[发明专利]一种3D打印高固相含量低温共烧氧化铝陶瓷复杂结构的方法

说明书

一种3D打印高固相含量低温共烧氧化铝陶瓷复杂结构的方法，本发明涉及一种3D打印氧化铝陶瓷复杂结构的方法。解决现有高固相含量氧化铝陶瓷浆料需要对浆料的pH进行调节，制备的浆料稳定性较差，难以长时间存放，难以实现高速、高精度直写式3D打印的问题。方法：一、称取；二、有机胶体制备；三、氧化铝粉与陶瓷玻璃粉的混合；四、制备浆料；五、加热3D打印；六、干燥、排胶及烧结。本发明用于3D打印高固相含量低温共烧氧化铝陶瓷复杂结构。

技术领域

本发明涉及一种3D打印氧化铝陶瓷复杂结构的方法。

背景技术

直写式3D打印低温共烧氧化铝陶瓷要求其烧结收缩率较低且可控，因此，要求坯体的固相含量高、粘度低。常规方法制备的高固相含量陶瓷浆料需要对浆料的pH进行调节，过程复杂，涉及酸碱等环境不友好材料，且制备的浆料稳定性较差，难以长时间存放。浆料粘度过大，浆料挤出速度过慢，导致3D打印速度受限制；浆料粘度过小，浆料在成型过程中流动性大，成型精度较低，因此难以实现高速、高精度直写式3D打印。

发明内容

本发明要解决现有高固相含量氧化铝陶瓷浆料需要对浆料的pH进行调节，制备的浆料稳定性较差，难以长时间存放，难以实现高速、高精度直写式3D打印的问题，而提供一种3D打印高固相含量低温共烧氧化铝陶瓷复杂结构的方法。

一种3D打印高固相含量低温共烧氧化铝陶瓷复杂结构的方法，它是按以下步骤进行：

一、称取：

按质量份数称取4份～8份溶剂、0.5份～1份分散剂、0.5份～1份表面活性剂、0.5份～1份粘结剂、0.5份～5份稀释剂、2份～4份触变剂、60份～88份氧化铝粉体、1份～20份玻璃粉体及300份～500份无水乙醇；

二、有机胶体制备：

将4份～8份溶剂、0.5份～1份分散剂及0.5份～1份表面活性剂混合并搅拌均匀，然后加入0.5份～1份粘结剂，并在温度为50℃～90℃的条件下，加热搅拌2h～4.5h，再使用真空脱泡搅拌混合均匀，然后加入0.5份～5份稀释剂与2份～4份触变剂，使用真空脱泡搅拌均匀，得到有机胶体；

三、氧化铝粉与陶瓷玻璃粉的混合：

将60份～88份氧化铝粉体与1份～20份玻璃粉体置于300份～500份无水乙醇中，利用高度乳化机分散均匀后干燥，最后研磨5h～12h，得到氧化铝粉体与玻璃粉体的混合物；

所述的氧化铝粉体与玻璃粉体的混合物粒径小于10微米；

四、制备浆料：

向有机胶体中加入氧化铝粉体与玻璃粉体的混合物，使用真空脱泡搅拌机混合均匀，得到浆料；

五、加热3D打印：

将浆料置于直写式3D打印机针筒中，将针筒加热至温度为50℃～150℃，在针筒温度为50℃～150℃及打印速度为0.1mm/s～100mm/s的条件下进行打印，且在打印过程中以0.1m/s～0.5m/s的风速对挤出的浆料进行降温处理，得到3D打印坯体；

所述的直写式3D打印机针筒直径为0.15mm～0.4mm；

六、干燥、排胶及烧结：