一种陶瓷3D打印方法技术

本发明专利技术提供了一种陶瓷3D打印方法，包括如下步骤：(a)建立待制造的陶瓷的三维模型，导入3D打印设备；(b)将陶瓷原料加水研磨，制成陶瓷浆料；(c)铺设一层所述陶瓷浆料，3D打印设备在铺设的所述陶瓷浆料上按照喷射程序喷射保水剂，之后再次铺设一层所述陶瓷浆料，3D打印设备再次在铺设的所述陶瓷浆料上按照喷射程序喷射保水剂，重复上述铺设陶瓷浆料和喷射保水剂的步骤，层层铺叠，获得陶瓷打印件；(d)待步骤(c)的陶瓷打印件固化成型后，剥离保水剂，获得陶瓷坯体；(e)将步骤(d)的陶瓷坯体依次进行干燥、浸釉和烧结处理，获得陶瓷成品。本发明专利技术具有适用性好、产品结构致密、对环境无害、生产成本低廉和产品多样化的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷3D打印方法
本专利技术涉及3D打印
，具体涉及一种陶瓷3D打印方法。
技术介绍
3D打印(threedimensionalprinting)，又称增材制造、增量制造或添加制造，是一种快速成型技术，具有制作周期短、可打印复杂结构、一体化制造、个性化产品成本低等优点，在工业、医学、航天航空等领域具有广阔的应用前景。陶瓷相比于传统陶瓷洁具的生产过程，3D打印陶瓷洁具这种方法成型时间和烧成时间大大缩短，陶瓷洁具成型更加容易，成型也可以更加复杂和丰富，只需在电脑上设计模型进行打印而无需花大量时间制作模具。3D打印技术目前在有机材料和金属材料中应用已初见规模，但在陶瓷材料领域的应用还较少。应用于陶瓷3D打印的技术有陶泥挤出法、光固化成型法和立体喷墨打印法。陶泥挤出法目前用于制备传统日用陶瓷如杯子、花瓶等，该方法制备的陶瓷材料性能较好，但由于陶泥挤出头内径一般为0.4mm～4mm，产品表面容易出现起伏条纹，因而对陶瓷浆料的要求高，常规的陶瓷配方不适用，需要作出大量的调整，适用性差。光固化成型法目前主要用于特种陶瓷如氧化铝、氧化锆和生物陶瓷等材料的打印，是目前打印陶瓷材料致密度最好的一种3D打印方法，成型精度高，但成型中使用光敏树脂，一来成本高，二来陶瓷烧结时分解放出有害气体不利于环保。立体喷墨打印法目前用于无机材料的有石膏和覆膜砂制品，该方法无需支撑，多喷头多通道设计可以实现多种材料的打印，是实现结构功能一体化的最佳方法，但该方法要求陶瓷浆料的含固率低，产品的致密度比较低，孔隙率高，陶瓷的结构力学性能较难满足，制得的陶瓷产品单一。如何专利技术一种适用性好、产品结构致密、对环境无害、生产成本低廉和产品多样化的陶瓷3D打印方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的不足之处，提供一种陶瓷3D打印方法，具有适用性好、产品结构致密、对环境无害、生产成本低廉和产品多样化的特点。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种陶瓷3D打印方法，包括如下步骤：(a)建立待制造的陶瓷的三维模型，获得保水剂喷射程序并导入3D打印设备；(b)将陶瓷原料加水研磨，制成陶瓷浆料；(c)铺设一层所述陶瓷浆料，3D打印设备在铺设的所述陶瓷浆料上按照喷射程序喷射保水剂，之后再次铺设一层所述陶瓷浆料，3D打印设备再次在铺设的所述陶瓷浆料上按照喷射程序喷射保水剂，重复上述铺设陶瓷浆料和喷射保水剂的步骤，层层铺叠，获得陶瓷打印件；(d)待步骤(c)的陶瓷打印件固化成型后，剥离保水剂，获得陶瓷坯体；(e)将步骤(d)的陶瓷坯体依次进行干燥、浸釉和烧结处理，获得陶瓷成品。优选的，所述步骤(c)中3D打印设备运行之前，将保水剂加入3D打印设备中，所述保水剂用于对陶瓷浆料进行脱水和粘结，所述保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵、淀粉接枝丙烯酸盐的其中一种或多种组合的粉剂。优选的，所述保水剂的粒径为100～200目，所述保水剂的喷射量为待脱水的陶瓷浆料质量百分比的1％～10％。优选的，所述步骤(c)中所述陶瓷浆料由送料装置排出，用滑块将所述陶瓷浆料推送至成型装置并使陶瓷浆料在成型装置内铺平，所述滑块为刮板或铺料辊。优选的，所述步骤(c)中一层所述陶瓷浆料的铺设厚度为1mm～10mm。优选的，所述3D打印设备设有喷头，所述喷头用以喷出所述保水剂，喷射保水剂时所述喷头距离所述陶瓷浆料的距离为0.5cm～5cm。优选的，所述步骤(c)中，保水剂被喷射到一层陶瓷浆料中后，在陶瓷浆料中形成紧连的保水剂区域和模型区域，所述保水剂区域由保水剂喷射在陶瓷浆料形成，所述模型区域通过保水剂吸收陶瓷浆料中的水分后形成；在步骤(d)中，模型区域固化成型为陶瓷打印件。优选的，所述步骤(b)为将陶瓷原料与水混合，进行球磨处理，过60目筛，搅拌混匀，制成陶瓷浆料。优选的，所述步骤(e)的烧结温度为1200℃，烧结周期为2h。优选的，所述步骤(b)的陶瓷浆料的含固率为25vol％～80vol％。本专利技术的有益效果是：(1)使用上述的保水剂的陶瓷3D打印方法，对陶瓷浆料的要求低，传统注浆成型方法制备浆料都适用，原有陶瓷浆料配方无需做较大调整，可应用于各类日用陶瓷和卫生洁具陶瓷生产厂家产品的无模成型，适用广泛；(2)由于本专利技术中3D打印设备喷射的是保水剂，可使用含固率高的陶瓷浆料，大大降低陶瓷浆料产生的气泡量，免除了陶瓷浆料制备过程中除气泡的工序，提高生产效率，同时生产获得的陶瓷成品气泡率低，提高了陶瓷成品的密度、硬度和强度；(3)本专利技术使用的保水剂是具有良好的吸水性能的制剂，对环境的污染小，制剂来源广泛，价格低廉，能起到固化陶瓷浆料的作用，替代光敏树脂作为固化剂；(4)保水剂可直接从陶瓷打印件的表面剥离出来，获得的陶瓷坯体可进行常规的后续加工程序，避免了现有的陶瓷3D打印由于使用粘结剂而必须进行的排胶工序，提高生产效率、节约成本；(5)通过控制3D打印设备的喷射程序，可控制陶瓷浆料的固化厚度和固化位置，进而控制陶瓷打印件的模型区域，使得该陶瓷的生产能适应各种各样的陶瓷件的生产需要，制得的产品多样。附图说明图1是本专利技术的陶瓷3D打印的原理图；图2是本专利技术的陶瓷3D打印面的示意图。其中：3D打印设备1；保水剂2；保水剂区域3；陶瓷浆料4；模型区域5；喷头6；送料缸7；滑块8；成型装置9。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。本专利技术提供一种陶瓷3D打印方法，如图1、图2所示，包括如下步骤：(a)建立待制造的陶瓷的三维模型，获得保水剂喷射程序并导入3D打印设备1；(b)将陶瓷原料加水研磨，制成陶瓷浆料4；(c)铺设一层陶瓷浆料4，3D打印设备1在铺设的陶瓷浆料4上按照喷射程序喷射保水剂2，之后再次铺设一层陶瓷浆料，3D打印设备1再次在铺设的陶瓷浆料4上按照喷射程序喷射保水剂2，重复上述铺设陶瓷浆料4和喷射保水剂2的步骤，层层铺叠，获得陶瓷打印件；(d)待步骤(c)的陶瓷打印件固化成型后，剥离保水剂2，获得陶瓷坯体；(e)将步骤(d)的陶瓷坯体依次进行干燥、浸釉和烧结处理，获得陶瓷成品。本专利技术首次在陶瓷3D打印的方法上使用保水剂2，保水剂2具有良好的吸水性能，利用3D打印设备1在制成的陶瓷浆料4上按照预先设好的扫描路径喷射保水剂2，陶瓷浆料4与保水剂2接触，水分被脱去，每层陶瓷浆料4都在预先设置的位置上喷射保水剂2，保水剂2促使一层层的陶瓷浆料4粘结成一个整体，可自然固化成形成具有一定强度的陶瓷打印件。同时由于3D打印设备1可以实现喷射点的精准定位，一层层涂布的陶瓷浆料4受到了保水剂2的固化作用，粘结后的陶瓷浆料4与保水剂2接触的一侧是一个连续过度的面，保水剂2作用完毕后，可直接从陶瓷打印件的表面剥离出来，获得的陶瓷坯体可进行常规的后续加工程序。使用上述的保水剂2的陶瓷3D打印方法，对陶瓷浆料4的要求低，传统注浆成型方法制备浆料都适用，原有陶瓷浆料4配方无需做较大调整，可应用于各类日用陶瓷和卫生洁具陶瓷生产厂家产品的无模成型，适用广泛，解决了现有的陶瓷3D打印技术对陶瓷浆料4要求高而导致的适用性差的问题。由于本专利技术中3D打印设备1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷3D打印方法，其特征在于：包括如下步骤：(a)建立待制造的陶瓷的三维模型，获得保水剂喷射程序并导入3D打印设备；(b)将陶瓷原料加水研磨，制成陶瓷浆料；(c)铺设一层所述陶瓷浆料，3D打印设备在铺设的所述陶瓷浆料上按照喷射程序喷射保水剂，之后再次铺设一层所述陶瓷浆料，3D打印设备再次在铺设的所述陶瓷浆料上按照喷射程序喷射保水剂，重复上述铺设陶瓷浆料和喷射保水剂的步骤，层层铺叠，获得陶瓷打印件；(d)待步骤(c)的陶瓷打印件固化成型后，剥离保水剂，获得陶瓷坯体；(e)将步骤(d)的陶瓷坯体依次进行干燥、浸釉和烧结处理，获得陶瓷成品。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷3D打印方法，其特征在于：包括如下步骤：(a)建立待制造的陶瓷的三维模型，获得保水剂喷射程序并导入3D打印设备；(b)将陶瓷原料加水研磨，制成陶瓷浆料；(c)铺设一层所述陶瓷浆料，3D打印设备在铺设的所述陶瓷浆料上按照喷射程序喷射保水剂，之后再次铺设一层所述陶瓷浆料，3D打印设备再次在铺设的所述陶瓷浆料上按照喷射程序喷射保水剂，重复上述铺设陶瓷浆料和喷射保水剂的步骤，层层铺叠，获得陶瓷打印件；(d)待步骤(c)的陶瓷打印件固化成型后，剥离保水剂，获得陶瓷坯体；(e)将步骤(d)的陶瓷坯体依次进行干燥、浸釉和烧结处理，获得陶瓷成品。2.根据权利要求1所述的陶瓷3D打印方法，其特征在于：所述步骤(c)中3D打印设备运行之前，将保水剂加入3D打印设备中，所述保水剂用于对陶瓷浆料进行脱水和粘结，所述保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵、淀粉接枝丙烯酸盐的其中一种或多种组合的粉剂。3.根据权利要求2所述的陶瓷3D打印方法，其特征在于：所述保水剂的粒径为100～200目，所述保水剂的喷射量为待脱水的陶瓷浆料质量百分比的1％～10％。4.根据权利要求1所述的陶瓷3D打印方法，其特征在于：所述步骤(c)中所述陶瓷浆...

【专利技术属性】
技术研发人员：周梅，黄习旋，曾德朝，钟保民，
申请(专利权)人：佛山市东鹏陶瓷有限公司，广东东鹏控股股份有限公司，佛山东鹏洁具股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44