[发明专利]一种用于立体光刻成型的触变性陶瓷膏体材料及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201910265201.7 申请日: 2019-04-03
公开(公告)号: CN110330329B 公开(公告)日: 2022-06-03
发明(设计)人: 戴红莲;黄孝龙;马遇乐 申请(专利权)人: 武汉理工大学
主分类号: C04B35/447 分类号: C04B35/447;C04B35/10;C04B35/04;C04B35/48;C04B35/63;C04B35/632;C04B35/634;C04B35/636;B28B1/00;B33Y70/10
代理公司: 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 代理人: 崔友明
地址: 430070 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 立体 光刻 成型 变性 陶瓷 材料 及其 制备 方法
【说明书】:

发明涉及一种用于立体光刻成型的触变性陶瓷膏体材料及其制备方法,按照质量百分比计,主要包括70‑85wt%的陶瓷粉体;3‑15wt%的触变剂;10‑25wt%的光固化树脂。制备方法主要包括以下步骤:将陶瓷粉体、光固化树脂、分散剂、光引发剂球磨搅拌后加入触变剂继续球磨搅拌后得到膏体。该陶瓷膏体具有固含量高、显著的触变性和屈服假塑性等特点,这极大地方便了成型过程,提高了部件的质量。可用于医疗、航空航天、国防和工业领域。

技术领域

本发明属于陶瓷增材制造技术领域,特别涉及一种用于立体光刻成型的触变性陶瓷膏体材料及其制备方法。

背景技术

立体光刻技术(Stereolithography)是在1981年由Hideo Kodama发明的一种快速制造技术。“Stereolithography”一词源自描述三维过程的术语“立体”和“平版印刷术”,意思是将升高或凹陷结构印刷到平面上。基于CAD模型切片数据,通过不同波长的光(可见光、红外光、紫外光等)选择性固化光敏树脂溶液或含有光敏树脂的悬浮液,来逐层构建零件。基于立体光刻技术开发出很多不同增材制造设备,它们的区别主要在光源系统和重涂系统。按分辨率的大小可以分为SLA和μSLA(三个方向的空间分辨率在150μm的范围内)。SL设备一般是基于紫外激光光源,Griffith将这种技术引入到制备陶瓷的领域中,过程与打印树脂的过程类似,一种可聚合的光敏陶瓷悬浮液,包括陶瓷粉体、树脂单体、分散剂、光引发剂等其他助剂,在刮刀的作用下平铺开来,紫外激光根据此层的切片模型选择性固化该层,扫描完成后,重复这个过程,直至打印完零件。

用于陶瓷立体光刻的材料有浆料和膏料,它们的表观区别就是在重力作用下能不能自由流动。国内对于陶瓷立体光刻材料的研究多集中于浆料,如CN106747360A、CN106810215A、CN107129283A、CN105566860A等,但浆料存在无法长期储存、固含量低、支撑复杂等缺点。虽然CN 107500736 A报道了一种膏料及其制备方法,但这种膏料与浆料成分无异,造成其粘度大,难以在刮刀的作用下形成平坦的料层,这对打印工艺造成了极大的困难,且其没有改善支撑复杂的问题,这会损害部件的表面质量。

发明内容

针对以上问题,本发明提出一种用于立体光刻成型的触变性陶瓷膏体材料及其制备方法,所得膏料具有固含量高、可长期储存、易铺平、支撑简单,制备的部件机械性能和表面质量佳。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种用于立体光刻成型的触变性陶瓷膏体材料,其包括有以下组分,按照质量份数计为,陶瓷粉体70-80wt%;触变剂3-15wt%;光固化树脂10-25wt%;分散剂1-5wt%。

按上述方案,所述的陶瓷粉体为β-磷酸三钙、羟基磷灰石、生物玻璃、氧化铝、氧化镁和氧化锆中的一种或任意两种的混合。

按上述方案,所述的触变剂为气相二氧化硅、聚酰胺蜡、聚乙二醇、琼脂、蓖麻油衍生物、聚烯烃蜡、改性聚脲的N一甲基吡咯烷酮溶液中的一种或多种的混合。

按上述方案,所述的分散剂为磷酸酯、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸酯中的一种或两种的混合。

按上述方案,所述的光固化树脂按质量分数由以下组分组成:98-99.5wt%的光固化树脂单体和0.5-2wt%的光引发剂。

按上述方案,所述的光固化树脂单体为丙烯酸月桂酯、三环癸基二甲醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、烷氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基三丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、烷氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯、甲氧基丙氧基新戊二醇单丙烯酸酯、1,6-乙二醇二丙烯酸酯中的任意一种或多种的混合。

按上述方案,所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-苯基丙酮-1、1-羟基-环己基苯甲酮、2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基丙酮-1、2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯氧化膦中的任意一种或多种的混合。

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