[发明专利]一种空心叶片易脱除氧化铝陶瓷型芯及其制备方法

权利要求书

1.一种空心叶片易脱除氧化铝陶瓷型芯，其特征在于，由全封闭式壳体和在壳体内部、且生长在壳体上的空间点阵结构构成；

所述空间点阵结构相对密度为20％～50％；

所述壳体的厚度为0.4-0.5mm；

所述壳体和空间点阵结构由陶瓷浆料制得，所述陶瓷浆料的制备方式如下：

1)将35-45重量份氧化铝、150-170重量份无水乙醇、0.3-0.4重量份有机硅酸酯混合搅拌8-12h，然后过滤、干燥得到表面功能化的级配氧化铝陶瓷粉末；

2)将8-12重量份二氧化硅、80-120重量份无水乙醇、0.1-0.3重量份有机硅酸酯混合搅拌8-12h，然后过滤、干燥得到表面功能化的级配二氧化硅陶瓷粉末；

3)将80-120重量份的丙烯酸树脂、100-140重量份的丙烯酸丁酯、10-30重量份的苯甲酰甲酸甲酯和5-15重量份的聚二甲基硅氧烷混合制备出光固化树脂预混液；

4)将所述级配氧化铝陶瓷粉末、二氧化硅陶瓷粉末和所述光固化树脂预混液进行混合搅拌，即得到陶瓷浆料；所述陶瓷浆料的粘度小于10Pa·s。

2.根据权利要求1所述一种空心叶片易脱除氧化铝陶瓷型芯，其特征在于，所述空间点阵结构为菱形十二面体点阵结构、十字点阵结构、Y字点阵结构中的一种。

3.一种空心叶片易脱除氧化铝陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制备陶瓷浆料；

2)在三维建模软件中创建陶瓷型芯模型，由全封闭式壳体和在壳体内部、且生长在壳体上的空间点阵结构构成；

3)设置陶瓷型芯模型的壳体厚度和空间点阵结构相对密度，导出设定好的陶瓷型芯模型；

4)将所述陶瓷型芯模型导入用于陶瓷浆料打印的激光3D打印设备中；

5)设置激光3D打印设备的激光脉冲宽度、光束焦斑，对打印平台上的陶瓷浆料进行激光扫描，使陶瓷浆料发生聚合交联固化反应，逐层打印直至得到成型坯体；

6)用清洗溶液对成型坯体进行清洗；

7)将清洗后的坯体依次进行脱脂和烧结，得到陶瓷型芯；

所述陶瓷浆料的制备方式如下：

1)将35-45重量份氧化铝、150-170重量份无水乙醇、0.3-0.4重量份有机硅酸酯混合搅拌8-12h，然后过滤、干燥得到表面功能化的级配氧化铝陶瓷粉末；

2)将8-12重量份二氧化硅、80-120重量份无水乙醇、0.1-0.3重量份有机硅酸酯混合搅拌8-12h，然后过滤、干燥得到表面功能化的级配二氧化硅陶瓷粉末；

3)将80-120重量份的丙烯酸树脂、100-140重量份的丙烯酸丁酯、10-30重量份的苯甲酰甲酸甲酯和5-15重量份的聚二甲基硅氧烷混合制备出光固化树脂预混液；

4)将所述级配氧化铝陶瓷粉末、级配二氧化硅陶瓷粉末和所述光固化树脂预混液进行混合搅拌，即得到陶瓷浆料，所述陶瓷浆料的粘度小于10Pa·s。

4.根据权利要求3所述一种空心叶片易脱除氧化铝陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，所述激光3D打印设备的激光脉冲宽度19～27ns、光束焦斑0.02～0.05mm；逐层打印时的打印层厚0.02～0.1mm。

5.根据权利要求3所述一种空心叶片易脱除氧化铝陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，所述脱脂即在惰性气体保护下，将清洗后的成型坯体放入脱脂炉中，通入惰性气体，将温度调至500～600℃，达到最高温度时保温0.5-1.5h；保温后，将炉体冷却至室温。

6.根据权利要求3所述一种空心叶片易脱除氧化铝陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，所述烧结过程即室温时，将脱脂后的成型坯体放入烧结炉中，以50～200℃/h的升温速率升到1250～1450℃，保温4～8h，然后将炉体冷却至200℃，得到陶瓷型芯。

7.根据权利要求3-6中任一权利要求所述的一种空心叶片易脱除氧化铝陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，所述壳体的厚度为0.4-0.5mm；所述空间点阵结构相对密度为20％～50％。

8.根据权利要求7所述的一种空心叶片易脱除氧化铝陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，所述空间点阵结构为菱形十二面体点阵结构、十字点阵结构、Y字点阵结构中的一种。