[发明专利]一种用于光固化3D打印的陶瓷材料、陶瓷件及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201710283233.0 申请日: 2017-04-26
公开(公告)号: CN108275979B 公开(公告)日: 2020-06-16
发明(设计)人: 肖坦;蔡志祥;邹倩;张跃;陆青;肖华军 申请(专利权)人: 深圳光韵达光电科技股份有限公司
主分类号: C04B35/10 分类号: C04B35/10;C04B35/48;C04B35/447;C04B35/622;C04B35/638;B33Y70/10
代理公司: 深圳新创友知识产权代理有限公司 44223 代理人: 余敏
地址: 518000 广东省深圳市南山区*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 光固化 打印 陶瓷材料 陶瓷 及其 制备 方法
【说明书】:

本发明公开了一种用于光固化3D打印的陶瓷材料、陶瓷件及其制备方法,制备方法包括以下步骤:S0,称取一定量的平均粒径在1~10μm的陶瓷粉体、粘度在100cps以下的有机单体以及含酸性基团的共聚物分散剂,所述分散剂分为两份;S1,将陶瓷粉体和有机溶剂按照体积比为1∶1~1∶2倒入球磨罐中,加入第一份的分散剂,充分球磨后,过滤干燥,得到预分散处理的粉体;S2,将有机单体倒入容器中,机械搅拌,加入自由基型的光引发剂、增稠剂和第二份的分散剂,搅拌溶解,得到混合溶液;S3,分多次将粉体加入到混合溶液中制成混合浆料,搅拌均匀后转到球磨罐中,充分球磨后制得陶瓷材料。本发明制得的陶瓷材料稳定性好,且制成的陶瓷件尺寸收缩小,密度和抗弯强度也均较高。

【技术领域】

本发明涉及一种用于光固化3D打印的陶瓷材料、陶瓷件及其制备方法。

【背景技术】

随着现在3D打印行业的兴起,增材制造行业进入了一个新的高速发展的时代,很多传统工艺不能实现的复杂精美的工件,都能通过3D打印来制造。现有相对比较成熟的3D打印方式有熔融沉积式(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、立体平板印刷(SLA)和数字光处理(DLP)等,这些方式的工作原理各不相同,对各自的可打印的材料有一些相应的要求,所以还不是所有的材料都能用3D打印的方式成型。现在能够实现3D打印的材料已经有很多了,包括各种金属合金和塑料尼龙等。

陶瓷材料作为一种非常有历史的无机非金属材料,历来被各个领域的学者们研究的很多,但是由于传统陶瓷的生产加工工艺限制,使得陶瓷材料的应用比较有限。因为很多复杂的立体空间结构没有办法实现,而且做出来的陶瓷物件性能无法达到高性能的要求。随着3D打印技术的发展,研究人员开始尝试将陶瓷材料用于3D打印成型技术。这两者如果能完美的结合起来,陶瓷材料这个传统的行业可能会变成一个高端的前沿探索领域。

目前,我国市面还没有成熟的工业级的3D陶瓷打印设备。现有开发了一些采用SLA技术成型的设备,材料选择陶瓷粉料和单体的混合物。在SLA设备上机打印成型后,结合光固化的原理,使用光敏树脂作为粘结剂,将陶瓷粉体粘接在一起,采用光照射固化,从而做成各种形状的生坯。后期对生坯进行热处理将树脂烧掉,得到最终的陶瓷物件。现在市面上已有的陶瓷材料,以Al2O3材料为例,配出的浆料大多稳定性较差,放置一天后就会出现分层现象。而且,这些陶瓷材料成型的生坯物件,在经过脱脂烧结形成成品陶瓷件后,尺寸精度不好控制,变形量非常大(尺寸收缩在30%以上),只有通过后期机加工的方式才能达到规定的尺寸精度要求,这样导致加工耗时耗力。此外,成品陶瓷件的相对密度一般在90%以下,抗弯强度300MPa左右,达不到一些特种陶瓷的性能要求。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案,其并不必然属于本专利申请的现有技术,在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下,上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是:弥补上述现有技术的不足,提出一种用于光固化3D打印的陶瓷材料及其制备方法,制得的陶瓷材料稳定性好,且制成的陶瓷件尺寸收缩小,密度和抗弯强度也均较高。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决:

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