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高粘度流体与陶瓷的应用与发展趋势

更新时间: 2024-12-20 11:53:15  查看次数: 193    
陶瓷材料有很多好的特性,像硬度高、密度低、耐高温、耐腐蚀,所以是一种常用的 3D 打印材料。陶瓷浆料 3D 打印技术,是先把陶瓷粉体和溶剂(有水的或者没有水的)、粘结剂这些混合在一起,配成有一定固体含量的陶瓷浆料,然后用像挤出成型、数字光处理成型、立体光刻成型、墨水直写工艺这些方法做出陶瓷坯体,最后经过高温烧结让它固定成型。
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高粘度流体材料 3D 打印成型工艺的难处在于,怎么克服流体和喷嘴内壁的摩擦,还有流体之间的流动阻力这些问题,这样才能解决 3D 打印喷头堵塞的情况。用挤出成型工艺(EFF)和光固化或者用激光束这些成型方式比起来,成本更低,成型效率也更快,适合大多数的流体材料。但是,有些压敏材料,比如压敏胶,只要给它一点压力,它就会和基材粘在一起,那就没办法用挤压的方式来成型。 

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高粘度流体材料在3D打印成型时,还有另外一个难题,就是流体材料从液态变成固态这个转变过程不好处理。常用的处理办法有光固化呀、激光烧结呀、交联固化、添加粘合剂固化以及溶剂蒸发这些。还有比利时鲁汶大学的M.法埃斯等人,他们利用紫外光固化分散体搞出了一种基于挤出的增材制造技术。他们把含有氧化锆颗粒的分散体和紫外光树脂混合在一起,还往混合液里加了乙醇来降低粘度呢。然后通过做实验,对混合液的均匀性、流变性以及打印性能都做了分析。结果显示,这混合液在平台上的时候粘度能高达400帕·秒,从喷嘴挤出来的时候粘度大概是28.6帕·秒。这个成果表明啊,在紫外光树脂里加入30%(按体积算)的氧化锆分散体,混合液就能有很好的均匀性和形状稳定性了。这个方法充分利用了非牛顿幂律流体的剪切稀化这个特点,让混合液在挤出的时候粘度大大降低了。 

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