應(yīng)用3d打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法，包括如下步驟：步驟1，提供粉末狀的原料，所述粉末狀的原料包括陶瓷主體粉末和粉末狀的粘合材料；步驟2，提供一3D打印機，將粉末狀的原料放置于3D打印機內(nèi)；步驟3，使用計算機輔助設(shè)計軟件繪制陶瓷產(chǎn)品的三維立體結(jié)構(gòu)模型；步驟4，啟動3D打印機，將所述陶瓷產(chǎn)品的三維立體結(jié)構(gòu)模型文件輸入到該3D打印機中，并使3D打印機開始打??；步驟5，打印完成后，得到陶瓷坯體；步驟6，將陶瓷坯體脫脂、排塑；步驟7，低溫預(yù)燒結(jié)；步驟8，高溫?zé)Y(jié)；步驟9，冷卻，制得陶瓷產(chǎn)品。本發(fā)明將3D打印技術(shù)應(yīng)用于陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)制作上，工藝簡單，生產(chǎn)效率高，成品率高，同時降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種陶瓷產(chǎn)品制作方法，尤其涉及一種應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國陶瓷的發(fā)展歷史悠久，陶瓷文化已經(jīng)成為漢族的傳統(tǒng)文化之一，陶瓷的應(yīng)用也十分廣泛，除了在食器、裝飾的使用上，在科學(xué)、技術(shù)的發(fā)展中亦扮演重要角色。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作工藝一般包括:步驟一、用水將陶瓷材料調(diào)和成泥漿狀；步驟二、用注漿成型方法或用滾壓成型或其他成型方法制成陶瓷坯體；步驟三、采用精確尺寸的刀具修坯，使坯體厚度適當(dāng)，表里光潔；步驟四、將加工成型后陶瓷坯體干燥、整形后釉燒即得陶瓷產(chǎn)品。這種方法的每一個工藝步驟操作都十分復(fù)雜，對工藝條件、工藝技術(shù)要求都十分嚴(yán)格，生產(chǎn)效率低下，且所生產(chǎn)的陶瓷產(chǎn)品成品率較低。
[0004]3D打印技術(shù)是指通過可以“打印”出真實物體的3D打印機，采用分層加工、迭加成形的方式逐層增加材料來生成3D實體的一種技術(shù)。3D打印機內(nèi)裝有粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，與電腦連接后，其可根據(jù)電腦內(nèi)的數(shù)字模型文件運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，將數(shù)字模型文件中的模型通過逐層打印的方式構(gòu)造成真實的物體。
[0005]現(xiàn)常用的3D打印技術(shù)有:選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(Selective Laser Sintering,SLS)、熔融沉積成型技術(shù)(Fused Deposition Manufacturing, FDM)及立體光刻造型技術(shù)(Stereolithography)等。選擇性激光燒結(jié)技術(shù)是采用激光有選擇地分層燒結(jié)固體粉末,并使燒結(jié)成型的固化層層層疊加生成所需形狀的零件。選擇性激光燒結(jié)技術(shù)最突出的優(yōu)點在于它所使用的成型材料十分廣泛。從理論上說，任何加熱后能夠形成原子間粘結(jié)的粉末材料都可以作為選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的成型材料。目前，可成功進(jìn)行選擇性激光燒結(jié)技術(shù)成型加工的材料有石蠟、高分子、金屬、陶瓷粉末和它們的復(fù)合粉末材料。由于選擇性激光燒結(jié)技術(shù)成型材料品種多、用料節(jié)省、成型件性能分布廣泛、適合多種用途以及選擇性激光燒結(jié)技術(shù)無需設(shè)計和制造復(fù)雜的支撐系統(tǒng)，所以選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。熔融沉積成型技術(shù)就是將材料用高溫熔化成液態(tài)，然后通過噴嘴擠壓出一個個很小的球狀顆粒，這些顆粒在噴出后立即固化，通過這些顆粒在立體空間的排列組合形成所需的零件。熔融沉積成型技術(shù)的特點是使用、維護簡單，成本較低，速度快，一般復(fù)雜程度的原型僅需要幾個小時即可成型，且無污染，應(yīng)用也十分廣泛。立體光刻造型技術(shù)就是把液態(tài)的光固化性物質(zhì)(如液態(tài)光敏樹脂)通過打印機噴頭在托盤上形成一層極薄的液態(tài)高聚物涂層，此涂層然后被置于紫外線下進(jìn)行固化處理，之后托盤下降極小的距離，以供下一層堆疊上來，最終完成立體結(jié)構(gòu)的整體成型。立體光刻造型技術(shù)的優(yōu)點是精度較高，表面質(zhì)量好，能制造形狀特別復(fù)雜、精細(xì)的零件，但其需要設(shè)計支撐，可以選擇的材料種類也很有限，而且材料價格比較昂貴。
[0006]3D打印技術(shù)最突出的優(yōu)點是無需機械加工或模具，就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的物體，從而極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。目 前，3D打印技術(shù)在陶瓷產(chǎn)品制作領(lǐng)域方面的應(yīng)用比較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于，提供一種應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法，工藝簡單，生產(chǎn)效率高，成品率高，降低生產(chǎn)成本。
[0008]本發(fā)明提供一種應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法，包括如下步驟:
[0009]步驟I，提供粉末狀的原料，所述粉末狀的原料包括陶瓷主體粉末和粉末狀的粘合材料；
[0010]步驟2，提供一 3D打印機，將粉末狀的原料放置于3D打印機內(nèi)；
[0011]步驟3，使用計算機輔助設(shè)計軟件繪制陶瓷產(chǎn)品的三維立體結(jié)構(gòu)模型；
[0012]步驟4，啟動3D打印機，將所述陶瓷產(chǎn)品的三維立體結(jié)構(gòu)模型文件輸入到該3D打印機中，并使3D打印機開始打印；
[0013]步驟5，打印完成后，得到陶瓷坯體；
[0014]步驟6，將陶瓷坯體脫脂、排塑；
[0015]步驟7，低溫預(yù)燒結(jié)；
[0016]步驟8，高溫?zé)Y(jié)；
[0017]步驟9，冷卻，制得陶瓷產(chǎn)品。
[0018]所述步驟7中，所述低溫預(yù)燒結(jié)的溫度控制在1000°C?1200°C之間，且所述預(yù)燒
結(jié)在氧氣爐中燒結(jié)。
[0019]所述陶瓷主體粉末為陶瓷材料粉末和金屬粉末的混合物或者為陶瓷材料粉末。
[0020]所述粉末狀的粘合材料包括石蠟、微晶蠟、聚乙烯及聚丙烯。
[0021]所述原料的組成及含量如下,按重量份計:陶瓷主體粉末80-90份,石臘4-7份,微晶臘4-7份,聚乙烯2-4份，聚丙烯1-2份。
[0022]所述步驟6中，加熱陶瓷坯體到480°C _520°C，其中陶瓷坯體在溫度達(dá)到100°C之前脫脂，在溫度達(dá)到200°C之后排塑。
[0023]所述步驟8中，所述高溫?zé)Y(jié)的溫度控制在1450°C?1550°C之間。
[0024]所述3D打印機采用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)。
[0025]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的一種應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法，將3D打印技術(shù)應(yīng)用于陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)制作上，工藝簡單，生產(chǎn)效率高，成品率高，同時降低了生產(chǎn)成本。
[0026]為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明。
【具體實施方式】
[0027]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為實現(xiàn)預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明，相信本發(fā)明的目的、特征與特點，應(yīng)當(dāng)可由此得到深入且具體的了解。
[0028]本發(fā)明提供一種應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法，包括如下步驟:
[0029]步驟I，提供粉末狀的原料，所述粉末狀的原料包括陶瓷主體粉末和粉末狀的粘合材料。
[0030]根據(jù)需要對陶瓷主體粉末進(jìn)行選擇，若制備普通陶瓷產(chǎn)品，所述陶瓷主體粉末為陶瓷材料粉末，若制備金屬陶瓷產(chǎn)品，則所述陶瓷主體粉末為陶瓷材料粉末和金屬粉末的混合物。
[0031]所述粉末狀的粘合材料一般為常用的低熔點粘合材料，如塑料粉末、石蠟粉末等。
[0032]本實施例中所述粉末狀的粘合材料包括石蠟、微晶蠟、聚乙烯及聚丙烯。所述原料的組成及含量如下，按重量份計:陶瓷主體粉末80-90份，石蠟4-7份，微晶蠟4-7份，聚乙烯2-4份，聚丙烯1_2份。
[0033]步驟2，提供一 3D打印機，將粉末狀的原料放置于3D打印機內(nèi)。
[0034]所述3D打印機為現(xiàn)有的3D打印機，其所采用的打印技術(shù)可以為選擇性激光燒結(jié)技術(shù)。
[0035]步驟3，使用計算機輔助設(shè)計軟件繪制陶瓷產(chǎn)品的三維立體結(jié)構(gòu)模型。
[0036]所述的三維立體結(jié)構(gòu)模型可以在個人計算機上完成繪制后導(dǎo)入到3D打印機中，也可以是在3D打印機所配置的計算機上直接完成。
[0037]步驟4，啟動3D打印機，將所述陶瓷產(chǎn)品的三維立體結(jié)構(gòu)模型文件輸入到該3D打印機中，并使3D打印機開始打印。
[0038]步驟5，打印完成后，得到陶瓷坯體。
[0039]步驟6，將陶瓷坯體脫脂、排塑。
[0040]本實施例中，加熱陶瓷坯體到480°C -520°C進(jìn)行脫脂排塑，其中陶瓷坯體在溫度達(dá)到100°C之前脫脂，在溫度達(dá)到200°C之后排塑。脫脂主要排除石蠟和微晶蠟，而排塑則是排除聚乙烯和聚丙烯。
[0041]步驟7，低溫預(yù)燒結(jié)。
[0042]所述低溫預(yù)燒結(jié)的溫度控制在1000°C~1200°C之間，且所述預(yù)燒結(jié)在氧氣爐中
紅 口 ?
[0043]步驟8，高溫?zé)Y(jié)。
[0044]所述高溫?zé)Y(jié)的溫度控制在1450°C~1550°C之間。
[0045]步驟9，冷卻，制得陶瓷產(chǎn)品。
[0046]綜上所述，本發(fā)明的一種應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法，將3D打印技術(shù)應(yīng)用于陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)制作上，工藝簡單，生產(chǎn)效率高，成品率高，同時降低了生產(chǎn)成本。
[0047]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1，提供粉末狀的原料，所述粉末狀的原料包括陶瓷主體粉末和粉末狀的粘合材料； 步驟2，提供一 3D打印機，將粉末狀的原料放置于3D打印機內(nèi)； 步驟3，使用計算機輔助設(shè)計軟件繪制陶瓷產(chǎn)品的三維立體結(jié)構(gòu)模型； 步驟4，啟動3D打印機，將所述陶瓷產(chǎn)品的三維立體結(jié)構(gòu)模型文件輸入到該3D打印機中，并使3D打印機開始打??； 步驟5，打印完成后，得到陶瓷坯體； 步驟6，將陶瓷坯體脫脂、排塑； 步驟7，低溫預(yù)燒結(jié)； 步驟8，高溫?zé)Y(jié)； 步驟9，冷卻，制得陶瓷產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法，其特征在于，所述步驟7中，所述低溫預(yù)燒結(jié)的溫度控制在1000°C?1200°C之間，且所述預(yù)燒結(jié)在氧氣爐中燒結(jié)。
3.如權(quán)利要求1所述應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法，其特征在于，所述陶瓷主體粉末為陶瓷材料粉末和金屬粉末的混合物或者為陶瓷材料粉末。
4.如權(quán)利要求1所述應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法，其特征在于，所述粉末狀的粘合材料包括石蠟、微晶蠟、聚乙烯及聚丙烯。
5.如權(quán)利要求4所述應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法，其特征在于，所述原料的組成及含量如下，按重量份計:陶瓷主體粉末80-90份，石蠟4-7份，微晶蠟4-7份，聚乙烯2-4份，聚丙烯1-2份。
6.如權(quán)利要求1所述應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法，其特征在于，所述步驟6中，加熱陶瓷坯體到480°C -520°C，其中陶瓷坯體在溫度達(dá)到100°C之前脫脂，在溫度達(dá)到200°C之后排塑。
7.如權(quán)利要求1所述應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法，其特征在于，所述步驟8中，所述高溫?zé)Y(jié)的溫度控制在1450°C?1550°C之間。
8.如權(quán)利要求1所述應(yīng)用3D打印技術(shù)的陶瓷產(chǎn)品制作方法，其特征在于，所述3D打印機采用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)。
【文檔編號】B28B1/00GK103817767SQ201410096338
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】鄧湘凌 申請人:鄧湘凌