制备陶瓷件的快速成型技术.pdf

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1、制备陶瓷件的快速成型技术37制备陶瓷件的快速成型技术RapidPrototypingTechnigueforFabricatingCeramics张剑光，韩杰才，赫晓东，杜善义（哈尔滨工业大学复合材料研究所，哈尔滨150001）ZHANGJian-guang，HANJie-cai，HEXiao-dong，DUShan-yi（CenterforCompositeMateriais，HarbinInstituteofTechnoiogy，Harbin150001，China）摘要：对制备复杂陶瓷件的快速成型

2、技术，如分层实体制造、熔化沉积造型、形状沉积成型、立体光刻、选区激光烧结、喷墨打印等的原理，工艺和特点进行了评述。结果表明，快速成型技术有潜力制造复杂的结构陶瓷件、功能陶瓷件、生物陶瓷件和压电陶瓷件。这些技术制备的陶瓷件的性能可与传统方法制备的陶瓷件相媲美。展望了这些技术的前景。关键词：陶瓷件；快速成型中图分类号：TB321文献标识码：A文章编号：1001-4381（2001）06-0037-04Abstract：Principie，processing，andcharacteristicsofrapi

3、dprototyping（RP）usedforfabricatingsophisticat-edceramicobjects，suchasiaminatedobjectedmanufacturing（LOM），fuseddepositionmodeiing（FDM），shapedepositionmodeiing（SDM），stereo-iithography（SLA），seiectiveiesersintering（SLS），inkjetmethod（IJM），arereviewed.Theresui

4、tsshowthattheRPhaspotentiaitofabricatesophisticatedceramicobjects，suchas，structuraiceramics，functionaiceramics，bioiogicaiceramics，andpiezoeiectricaiceramics.TheguaiityofRPceramicsarecomparedweiiwiththatofconventionaiiyprocessedceramics.Keywords：ceramicob

5、jects；rapidprototyping陶瓷材料具有的优良高温性能、高强度、高硬目前，比较成熟的快速成型方法有如下几种：度、低密度、好的化学稳定性，使其在航天、航空、分层实体制造（LaminatedObjectedManufacturing，简称汽车、生物等行业得到广泛应用。而陶瓷难以成型LOM）；熔化沉积造型（FusedDepositionModeiing，简的特点又限制它的使用，尤其是复杂陶瓷件的成型称FDM）；形状沉积成型（ShapeDepositionModeiing，均借助于复杂的模具来实

6、现。复杂模具需要较高的简称SDM）；立体光刻（Stereo-Lithography，简称加工成本和较长的开发周期，而且，模具加工完毕SLA）；选区激光烧结（SeiectiveLaserSintering，简称后，就无法对其进行修改，这种状况越来越不适应SLS）；喷墨打印法（InkJetMethods）。产品的改进及更新换代。采用快速成型技术制备陶瓷件可以克服上述缺点。快速成型（RapidPrototyp-2快速成型技术制备陶瓷件ing，简称RP）也叫自由实体造型（SoiidFreeformFab-2.1

7、分层实体制造（LOM）rication，简称SFF），是20世纪80年代中期兴起的高分层实体制造采用背面涂有热熔胶的薄膜材料新技术，它将传统的“去除”加工法改变为“增加”为原料，用激光将薄膜依次切成零件的各层形状并加工法，具有无需模具、开发周期短、成本低等一叠加起来成为实体件，层与层间的粘结靠加热和加系列优点，引起各国研究者的广泛关注。压来实现。LOM最初使用的材料是纸，做出的部件相当于木模，可用于产品设计和铸造行业。美国1快速成型技术的原理和分类LonePeak公司、WesternReserve和Da

8、yton大学等已快速成型技术的本质是采用积分法制造三维实应用LOM方法制备陶瓷件，采用的原料为陶瓷膜，体，在成型过程中，先用三维造型软件在计算机中陶瓷膜是用传统的流延法制备的。采用LOM法制备生成部件的三维实体模型，而后用分层软件对其进的陶瓷材料有Ai2O3，AiN，Si3N4，SiC，ZrO2等。行分层处理，即将三维模型分成一系列的层，将每用LOM设备直接做出的实体件为陶瓷生胚，它一层的信息传送到成型机，通过材料的逐层添加得是由陶瓷膜粘在