申请/专利权人：广东工业大学

申请日：2023-01-16

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN116041051B

主分类号：C04B35/117

分类号：C04B35/117;C04B35/587;C04B35/577;C04B35/622;B28B1/00;B33Y10/00;B33Y70/10;B22F1/10;B22F9/02;B22F9/04;B22F10/10;B22F10/20;B33Y30/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2023.05.19#实质审查的生效;2023.05.02#公开

摘要：本发明属于3DP打印技术领域，提供一种应用于3DP打印的造粒粉体及其打印成型方法，所述造粒粉体包括未预烧的粉体，所述粉体包括以下任一种：金属、陶瓷、金属陶瓷复合材料；还包括粘结剂，所述粘结剂为有机或无机粘结剂。本发明通过采用未经预烧的含有机或无机粘结剂的金属陶瓷金属陶瓷复合材料造粒粉体进行3DP粘结剂喷射打印，再运用冷等静压等技术对打印生坯件进行压制，从而显著提升打印生坯的密度及强度，冷等静压完毕后再进行脱脂、烧结，最终制得具有较高致密度的打印烧结样件。

主权项：1.一种应用于3DP打印的造粒粉体，其特征在于，包括未预烧的粉体，所述粉体包括以下任一种：金属、陶瓷；还包括粘结剂，所述粘结剂为有机或无机粘结剂；所述造粒粉体的形状包括以下的至少一种：球形、近球形、不规则形状；所述未预烧的粉体的粒度为5-500微米，所述未预烧的粉体是由原始粒度更细的金属粉体或陶瓷粉体通过与有机或无机粘结剂混合制备而成，该原始粒度更细的金属粉体或陶瓷粉体的粒度为0.001-20微米；所述金属粉体为纯金属或合金材料，所述合金材料包括以下任一种或几种的组合：316L不锈钢、17-4PH不锈钢、440C不锈钢、镁合金、铝合金、铜合金、镍基高温合金、合金钢、碳素钢；所述陶瓷粉体包括以下任一种或几种的组合：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅酸盐陶瓷、磷酸盐陶瓷；所述粘结剂包括以下任一种或几种的组合：石蜡、PVA、PEG、橡胶、硅酸盐、磷酸盐；应用于所述3DP打印的造粒粉体的打印成型方法包括以下步骤：S1、以未预烧的粉体为原材料，直接进行粘结剂喷射打印，在粉末床上，逐层打印粉体；S2、先对步骤S1打印后的坯体进行固化处理，然后对打印坯体进行冷等静压，加强打印坯体的密度及强度；S3、对经过步骤S2处理的打印坯体依次进行脱脂、烧结、烧结后热处理工艺，制备打印烧结件；步骤S1之前，还包括：制备未预烧的含有机或无机粘结剂的金属造粒粉体或陶瓷造粒粉体，所述造粒粉体的制备方法包括：喷雾造粒、流化床造粒、压制-破碎法造粒；步骤S1中，粉末床上铺粉的方法包括：铺粉速度5mmmin-50mmmin；所述打印工艺包括：铺粉层厚1-10m，粘结剂饱和度3%-20%，粉末床温度为室温-80℃；步骤S2中，固化的方法包括：固化温度为室温-30℃，固化时间为0.5h；步骤S2中，冷等静压的方法包括：将固化后的坯体进行包套及真空密封，包套采用橡胶或者塑料软性材料；密封后的打印坯体进行冷等静压，压强为10-450MPa，保压时间为1-120分钟，冷等静压后去除包套材料；步骤S3中，脱脂的方法包括：升温速率为0.5℃min-10℃min，脱脂温度为30-1000℃，保温时间为15min-300min，金属材料3DP打印件的脱脂过程在氢气、惰性气体气氛或真空中进行，陶瓷材料3DP打印件的脱脂过程在空气、真空或惰性气体气氛中进行；步骤S3中，烧结的方法包括：升温速率为0.1℃min-50℃min，烧结温度低于打印材料的熔点，保温时间为5min-1200min，根据打印材料的特性，金属材料3DP打印件的烧结过程在惰性气体气氛、氢气或真空中进行，陶瓷材料3DP打印件的烧结过程在空气、真空或惰性气体气氛中进行；步骤S3中，烧结的方法包括以下至少一种：气压烧结、熔渗、浸渗、热等静压烧结、微波烧结、放电等离子烧结；所述熔渗的方法包括：使用熔渗材料包括以下任一种：Cu-Mn合金、Ni-Cr-Si-B钎焊合金；所述熔渗材料的形状包括：球形、类球形粉体、块体、片状；所述熔渗时的升温速率为1℃min-8℃min，熔渗温度高于熔渗材料的熔点，但是低于打印材料熔点0-20℃、不包括0℃，保温时间为5min，烧结过程在高压或者常压环境、保护性气体或者真空氛围中进行；所述浸渗的方法包括：采用含金属的硝酸盐或硫酸盐水溶液对打印件进行渗透处理，通过与氨水的反应生成金属的氢氧化物，经过焙烧形成金属氧化物，最终达到填充打印件孔隙的目标。

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百度查询： 广东工业大学 一种应用于3DP打印的造粒粉体及其打印成型方法

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