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基于高固含粘弹膏体的立体光刻3D打印陶瓷复杂结构坯体高效清洗研究取得新进展

时间:2022-04-08来源:机电学院点击:10


立体光刻3D打印技术凭借其打印质量高和针对复杂结构的优异成型能力,在高性能陶瓷构件的增材制造领域应用越来越广泛。其中,陶瓷立体光刻坯体清洗是整个技术链中尤为重要的一环,优异的清洗质量是最终实现高打印精度和良好性能的基础。对于高静止粘度的粘弹膏体打印而言,当应用于含有内部孔隙和精细支杆的陶瓷复杂结构时,寻求高效的清洗方法以匹配打印原料的流变学特性和坯体的结构特征成为亟待解决的问题之一。

近日,机电工程学院先进材料成形研究所邢占文副教授(第一作者)和李文利副教授(通讯作者)3D打印复杂结构陶瓷的后处理技术方面取得创新研究进展,提出了一种新颖的针对粘弹膏体的清洗剂设计方法,该方法基于特定分散剂对打印坯体表面残留的粘弹膏体陶瓷颗粒表面竞争性吸附作用,同时借助清洗辅助手段实现高效清洗。作者通过表面共聚焦三维成像和CT三维重构评价超声及压力喷淋清洗效果,并通过设计验证模型分析明确其应用场景,最终实现复杂结构陶瓷可控打印。该工作对完善新型打印/清洗一体化的立体光刻3D打印技术链起到了重要推动作用,相关研究成果以“Efficient cleaning of ceramic green bodies with complex architectures fabricated by stereolithography-based additive manufacturing via high viscoelastic paste”为题发表于Additive Manufacturing (JCR一区,IF 10.998,制造工程类TOP期刊),同时授权发明专利2(ZL2021104924155ZL2021104923970)。后续研究工作将持续围绕结构优化、打印配方设计、打印策略改进、打印过程仿真等关键问题展开探索与应用推广。

相关工作得到了江苏省三维打印装备与制造重点实验室、苏州市重点产业技术创新等项目的资助。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.102809

1 基于粘弹膏体的陶瓷立体光刻3D打印坯体清洗机制示意图。

2 精细多孔支杆结构打印清洗效果对比。


3 不同尺寸方孔与圆孔结构打印清洗效果对比。