一种用于光固化3D打印的陶瓷浆料及其制备工艺
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2022-12-13 14:18:09
提供了一种用于光固化3D打印的陶瓷浆料的制备方法,包括以下步骤:(1)取丙烯酰胺和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶于去离子水中,使丙烯酰胺和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺的总质量与水的质量比为1:3~1:6,搅拌使丙烯酰胺和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶解在水中;(2)按上述步骤(1)中的溶液总质量称取0.1%~2.0%的流平剂、0.1%~2.0%的消泡剂,然后溶解在步骤(1)的溶液中;(3)称取亚微米级陶瓷粉体,按陶瓷粉体总质量的0.3%~0.5%称取分散剂溶解在步骤(2)的溶液中;(4)分步向步骤(3)的溶液中加入陶瓷粉体并球磨后,加入占陶瓷粉体总质量的0.1%~0.7%的分散剂,并调节pH至8~11,继续球磨1~24h以形成固相含量为50vol%~55vol%的陶瓷浆料;(5)向步骤(4)的陶瓷浆料中添加光引发剂并球磨2~24h后抽真空除泡2~12h得到高固相含量低粘度的光固化浆料。进一步地,所述步骤(1)中的丙烯酰胺和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为32:1~40:1。
本发明公开了一种用于光固化3D打印的陶瓷浆料及其制备方法,属于增材制造领域。该方法包括:取丙烯酰胺和N,N’?亚甲基双丙烯酰胺按二者总质量与水的质量比例溶于去离子水中,并添加上步溶液质量一定比例的流平剂、消泡剂。称取亚微米级陶瓷粉体,按陶瓷粉体总质量的一定比例称取分散剂溶解在上步的溶液中,分步加入陶瓷粉体并球磨后再加入陶瓷粉体总质量一定比例的分散剂并调节pH后继续球磨以形成指定固相含量的陶瓷浆料,添加光引发剂球磨得到高固相含量低粘度的光固化浆料。本发明通过亚微米级陶瓷粉得到的光固化浆料具有固相含量高,粘度低,同时15天内不会沉降,稳定性好的优点。
陶瓷材料是无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点,可用作结构材料、刀具材料等;由于陶瓷还具有某些特殊的性能,例如电性能和化学性能,又可作为功能材料以及生物材料。因此,陶瓷材料在当今材料领域占有举足轻重的地位。但陶瓷材料其硬度高耐磨的优点也使得陶瓷材料难以成型出具有复杂形状的器件,传统的成型方法已经无法满足要求,因此增材制造技术应运而生。
光固化技术具有成型精度高,具有可直接成型出复杂形状陶瓷的优势。就目前光固化技术发展现状,影响陶瓷件综合性能的主要是光固化浆料。研究表明,光固化浆料要求粘度低(≤5000cP)以使打印顺利进行;此外,为了使生坯经烧结后收缩率小,保证尺寸精确性,要求光固化浆料固相含量高(≥50vol%)。
华中科技大学(Huazhong University of Science and Technology),简称华中大、华科大 ,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流” “985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0,是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地,为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。
能够取得下列有益效果:
1、本发明通过调节光固化溶液的浓度,并通过分步添加分散剂和陶瓷粉体并球磨的方式得到光固化浆料,该浆料中陶瓷粉体粒径小,固相含量高,粘度低,且15天内不会沉降,稳定性好。
2、本发明通过在陶瓷粉体分步添加及球磨之前添加一定量的分散剂,并在之后再次添加分散剂进行再次球磨的
本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。