[发明专利]一种基于3D打印后的陶瓷强化处理方法

说明书

本发明属于陶瓷强化方法，尤其涉及一种基于3D打印后的陶瓷强化处理方法，包括将经过陶瓷3D打印后的成型生坯进行脱脂处理，制得脱脂生坯；再将脱脂生坯进行烧结处理，制得陶瓷体，最后进行陶瓷体强化；其中，脱脂处理包括生坯初步强化和生坯脱脂，烧结处理包括生坯二次强化和生坯烧结。本技术方案可解决目前陶瓷3D打印的成型生坯经过脱脂后强度低、收缩大的问题，从而提高陶瓷后处理的可靠性，增加陶瓷3D打印技术成功率，即，增加陶瓷3D打印产品的成品率；同时还增加了陶瓷产品的强度。

技术领域

本发明属于陶瓷强化方法，尤其涉及一种基于3D打印后的陶瓷强化处理方法。

背景技术

在3D打印智能制造的大环境下，因陶瓷3D打印具有效率高、可成型传统工艺无法完成的各种复杂结构，在精密陶瓷领域有着不可替代的作用，瓷3D打印的产品在航空航天、医疗、工业制造和装饰设计等领域得到了很好的引用，因此，陶瓷3D打印技术迅速崛起。为适应目前的3D打印发展趋势，多种原理的陶瓷3D打印技术迅速发展，其中以SLA为基础的最具代表性，然而由于陶瓷材料的特殊性，陶瓷3D打印技术的发展的过程中，还存在一些问题，其中包括由于陶瓷后处理（脱脂、烧结）不当，使陶瓷产品的强度（该强度采用航空标准测试）不够，以及陶瓷元件精度和强度不够；另外，在陶瓷后处理过程中，陶瓷材料容易开裂、收缩，最终因不能形成高质量的产品而被淘汰，即造成了成品率底的现状。具体的，由于陶瓷3D打印技术中，一般采用陶瓷粉与液态光敏树脂单体，以及光引发剂、分散剂和助剂等混合而成的浆料为原材料，在保证打印工艺的前提下，陶瓷粉的含量往往受到限制，致使陶瓷脱脂后强度低、烧结时收缩率大、烧结后强度低容易开裂的问题，进一步导致3D陶瓷打印技术整体呈现出成功率低，难以满足生产要求的现状，而且，在前述情况下的陶瓷成品中，存在大部分强度低的低质量产品。

发明内容

本发明针对陶瓷3D打印技术的发展需要，提出一种基于3D打印后的陶瓷强化处理方法，解决目前陶瓷3D打印强度低、收缩大、清理困难的问题，从而提高陶瓷后处理的可靠性，增加陶瓷3D打印技术成功率，即，增加陶瓷3D打印产品的成品率。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于3D打印后的陶瓷强化处理方法，包括将经过陶瓷3D打印后的成型生坯进行脱脂处理，制得脱脂生坯；再将脱脂生坯进行烧结处理，制得陶瓷体，最后再进行陶瓷体强化。为了便于对主要坯体（即对应后文的本体部）进行安放，且尽可能的避免主要坯体在移动过程中受到损坏，在陶瓷3D打印的过程中，一般首先会在即将打印的主要坯体的底部打印对应的支撑结构（即对应后文的本体支撑部），因此，所述成型生坯、脱脂生坯和陶瓷体都包含有本体部和本体支撑部。在本技术方案中，所述陶瓷体强化具体包括以下步骤：

步骤一，将陶瓷体放入装有强化液Ⅰ的容器设备中，并将容器设备内部抽真空至0.05~0.08MP，使陶瓷体在强化液Ⅰ中浸泡10~40min；进一步的，所述强化液Ⅰ为硅溶胶、铝溶胶（固含量为15~25%）和硅酸乙酯水解液中的一种，优选的，所述强化液Ⅰ为碱性硅溶胶或中性硅溶胶，且其中的SiO2含量为20%w~40%w。在本步骤中，真空浸泡可达到快速浸泡的目的，强化液快速Ⅰ进入陶瓷体的间隙，其中，强化液Ⅰ的作用在于：一方面溶胶溶液颗粒均为纳米级颗粒，在失水后颗粒填充陶瓷空隙，提高陶瓷密度；另一方面胶体失水后会以凝胶膜形式包覆陶瓷骨架，提高陶瓷强度。

步骤二，将容器设备内部泄压至常压，再使陶瓷体在强化液Ⅰ中浸泡20~60min。本步骤主要是让陶瓷达到二次浸泡的作用，使强化液Ⅰ在陶瓷中分布更加均匀。

步骤三，将陶瓷体从强化液Ⅰ中取出，并放置于通风橱支架上30~60min，使其自然晾干。本步骤是步骤二和步骤三的过渡步骤，主要是为了防止陶瓷在迅速失水的过程中出现开裂现象。