[发明专利]一种用于间接增材制造的脱脂方法

说明书

本发明公开了一种用于间接增材制造的脱脂方法，包括以待成形粉末和有机粘结剂作为原料，采用间接增材制造工艺逐层打印形成零件坯体，在每一层成形后，对所述坯体层进行预脱脂处理，再进行下一层的成形，直至形成完整的零件坯体；将零件坯体放于炉中，将炉温从室温升高到350～1200℃，保温1h～10h，随炉冷却至室温，即完成增材制造零件的脱脂。本发明通过预脱脂处理降低了坯体厚度对脱脂的影响，采用逐层预脱脂处理，缩短了间接增材制造的脱脂周期。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，涉及一种用于间接增材制造的脱脂方法。

背景技术

间接增材制造技术是一种将新兴的增材制造技术与传统的粉末冶金技术相结合，可用于生产金属、合金、陶瓷或复合材料零件的技术，该技术首先利用增材制造技术生产待成形零件坯体，然后借助粉末冶金技术将坯体内的粘结剂脱除并经烧结获得最终零件，如今已开发出来的间接增材制造技术主要有基于熔融挤出、粘结剂喷射、微滴喷射及光固化等工艺的几大类。

由于该技术较粉末冶金而言无需模具，较增材制造而言无需高能量输入，能在兼具这两大技术优点的同时又可极大地降低制造成本，因此在金属、合金、陶瓷及复合材料等材质零件的高效率、低成本成形方面应用前景巨大。但由于该技术涉及粉末冶金，受粉末冶金脱脂过程自身特点的影响，使用该技术成形零件时会因脱脂而存在以下问题：第一是脱脂周期长；第二是难以成形大壁厚零件；第三是存在粘结剂组份残留的风险；第四是易出现鼓泡、开裂、破损等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于间接增材制造的脱脂方法，解决了现有间接增材制造过程中脱脂周期长，难以成形大壁厚零件的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种用于间接增材制造的脱脂方法，包括以下步骤：

步骤S1，准备成形耗材、工艺文件和成形设备，成形耗材包括待成形粉末和有机粘结剂；

步骤S2，采用间接增材制造工艺逐层打印形成零件坯体，在每一层坯体成形后，先对坯体层进行预脱脂处理，再进行下一层的成形，直至形成完整的零件坯体；

步骤S3，坯体后处理；

步骤S4，坯体完全脱脂，将零件坯体放于炉中，将炉温从室温升高到350～1200℃，保温1h～10h，随炉冷却至室温，即完成增材制造零件的脱脂。

本发明的技术特征还在于，

其中，预脱脂为热脱脂、溶剂脱脂或催化脱脂。

热脱脂是通过激光或灯管以线扫描或面扫描方式对坯体层进行定向或均匀加热，使坯体层内部分有机粘结剂熔化，在坯体内形成均布、连通的微孔。

催化脱脂是将催化剂通过喷头点阵按需喷射在坯体层上，催化剂为可以促进有机粘结剂分解的酸类溶液。

溶剂脱脂是通过将坯体浸入脱脂溶剂中，使坯体内部分有机粘结剂分解来实现，溶剂可以为水或有机溶剂等。

步骤S3中，后处理包括清除坯体内部及表面未成形粉末和粘附粉末。

步骤S4中，将炉温从室温升高到350～1200℃的升温速度为0.1～5℃/min。

在炉温升高和保温过程中，先采用微正压的流通气流冲刷零件坯体，再采用微负压的流通气流冲刷零件坯体。

微正压流通气流的压力≤0.03Mpa，流量在3-8L/min。

微负压流通气流的压力≥-0.03Mpa、流量在0-3L/min。