专利名称：一种陶瓷零件的快速制造方法
技术领域：
本发明涉及了一种陶瓷零件的制造方法，特别涉及一种陶瓷零件的快速制造方法。
背景技术：
陶瓷零件的传统制造方法是通过注浆成形、注射成形、挤出成形、等静压成形等方法成形后烧结、加工而制得的。用这些方法制造的陶瓷零件普遍需要先制出模型及模具，仅能制造形状简单的零件，而且制造速度较慢，难于实现精密、快速及个性化制造。
利用快速原型制造技术生产陶瓷零件能大大缩短周期，提高速度。但是目前较为成熟的技术也存在一些问题。例如，层合实体制造技术中用流延法制备的陶瓷膜为原料生产陶瓷零件，其强度很低且后续加工复杂；熔融沉积成形技术将陶瓷粉和有机粘结剂混合，然后挤丝、烧结，制出的陶瓷零件的收缩率较大且有机粘合剂的排除过程复杂。其它的快速原型制造技术如立体光刻、选域激光烧结等等也存在着生产成本较高、制件变形较大，且制成的陶瓷零件成分单一等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种制备工艺简单，成本低、生产周期短的陶瓷零件的快速制造方法。
为达到上述目的，本发明采用的制造方法为首先用三维造型软件生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型，然后用分层软件对三维实体模型进行分层，即将三维实体模型分成厚度为0.1-2.0mm的薄层，得到每层的形状；陶瓷浆料的制备在浓度为3wt％-15wt％的聚乙烯醇水溶液中加入陶瓷粉体和纯度≥99.5wt％消泡剂，常温搅拌12小时，再用频率为40KHz的超声波分散10-120分钟，配制成含40wt％-79wt％的陶瓷粉体、0.05wt％-0.15wt％的消泡剂和20.85wt％-59.95wt％的聚乙烯醇水溶液的陶瓷浆料；将配置好的陶瓷浆料注入支撑台操作面上方矩形空腔限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为0.1-2.0mm的陶瓷浆料层；根据分层后第一层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为本层陶瓷浆料层的厚度，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为5wt％-20wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为2.2wt％-4wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的5wt％-20wt％，反应10-20秒，并用频率为2450MHz，火力为20％-40％的微波干燥60-180秒，得第一层陶瓷层；上升限厚模，上升高度为第一层陶瓷层的厚度，然后再将配置好的陶瓷浆料注入限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为0.1-2.0mm的陶瓷浆料层；根据分层后第二层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为本层陶瓷浆料层的厚度，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为5wt％-20wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为2.2wt％-4wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的5wt％-20wt％，反应10-20秒，并用频率为2450MHz，火力为20％-40％的微波干燥60-180秒，得第二层陶瓷层；依次根据下一层的形状在上一层的层面上重复以上步骤注入配置好的陶瓷浆料、刻出三维实体模型的轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，同时在刻画的缝隙中注入聚乙烯醇水溶液，并喷洒Na2B4O7·10H2O水溶液，最后得到所需的陶瓷零件的三维原型实体；将得到的陶瓷零件的三维原型实体室温自然干燥后放入烘箱内在300-360℃下保温0.5小时以上去除有机物；将去除有机物的陶瓷零件的三维原型实体放入马弗炉，在700-950℃保温0.5小时以上进行素烧；素烧后将产品轮廓线外的余料敲击去除，得陶瓷素坯；陶瓷素坯在1000℃以上保温1小时以上即得所需的陶瓷零件。
本发明采用快速原型制造技术的原理，逐层叠加后，再经过有机物排除、素烧、烧结获得陶瓷零件。不仅生产成本低、生产周期短而且绿色无污染。
具体实施例方式
实施例1首先用三维造型软件生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型，然后用分层软件对三维实体模型进行分层，即将三维实体模型分成厚度为0.1mm的薄层，得到每层的形状；在浓度为15wt％的聚乙烯醇水溶液中加入陶瓷粉体和纯度≥99.5wt％的正庚醇，常温搅拌12小时，再用频率为40KHz的超声波分散120分钟，配制成含40wt％的陶瓷粉体、0.15wt％的正庚醇和59.85wt％的聚乙烯醇水溶液的陶瓷浆料；将配置好的陶瓷浆料注入支撑台操作面上方矩形空腔限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为0.1mm的陶瓷浆料层；根据分层后第一层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为0.1mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为20wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为2.2wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的20wt％，反应10秒，并用频率为2450MHz，火力为40％的微波干燥60秒，得第一层陶瓷层；上升限厚模，上升高度为第一层陶瓷层的厚度，然后再将配置好的陶瓷浆料注入限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为0.1mm的陶瓷浆料层；根据分层后第二层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为0.1mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为20wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为2.2wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的20wt％，反应10秒，并用频率为2450MHz，火力为40％的微波干燥60秒，得第二层陶瓷层；依次根据下一层的形状在上一层的层面上重复以上步骤注入配置好的陶瓷浆料、刻出三维实体模型的轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，同时在刻画的缝隙中注入聚乙烯醇水溶液，并喷洒Na2B4O7·10H2O水溶液，最后得到所需的陶瓷零件的三维原型实体；将得到的陶瓷零件的三维原型实体室温自然干燥后放入烘箱内在360℃下保温0.5小时以上去除有机物；将去除有机物的陶瓷零件的三维原型实体放入马弗炉，在700℃保温0.5小时以上进行素烧；素烧后将产品轮廓线外的余料敲击去除，得陶瓷素坯；陶瓷素坯在1000℃以上保温1小时以上即得所需的陶瓷零件。
实施例2首先用三维造型软件生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型，然后用分层软件对三维实体模型进行分层，即将三维实体模型分成厚度为2.0mm的薄层，得到每层的形状；在浓度为12wt％的聚乙烯醇水溶液中加入陶瓷粉体和纯度≥99.5wt％的异戊醇，常温搅拌12小时，再用频率为40KHz的超声波分散80分钟，配制成含79wt％的陶瓷粉体、0.05wt％的异戊醇和20.95wt％的聚乙烯醇水溶液的陶瓷浆料；将配置好的陶瓷浆料注入支撑台操作面上方矩形空腔限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为2.0mm的陶瓷浆料层；根据分层后第一层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为2.0mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为16wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为4wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的16wt％，反应20秒，并用频率为2450MHz，火力为20％的微波干燥180秒，得第一层陶瓷层；上升限厚模，上升高度为第一层陶瓷层的厚度，然后再将配置好的陶瓷浆料注入限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为2.0mm的陶瓷浆料层；根据分层后第二层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为2.0mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为16wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为4wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的16wt％，反应20秒，并用频率为2450MHz，火力为20％的微波干燥180秒，得第二层陶瓷层；依次根据下一层的形状在上一层的层面上重复以上步骤注入配置好的陶瓷浆料、刻出三维实体模型的轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，同时在刻画的缝隙中注入聚乙烯醇水溶液，并喷洒Na2B4O7·10H2O水溶液，最后得到所需的陶瓷零件的三维原型实体；将得到的陶瓷零件的三维原型实体室温自然干燥后放入烘箱内在320℃下保温0.5小时以上去除有机物；将去除有机物的陶瓷零件的三维原型实体放入马弗炉，在950℃保温0.5小时以上进行素烧；素烧后将产品轮廓线外的余料敲击去除，得陶瓷素坯；陶瓷素坯在1000℃以上保温1小时以上即得所需的陶瓷零件。
实施例3首先用三维造型软件生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型，然后用分层软件对三维实体模型进行分层，即将三维实体模型分成厚度为1.5mm的薄层，得到每层的形状；在浓度为8wt％的聚乙烯醇水溶液中加入陶瓷粉体和纯度≥99.5wt％的1-辛醇，常温搅拌12小时，再用频率为40KHz的超声波分散10分钟，配制成含40wt％的陶瓷粉体、0.05wt％的1-辛醇和59.95wt％的聚乙烯醇水溶液的陶瓷浆料；将配置好的陶瓷浆料注入支撑台操作面上方矩形空腔限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为1.5mm的陶瓷浆料层；根据分层后第一层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为1.5mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为5wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为3wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的5wt％，反应15秒，并用频率为2450MHz，火力为30％的微波干燥120秒，得第一层陶瓷层；上升限厚模，上升高度为第一层陶瓷层的厚度，然后再将配置好的陶瓷浆料注入限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为1.5mm的陶瓷浆料层；根据分层后第二层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为1.5mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为5wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为3wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的5wt％，反应15秒，并用频率为2450MHz，火力为30％的微波干燥120秒，得第二层陶瓷层；依次根据下一层的形状在上一层的层面上重复以上步骤注入配置好的陶瓷浆料、刻出三维实体模型的轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，同时在刻画的缝隙中注入聚乙烯醇水溶液，并喷洒Na2B4O7·10H2O水溶液，最后得到所需的陶瓷零件的三维原型实体；将得到的陶瓷零件的三维原型实体室温自然干燥后放入烘箱内在300℃下保温0.5小时以上去除有机物；将去除有机物的陶瓷零件的三维原型实体放入马弗炉，在800℃保温0.5小时以上进行素烧；素烧后将产品轮廓线外的余料敲击去除，得陶瓷素坯；陶瓷素坯在1000℃以上保温1小时以上即得所需的陶瓷零件。
实施例4首先用三维造型软件生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型，然后用分层软件对三维实体模型进行分层，即将三维实体模型分成厚度为0.8mm的薄层，得到每层的形状；在浓度为10wt％的聚乙烯醇水溶液中加入陶瓷粉体和纯度≥99.5wt％的正庚醇，常温搅拌12小时，再用频率为40KHz的超声波分散60分钟，配制成含79wt％的陶瓷粉体、0.15wt％的正庚醇和20.85wt％的聚乙烯醇水溶液的陶瓷浆料；将配置好的陶瓷浆料注入支撑台操作面上方矩形空腔限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为0.8mm的陶瓷浆料层；根据分层后第一层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为0.8mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为10wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为2.5wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的10wt％，反应12秒，并用频率为2450MHz，火力为25％的微波干燥160秒，得第一层陶瓷层；上升限厚模，上升高度为第一层陶瓷层的厚度，然后再将配置好的陶瓷浆料注入限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为0.8mm的陶瓷浆料层；根据分层后第二层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为0.8mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为10wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为2.5wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的10wt％，反应12秒，并用频率为2450MHz，火力为25％的微波干燥160秒，得第二层陶瓷层；依次根据下一层的形状在上一层的层面上重复以上步骤注入配置好的陶瓷浆料、刻出三维实体模型的轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，同时在刻画的缝隙中注入聚乙烯醇水溶液，并喷洒Na2B4O7·10H2O水溶液，最后得到所需的陶瓷零件的三维原型实体；将得到的陶瓷零件的三维原型实体室温自然干燥后放入烘箱内在350℃下保温0.5小时以上去除有机物；将去除有机物的陶瓷零件的三维原型实体放入马弗炉，在750℃保温0.5小时以上进行素烧；素烧后将产品轮廓线外的余料敲击去除，得陶瓷素坯；陶瓷素坯在1000℃以上保温1小时以上即得所需的陶瓷零件。
实施例5首先用三维造型软件生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型，然后用分层软件对三维实体模型进行分层，即将三维实体模型分成厚度为1.7mm的薄层，得到每层的形状；在浓度为5wt％的聚乙烯醇水溶液中加入陶瓷粉体和纯度≥99.5wt％的异戊醇，常温搅拌12小时，再用频率为40KHz的超声波分散100分钟，配制成含60wt％的陶瓷粉体、0.1wt％的异戊醇和39.9wt％的聚乙烯醇水溶液的陶瓷浆料；将配置好的陶瓷浆料注入支撑台操作面上方矩形空腔限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为1.7mm的陶瓷浆料层；根据分层后第一层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为1.7mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为8wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为3.2wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的8wt％，反应18秒，并用频率为2450MHz，火力为35％的微波干燥90秒，得第一层陶瓷层；上升限厚模，上升高度为第一层陶瓷层的厚度，然后再将配置好的陶瓷浆料注入限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为1.7mm的陶瓷浆料层；根据分层后第二层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为1.7mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为8wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为3.2wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的8wt％，反应18秒，并用频率为2450MHz，火力为35％的微波干燥90秒，得第二层陶瓷层；依次根据下一层的形状在上一层的层面上重复以上步骤注入配置好的陶瓷浆料、刻出三维实体模型的轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，同时在刻画的缝隙中注入聚乙烯醇水溶液，并喷洒Na2B4O7·10H2O水溶液，最后得到所需的陶瓷零件的三维原型实体；将得到的陶瓷零件的三维原型实体室温自然干燥后放入烘箱内在330℃下保温0.5小时以上去除有机物；将去除有机物的陶瓷零件的三维原型实体放入马弗炉，在850℃保温0.5小时以上进行素烧；素烧后将产品轮廓线外的余料敲击去除，得陶瓷素坯；陶瓷素坯在1000℃以上保温1小时以上即得所需的陶瓷零件。
实施例6首先用三维造型软件生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型，然后用分层软件对三维实体模型进行分层，即将三维实体模型分成厚度为1.2mm的薄层，得到每层的形状；在浓度为3wt％的聚乙烯醇水溶液中加入陶瓷粉体和纯度≥99.5wt％的1-辛醇，常温搅拌12小时，再用频率为40KHz的超声波分散30分钟，配制成含49.9wt％的陶瓷粉体、0.1wt％的1-辛醇和50wt％的聚乙烯醇水溶液的陶瓷浆料；将配置好的陶瓷浆料注入支撑台操作面上方矩形空腔限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为1.2mm的陶瓷浆料层；根据分层后第一层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为1.2mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为12wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为3.5wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的12wt％，反应13秒，并用频率为2450MHz，火力为38％的微波干燥100秒，得第一层陶瓷层；上升限厚模，上升高度为第一层陶瓷层的厚度，然后再将配置好的陶瓷浆料注入限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为1.2mm的陶瓷浆料层；根据分层后第二层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为1.2mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为12wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为3.5wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的12wt％，反应13秒，并用频率为2450MHz，火力为38％的微波干燥100秒，得第二层陶瓷层；依次根据下一层的形状在上一层的层面上重复以上步骤注入配置好的陶瓷浆料、刻出三维实体模型的轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，同时在刻画的缝隙中注入聚乙烯醇水溶液，并喷洒Na2B4O7·10H2O水溶液，最后得到所需的陶瓷零件的三维原型实体；将得到的陶瓷零件的三维原型实体室温自然干燥后放入烘箱内在340℃下保温0.5小时以上去除有机物；将去除有机物的陶瓷零件的三维原型实体放入马弗炉，在900℃保温0.5小时以上进行素烧；素烧后将产品轮廓线外的余料敲击去除，得陶瓷素坯；陶瓷素坯在1000℃以上保温1小时以上即得所需的陶瓷零件。
采用本发明的制造方法不仅能够降低生产成本并缩短生产周期，而且原料均为无毒材料，生产工艺中对环境的污染少，符合环保要求。
权利要求
1.一种陶瓷零件的快速制造方法，其特征在于1)首先用三维造型软件生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型，然后用分层软件对三维实体模型进行分层，即将三维实体模型分成厚度为0.1-2.0mm的薄层，得到每层的形状；2)陶瓷浆料的制备在浓度为3wt％-15wt％的聚乙烯醇水溶液中加入陶瓷粉体和纯度≥99.5wt％消泡剂，常温搅拌12小时，再用频率为40KHz的超声波分散10-120分钟，配制成含40wt％-79wt％的陶瓷粉体、0.05wt％-0.15wt％的消泡剂和20.85wt％-59.95wt％的聚乙烯醇水溶液的陶瓷浆料；3)将配置好的陶瓷浆料注入支撑台操作面上方矩形空腔限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为0.1-2.0mm的陶瓷浆料层；4)根据分层后第一层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为本层陶瓷浆料层的厚度，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为5wt％-20wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；5)在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为2.2wt％-4wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的5wt％-20wt％，反应10-20秒，并用频率为2450MHz，火力为20％-40％的微波干燥60-180秒，得第一层陶瓷层；6)上升限厚模，上升高度为第一层陶瓷层的厚度，然后再将配置好的陶瓷浆料注入限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为0.1-2.0mm的陶瓷浆料层；7)根据分层后第二层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为本层陶瓷浆料层的厚度，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为5wt％-20wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；8)在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为2.2wt％-4wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的5wt％-20wt％，反应10-20秒，并用频率为2450MHz，火力为20％-40％的微波干燥60-180秒，得第二层陶瓷层；9)依次根据下一层的形状在上一层的层面上重复以上步骤注入配置好的陶瓷浆料、刻出三维实体模型的轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，同时在刻画的缝隙中注入聚乙烯醇水溶液，并喷洒Na2B4O7·10H2O水溶液，最后得到所需的陶瓷零件的三维原型实体；10)将得到的陶瓷零件的三维原型实体室温自然干燥后放入烘箱内在300-360℃下保温0.5小时以上去除有机物；11)将去除有机物的陶瓷零件的三维原型实体放入马弗炉，在700-950℃保温0.5小时以上进行素烧；12)素烧后将产品轮廓线外的余料敲击去除，得陶瓷素坯；13)陶瓷素坯在1000℃以上保温1小时以上即得所需的陶瓷零件。
2.根据权利要求1所述的陶瓷零件的快速制造方法，其特征在于所说的消泡剂为正庚醇、异戊醇或1-辛醇。
3.根据权利要求1所述的陶瓷零件的快速制造方法，其特征在于首先用三维造型软件生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型，然后用分层软件对三维实体模型进行分层，即将三维实体模型分成厚度为0.1mm的薄层，得到每层的形状；在浓度为15wt％的聚乙烯醇水溶液中加入陶瓷粉体和纯度≥99.5wt％的正庚醇，常温搅拌12小时，再用频率为40KHz的超声波分散120分钟，配制成含40wt％的陶瓷粉体、0.15wt％的正庚醇和59.85wt％的聚乙烯醇水溶液的陶瓷浆料；将配置好的陶瓷浆料注入支撑台操作面上方矩形空腔限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为0.1mm的陶瓷浆料层；根据分层后第一层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为0.1mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为20wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为2.2wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的20wt％，反应10秒，并用频率为2450MHz，火力为40％的微波干燥60秒，得第一层陶瓷层；上升限厚模，上升高度为第一层陶瓷层的厚度，然后再将配置好的陶瓷浆料注入限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为0.1mm的陶瓷浆料层；根据分层后第二层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为0.1mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为20wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为2.2wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的20wt％，反应10秒，并用频率为2450MHz，火力为40％的微波干燥60秒，得第二层陶瓷层；依次根据下一层的形状在上一层的层面上重复以上步骤注入配置好的陶瓷浆料、刻出三维实体模型的轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，同时在刻画的缝隙中注入聚乙烯醇水溶液，并喷洒Na2B4O7·10H2O水溶液，最后得到所需的陶瓷零件的三维原型实体；将得到的陶瓷零件的三维原型实体室温自然干燥后放入烘箱内在360℃下保温0.5小时以上去除有机物；将去除有机物的陶瓷零件的三维原型实体放入马弗炉，在700℃保温0.5小时以上进行素烧；素烧后将产品轮廓线外的余料敲击去除，得陶瓷素坯；陶瓷素坯在1000℃以上保温1小时以上即得所需的陶瓷零件。
4.根据权利要求1所述的陶瓷零件的快速制造方法，其特征在于首先用三维造型软件生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型，然后用分层软件对三维实体模型进行分层，即将三维实体模型分成厚度为2.0mm的薄层，得到每层的形状；在浓度为12wt％的聚乙烯醇水溶液中加入陶瓷粉体和纯度≥99.5wt％的异戊醇，常温搅拌12小时，再用频率为40KHz的超声波分散80分钟，配制成含79wt％的陶瓷粉体、0.05wt％的异戊醇和20.95wt％的聚乙烯醇水溶液的陶瓷浆料；将配置好的陶瓷浆料注入支撑台操作面上方矩形空腔限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为2.0mm的陶瓷浆料层；根据分层后第一层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为2.0mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为16wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为4wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的16wt％，反应20秒，并用频率为2450MHz，火力为20％的微波干燥180秒，得第一层陶瓷层；上升限厚模，上升高度为第一层陶瓷层的厚度，然后再将配置好的陶瓷浆料注入限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为2.0mm的陶瓷浆料层；根据分层后第二层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为2.0mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为16wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为4wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的16wt％，反应20秒，并用频率为2450MHz，火力为20％的微波干燥180秒，得第二层陶瓷层；依次根据下一层的形状在上一层的层面上重复以上步骤注入配置好的陶瓷浆料、刻出三维实体模型的轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，同时在刻画的缝隙中注入聚乙烯醇水溶液，并喷洒Na2B4O7·10H2O水溶液，最后得到所需的陶瓷零件的三维原型实体；将得到的陶瓷零件的三维原型实体室温自然干燥后放入烘箱内在320℃下保温0.5小时以上去除有机物；将去除有机物的陶瓷零件的三维原型实体放入马弗炉，在950℃保温0.5小时以上进行素烧；素烧后将产品轮廓线外的余料敲击去除，得陶瓷素坯；陶瓷素坯在1000℃以上保温1小时以上即得所需的陶瓷零件。
5.根据权利要求1所述的陶瓷零件的快速制造方法，其特征在于首先用三维造型软件生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型，然后用分层软件对三维实体模型进行分层，即将三维实体模型分成厚度为1.5mm的薄层，得到每层的形状；在浓度为8wt％的聚乙烯醇水溶液中加入陶瓷粉体和纯度≥99.5wt％的1-辛醇，常温搅拌12小时，再用频率为40KHz的超声波分散10分钟，配制成含40wt％的陶瓷粉体、0.05wt％的1-辛醇和59.95wt％的聚乙烯醇水溶液的陶瓷浆料；将配置好的陶瓷浆料注入支撑台操作面上方矩形空腔限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为1.5mm的陶瓷浆料层；根据分层后第一层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为1.5mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为5wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为3wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的5wt％，反应15秒，并用频率为2450MHz，火力为30％的微波干燥120秒，得第一层陶瓷层；上升限厚模，上升高度为第一层陶瓷层的厚度，然后再将配置好的陶瓷浆料注入限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为1.5mm的陶瓷浆料层；根据分层后第二层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为1.5mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为5wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为3wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的5wt％，反应15秒，并用频率为2450MHz，火力为30％的微波干燥120秒，得第二层陶瓷层；依次根据下一层的形状在上一层的层面上重复以上步骤注入配置好的陶瓷浆料、刻出三维实体模型的轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，同时在刻画的缝隙中注入聚乙烯醇水溶液，并喷洒Na2B4O7·10H2O水溶液，最后得到所需的陶瓷零件的三维原型实体；将得到的陶瓷零件的三维原型实体室温自然干燥后放入烘箱内在300℃下保温0.5小时以上去除有机物；将去除有机物的陶瓷零件的三维原型实体放入马弗炉，在800℃保温0.5小时以上进行素烧；素烧后将产品轮廓线外的余料敲击去除，得陶瓷素坯；陶瓷素坯在1000℃以上保温1小时以上即得所需的陶瓷零件。
6.根据权利要求1所述的陶瓷零件的快速制造方法，其特征在于首先用三维造型软件生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型，然后用分层软件对三维实体模型进行分层，即将三维实体模型分成厚度为0.8mm的薄层，得到每层的形状；在浓度为10wt％的聚乙烯醇水溶液中加入陶瓷粉体和纯度≥99.5wt％的正庚醇，常温搅拌12小时，再用频率为40KHz的超声波分散60分钟，配制成含79wt％的陶瓷粉体、0.15wt％的正庚醇和20.85wt％的聚乙烯醇水溶液的陶瓷浆料；将配置好的陶瓷浆料注入支撑台操作面上方矩形空腔限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为0.8mm的陶瓷浆料层；根据分层后第一层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为0.8mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为10wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为2.5wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的10wt％，反应12秒，并用频率为2450MHz，火力为25％的微波干燥160秒，得第一层陶瓷层；上升限厚模，上升高度为第一层陶瓷层的厚度，然后再将配置好的陶瓷浆料注入限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为0.8mm的陶瓷浆料层；根据分层后第二层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为0.8mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为10wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为2.5wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的10wt％，反应12秒，并用频率为2450MHz，火力为25％的微波干燥160秒，得第二层陶瓷层；依次根据下一层的形状在上一层的层面上重复以上步骤注入配置好的陶瓷浆料、刻出三维实体模型的轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，同时在刻画的缝隙中注入聚乙烯醇水溶液，并喷洒Na2B4O7·10H2O水溶液，最后得到所需的陶瓷零件的三维原型实体；将得到的陶瓷零件的三维原型实体室温自然干燥后放入烘箱内在350℃下保温0.5小时以上去除有机物；将去除有机物的陶瓷零件的三维原型实体放入马弗炉，在750℃保温0.5小时以上进行素烧；素烧后将产品轮廓线外的余料敲击去除，得陶瓷素坯；陶瓷素坯在1000℃以上保温1小时以上即得所需的陶瓷零件。
7.根据权利要求1所述的陶瓷零件的快速制造方法，其特征在于首先用三维造型软件生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型，然后用分层软件对三维实体模型进行分层，即将三维实体模型分成厚度为1.7mm的薄层，得到每层的形状；在浓度为5wt％的聚乙烯醇水溶液中加入陶瓷粉体和纯度≥99.5wt％的异戊醇，常温搅拌12小时，再用频率为40KHz的超声波分散100分钟，配制成含60wt％的陶瓷粉体、0.1wt％的异戊醇和39.9wt％的聚乙烯醇水溶液的陶瓷浆料；将配置好的陶瓷浆料注入支撑台操作面上方矩形空腔限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为1.7mm的陶瓷浆料层；根据分层后第一层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为1.7mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为8wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为3.2wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的8wt％，反应18秒，并用频率为2450MHz，火力为35％的微波干燥90秒，得第一层陶瓷层；上升限厚模，上升高度为第一层陶瓷层的厚度，然后再将配置好的陶瓷浆料注入限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为1.7mm的陶瓷浆料层；根据分层后第二层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为1.7mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为8wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为3.2wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的8wt％，反应18秒，并用频率为2450MHz，火力为35％的微波干燥90秒，得第二层陶瓷层；依次根据下一层的形状在上一层的层面上重复以上步骤注入配置好的陶瓷浆料、刻出三维实体模型的轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，同时在刻画的缝隙中注入聚乙烯醇水溶液，并喷洒Na2B4O7·10H2O水溶液，最后得到所需的陶瓷零件的三维原型实体；将得到的陶瓷零件的三维原型实体室温自然干燥后放入烘箱内在330℃下保温0.5小时以上去除有机物；将去除有机物的陶瓷零件的三维原型实体放入马弗炉，在850℃保温0.5小时以上进行素烧；素烧后将产品轮廓线外的余料敲击去除，得陶瓷素坯；陶瓷素坯在1000℃以上保温1小时以上即得所需的陶瓷零件。
8.根据权利要求1所述的陶瓷零件的快速制造方法，其特征在于首先用三维造型软件生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型，然后用分层软件对三维实体模型进行分层，即将三维实体模型分成厚度为1.2mm的薄层，得到每层的形状；在浓度为3wt％的聚乙烯醇水溶液中加入陶瓷粉体和纯度≥99.5wt％的1-辛醇，常温搅拌12小时，再用频率为40KHz的超声波分散30分钟，配制成含49.9wt％的陶瓷粉体、0.1wt％的1-辛醇和50wt％的聚乙烯醇水溶液的陶瓷浆料；将配置好的陶瓷浆料注入支撑台操作面上方矩形空腔限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为1.2mm的陶瓷浆料层；根据分层后第一层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为1.2mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为12wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为3.5wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的12wt％，反应13秒，并用频率为2450MHz，火力为38％的微波干燥100秒，得第一层陶瓷层；上升限厚模，上升高度为第一层陶瓷层的厚度，然后再将配置好的陶瓷浆料注入限厚模内，用滚轴将陶瓷浆料滚压成厚度为1.2mm的陶瓷浆料层；根据分层后第二层三维实体模型的形状，用带有送料管的锥形切割刀头在制备好的陶瓷浆料层上刻出本层轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，其刻画的深度为1.2mm，同时通过锥形切割刀头上的送料管在刻画的缝隙中注入浓度为12wt％的聚乙烯醇水溶液，并用刮刀刮掉多余的陶瓷浆料及聚乙烯醇水溶液；在本层陶瓷浆料层上喷洒浓度为3.5wt％的Na2B4O7·10H2O水溶液，喷洒的量占本层陶瓷浆料的12wt％，反应13秒，并用频率为2450MHz，火力为38％的微波干燥100秒，得第二层陶瓷层；依次根据下一层的形状在上一层的层面上重复以上步骤注入配置好的陶瓷浆料、刻出三维实体模型的轮廓线，并在轮廓线外刻画网格，同时在刻画的缝隙中注入聚乙烯醇水溶液，并喷洒Na2B4O7·10H2O水溶液，最后得到所需的陶瓷零件的三维原型实体；将得到的陶瓷零件的三维原型实体室温自然干燥后放入烘箱内在340℃下保温0.5小时以上去除有机物；将去除有机物的陶瓷零件的三维原型实体放入马弗炉，在900℃保温0.5小时以上进行素烧；素烧后将产品轮廓线外的余料敲击去除，得陶瓷素坯；陶瓷素坯在1000℃以上保温1小时以上即得所需的陶瓷零件。
全文摘要
一种陶瓷零件的快速制备方法，首先用三维造型软件在计算机中生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型，然后用分层软件对三维实体模型进行分层得到每层的形状，根据分层的形状，刻画本层的轮廓线并将轮廓线外的区域进行网格刻画，再在刻画的缝隙中填充聚乙烯醇水溶液，逐层叠加后，再经过排蜡烧结并去除产品轮廓线外的余料，即可获得所需的陶瓷零件。
文档编号C04B35/632GK1765827SQ20051004317
公开日2006年5月3日 申请日期2005年9月1日 优先权日2005年9月1日
发明者王秀峰, 于成龙, 单联娟, 江红涛 申请人:陕西科技大学