由于选择性激光烧结工艺有着制造工艺简单，柔性度高、材料选择范围广、材料 价格便宜，成本低、材料利用率高，成型速度快等特点，针对W上特点SLS法主要应用于铸 造业，并且可W用来直接制作快速模具。
[0034] S103,中溫烧结：将粗巧放入烧结炉中，调溫至400-700°C进行中溫烧结。 阳03引S104,高溫烧结：中溫烧结后将烧结炉溫度升高至1500-1700°C进行高溫烧结，最 后得到产品。
[0036] 优选地，所述中溫烧结的烧结时间为5-24h，高溫烧结的烧结时间为24-7化。
[0037] 更佳地，所述中溫烧结的烧结时间为12h，高溫烧结的烧结时间为4她。
[0038] 现有的技术一般只用粉状的粘结剂和陶瓷粉进行成型，所制得的陶瓷器件结构松 散，采用该技术制得的铸件难W提高其硬度和强度。而本发明在完成S102步骤的打印后得 到粗巧，在选择性激光烧结过程中80%-95%的低溫粘结剂已被蒸发掉，使得粗巧具有一定 的硬度。而通过中溫烧结可将余下的低溫粘结剂和中溫粘结剂全部除去，通过中溫烧结和 高溫烧结将粘结剂逐步消除，相比于对比文件的烧结方式，运种方式能将粘结剂消除的更 为彻底，使得最终的陶瓷产品在硬度、强度得到更大的提升。
[0039] W下通过具体的实施例进一步说明： 参考例 按百分比称取喷料：96%陶瓷粉、2%低溫粘结剂和2%中溫粘结剂，其中陶瓷粉、低溫粘 结剂和中溫粘结剂的颗粒粒径为1-2μπι。
[0040] 将低溫粘结剂和中溫粘结剂混合均匀，再倒入打印机的喷头内，而陶瓷粉倒入另 一个喷头内。
[0041] 在通入保护气体的情况下，采用陶瓷3D打印机逐层喷出喷料，并利用选择性激光 烧结技术得到粗巧； 将粗巧放入烧结炉中，调溫至600°C进行烧结，最后得到产品。 阳042] 实施例1 按百分比称取喷料：96%陶瓷粉、2%低溫粘结剂和2%中溫粘结剂，其中陶瓷粉、低溫粘 结剂和中溫粘结剂的颗粒粒径为1-2μm。
[0043] 将陶瓷粉、颗粒状的低溫粘结剂和中溫粘结剂混合均匀，再倒入打印机的喷头内。
[0044] 在通入保护气体的情况下，采用陶瓷3D打印机逐层喷出喷料，并利用选择性激光 烧结技术得到粗巧； 将粗巧放入烧结炉中，调溫至600°C进行中溫烧结； 中溫烧结后将烧结炉溫度升高至1650°C进行高溫烧结，最后得到产品。 W45] 实施例2 按百分比称取喷料：96%陶瓷粉、2%低溫粘结剂和2%中溫粘结剂，其中陶瓷粉为 1-2μm，通过制粒工艺使低溫粘结剂颗粒粒径为0. 1-0. 5mm和中溫粘结剂的颗粒粒径为 0. 1-0. 5mm〇
[0046] 将陶瓷粉、颗粒状的低溫粘结剂和中溫粘结剂混合均匀，再倒入打印机的喷头内。
[0047] 在通入保护气体的情况下，采用陶瓷3D打印机逐层喷出喷料，并利用选择性激光 烧结技术得到粗巧； 将粗巧放入烧结炉中，调溫至600°C进行中溫烧结； 中溫烧结后将烧结炉溫度升高至1650°C进行高溫烧结，最后得到产品。 引实施例3 按百分比称取喷料：96%陶瓷粉、2%低溫粘结剂和2%中溫粘结剂，其中陶瓷粉为1-2μπι，通过制粒工艺使低溫粘结剂颗粒粒径为l-2mm和中溫粘结剂的颗粒粒径为l-2mm。
[0049] 将陶瓷粉、颗粒状的低溫粘结剂和中溫粘结剂混合均匀，再倒入打印机的喷头内。
[0050] 在通入保护气体的情况下，采用陶瓷3D打印机逐层喷出喷料，并利用选择性激光 烧结技术得到粗巧； 将粗巧放入烧结炉中，调溫至600°C进行中溫烧结； 中溫烧结后将烧结炉溫度升高至1650°C进行高溫烧结，最后得到产品。 W51] 实施例4 按百分比称取喷料：96%陶瓷粉、2%低溫粘结剂和2%中溫粘结剂，其中陶瓷粉为1-2μπι，通过制粒工艺使低溫粘结剂颗粒粒径为10-20mm和中溫粘结剂的颗粒粒径为 l〇-20mmD
[0052] 将陶瓷粉、颗粒状的低溫粘结剂和中溫粘结剂混合均匀，再倒入打印机的喷头内。
[0053] 在通入保护气体的情况下，采用陶瓷3D打印机逐层喷出喷料，并利用选择性激光 烧结技术得到粗巧； 将粗巧放入烧结炉中，调溫至600°C进行中溫烧结； 中溫烧结后将烧结炉溫度升高至1650°C进行高溫烧结，最后得到产品。
[0054] 实施例5 按百分比称取喷料：96%陶瓷粉、2%低溫粘结剂和2%中溫粘结剂，其中陶瓷粉为 1-2μm，通过制粒工艺使低溫粘结剂颗粒粒径为0. 1-0. 5mm和中溫粘结剂的颗粒粒径为 0. 1-0. 5mm〇
[0055] 将陶瓷粉、颗粒状的低溫粘结剂和中溫粘结剂混合均匀，再倒入打印机的喷头内。
[0056] 在通入保护气体的情况下，采用陶瓷3D打印机逐层喷出喷料，并利用选择性激光 烧结技术得到粗巧； 将粗巧放入烧结炉中，调溫至600°C进行烧结，最后得到产品。
[0057] 实施例6 按百分比称取喷料：96%陶瓷粉、2%低溫粘结剂和2%中溫粘结剂，其中陶瓷粉为1-2μπι，通过制粒工艺使低溫粘结剂颗粒粒径为l-2mm和中溫粘结剂的颗粒粒径为l-2mm。
[0058] 将低溫粘结剂和中溫粘结剂混合均匀，再倒入打印机的喷头内，而陶瓷粉倒入另 一个喷头内。
[0059] 在通入保护气体的情况下，采用陶瓷3D打印机逐层喷出喷料，并利用选择性激光 烧结技术得到粗巧； 将粗巧放入烧结炉中，调溫至600°C进行中溫烧结； 中溫烧结后将烧结炉溫度升高至1650°C进行高溫烧结，最后得到产品。
[0060]W下根据《GB/T4740-1999陶瓷材料抗压强度试验方法》和《GB/T16534-1996 工程陶瓷维氏硬度试验方法》的试验方法对参考例1W及实施例1-6的成品进行检测，从而 进一步说明本发明制得陶瓷成品性能的优越性。 |；0061]表一
从表一中可知，参考例为中国专利CN104339437A公开一种用3D打印技术生产陶瓷铸 型的方法制得的产品，而实施例1-4为采用本发明3D打印陶瓷工艺制得的产品。实施例 1-4中粘结剂的粒径逐渐增大，实施例1粘结剂的粒径小于本发明规定的0.l-2mm范围，实 施例2、3粘结剂的粒径在0.l-2mm范围内，实施例4粘结剂的粒径大于2mm。显然地，实施 例2、3产品抗压强度和硬度皆高于参考例和实施例1、4产品。 W创表二
从表二可知，实施例2和5的不同在于实施5在完成打印激光烧结后的陶瓷器件进行 中溫烧结后作为成品，没有再进行高溫烧结。显然，粗巧需通过高溫烧结进一步去除粘结剂 才能得到更高的强度和硬度。 |；006；3]表S
从表Ξ可知，实施例3和6之间的区别在于，实施3将陶瓷粉、低溫粘结剂和中溫粘结 剂先混合均匀再逐层喷出，而实施例6是陶瓷粉与粘结剂分开喷出，经混合后喷出喷料其 器件的粘结剂的分布更均匀，因此实施例3的产品强度和硬度性能更佳。
[0064] 最后所应当说明的是，W上实施例仅用W说明本发明的技术方案而非对本发明保 护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当 理解，可W对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质 和范围。
【主权项】
1. 一种3D打印陶瓷工艺，其特征在于，包括以下步骤： 制粒：将低温粘结剂和中温粘结剂分别预制成颗粒，低温粘结剂粒径为0.l_2mm，中温 粘结剂粒径为〇. 1-2mm; 混合：将制粒的低温粘结剂和中温粘结剂与粉末状的陶瓷粉混合均匀，作为喷料； 打印：在通入保护气体的情况下，采用陶瓷3D打印机逐层喷出喷料，并利用选择性激 光烧结技术得到粗坯； 中温烧结：将粗坯放入烧结炉中，调温至400-700°C进行中温烧结； 高温烧结：中温烧结后将烧结炉温度升高至1500-1700°C进行高温烧结，最后得到产 品。2. 如权利要求1所述3D打印陶瓷工艺，其特征在于，低温粘结剂为丙烯酰胺和羧酸 酯中的一种或组合；中温粘结剂包括PVB、聚丙烯酸甲酯、乙基纤维素、聚乙烯醇、丙烯酸乳 剂、聚丙烯酸酰胺中的一种或组合。3. 如权利要求1所述3D打印陶瓷工艺，其特征在于，所述制粒步骤中低温粘结剂和中 温粘结剂预制的颗粒形状为球形、柱形和立方体中的一种或组合。4. 如权利要求1所述3D打印陶瓷工艺，其特征在于，所述混合步骤中喷料各组分按百 分比包括：90-99%陶瓷粉、0. 2-8%低温粘结剂和0. 3-8%中温粘结剂。5. 如权利要求1所述3D打印陶瓷工艺，其特征在于，陶瓷粉为氧化锆、氧化铝和氧化硅 的中一种或组合。6. 如权利要求1或5所述3D打印陶瓷工艺，其特征在于，所述陶瓷粉的粒径为 0· 1_2um〇7. 如权利要求1所述3D打印陶瓷工艺，其特征在于，所述混合步骤得到的喷料还包括 增塑剂和分散剂。8. 如权利要求1所述3D打印陶瓷工艺，其特征在于，所述打印步骤中包括以下步骤： 陶瓷3D打印机预热喷料； 通入保护气体，根据产品的数字模型逐层喷射喷料，并刮平； 陶瓷3D打印机的激光器在刚喷射的新层上扫描出产品截面，使新层与下面已成形的 部分粘接； 重复喷射和激光烧结步骤，最后得到粗坯。9. 如权利要求1所述3D打印陶瓷工艺，其特征在于，所述保护气体为氮气。10. 如权利要求1所述3D打印陶瓷工艺，其特征在于，所述中温烧结的烧结时间为 5-24h，高温烧结的烧结时间为24-72h。
【专利摘要】本发明公开了一种3D打印陶瓷工艺，包括以下步骤：制粒：将低温粘结剂和中温粘结剂分别预制成颗粒，低温粘结剂粒径为0.1-2mm，中温粘结剂粒径为0.1-2mm；混合：将制粒的低温粘结剂和中温粘结剂与粉末状的陶瓷粉混合均匀，作为喷料；打印：在通入保护气体的情况下，采用陶瓷3D打印机逐层喷出喷料，并利用选择性激光烧结技术得到粗坯；中温烧结：将粗坯放入烧结炉中，调温至400-700℃进行中温烧结；高温烧结：中温烧结后将烧结炉温度升高至1500-1700℃进行高温烧结，最后得到产品。采用本发明，可更易蒸发粘结剂，使陶瓷粉粘结度提高，从而提高产品的硬度和强度。
【IPC分类】C04B35/632, B28B1/00, C04B35/634
【公开号】CN105254309
【申请号】CN201510614565
【发明人】张乾方, 马文珍, 张耀辉, 李毅
【申请人】佛山华智新材料有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月24日