【摘要】:用光固化技术制作陶瓷件成形精度高,可制备复杂几何形状的零件,得到的陶瓷件烧结后致密度高,性能优异。力学性能测试结果表明,该方法制造的陶瓷零件在抗压强度和抗弯强度性能上均强于传统方法制备的相同密度多孔陶瓷。图3-42陶瓷前驱体3D打印零件聚合物陶瓷零件;烧结后的陶瓷零件
光固化成形制备陶瓷是将陶瓷粉末加入液态光敏树脂中,通过高速搅拌使陶瓷粉末在树脂中分散均匀,制备高固相含量、低黏度的陶瓷浆料,然后使陶瓷浆料在光固化成形机上直接逐层固化,累加得到陶瓷零件素坯,最后通过干燥、脱脂和烧结等后处理工艺得到陶瓷零件。用光固化技术制作陶瓷件成形精度高,可制备复杂几何形状的零件,得到的陶瓷件烧结后致密度高,性能优异。
随着DMD技术的发展,DLP技术逐渐应用于陶瓷光固化成形,法国的Prodways公司和3DCREAM公司、奥地利的Lithoz公司(图3-41)、国内的清华大学和中科院空间应用中心等在材料和设备方面均取得了实质性的成果。目前可打印的陶瓷材料有氧化锆、氧化铝、熔融石英、氮化硅、碳化硅等。
图3-41 Lithoz公司生产的光固化成形设备和其内部工作图(www.daowen.com)
图3-42所示为利用光固化成形技术打印的陶瓷前驱体3D打印零件,该技术在自制的含有硅、碳、氧的陶瓷前驱体聚合物中加入光引发剂,采用光固化成形技术制造出聚合物陶瓷零件,经1 000℃的高温热解转化为致密的陶瓷零件。力学性能测试结果表明,该方法制造的陶瓷零件在抗压强度和抗弯强度性能上均强于传统方法制备的相同密度多孔陶瓷。
图3-42 陶瓷前驱体3D打印零件
(a)聚合物陶瓷零件;(b)烧结后的陶瓷零件
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