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光固化陶瓷树脂你了解多少?
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陶瓷光固化体系浆料一般由陶瓷粉体、光固化单体、光引发剂、分散剂、稀释剂等组成,由于微纳米陶瓷粉体的加入,使得陶瓷浆料的打印比普通树脂更加困难。陶瓷粉体的加入不仅使陶瓷浆料的粘度增加造成打印过程困难,也容易引起缺陷,同时陶瓷颗粒会对光产生散射作用,引起打印精度降低。因此陶瓷浆料的制备特性和光固化成型特性成为目前研究的热点。
关于一种光固化3D打印改性陶瓷型芯及其制备方法,其中,所述制备方法,包括如下步骤:将强化剂、矿化剂、液相添加剂、光固化树脂预混液配制成光固化3D打印陶瓷型芯浆料;通过光固化3D打印设备对光固化3D打印陶瓷型芯浆料进行光固化处理,得到光固化3D打印陶瓷素坯;对光固化3D打印陶瓷型芯素坯进行脱脂、烧结处理,得到光固化3D打印陶瓷型芯本体;至少部分液相添加剂在脱脂、烧结处理步骤中转化成晶态氧化物陶瓷、非晶态氧化物陶瓷及非晶态非氧化物陶瓷;对光固化3D打印陶瓷型芯本体进行浸渍处理、后处理,得到光固化3D打印改性陶瓷型芯。能减少陶瓷型芯的微裂纹,提高陶瓷型芯的强度。
采用高固含量Al2O3陶瓷膏体为原料,使用陶瓷光刻3D打印装备打印设备获得雷达天线罩模拟件。等将高陶瓷产率的聚硅氮烷和丙烯酸树脂混合,并采用光固化工艺进行成型经烧结后制备获得了长方体、蜂窝结构和晶格结构的氮化硅陶瓷。等采用氮化硅和二氧化硅混合的陶瓷浆料作为原料,采用光固化工艺制备了氮化硅/氧化硅复相陶瓷。
光固化复合树脂为预聚体、树脂单体组成,拥有活性官能团,在紫外线的照射下,会在光敏剂的诱导下形成聚合反应,产生不溶涂膜;树脂在受到光照后,在较短的时间内会形成化学、物理方面的改变,形成交联固化低聚物,光固化复合树脂为低分子质量的感光性树脂,拥有光固化反应性基因,能在活性稀释剂、光引发剂等作用下,形成光固化涂料。
研究员和教授系统地总结了几种非氧化物陶瓷光固化浆料制备、光固化成型、有机物去除及烧结致密化研究。并对如何对光敏树脂组成进行调节、对陶瓷粉体进行改性的几种方法进行分析与讨论,针对性地提出创新方案来改善非氧化物陶瓷的浆料性能、光固化打印优化和致密化缺陷修复及性能提升,以供增材制造陶瓷界学者共同提高,最终推动大尺寸、复杂结构的非氧化物陶瓷部件光固化增材制造高精度制备技术的进步。
等在1996年提出利用光固化成型制备陶瓷零件的工艺,分别研究了氧化硅、氧化铝和氮化硅三种陶瓷的光固化中的打印参数,制备了固含量为50vol.%的陶瓷浆料,使用定理分析了曝光时间与固化厚度的关系,并对比了不同陶瓷胚件经过脱脂与烧结后的陶瓷零件的致密度;为了提高成型尺寸精度,Xing等使用SLA光固化成型技术打印了氧化锆试样,测试了它们的表面质量、尺寸精度与机械强度。
是关于一种光固化3D打印多级孔陶瓷材料及其制备方法,其中,光固化3D打印多级孔陶瓷材料的制备方法包括如下步骤:将稀释剂与光敏树脂配制成初级打印树脂浆料;将陶瓷粉体、多级孔促进剂、表面活性剂配制成多级孔强化剂;多级孔促进剂包括反应性多级孔促进剂和非反应性多级孔促进剂;将初级打印树脂浆料、多级孔强化剂、弥散剂、固化剂、紫外光吸收调节剂进行混合搅拌,得到陶瓷浆料;采用光固化3D打印机对陶瓷浆料进行光固化成型处理,得到光固化成型素坯;对光固化成型素坯进行脱脂、烧结处理,得到多级孔陶瓷材料。主要用于制备出孔隙分布、孔径均可控、以及孔隙率高的多级孔陶瓷材料,且该制备方法的成本较低、工艺简单。
陶瓷光固化技术是将陶瓷粉末加入可光固化的溶液中,通过高速搅拌使陶瓷粉末在溶液中分散均匀,制备高固相含量、低粘度的陶瓷浆料,然后使陶瓷浆料在光固化成型机上直接逐层固化,累加得到陶瓷零件素坯,再通过后续的加热脱脂工艺,将坯体零件中作为粘接剂的有机成分通过高温排除,得到零件素坯后,进行烧结工艺,得到致密化的陶瓷零件。
陶瓷光固化3D打印技术的研究始于20世纪90年代,尽管与聚合物和金属材料相比,陶瓷光固化产业起步较晚,但发展迅速,国内外越来越多的研究者进行陶瓷光固化3D打印设备及材料的研究。不仅因为陶瓷材料的性能优异,应用前景广泛,也因为光固化陶瓷3D打印技术相比于其他陶瓷增材制造方法,打印精度更高,并且在制备复杂形状以及高精度大型零部件方面有很大的优势。
光固化复合树脂该材料拥有颜色持久、美容好、成本低、操作简单的特点,被广泛应用为口腔美容修复过程中常用的填充及修复材料,因此,在针对氟斑牙、牙体畸形或缺损等口腔疾病患者的治疗中,光固化复合树脂的应用,能达到良好的美容修复效果。
(注1)最近也出现了融合3大方法的技术。具体来说,虽然基础是FDM,但在树脂中加入光固化树脂,并在喷射后用光瞬间固化的光固化FDM技术已经逐步实现商业化了。
事实上,它就是一种基于激光的数字光固化成型技术。紫光或是紫外激光照射到光敏陶瓷浆料(光敏树脂、陶瓷粉末和其他添加剂混合而成),会在其局部或是表面的位置产生固化反应,其特征尺寸能够达到纳米和微米级。陶瓷浆料之所以会固化,全都是依赖于光敏树脂的活性自由基。在激光的照射下,短分子链的光敏树脂会形成长分子链,环绕陶瓷粉末形成网状物,将陶瓷粉末牢牢地包裹住。因而,陶瓷增材制造技术又称之为。我们都知道一粒一粒的沙子堆积,就能堆积出不同形状的沙堆。同样的原理,一层一层的光固化效应叠加就能够产生不同形状的物体,此时,我们管这个物体叫做陶瓷生胚(GreenBody)。
公开了一种下沉式DLP光固化技术3D打印制备氮化硅陶瓷的方法,该方法包括以下步骤:将氮化硅与氧化物助烧剂溶胶混合,得到助烧剂溶胶包覆氮化硅粉体,将助烧剂溶胶包覆氮化硅粉体、光固化树脂、光引发剂和分散剂混合,采用下沉式DLP光固化方法进行光固化3D打印,然后脱脂,再将氮化硅脱脂生坯置于纳米氮化硅分散液中浸渗处理,烧结即得。的方法可实现大尺寸和高性能氮化硅陶瓷打印制备和工业化生产,所制备得到的氮化硅陶瓷具有烧结收缩变形更低、致密度高、机械力学性能更优异、样品精度更高等优点。
光固化成型阶段在整个陶瓷成型工艺中是核心步骤,决定了陶瓷零件的形状大小与误差精度。在陶瓷光固化成型工艺过程中,定律能够准确地描述出打印参数与成型尺寸的关系,定律适用于SLA和DLP成型技术。
作者以非氧化物陶瓷为研究对象,从陶瓷浆料制备原理/理论深入分析了非氧化物陶瓷的光固化技术难点,详细论述了目前对于非氧化物陶瓷光固化成形与后处理致密化工艺的国内外研究现状与进展,并对未来非氧化物陶瓷光固化技术发展做了的总结与展望。本论文在选题上具有重要的意义,结构安排合理,同时论文文献总结到位、数据详实,能够为有志于非氧化物陶瓷光固化增材制造技术的研究人员搭梯铺路,提供指引。
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