[发明专利]一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷基复合材料成形方法及装置

摘要

一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷基复合材料成形方法。采用3D打印技术、纤维增强复合材料技术实现了陶瓷浆料的3D打印及成形。首先在打印开始前，配制好含催化剂、树脂、单体、交联剂的陶瓷浆料和一定浓度的引发剂，分别供给到主、副两个打印头中，并打开紫外光源。打印时，主、副打印头按截面数据运动，陶瓷浆料和增强纤维从主打印头挤出，同时，引发剂从副打印头喷出，覆盖到陶瓷浆料表面，陶瓷浆料在紫外光照射和引发剂的双重作用下凝固成形，由此完成打印，得到陶瓷坯体，再经过脱脂、烧结得到陶瓷零件。使用该方法可以得到具有良好韧性、高强度、高精度的陶瓷基复合材料零件，可实现具有复杂结构的纤维增强陶瓷基复合材料零件的快速制造。

主权项

一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷基复合材料成形方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在计算机上设计3D模型并转换成分层路径文件导入3D打印机；步骤二，制备假塑性陶瓷浆料，并供给到浆料入口B；步骤三，制备引发剂；步骤四，打开紫外光光源；步骤五，连续增强纤维持续供给到主打印头；同时，陶瓷浆料通过浆料入口B供给到主打印头；压缩气体从A入口通入，提供均匀压强；步骤六，当进行零件3D打印工作时，程序控制二维运动平台，带动打印头在工作台上按照当前层模型的截面数据运动；步骤七，主打印头喷嘴处的陶瓷浆料包裹住连续纤维并在压缩气体的压力作用下从喷嘴出口被挤出；步骤八，引发剂从引发剂喷头口喷射出，以雾状形态喷洒到打印出的陶瓷浆料上，陶瓷浆料在紫外光照射和引发剂的双重作用下凝固，由此打印出当前截面；步骤九，当完成模型当前一层的截面后，升降装置将带着工作台一起下降一个分层厚度；步骤十，重复步骤五至步骤九，直至零件完成；步骤十一，将打印完成的零件置于紫外光下照射2～3h，使其完全固化；步骤十二，对固化后的零件进行脱脂和高温烧结，即完成基于3D打印技术的纤维增强陶瓷基复合材料的成形。