[发明专利]一种光固化3D打印螺线型陶瓷弹簧的制备方法

摘要

一种光固化3D打印螺线型陶瓷弹簧的制备方法，属于特种陶瓷材料制备技术领域。该方法是以纳米级或亚微米级陶瓷粉体为原料，对陶瓷粉体进行表面改性，将改性后的陶瓷粉体与光敏树脂、稀释剂球磨混合制备成光敏陶瓷浆料，设计陶瓷弹簧及其支撑体的组合式三维数字模型，利用光固化3D陶瓷打印机制备出陶瓷弹簧及其支撑体的组合式坯体，对坯体进行超声清洗、紫外固化、表面涂刷等处理，经过排胶、高温烧结制备出陶瓷弹簧制品，对陶瓷弹簧进行表面研磨抛光处理，最终制备出形状完好、表面光滑的陶瓷弹簧。本发明制备的陶瓷弹簧适用于耐高温、耐腐蚀、耐磨损等领域。

主权项

1.一种光固化3D打印螺线型陶瓷弹簧的制备方法，该方法是通过下述工艺步骤实现的：(1)陶瓷粉体表面改性：将纳米级或亚微米级的陶瓷粉体、有机溶剂、表面改性剂加入到超细研磨机中进行超细研磨、分散2～3小时，取出陶瓷料浆于60～80℃的烘箱中干燥8～12小时，对干燥后的粉体进行研磨处理后备用；(2)光敏陶瓷料浆的制备：将表面改性后的陶瓷粉体、光敏树脂、稀释剂加入到球磨罐中进行行星式球磨混合配制料浆，对料浆进行过滤、真空搅拌脱泡处理后备用；(3)三维数字化模型的设计与切片处理：通过UG、Solidworks三维设计软件设计出陶瓷弹簧及其支撑体的数字化模型，然后通过Magics软件对数字化模型进行切片处理，将切片处理后的数字化模型转换成STL格式输出备用；(4)陶瓷弹簧坯体的制备：将配制好的光敏陶瓷浆料倒入光固化3D陶瓷打印机的料槽中，将切片处理后的数字化模型导入到执行软件中开始打印，调整优化工艺参数，打印制备出陶瓷弹簧及其支撑体的组合式坯体；(5)陶瓷弹簧坯体的后处理：将陶瓷弹簧及其支撑体的组合式坯体进行超声清洗去除表面粘附的浆料，然后进行紫外固化3～5分钟提高坯体力学强度，将组合式坯体上的弹簧坯体与支撑体坯体通过旋转的方式进行分离、打磨、并涂刷一层氧化铝粉体，然后，将弹簧坯体与支撑体坯体通过旋转的方式重新组合备用；(6)排胶：将重新组合的坯体放置在承烧板上并放入到电阻丝炉中，在空气或真空气氛下将有机树脂充分排除坯体，然后自然降温到常温备用；(7)烧结：将排胶后的坯体转移到高温烧结炉中进行烧结，冷却后得到烧结致密化的陶瓷弹簧制品；(8)陶瓷弹簧的表面抛光：以旋转或破坏支撑体的方式将陶瓷弹簧与支持体之间进行分离，将分离后的陶瓷弹簧放入到装有抛光液的球磨罐中，进行辊杠研磨、抛光，从而制备出形状完好、表面光滑的陶瓷弹簧成品。