基于3D打印模具和凝胶注模成型的多孔氧化铝陶瓷成型工艺

针对传统方法难以成型复杂结构多孔陶瓷,且模具制作周期长、成本高等问题,课题组研究了基于3D打印模具和凝胶注模成型的多孔陶瓷材料的成型工艺。在使用光固化成型技术制作高精度规则树脂模具的基础上,优化凝胶注模工艺所需的低黏度、高固含量氧化铝陶瓷浆料,借助真空加压工艺成型氧化铝陶瓷坯件,以此实现复杂结构多孔陶瓷零件的净成形;针对工艺中陶瓷浆料在复杂结构中的充型问题,研究了浆料pH值、分散剂用量、真空加压工艺对陶瓷成型的影响,测试了坯体气孔率、抗压强度等参数。结果表明:在pH值为9、分散剂质量分数为0.4%、真空加压90 min条件下,能够制备出体积分数为52%的氧化铝陶瓷,气孔率为51.5%,抗压强度为40.1 MPa。使用该工艺制备的陶瓷材料结构完整、表面光洁,可以作为制备复杂结构多孔陶瓷部件的工艺。