一种3d成型陶瓷模具制作的方法
【专利摘要】本发明涉及一种陶瓷模具的制作方法，尤其涉及一种3D成型陶瓷模具制作的方法，包括绘制陶瓷产品的三维立体结构模型；获得每一层片的信息并导入3D打印机；3D打印机打印坯体；后处理；制作硅胶模等步骤。本发明采用3D打印技术制作陶瓷模具，具有成本低、良品率高、模具美观的优点，同时硅胶模具有超强弹性、易脱模、保温性佳、耐高温、使用寿命长，耐拉力、韧性好、柔软性好等特性，成型固化后逞半透明型或白色不透明型，制作模具工艺简单耐用、造型逼真。
【专利说明】一种3D成型陶瓷模具制作的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种陶瓷模具的制作方法，尤其涉及一种3D成型陶瓷模具制作的方法。
【背景技术】
[0002]陶瓷是中国古代劳动人民的一项重大发明，也是中国对世界文明所做出的一大贡献。陶瓷的应用范围非常的广泛，可以说在生活的方方面面、随处可见。传统的陶瓷制作方法中首先需要制作陶瓷模具，陶瓷模具的制造是一项既复杂又细致的工作，需要高超的技艺。其制造过程一般可分为以下五步:(I)制作原型:原型尺寸与陶瓷成品一致；(2)制作原胎:原胎又称模种，其尺寸与原型一致；(3)制作凹胎:凹胎又称模种，系由原胎翻制而成；
(4)制作凸胎:凸胎又称母模，系由凹胎翻制而成；(5)制作工作模:工作模又称子模，系由凸胎翻制而成，供注浆成形使用。不同的陶瓷物品需要制作相配套的不同模具，成本较高；特别是对于小批量生产的业务来说，去设计一套模具来制作陶瓷物品是不现实的。另外，通过模具成型后的零件需要去浇道，浇道过程中容易在零件表面留下一些浇口的痕迹，从而影响零件的美观；由于陶瓷属于易碎平品，所以用传统方法制作良品率较低。
[0003]3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。目前，3D打印技术在陶瓷产品制作，特别是陶瓷模具制作领域方面的应用比较少。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决现有陶瓷模具制作过程中开模成本大、陶瓷模具良品率低和模具表面有痕迹等缺陷，提供一种成本低、效率高、模具美观、成品率高的陶瓷模具制作方法。为了实现上述发明目的，本发明提出了一种3D成型陶瓷模具制作的方法，包括以下步骤:
[0005]I)利用计算机辅助设计软件绘制陶瓷产品的三维立体结构模型；
[0006]2)将陶瓷产品的三维立体结构模型沿某一方向分层切片，获得每一层片的信息，从而得到一组薄片信息，包括每一薄片的轮廓信息和实体信息，并将该信息导入3D打印机中；
[0007]3)启动3D打印机，预设储液罐内的液态树脂的高度范围，保证液面位置的稳定性和液面的平整性；
[0008]4)利用3D打印机打印坯体，将打印好后的坯体进行后处理；
[0009]5)用娃胶对还体进行整体包覆，6-10个小时干化后，将娃胶模按分模线切开,取出坯体，
[0010]6)预留注射口，将液体树胶材料注入硅胶模，干化处理后得到陶瓷模具。
[0011]上述步骤4)中的后处理包括以下步骤:
[0012]4.1清洗坯体:从3D打印机中取出坯体，放入93%?98%酒精中，浸泡8?12分钟，用毛刷取出支撑；检查表面是否有断裂，如若断裂比较大，需重新制作；
[0013]4.2 二次清洗:将坯体再次放到干净的酒精中，进行二次清洗，使表面没有残留的液态树脂；
[0014]4.3坯体固化:取出坯体放入光固化机中，进行固化，固化时间为30?60分钟；
[0015]4.4光洁处理:用刮刀、喷砂机、水幕机对固化后的坯体进行光洁处理。
[0016]上述步骤4)中3D打印机采用SLA快速成形技术。
[0017]上述步骤5)硅胶中液态硅胶与固化剂的比例为20:1。
[0018]上述步骤6)中的干化处理的步骤为:
[0019]6.1烘箱温度控制在70°C?80°C，放入模具，烘焙I?1.5小时；
[0020]6.2烘箱温度降到25°C?35°C，放入模具，保存6?8小时。
[0021]本发明采用3D打印技术制作陶瓷模具，具有成本低、良品率高、模具美观的优点，同时硅胶模具有超强弹性、超好脱模、保温性佳、耐高温、使用寿命长，耐拉力、韧性好、柔软性好等特性，具有高抗撕、耐烧性能好、翻模次数多优点；成型固化后逞半透明型或白色不透明型，制作模具工艺简单耐用、造型逼真。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步的描述。
[0023]本发明提供了一种3D成型陶瓷模具制作的方法，包括以下步骤:
[0024]I)利用计算机辅助设计软件绘制陶瓷产品的三维立体结构模型；
[0025]2)将陶瓷产品的三维立体结构模型沿某一方向分层切片，获得每一层片的信息:轮廓信息和实体信息，并将该信息导入3D打印机中；
[0026]3)启动3D打印机，预设储液罐内液态树脂的高度，保证液面位置的稳定性；
[0027]4)利用3D打印机打印坯体，将打印好的坯体进行后处理；
[0028]本发明中3D打印机采用SLA快速成形技术。
[0029]步骤4)中后处理包括以下步骤:
[0030]4.1清洗坯体:将打印好后的坯体放入93%?98%酒精中，浸泡8?12分钟，检查表面是否有断裂，如若断裂比较大，需重新制作；
[0031]4.2 二次清洗:将坯体再次放到干净的酒精中，进行二次清洗，使表面没有残留的液态树脂；
[0032]4.3坯体固化:取出坯体放入光固化机中进行固化，固化时间30?60分钟；
[0033]4.4光洁处理:用刮刀、喷砂机、水幕机对固化后的坯体进行光洁处理。
[0034]5)用娃胶对还体进行整体包覆，6-10个小时干化后，将娃胶模按分模线切开,取出坯体；其中，硅胶中液态硅胶与固化剂的比例为20:1。作为本发明的优选实施例，步骤5)中的干化时间优选8小时。
[0035]6)预留或开注射口，将液体树胶材料注入硅胶模内，干化处理后得到陶瓷模具。其中干化处理的步骤为:
[0036]6.1烘箱温度控制在70°C?80°C，放入硅胶模，烘焙I?1.5小时；
[0037]6.2烘箱温度降到25°C?35°C，放入硅胶模，保存6?8小时。
[0038]另外在烘干时，每隔一个小时，需观察模具干化程度。
[0039]作为本发明的优选实施例，干化处理步骤6.1中的烘箱温度优选75°C，烘焙时间优选I小时；步骤6.2中的烘箱温度优选30°C，保存时间优选7小时
[0040]上述步骤(4)中3D打印机采用SLA快速成形技术。SLA快速成形的基本过程为:
(I)层固化:用一定波长的紫外激光按分层所获得的层片信息，以一定的顺序照射树脂液面使其固化为一个薄层的过程。单层固化是堆积成形的基础，也是关键的一步。因此，首先需提供具有一定形状和大小的激光束光斑，然后实现光斑沿液面的扫描。(2)层层堆积:层层堆积实际上是前两步层准备与固化的不断重复。在单层扫描固化过程中，除了使本层树脂固化外，还必须通过扫描参数及层厚的精确控制，使当前层与已固化的前一层牢固地粘结到一起，即完成层层的堆积。层层堆积与层固化是一个统一的过程；由于树脂的固化性能或采用不同的扫描工艺，使得成形过程中零件实体内部的树脂没有完全固化(表现为零件较软)，还需要将整个零件放置在专门的后固化装置中进行紫外光照射，以使残留的液态树脂全部固化；最终形成坯体。
【权利要求】
1.一种3D成型陶瓷模具制作的方法，其特征在于，包括以下步骤: .1)利用计算机辅助设计软件绘制陶瓷产品的三维立体结构模型； .2)将陶瓷产品的三维立体结构模型沿某一方向分层切片，获得每一层片的信息:轮廓信息和实体信息，并将该信息导入3D打印机中； . 3)启动3D打印机，预设储液罐内液态树脂的高度，保证液面位置的稳定性； . 4)利用3D打印机打印坯体，将打印好的坯体进行后处理； .5)用娃胶对还体进行整体包覆,6-10个小时干化后,将娃胶模按分模线切开,取出还体； . 6)预留或开注射口，将液体树胶材料注入硅胶模内，干化处理后得到陶瓷模具。
2.如权利要求1所述的一种3D成型陶瓷模具制作的方法，其特征在于，所述步骤4)中的后处理包括以下步骤: . 4.1清洗坯体:将打印好后的坯体放入93%?98%酒精中，浸泡8?12分钟，检查表面是否有断裂，如若断裂比较大，需重新制作； . 4.2 二次清洗:将坯体再次放到干净的酒精中，进行二次清洗，使表面没有残留的液态树脂； . 4.3坯体固化:取出坯体放入光固化机中进行固化，固化时间30?60分钟； . 4.4光洁处理:用刮刀、喷砂机、水幕机对固化后的坯体进行光洁处理。
3.如权利要求1所述的一种3D成型陶瓷模具制作的方法，其特征在于，所述步骤4)中.3D打印机采用SLA快速成形技术。
4.如权利要求1所述的一种3D成型陶瓷模具制作的方法，其特征在于，所述步骤5)硅胶中液态硅胶与固化剂的比例为20:1。
5.如权利要求1所述的一种3D成型陶瓷模具制作的方法，其特征在于，所述步骤6)中的干化处理的步骤为: .6.1烘箱温度控制在70°C?80°C，放入硅胶模，烘焙I?1.5小时； . 6.2烘箱温度降到25°C?35°C，放入硅胶模，保存6?8小时。
【文档编号】B28B11/00GK104400879SQ201410598529
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】陈碧帆, 陈露霖, 陈露兰 申请人:江苏恒天先进制造科技有限公司