[发明专利]一种3D打印用陶瓷粉末及其制备方法

说明书

一种3D打印用陶瓷粉末材料，包括如下重量份的各组分制成：矾石10‑15份、莫来石粉11‑18份、硼化钴3‑5份、二硅化铬3‑5份、碳化铪2‑6份、氮化锗1‑4份、碳化硅纤维2‑4份、膨润土10‑15份、D‑葡糖糖酸2‑丙烯‑1‑酯/双(三乙氧基硅基)乙烯/(2Z)‑4‑氧代‑4‑[3‑(三氟甲基)‑5,6‑二氢‑[1,2,4]三唑并[4,3‑a]吡嗪‑7(8H)‑基]‑1‑(2,4,5‑三氟苯基)丁‑2‑烯‑2‑胺/2‑(三甲基硅基)乙烯硼酸频哪醇酯/1,3‑二甲基丙烯酸金刚烷酯共聚物20‑30份、乙烯基氟硅油1‑4份、环氧乙烯基酯树脂10‑15份、2,4,6‑三(环氧乙烷‑2‑基甲氧基)‑1,3,5‑三嗪2‑5份、分散剂1‑4份、偶联剂2‑4份、碳纳米管1‑3份。本发明公开的3D打印用陶瓷粉末材料性能稳定，使用效果好，具有成分控制精、致密度高、球形度好、颗粒尺寸小且粒度分布范围窄、分散性好、流动性好等特性。

技术领域

本发明涉及3D打印材料技术领域，尤其涉及一种3D打印用陶瓷粉末材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着科技的进步和社会的发展，3D打印技术突飞猛进，给人们的生活带来了诸多便利。3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。它是发展最快且发展潜力最大的一种快速成型技术，具有成本低、工艺简单、使用快捷、多样性的优点，已经被广泛应用于航空工业、建筑设计、医用器械制备、汽车工业等方面。

3D打印材料是3D打印技术中必不可少的一种材料，其性能的好坏直接影响打印效果及产品的质量。虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印，但实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。另外，打印机也还没有达到成熟的水平，无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料。研究者们在多材料打印上已经取得了一定的进展，但除非这些进展达到成熟并有效，否则材料依然会是3D打印的一大障碍。

陶瓷用品是人们日常生活中比较常见的物品，现有技术中有大量的陶瓷性铸造用品。陶瓷型铸造是精密铸造的一种重要方法，已广泛应用于工业生产。目前，陶瓷型的制作主要有两种方式：一种是利用硅酸乙酯的水解液作为粘结剂，与耐火材料配成浆料后，利用模具通过灌浆、结胶、起模、焙烧等工艺烧制而成；另一种是使用模具制作出蜡模后，利用硅溶胶和耐火粉料配制浆料，通过粘浆、撒砂、干燥、焙烧等工艺获得陶瓷壳型。这两种方法中都包含了模具的设计和制作，一种模具只能生产一种零件，不适用于小批量零件的生产，并且模具的制作需要大量的人工成本和材料成本，而且产品的形状也受到模具制作能力的限制；再者，当零件出现改动后，现有的模具基本不再具有利用的价值，也造成了大量的浪费。总之，传统的陶瓷制品生产工艺较为复杂，并且会消耗较多的资源，不能满足现代人们的需求。

因此，开发一种综合性能优异的3D打印用陶瓷粉末材料，以实现陶瓷制品的3D打印具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种3D打印用陶瓷粉末材料及其制备方法，该制备方法简单易行，对设备依赖性小，制备成本低，制备效率和成品合格率高，适合连续规模化生产；制得的3D打印用陶瓷粉末材料性能稳定，使用效果好，易于推广；另外，还具有成分控制精、致密度高、球形度好、颗粒尺寸小且粒度分布范围窄、分散性好、流动性好等特性，具有较高的经济价值、社会价值和生态价值。