中國粉體網(wǎng)訊  陶瓷材料具有優(yōu)良高溫性能,、高強度,、高硬度,、低密度,、好的化學穩(wěn)定性,，在航天航空,、汽車,、生物等行業(yè)得到廣泛應用,，而陶瓷難以成型的特點又限制了它的使用,，尤其是復雜陶瓷制件的成型均借助于復雜模具來實現(xiàn)。增材制造技術(shù)的出現(xiàn)為陶瓷制件成型提供了新的途徑,。增材制造,，又稱3D打印，其打印技術(shù)主要有噴墨打印技術(shù)（IJP）,、熔化沉積成形技術(shù)（FDM/FDC）,、光固化成形技術(shù)（SLA/DLP）、分層實體制造技術(shù)（LOM）,、激光選區(qū)熔化技術(shù)/激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)（SLM/SLS）,、三維打印成形技術(shù)（3DP）、漿料直寫成形技術(shù)（DIW）等,。

(圖片來源：沈陽自動化研究所)

陶瓷光固化3D打印技術(shù)的研究始于20世紀90年代,，盡管與聚合物和金屬材料相比，陶瓷光固化產(chǎn)業(yè)起步較晚,，但發(fā)展迅速,，國內(nèi)外越來越多的研究者進行陶瓷光固化3D打印設(shè)備及材料的研究。不僅因為陶瓷材料的性能優(yōu)異,，應用前景廣泛,，也因為光固化陶瓷3D打印技術(shù)相比于其他陶瓷增材制造方法，打印精度高,，并且在制備復雜形狀以及高精度大型零部件方面有很大的優(yōu)勢,。

陶瓷光固化技術(shù)是將陶瓷粉末加入可光固化的溶液中，通過高速攪拌使陶瓷粉末在溶液中分散均勻，制備高固相含量,、低粘度的陶瓷漿料,，然后使陶瓷漿料在光固化成型機上直接逐層固化，累加得到陶瓷零件素坯,，再通過后續(xù)的加熱脫脂工藝,，將坯體零件中作為粘接劑的有機成分通過高溫排除，得到零件素坯后,，進行燒結(jié)工藝,，得到致密化的陶瓷零件，如下圖所示,。

光固化3D打印陶瓷制備流程圖

想要獲得理想質(zhì)量的打印零件需要提高陶瓷漿料中的固含量,，同時需要有良好的固化特性。漿料的穩(wěn)定性指標要求漿料能長期儲存而不沉淀,、基體材料不變質(zhì)不揮發(fā),。

近日，中國科學院沈陽自動化研究所在陶瓷增材制造技術(shù)新領(lǐng)域取得新的研究成果,，提出了一種光固化數(shù)學模型,，用于分析研究立體光刻（SLA）零件的成型質(zhì)量,；發(fā)現(xiàn)前驅(qū)體陶瓷漿料在增材制造過程中存在固化缺陷,，并提出了改善方法。該研究成果發(fā)表于JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY,。

沈陽自動化所工藝裝備與智能機器人研究室提出一種光固化數(shù)學模型,，用于分析在不同點搭接率、線搭接率和面搭接率下,，零件整體光固化中不同固化質(zhì)量布局和缺陷形成規(guī)律,；通過實驗驗證的方法，進一步提出結(jié)合漿料參數(shù)與設(shè)備參數(shù)相匹配的方法,，從而改善陶瓷增材制造過程中的缺陷問題,。

目前，沈陽自動化所擁有了國內(nèi)先進的陶瓷增材制造能力,，具備高精度成型的立體光刻工藝,、材料熱重分析儀器、溫控精準的1700度高溫電爐和真空脫脂爐等設(shè)備,，能夠形成一條基于數(shù)字光固化成型的陶瓷產(chǎn)品制備的工藝鏈,，自主研發(fā)和設(shè)計不同復雜形狀的陶瓷零件。

參考來源：沈陽自動化研究所,、中國粉體網(wǎng)

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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