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如何使用注射成型的Al2O3陶瓷实现3D打印技术的工艺研究
赵成林
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本文将 3D 打印技术与注射成型工艺相结合用于 Al2O3 陶瓷坯体的快速成型，即采用注射成型的原理制备低粘度、高固相量、稳定均匀的热塑性 Al2O3 陶瓷浆料，通过 FDM 3D 打印成型技术制备 Al2O3 陶瓷坯体。实验中优化有机粘结剂体系，以粘度较低的石蜡和韧性较好的 EVA 热熔胶作为粘结剂， Solsperse 17000（0.7 wt%）作为分散剂，硬脂酸（2 wt%）作为表面活性剂制备出固相量为 56 vol%热塑性 Al2O3 浆料。以该浆料为原材料进行 Al2O3 坯体的 3D 打印成型，控制浆料温度在 95℃~115℃之间，能够顺利完成 Al2O3 坯体的 3D 打印成型，在该温度范围内，随着温度升高，坯体相邻两层间的粘结性增强，成型过程中并没有发生文献中报道的热塑性浆料在 3D 打印过程中断丝影响坯体成型的情况，整个 3D 打印过程十分顺利。 Al2O3 坯体抗弯强度为 73.33 MPa，高于文献中使用其他有机粘结剂所制备出的坯体的强度。通过两步排胶法（先溶剂排胶后热排胶）排除 Al2O3 坯体中的有机物，采用 SEM 对排胶后坯体的微观结构进行表征，没有出现裂纹等缺陷，表明该方法可以实现快速、无缺陷排胶。在 1600℃条件下采用无压烧结得到密度为 3.92 g/cm3 的 Al2O3 陶瓷。
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