專利名稱：一種計算機(jī)設(shè)計的陶瓷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計算機(jī)輔助無模成型陶瓷部件坯體的工藝，屬于陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
計算機(jī)輔助無模成型是近年來發(fā)展起來的一項陶瓷成型技術(shù)。它突破了傳統(tǒng)成型思想的限制，是一項基于“生長型”的成型方法。它的成型過程是先由CAD軟件設(shè)計出所需零件的計算機(jī)三維實體模型，即電子模型；然后按工藝要求將其以一定厚度分解成一系列“二維”截面，即把原來的三維電子模型變成二維平面信息。再將分層后的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理，加入加工參數(shù)，生成數(shù)控代碼，在計算機(jī)控制下，外圍加工設(shè)備以平面方式有順序地連續(xù)加工出每個薄層并疊加形成三維部件。顯然在整個加工過程中，這種技術(shù)采用材料添加的方式自動完成由CAD模型到物理模型的轉(zhuǎn)換，無需任何專業(yè)工具或制造專門的模具即可完成制作過程，快速地制造出產(chǎn)品零件或原型，以進(jìn)行實驗、評估、生產(chǎn)直至投入市場，因而可以提高生產(chǎn)的自動化程度，縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。
目前已有幾種計算機(jī)輔助無模成型技術(shù)應(yīng)用于陶瓷部件的制備，但適于高性能陶瓷部件的成型技術(shù)并沒有得到良好的發(fā)展。例如現(xiàn)有技術(shù)中熔融沉積、分層實體制造、立體光刻等技術(shù)成型的坯體中含有較多的有機(jī)物，因此導(dǎo)致燒結(jié)困難，周期長；而激光選區(qū)燒結(jié)和三維打印等技術(shù)利用粉料一層一層堆積而成。由于受粉料堆積密度的限制，成型的坯體密度較低，需要特殊的燒結(jié)手段才能得到高密度的陶瓷部件，因此導(dǎo)致燒結(jié)工藝復(fù)雜，增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種坯體有機(jī)物含量低、密度高，燒結(jié)工藝簡單的計算機(jī)輔助無模成型陶瓷部件坯體的工藝方法。
本發(fā)明提出的一種計算機(jī)輔助無模成型陶瓷部件坯體的方法，其特征在于該方法依次包括以下步驟(1)海藻酸鈉與水混合溶解制成濃度為1～3Wt％的溶液；(2)將上述溶液與陶瓷粉料，分散劑混合，制備出固相含量大于50VOI％，且具有一定流動性的漿料分散劑用量占陶瓷粉料重量的0.5～2.0％；(3)將配置好的漿料球磨混合24～80小時，然后在室溫下除泡；
(4)除泡后的漿料以一定的厚度置于成型工作平臺上，在計算機(jī)指令下按照部件的CAD模型有選擇的在漿料上滴入凝膠劑，引發(fā)漿料局部凝膠；(5)述已經(jīng)凝膠的漿料層上鋪上一層新的漿料(6)重復(fù)上述步驟(4)和(5)，直到整個陶瓷部件坯體建造完成門將上述坯體從成型工作平臺上取出，并放在去離子水中清洗掉附著在坯體上的殘余漿料，然后將坯體放在室溫下干燥24～80小時；(8)將成型的陶瓷坯體，在1000℃-2000℃下燒結(jié)0.5～5h得到成品。
上述工藝方法中，所用的分散劑為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸銨、檸檬酸銨、四甲基氫氧化銨中的任何一種。
上述工藝方法中，所用的凝膠劑為氯化鈣、氯化銅、氯化鋇中的任何一種。
上述工藝方法中，步驟(3)球磨混合漿料可在室溫下抽真空或振動除泡。
使用證明它可達(dá)到預(yù)期目的。
具體實施方式
實施例1250毫升水中加入3克海藻酸鈉攪拌溶解制成溶液，然后加入1000克氧化鋁粉和5克聚丙烯酸分散劑，混合球磨24小時制得陶瓷漿料去離子水100克，氯化鈣5克，配制成凝膠劑；將上述的凝膠劑注入工作平臺上方的噴頭中，按照計算機(jī)的指令，選擇性的將凝膠劑噴到上述的陶瓷漿料中，局部引發(fā)漿料的凝膠，通過層層疊加的方式得到外徑50mm，內(nèi)徑30mm，高20mm的圓環(huán)，室溫下干燥60小時后，在1550℃燒結(jié)2h得到陶瓷部件。
實施例2300毫升水中加人3克海藻酸鈉攪拌溶解制成溶液，然后加入1000克碳化硅粉和10克四甲基氫氧化銨分散劑，混合球磨48小時制得陶瓷漿料；去離子水100克，氯化鋇15克，配制成凝膠劑；將上述的凝膠劑注入工作平臺上方的噴頭中，按照計算機(jī)的指令，選擇性的將凝膠劑噴到上述的陶瓷漿料中，局部引發(fā)漿料的凝膠，通過層層疊加的方式得到30mm×20mm×10mm的陶瓷塊體，室溫下干燥48小時后在1850℃燒結(jié)1h得到陶瓷塊體。
實施例3300毫升水中加入3克海藻酸鈉攪拌溶解制成溶液，然后加入1000克氮化硅粉和10克四甲基氫氧化被分散劑，混合球磨36小時制得陶瓷漿料；去離子水100克，氯化鈣5克，配制成凝膠劑；將上述的凝膠劑注入工作平臺上方的噴頭中，按照計算機(jī)的指令，選擇性的將凝膠劑噴到上述的陶瓷漿料中，局部引發(fā)漿料的凝膠，通過層層疊加的方式得到直徑為50mm，高20mm的圓柱，室溫下干燥后48小時后在1800℃燒結(jié)1h得到陶瓷部件。
權(quán)利要求
1.一種計算機(jī)輔助無模成型陶瓷部件坯體的工藝，其特征在于該工藝依次包括以下步驟(1)海藻酸鈉與水混合溶解制成濃度為1～3Wt％的溶液；(2)將上述溶液與陶瓷粉料、分散劑混合，制備出固相含量大于0.5-2.0％，且具有一定流動性的漿料；分散劑用量占陶瓷粉料重量的0.5～2.0％；(3)將配置好的漿料球磨混合24～80小時，然后在室溫下除泡；(4)除泡后的漿料以一定的厚度置于成型工作平臺上，在計算機(jī)指令下按照部件的CAD模型有選擇的在漿料上滴人凝膠劑，弓沒漿料局部凝膠；(5)在上述已經(jīng)凝膠的漿料層上鋪上一層新的漿料；(6)重復(fù)上述步驟(4)和(5)，直到整個陶瓷部件坯體建造完成；(7)將上述坯體從成型工作平臺上取出，并放在去離子水中清洗掉附著在坯體上的殘余漿料，然后將坯體放在室溫下干燥24～80小時；(8)將成型的陶瓷坯體，在1000-2000℃下燒結(jié)0.5～5h得到成品。
2.按照權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述的分散劑為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸銨、檸檬酸銨、四甲基氫氧化銨中的任何一種。
3.按照權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述的凝膠劑為氯化鈣、氯化銅、氯化鋇中的任何一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種計算機(jī)輔助無模成型陶瓷部件坯體的工藝，屬于陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的目的在于提供一種坯體有機(jī)物含量低、密度高，燒結(jié)工藝簡單的計算機(jī)輔助無模成型陶瓷部件坯體的工藝方法。本工藝方法中，所用的分散劑為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸銨、檸檬酸銨、四甲基氫氧化銨中的任何一種。本工藝方法中，所用的凝膠劑為氯化鈣、氯化銅、氯化鋇中的任何一種。本工藝方法中，步驟球磨混合漿料可在室溫下抽真空或振動除泡。
文檔編號B28B11/22GK1919795SQ20051004442
公開日2007年2月28日 申請日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者宓星朋 申請人:宓星朋