铸瓷材料的成分(铸瓷的成分是什么)

铸瓷材料的成分(铸瓷的成分是什么)

向导

总结了国内外利用3D打印材料制作涡轮发动机空心爆破陶瓷型芯的研究进展，并总结了空心叶片陶瓷型芯的性能要求和制备方法。针对浆料配方、固化机理、脱脂和烧结过程控制的研究现状，从浆料配方、固化机理和脱脂、烧结过程控制和解决方案探讨等方面，对陶瓷型芯技术中的3D打印材料、收缩、变形和开裂问题进行了综述。基于涡轮发动机空心叶片的综合研究现状和发展趋势，开发了光固化添加剂制备陶瓷型芯领域。认为光固化3D打印是定制涡轮发动机空心叶片陶瓷型芯的重要方向。

熔融铸造为大量复合金属零件提供了一种预算工艺，因此被广泛用于铸造形状复杂的金属零件。涡轮发动机的空心高温合金叶片是复合熔体铸造的典型例子。空心涡轮叶片处于涡轮发动机的最高温度，受力最复杂。结构、材料和制备工艺成为近30年来国内外研究的热点，而温造价是一个国家火电厂设备先进水平的重要标志。性能水平在一定意义上也是国家综合制造能力的重要性之一。为了提高叶片的温度和高温强度，相关研究基本遵循叶片材料的高温性能、冷却结构的设计和热障涂层的生成。

光固化3D打印陶瓷技术的发展，是结构陶瓷更加复杂的核心制造工艺，带来了前所未有的机遇和挑战。这个原理是基于计算机设计的三维模型，用计算机“切片”软件“切割”成一系列特定厚度的薄片，然后将“切片”得到的二维图案叠加起来。获得三维组件实体。与传统的制备工艺相比，通过改变和改进计算机三维模型，可以快速获得新的腔体结构。光固化3D打印空心叶片陶瓷型芯技术具有加快空心叶片冷却流道结构升级速度、不增加成本、无需模具、零输送等优点，为更复杂的冷却流道提供了新的速度。

由于光固化3D打印技术的特点，在制备陶瓷型芯的过程中容易出现缺料、变形、开裂等现象，很难保证陶瓷型芯的精度，局限于空心叶片陶瓷型芯的技术。广泛使用。针对上述问题，本课题介绍了浆料制备、固化机理、脱脂和烧结过程控制的研究现状，并探讨了解决方案。结合涡轮发动机空心喷砂的发展趋势，对光固化添加剂制陶瓷型芯的发展进行了展望。

陶瓷浆料制备对光固化行为的影响

自20世纪90年代以来，美国、法国、德国、荷兰、意大利、奥地利等国家都开始研究光固化3D打印技术。近年来，开展了大量工作，主要是在大学和机构。随着光固化技术的深入，早期的国外少数民族已经开始在精密铸造技术中制造陶瓷型壳或型芯，以制造陶瓷型壳或型芯来代替蜡模。DTM采用激光烧结(SLS)选择树脂包覆陶瓷粉末技术来熔铸陶瓷外壳。德国Generis公司采用分层砂床喷涂树脂和催化剂，使铸型分层凝固。通过3D打印(3DP)打印的SLIGEN被用作陶瓷粉末中的原料，硅溶胶是直接形成外壳的粘结剂。装订空心叶片，空心叶片，空心叶片，单筒陶瓷铸造工艺。Griffith M L等，BAE C J等光固化3D打印核壳综合制造精密铸造在国内外引起了广泛的关注，长期以来成为热点。不过该技术一直处于研发阶段。2018年，中科院金属所在熔化精密铸造中的应用，已经得到国家重点研发计划“支撑制造与激光制造”的资助，就是一个示范。该项目有望推动光固化快速成型技术的发展

陶瓷浆料的制备是获得良好印刷效果的关键前提。空心叶片陶瓷型芯的浆料应具有良好的流动性、较低的粘度和较高的固含量，以保证浆料在光固化3天和固化后包装强度的印刷过程中能很好的扩散。另一方面，为了达到固化过程中的固化精度，需要较小的收缩特性和较好的烧结性能，浆料需要合适的光敏树脂单体、紫外光吸收剂、光引发剂、矿化剂和陶瓷粉的粒径比。

图1显示了光固化陶瓷糊的组成成分及其功能。该浆料主要由光敏树脂和液相固体陶瓷粉末组成，主要通过交联固化单体树脂和螯合强度。可通过调节紫外光引发剂和单体转化抑制剂以及其它添加剂来调节浆料的粘度和沉降，从而调节紫外光吸收率和固化速率。固相成分主要包括基体陶瓷粉末和矿物质。难点主要集中在浆料流变性和稳定性的控制、污泥固化速率的调节、陶瓷型芯综合征和烧结特性的研究。

图1光固化陶瓷浆料的组成和功能

表1通过对陶瓷浆料制备液相调整研究的概述，液相组分的研究和光学凝固坯体的性能调整产生了一定的效果。

近年来，研究人员也对光固化陶瓷浆料的固体组分进行了显著的研究，并对其影响机理进行了探讨。结果如表2所示。

2光固化机理与陶瓷型芯性能的关系

为了解决陶瓷型芯制备精度难以保证、变形和开裂的问题，光固化机理得到了广泛的研究。对其发射的研究主要集中在固化厚度、光衰减机理、层间结合和印刷精度等方面。

p等。对UV固化3D打印的固化厚度和宽度进行了广泛的讨论和研究。固化深度和宽度随着陶瓷平均直径和单体浓度的增加而增加。固化宽度随浆液中固相含量的增加而减小，但固化深度随固相含量的增加而增加。用UV扫描扫描固化深度和宽度，降低速度。浆料组成和固化参数对高固相浆料的固化行为有很大影响，说明配方是陶瓷浆料固化行为的内因，固化参数是外因。对于单体和粉末折射率差小的脂肪，大部分能量线性传播。只有一小部分能量被散射，折射率比的增加会增加散射的能量。因此，密度、尺寸

和折射率可以在浆料中改变固化宽度和固化深度。陶瓷脱脂和烧结过程陶瓷芯裂缝和故障通常从印刷层的层开裂，并且光衰减对层间结合强度的影响是巨大的。 3D打印层之间的粘合强度直接影响光固化的3D打印陶瓷部件的质量，具有打印层的二次固化（由随后的曝光中的减毒紫外线引起的固化层的再固化现象）表示层之间的绑定。程度。浆料层位于最近固化层最多的底部。在曝光中，在浆料层中发生光固化，同时形成在固化层和浆料层之间的中间层，参见图2中的uV光在通过浆料层的传播时发生， 并且剩余的衰减光进一步作用于先前的固化层。此外，光引发剂和吸收剂的浓度对陶瓷浆料的固化深度和固化宽度具有更大的影响。固化深度和固化宽度具有与引发剂和吸收浓度的半对数关系，其中固化深度主要由光衰减确定。不同材料的光衰减（即透射率）受吸收，散射和折射的影响，这意味着入射在紫外光强度等于吸收的紫外光，散射紫外光，折射紫外线和垂直通过紫外线发明内容，紫外线的光聚合反应是放热反应，即固化期间的温度变化可以确定吸收紫外线在一定程度上的程度。通过光浸的厚度和宽度，光衰减的转化最终希望获得更高的印刷精度，粉末粒径，粉末堆叠模型，浆料固体含量和粉末分散等。具有更大的影响光固化3D打印精度。光固化3D打印精度的效果是3方面，一个是粉末粒径对模塑构件的表面粗糙度的影响，第二是由于粉末粒径的不同原因导致胚芽烧结期间引起收缩等级。在光固化过程中，它是通过散射和折射引起的错误的调节。

图2固化过程的多个曝光模型

3脱脂烧结过程对光校正核心特性的影响

通过光封印3D打印技术制备的两个相邻层之间的界面形成裂缝，防止生坯的层间层和烧结体是电流光固化3D打印陶瓷芯的热点问题。在烧结期间，陶瓷中剩余的碳可以导致芯裂纹的形成，除了在烧结过程中形成裂缝之外，大收缩对于陶瓷核是有害的。为了防止形成裂缝，应控制收缩过程，脱脂和烧结。为了抑制光固化印刷模塑体的脱脂和烧结的生产，进行了大量的研究。脱脂的研究主要集中在豁免气氛（空气或氩气氛）上，脱脂温度和溶剂脱脂。详细摘要 - 陶瓷核心性能影响的烧结比较综述表3。

4。结论

随着现代能源动机的需求，涡轮发动机提出较高，以重量比，更高的效率，使中空叶片的冷却流动路径结构较高，现有的中空刀片陶瓷芯制造技术面临着巨大的挑战。传统的过程无法满足现代空洞刀片的发展需求，而新技术为新技术进行了新技术，新技术的需求突出，迫切需要缩短陶瓷核心制备过程，加快发展新的空洞刀片。升级速度。光固化3D打印刀片陶瓷芯的技术具有加速的中空刀片冷却流动路径结构升级速度，不会增加成本，没有模具，零输送等，以更复杂的结构陶瓷核心制造工艺的机遇和挑战。然而，在陶瓷芯的制备过程中，存在显着的问题，例如收缩，变形和开裂，因此陶瓷芯准备精度难以确保该技术广泛应用于中空刀片陶瓷领域。光固化3D印刷股权异常刀片陶瓷芯可以抑制其收缩，开裂，提高印刷精度是这一领域的重要方向，并在过去十年中进行了大量的研究。因此，该研究综述了与光固化3D的制备，光固化机理和脱脂烧结过程相关的研究状态影响了光固化3D的影响，以期望从后续研究中学习。从发展趋势的角度来看，研究重点是有光泽陶瓷核心收获，清漆3D印刷的裂缝和准确性等问题，将主要集中在2大方面：

（1）陶瓷芯脱脂烧结过程的收缩率通过浆料配制和制备方法控制。由于在脱脂烧结过程中产生的大收缩，或者由于收缩，由于在脱脂烧结期间产生的大收缩，或者由于收缩而导致不同壁厚的裂缝，燃烧的3D印刷陶瓷芯是无与伦比的。因此，解决这个问题是优化浆料配方和制备过程的重要方法，在固化后降低了生坯的收缩比。

（2）通过进一步研究通过脱脂和烧结过程来控制脱脂过程中的裂纹生产和收缩。脱脂和烧结的程度，速度，温度，压力和气氛可能导致裂缝和收缩的变化，因此深入了解脱脂机构，准确控制脱脂和烧结参数是解决上述问题的有效方法。

文档报价：李巧磊，李杰古，梁景京等。研究进展在光固化3D打印设备中的进展，研究进展[J]。特殊铸造和彩色合金.2021,41（11）; 1 339-1 344。