應用3d打印技術的陶瓷產品制作方法
【專利摘要】本發明提供一種應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法，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；步驟3，使用計算機輔助設計軟件繪制陶瓷產品的三維立體結構模型；步驟4，啟動3D打印機，將所述陶瓷產品的三維立體結構模型文件輸入到該3D打印機中，并使3D打印機開始打印；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，低溫預燒結；步驟8，高溫燒結；步驟9，冷卻，制得陶瓷產品。本發明將3D打印技術應用于陶瓷產品的生產制作上，工藝簡單，生產效率高，成品率高，同時降低了生產成本。
【專利說明】應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種陶瓷產品制作方法，尤其涉及一種應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法。
【背景技術】
[0002]我國陶瓷的發展歷史悠久，陶瓷文化已經成為漢族的傳統文化之一，陶瓷的應用也十分廣泛，除了在食器、裝飾的使用上，在科學、技術的發展中亦扮演重要角色。
[0003]現有技術的陶瓷產品制作工藝一般包括:步驟一、用水將陶瓷材料調和成泥漿狀；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，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品。這種方法的每一個工藝步驟操作都十分復雜，對工藝條件、工藝技術要求都十分嚴格，生產效率低下，且所生產的陶瓷產品成品率較低。
[0004]3D打印技術是指通過可以“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。3D打印機內裝有粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，與電腦連接后，其可根據電腦內的數字模型文件運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，將數字模型文件中的模型通過逐層打印的方式構造成真實的物體。
[0005]現常用的3D打印技術有:選擇性激光燒結技術(Selective Laser Sintering,SLS)、熔融沉積成型技術(Fused Deposition Manufacturing, FDM)及立體光刻造型技術(Stereolithography)等。選擇性激光燒結技術是采用激光有選擇地分層燒結固體粉末,并使燒結成型的固化層層層疊加生成所需形狀的零件。選擇性激光燒結技術最突出的優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的粉末材料都可以作為選擇性激光燒結技術的成型材料。目前，可成功進行選擇性激光燒結技術成型加工的材料有石蠟、高分子、金屬、陶瓷粉末和它們的復合粉末材料。由于選擇性激光燒結技術成型材料品種多、用料節省、成型件性能分布廣泛、適合多種用途以及選擇性激光燒結技術無需設計和制造復雜的支撐系統，所以選擇性激光燒結技術的應用越來越廣泛。熔融沉積成型技術就是將材料用高溫熔化成液態，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。熔融沉積成型技術的特點是使用、維護簡單，成本較低，速度快，一般復雜程度的原型僅需要幾個小時即可成型，且無污染，應用也十分廣泛。立體光刻造型技術就是把液態的光固化性物質(如液態光敏樹脂)通過打印機噴頭在托盤上形成一層極薄的液態高聚物涂層，此涂層然后被置于紫外線下進行固化處理，之后托盤下降極小的距離，以供下一層堆疊上來，最終完成立體結構的整體成型。立體光刻造型技術的優點是精度較高，表面質量好，能制造形狀特別復雜、精細的零件，但其需要設計支撐，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打印技術最突出的優點是無需機械加工或模具，就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的物體，從而極大地縮短產品的研制周期，提高生產率和降低生產成本。目 前，3D打印技術在陶瓷產品制作領域方面的應用比較少。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于，提供一種應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法，工藝簡單，生產效率高，成品率高，降低生產成本。
[0008]本發明提供一種應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法，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；
[0011]步驟3，使用計算機輔助設計軟件繪制陶瓷產品的三維立體結構模型；
[0012]步驟4，啟動3D打印機，將所述陶瓷產品的三維立體結構模型文件輸入到該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，低溫預燒結；
[0016]步驟8，高溫燒結；
[0017]步驟9，冷卻，制得陶瓷產品。
[0018]所述步驟7中，所述低溫預燒結的溫度控制在1000°C?1200°C之間，且所述預燒
結在氧氣爐中燒結。
[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到100°C之前脫脂，在溫度達到200°C之后排塑。
[0023]所述步驟8中，所述高溫燒結的溫度控制在1450°C?1550°C之間。
[0024]所述3D打印機采用選擇性激光燒結技術。
[0025]本發明的有益效果:本發明的一種應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法，將3D打印技術應用于陶瓷產品的生產制作上，工藝簡單，生產效率高，成品率高，同時降低了生產成本。
[0026]為了能更進一步了解本發明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明。
【具體實施方式】
[0027]為更進一步闡述本發明為實現預定目的所采取的技術手段及功效，請參閱以下有關本發明的詳細說明，相信本發明的目的、特征與特點，應當可由此得到深入且具體的了解。
[0028]本發明提供一種應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法，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]根據需要對陶瓷主體粉末進行選擇，若制備普通陶瓷產品，所述陶瓷主體粉末為陶瓷材料粉末，若制備金屬陶瓷產品，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。
[0034]所述3D打印機為現有的3D打印機，其所采用的打印技術可以為選擇性激光燒結技術。
[0035]步驟3，使用計算機輔助設計軟件繪制陶瓷產品的三維立體結構模型。
[0036]所述的三維立體結構模型可以在個人計算機上完成繪制后導入到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，將所述陶瓷產品的三維立體結構模型文件輸入到該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進行脫脂排塑，其中陶瓷坯體在溫度達到100°C之前脫脂，在溫度達到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，低溫預燒結。
[0042]所述低溫預燒結的溫度控制在1000°C~1200°C之間，且所述預燒結在氧氣爐中
紅 口 ?
[0043]步驟8，高溫燒結。
[0044]所述高溫燒結的溫度控制在1450°C~1550°C之間。
[0045]步驟9，冷卻，制得陶瓷產品。
[0046]綜上所述，本發明的一種應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法，將3D打印技術應用于陶瓷產品的生產制作上，工藝簡單，生產效率高，成品率高，同時降低了生產成本。
[0047]以上所述，僅為本發明的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發明權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法，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； 步驟3，使用計算機輔助設計軟件繪制陶瓷產品的三維立體結構模型； 步驟4，啟動3D打印機，將所述陶瓷產品的三維立體結構模型文件輸入到該3D打印機中，并使3D打印機開始打印； 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，低溫預燒結； 步驟8，高溫燒結； 步驟9，冷卻，制得陶瓷產品。
2.如權利要求1所述應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法，其特征在于，所述步驟7中，所述低溫預燒結的溫度控制在1000°C?1200°C之間，且所述預燒結在氧氣爐中燒結。
3.如權利要求1所述應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法，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.如權利要求1所述應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法，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.如權利要求4所述應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法，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.如權利要求1所述應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法，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到100°C之前脫脂，在溫度達到200°C之后排塑。
7.如權利要求1所述應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法，其特征在于，所述步驟8中，所述高溫燒結的溫度控制在1450°C?1550°C之間。
8.如權利要求1所述應用3D打印技術的陶瓷產品制作方法，其特征在于，所述3D打印機采用選擇性激光燒結技術。
【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 優先權日:2014年3月14日
【發明者】鄧湘凌 申請人:鄧湘凌