓷件的快速成型制造，缩短制造时间，提高陶瓷制件的精度。

技术领域

本发明属于陶瓷快速成型制造领域，涉及一种用于快速成型的光固化陶瓷浆料及相应成型方法。

背景技术

陶瓷制品具有耐高温性、耐磨性、隔热性、耐腐蚀性等优异性能，使其在一些十分苛刻的条件下得到广泛应用。但也正是因为这些特性使得陶瓷材料难加工，并且加工成本偏高。因此，陶瓷成型方法是降低陶瓷零件生产成本和提高陶瓷零件成型性能的关键。与传统的制造方法不同，快速成型技术制备陶瓷零件无需模具，可缩短制造周期，降低制造成本。

快速成型技术发展至今约有十余种方法，其中应用的比较广泛的有：FDM(熔融堆积成形)方法、SLS(选区激光烧结)方法、LOM(分层实体制造)方法、3DP(三维印刷)方法和光固化快速成型(SLA)方法。其中FDM(熔融堆积成形)方法成型精度低，难以构建结构复杂的陶瓷制品，并且成型速度较慢，不适合构建大型制品；SLS(选区激光烧结)方法制成的陶瓷坯体后处理困难，并且致密度低。LOM(分层实体制造)方法的缺点是制品的成形精度低；3DP(三维印刷)方法的缺点是难以制造致密的陶瓷零件。而光固化方法(SLA)具有成形精度高、成型速度快的优势，制备的陶瓷制品致密度好，尺寸精度高。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于快速成型的陶瓷浆料，得到固化速度快、尺寸精度高、力学性能好的复杂陶瓷制品。本发明还在于提供一种3D打印陶瓷浆料的成型方法，可以实现结构可控的复杂陶瓷件的快速成型制造，缩短制造时间，提高陶瓷制件的精度。

本发明是通过以下技术方案实现的，快速成型光固化陶瓷浆料，包括光固化树脂和陶瓷粉体，其中光固化树脂为混杂型光固化树脂，包括阳离子型光固化树脂体系和自由基型光固化树脂体系。各组分如下(按质量百分比)：

(1)光固化树脂15％-36％；

(2)陶瓷粉体64-85％；

作为优选，所述的光固化树脂包括如下组分:

(1)10-50wt％阳离子型光固化树脂预聚物；

(2)20-40wt％自由基型光固化树脂预聚物；

(3)10-30wt％阳离子型光固化树脂活性稀释剂；

(4)15-30wt％自由基型光固化树脂活性稀释剂；

(5)1-6wt％阳离子型光引发剂；

(6)1-8wt％自由基型光引发剂。

作为优选的，本发明所述阳离子型光引发剂选用芳基重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐中的一种，进一步优选无锑三芳基硫鎓盐。

作为优选的，本发明所述自由基型光引发剂选用苯乙酮衍生物、二苯甲酮衍生物、酰基膦氧化物、蒽醌衍生物中的一种，进一步优选2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。

作为优选的，本发明所述的陶瓷粉体为氧化物陶瓷粉体，采用氧化铝、氧化锆、二氧化硅陶瓷粉体中的一种。进一步优选陶瓷粉体粒径为300nm-0.5μm。