[发明专利]一种基于陶瓷材料的增材制造成形装置及方法

权利要求书

1.一种基于陶瓷材料的增材制造成形装置，其特征在于，该装置包括：光固化机构、传动机构以及挤出回抽机构，所述传动机构设于所述挤出回抽机构的一端，用于驱动所述挤出回抽机构旋转，从而挤出或回抽陶瓷光固化浆料，所述光固化机构设于所述挤出回抽机构的另一端，用于固化所述陶瓷光固化浆料，使其成形；

其中，所述挤出回抽机构包括喷嘴(1)、喷嘴连接件(2)、螺杆(3)、料筒(4)及料斗(6)，所述喷嘴(1)通过喷嘴连接件(2)和料筒(4)相连，螺杆(3)设于料筒(4)内部，料斗(6)紧固在料筒(4)上端，所述陶瓷光固化浆料从料斗(6)流入料筒(4)内；

所述传动机构包括电机(12)和联轴器(11)，所述电机(12)的输出端与所述螺杆(3)连接，用于带动所述螺杆(3)转动，从而挤出或回抽所述陶瓷光固化浆料；

所述光固化机构包括调光器(15)、紫外线灯固定盘(16)和紫外固化灯(17)，紫外固化灯(17)灯源竖直向下安装在所述紫外线灯固定盘(16)中，所述调光器(15)与紫外固化灯(17)相连，用于改变所述紫外固化灯(17)的输出光谱和光强，所述紫外固化灯(17)灯光照射在所述陶瓷光固化浆料细丝上，使其固化成形。

2.根据权利要求1所述的一种基于陶瓷材料的增材制造成形装置，其特征在于，该装置还包括料筒支架(5)，其套设在所述料筒(4)上，用于固定所述料筒(4)。

3.根据权利要求2所述的一种基于陶瓷材料的增材制造成形装置，其特征在于，所述喷嘴直径为0.05mm～5mm。

4.根据权利要求3所述的一种基于陶瓷材料的增材制造成形装置，其特征在于，所述螺杆(3)与料筒(4)之间的间隙为0.05mm～0.3mm。

5.一种应用权利要求1-4中任一项所述的基于陶瓷材料的增材制造成形装置的增材制造成形方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(S1)制备光固化树脂体系；

(S2)向所述树脂体系中添加陶瓷粉体并混合均匀，随后在混合均匀的浆料中加入光引发剂，混合均匀制得陶瓷光固化材料浆料；

(S3)设置待成形零件的工艺参数，对所述零件的模型进行切片处理，生成切片信息，并转化生成控制电机(12)运行的指令；

(S4)将所述陶瓷光固化材料浆料加入料斗(6)中，同时所述电机(12)驱动螺杆(3)从喷嘴(1)挤出所述陶瓷光固化材料，运行步骤(S3)中产生的指令，得到所述零件成形的陶瓷坯体；

(S5)将所述成形的陶瓷坯体进行脱脂、烧结处理，即可得到陶瓷零件。

6.根据权利要求5所述的一种基于陶瓷材料的增材制造成形方法，其特征在于，所述陶瓷粉体的体积分数为0vol％～65vol％。

7.根据权利要求5或6中任一项所述的一种基于陶瓷材料的增材制造成形方法，其特征在于，所述工艺参数为打印速度、层高或扫描角度。