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烧结升温速率对微挤出3D打印水溶性氧化钙陶瓷型芯性能的影响
1
作者 胡柏林 穆英朋 +5 位作者 刘富初 王妙 徐永坤 刘浩 韩光超 樊自田 《铸造》 2025年第3期279-287,共9页
以碳酸钙粉末为基体材料,聚乙二醇水溶液为粘结剂制备陶瓷浆料,采用微挤出3D打印技术制备细长陶瓷型芯坯体,再经分步式烧结工艺获得铸造用水溶性氧化钙陶瓷型芯。采用空气烧结,工业氧化铝粉末半埋和全埋烧结方法,研究了不同烧结升温速... 以碳酸钙粉末为基体材料,聚乙二醇水溶液为粘结剂制备陶瓷浆料,采用微挤出3D打印技术制备细长陶瓷型芯坯体,再经分步式烧结工艺获得铸造用水溶性氧化钙陶瓷型芯。采用空气烧结,工业氧化铝粉末半埋和全埋烧结方法,研究了不同烧结升温速率对细长氧化钙陶瓷型芯形貌、烧结变形量、线性收缩率、弯曲强度和水溶速率等性能的影响规律及其机理。结果表明,工业氧化铝粉末全埋烧结方法可有效防止细长氧化钙陶瓷型芯的变形,并可同时提高陶瓷型芯的弯曲强度与水溶速率,降低收缩率。升温速率对细长氧化钙陶瓷型芯变形和裂纹具有较大影响,高升温速率下细长陶瓷型芯沿打印轨迹产生裂纹并具有较大的弯曲变形。当采用工业氧化铝全埋烧结方法,烧结温度为1300℃,升温速率2℃/min、保温时间为2 h时,烧结后的细长氧化钙陶瓷型芯没有裂纹,烧结变形量仅为0.11 mm,线性收缩率为10.67%,弯曲强度为4.96MPa,水溶速率为4.4g/(s·m^(2)),具有较好的综合性能。 展开更多
关键词 氧化钙陶瓷型芯 微挤出3d打印 烧结升温速率 烧结变形 快速铸造
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基于响应面法的微挤出3D打印氧化硅多孔陶瓷工艺参数优化
2
作者 王妙 刘富初 +6 位作者 王毅 赵彦鹤 张亮 刘浩 徐凯 程鹏 韩光超 《精密成形工程》 北大核心 2024年第12期68-81,共14页
目的探明微挤出3D打印氧化硅多孔陶瓷性能与工艺参数的影响规律,获得较优的3D打印工艺参数,优化氧化硅多孔陶瓷侧表面粗糙度、强度和气孔率。方法采用微挤出3D打印技术制备氧化硅多孔陶瓷,基于响应面法方法,以针头内径、层高/针头内径... 目的探明微挤出3D打印氧化硅多孔陶瓷性能与工艺参数的影响规律,获得较优的3D打印工艺参数,优化氧化硅多孔陶瓷侧表面粗糙度、强度和气孔率。方法采用微挤出3D打印技术制备氧化硅多孔陶瓷,基于响应面法方法,以针头内径、层高/针头内径比值和打印速度为自变量,分析不同工艺参数对陶瓷侧表面粗糙度、抗弯强度和气孔率的影响。结果针头内径和层高/针头内径比值的交互作用对侧表面粗糙度影响最大,针头内径和打印速度的交互作用对抗弯强度和气孔率影响最为显著。确定了最优工艺参数方案,即针头内径为0.41 mm、层高/针头内径比值为48%和打印速度为610 mm/min,此时氧化硅多孔陶瓷具有优异的综合性能,即侧表面粗糙度为21.24μm±0.98μm、抗弯强度为7.38 MPa±0.31 MPa、气孔率为52.21%±1.07%。结论建立了氧化硅多孔陶瓷侧表面粗糙度、抗弯强度和气孔率与针头内径、层高/针头内径比值、打印速度的二阶非线性回归数学模型,实现了侧表面粗糙度、抗弯强度与气孔率的协同优化,为微挤出3D打印技术在多孔陶瓷领域的推广应用提供了理论依据和实践参考。 展开更多
关键词 氧化硅多孔陶瓷 微挤出3d打印 响应面法 侧表面粗糙度 抗弯强度 气孔率
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