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          了解什么是陶瓷3D打印技術

          來源:杰呈3D打印 發布時間:2021/6/8 11:31:57 瀏覽次數:167
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          陶瓷是一種中國傳統的無機納米材料,精美實用,已經有了上千年的歷史。3D掃描在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型,后逐漸用于一些產品的直接制造,對傳統的工藝流程、生產線、工廠模式、產業鏈組合產生深刻影響,是制造業有代表性的顛覆性技術。3D打印建模實際上是利用光固化和紙層疊等技術的最新快速成型裝置。3D打印一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術,該技術最早在20世紀80年代中期由美國提出。硬而脆的特點使陶瓷材料進行加工成形尤其對于困難,傳統文化陶瓷制備方法工藝只能通過制造一個簡單三維形狀的產品,而且企業成本高、周期長。

          陶瓷3d 打印技術的發展使復雜陶瓷制品的制備成為可能。三維打印技術以其操作簡單、速度快、精度高等優點,為陶瓷注入了新的活力。國外有許多研究,如3dceram、 lithoz 等,主要集中在陶瓷3d 打印方面。目前,國內陶瓷3 d 打印技術還不夠成熟,清華大學、西安交通大學等科研單位都在研究,也出現了立體技術等敢于探索的企業。

          材料及應用

          陶瓷材料是三大固體材料之一,具有高強度、高硬度、耐高溫、低密度、良好的化學穩定性和耐腐蝕性等優異特性。目前氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、磷酸鈣陶瓷主要采用陶瓷3D打印的方式制備。

          陶瓷3D打印技術可以通過制備結構進行復雜、高精度的多功能陶瓷,在建筑、工業、醫學、航天航空等領域將會不斷得到社會廣泛的應用,在陶瓷形芯、骨科替代物、催化器等方向以及具有一個很好的應用市場前景,將給我們的生活環境帶來影響巨大改變。

          配料

          根據成型工藝和最終的性能要求,選擇合適的原材料,包括陶瓷粉、粘結劑、添加劑,按一定比例混合均勻。

          用于3D打印的陶瓷材料形態包括:

          泥漿,由陶瓷成分和其他溶劑及添加劑混合而成,通過物理和化學方法形成;

          陶瓷線,用于熔化和堆垛過程;

          陶瓷材料粉末,陶瓷復合粉末、礦化物、粘結劑等的混合物,用于進行激光技術燒結、粘接等;

          壓制粘合的陶瓷片。

          3D打印成形

          利用3D打印技術形成陶瓷零件,獲得具有特定形狀和結構的陶瓷體。具體方法見后面各種陶瓷3D打印成型技術介紹。

          坯體后處理

          對陶瓷坯體進行數據清洗、表面可以增強、修復、干燥等后處理,使坯體的強度、精度等性能沒有達到設計要求,有利于企業之后的熱處理技術環節。

          脫脂和燒結

          將完好的坯體放入爐子中,按照設定好的溫度控制制度、焙燒氣氛和壓力問題進行研究熱處理。這個發展過程可以分為以下兩個不同階段:加熱到600多℃脫去坯體中的有機物,這是一種十分重要敏感信息容易導致出現一些缺陷的階段;加熱到1000多℃實現致密化、形成陶瓷,這是晶粒長大、晶界形成、實現陶瓷材料強度的過程,決定著制品的最終提高性能。燒結完成等冷卻后便可得到我們最終的陶瓷企業產品了。

          陶瓷3D打印成形技術

          目前,陶瓷3D打印成型技術可分為噴墨打印技術(IJP)、熔融沉淀技術(FDM)、分層固體制造技術(LOM)、選擇性激光燒結技術(SLS)和立體光庫技術(SLA)。


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