刘恩辰，葛动元，罗信武



基于3D打印技术的分层凝胶注模制造工艺

刘恩辰，葛动元，罗信武

(广西科技大学 机械工程学院，广西 柳州，545006)

针对在凝胶注模工艺中固相体积分数高的料浆因流动性而应用受限的情况，提出基于3D打印技术的分层凝胶注模制造工艺；采用3D打印技术分层在线制备模具，同步进行料浆的填充，以实现料浆的无流动填充或短距离填充。研究结果表明：上切面模具和竖直模具的腔体全部为无流动注模区域，下切面模具的腔体既包含无流动注模区域，也包含短距离流动注模区域；在下切面模具中，最大注模流动距离和模具分层厚度呈正相关，与模具的切片面角度呈负相关；当设定最大流动距离小于10 mm时，15°夹角和75°夹角模具对应的最大分层厚度分别为2.68 和37.30 mm。

凝胶注模；3D打印；成型技术

20世纪 90 年代，JANNEY[1]将传统的陶瓷工艺与聚合物化学结合起来，提出了一种新型陶瓷成型技术即凝胶注模成型技术。其技术原理如下：将陶瓷粉末悬浮于能够交联聚合的有机单体溶液，形成流动性优异的料浆，加入适量催化剂和引发剂后，排气注入模具中，料浆中的有机单体在催化剂和引发剂作用下，发生聚合固化，形成由高分子网络定型的陶瓷基坯体，经干燥、排胶、烧结后，得到致密的陶瓷产品。该技术能够实现复杂形状陶瓷件的高品质近净成型[2]。JURGEN[3]将该技术拓展到金属结构件的制作，并成功制备出形状复杂的不锈钢叶轮，该叶轮的微观结构及力学性能优良，可媲美传统工艺所制备的粉末冶金件。……