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3D陶瓷打印技术的发展使复杂陶瓷产品制作成为可能

点击次数:458    发布时间:2022-08-08
  陶瓷是一种传统的无机材料,精美实用,已经有了上千年的历史。硬而脆的特点使陶瓷材料加工成形尤其困难,传统陶瓷制作工艺只能制造简单三维形状的产品,而且成本高、周期长。
 
  3D陶瓷打印技术的发展使复杂陶瓷产品制作成为可能,3D打印技术所具有的操作简单、速度快、精度高等优点给陶瓷注入了新的活力。
 
  国外已有很多研究,出现了3DCeram、Lithoz等专注陶瓷3D打印的企业。现在国内陶瓷3D打印技术还不够成熟,清华大学、西安交通大学等科研单位正在钻研,也涌现出了十维科技等敢于探索的企业。
 
  陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等优异特点,是三大固体材料之一。现在陶瓷3D打印制作的主要有氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、磷酸钙陶瓷等。
 
  下面让大家来了解一下3D陶瓷打印的运行流程吧:
 
  陶瓷3D打印可以制作结构复杂、高精度的多功能陶瓷,在建筑、工业、医学、航天航空等领域将会得到广泛的使用,在陶瓷形芯、骨科替代物、催化器等方向具有很好的使用未来,将给大家的生活带来巨大改变。
 
  1、配料
 
  根据成形技术和最终的性能要求,选择合适的原材料,一般包括陶瓷粉末、粘结剂、添加剂,按一定比例混合均匀。
 
  2、用于3D打印的陶瓷材料形态包括:
 
  浆料,陶瓷成分与其他溶剂及添加剂的混合物,通过物理、化学的方式成形;
 
  陶瓷丝材,用于熔融堆积工艺;
 
  陶瓷粉末,陶瓷粉末、矿化物、粘结剂等的混合物,用于激光烧结、粘接等;
 
  陶瓷薄片,片压成形、粘接。
 
  3、3D打印成形
 
  运用3D打印技术实现陶瓷零件成形,得到特定形状结构的陶瓷坯体。
 
  4、坯体后处理
 
  对陶瓷坯体进行清洗、表面增强、修复、干燥等后处理,使坯体的强度、精度等性能达到要求,有利于之后的热处理环节。
 
  5、脱脂和烧结
 
  将完好的坯体放入炉子中,按照设定好的温度制度、焙烧气氛和压力进行热处理。这个过程分为两个阶段:加热到600多℃脱去坯体中的有机物,这是十分敏感容易出现缺陷的阶段;加热到1000多℃实现致密化、形成陶瓷,这是晶粒长大、晶界形成、实现陶瓷强度的过程,决定着制品的最终性能。烧结完成等冷却后便可得到最终的陶瓷产品了。
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