[发明专利]一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷薄壁件的成型方法

权利要求书

1.一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将陶瓷粉体材料和增强纤维材料按质量比为5-9：1混合，然后在球磨机中搅拌混合均匀，得到纤维增强陶瓷材料；

2)配制聚乙烯醇溶液，并向聚乙烯醇溶液中加入润湿分散剂和消泡剂，然后将获得的纤维增强陶瓷材料以及助烧剂加入所述的溶液中，在分散机中混合均匀，获得纤维增强陶瓷泥料；

3)使用三维建模软件设计薄壁件的3D模型，并将薄壁件3D模型转换为分层路径文件，导入3D打印机；

4)将获得的纤维增强陶瓷泥料供给打印头，气泵通入压缩气体，提供均匀压强，打印头将陶瓷泥料均匀挤出；

5)打印头根据分层路径文件按照薄壁件3D模型当前层的轮廓数据进行平面二维运动；

6)完成薄壁件3D模型当前层的轮廓数据后，打印头上升一个分层的厚度；

7)重复步骤4)至步骤6)，直至薄壁件坯体完成；

8)将打印完成的薄壁件坯体置于烘箱内，保持温度在40-60℃，保温4-6小时；

9)将步骤8)获得的薄壁件坯体进行脱脂和烧结，获得纤维增强陶瓷薄壁件。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步骤1)中所述的陶瓷粉体的粒径为1-2μm；增强纤维材料的直径为2-4μm，长度为50-80μm。

3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步骤2)中所述的配制聚乙烯醇溶液的质量分数为1％。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步骤2)中所述的润湿分散剂和消泡剂的加入质量分别为聚乙烯醇溶液质量的1％。

5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步骤2)中所述的助烧剂的质量分数为纤维增强陶瓷材料的0.5％。

6.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步骤2)中所述的纤维增强陶瓷泥料的固含量为75-80％。

7.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步骤2)中所述的助烧剂是氧化铝、氧化钾和氧化硼中的一种以上。

8.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步骤3)中所述的三维建模软件是CAD或UG或Solidworks。

9.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，步骤1)中所述的陶瓷粉体材料为石英、氧化锆、氧化铝、氮化硼和氮化硅中的一种或多种；所述的增强纤维材料为石英纤维、氮化硅纤维、氮化硼纤维和碳纤维中的一种或多种。