[发明专利]大尺寸模型3D陶瓷打印工艺

说明书

本发明属于3D陶瓷打印技术领域，具体涉及一种大尺寸模型3D陶瓷打印工艺。该大尺寸模型3D陶瓷打印工艺包括以下步骤：建模、打印材料调试、模型打印、模型预处理、模型烧结和大尺寸模型覆膜，其中打印材料为氧化锆、碳化硅、氮化硅、氧化铝、二氧化钛、光固化树脂、分散剂、光引发剂按比例混合均匀，形成固含量为45‑60wt％、黏度为50‑100cps的打印材料。采用该3D陶瓷打印工艺打印出大尺寸模型，打印出的模型精度高，承受胀力时稳定性好，强度高。

技术领域

本发明属于3D陶瓷打印技术领域，具体涉及一种大尺寸模型3D陶瓷打印工艺。

背景技术

模具是工业上用以注塑、吹塑、挤出、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具，模具是一种精密工具，形状复杂，承受坯料的胀力，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求。3D打印是快速成型技术的一种，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，逐层打印的方式来构造物体的技术。

现有技术中，3D打印技术大多用于逐个打印所需要的产品，即使3D打印相对比传统模具生产提高了效率，但操作繁琐，虽然降低了人工成本，但增加了3D打印耗材，且不同批次的打印材料打印出的产品质量存在差异，无法适用于工业化生产。而现有技术的陶瓷模具，由于其韧性不够、热稳定性差而影响其精度，尤其是不能满足大尺寸模具的精度要求，强度低、稳定性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种大尺寸模型3D陶瓷打印工艺，采用3D陶瓷打印工艺打印出大尺寸模型，打印出的模型精度高，承受胀力时稳定性好，强度高。

本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：大尺寸模型3D陶瓷打印工艺，包括以下步骤，

S1，建模：准备多个投影切层图像及浆料，将多个投影切层图像传输至立体3D打印机控制系统中，形成大尺寸模型的打印模型；

S2，打印材料调试：将氧化锆、碳化硅、氮化硅、氧化铝、二氧化钛、光固化树脂、分散剂、光引发剂按比例混合均匀，形成固含量为45-60wt％、黏度为50-100cps的打印材料；

S3，模型打印：将S2中调试后的打印材料装入打印机的料槽中，打印机喷嘴根据S1建模形成的打印模型，先在X-Y平面上水平移动形成具有厚度的第一层结构，打印材料在紫外光照射下烘干；打印机喷嘴在Z轴方向向上移动后，打印机喷嘴根据第二层模型进行X-Y平面上水平移动，在第一层结构上打出第二层结构；打印机喷嘴重复Z轴方向向上移动、水平X-Y平面水平移动，直至大尺寸模型打印成型；

S4，模型预处理：将S3打印出的大尺寸模型置于烘箱中，烘箱温度为200—500℃，时间为15-45分钟；将经过烘箱预烘干的大尺寸模型经内腔扫描仪检测与S1建模形成的打印模型内表面对比，采用激光刀精加工；

S5，模型烧结：将经过S4模型预处理后的大尺寸模型放入烧结炉中进行烧结得到陶瓷大尺寸模型；

S6，大尺寸模型覆膜：将烧结后的陶瓷大尺寸模型表面和内腔涂覆漆膜。

本发明采用3D打印技术打印模具，解决了现有技术中陶瓷模具浇铸、脱模所带来的精度差、耗时长、内部均匀度低的情况；对打印材料进行调试，形成高固含量、低粘度的材料，在3D打印过程中出料流畅，流动性好；对打印出的大尺寸模型进行烘干、精加工等预处理，可以有效避免一次性烧结烘烤时出现大气泡、塌陷等情况，提高打印出的大尺寸模型均匀度和精度，满足陶瓷模具所需要的高力性能需求，承受胀力时稳定性好；在大尺寸模型上引入漆膜，可以提高该模型的耐腐蚀、热稳定性和耐磨度，性能优异，稳定可靠。