基于石蠟速凝特性的陶瓷制件快速制造技術(shù)及材料性能的研究.pdf

1、利用快速原型制造技術(shù)來生產(chǎn)陶瓷制件能大大縮短生產(chǎn)周期，但是目前較為成熟的快速成型技術(shù)存在一些問題。如生產(chǎn)的陶瓷制件收縮率較大、有機(jī)粘合劑的排除過程復(fù)雜、制成的陶瓷制件成分單一等。而且，目前成型材料的成形性能不太理想，成型坯體的物理性能尚不能滿足功能性或半功能性制品的要求。 為了解決上述問題，提出了新的陶瓷制件快速原型制造技術(shù)，即將蠟漿用于快速原型制造的造型材料，同時(shí)用工業(yè)石蠟作為其輔助材料，利用快速原型制造技術(shù)的原理開發(fā)制備陶瓷

2、制件的新方法，通過各種實(shí)驗(yàn)擬定兩種工藝方案：以石蠟為制模材料(支撐)，蠟漿為填充材料(成型)的快速原型制造技術(shù)及以蠟漿為制模材料(成型)，石蠟為填充材料(支撐)的快速原型制造技術(shù)。 以石蠟為制模材料(支撐)，蠟漿為填充材料(成型)的快速原型制造技術(shù)方案的工藝步驟是：先將熔化的石蠟制成蠟板，然后根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，在制備好的蠟板上刻出所需的圖形，接著在鏤空部分注入蠟漿料并用刀具將其表面多余的蠟漿刮走制得第一層，重復(fù)上述操作就可得到多層

3、疊加的陶瓷生坯，最后進(jìn)行燒結(jié)處理得到陶瓷制件。 以蠟漿為制模材料(成型)，石蠟為填充材料(支撐)的快速原型制造技術(shù)方案的工藝步驟是：先將含有陶瓷粉的蠟漿制成蠟料板，在蠟料板上雕刻出每層的圖形，然后將石蠟填充于鏤空的部分制得第一層，重復(fù)上述操作，就可得到多層疊加的陶瓷生坯，最后進(jìn)行燒結(jié)處理得到陶瓷制件。 實(shí)驗(yàn)通過研究石蠟和蠟料的性質(zhì)，通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)得出最佳的制模方法，并確定了石蠟和蠟料的供給方式、供料溫度、供料量等等，并在分

4、層實(shí)體制造技術(shù)(LOM)成型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)改進(jìn)了新的成型系統(tǒng)。 本文對(duì)整個(gè)工藝步驟和成型過程中需要注意的環(huán)節(jié)進(jìn)行了探討和研究。根據(jù)快速原型制造技術(shù)的原理制備了石蠟薄層，并對(duì)其進(jìn)行雕刻，而后進(jìn)行蠟料的填充以及逐層累積的工序操作，制備出一些形狀簡(jiǎn)單的原型試樣，并對(duì)試樣進(jìn)行了排蠟和燒成處理，觀察到試樣在排蠟燒成后并未出現(xiàn)變形情況；另外對(duì)疊層和未疊層試樣進(jìn)行了機(jī)械性能測(cè)試和斷面形貌的掃描，結(jié)果發(fā)現(xiàn)疊層材料和未疊層材料的強(qiáng)度相差不大，且

5、疊層試樣并未出現(xiàn)分層現(xiàn)象，驗(yàn)證了本技術(shù)成型陶瓷制件的可行性。 實(shí)驗(yàn)最后還探討了燒成制度對(duì)陶瓷制品的致密程度、機(jī)械強(qiáng)度的影響，制定了最佳的燒成制度；并對(duì)不同形狀陶瓷制件的收縮率進(jìn)行了研究，得出不同形狀陶瓷制件的變形規(guī)律；同時(shí)研究了疊層厚度對(duì)制件性能的影響，確定了合適的疊層厚度。 此兩種技術(shù)利用了石蠟?zāi)軌蜓杆倌?，且硬度很低、易于加工的?yōu)點(diǎn)，并以目前已經(jīng)相當(dāng)成熟的蠟漿為原料，極大地降低了生產(chǎn)成本，而且由于采用了快速原型制造技