[发明专利]通过增材制造技术制造由陶瓷材料制成的坯件的方法

说明书

在立体成型机的工作平台(1)上，通过增材制造技术同时但分开地由相同的糊状光固化性陶瓷组合物制造：由生坯件的支撑件(2)和该支撑件上的生坯件构成的半成品组件，支撑件的自由表面带有生坯件的第一面部的印记；以及由陶瓷材料制成的坯件构成的半成品成形器(4)，该半成品成形器的自由表面带有生坯件的与第一面部相对的第二面部的印记；在窑炉中，将由此获得的半成品组件放置在由此获得的半成品成形器(4)上，该半成品成形器的印记转动成向上，该半成品组件的生坯件转动成向下，以使该生坯件接收在成形器(4)的印记中，并且使由此保持在成形器(4)和支撑件(2)之间的生坯件进行脱脂和烧结。

技术领域

本发明涉及一种通过增材制造技术制造由陶瓷材料制成的坯件的方法，这样的生坯件用于进行脱脂和烧结操作，以获得成品陶瓷件。

背景技术

用于获得这样的生坯件的增材制造技术也称为立体成型，通常包括下述步骤：

-通过计算机辅助设计构建要制造的坯件的计算机模型，这样的模型的尺寸略微大于要制造的坯件的尺寸，以预防陶瓷在坯件的烧制(脱脂和烧结)期间的收缩；以及

-通过增材制造技术制造坯件，根据该技术：

-在工作平台上形成第一层光固化性组合物，该光固化性组合物通常包含至少一种陶瓷材料、至少一种光固化性单体和/或低聚物、至少一种光引发剂，并且必要时包含至少一种增塑剂和/或至少一种溶剂和/或至少一种分散剂；

-根据由第一层的模型所限定的图案通过辐照(通过对所述层的自由表面进行激光扫描或通过二极管投射系统)使第一层光固化性组合物固化，形成第一级；

-在第一级上形成第二层光固化性组合物；

-根据针对第二层限定的图案通过辐照固化第二层光固化性组合物，形成第二级，这样的辐照像对第一层进行的辐照那样进行；

-可选地，重复上述步骤以获得生坯件。

然后，如上所述，为了获得成品件，对生坯件进行清洁，以除去未固化的组合物；对清洁后的生坯件进行脱脂；并且对清洁和脱脂后的生坯件进行烧结，以获得成品件。

在下文中，通过参照铸芯(foundry core)来描述用于制造陶瓷件的现有技术，这样的铸芯仅代表能够通过根据本发明的方法制造的陶瓷件的一个例子。

用于制造铸芯的技术状况

铸芯能够在(1)处于没有任何支撑的立式位置、(2)没有任何支撑的卧式位置或(3)支撑件上的倾斜位置时进行制造。

(1)立式制造或高位制造允许在立体成型机的工作平台上同时制造许多铸芯。为了使芯稳定在它们的立式位置，需要通过将由支柱构成的支撑物附接到其上来改变它们，所述支撑物应该在烧结工艺之后通过切割被除去。

在立式制造期间，在通过糊状工艺进行的制造模式的情况下，芯在糊料刮削应力下可能容易变形/损坏。这样的风险由于卷曲现象而加剧，根据卷曲现象，由于重大的激光功率导致聚合期间过于重大的交联，平坦表面弯曲。当刮削装置通过时，正在制造的坯件可能会翻倒。该卷曲现象在附图的图3中示出：

在这样的图3中，在左侧部分示意性示出了立体成型机的刮削装置R以及在立式制造的铸芯NF，所述刮削装置使每一层糊状光固化性陶瓷材料铺开。刮削方向由箭头F表示，铺开糊料由水平虚线表示。应施加刮削应力的位置被圆圈c1围着，应发生卷曲现象的位置被圆圈c2围着。

图3在右侧部分示出的卷曲导致在刮削装置R通过时正在制造的坯件翻倒。

由于上述原因，因此能够同时制造许多芯而在制造期间不需要支撑件的立式制造是时间长且有风险的制造。