[发明专利]一种陶瓷3D打印成型的方法

摘要

本发明提出一种陶瓷3D打印成型的方法，由3D打印工艺形成宏观陶瓷层状结构，每层陶瓷层中具有微观层状结构，在微观层与微观层的界面之间和陶瓷层界面之间为棒状陶瓷晶层。本发明通过3D打印技术制备高性能层状陶瓷材料，首先通过3D打印形成宏观层状结构，然后采用逐层冷冻控制，在每一宏观层中形成微观的薄层结构，同时使层界面之间由于水结晶形成锯齿状微冰晶结构，促进坯体层间紧密结合，确保了层状陶瓷良好的烧结性，这种层状结构可大幅提升陶瓷材料力学性能，并充分发挥层状陶瓷独特的能量耗散结构优势，克服陶瓷突发断裂的致命缺点，大大提高陶瓷材料使用可靠性。

主权项

1.一种陶瓷3D打印成型的方法，其特征在于，通过以下步骤实现：第一步，配制陶瓷浆料，所述的陶瓷浆料以硅溶胶为液相，添加陶瓷粉体和小分子多元羟基醇类有机物，所述的小分子多元羟基醇类有机物添加量为陶瓷浆料中液相水的质量的0.5～3％，所述的小分子多元羟基醇类有机物的分子量小于10000；第二步，3D打印得到陶瓷材料初坯，将第一步配制的陶瓷浆料进行连续逐层打印，在陶瓷浆料打印过程中，每一层的打印在‑10℃～‑20℃的工作平台上保持冷冻状态，得到陶瓷初坯；第三步，陶瓷初坯逐层冷冻，得到陶瓷坯体，A3.1、将第二步得到的陶瓷初坯解冻；A3.2、将经过步骤A3.1解冻的陶瓷初坯，从一端开始逐层在≤‑80℃下进行冷冻，冷冻工艺采用方式一或方式二，方式一，将解冻后的陶瓷初坯置于冷冻容器中，从冷冻容器底端注入≤‑80℃的冷冻介质，对陶瓷初坯进行逐层冷冻固化成型，每层冷冻厚度≤1μm，冷冻保温时间不少于0.5分钟；方式二，按照冷冻方向，使解冻后的陶瓷初坯持续进入到≤‑80℃冷冻介质中，进入速度为不大于1μm/3min，进行逐层冷冻固化成型；第四步，陶瓷坯体干燥、烧结，得到陶瓷材料。