[发明专利]一种以糖为胶粘剂制备3D打印钛酸锶钡粉体材料

说明书

本发明公开了一种以糖为胶粘剂制备3D打印钛酸锶钡粉体材料的方法，其特征在于，首先将纳米钛酸钡陶瓷粉体造粒，使其粒径在80~120µm范围内；然后在研磨机中，按质量百分浓度加入，造粒钛酸锶钡陶瓷粉体：85%~92%，研磨，温度升至120±2℃，加入硬脂酰胺：0.5%~2%，研磨30min，温度继续升高到190±2℃，白糖：5%~10%，三聚氰胺：0.5%~1.5%，异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯：1%~3%，研磨，得到3D打印钛酸锶钡粉体材料，所得到3D打印钛酸锶钡粉体材料。该3D打印钛酸锶钡粉体材料用激光烧结可直接成型，球形度高，流动性好，成型精度高，而且具有工艺简单，生产成本低，易于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种激光烧结3D打印快速成型粉体材料的制备方法，属于快速成型的材料领域，特别涉及一种以糖为胶粘剂制备3D打印钛酸锶钡粉体材料的方法及激光烧结3D打印成型。

背景技术

糖是由甘蔗和甜菜榨出的糖蜜制成的精糖，是由葡萄糖及果糖各一个分子脱水缩合而成的非还原性的双糖，加热至160℃，便熔化成为浓稠透明的液体，冷却时又重新结晶。加热时间延长，蔗糖即分解为葡萄糖及脱水果糖。在190~220℃的较高温度下，蔗糖便脱水缩合成为焦糖。焦糖具有很强的粘结作用，可以使粉体粘结在一起，起到粘结剂的作用。采用糖作为胶粘剂代替化学胶粘剂，减少环境污染问题。

钛酸锶钡(Bax Sr1 - x TiO₃ ，简称BST)是BaTiO3 与Sr TiO3 形成的固溶体。它是一种优良的热敏材料、电容器材料和铁电压电材料，具有高介电常数、低介电损耗、居里温度(TC )随组成改变以及介电常数随电场的非线性变化等特点，在超大规模动态存储器、微波调谐器等领域具有广阔的应用前景，成为集成器件领域最广泛研究的材料之一。BST材料的电学性能与材料的微观结构如气孔率和晶粒尺寸紧密相关，超细晶粒和高度致密的BST具有理想的介电特性，材料物化性能优异，在工业上有着广泛的应用价值, 随着微电子行业发展的日益成熟,BST 陶瓷材料将会受到越来越多的重视。

激光烧结3D打印属于增材制造的一种方法。这种工艺也是以激光器为能量源，通过激光束使塑料、蜡、陶瓷、金属或其复合物的粉末均匀地烧结在加工平面上。在工作台上均匀铺上一层很薄的粉末作为原料，激光束在计算机的控制下，通过扫描器以一定的速度和能量密度按分层面的二维数据扫描。经过激光束扫描后，相应位置的粉末就烧结成一定厚度的实体片层，未扫描的地方仍然保持松散的粉末状。这一层扫描完毕后，随后需要对下一层进行扫描。先根据物体截层厚度即分层层厚而降低工作台，铺粉滚筒再一次将粉末铺平，可以开始新一层的扫描。如此反复，直至扫描完所有层面。去掉多余粉末，并经过后处理，即可获得产品。

在现有的成型材料领域中，由于SLS快速成型技术具有原料来源多样和零件的构建时间较短等优点，故在快速成型领域有着较广泛的应用。但大部分是有机材料和复合材料，中国发明专利CN1379061A中公开了一种用于激光烧结成型制品的尼龙粉末材料，通过化学合成和工艺的改进，对尼龙粉末材料的表面进行处理，得到了烧结性能优良，成型制品强度高，韧性好的产品，简化了激光烧结尼龙材料的制备工艺，降低了成本；中国发明专利CN103881371 中公开了一种激光烧结3D制造技术用石塑复合粉末及其制备方法。

本申请将以糖胶粘剂热涂层到到造粒后钛酸锶钡表面，得到3D打印钛酸锶钡粉体材料可以直接采用激光烧结3D打印成型。成型过程中不需要喷洒胶粘剂。优点是胶粘剂用量大大减少，所用的胶粘剂是使用糖，减少环境污染，产品的品质高。本申请的工艺制备的3D打印钛酸锶钡粉体材料胶粘剂涂层均匀，表面光滑，流动性好，适合激光烧结3D打印成型。此外，本申请提供的制备方法简单，成本低。

发明内容

本发明的目是提供一种以糖为胶粘剂制备3D打印钛酸锶钡粉体材料的方法，快速成型钛酸锶钡粉体材料不需要喷洒粘结剂可直接激光扫描成型；

本发明的目的通过以下技术方案实现。