分数54vol %的氧化锆陶瓷悬浮液。球磨12h后将得到含单体的氧化锆陶瓷悬浮液。在含单体的氧化锆浆料中加入体积分数为0.1vol %的催化剂四甲基乙二胺水溶液，真空搅拌除泡15min制得第一浆料。
[0055]在50ml去离子水中加入480g氧化锆陶瓷粉体和5.4g聚丙烯酸铵制备体积分数为60vol %的氧化锆陶瓷悬浮液，球磨12h后将得到不含单体的氧化锆陶瓷悬浮液。在不含单体的氧化锆浆料中加入体积分数0.1vol %的引发剂过硫酸铵水溶液，真空搅拌除泡15min制得第二浆料。
[0056](3)打印成型:应用实施例1中的无模成型装置，将第一与第二浆料分别装入第一与第二储料容器2，3中用于打印。
[0057]打印成型条件:引发剂与催化剂之间的摩尔比为引发剂:催化剂=1:10 ;第一浆料与第二浆料混合比例按体积比计为第一浆料:第二浆料=1:5 ;第一浆料与第二浆料的预混温度为30°C，基板温度为30°C，在以上条件下第一浆料与第二浆料混合后的诱导期时间为5min。挤出压力0.2MPa，喷嘴10直径选取0.3mm，电机5的转速设置为10RPM。
[0058](4)干燥、脱脂和烧结:打印完成后，从基板上取下三维氧化锆素坯，控制干燥环境相对湿度为30?100%，温度为60°C，干燥48h，然后将干燥后的坯体脱脂，并于1500°C保温2h烧结得到致密的氧化锆陶瓷部件。
[0059]实施例5:碳化娃部件的无模成型
[0060](I)单体预混液的制备:在10ml去离子水中加入20g丙烯酰胺和5g亚甲基双丙烯酰胺配制单体预混液，然后将3g聚乙烯吡咯烷酮溶解于单体预混液中。最终，有机物单体:水溶性高分子:水=25:3:100
[0061](2)第一与第二浆料的制备:将步骤(I)中配制好的有机物单体水溶液中加入碳化硅陶瓷粉体160g，并加入0.Sg聚甲基丙烯酸铵，制备体积分数50vol %的碳化硅陶瓷悬浮液。球磨8h后将得到含单体的碳化硅陶瓷悬浮液。在含单体的碳化硅浆料中加入体积分数为2.0vol %的催化剂四甲基乙二胺水溶液，真空搅拌除泡60min制得第一浆料。
[0062]在40ml去离子水中加入190g碳化硅陶瓷粉体和0.6g聚甲基丙烯酸铵制备体积分数为60vol %的碳化硅陶瓷悬浮液，球磨Sh后将得到不含单体的碳化硅陶瓷悬浮液。在不含单体的碳化硅浆料中加入体积分数1.2vol%的引发剂过硫酸铵水溶液，真空搅拌除泡60min制得第二楽料。
[0063](3)打印成型:应用实施例1中的无模成型装置，将第一与第二浆料分别装入第一与第二储料容器2，3中用于打印。
[0064]打印成型条件:引发剂与催化剂之间的摩尔比为引发剂:催化剂=1:4 ;第一浆料与第二浆料混合比例按体积比计为第一浆料:第二浆料=1:3 ;第一浆料与第二浆料的预混温度为30°C，基板温度为60°C，在以上条件下第一浆料与第二浆料混合后的诱导期时间为10s。挤出压力IMPa，喷嘴10直径选取0.2mm，电机5的转速设置为600RPM。
[0065](4)干燥、脱脂和烧结:打印完成后，从基板上取下三维碳化硅素坯，控制干燥环境相对湿度为30?100%，温度为100°C，干燥24h，然后将干燥后的坯体脱脂，并于1650°C保温2h烧结得到致密的碳化硅陶瓷部件。
[0066]实施例6:高氮不锈钢的无模成型
[0067](I)单体预混液的制备:在125ml异丙醇中加入24g甲基丙烯酸羟乙酯和6g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯配制单体预混液，然后将2.0g聚乙二醇溶解于异丙醇单体预混液中。最终，有机物单体:水溶性高分子:水=30:2:100
[0068](2)第一与第二浆料的制备:将步骤(I)中配制好的有机物单体水溶液中加入590g高氮无镍不锈钢粉末，并加入11.Sg分散剂聚乙烯亚胺，制备体积分数为50vol %的不锈钢粉末悬浮液，球磨6h后将得到含单体的高氮不锈钢粉末悬浮液。在含单体的高氮不锈钢粉末悬浮液中加入2.0vol%的二甲基苯胺水溶液，真空搅拌除泡5min制得第一浆料。
[0069]在40ml异丙醇中加入240g高氮不锈钢粉末和4.Sg分散剂聚乙烯亚胺制备体积分数为60vol%的高氮不锈钢粉末悬浮液，球磨6h后得到不含单体的高氮不锈钢粉末悬浮液。在不含单体的高氮不锈钢粉末悬浮液中加入体积分数1.0vol%的引发剂过氧化丙甲酰水溶液，真空搅拌除泡5min制得第二浆料。
[0070](3)打印成型:应用实施例1中的无模成型装置，将第一与第二浆料分别装入第一与第二储料容器2，3中用于打印。
[0071]打印成型条件:引发剂与催化剂之间的摩尔比为引发剂:催化剂=1:3 ;第一浆料与第二浆料混合比例按体积比计为第一浆料:第二浆料=1:4;第一浆料与第二浆料的预混温度为10°C，基板温度为100°C，在以上条件下第一浆料与第二浆料混合后的诱导期时间为lmin。挤出压力IMPa，喷嘴10直径选取0.2mm，电机5的转速设置为300RPM。
[0072](4)干燥、脱脂和烧结:打印完成后，从基板上取下三维高氮不锈钢粉末素坯，控制干燥环境相对湿度为30?100%，温度为60°C，干燥30h，然后将干燥后的坯体脱脂，并于1380°C的氮气气氛下烧结2h后得到高氮不锈钢部件。
[0073]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种无模材料成型方法，其特征在于，所述方法为原位固化的粉末成型方法，包括以下步骤: 将含有催化剂的第一浆料和含有引发剂的第二浆料分别作为3D打印材料，进行预混后，在诱导期内打印成型。2.如权利要求1所述的材料成型方法，其特征在于，所述第一浆料含有可聚合单体及交联剂。3.如权利要求1所述的材料成型方法，其特征在于，所述第一浆料中催化剂溶剂加入体积为第一浆料体积的0.1?6%。4.如权利要求1所述的材料成型方法，其特征在于，所述第二浆料中引发剂溶液加入体积为第二浆料体积的0.1?3%。5.如权利要求1所述的材料成型方法，其特征在于，所述打印成型条件:引发剂与催化剂之间的摩尔比为引发剂:催化剂=1:1?10 ;第一浆料与第二浆料混合比例按体积比计为第二浆料:第一浆料=1:1?10 ;第一浆料与第二浆料的预混温度为10?30°C，基板温度为30?100°C，在以上条件下第一楽料与第二楽料混合后的诱导期时间为5s?5min。6.如权利要求1所述的材料成型方法，其特征在于，所述打印成型条件:挤出压力为0.2?4MPa，电机转速10?600RPM。7.—种材料成型装置，其特征在于，包括第一及第二储料容器、预混装置以及3D打印装置，所述第一、第二储料容器与预混装置连接，所述预混装置与3D打印装置的喷嘴连接；所述预混装置包括具有两个进料口的混合腔、搅拌叶和电机，所述进料口分别与第一、第二储料容器相连，所述搅拌叶置于混合腔中，所述搅拌叶与电机相连，在电机的带动下在混合腔内进行搅拌。8.如权利要求7所述的材料成型装置，其特征在于，所述喷嘴为针孔喷嘴。9.如权利要求7所述的材料成型装置，其特征在于，所述预混装置所述搅拌叶为桨状。10.如权利要求7所述的材料成型装置，其特征在于，所述预混装置所述搅拌叶为螺杆。
【专利摘要】本发明公开了一种无模材料成型方法与装置。所述方法为原位固化的粉末成型方法，主要步骤为：将含有催化剂的第一浆料和含有引发剂的第二浆料分别作为3D打印材料，进行预混后，在诱导期内打印成型。所述装置包括第一及第二储料容器、预混装置以及3D打印装置，所述第一、第二储料容器与预混装置连接，所述预混装置与3D打印装置的喷嘴连接；所述预混装置包括具有两个进料口的混合腔、搅拌叶和电机，所述进料口分别与第一、第二储料容器相连，所述搅拌叶置于混合腔中，所述搅拌叶与电机相连，在电机的带动下在混合腔内进行搅拌。本发明提供的方法与装置，浆料混合均匀，可操作性强，适合复杂形状致密部件的无模精密制造。
【IPC分类】B22F3/10, B28B15/00, B28B1/00
【公开号】CN105128128
【申请号】CN201510589732
【发明人】肖建中, 田思宇, 罗敏, 徐坦, 肖然
【申请人】华中科技大学, 武汉诺赛尔科技有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月16日