[发明专利]一种陶瓷梯度材料的凝胶注模3D打印制备方法

摘要

本发明公开了一种陶瓷梯度材料的凝胶注模3D打印制备方法，具体方法包括以下步骤：三维模型的建立，先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成厚度为50～120μm的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印；陶瓷梯度材料的原料配比，根据陶瓷梯度材料的成分设计要求，计算陶瓷梯度结构件不同位置的组分配比，以此为变量输入计算机，控制打印时不同位置的送粉比；打印参数的设置，设置打印速度为0.2～0.5m/s，打印分辨率60～100μm，为送粉量为0.1～5mm3/s。本发明采用3D打印技术为增材制备方法，与传统工艺相比，节省了原材料，避免浪费。

主权项

一种陶瓷梯度材料的凝胶注模3D打印制备方法，其特征在于，具体方法包括以下步骤：a.三维模型的建立先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成厚度为50～120μm的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印；b.陶瓷梯度材料的原料配比根据陶瓷梯度材料的成分设计要求，计算陶瓷梯度结构件不同位置的组分配比，以此为变量输入计算机，控制打印时不同位置的送粉比；c.打印参数的设置设置打印速度为0.2～0.5m/s，打印分辨率60～100μm，为送粉量为0.1～5mm3/s；d.原料的准备将粒径为0.05～10μm的陶瓷粉末组分经预处理后分别放入送料器内的送料筒中；将有机单体与交联剂按10～20：1的重量比溶入去离子水中，配成有机物质量分数为10～20％的预混液；将预混液装入第一输液枪；将引发剂和催化剂装入第二输液枪；e.凝胶注模3D打印启动打印设备进行3D打印，送料器按照设定的配比送料进入3D打印头，第一输液枪和第二输液枪送入预混液、引发剂和催化剂至3D打印头；上述原料在打印头内经混合后，按照设定的轨迹、速度打印出；按照轨迹线，逐行打印形成面，再逐层打印形成三维陶瓷梯度材料；打印过程中，控制工作室温度在50～70℃，以利于凝胶过程；f.烧结取出生坯放入烧结炉中，充入氩气或氮气进行保护，烧结温度在600～1000℃之间，烧结时间3～5小时，烧结完成后关闭加热电源，随烧结炉冷却8～10小时后取出。