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陶瓷熔融沉積成型介紹

采用熔融沉積成型(fused deposition modeling.FDM)工藝制備陶瓷件稱為FDC (fused deposition of ceramics)工藝。FDM工藝是由Stratasys公司開發成功并實現商業化
        采用熔融沉積成型(fused deposition modeling.FDM)工藝制備陶瓷件稱為FDC (fused deposition of ceramics)工藝。FDM工藝是由Stratasys公司開發成功并實現商業化的。

        在FDM中,通過計算機控制將由高分子或石蠟制成的細絲送人熔化器,在稍高于其熔點的溫度下熔化,再從噴嘴擠至成型平面上。通過控制噴嘴在x-y方向和工作平臺z方向的移動可以實現三維部件的成型。FDM使用的原材料有聚丙烯、ABS、鑄造石蠟等。將FDM技術應用于制備陶瓷件部件,稱為FDC工藝。這種工藝是將陶瓷粉和有機黏結劑相混合,用擠出機或毛細管流變儀做成絲后用FDM設備做出陶瓷件生坯,通過黏結劑的去除和陶瓷生坯的燒結,得到較高致密度的陶瓷件。適用于FDC工藝的絲狀材料必須具備一定的熱性能和力學性能,黏度、黏結性能、彈性模量、強度是衡量絲狀材料的四個要素。基于這樣的限制條件,美國Rutgers大學的陶瓷研究中心開發出稱為RL-系列的有機黏結劑。這種黏結劑由四種組分組成:高分子、調節劑、彈性體、蠟。它們的作用和成分配。

        Agarwala等用FDC制備了Si3N4陶瓷件,所用的陶瓷粉為GS-44氮化硅(由a-Si3 N4和體積分數不到10%的少量酸性氧化物組成),體積分數為55%。由于RU黏結劑是由四種具有不同熱解溫度的組分組成,生坯中黏結劑的去除分兩步進行。第一步從室溫加熱到450℃,在此階段大部分黏結劑被去除掉。第二步是將生坯放入氧化鋁坩堝加熱至500。C,黏結劑中剩余的碳被去除掉。不同階段的加熱速度和保溫時間根據零件的尺寸和形狀來確定。經過這兩步處理后,陶瓷生坯變成多孔狀,對生坯進行氣壓燒結處理,生坯中所含的氧化物熔化并為多孔生坯的致密化提供液相;致密化過程中,a-Si3 N4轉變成p-Si3 N4。制備的Si3 N4陶瓷件的性能及其與等靜壓工藝、擠出工藝的比較!


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本文“陶瓷熔融沉積成型介紹”由科眾陶瓷編輯整理,修訂時間:2019-03-16 14:36:45
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