复合生坯以及利用复合生坯增材制造金属部件的方法与流程

本发明涉及复合生坯以及利用复合生坯增材制造金属部件的方法。属于特种增材制造技术领域。

背景技术：

增材制造(additivemanufacturing，am)俗称3d打印。在金属3d打印领域，目前分为两大类：一类包括选区激光烧结(selectivelasersintering,sls)技术、直接金属粉末激光烧结(directmetallasersintering，dmls)、选区激光熔化(selectivelasermelting,slm)技术、激光近净成形(laserengineerednetshaping,lens)技术和电子束选区熔化(electronbeamselectivemelting,ebsm)技术等。业内将这些技术称为“直接金属3d打印技术”。这些技术都涉及到昂贵的激光或电子束等高能设备，采用的材料要求比较高，使用和维护成本都比较高；另外，低下的打印效率也常常受到业内人士的诟病。另一类称为“间接金属3d打印技术”，利用成熟的金属注射成形(mim)、粘合剂喷射、fdm熔融挤出技术以及这些技术的组合，即先打印出金属部件的“造型生坯”，然后通过脱胶和后续烧结等工艺来完成金属零部件的最终固结成型。相较于激光或电子束设备，“间接金属3d打印技术”所采用的设备则要廉价的多，打印速度可以提高到百倍以上，显示出一定的竞争优势。

就本质而言，现有的“间接金属3d打印技术”都是某种变形的fdm+mim技术组合。所使用的材料可以为丝状或者颗粒状，都是由包覆塑料高分子的金属粉末组成。首先利用fdm技术将这些丝状或者颗粒状材料加热熔化、挤出、冷却成型，形成“造型生坯”；然后利用特殊的设备脱胶，以除掉“造型生坯”中的塑料高分子，这会产生潜在的环保问题；最后进行高温烧结，以形成最终的金属零部件。由于“造型生坯”中含有较高比例的塑料高分子，金属粉末颗粒之间会有间隙；为了致密化，后续的高温烧结会产生较大比例的收缩(大于16％)(图1)。另外，因为非对称收缩，还会产生更加难处理的非对称变形难题。归结起来，“间接金属3d打印技术”目前存在的最大问题是：“造型生坯”后续烧结时要产生较大比例的收缩和非对称变形。另外，材料挤出时需要加热和后续的脱胶工艺也会产生新的问题。

“间接金属3d打印技术”是一种系统性技术，涉及设备、工艺和材料。因此，通过寻求恰当的设备、工艺和材料组合来解决收缩和非对称变形问题，成为“间接金属3d打印技术”下一步发展的关键性问题。

陶泥3d打印设备在常温下打印，其沉积陶泥的方式是靠螺杆挤出。陶泥3d打印设备的打印精度不高，并且很难打印一些复杂形状的结构，比如，镂空结构等。其打印出的“造型生坯”，在后续的高温烧结过程中也会产生较大比例的收缩。

本发明通过先行常温3d打印一种“复合生坯”，进而通过真空钎焊烧结的方法将该“复合生坯”烧结成几乎无收缩变形的复合金属部件；这样的制造方法，在增材制造金属部件领域，目前还未见到公开报道。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供复合生坯以及利用复合生坯增材制造金属部件的方法。在本发明中“复合生坯”经烧结钎焊后，生坯和成品的尺寸几乎没有变化。

本发明复合生坯，所述复合生坯内含有母材、钎料；

或

所述复合生坯由母材生坯和设置在母材生坯内和/或外表面的钎料生坯组成；

或

所述复合生坯由母材生坯和设置在母材生坯内和/或外表面的钎料生坯组成；所述母材生坯内还含有≤5wt％(占整个混合粉末质量百分比)的钎料；

所述钎料的熔点低于母材；或所述钎料的液化温度低于母材液化温度，

所述母材生坯通过3d打印制得；或母材通过3d打印的方式布置于复合生坯内。

本发明复合生坯，所述复合生坯内含有母材、钎料、阻焊剂；

或

所述复合生坯由母材生坯和设置在母材生坯内和/或外表面的钎料生坯组成；所述母材生坯内不含有阻焊剂、钎料，或所述母材生坯内含有阻焊剂、钎料中的至少一种；

或

所述复合生坯由母材生坯、钎料生坯、阻焊剂生坯组成，所述钎料生坯设置在母材生坯内和/或外表面；所述阻焊剂生坯设置在母材生坯内和/或设置在母材生坯的内和/或外表面。

所述阻焊剂阻止液态钎料的流动、润湿和渗透。所述阻焊剂阻止液态钎料的流动、润湿和渗透。所述阻焊剂在烧结后可以从烧结坯中剥离，也可作为功能部位，赋存于烧结坯中。

为了提高产品质量，在工业化生产时，母材生坯、复合生坯内设计的钎料小于等于5wt.％。

在本发明中，钎料的液化温度是指：钎料变成液体是所需温度；母材液化温度是指母材变成液体的温度。

作为优选方案，所述母材生坯通过3d打印制得且所述母材生坯包括母材金属和粘结剂。

作为优选方案，所述钎料生坯由钎料和粘结剂组成。

作为优选方案，所述阻焊剂通过3d打印与母材形成一体。

作为优选方案，钎料生坯熔化后，钎料的体积等于母材生坯骨架孔隙体积的0.95-1.05倍。所述母材生坯骨架是指由母材金属构成的骨架。

本发明利用复合生坯增材制造金属部件的方法；包括下述步骤:

步骤s1：配制浆料；

根据打印任务和需要，选择合适的母材金属粉末、钎料合金粉末、阻焊剂粉末；分别与粘结剂混合，配制成不同粘度的浆料；得到母材金属浆料、钎料浆料、阻焊剂浆料；

步骤s2：按照一种浆料对应一个料筒和一个沉积头的原则，将上述配制好的母材金属浆料、钎料浆料、阻焊剂浆料分别灌装入具有多沉积头的浆料3d打印设的储料筒中；

步骤s3：在计算机上通过建模软件建立好目标造型金属部件的3d数字模型，即“金属母材造型生坯”数字模型；然后根据已建立好的“金属母材造型生坯”数字模型生成“钎料材料生坯”模型，如果需要的话还要建立“阻焊剂材料生坯”模型；这样就建立了一种“复合生坯”数字模型；利用切片软件，将上述“复合生坯”数字模型从下至上切割为若干二维层切片，每层二维层切片包含实际“复合生坯”数字模型的对应部分，每层二维切片均生成相对应的切片文件；

步骤s4：将计算机与上述3d打印机控制板的通讯接口连接好；开机，开启打印；在每一个切片层内，控制板通过计算机内待打印切片文件所形成的打印路径控制3d打印机上特定的沉积头(备注：高粘度浆料采用螺杆挤出阀，低粘度浆料可以采用机械或压电喷射阀)的实际运行，即同步沿3d打印机上的x轴移动导轨和y轴移动导轨移动，产生实际的运行轨迹；同时，控制板与螺杆挤出阀或喷射阀的控制器产生联动，控制该特定沉积头挤出(采用螺杆挤出阀)或喷射出(采用机械或压电喷射阀)定量的浆料，浆料沉积在3d打印机设备的托板上形成实体材料造型；在每一个二维层切片上，控制板控制的打印次序如下：首先打印完“金属母材造型生坯”的数字模型，然后打印完“钎料材料生坯”的数字模型，如果需要的话，最后打印“阻焊剂材料生坯”的数字模型；一个二维层切片打印完后，控制板控制z轴导轨移动一个切片距离，然后继续下一个二维层切片的打印；重复上述打印过程，直到完成整个“复合生坯”的数字模型的打印；最终的结果是形成一个由实体打印材料组合生成的“复合生坯”。

步骤s5：干燥上述打印好的实体“复合生坯”，干燥温度控制在100℃以下。

步骤s6：无需脱胶，将上述干燥后的实体“复合生坯”，直接放入真空钎焊炉中进行真空钎焊烧结。按照常规真空钎焊工艺流程进行操作即可；当达到钎焊温度及后续的钎焊保温过程中，整个液态钎料合金将通过毛细作用完全渗透填至整个母材金属粉末骨架的间隙；

冷却后即可得到几乎没有收缩和非对称变形的目标造型复合金属部件。

本发明利用复合生坯增材制造金属部件的方法；所述原料包括母材金属粉体、钎料粉体。当需要加入阻焊剂生坯时，所述原料还包括阻焊剂粉体。

本发明利用复合生坯增材制造金属部件的方法；所有间接金属3d打印技术均适用于本发明。当然，本发明优选为常温3d打印。所述间接金属3d打印技术包括fdm+mim的技术组合。

本发明利用复合生坯增材制造金属部件的方法；往母材金属粉体加入粘结剂，制得母材3d打印浆料。所述母材3d打印浆料中，粘结剂的质量百分比为4％～20％。从理论上而言，适合本发明的粘结剂有多种。作为优选，粘结剂为cn200510036090.0所公开的粘结剂。

本发明中，母材金属粉末选自不锈钢合金粉末、铁合金粉末、工具钢合金粉末、模具钢合金粉末、高温合金粉末、贵金属及其合金粉末、纯铜及铜合金粉末、纯铝及铝合金粉末、纯钛及钛合金粉末、耐磨耐蚀合金粉末、硬质合金粉末中的至少一种。

母材金属作为造型骨架材料所用。母材金属粉末的平均粒径为2μm～100μm。如果超过100μm，会影响浆料的挤出。如果粒径小于2μm，配制浆料则需要增加有机粘结剂的用量，这样的话就会增加最终产品的收缩量。另外，过细的母材合金粉末不利于熔化钎料合金的润湿和流动，会降低最终产品的强度。优选粒径10μm～53μm。

上述母材金属粉末中还可以混有≤5％(占整个混合粉末质量百分比)的钎料。如果混有的钎料量＞5％，母材金属造型骨架在真空钎焊烧结过程中就会产生较大比例的收缩和变形，最终的金属部件也会产生相应的收缩和变形。

本发明母材金属浆料所需要的粘结剂要求在常温下所配制的浆料具有一定的塑性，即要求挤出或喷射出的浆料成型要好，不易变形；还要求粘结剂在真空钎焊(或气氛保护钎焊)的条件下能完全烧掉，不能留有残渣(否则会影响钎料的润湿)，也不能对真空钎焊炉(或气氛炉)的使用造成负面影响。原则上，满足上述要求的所有粘接剂均可用于本发明，但作为优选；本发明人早先的发明专利“制作粘土状钎料用的粘结剂”(中国专利cn1317352c)，公开了一种用于制作粘土状钎料用的粘结剂，该特殊粘结剂可以满足本发明母材合金浆料所采用的有机粘结剂的所有要求。目前，该专利所述粘结剂已在湖南新光环科技发展有限公司生产，型号为hjbinder-1318，该粘结剂为水性。本发明可以采用hjbinder-1318水性粘结剂配制母材合金浆料；所配制的母材合金浆料的干燥速度与普通陶瓷粘土的干燥速度相当，比较适合浆料的打印成型。粘结剂在整个母材合金浆料中所占的质量百分比为4％～20％。当粘结剂的占比大于20％时，浆料显得比较稀，会产生流动，这样就不易塑形和定形；最终产品的收缩量也会比较大。当粘结剂的占比小于4％时，浆料就会显得比较干，比较难挤出，同时塑形能力也会变差。如果采用螺杆阀挤出浆料模式，优选粘结剂的质量百分占比为8％～12％。如果采用机械或压电喷射阀喷射浆料模式，优选粘结剂的质量百分占比为13％～17％。

本发明利用复合生坯增材制造金属部件的方法；往钎料中加入粘结剂得到钎料浆料。钎料粉末可以采用适合于真空钎焊或气氛保护钎焊的常规钎料合金粉末，可以是镍基钎料合金粉末、钴基钎料合金粉末、铜基钎料合金粉末、银基钎料合金粉末、铝基钎料合金粉末、钛基钎料合金粉末、活性钎料合金粉末中的至少一种。钎料粉末的平均粒径为0.5μm～100μm，如果超过100μm的话，会影响浆料的挤出。如果粒径小于0.5μm，过细的钎料粉末的比表面积比较大，氧含量会比较高，这会降低钎料的润湿能力。优选钎料合金粉末的粒径为0.5μm～75μm。适合本发明的粘结剂有多种，作为优选，粘结剂为cn200510036090.0所公开的粘结剂。本发明可以采用hjbinder-1318水性粘结剂配制钎料合金浆料；所配制的钎料合金浆料的干燥速度与普通陶瓷粘土的干燥速度相当，比较适合浆料的打印成型。粘结剂在整个钎料合金浆料中所占的质量百分比为4％～20％。当粘结剂的占比大于20％时，浆料显得比较稀，会产生流动，这样就不易塑形和定形。当粘结剂的占比小于4％时，浆料就会显得比较干，比较难挤出，同时塑形能力也会变差。如果采用螺杆阀挤出浆料模式，优选粘结剂的质量百分占比为8％～12％。如果采用机械或压电喷射阀喷射浆料模式，优选粘结剂的质量百分占比为13％～17％。

本发明利用复合生坯增材制造金属部件的方法；往阻焊剂中加入粘结剂得到阻焊剂浆料。阻焊剂能有效阻止液态钎料的流动、润湿和渗透。阻焊剂优选为特殊陶瓷粉末。所述特殊陶瓷粉末选自氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化铬、氧化硅、含稀土元素的氧化物陶瓷中的至少一种。陶瓷粉末的平均粒径为小于或等于100μm，如果超过100μm的话，会影响浆料的挤出。适合本发明的粘结剂有多种，作为优选，粘结剂为cn200510036090.0所公开的粘结剂。本发明可以采用hjbinder-1318水性粘结剂配制阻焊剂浆料；所配制的阻焊剂浆料的干燥速度与普通陶瓷粘土的干燥速度相当，比较适合浆料的打印成型。粘结剂在整个阻焊剂浆料中所占的质量百分比为10％～30％。当粘结剂的占比大于30％时，浆料显得比较稀，会产生流动，这样就不易塑形和定形。当粘结剂的占比小于10％时，浆料就会显得比较干，比较难挤出，同时塑形能力也会变差。如果采用螺杆阀挤出浆料模式，优选粘结剂的质量百分占比为12％～16％。如果采用机械或压电喷射阀喷射浆料模式，优选粘结剂的质量百分占比为17％～21％。

作为进一步的优选方案，母材金属浆料、钎料浆料、阻焊剂浆料所用粘接剂为同一类粘接剂或同一种粘接剂。

在本发明技术开发过程，总结出以下最优原则：

钎料合金浆料与母材合金浆料的组合原则：针对特定的母材合金浆料，所选组合的钎焊合金浆料，其含有的钎料合金在真空钎焊或气氛保护钎焊烧结过程中必须能够润湿母材合金粉末并且能够渗透填满整个母材合金粉末造型骨架的间隙。钎料合金浆料定量的选择，以填满整个母材合金粉末造型骨架的间隙为原则。如果钎料合金浆料的量选择过少，则会因为不能填满整个造型骨架的间隙而产生明显的空洞，这会影响金属部件的强度；如果钎料合金浆料的量选择的太多，过多的钎料会产生流淌，会使整个造型产生变形甚至坍塌。考虑到材料生坯在整个烧结过程中的热胀冷缩，作为更优选方案，当所述复合生坯由母材生坯和设置在母材生坯表面的钎料生坯组成时，钎料生坯熔化后，钎料的体积等于母材生坯骨架孔隙体积的0.95-1.05倍。

本发明通过先行将多种浆料(母材合金浆料、钎料合金浆料、阻焊剂浆料；至少前2种浆料)在常温下3d打印成“复合生坯”；干燥后，无需脱胶，直接通过真空钎焊烧结的方法将该“复合生坯”烧结成复合金属部件；从而解决了“间接金属3d打印技术”中存在的两个最大问题：收缩和非对称变形。另外，本发明采用浆料常温沉积法和特殊的水性粘结剂，从而避免了前期技术中存在的材料挤出时需要加热和后续的“生坯”脱胶工艺问题。此外，钎焊连接属于金属间原子扩散连接，可以达到很高的强度，真空钎焊温度也要比真空烧结温度低很多。

本发明，3d打印时采用常温3d打印模式，还可以适用于其他任何种fdm+mim技术组合的3d打印模式。

本发明，生坯经烧结后得到成品，其收缩率小于等于5％、优选为小于等于1％。

本发明，烧结过程中非对称变形率小于等于5％、优选为小于等于1％。

原理和优势

本发明人发现，所有“间接金属3d打印技术”的“造型生坯”之所以在后续的烧结工艺中要产生收缩，是因为现有技术先行打印好的“造型生坯”都是一种单一功能的“造型生坯”；在后续烧结致密化过程中，由于没有后续额外的其他材料填充进来，所以不可避免要产生收缩(图1)。本发明人突破常规思维，尝试通过在“金属母材造型生坯”的表面附加一种额外的“钎料材料生坯”，从而形成一种“复合生坯”。该“复合生坯”在后续的真空钎焊烧结过程中，当达到钎焊温度时，“钎料材料生坯”中的钎料合金先行熔化，“母材合金造型生坯”中的金属粉未并没有熔化；整个“造型生坯”经过初步烧结，成为一种母材合金粉末“造型生坯”的骨架坯。当达到钎焊温度及后续的钎焊保温过程中，整个液态钎料合金会通过毛细作用完全渗透填满整个母材合金粉末“造型生坯”骨架坯的间隙。在这个过程中，整个“钎料材料生坯”好像渐渐“消失”了，最后只剩下先前“母材合金造型生坯”骨架中填满钎料合金的“造型生坯”。冷却凝固后形成一种复合金属材料(由母材合金和钎料合金组成)部件。本发明人惊喜发现，最后形成的复合金属材料部件的造型与先前“母材造型生坯”的造型几乎一模一样，几乎没有收缩和非对称变形(图2)。同时，对技术进行进一步的革新，发现将钎料通过3d打印的方式引入到生坯中，通过控制钎料的引入量，可以实现烧结过程中坯体基本不收缩、不变形。

为制造出复杂结构的金属部件，比如含有孔洞的结构，在3d打印“复合生坯”时需要支撑。本发明人还进一步发现，采用阻焊剂材料作为支撑材料，在3d打印“复合生坯”时将阻焊剂材料打印在需要支撑的位置，这样就可以组成一种更加复合的“复合生坯”。这种更加复合的“复合生坯”由“金属母材造型生坯”、“钎料材料生坯”和“阻焊剂生坯”组合而成。在后续真空钎焊烧结时，阻焊剂材料阻止了液态钎料合金的渗透进入；冷却凝固后，取出阻焊剂材料，就形成了复合金属材料部件的孔洞结构(图3)。

本发明，生坯经烧结后得到成品，其收缩率小于等于5％。

本发明，烧结过程中非对称变形率小于等于5％。

在本发明中，发明人首创利用焊料来解决生坯和成品的尺寸变化过大、尤其是非对称变化的问题。任何借鉴该设计思路的工艺均属于本发明的保护范畴。

附图说明

附图1为现有3d打印技术所的生坯经烧结后，产品尺寸变化示意图；

附图2为本发明所设计的复合生坯经烧结后，产品尺寸变化示意图；

附图3为当成品再设定位置有孔洞设计时，本发明所设计的复合生坯经烧结后，产品尺寸变化示意图；

附图4为实施例1所设计复合生坯经烧结后，产品尺寸变化示意图；

附图5为实施例2所设计复合生坯经烧结后，产品尺寸变化示意图；

附图6为对比例1所设计单一生坯经烧结后，产品尺寸变化示意图；

附图7为实施例1所设计复合生坯经烧结前后，产品尺寸变化的实物图；

附图8为对比例1所设计单一生坯经烧结前后，产品尺寸变化的实物图。

具体实施方式

实施例1

任务：打印一个316l云纹不锈钢敞口杯；

步骤s1：

将粒径为10μm～53μm的气雾化304不锈钢粉末9000g与1000g型号为hjbinder-1318的水性粘结剂在双行星轮真空搅拌机中混合均匀，即得到10000g不锈钢母材合金浆料。

将粒径为0.5μm～75μm的真空气雾化镍基钎料合金bni-7(bni76crp)粉末8800g与1200g型号为hjbinder-1318的水性粘结剂在双行星轮真空搅拌机中混合均匀，即得到10000g镍基钎料合金浆料。

步骤s2：

将上述配制好的两种浆料分别灌装入一台双螺杆阀沉积头(备注：因为浆料粘度比较高，故采用螺杆挤出阀)的浆料3d打印设备的储料筒中。

步骤s3：

在计算机上通过3dmax建模软件建立好不锈钢敞口杯的3d数字模型，该模型即为“金属母材造型生坯”数字模型。根据计算，利用3dmax建模软件在该模型边生成“钎料材料生坯”数字模型。这样就建立了一种“复合生坯”数字模型。利用cura切片软件，将上述“复合生坯”数字模型从下至上切割为若干二维层切片，每层二维切片均生成相对应的切片文件。

步骤s4：

将计算机与上述3d打印机控制板的通讯接口连接好。开机，启动打印。比如，在a-a截面上，控制板首先通过计算机内待打印切片文件所形成的打印路径控制3d打印机上装有不锈钢母材合金浆料的螺杆挤出阀运动，即同步沿3d打印机上的x轴导轨和y轴导轨移动，产生实际的运行轨迹；同时，控制板和螺杆挤出阀的控制器产生联动，控制该螺杆阀挤出定量的浆料，浆料沉积在3d打印机设备的托板上并形成实体材料造型。打印完不锈钢母材合金浆料后，控制板再控制装有镍基钎料合金浆料的螺杆阀运动，将镍基钎料合金浆料打印在指定的位置上。在a-a截面上打印完毕后，控制板控制z轴导轨移动一个切片距离，然后继续下一个二维层切片的打印。重复上述打印过程，直到完成整个“复合生坯”数字模型的打印。最终的结果是在打印机的托板上形成一个由不锈钢母材合金浆料和镍基钎料合金浆料组合生成的“复合生坯”。

步骤s5：

干燥上述打印好的实体“复合生坯”，干燥温度为80℃。

步骤s6：

无需脱胶，可以将上述干燥后的实体“复合生坯”，直接放入真空钎焊炉中进行真空钎焊烧结。钎焊条件：钎焊温度980℃，钎焊保温时间为10分钟，真空度为10-2pa以上。图7为本实施例复合坯烧结前后的实物图；通过图7可以看出烧结前后几乎没有收缩和非对称变形的不锈钢敞口杯。测量发现：产品收缩率小于等于2％，非对称变形率小于等于1％。

实施例2

任务：打印一个具有方形空洞的铜合金部件

步骤s1：

将粒径为10μm～53μm的气雾化无氧铜粉末8500g与1500g型号为hjbinder-1318的水性粘结剂在双行星轮真空搅拌机中混合均匀，即得到10000g无氧铜母材合金浆料。

将粒径为0.5μm～75μm的气雾化铜基钎料合金bcup6.2sn7ni1.5粉末8600g与1400g型号为hjbinder-1318的水性粘结剂在双行星轮真空搅拌机中混合均匀，即得到10000g铜基钎料合金浆料。

将粒径为75μm以下的氧化铝陶瓷粉末8000g与2000g型号为hjbinder-1318的水性粘结剂在双行星轮真空搅拌机中混合均匀，即得到10000g氧化铝陶瓷阻焊剂浆料。

步骤s2：

将上述配制好的三种浆料分别灌装入一台3机械喷射阀沉积头(因浆料粘度比较低，故可以采用机械喷射阀)的浆料3d打印设备的储料筒中。

步骤s3：

在计算机上通过3dmax建模软件建立好铜合金部件的3d数字模型，该模型即为“金属母材造型生坯”数字模型。根据计算，利用建模软件在该模型边生成“钎料材料生坯”数字模型。这样就建立了一种“复合生坯”数字模型。利用cura切片软件，将上述“复合生坯”数字模型从下至上切割为若干二维层切片，每层二维切片均生成相对应的切片文件。

步骤s4：

将计算机与上述3d打印机控制板的通讯接口连接好。开机，启动打印。比如，在b-b截面上，控制板首先通过计算机内待打印切片文件所形成的打印路径控制3d打印机上装有无氧铜母材合金浆料的喷射阀的运动，即同步沿3d打印机上的x轴导轨和y轴导轨移动，产生实际的运行轨迹；同时，控制板和喷射阀的控制器产生联动，控制该喷射阀喷射出定量的浆料，浆料沉积在3d打印机设备的托板上并形成实体材料造型。打印完无氧铜母材合金浆料后，控制板再控制装有铜基钎料合金浆料的喷射阀运动，将铜基钎料合金浆料打印在指定的位置上。打印完铜钎料浆料后，控制板再控制装有阻焊剂浆料的喷射阀运动，将阻焊剂浆料打印在指定的位置上。在b-b截面打印完毕后，控制板控制z轴导轨移动一个切片距离，然后继续下一个二维层切片的打印。重复上述打印过程，直到完成整个“复合生坯”数字模型的打印。最终的结果是在打印机的托板上形成一个由无氧铜母材合金浆料、铜基钎料合金浆料和氧化铝陶瓷阻焊剂浆料组合生成的“复合生坯”。

步骤s5：

干燥上述打印好的实体“复合生坯”，干燥温度为80℃。

步骤s6：

无需脱胶，可以将上述干燥后的实体“复合生坯”，直接放入真空钎焊炉中进行真空钎焊烧结。钎焊条件：钎焊温度850℃，钎焊保温时间为20分钟，真空度为10-2pa以上。冷却后，取出氧化铝陶瓷体，即可得到一个几乎没有收缩和非对称变形的具有方形空洞的铜合金部件(图5)，产品收缩率的绝对值小于等于1％，非对称变形率小于等于1％。

对比例1

任务：用单一“生坯”法打印一个316l云纹不锈钢敞口杯(同图6)其设计尺寸和实施例1一致；

步骤s1：

将粒径为10μm～53μm的气雾化316l不锈钢粉末9000g与1000g型号为hjbinder-1318的水性粘结剂在双行星轮真空搅拌机中混合均匀，即得到10000g不锈钢母材合金浆料。

步骤s2：

将上述配制好的浆料灌装入一台单螺杆阀沉积头(备注：因为浆料粘度比较高，故采用螺杆挤出阀)的浆料3d打印设备的储料筒中。

步骤s3：

在计算机上通过3dmax建模软件建立好不锈钢敞口杯的3d数字模型，该模型即为“金属母材造型生坯”数字模型。利用cura切片软件，将上述“金属母材造型生坯”数字模型从下至上切割为若干二维层切片，每层二维切片均生成相对应的切片文件。

步骤s4：

将计算机与上述3d打印机控制板的通讯接口连接好。开机，启动打印。比如，在c-c截面上，控制板通过计算机内待打印切片文件所形成的打印路径控制3d打印机上装有不锈钢母材合金浆料的螺杆挤出阀运动，即同步沿3d打印机上的x轴导轨和y轴导轨移动，产生实际的运行轨迹；同时，控制板和螺杆挤出阀的控制器产生联动，控制该螺杆阀挤出定量的浆料，浆料沉积在3d打印机设备的托板上并形成实体材料造型。在c-c截面上打印完毕后，控制板控制z轴导轨移动一个切片距离，然后继续下一个二维层切片的打印。重复上述打印过程，直到完成整个“金属母材造型生坯”数字模型的打印。最终的结果是在打印机的托板上形成一个不锈钢母材合金浆料的“金属母材造型生坯”。

步骤s5：

干燥上述打印好的实体“金属母材造型生坯”，干燥温度为80℃。

步骤s6：

无需脱胶，可以将上述干燥后的实体“金属母材造型生坯”，直接放入真空烧结炉中进行真空烧结。烧结条件：烧结温度1340℃，烧结保温时间为30分钟，真空度为10^-2pa以上。对比例中1生坯烧结前后的实物图如图8所示，通过图8可以看出冷却后观测，烧结好的不锈钢敞口杯收缩比例比较大，杯口由烧结前的圆形变成了椭圆形。而且产品的收缩率的绝对值大于15％。非对称变形非常严重。

本发明不仅适用于常温浆料3d打印模式，还可以适用于其他任何种fdm+mim技术组合的3d打印模式。本发明常温浆料3d打印模式只是一种优选方案。

以上所述仅为本发明的示范实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。