【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于粉末冶金，具體涉及一種粘結劑噴射3d打印金屬零件的工藝及燒結變形控制方法。
技術介紹
1、目前，粉末冶金行業主要通過注射成型（mim）+燒結的方式獲得金屬零件，其生坯制取及控制燒結變形的方法如下：將符合mim要求的金屬粉末和粘結劑在一定溫度下采用適當的方法混合成均勻的喂料，經制粒后加熱至流動狀態再注射到模具中，冷卻后脫模，脫模后獲得的成形坯經過脫脂處理，再進行燒結實現致密化并成為最終成品。具體步驟包括混料、成型、脫脂（排膠）、燒結以及燒結過程的變形控制。
2、金屬注射成型（mim）工藝在制造精密零件方面具有顯著優勢，但也存在一些局限性，例如：1、mim工藝對于每個新產品幾乎都需設計和制造專門的模具，模具制作的成本和時間會在產品成本中占據較高比例，這不僅提高了單件產品的成本，也延長了整體的生產周期；2、mim工藝受到注射壓力的限制，一般只能用來生產較小尺寸和重量的零件；3、mim工藝中模具的設計限制了產品形狀的多樣性，不能適用于精細或具有復雜交叉結構的部件；4、mim工藝中的脫脂和燒結步驟需要使用特定的工藝流程和加熱設備，這些分步驟的操作增加了生產過程的復雜性，并可能影響到生產效率；5、在mim生產中需要使用陶瓷治具，而陶瓷材料本身硬而脆，治具通常需先通過壓制成型再燒結，這個過程不僅成本高，周期長，而且每種不同的零件通常需要定制不同的陶瓷治具，使得陶瓷治具的準備和使用成本較高；6、在燒結過程中，粉末坯體會經歷顯著收縮，導致燒結前后尺寸變化較大，由于陶瓷治具在燒結過程中尺寸基本保持不變，初期粉末坯體和陶瓷治
3、粘結劑3d打印技術是依托粉末材料進行的一種先進3d打印手段，該技術中利用粘結劑將3d打印用的粉末材料相互粘合，通過精準地噴射粘結劑和粉末材料的結合，不僅能實現高效率的打印流程，也能制造出結構復雜的零件。因此，急需設計一種粘結劑噴射3d打印金屬零件的工藝及燒結變形控制方法以解決上述問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種粘結劑噴射3d打印金屬零件的工藝及燒結變形控制方法，以解決上述
技術介紹
中存在的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種粘結劑噴射3d打印金屬零件的工藝，包括以下步驟：
3、s1：準備原料，首先根據實際所需準備相應種類的粉末材料，然后根據不同的粉末材料配以相應的粘結劑；
4、s2：打印模型，在打印平臺上均勻鋪設一層粉末材料，然后噴頭噴射粘結劑以固化模型的截面圖案，然后將打印平臺下降一個粉末層的厚度，再鋪設一層新的粉末層，重復上述過程直至模型打印完成；
5、s3：加熱固化，將打印完成的模型從打印平臺取出，對模型進行加熱烘干以強化粘結劑的固化強度，并清除多余粉末；
6、s4：脫脂燒結，將脫脂過程整合到燒結的前段，通過分段升溫和保溫脫脂，并利用大流量保護氣體排除粘結劑中的揮發性分子，這一過程結束后，即刻進入升溫階段，開始燒結，以獲得致密的最終零件。
7、進一步的，所述s2包括打印機主體，所述打印機主體通過隔板分隔成供粉倉和成型倉，所述供粉倉和成型倉的內部均設有托板，所述供粉倉和成型倉的底部均設有活塞，所述活塞的頂部與托板的頂部固定連接。
8、進一步的，所述打印機主體的頂部設有鋪粉輥，所述鋪粉輥的水平高度不低于隔板頂部的水平高度。
9、更進一步的，所述成型倉的頂部設有粘結劑盒，所述粘結劑盒內設有粘結劑，所述成型倉的內頂面設有噴頭，所述噴頭通過輸送管與粘結劑盒相連通。
10、更進一步的，所述s1中的粉末材料的材質包括但不限于陶瓷、金屬和塑料。
11、再進一步的，所述s2中單個粉末層的厚度為0.05～0.2毫米。
12、再進一步的，所述粘結劑噴射3d打印金屬零件工藝的燒結變形控制方法，包括以下步驟：
13、s41：制備支撐治具，根據待打印產品的外形，設計支撐治具的形狀，其外形不必固定，只需在高溫燒結階段為零件的底部和懸空部分提供穩固支撐即可，然后通過粘結劑3d打印設備打印支撐治具，打印完成后，將打印平臺置于特定溫度下固化，以蒸發粘結劑中的水分和揮發性有機物，并促進聚合物的交聯反應，增強其結構強度，冷卻后，使用刷子除去多余粉末，獲得支撐治具的粉末生坯；
14、s42：制備隔離涂層漿料，首先將耐高溫陶瓷粉末通過篩網過濾，除去較大的顆粒雜質，隨后，將篩選好的粉末與分散劑以0.1～5:1的比例混合，攪拌直至形成均勻的懸濁液漿料；
15、s43：組裝粉末生坯，將支撐治具的粉末生坯的表面涂覆一層隔離涂層漿料，然后將其放入烘箱，在分散劑的沸點溫度下烘烤，以除去漿料中的分散劑，留下耐高溫粉末，這層干燥的耐高溫粉末形成了支撐治具表面的覆蓋層，然后按照設計將支撐治具粉末生坯與零件粉末生坯組合；
16、s44：一步燒結，將脫脂過程整合到燒結的前段，通過分段升溫和保溫脫脂，并利用大流量保護氣體排除粘結劑中的揮發性分子，這一過程結束后，即刻進入升溫階段，開始燒結，在燒結過程中，調節升溫速率，延長均溫階段；
17、s45：燒結后分離，燒結后，由于隔離涂層的存在，零件與支撐治具之間沒有直接接觸，鑒于燒結溫度低于耐高溫粉末的熔點，燒結完成的隔離涂層呈松散狀，可以通過簡單的振動實現零件與支撐治具的分離。
18、本專利技術的技術效果和優點：
19、1、通過粘結劑噴射打印的方式成型零件粉末生坯，與傳統粉末冶金工藝相比，節約了模具開發和測試成本；
20、2、由于通過粘結劑噴射打印的方式打印產品粉末生坯時，沒有模具的成型條件制約，可以生產尺寸更大、更復雜精細的產品；
21、3、通過工藝優化整合將原本分離的脫脂和燒結工藝合并，簡化了工序數量，提高生產效率，同時優化高溫燒結工藝，減少零件變形及裂紋的風險，提高良品率；
22、4、開發并實施了制備耐高溫粉末涂層包覆支撐治具的完整工藝，實現了支撐治具和零件的完全貼合及物理隔；
23、5、開發并使用了支撐治具的變形控制方案，部分產品在燒結后，無需進行矯形和加工即可直接使用。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種粘結劑噴射3D打印金屬零件的工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的粘結劑噴射3D打印金屬零件的工藝，其特征在于：所述S2包括打印機主體（100），所述打印機主體（100）通過隔板分隔成供粉倉（101）和成型倉（102），所述供粉倉（101）和成型倉（102）的內部均設有托板（103），所述供粉倉（101）和成型倉（102）的底部均設有活塞（104），所述活塞（104）的頂部與托板（103）的頂部固定連接。
3.根據權利要求2所述的粘結劑噴射3D打印金屬零件的工藝，其特征在于：所述打印機主體（100）的頂部設有鋪粉輥（105），所述鋪粉輥（105）的水平高度不低于隔板頂部的水平高度。
4.根據權利要求2所述的粘結劑噴射3D打印金屬零件的工藝，其特征在于：所述成型倉（102）的頂部設有粘結劑盒（106），所述粘結劑盒（106）內設有粘結劑（107），所述成型倉（102）的內頂面設有噴頭（108），所述噴頭（108）通過輸送管與粘結劑盒（106）相連通。
5.根據權利要求1所述的粘結劑噴射3D打印金屬零件的工藝
6.根據權利要求1所述的粘結劑噴射3D打印金屬零件的工藝，其特征在于：所述S2中單個粉末層的厚度為0.05～0.2毫米。
7.如權利要求1～6中任意一項所述粘結劑噴射3D打印金屬零件工藝的燒結變形控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種粘結劑噴射3d打印金屬零件的工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的粘結劑噴射3d打印金屬零件的工藝，其特征在于：所述s2包括打印機主體（100），所述打印機主體（100）通過隔板分隔成供粉倉（101）和成型倉（102），所述供粉倉（101）和成型倉（102）的內部均設有托板（103），所述供粉倉（101）和成型倉（102）的底部均設有活塞（104），所述活塞（104）的頂部與托板（103）的頂部固定連接。
3.根據權利要求2所述的粘結劑噴射3d打印金屬零件的工藝，其特征在于：所述打印機主體（100）的頂部設有鋪粉輥（105），所述鋪粉輥（105）的水平高度不低于隔板頂部的水平高度。
4.根據...
【專利技術屬性】
技術研發人員：柯年輝，付志強，吳文鵬，甘浩浩，吳一，
申請(專利權)人：中星裕澤蘇州裝備有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。