[发明专利]一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷薄壁件的成型方法

摘要

一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷薄壁件的成型方法：预先将陶瓷粉体、纤维材料和助烧剂混合，得到纤维增强陶瓷材料；采用聚乙烯醇为粘结剂，加入适量润湿分散剂和消泡剂，与纤维增强陶瓷材料混合，获得纤维增强陶瓷泥料；采用3D打印技术，将上述泥料由打印头挤出，并且打印头按照薄壁件截面数据运动，利用陶瓷泥料本身的塑性和稠度实现其堆积成型，获得陶瓷坯体；经过脱脂和烧结，获得纤维增强陶瓷薄壁件。本发明所采用的3D打印技术避免了光固化或加热等复杂装置，工艺大幅简化，并且可以实现具有复杂曲面外形的纤维增强陶瓷薄壁件的快速制造，并且所制备的纤维增强陶瓷材料具有高均匀性、高强度和高韧性等优点。

主权项

1.一种基于3D打印技术的纤维增强陶瓷薄壁件的成型方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将陶瓷粉体材料和增强纤维材料按质量比为5-9：1混合，然后在球磨机中搅拌混合均匀，得到纤维增强陶瓷材料；2)配制聚乙烯醇溶液，并向聚乙烯醇溶液中加入润湿分散剂和消泡剂，然后将获得的纤维增强陶瓷材料以及助烧剂加入所述的溶液中，在分散机中混合均匀，获得纤维增强陶瓷泥料；3)使用三维建模软件设计薄壁件的3D模型，并将薄壁件3D模型转换为分层路径文件，导入3D打印机；4)将获得的纤维增强陶瓷泥料供给打印头，气泵通入压缩气体，提供均匀压强，打印头将陶瓷泥料均匀挤出；5)打印头根据分层路径文件按照薄壁件3D模型当前层的轮廓数据进行平面二维运动；6)完成薄壁件3D模型当前层的轮廓数据后，打印头上升一个分层的厚度；7)重复步骤4)至步骤6)，直至薄壁件坯体完成；8)将打印完成的薄壁件坯体置于烘箱内，保持温度在40-60℃，保温4-6小时；9)将步骤8)获得的薄壁件坯体进行脱脂和烧结，获得纤维增强陶瓷薄壁件。