[发明专利]一种过滤用多孔陶瓷的三维打印成型制备方法

权利要求书

1.一种过滤用多孔陶瓷的三维打印成型制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1制备用于三维打印机打印的陶瓷材料，工艺如下：

1)将陶瓷粉末、造孔剂粉末混合搅拌，使粉料混合均匀；

2)将粘结剂、塑化剂、润滑剂分别或一起与溶剂配制成溶液或乳浊液待用；

3)将配制好的溶液或乳浊液按照次序加入混合，边加入边搅拌，使之均匀分散到固体粉料中，制成高塑性的陶瓷泥料；

4)将制成的陶瓷泥料放入三维打印机的料筒中，真空或半真空除气，密封保存，并在恒温恒湿的环境中进行陈化放置12h-48h，使陶瓷泥料各成分混合均匀，得到打印用陶瓷材料；

S2利用制备的打印用陶瓷材料，通过三维打印机打印多孔陶瓷坯体；

S3将打印后的多孔陶瓷坯体进行干燥、排胶和烧结，最终得到具有特定形状结构的多孔陶瓷。

2.根据权利要求1所述的过滤用多孔陶瓷的三维打印成型制备方法，其特征在于步骤S2所述的打印成型的多孔陶瓷坯体的工艺具体如下：

1)利用三维建模软件构建目标陶瓷零件的三维结构模型，并转换为STL格式文件；

2)用三维打印机的分层软件对三维模型进行分层处理,然后将分层处理后数据文件导入打印机的制造程序中待用；

3)将盛有打印用陶瓷材料的料筒安装于打印机的供料装置内，三维打印机按照目标零件的三维几何模型的截面轮廓信息，在控制系统的控制下指导打印头喷嘴进行逐层打印，层层堆积，得到相应的陶瓷坯体。

3.根据权利要求1所述的过滤用多孔陶瓷的三维打印成型制备方法，其特征在于S1所述的打印用陶瓷材料的各组分含量为陶瓷粉末65-90wt％、造孔剂0-15wt％、粘结剂1-6wt％、塑化剂0.5-4wt％、润滑剂0.5-4wt％，溶剂8-33wt％。

4.根据权利要求1所述的过滤用多孔陶瓷的三维打印成型制备方法，其特征在于：所述的陶瓷粉末由陶瓷骨料和烧结助剂组成，陶瓷骨料为氧化铝、石英、碳化硅、氧化锆、氮化硅、氮化硼、堇青石、钛酸铝、黏土、长石、滑石中的一种或几种，烧结助剂为石英、二氧化钛、氧化镁、黏土、长石、滑石、稀土金属氧化物中的一种或几种，陶瓷骨料及其烧结助剂的平均粒径为0.5-100μm。

5.根据权利要求1所述的过滤用多孔陶瓷的三维打印成型制备方法，其特征在于：所述的造孔剂为淀粉、碳粉、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、蔗糖、糊精、碳酸氢铵中的一种，其平均粒径为0.5-100μm。

6.根据权利要求1所述的过滤用多孔陶瓷的三维打印成型制备方法，其特征在于：所述的粘结剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、甲基纤维素、乙基纤维素、糊精、山梨醇中的一种。

7.根据权利要求1所述的过滤用多孔陶瓷的三维打印成型制备方法，其特征在于：所述的塑化剂为柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、丙三醇、乙酰柠檬酸三丁酯、二甘醇、硬脂酸丁酯、钛酸二丁酯中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的过滤用多孔陶瓷的三维打印成型制备方法，其特征在于：所述的润滑剂为聚丙二醇、棕榈油、聚乙二醇、硬脂酸乙二酯、双硬脂酸乙二醇酯、聚乙二醇双硬脂酸酯、液体石蜡中的一种或几种。

9.根据权利要求8所述的过滤用多孔陶瓷的三维打印成型制备方法，其特征在于：所述的聚丙二醇的相对分子质量为200-10000，聚乙二醇的相对分子质量为200-10000。

10.根据权利要求1所述的过滤用多孔陶瓷的三维打印成型制备方法，其特征在于：步骤S3所述的干燥工艺为自然条件下的干燥，干燥时间12-72h；所述的排胶条件为400-800℃；所述的烧结方式为无压烧结，烧结制度为从室温升温至烧结温度的升温速率为15-240℃/h，烧结温度1200-2000℃，保温时间0.5h-4h；其中，在烧结升温的过程中完成陶瓷坯体中有机添加剂的排除。