本发明专利技术公开了一种供氧浆料槽系统及陶瓷面曝光3D连续打印方法，所述的供氧浆料槽系统包括供氧装置、底板、连接管、透气薄膜及圆筒形结构的浆料槽；所述浆料槽的内壁上水平设有环形凸起，透气薄膜覆盖于环形凹槽的上表面，环形凸起的下表面设有环形凹槽，底板固定于浆料槽的底部，环形凹槽与底板围成了一个环形的密封结构，底板、环形凸起及透气薄膜围成了一个密封腔体；环形凸起的侧壁均匀开设有若干通孔，所述环形的密封结构与密封腔体之间通过所述通孔相连通，连接管的一端与供氧装置相连接，连接管的另一端穿过浆料槽的壁面及环形凹槽的侧面插入到所述环形的密封结构内。本发明专利技术可以有效的解决陶瓷素坯和底板的粘接问题，从而实现陶瓷的连续打印。
【技术实现步骤摘要】
一种供氧浆料槽系统及陶瓷面曝光3D连续打印方法
本专利技术属于光固化增材制造领域，涉及一种供氧浆料槽系统及陶瓷面曝光3D连续打印方法。
技术介绍
增材制造技术是采用材料逐渐累加的方法制造零件的技术，相对于传统的材料去除加工技术而言，这种技术主要用来加工比较复杂且精密的零件，近年来在航天航空、生物医学等诸多领域都得到了广泛的应用。光固化技术是增材制造技术中最早出现的快速制造工艺，光固化技术方面目前主要有逐点扫描式光固化(SLA)和面曝光固化(DLP)两种。SLA工艺应用较早，但其零件的制作成本、设备成本都非常昂贵，而且一般采用紫外激光器作为光源，这极大地提高了设备成本；同时受固化原理的限制，制造陶瓷素坏也出现了一系列的问题，例如成型精度差、易发生翘曲变形。随后基于数字光处理技术(DLP)的发展，面曝光技术越来越得到广泛关注。面曝光3D打印技术是近几年发展起来的制作小尺寸零件的整层曝光固化的方法，该技术使设备结构和工艺都更加简单，不但降低了成本，而且成型的零件变形小、成型速度更快，便于实现精细结构的打印；但面曝光技术也存在一些问题，例如成型零件与底部易粘接而破坏打印过程。目前国内外对于该技术还处于发展阶段，对这一问题的解决方案也不完善，并且也不能实现零件的连续打印。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种供氧浆料槽系统及陶瓷面曝光3D连续打印方法，该系统及打印方法可以有效的解决陶瓷素坯和底板的粘接问题。为达到上述目的，本专利技术所述的供氧浆料槽系统包括供氧装置、底板、连接管、透气薄膜及圆筒形结构的浆料槽；所述浆料槽的内壁上水平设有环形凸起，透气薄膜覆盖于环形凹槽的上表面，环形凸起的下表面设有环形凹槽，底板固定于浆料槽的底部，环形凹槽与底板围成了一个环形的密封结构，底板、环形凸起及透气薄膜围成了一个密封腔体；环形凸起的侧壁均匀开设有若干通孔，所述环形的密封结构与密封腔体之间通过所述通孔相连通，连接管的一端与供氧装置相连接，连接管的另一端穿过浆料槽的壁面及环形凹槽的侧面插入到所述环形的密封结构内。所述底板为透明结构，且底板的厚度为2-7mm。所述透气薄膜为热塑性聚氨酯防水透气膜，且透气薄膜的厚度为60-200μm，透气薄膜的透氧率大于等于0.05cm3/cm2.s.MPa。本专利技术所述的陶瓷面曝光3D连续打印方法包括以下步骤：1)制备溶液，其中，溶液中的溶剂为聚丙二醇，溶液中的溶质为光固化单体，再将制备好的溶液进行超声分散，然后再搅拌，使溶质完全溶解到溶剂中，得预混液；2)按质量百分数称取60％-80％的陶瓷粉末及20％-40％的预混液，并称取分散剂，其中，分散剂的质量为陶瓷粉末质量的1％-5％，再将分散剂及陶瓷粉末加入到预混液中，并进行球磨，使其均匀混合，然后再加入光引发剂，其中，光引发剂的质量为预混液质量的0.1％-2％，搅拌均匀，得陶瓷浆料；3)将步骤2)得到的陶瓷浆料加入到3D打印机中，并获取待制备陶瓷零件的三维模型数据，再将待制备陶瓷零件的三维模型数据导入到3D打印机中，并打开供氧装置，供氧装置输出的氧气经连接管进入到环形的密封结构中，再经各通孔进入到密封腔体内，然后再穿过透气薄膜排出，同时3D打印机根据所述待制备陶瓷零件的三维模型数据在所述透气薄膜的上表面进行3D打印，得陶瓷素坯，其中，3D打印过程中，氧气穿过透气薄膜在透气薄膜与陶瓷浆料之间形成一层气膜，然后再清洗所述陶瓷素坯，并去除陶瓷素坯表面的陶瓷浆料，最后再经冷冻干燥，得陶瓷零件。步骤1)中所述溶液中溶剂的质量占溶液质量的55％-75％；步骤1)中所述的光固化单体由聚乙二醇二丙烯酸酯及3,3-二甲基丙烯酸构成，其中，聚乙二醇二丙烯酸酯与3,3-二甲基丙烯酸的质量比为5:2-6:5。步骤1)中超声分散的时间为5-10min。步骤2)中将分散剂及陶瓷粉末加入到预混液中，并进行球磨的具体操作为：将分散剂及陶瓷粉末分批加入到预混液中，其中，每批加入完成后球磨30-60min。所述供氧装置输出的氧气的速率为0.5-3L/min。所述陶瓷粉末为β-TCP生物陶瓷粉末，陶瓷粉末的粒径为0.1-10μm。所述光引发剂为2，4，6，-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷。所述分散剂为聚丙烯酸钠或毕克-111。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的供氧浆料槽系统及陶瓷面曝光3D连续打印方法在使用时，通过供氧装置输出氧气，氧气穿过透气薄膜排出，当在透气薄膜的表面堆积陶瓷浆料时，氧气在陶瓷浆料的底部形成一个气膜，从而将陶瓷浆料与透气薄膜隔开，避免陶瓷浆料粘接到粘接底板上，可以实现连续打印，避免了传统面曝光设备中打印每层零件时与浆料槽底部分离的过程，使整个打印过程更加简单。另外，环形的密封结构与密封腔体之间通过若干通孔相连通，各通孔均匀分布，从而使密封腔体内各位置的气压均衡，确保在陶瓷浆料与透气薄膜之间形成气膜。进一步，所述光固化单体由聚乙二醇二丙烯酸酯及3,3-二甲基丙烯酸质量轻，能够较好的在在陶瓷浆料与透气薄膜之间形成气膜，有效解决陶瓷零件的粘接问题。另外，聚乙二醇二丙烯酸酯及3,3-二甲基丙烯酸的性质更加稳定，对紫外光更加敏感，固化性能更好，长时间使用而不变质。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。其中，1为供氧装置、2为浆料槽、3为透气薄膜、4为环形凹槽、5为通孔、6为底板。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参考图1，本专利技术所述的供氧浆料槽系统包括供氧装置1、底板6、连接管、透气薄膜3及圆筒形结构的浆料槽2；所述浆料槽2的内壁上水平设有环形凸起，透气薄膜3覆盖于环形凹槽4的上表面，环形凸起的下表面设有环形凹槽4，底板6固定于浆料槽2的底部，环形凹槽4与底板6围成了一个环形的密封结构，底板6、环形凸起及透气薄膜3围成了一个密封腔体；环形凸起的侧壁均匀开设有若干通孔5，所述环形的密封结构与密封腔体之间通过所述通孔5相连通，连接管的一端与供氧装置1相连接，连接管的另一端穿过浆料槽2的壁面及环形凹槽4的侧面插入到所述环形的密封结构内；底板6为透明结构，且底板6的厚度为2-7mm；透气薄膜3为热塑性聚氨酯防水透气膜，且透气薄膜3的厚度为60-200μm，透气薄膜3的透氧率大于等于0.05cm3/cm2.s.MPa。本专利技术所述的陶瓷面曝光3D连续打印方法包括以下步骤：1)制备溶液，其中，溶液中的溶剂为聚丙二醇，溶液中的溶质为光固化单体，再将制备好的溶液进行超声分散，然后再搅拌，使溶质完全溶解到溶剂中，得预混液；2)按质量百分数称取60％-80％的陶瓷粉末及20％-40％的预混液，并称取分散剂，其中，分散剂的质量为陶瓷粉末质量的1％-5％，再将分散剂及陶瓷粉末加入到预混液中，并进行球磨，使其均匀混合，然后再加入光引发剂，其中，光引发剂的质量为预混液质量的0.1％-2％，搅拌均匀，得陶瓷浆料；3)将步骤2)得到的陶瓷浆料加入到3D打印机中，并获取待制备陶瓷零件的三维模型数据，再将待制备陶瓷零件的三维模型数据导入到3D打印机中，并打开供氧装置1，供氧装置1输出的氧气经连接管进入到环形的密封结构中，再经各通孔5进入到密封腔体内，然后再穿过透气薄膜3排出，同时3D打印机根据所述待制备陶瓷零件的三维模型数据在所述透气薄膜3的上表面进行3D打印，得陶瓷素坯本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种供氧浆料槽系统，其特征在于，包括供氧装置(1)、底板(6)、连接管、透气薄膜(3)及圆筒形结构的浆料槽(2)；所述浆料槽(2)的内壁上水平设有环形凸起，透气薄膜(3)覆盖于环形凹槽(4)的上表面，环形凸起的下表面设有环形凹槽(4)，底板(6)固定于浆料槽(2)的底部，环形凹槽(4)与底板(6)围成了一个环形的密封结构，底板(6)、环形凸起及透气薄膜(3)围成了一个密封腔体；环形凸起的侧壁均匀开设有若干通孔(5)，所述环形的密封结构与密封腔体之间通过所述通孔(5)相连通，连接管的一端与供氧装置(1)相连接，连接管的另一端穿过浆料槽(2)的壁面及环形凹槽(4)的侧面插入到所述环形的密封结构内。
【技术特征摘要】
1.一种供氧浆料槽系统，其特征在于，包括供氧装置(1)、底板(6)、连接管、透气薄膜(3)及圆筒形结构的浆料槽(2)；所述浆料槽(2)的内壁上水平设有环形凸起，透气薄膜(3)覆盖于环形凹槽(4)的上表面，环形凸起的下表面设有环形凹槽(4)，底板(6)固定于浆料槽(2)的底部，环形凹槽(4)与底板(6)围成了一个环形的密封结构，底板(6)、环形凸起及透气薄膜(3)围成了一个密封腔体；环形凸起的侧壁均匀开设有若干通孔(5)，所述环形的密封结构与密封腔体之间通过所述通孔(5)相连通，连接管的一端与供氧装置(1)相连接，连接管的另一端穿过浆料槽(2)的壁面及环形凹槽(4)的侧面插入到所述环形的密封结构内。2.根据权利要求1所述的供氧浆料槽系统，其特征在于，所述底板(6)为透明结构，且底板(6)的厚度为2-7mm。3.根据权利要求1所述的供氧浆料槽系统，其特征在于，所述透气薄膜(3)为热塑性聚氨酯防水透气膜，且透气薄膜(3)的厚度为60-200μm，透气薄膜(3)的透氧率大于等于0.05cm3/cm2.s.MPa。4.一种陶瓷面曝光3D连续打印方法，其特征在于，基于权利要求1所述的供氧浆料槽系统，包括以下步骤：1)制备溶液，其中，溶液中的溶剂为聚丙二醇，溶液中的溶质为光固化单体，再将制备好的溶液进行超声分散，然后再搅拌，使溶质完全溶解到溶剂中，得预混液；2)按质量百分数称取60％-80％的陶瓷粉末及20％-40％的预混液，并称取分散剂，其中，分散剂的质量为陶瓷粉末质量的1％-5％，再将分散剂及陶瓷粉末加入到预混液中，并进行球磨，使其均匀混合，然后再加入光引发剂，其中，光引发剂的质量为预混液质量的0.1％-2％，搅拌均匀，得陶瓷浆料；3)将步骤2)得到的陶瓷浆料加入到3D打印机...
【专利技术属性】
技术研发人员：连芩，杨飞，武向权，李涤尘，靳忠民，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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