[发明专利]基于凝胶注模3D打印的纤维增强陶瓷异型件成型方法

摘要

一种基于凝胶注模3D打印的纤维增强陶瓷异型件成型方法，包括：将陶瓷粉体、纤维材料、和助烧剂和聚丙烯酰胺交联剂溶液充分混合；将陶瓷粉体、纤维材料、和助烧剂和过硫酸铵引发剂溶液充分混合；将上述含有交联剂和引发剂的陶瓷泥料分别由两条管路供给混流管充分混合，由3D打印机的打印头挤出；打印头按照异型件的截面数据运动，在交联剂和引发剂的聚合反应作用下，陶瓷浆料凝固成型，获得陶瓷异型件坯体；在数控加工中心上对陶瓷异型件坯体进行表面修整；进行脱脂和烧结，获得纤维增强陶瓷异型件。使用该方法可以避免3D打印技术中的光固化或加热等复杂的复杂工艺，实现表面质量优良，近净尺寸的纤维增强陶瓷异型件的快速制造。

主权项

1.一种基于凝胶注模3D打印的纤维增强陶瓷异型件成型方法，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混合后，在球磨机中搅拌混合均匀，得到纤维增强陶瓷材料；2)配制聚丙烯酰胺溶液，并向聚丙烯酰胺溶液中分别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，获得纤维增强陶瓷交联剂泥料；3)配制过硫酸铵溶液，并向过硫酸铵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，获得纤维增强陶瓷引发剂泥料；4)使用三维建模软件设计异型件的3D模型，并将3D模型转换为分层路径文件，导入3D打印机；5)将步骤2)和步骤3)获得的纤维增强陶瓷交联剂泥料和纤维增强陶瓷引发剂泥料由两条管路供给混流管充分混合，混合后的陶瓷泥料供给打印头，气泵通入压缩气体，提供均匀压强，打印头将混合后的陶瓷泥料均匀挤出；6)打印头根据分层路径文件按照异型件的3D模型当前层的轮廓数据进行平面二维运动，陶瓷泥料在聚丙烯酰胺和过硫酸铵的聚合反应作用下凝固，形成当前轮廓截面；7)完成异型件的3D模型当前层的轮廓数据后，打印头上升一个分层的厚度；8)重复步骤5)至步骤7)，直至异型件坯体打印完成；9)将打印完成的异型件坯体置于烘箱内，保持温度在40-60℃，保温24-48小时；10)在数控加工中心上对陶瓷异型件坯体进行表面修整，改善表面质量；11)将步骤10)获得的异型件坯体进行脱脂和烧结，获得纤维增强陶瓷异型件。