陶瓷(ci)是一种(zhong)传统的(de)无(wu)机(ji)材(cai)料(liao),精(jing)美(mei)实用,已(yi)经有(you)了上千(qian)年的历史(shi)。硬(ying)而脆(cui)的(de)特点使陶瓷(ci)材料加(jia)工成形(xing)尤(you)其困难(nan),传统陶(tao)瓷(ci)制作工艺只能(neng)制造简单(dan)三维形(xing)状的(de)产(chan)品,而且(qie)成本高、周(zhou)期长(zhang)。
3D陶瓷(ci)打印技(ji)术(shu)的发(fa)展(zhan)使(shi)复杂(za)陶瓷产(chan)品(pin)制(zhi)作(zuo)成为(wei)可能,3D打(da)印技术所(suo)具(ju)有(you)的操(cao)作简(jian)单(dan)、速度(du)快(kuai)、精度高等(deng)优点(dian)给陶瓷(ci)注(zhu)入了(le)新(xin)的活(huo)力(li)。
国(guo)外已(yi)有(you)很(hen)多研(yan)究(jiu),出现(xian)了3DCeram、Lithoz等(deng)专注陶瓷3D打印的(de)公司。现在(zai)国(guo)内陶(tao)瓷(ci)3D打印技(ji)术(shu)还(hai)不(bu)够(gou)成(cheng)熟(shu),清(qing)华大(da)学(xue)、西安(an)交通(tong)大学等科研(yan)单(dan)位正在钻(zuan)研(yan),也(ye)涌(yong)现(xian)出了十维科(ke)技(ji)等(deng)敢(gan)于(yu)探索的(de)企业(ye)。
陶瓷材料具有高(gao)强度(du)、高(gao)硬(ying)度(du)、耐(nai)高温(wen)、低(di)密(mi)度(du)、化(hua)学稳(wen)定性(xing)好(hao)、耐腐(fu)蚀等特点,是三大固(gu)体材料之一(yi)。现在(zai)陶瓷(ci)3D打(da)印(yin)制(zhi)作的(de)主(zhu)要(yao)有氧化铝(lv)陶瓷(ci)、氧(yang)化(hua)锆陶(tao)瓷(ci)、磷酸(suan)钙陶(tao)瓷等(deng)。
下面(mian)让(rang)我(wo)们(men)来(lai)了解一(yi)下3D陶(tao)瓷打印(yin)的运行流程(cheng)吧(ba):
陶瓷(ci)3D打印(yin)可(ke)以(yi)制(zhi)作结构(gou)复(fu)杂(za)、高(gao)精(jing)度的多功(gong)能陶(tao)瓷(ci),在建(jian)筑、工(gong)业、医(yi)学、航天(tian)航空(kong)等领域(yu)将(jiang)会(hui)得(de)到(dao)广(guang)泛(fan)的使用(yong),在(zai)陶瓷(ci)形芯、骨(gu)科替(ti)代物、催化(hua)器(qi)等(deng)方向具(ju)有很(hen)好的使(shi)用(yong)未来,将(jiang)给(gei)我(wo)们(men)的生(sheng)活带(dai)来(lai)巨大改变。
1、配(pei)料
根据(ju)成形(xing)技术和终的性(xing)能(neng)要(yao)求(qiu),选择合(he)适(shi)的原材(cai)料,一(yi)般包括(kuo)陶(tao)瓷粉末、粘结(jie)剂(ji)、添加(jia)剂(ji),按(an)一定(ding)比(bi)例混(hun)合均(jun)匀。
2、用于(yu)3D打(da)印(yin)的陶瓷(ci)材(cai)料(liao)形(xing)态(tai)包括(kuo):
浆(jiang)料(liao),陶瓷(ci)成分与其他(ta)溶剂及添(tian)加剂的混(hun)合(he)物,通(tong)过物(wu)理、化(hua)学的(de)方(fang)式(shi)成(cheng)形;
陶瓷丝材,用于(yu)熔(rong)融堆(dui)积工(gong)艺(yi);
陶(tao)瓷粉末(mo),陶瓷(ci)粉(fen)末(mo)、矿化(hua)物(wu)、粘(zhan)结(jie)剂等(deng)的(de)混合物,用于(yu)激(ji)光烧(shao)结(jie)、粘接等(deng);
陶瓷(ci)薄(bao)片,片压(ya)成(cheng)形、粘(zhan)接。
3、3D打(da)印(yin)成(cheng)形
运(yun)用3D打印(yin)技术(shu)实(shi)现陶瓷(ci)零件成形,得到特定形状(zhuang)结构的(de)陶瓷(ci)坯(pi)体。
4、坯体后(hou)处(chu)理
对(dui)陶瓷(ci)坯体(ti)进行清(qing)洗(xi)、表(biao)面(mian)增强(qiang)、修复、干(gan)燥等(deng)后(hou)处理(li),使(shi)坯体(ti)的(de)强(qiang)度、精(jing)度等(deng)性(xing)能(neng)达到要求,有(you)利于之后(hou)的热(re)处(chu)理环节。
5、脱(tuo)脂和烧(shao)结(jie)
将(jiang)完好的(de)坯体(ti)放入炉子(zi)中,按照设(she)定好的温(wen)度(du)制(zhi)度、焙(bei)烧气氛和压力进(jin)行(xing)热(re)处(chu)理。这个过(guo)程(cheng)分(fen)为(wei)两个阶段(duan):加热(re)到600多℃脱去(qu)坯(pi)体中(zhong)的(de)有机(ji)物,这是(shi)十(shi)分(fen)敏(min)感(gan)容易出现缺(que)陷的阶段(duan);加(jia)热(re)到1000多℃实(shi)现(xian)致(zhi)密化(hua)、形(xing)成陶(tao)瓷,这(zhe)是晶粒长大(da)、晶(jing)界形成、实现陶(tao)瓷强(qiang)度的(de)过程(cheng),决定着制(zhi)品(pin)的终(zhong)性能。烧(shao)结(jie)完(wan)成(cheng)等冷却(que)后便可(ke)得到(dao)终(zhong)的陶(tao)瓷产品了。