[发明专利]复合陶瓷粉体及陶瓷成型方法

说明书

本发明提供一种用于光固化的复合陶瓷粉体，包括陶瓷粉体及包覆于所述陶瓷粉体表面的包覆层，所述包覆层的颜色浅于所述陶瓷粉体的颜色。本发明还提供一种陶瓷成型方法，包括：提供上述用于光固化的复合陶瓷粉体；配制包括所述复合陶瓷粉体的陶瓷浆料；生成待打印零件的三维实体模型，确定打印层厚并将所述三维实体模型按照所述层厚进行分层；以及光固化3D打印所述陶瓷浆料，生成零件坯体。

技术领域

本发明涉及增材制造领域，特别是涉及复合陶瓷粉体及陶瓷成型方法。

背景技术

陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐磨损、耐腐蚀等性质，是一种重要的工程材料，在航空航天、石油化工、国防军工及民用等领域具有广泛的应用。传统的制备工艺一般利用模具将粉末材料支撑坯体，再经过高温烧结得到陶瓷构件。这种制备方法受到模具制作的限制，大大制约了陶瓷构件精细化复杂化的发展需求。近年发展起来的3D打印技术使材料成型实现了无模化生产。

其中光固化快速成型技术是增材制造技术中成型精度最高的方法之一。光固化成型技术精度高、工艺灵活性强，能够快速完成陶瓷零件的制造过程。传统的光固化成型技术对陶瓷粉末种类具有选择性，主要采用氧化硅或氧化锆等陶瓷材料，而采用其他材料光固化成型时，成型过程中需要将打印层厚设置的较薄，导致相同尺寸零件需要打印层数增加，造成需要打印的零件成型困难，层与层叠加方向的误差增大，在一定程度上限制了陶瓷光固化成型技术的发展。

发明内容

基于此，有必要提供一种在光固化成型技术中不受陶瓷粉末类型限制的复合陶瓷粉体及陶瓷成型方法。

一种用于光固化的复合陶瓷粉体，包括陶瓷粉体及包覆于所述陶瓷粉体表面的包覆层，所述包覆层的颜色浅于所述陶瓷粉体的颜色。

在其中一个实施例中，所述包覆层包括氧化物、氢氧化物及盐类中的至少一种；

所述氧化物包括三氧化二铝、二氧化锆、二氧化硅、氧化钇、氧化镁及二氧化钛中的至少一种；

所述氢氧化物包括氢氧化铝、氢氧化锆及氢氧化钇中的至少一种；

所述盐类包括铝盐及锆盐中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述陶瓷粉体包括碳化硅、氮化硅、碳化硼及氮化硼中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述包覆层的颜色为白色。

在其中一个实施例中，所述光固化的复合陶瓷粉体的粒径为0.5um-100um。

在其中一个实施例中，所述包覆层的厚度为0.1um-30um。

一种陶瓷成型方法，包括：

提供上述用于光固化的复合陶瓷粉体；

配制包括所述复合陶瓷粉体的陶瓷浆料；

生成待打印零件的三维实体模型，打印层厚并将所述三维实体模型按照所述层厚进行分层；以及光固化3D打印所述陶瓷浆料，生成零件坯体。

在其中一个实施例中，进一步包括制备所述复合陶瓷粉体的步骤，包括沉淀法、水解法、异相成核法、机械涂敷法及表面吸附法中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述陶瓷浆料还包括光敏树脂、光引发剂及分散剂中的一种或多种，所述复合陶瓷粉体的体积为所述陶瓷浆料总体积的5％-70％。

在其中一个实施例中，所述层厚为10μm-200μm。

通过在陶瓷粉体表面包覆一层颜色浅于陶瓷粉体颜色的包覆层实现对陶瓷粉体材料的改性，使改性后形成的复合陶瓷粉体材料对光的吸收作用减弱，而对光的反射作用相应的增加。