[发明专利]一种用于激光烧结陶瓷3D打印的陶瓷微粒制备工艺

说明书

本发明公开了一种用于激光烧结陶瓷3D打印的陶瓷微粒制备工艺，包括原料处理、粘接剂配制、原料混合、喷雾造粒与加热干燥处理步骤；本发明通过在陶瓷微粒制备的工艺中添加研磨过程中对陶瓷微粒原料的微粒直径进行控制，并在研磨后对经过处理的陶瓷微粒原料进行筛分处理，从而保证原料粒径在合适的范围内，以适应激光烧结制备过程中激光打印机对材料的要求；通过采用喷雾造粒的工艺使得陶瓷微粒均匀细腻，进而保证材料在打印的过程中性能稳定、烧结过程更均匀；另外在喷雾造粒后对陶瓷颗粒进行加热干燥处理，从而获得稳定的陶瓷微粒，也使得本工艺制备的陶瓷微粒使用效果好、强度高且易于推广。

技术领域

本发明属于陶瓷微粒制备技术领域，更具体地说，尤其涉及一种用于激光烧结陶瓷3D打印的陶瓷微粒制备工艺。

背景技术

3D打印技术是目前一种新兴快速成型技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状材料、丝状、膏体状等材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。随着3D打印技术的发展和应用，材料成为限制3D打印技术未来走向的关键因素之一，在某种程度上，材料的发展决定着3D打印能否有更广泛的应用。目前3D打印材料主要包括高分子材料、金属材料、无机非金属材料和食品材料等。

陶瓷3D打印工艺采用的原材料为陶瓷粉末或陶瓷浆料，3D打印用的陶瓷粉末是陶瓷粉末和某一种粘结剂粉末所组成的混合物。由于粘结剂粉末的熔点较低，激光烧结时只是将粘结剂粉末熔化而使陶瓷粉末粘结在一起。在激光烧结之后，需要将陶瓷制品放入到温控炉中，在较高的温度下进行后处理。陶瓷粉末和粘结剂粉末的配比会影响到陶瓷零部件的性能。粘结剂分量越多，烧结比较容易，但在后处理过程中零件收缩比较大，会影响零件的尺寸精度，粘结剂分量少，则不易烧结成型。颗粒的表面形貌及原始尺寸对陶瓷材料烧结性能非常重要，陶瓷颗粒越小，表面越接近球形，陶瓷层的烧结质量越好。陶瓷粉末在激光直接快速烧结时，液相表面张力大，在快速凝固过程中会产生较大的热应力，从而形成较多的微裂纹，有必要对陶瓷材料进行改进以满足打印的需要。为此我们提出一种用于激光烧结陶瓷3D打印的陶瓷微粒制备工艺。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，通过在陶瓷微粒制备的工艺中添加研磨过程中对陶瓷微粒原料的微粒直径进行控制，并在研磨后对经过处理的陶瓷微粒原料进行筛分处理，从而保证原料粒径在合适的范围内，以适应激光烧结制备过程中激光打印机对材料的要求；通过采用喷雾造粒的工艺使得陶瓷微粒均匀细腻，进而保证材料在打印的过程中性能稳定、烧结过程更均匀；另外在喷雾造粒后对陶瓷颗粒进行加热干燥处理，从而获得稳定的陶瓷微粒，也使得本工艺制备的陶瓷微粒使用效果好、强度高且易于推广，而提出的一种用于激光烧结陶瓷3D打印的陶瓷微粒制备工艺。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于激光烧结陶瓷3D打印的陶瓷微粒制备工艺，所述陶瓷微粒包括陶瓷微粒原料、陶瓷熔块、粘接剂与脱泡剂，其中按照质量份数计，陶瓷熔块的成分包括硼酸10-15份、矿化剂10-12份、氧化锌10-12份、石英15-20份、方解石10-12份、白云石5-6份与钾长石20-22份；

陶瓷微粒制备工艺还包括如下步骤：

S1、原料处理，对陶瓷微粒原料进行精细研磨处理，使得陶瓷微粒中成分保持均匀，并对研磨处理过的陶瓷微粒原料进行筛分处理，使过筛陶瓷微粒原料的粒径保持在合适的范围内；

S2、粘接剂配制，将粘接剂中的树脂与溶剂按照一定比例混合，其中胶水中树脂与溶剂的比例为9.5：100，加热后混合直至树脂完全溶解于溶剂中，位置温度至少十分种后结束；

S3、原料混合，将陶瓷微粒原料、陶瓷熔块、粘接剂与脱泡剂等组分配料加入混合装置中，加热至一定的温度进行持续搅拌至少2-5小时，最终形成混合物料；

S4、喷雾造粒，将步骤S3中最终的混合物料投入喷雾造粒机，通过喷雾造粒机将其物料喷成雾状，从而得到微米级的陶瓷颗粒；