陶瓷3D打印技术研究进展

近年来随着社会科技的快速发展,在高性能陶瓷成型制造领域,3D打印技术具有广泛的发展前景,对于克服传统陶瓷加工和生产过程中遇到的技术瓶颈具有推进作用,有助于开辟陶瓷复杂零部件应用的新途径。本文针对近年来发展较快的光固化成型、选择性激光烧结、叠层实体制造技术等3D打印技术在陶瓷领域的研究进展进行分析,最后,总结出目前陶瓷3D打印技术所面临的困难与挑战。     

3D打印氧化硅陶瓷的制备及性能研究

随着陶瓷3D打印技术的发展,3D打印高性能陶瓷越来越受关注,在航空航天领域得到快速应用.通过研究分散剂、浆料pH、氧化硅粉体粒径和固相含量对浆料粘度和流动性的影响,可制备出粘度低、固相含量高、流动性好的陶瓷浆料.测试了不同固相含量对SiO2陶瓷的弯曲强度、烧成收缩率、气孔率和致密度的影响.结果表明:在68vol%的固相含量条件下,烧结后SiO2陶瓷的致密度达到74.32%,烧成收缩率为0.95%.     

陶瓷光固化3D打印技术研究进展及应用

与传统加工方法相比,光固化3D打印技术具有个性化、定制化、高分辨率等优点,可满足陶瓷精细结构的成型,在陶瓷材料加工方面展示出很大的潜力.这里首先介绍了光固化3D打印技术及常见的陶瓷材料,从陶瓷浆料制备、素坯热处理工艺方面进行讨论.同时对该技术在生物医学领域特别是在骨科、齿科中的应用进行总结.     

陶瓷材料3D打印技术探讨

本文根据陶瓷材料的性能特点以及传统成型工艺难以实现复杂形状陶瓷零件的局限性,提出陶瓷材料的3D打印技术,阐述了3D打印的优势及其在陶瓷领域的应用,探讨了陶瓷材料3D打印的研究现状,提出了要得到致密度高的陶瓷零件,应避免添加有机粘结剂的研究方向。     

陶瓷部件3D 打印技术的研究进展

近年来,三维连续网络结构的陶瓷／金属复合材料由于兼具陶瓷材料的耐磨、高强、高硬、抗氧化、耐蚀及钢铁材料的导热性及良好的韧性受到人们的广泛关注。三维连续网络结构的陶瓷／金属复合材料的陶瓷结构的构建是制备复合材料的难题。3D打印技术突破了传统的加工模式,不依赖复杂模具和机械加工,并可根据材料不同的性能要求,开发出不同结构的陶瓷骨架,这将使陶瓷／金属复合材料领域发生巨大变化。本文介绍了陶瓷3D 打印技术的原理、分类、工艺特点及研究进展,并对3D打印技术未来的发展方向进行了展望。     

硅烷偶联剂对氧化铝陶瓷浆料流动性能和3D打印性能的影响

基于光固化3D打印技术需要高固相含量、低黏度的陶瓷浆料以防止烧结陶瓷部件产生裂纹、孔洞、翘曲等缺陷,通过测试流变性能与固化性能,本文优化了树脂单体的选用及配比,采用KH550、KH560、KH570三种硅烷偶联剂对Al₂O₃粉体表面改性,以改善陶瓷浆料的流变性能和稳定性,探讨了硅烷偶联剂降低Al₂O₃陶瓷浆料体系黏度的机理,获得了固相含量为75%(质量分数)(体积分数为45.5%)、黏度为4 540 mPa·s的Al₂O₃陶瓷浆料,并提出了一种光固化Al₂O₃陶瓷浆料制备的优化方法,这有望对用于制备复杂陶瓷的高固含量、低黏度的3D打印Al₂O₃陶瓷浆料提供帮助。     

基于陶瓷3D打印技术支持下的陶瓷首饰设计探索与实践

通过分析陶瓷3D打印技术现状,探讨了陶瓷首饰3D打印的制作可行性,探索了基于3D打印参数设置的陶瓷首饰艺术设计应用方法,为3D打印陶瓷首饰的应用前景探索设计依据.     

陶瓷3D打印技术下的宜兴紫砂陶设计思考

通过分析陶瓷3D打印技术的特点与优势,结合宜兴紫砂陶制作工艺的发展与转变,阐述了宜兴紫砂陶设计的现状与趋势,从而分析陶瓷3D打印技术下的宜兴紫砂陶设计变革,总结了陶瓷领域设计思维的新方向。     

基于3D打印的多孔陶瓷膜研究进展

高性能膜材料是膜分离技术的“芯片”,发展新型高效制备方法是膜分离领域的重要研究方向。以数字模型为基础的3D打印技术,在复杂结构器件精密构筑方面展现出了优异的灵活性。近年来,3D打印技术在高性能膜材料开发方面的应用被广泛关注。本文从制备方法、性能强化等方面介绍了3D打印多孔陶瓷膜的研究进展,探讨了多孔陶瓷膜3D打印技术面临的挑战,并对3D打印技术在陶瓷膜领域的潜在发展方向进行了展望。     

陶瓷部件的浆料打印快速成型

采用Sanders公司的四打印头快速成型机进行了陶瓷部件的浆料打印成型实验,实际测试了所用四打印头快速成型机的打印工作条件,考察了石蜡和挥发性介质两种浆料技术路线,并采用石蜡为介质制备了钛酸钡陶瓷浆料,研究了其流变性能,实验表明,虽然偶联剂的加入可以降低石蜡介质浆料的粘度,但是粘度足够低的可打印浆料的固相含量太低[约3％（in volume)以下],打印成型后不能完全烧结,因此,要通过打印成型出可完全烧结的陶瓷部件只能采用挥发液体作为浆料介质,以便在打印成型过程中通过介质挥发提高成型部件的固相含量。     

混凝土3D打印材料及3D打印模板技术应用进展

混凝土3D打印是现代数字化制造的典型代表,因其智能化、个性化、绿色建造的工艺优势受到广泛关注。作为一种新型建造方式,3D打印为建筑业带来了颠覆性的影响,并对传统混凝土材料提出了全新的挑战。如何提升混凝土材料与3D打印技术的适应性,实现3D打印技术在建筑中的广泛应用是人们普遍关注的焦点。本文概述了混凝土3D打印技术的发展历程,系统论述了混凝土3D打印材料在流变性、可挤出性、可建造性以及力学性能方面的研究现状,同时,介绍了3D打印模板技术在装饰及异型构筑物上的典型应用,以期为混凝土3D打印的研究与未来工程发展提供一定的参考与借鉴。     

面向光固化3D打印陶瓷构件的光敏树脂体系研究

光敏树脂是光固化3D打印的材料基础,也是光固化3D打印陶瓷的成型媒介。光敏树脂体系影响光固化3D打印陶瓷构件成型过程的收缩率与脱脂过程的应力,本文设计了含环状结构的单官能度树脂、三官能度树脂及引入预聚物及稀释剂的多组分树脂三个树脂体系,测试了三个树脂体系的收缩率,研究表明引入预聚物及稀释剂的树脂体系具有最低的固化收缩率,有效缓解了因固化反应收缩造成的3D打印氧化铝陶瓷素坯开裂的问题。采用热失重分析和热处理实验研究了三个树脂体系的热分解行为,多组分树脂体系具有分阶段热解的特性,采用该树脂体系制备了光敏性氧化铝浆料,优化了光固化打印参数及脱脂气氛,3D打印厚壁实心(12 mm×12 mm×12 mm)样件与大尺寸(?80 mm×50 mm)的氧化铝陶瓷素坯脱脂后均无裂纹等缺陷。     

光固化氧化铝陶瓷浆料流变性能研究进展

立体光固化成型技术是一种生产高精度、高性能陶瓷部件的新兴增材制造工艺。制备具有良好流动性和高固相含量的陶瓷浆料是立体光固化增材制造工艺的优势。本文讨论了固相含量、单体、分散剂、粉体级配等因素对浆料流变性能的影响规律,总结了目前配制高固相含量和低黏度光固化Al₂O₃陶瓷浆料的材料选择原则,归纳了制备高固相含量、低黏度Al₂O₃陶瓷浆料的指导方法,指出了高性能光固化Al₂O₃陶瓷浆料开发的主要趋势和面临的挑战。     

陶瓷泥浆复合分散剂的研制与应用

本文通过一系列实验，利用两种有机分散剂（聚丙烯酸钠、聚羧酸钠）与两种无机分散剂（三聚磷酸钠、六偏磷酸钠）相结合，按一定的比例制备出性能好、成本低的新型复合陶瓷泥浆分散剂。     

基于专利分析的3D打印技术及材料研究与应用进展

详述了3D打印技术的发展历程,具体介绍了3D打印技术的技术分类及其优缺点,对3D技术在我国的专利分布情况进行了初步分析,同时对3D打印技术在汽车工业、航天领域、医药行业和建筑行业的应用进行了梳理,并进一步展望了3D打印技术的发展趋势,通过互联网+3D打印,将创造出新的经济增长点,实现我国从传统制造向智能制造迈进。     

聚丙烯酸钠陶瓷料浆分散剂的研制及分散机理探讨

通过正交实验,采用先聚合后中和工艺合成聚丙烯酸钠分散剂,并借助计算机对实验结果进行二次回归分析,最优化实验配方.测试表明该分散剂对普通陶瓷料浆分散效果显著.探讨了影响合成产品分散能力的因素和分散机理.     

3D打印用高分子材料的研究进展

综述了通用塑料、工程塑料、生物塑料和光敏树脂等3D打印用材料的研究进展,分析了3D打印高分子材料面临的发展问题,提出了相应的对策。