[发明专利]一种新型陶瓷3D打印成型方法

说明书

本发明公开了一种新型陶瓷3D打印成型方法，其包括以下步骤：将陶瓷的3D结构模型输入至3D打印机中；在3D打印机中设置两个料槽，分别为装有光敏树脂的料槽A和装有陶瓷浆料的料槽B；启动3D打印机开始打印，通过3D打印机控制料槽A利用光敏树脂打印陶瓷胚体的首层和/或支撑结构，通过3D打印机控制料槽B利用陶瓷浆料打印陶瓷胚体，直至得到陶瓷胚体；对陶瓷胚体进行脱脂和烧结得到陶瓷产品。本发明通过设计陶瓷3D打印机的系统和料槽，采用光敏树脂打印陶瓷的首层以及支撑结构，解决了陶瓷浆料打印过程中首层成型难的问题，并且，由于光敏树脂可以直接在脱脂过程中去除，因此，可以实现在打印坯体时不用去除支撑，直接制备复杂形状陶瓷材料。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及了一种新型陶瓷3D打印成型方法。

背景技术

3D打印制造技术是指基于离散材料逐层堆积成形的原理，通过CAD设计数据采用材料逐层累加的方法制造实体零件的技术。相对于传统的材料去除(切削加工)技术，是一种“自上而下”材料累加的制造方法。3D打印制造技术，解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。而且越是复杂结构的产品，其制造的速度作用越显著。

陶瓷3D打印基于数字化直接成型，可实现各种复杂形状陶瓷材料的制备。目前，应用较广的陶瓷3D打印主要是光固化成型技术(SLA)，也称作数字光处理技术(DLP)。DLP技术打印陶瓷主要有两种途径，即陶瓷固溶于光敏树脂制备陶瓷浆料进行打印成型，另一种为制备陶瓷前驱体溶液进行打印。陶瓷浆料既可以打印氧化物，也可以打印非氧化物，并且具有更小的收缩率。因此，采用陶瓷浆料进行3D打印制备陶瓷材料作为DLP技术的主流。DLP技术通过对固含陶瓷颗粒的光敏树脂进行固化，进行逐层打印。

采用DLP技术对陶瓷浆料进行打印时，固含的陶瓷颗粒对陶瓷浆料的固化成型有影响，尤其对于自下往上打印原理的DLP技术，第一层很难在成型托盘上固化成型，然而，第一层的成型程度却对整体结构的打印成型起到关键作用。并且，采用DLP技术的打印成型过程中物体往往需要设计有支撑结构，复杂的支撑结构增加后续支撑结构去除工序的工作量，导致成本升高，效率低下。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种新型陶瓷3D打印成型方法，解决了陶瓷浆料打印过程中首层成型难的问题，优化了陶瓷3D打印的支撑结构设计，实现了不用去支撑制备复杂形状陶瓷材料的3D打印。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种新型陶瓷3D打印成型方法，包括以下步骤：

将陶瓷的3D结构模型输入至3D打印机中；

在3D打印机中设置两个料槽，分别为装有光敏树脂的料槽A和装有陶瓷浆料的料槽B；

启动3D打印机开始打印，通过3D打印机控制料槽A利用光敏树脂打印陶瓷胚体的首层和/或支撑结构，通过3D打印机控制料槽B利用陶瓷浆料打印陶瓷胚体，直至得到陶瓷胚体；

对陶瓷胚体进行脱脂和烧结得到陶瓷产品。

本发明通过设计陶瓷3D打印机的系统和料槽，采用光敏树脂打印陶瓷的首层以及支撑结构，解决了陶瓷浆料打印过程中首层成型难的问题，并且，由于光敏树脂可以直接在脱脂过程中去除，因此，可以实现在打印坯体时不用去除支撑，直接制备复杂形状陶瓷材料。

作为本发明一种改进，所述步骤“启动3D打印机开始打印，通过3D打印机控制料槽A利用光敏树脂打印陶瓷胚体的首层和/或支撑结构，通过3D打印机控制料槽B利用陶瓷浆料打印陶瓷胚体，直至得到陶瓷胚体”具体过程为：所述支撑结构设置在陶瓷胚体的下方，先通过3D打印机控制料槽A利用光敏树脂打印陶瓷胚体的首层和支撑结构，再控制料槽B利用陶瓷浆料打印陶瓷胚体。