濕法SLS工藝成型ZTA陶瓷的初步研究.pdf

1、目的:
　　本研究旨在探索:1、通過(guò)對(duì)含有不同濃度粘結(jié)劑PVA的復(fù)合陶瓷漿料經(jīng)球磨法及以不同的入料速度進(jìn)行噴霧干燥造粒，用SEM觀察各組所造顆粒，以探討噴霧干燥參數(shù)對(duì)顆粒微觀形態(tài)和性能的影響。2、應(yīng)用Pro/engineer2001軟件進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，用以修改完善實(shí)驗(yàn)組對(duì)用來(lái)構(gòu)建多孔ZTA陶瓷素坯的口腔陶瓷濕法SLS快速成型儀鋪料機(jī)械部分的設(shè)計(jì)方案，并驗(yàn)證其合理性及可行性。為后期通過(guò)濕法SLS快速成型技術(shù)將噴霧干燥所制得的PVA-Z

2、TA復(fù)合陶瓷粉粒構(gòu)建成ZTA陶瓷多孔素坯的工藝路線做前期準(zhǔn)備。
　　方法:
　　1、通過(guò)球磨法及應(yīng)用YC-2000型噴霧干燥儀將事先制備好的含有3種濃度粘結(jié)劑PVA的復(fù)合陶瓷懸浮液分別以2種進(jìn)料流速進(jìn)行造粒，并以SEM檢測(cè)所造的6組復(fù)合陶瓷顆粒的微觀形態(tài);選取其中4組復(fù)合陶瓷粉粒分別燒結(jié)制得初坯條塊，并測(cè)試其三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度。
　　2、應(yīng)用Pro/engineer2001軟件對(duì)設(shè)計(jì)的口腔陶瓷濕法SLS快速成型儀按照設(shè)計(jì)的工

3、作流程及參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，依次經(jīng)過(guò)各部件的三維模型的構(gòu)建、部件模型的虛擬裝配、部件連接方式的確定、運(yùn)動(dòng)環(huán)境的設(shè)置，最后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，并通過(guò)軟件的“干涉檢查”功能實(shí)時(shí)對(duì)各部件模型在虛擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真過(guò)程中發(fā)生沖突的部位進(jìn)行修改與調(diào)整。
　　結(jié)果:
　　1、當(dāng)PVA濃度為6wt％時(shí)，進(jìn)料流速為5ml/min、10ml/min的復(fù)合陶瓷顆粒粒徑分別約為10μm、8μm;當(dāng)PVA濃度為3wt％時(shí)，兩種流速對(duì)應(yīng)的粒徑都約為5μm;

4、但當(dāng)PVA濃度為7.5 wt％時(shí)，流速為5ml/min對(duì)應(yīng)的粒徑遠(yuǎn)大于上述四組，并已經(jīng)開始出現(xiàn)較多非球形且松散的顆粒，而流速為10ml/min時(shí)，無(wú)法獲得成形顆粒。
　　2、由PVA濃度為6.0 wt％、3.0 wt％，經(jīng)兩種入料流速下真空噴霧干燥造粒獲得的復(fù)合陶瓷粉粒制得的4組初坯條塊，其三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度無(wú)明顯差別，且各組初坯條塊均能承受一定機(jī)械強(qiáng)度的操作。
　　3、按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的工作流程，使用原實(shí)驗(yàn)中分辨率為0.36°/脈沖

5、的步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)設(shè)定軟件中伺服電機(jī)定義頁(yè)面里的相關(guān)參數(shù)，經(jīng)過(guò)多次修改，排除各種干涉后，在理論上實(shí)現(xiàn)了:對(duì)應(yīng)于每一個(gè)由電機(jī)控制器產(chǎn)生的脈沖，工作平臺(tái)能以在垂直方向上移動(dòng)5μm的方式進(jìn)行升降。
　　結(jié)論:
　　1、在一定范圍內(nèi)，粘結(jié)劑PVA的濃度越大，噴霧干燥所造的類球形復(fù)合陶瓷顆粒的粒徑越大，但當(dāng)濃度超過(guò)這一范圍，顆粒形態(tài)的差異變大甚至無(wú)法得到成形顆粒;當(dāng)PVA濃度為6％時(shí)，進(jìn)料流速與顆粒粒徑成反相關(guān)。通過(guò)噴霧干燥造?？芍频媒Y(jié)