【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及增材制造，特别涉及一种增材制造工艺方法。
技术介绍
1、氧化锆陶瓷具有高强度，高硬度，韧性好，耐腐蚀等优良性能，被广泛应用到各个领域。由于氧化锆具有较高的折射率，如果制成多彩的半透明的多晶氧化锆材料，可以像天然宝石一样。随着人们对装饰品的需求不断提高，彩色氧化锆陶瓷以其优异的机械性能、鲜艳的颜色，金属光泽和无过敏作用等特点，成为高档装饰的新材料。但目前生产的彩色氧化锆陶瓷色彩较为单调，多为黑色和白色，因此彩色氧化锆陶瓷的研发具有广阔的市场前景。
2、增材制造技术，也称为3d打印，是一种快速成型的制造方法，基于离散-堆积原理，由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术。目前该技术正在应用到航空航天、生物医疗等多个领域。采用增材制造技术成型氧化锆陶瓷能够有效克服陶瓷成型难度大等问题。
3、目前，在氧化锆3d打印成型方法中，主要使用的是光固化3d打印技术，而彩色氧化锆粉体的折射率和吸光度较高，粉体会和光固化树脂争夺紫外光，使彩色氧化锆光固化浆料难以固化，导致彩色氧化锆光固化成型困难，且通过粉末处理或者其他方式促使光固化打印成型，生坯中树脂含量高，脱脂压力大，很容易产生裂纹，因而光固化3d打印技术的整体过程比较困难，成本高，效率低，产品合格率低，无法打印大尺寸壁厚较厚的产品。现有的3d打印技术中的粘结剂喷射增材制造(binder jetting additive manufacturing，简称bjam)技术是一种常见的3d打印技术，该技术基于粉末床工艺，通过喷墨打印头逐层喷射粘结剂选区沉积在粉末床上
技术实现思路
1、有鉴于以上彩色氧化锆制品生产制造过程中效率低、合格率低、表面质量差、生产成本高的问题，提出一种彩色氧化锆制品的制备方法，实现了彩色氧化锆制品的高效、高质量生产。
2、本专利技术旨在将粘结剂喷射增材制造技术应用到彩色氧化锆的生产制造中，以期解决彩色氧化锆制品的现有技术问题。
3、一种彩色氧化锆制品的制备方法，包括，
4、1)彩色氧化锆粉料的制备：
5、彩色氧化锆粉料包括90％-95％重量份的彩色氧化锆粉末、5％-10％的烧结助剂，且所述彩色氧化锆粉末、所述烧结助剂的目数为2μm-100μm；
6、在上述配料中加入溶剂，使混合的两种粉末充分混合均匀，并形成粉末悬浊液；
7、对所述粉末悬浊液球磨4h-10h；
8、将球磨后的粉末悬浊液烘干，也即剔除所述溶剂，形成彩色氧化锆初料；
9、对所述彩色氧化锆初料进行破碎筛分，可以得到不同颜色、不同粒度的彩色氧化锆粉料，且所述彩色氧化锆粉料为单色粉料。
10、2)彩色氧化锆制品生坯的制备：
11、将所述彩色氧化锆粉料加入增材制造设备中，所述增材制造设备依据设定的参数在作业空间中铺设所述彩色氧化锆粉料，铺设所述彩色氧化锆粉料的具体参数包括铺设层厚为30-120μm、铺设速度为40-300mm/s、堆粉速度为3-20mm/s、压实辊的转速为100-500r/min。
12、3)彩色氧化锆制品生坯的烧结：
13、将彩色氧化锆制品生坯置于烧结炉内；
14、按照0.5℃/min-10℃/min的升温速率将所述烧结炉内的温度升温至420℃-600℃，在420℃-600℃温度段内保温1h-5h；
15、或者，按照2℃/min-10℃/min的升温速率将所述烧结炉内的温度升温至1300℃-1400℃，在1300℃-1400℃温度段内保温0.5h-2h；
16、按照1℃/min-5℃/min的升温速率将所述烧结炉内的温度升温至1500℃-1900℃，在1500℃-1900℃温度段内保温1h-6h。
17、进一步地，所述烧结助剂可以是氧化钇或者氧化镁粉末中一种或者按比例配置的两种，用以起到帮助彩色氧化锆制品的烧结和稳定彩色氧化锆的性能的作用。
18、进一步地，所述彩色氧化锆制品的制备步骤还包括，粘结剂的喷射，通过在铺设的彩色氧化锆粉料层面上喷射粘结剂，实现对彩色氧化锆粉料的粘结和后续的烧结；所述粘结剂用以固化所述彩色氧化锆粉料，所述粘结剂在每件制品中的重量份占比为6％-20％，此重量份的粘结剂是满足彩色氧化锆工艺制品的强度需求的，实现了粘结剂量的最小化，也实现了最优的固化效果。
19、更进一步地，所述粘结剂为无机粘结剂，通过采用无机粘结剂使得所述彩色氧化锆制品的制备方法省略了脱脂步骤，避免了制品由于脱脂造成的开裂问题。具体地，所述无机粘结剂可以为磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、硫酸盐与金属氧化物等。
20、更进一步地，在生产制作彩色氧化锆工艺制品时，鉴于工艺制品的质量和特性需求，所述粘结剂在整个制品中占比较少，所述粘结剂还可以为有机粘结剂，在烧结时少量的有机粘结剂产生的气体不影响制品的烧结，由于有机粘结剂而产生气体也很少，不会造成制品生坯在脱脂工序中的脱脂开裂问题。具体地，所述有机粘结剂可以为聚乙二醇、不饱和聚酯、聚乙烯醇、呋喃树脂、酚醛树脂等。
21、进一步地，所述彩色氧化锆制品的制备方法，还包括，彩色氧化锆制品生坯的干燥固化，具体为：
22、将所述彩色氧化锆制品生坯从作业空间中取出；
23、将所述彩色氧化锆制品生坯至于鼓风干燥箱中进行干燥固化。
24、更进一步地，所述彩色氧化锆制品的制备方法，还包括，彩色氧化锆制品生坯的清理，具体为：将干燥固化后的所述彩色氧化锆制品生坯表面未固化的粉料清除、清理，保证所述彩色氧化锆制品生坯表面干净、无尘，以确保后续烧结的表面质量。
25、进一步地，所述彩色氧化锆制品生坯烧结步骤还包括，彩色氧化锆制品的冷却，具体地，使烧结后的彩色氧化锆制品在烧结炉中随炉冷却。
26、作为本技术方案的一种优化，为了能够得到混色的彩色氧化锆粉料，具体方法为：
27、选择配置完成的单色所述彩色氧化锆粉料中的任意两种或者两种以上，按照10％-90％的重量比配置为混色氧化锆粉料；
28、若将所述混色氧化锆粉料分段配送到增材制造设备的铺料装置中，则可得到颜色交替的彩色氧化锆制品；
29、若将所述混色氧化锆粉料轻度搅拌混合，再配送到增材制造设备的铺料装置中，则可得到不同色块混搭的彩色氧化锆制品；
30、若将混色氧化锆粉料充分搅拌混合，再配送到增材制造设备的铺料装置中，则可得到均匀的杂色点彩色氧化锆制品。
31、本专利技术技术方案的有益效果：通过将粘结剂喷射打印技术应用到彩色氧化锆制品的制备中，实现了彩色氧化锆制品的高效、高质量制备，且降低了制备成本，提高了成型效率。
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1.一种彩色氧化锆制品的制备方法，其特征在于，包括，
2.如权利要求1所述的彩色氧化锆制品的制备方法，其特征在于，所述烧结助剂可以是氧化钇或者氧化镁粉末中一种或者按比例配置的两种。
3.如权利要求1所述的彩色氧化锆制品的制备方法，其特征在于，所述彩色氧化锆制品的制备步骤还包括，粘结剂的喷射，具体为：
4.如权利要求3所述的彩色氧化锆制品的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为无机粘结剂，通过采用无机粘结剂使得所述彩色氧化锆制品的制备方法省略了脱脂步骤。
5.如权利要求3所述的彩色氧化锆制品的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为有机粘结剂，在烧结时少量的有机粘结剂产生的气体不影响制品的烧结。
6.如权利要求1所述的彩色氧化锆制品的制备方法，其特征在于，还包括彩色氧化锆制品生坯的干燥固化，具体为，
7.如权利要求6所述的彩色氧化锆制品的制备方法，其特征在于，还包括，彩色氧化锆制品生坯的清理，具体为，
8.如权利要求1所述的彩色氧化锆制品的制备方法，其特征在于，所述彩色氧化锆制品生坯烧结步骤还包括，彩色氧化锆
9.如权利要求1所述的彩色氧化锆制品的制备方法，其特征在于，所述混色氧化锆粉料的制备方法为，
10.如权利要求9所述的彩色氧化锆制品的制备方法，其特征在于，所述混色氧化锆粉料的具体配置过程为：
...【技术特征摘要】
1.一种彩色氧化锆制品的制备方法，其特征在于，包括，
2.如权利要求1所述的彩色氧化锆制品的制备方法，其特征在于，所述烧结助剂可以是氧化钇或者氧化镁粉末中一种或者按比例配置的两种。
3.如权利要求1所述的彩色氧化锆制品的制备方法，其特征在于，所述彩色氧化锆制品的制备步骤还包括，粘结剂的喷射，具体为：
4.如权利要求3所述的彩色氧化锆制品的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为无机粘结剂，通过采用无机粘结剂使得所述彩色氧化锆制品的制备方法省略了脱脂步骤。
5.如权利要求3所述的彩色氧化锆制品的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为有机粘结剂，在烧结时少量的有机粘结剂产生的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，曹继伟，刘于青，张芸芸，何玉玉，罗凯，剡秀秀，
申请(专利权)人：共享智能装备安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：
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