[发明专利]用于3D打印的无压快速烧结装置及烧结方法

权利要求书

1.一种用于3D打印的无压快速烧结装置，其特征在于，所述无压快速烧结装置包括炉体、底座、上电极、下电极、上石墨电极、下石墨电极、烧结模具、电流控制系统和烧结控制系统；

所述上石墨电极和所述下石墨电极分别位于所述烧结模具两端，所述上石墨电极和下石墨电极分别与上电极和下电极相连，所述下电极通过底座与炉体隔开；

所述电流控制系统与上电极和下电极连接，用于控制上电极和下电极的电压和电流；

所述烧结控制系统与电流控制系统连接，用于控制设备的启动和烧结工艺参数；

所述烧结模具包括上石墨垫块、中空圆柱形石墨模具、承烧板、隔热块以及下石墨垫块；所述上石墨垫块和下石墨垫块分别与上石墨电极和下石墨电极相连；上石墨垫块、中空圆柱形石墨模具以及下石墨垫块形成密封的烧结室；所述隔热块位于烧结室内部，置于下石墨垫块的上方；所述承烧板位于隔热块上方。

2.根据权利要求1所述的用于3D打印的无压快速烧结装置，其特征在于，所述烧结模具还包括设置在中空圆柱形石墨模具外表面的测温元件。

3.根据权利要求1所述的用于3D打印的无压快速烧结装置，其特征在于，所述烧结装置还包括气氛控制系统，所述炉体上设置有进出气口；所述气氛控制系统通过炉体上的进出气口与炉体内部相通；所述气氛控制系统可以控制炉体内部为真空或者气氛环境。

4.根据权利要求3所述的用于3D打印的无压快速烧结装置，其特征在于，所述烧结装置还包括冷却控制系统；所述冷却控制系统通过冷却水通道与炉体、底座、上电极、下电极、电流控制系统、气氛控制系统以及烧结控制系统相连。

5.根据权利要求1所述的用于3D打印的无压快速烧结装置，其特征在于，所述电流控制系统为直流电源、直流脉冲电源或交变电流电源。

6.权利要求1～5任意一项所述的用于3D打印的无压快速烧结装置的烧结方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过3D打印技术制备待烧结坯体；

(2)将制备好的待烧结坯体放入烧结模具的承烧板上；

(3)通过烧结控制系统启动设备；然后开启冷却控制系统；通过气氛控制系统对炉体进行抽真空或者通入惰性气体；

(4)通过烧结控制系统输入烧结的工艺参数，运行烧结程序；

(5)烧结结束后，待烧结模具的温度降至室温后停止气氛控制系统，等炉体内恢复到大气环境后取出烧结产品。

7.根据权利要求6所述的烧结方法，其特征在于，烧结的工艺参数包括烧结温度、升温速率、保温时间和冷却方式。

8.根据权利要求6所述的烧结方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氩气或氦气。

9.根据权利要求6所述的烧结方法，其特征在于，冷却方式可以为自然冷却或控温冷却。