[发明专利]一种组合式非接触支撑的陶瓷成型方法

说明书

本发明公开了一种组合式非接触支撑的陶瓷成型方法，通过将待成型零件在空间坐标中定位，使待成型零件的特征面切向矢量与水平面夹角小于30°的特征面面积最小，然后将待成型零件敏感部位的曲面沿成型深度方向移动一个支撑间隙距离形成支撑曲面，以支撑曲面及其轮廓投影之间的空间实体形成非接触支撑，在陶瓷成型过程中，非接触支撑作为陶瓷成型光固化支撑，待成型零件的敏感部位成型与非接触支撑之间的材料软化而不粘结，在打印完成后便于去除，利用陶瓷材料成型特点，以非接触支撑结构形成可离间的支撑，作为待成型零件的支撑对待成型零件进行打印成型，有利于后期支撑的去除，提高零件支撑表面的光度、并提高陶瓷复杂零件生产效率。

技术领域

本发明涉及光固化成形技术中的支撑，具体涉及一种组合式非接触支撑的陶瓷成型方法。

背景技术

选择性激光熔化成形技术是一种快速增材制造成形技术，采用激光热源，铺粉后逐层堆积，快速实现高复杂性零件的近净成形。给予其逐层堆积的成形方法需要在其悬空的面、棱、点及无法自支撑成形的特征添加网格支撑，以保证零件顺利成形，同时达到其要求的表面粗糙度及尺寸精度，而目前在选择性激光熔化成形过程中，采用整体支撑结构，在成型后支撑材料去除困难，在去除支撑结构后易造成零件表面的光度，降低了零件的生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组合式非接触支撑的陶瓷成型方法，以克服现有技术的不足，本申请能够在烧结过程降低支撑去除难度，提高零件支撑表面的光度、并提高陶瓷复杂零件生产效率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种组合式非接触支撑的陶瓷成型方法，包括以下步骤：

S1、将待成型零件在空间坐标中定位，使待成型零件的特征面切向矢量与水平面夹角小于30°的特征面面积最小；

S2、将待成型零件敏感部位的曲面沿成型深度方向移动一个支撑间隙距离形成支撑曲面，一个支撑间隙距离为待成型零件材料的最大光固化深度的1-5倍，特征面切向矢量与水平面夹角小于30°的特征面为敏感部位；

S3、将支撑曲面投影致待成型零件三维坐标空间的水平面上形成轮廓投影，将轮廓投影和支撑曲面之间的空间实体化即可得到非接触支撑，以非接触支撑作为待成型零件的支撑对待成型零件进行打印成型。

进一步的，在三维制图软件中定位待成型零件空间位置，使待成型零件的特征面切向矢量与水平面夹角小于30°的特征面面积最小的同时使待成型零件成型工艺最佳。

进一步的，复制与待成型零件敏感部位的曲面相同的曲面，将复制的曲面沿成型深度方向移动一个支撑间隙距离形成支撑曲面。

进一步的，采用偏移、等效曲面、投影或移动方法将待成型零件敏感部位的曲面移动一个支撑间隙距离。

进一步的，将轮廓投影通过拉伸、扫掠或拔模化为实体与支撑曲面接触形成非接触支撑。

进一步的，非接触支撑将零件敏感部位的面完全包裹。

进一步的，待成型零件小特征面、曲率变化过大、零件薄壁特征、悬垂结构、薄壁结构或烧结过程中收缩量差异较大的部位为敏感部位。

进一步的，待成型零件材料采用陶瓷材料或陶瓷材料与光敏树脂的混合物。

进一步的，陶瓷材料采用氧化铝、氧化锆、氧化硅、氧化钛、碳化硅、氮化硅、氮化铝、羟基磷灰石以及磷酸三钙等陶瓷粉料中的一种或几种。

进一步的，按照零件敏感部位的曲率变化将支撑曲面分为若干部分。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：