立体平版印刷法对功能分级陶瓷材料的添加剂制造

使用无石版基陶瓷制造技术，对功能分级陶瓷组件进行增材制造，有助于开发创新功能优化的医用植入物结构。这种增材制造技术的主要优点是分辨率高。采用立体光刻方法制造陶瓷部件可提供高精度和高密度部件。

对于本程序，使用高纯度陶瓷粉末，胺粒径小于0.5微米，颗粒大小分布较窄，特定表面积约为每克7平方米。在研磨碗中，将粉末和绝对乙醇以 80 到 20 的质量比混合。以相等的质量加入一到两毫米直径的磨球， 以相等的质量加入粉末。

然后，根据粉末数量，按分散剂的重量添加约0.5至2%。在行星球磨机中，以 250 RPM 的转速磨削混合物 2 小时。之后，使用具有 500 微米开口的 siv 拆下磨削球。

让悬架在室温下在烟罩中干燥 12 小时，然后在 110 摄氏度下进一步干燥 24 小时。用 100 到 500 微米的网眼开口研磨干燥材料，以获得脱光功能化粉末。接下来，在高速行星球磨机的容器中，将一个在打印设备中使用的波长激活的光启动器、有机交链接器和粘合剂以及增塑剂混合在一起。

加入5至10磨球的陶瓷材料直径为5至10毫米。在 1000 RPM 下使混合物均质 4 分钟。然后，将粉末引入混合物中，在 1000 RPM 下均匀化 4 分钟，在 1500 RPM 时为 45 秒，在 2000 RPM 时为 30 秒。

之后用水冷却水箱。如果混合物出现不均匀，请重复此过程。接下来，将大约 1 毫升的陶瓷填充树脂浆放在流变仪的板上，用于旋转测试。

在测量扭矩时，在 20 摄氏度的恒定温度下将剪切速率从 0.1 秒提高至 1000 秒。确认悬架显示剪切变薄行为，动态粘度低于 600 pascal 秒，剪切速率为 0.1 倒数秒，剪切速率低于 10 分差秒 10 至 300 帕斯卡秒。最后，通过暴露在紫外光下进行振荡测量，评估固化行为。

设置数字光处理立体光刻打印装置。确认固化深度至少与所选建筑层相同，最好厚几倍。然后，使用计算机辅助设计软件生成组件的 3D 模型文件。

将组件模型切成适当厚度的图层，然后以四面线轮廓格式保存文件。通过网络或 USB 将此文件传输到打印设备。创建打印程序并设置每层固化时间、铸造速度、构建平台速度等参数。

然后，用准备好的陶瓷树脂浆料填充印刷装置储液罐约一半。泵送泥浆通过系统，直到它开始重新加注储液罐。通过真空吸附金属印版到建筑平台，然后开始打印程序。

在打印过程中根据需要重新填充储液罐。完成后，在握持印版取回组件时关闭真空。使用异丙醇或其他温和的有机溶剂来清除剩余的泥浆，然后在通风区域的室温下使部件干燥。

之后去绑定和烧结组件，以完成制造。这种高纯度的氧化铝粉被除粉，并具有不饱和度的功能。干燥后，功能化粉末重新聚集，但在聚合物树脂中均匀地重新分散。

对不同粉末含量的悬浮组合物，评价了二、四功能交链接比和整体活页夹交叉链接比。所有四个悬架都有所需的剪切变薄行为，但只有组合一个表现出最佳的悬架流行为。如果动态粘度过高，则由于缺乏流量，可能会阻碍薄浆层的铸造。

动态粘度过低可能导致泥浆在铸造刀片下自由流动，或悬架不稳定。在将陶瓷树脂悬浮液暴露于光线之前，剪切存储模量大致保持不变。达到最小必要强度的最佳固化时间是两到三秒。

暴露超过四秒钟可能会导致过度固化导致脆性。该测试组件采用最佳的铝浆成分和暴露时间，具有密集的外壳和多孔骨型中央芯，具有无缺陷，在散装区域具有极低的孔隙度和高密度。本文介绍的技术设计用于处理粘胶陶瓷树脂混合物，以达到制造功能分级材料所需的高精度。

该技术为陶瓷制造成果开发光反应陶瓷悬浮液铺平了道路。它们可用于利瑞卡自由基陶瓷添加剂制造，以生产高品质的陶瓷组件。