專利名稱：一種基于石蠟的陶瓷零件一體化快速成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制造業(yè)的成型技術(shù)，特別涉及一種基于石蠟的陶瓷零 件一體化快速成形方法。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用于陶瓷零件的快速成形技術(shù)主要有分層實(shí)體制造，熔 融沉積制造，噴墨打印法，立體光刻，選擇性激光燒結(jié)等。應(yīng)用快速 成形技術(shù)制備陶瓷零件能大大減少生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，然而這 些技術(shù)制備的陶瓷零件存在如成本高，工序復(fù)雜，致密度不高等缺點(diǎn)。 國(guó)內(nèi)專利方面，中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公布的專利"一種陶瓷零件的快
速成形方法"(專利號(hào)ZL200510041976.4)其特征為用三維軟件 得到三維實(shí)體模型；然后用分層軟件分層，得到0.1 2mm的-」系列 薄層，得到每層形狀；將石蠟融化后注入到制造的陶瓷零件的槽體重， 壓平；然后添加新的一層蠟料，往復(fù)以上步驟，得到三維零件。可見， 該技術(shù)的蠟板是一體的，成形后要去除存在--些麻煩。另外"一種陶 瓷零件的快速制造方法"(專利號(hào)ZL 200510043174.7)其內(nèi)容為-. 首先用三維造型軟件在計(jì)算機(jī)中生成需要制造的陶瓷零件的三維實(shí) 體模型，然后用分層軟件對(duì)三維實(shí)體模型進(jìn)行分層得到每層的形狀， 根據(jù)分層的形狀，刻畫本層的輪廓線并將輪廓線外的區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格刻 畫，再在刻畫的縫隙中填充聚乙烯醇水溶液，逐層疊加后，再經(jīng)過排蠟燒結(jié)并去除產(chǎn)品輪廓線外的余料，即可獲得所需的陶瓷零件?？梢?該技術(shù)對(duì)于每層蠟板進(jìn)行了網(wǎng)格劃分，易于后期去除，但成形過程和 上一個(gè)類似，只是使用的材料不同而已，該技術(shù)的去除石蠟的過程比 較費(fèi)時(shí)，對(duì)于一些微小結(jié)構(gòu)和比較尖銳的部位很難將石蠟清理干凈。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種 基于石蠟的陶瓷零件一體化快速成形方法，具有生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn) 單、制造精度高的特點(diǎn)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種基于石蠟的陶瓷零件一體化快速成形方法，包括以下歩驟
(一) 、用三維軟件生成所需要的零件三維實(shí)體模型，然后用分
層軟件進(jìn)行分層處理，即將三維實(shí)體模型分成厚度為0.1 2mm的一 系列薄層，得到每層的形狀；
(二) 、將石蠟熔好后注入體積大于需要制造的陶瓷零件的槽體 中，用壓輥碾成厚度為0.1 2mm的蠟片，刻好網(wǎng)格便于去除；
(三) 、根據(jù)分層后的第一層實(shí)體模型形狀，用雕刻機(jī)對(duì)蠟片進(jìn) 行雕刻，刻下來的石蠟粉用吹風(fēng)機(jī)吹走；
(四) 、將溶于水的粉末填充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平， 去掉多余的粉末；
(五) 、在槽體中再次注入熔化后的石蠟，用蠟輥將蠟壓成厚度 為0.1 2mm的薄層；(六) 根據(jù)分層后的第二層三維實(shí)體模型的形狀，雕刻蠟片，刻 好網(wǎng)格，將雕刻下來的石蠟粉吹走；
(七) 將溶于水的粉末填充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平，去
掉多余的粉末；
(八) 依次根據(jù)下一層的形狀在上一層的層面上重復(fù)制作蠟片、 雕刻形狀和填充溶于水的粉末，最后得到一個(gè)內(nèi)部充滿可溶于水粉末 的蠟塊；
(九) 將蠟塊取出浸入水中，將里面的粉末沖洗干凈，形成一個(gè) 空腔，然后在室溫下通風(fēng)干燥；
(十)將70 12(TC熔融的含質(zhì)量分?jǐn)?shù)70 90%的陶瓷粉的蠟漿 灌注到上述蠟塊的空腔內(nèi)，待凝固后，將制好的三維原型實(shí)體在150 30(TC進(jìn)行排蠟，排蠟后在900 1400。C進(jìn)行燒結(jié)得到所需的陶瓷零 件。
所述的溶于水的粉末為任意可溶于水的且熔點(diǎn)在50°C以上的粉 末，如淀粉、泥土、氧化鈣、碳酸氫鈉、碳酸鈉或三氯化鐵。
由于本發(fā)明使用可溶于水的粉末作為填充材料，制備了石蠟?zāi)?腔，利用目前成熟的熱壓鑄蠟漿， 一次性注入制成一體化的陶瓷零件。 與傳統(tǒng)的快速成形方法相比較，本發(fā)明沒有層與層之間的過渡，機(jī)械 性能更加優(yōu)良；用水清除型腔的原料，便于循環(huán)利用，降低成本。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一一種基于石蠟的陶瓷零件一體化快速成形方法，包括以下步驟-(-一)、用三維軟件生成所需要的零件三維實(shí)體模型，然后用分
層軟件進(jìn)行分層處理，即將三維實(shí)體模型分成厚度為O.lmm的一系 列薄層，得到每層的形狀；
(二) 、將石蠟熔好后注入體積大于需要制造的陶瓷零件的槽體 中，用壓輥碾成厚度為O.lmm的蠟片，刻好網(wǎng)格便于去除；
(三) 、根據(jù)分層后的第一層實(shí)體模型形狀，用雕刻機(jī)對(duì)蠟片進(jìn) 行雕刻，刻下來的石蠟粉用吹風(fēng)機(jī)吹走；
(四) 、將淀粉填充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平，去掉多余 的淀粉；
(五) 、在槽體中再次注入熔化后的石蠟，用蠟輥將蠟壓成厚度 為O.lmm的薄層；
(六) 根據(jù)分層后的第二層三維實(shí)體模型的形狀，雕刻蠟片，刻 好網(wǎng)格，將雕刻下來的石蠟粉吹走；
(七) 將淀粉填充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平，去掉多余的
淀粉；
(八) 依次根據(jù)下一層的形狀在上一層的層面上重復(fù)制作蠟片、 雕刻形狀和填充淀粉，最后得到一個(gè)內(nèi)部充滿淀粉的蠟塊；
(九) 將蠟塊取出浸入水中，將里面的淀粉沖洗干凈，形成一個(gè) 空腔，然后在室溫下通風(fēng)干燥；
(十)將7(TC熔融的含質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%的陶瓷粉的蠟漿灌注到上述蠟塊的空腔內(nèi)，待凝固后，將制好的三維原型實(shí)體在300。C進(jìn)行排 蠟，排蠟后在95(TC進(jìn)行燒結(jié)得到所需的陶瓷零件。
實(shí)施例二
(一) 、用三維軟件生成所需要的零件三維實(shí)體模型，然后用分 層軟件進(jìn)行分層處理，即將三維實(shí)體模型分成厚度為lmm的一系列 薄層，得到每層的形狀；
(二) 、將石蠟熔好后注入體積大于需要制造的陶瓷零件的槽體 中，用壓輥碾成厚度為lmm的蠟片，刻好網(wǎng)格便于去除；
(三) 、根據(jù)分層后的第一層實(shí)體模型形狀，用雕刻機(jī)對(duì)蠟片進(jìn) 行雕刻，刻下來的石蠟粉用吹風(fēng)機(jī)吹走；
(四) 、將泥土填充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平，去掉多余 的泥土；
(五) 、在槽體中再次注入熔化后的石蠟，用蠟輥將蠟壓成厚度 為lmm的薄層；
(六) 根據(jù)分層后的第二層三維實(shí)體模型的形狀，雕刻蠟片，刻 好網(wǎng)格，將雕刻下來的石蠟粉吹走；
(七) 將泥土填充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平，去掉多余的
泥土；
(八) 依次根據(jù)下一層的形狀在上一層的層面上重復(fù)制作蠟片、 雕刻形狀和填充泥土，最后得到一個(gè)內(nèi)部充滿泥土的蠟塊；
(九) 將蠟塊取出浸入水中，將里面的泥土沖洗干凈，形成 -個(gè)空腔，然后在室溫下通風(fēng)干燥；
(十)將120。C熔融的含質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%的陶瓷粉的蠟漿灌注到上 述蠟塊的空腔內(nèi)，待凝固后，將制好的三維原型實(shí)體在26(TC進(jìn)行排 蠟，排蠟后在IOO(TC進(jìn)行燒結(jié)得到所需的陶瓷零件。
實(shí)施例三
(一) 、用三維軟件生成所需要的零件三維實(shí)體模型，然后用分 層軟件進(jìn)行分層處理，即將三維實(shí)體模型分成厚度為1.5mm的一系 列薄層，得到每層的形狀；
(二) 、將石蠟熔好后注入體積大于需要制造的陶瓷零件的槽體 中，用壓輥碾成厚度為1.5mm的蠟片，刻好網(wǎng)格便于去除；
(三) 、根據(jù)分層后的第一層實(shí)體模型形狀，用雕刻機(jī)對(duì)蠟片進(jìn) 行雕刻，刻下來的石蠟粉用吹風(fēng)機(jī)吹走；
(四) 、將氧化鈣填充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平，去掉多 余的氧化鈣；
(五) 、在槽體中再次注入熔化后的石蠟，用蠟輥將蠟壓成厚度 為1.5mm的薄層；
(六) 根據(jù)分層后的第二層三維實(shí)體模型的形狀，雕刻蠟片，刻 好網(wǎng)格，將雕刻下來的石蠟粉吹走；
(七) 將氧化鈣填充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平，去掉多余 的氧化鈣；
(八) 依次根據(jù)下一層的形狀在上一層的層面上重復(fù)制作蠟片、雕刻形狀和填充氧化鈣，最后得到一個(gè)內(nèi)部充滿氧化鈣的蠟塊；
(九)將蠟塊取出浸入水中，將里面的氧化鈣沖洗干凈，形成-一 個(gè)空腔，然后在室溫下通風(fēng)干燥；
(十)將90。C熔融的含質(zhì)量分?jǐn)?shù)85%的陶瓷粉的蠟漿灌注到上 述蠟塊的空腔內(nèi)，待凝固后，將制好的三維原型實(shí)體在18(TC進(jìn)行排 蠟，排蠟后在120(TC進(jìn)行燒結(jié)得到所需的陶瓷零件。
權(quán)利要求
1、一種基于石蠟的陶瓷零件一體化快速成形方法，其特征在于，包括以下步驟(一)、用三維軟件生成所需要的零件三維實(shí)體模型，然后用分層軟件進(jìn)行分層處理，即將三維實(shí)體模型分成厚度為0.1～2mm的一系列薄層，得到每層的形狀；(二)、將石蠟熔好后注入體積大于需要制造的陶瓷零件的槽體中，用壓輥碾成厚度為0.1～2mm的蠟片，刻好網(wǎng)格便于去除；(三)、根據(jù)分層后的第一層實(shí)體模型形狀，用雕刻機(jī)對(duì)蠟片進(jìn)行雕刻，刻下來的石蠟粉用吹風(fēng)機(jī)吹走；(四)、將溶于水的粉末填充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平，去掉多余的粉末；(五)、在槽體中再次注入熔化后的石蠟，用蠟輥將蠟壓成厚度為0.1～2mm的薄層；(六)根據(jù)分層后的第二層三維實(shí)體模型的形狀，雕刻蠟片，刻好網(wǎng)格，將雕刻下來的石蠟粉吹走；(七)將溶于水的粉末填充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平，去掉多余的粉末；(八)依次根據(jù)下一層的形狀在上一層的層面上重復(fù)制作蠟片、雕刻形狀和填充溶于水的粉末，最后得到一個(gè)內(nèi)部充滿可溶于水粉末的蠟塊；(九)將蠟塊取出浸入水中，將里面的粉末沖洗干凈，形成一個(gè)空腔，然后在室溫下通風(fēng)干燥；(十)將70～120℃熔融的含質(zhì)量分?jǐn)?shù)70～90％的陶瓷粉的蠟漿灌注到上述蠟塊的空腔內(nèi)，待凝固后，將制好的三維原型實(shí)體在150～300℃進(jìn)行排蠟，排蠟后在900～1400℃進(jìn)行燒結(jié)得到所需的陶瓷零件。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種基于石蠟的陶瓷零件一體化快速成形方法，其特征在于，所述的溶于水的粉末為任意可溶于水的且熔點(diǎn)在5(TC以上的粉末。
3、根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種基于石蠟的陶瓷零件一體化快速成形方法，其特征在于，包括以下步驟(一)、用三維軟件生成所需要的零件三維實(shí)體模型，然后用分層軟件進(jìn)行分層處理，即將三維實(shí)體模型分成厚度為0.1mm的一系列薄層，得到每層的形狀；(二)、 將石蠟熔好后注入體積大于需要制造的陶瓷零件的槽體中，用壓輥碾 成厚度為O.lmm的蠟片，刻好網(wǎng)格便于去除；(三)、根據(jù)分層后的 第一層實(shí)體模型形狀，用雕刻機(jī)對(duì)蠟片進(jìn)行雕刻，刻下來的石蠟粉用 吹風(fēng)機(jī)吹走；(四)、將淀粉填充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平，去 掉多余的淀粉；(五)、在槽體中再次注入熔化后的石蠟，用蠟輥將蠟 壓成厚度為0.1mm的薄層；(六)根據(jù)分層后的第二層三維實(shí)體模型 的形狀，雕刻蠟片，刻好網(wǎng)格，將雕刻下來的石蠟粉吹走；(七)將 淀粉填充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平，去掉多余的淀粉；(八) 依次根據(jù)下一層的形狀在上一層的層面上重復(fù)制作蠟片、雕刻形狀和 填充淀粉，最后得到一個(gè)內(nèi)部充滿淀粉的蠟塊；(九)將蠟塊取出浸 入水中，將里面的淀粉沖洗干凈，形成一個(gè)空腔，然后在室溫下通風(fēng) 干燥；(十)將7(TC熔融的含質(zhì)量分?jǐn)?shù)90Q/c)的陶瓷粉的蠟漿灌注到上 述蠟塊的空腔內(nèi)，待凝固后，將制好的三維原型實(shí)體在30(TC進(jìn)行排 蠟，排蠟后在950。C進(jìn)行燒結(jié)得到所需的陶瓷零件。
4、根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種基于石蠟的陶瓷零件一體化快 速成形方法，其特征在于，包括以下歩驟(一)、用三維軟件生成所需要的零件三維實(shí)體模型，然后用分層軟件進(jìn)行分層處理，即將三維實(shí)體模型分成厚度為lmm的一系列薄層，得到每層的形狀；(二)、 將石蠟熔好后注入體積大于需要制造的陶瓷零件的槽體中，用壓輥碾 成厚度為lmm的蠟片，刻好網(wǎng)格便于去除；(三)、根據(jù)分層后的第 一層實(shí)體模型形狀，用雕刻機(jī)對(duì)蠟片進(jìn)行雕刻，刻下來的石蠟粉用吹 風(fēng)機(jī)吹走；(四)、將泥土填充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平，去掉 多余的泥土；(五)、在槽體中再次注入熔化后的石蠟，用蠟輥將蠟壓 成厚度為lmm的薄層；(六)根據(jù)分層后的第二層三維實(shí)體模型的 形狀，雕刻蠟片，刻好網(wǎng)格，將雕刻下來的石蠟粉吹走；(七)將泥 土填充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平，去掉多余的泥土；(八)依 次根據(jù)下一層的形狀在上一層的層面上重復(fù)制作蠟片、雕刻形狀和填 充泥土，最后得到一個(gè)內(nèi)部充滿泥土的蠟塊；(九)將蠟塊取出浸入 水中，將里面的泥土沖洗干凈，形成一個(gè)空腔，然后在室溫下通風(fēng)千 燥；(十)將120。C熔融的含質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%的陶瓷粉的蠟漿灌注到上 述蠟塊的空腔內(nèi)，待凝固后，將制好的三維原型實(shí)體在26(TC進(jìn)行排 蠟，排蠟后在100(TC進(jìn)行燒結(jié)得到所需的陶瓷零件。
5、根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種基于石蠟的陶瓷零件-一體化快 速成形方法，其特征在于，(一)、用三維軟件生成所需要的零件三 維實(shí)體模型，然后用分層軟件進(jìn)行分層處理，即將三維實(shí)體模型分成 厚度為1.5mm的一系列薄層，得到每層的形狀；(二)、將石蠟熔好 后注入體積大于需要制造的陶瓷零件的槽體中，用壓輥碾成厚度為 1.5mm的蠟片，刻好網(wǎng)格便于去除；(三)、根據(jù)分層后的第一層實(shí)體模型形狀，用雕刻機(jī)對(duì)蠟片進(jìn)行雕刻，刻下來的石蠟粉用吹風(fēng)機(jī)吹走;(四)、將氧化鈣填充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平，去掉多余的 氧化鈣；(五)、在槽體中再次注入熔化后的石蠟，用蠟輥將蠟壓成厚 度為1.5mm的薄層；(六)根據(jù)分層后的第二層三維實(shí)體模型的形狀， 雕刻蠟片，刻好網(wǎng)格，將雕刻下來的石蠟粉吹走；(七)將氧化鈣填 充到蠟層鏤空的部分，用刮刀刮平，去掉多余的氧化鈣；(八)依次 根據(jù)下一層的形狀在上一層的層面上重復(fù)制作蠟片、雕刻形狀和填充 氧化鈣，最后得到一個(gè)內(nèi)部充滿氧化鈣的蠟塊；(九)將蠟塊取出浸 入水中，將里面的氧化鈣沖洗干凈，形成一個(gè)空腔，然后在室溫下通 風(fēng)千燥；(十)將9(TC熔融的含質(zhì)量分?jǐn)?shù)85%的陶瓷粉的蠟漿灌注到 上述蠟塊的空腔內(nèi)，待凝固后，將制好的三維原型實(shí)體在180。C進(jìn)行 排蠟，排蠟后在120(TC進(jìn)行燒結(jié)得到所需的陶瓷零件。
全文摘要
一種基于石蠟的陶瓷零件一體化快速成形方法，首先用三維軟件生成所需零件三維實(shí)體模型，然后用分層軟件分層，得到每層的形狀；將石蠟熔融后注入槽體中，用壓輥碾成一定厚度蠟片，刻好網(wǎng)格；根據(jù)分層后的第一層實(shí)體模型形狀對(duì)蠟片進(jìn)行雕刻；將溶于水的粉末填充到蠟層鏤空的部分；依次重復(fù)制作蠟片、雕刻形狀和填充粉料，最后得到一個(gè)內(nèi)部充滿粉料的蠟塊，將蠟塊內(nèi)的粉末用水沖洗干凈，形成一個(gè)空腔；干燥后將熔融的含陶瓷粉的蠟漿灌注到空腔內(nèi)，凝固后，將制好的三維原型實(shí)體進(jìn)行排蠟，然后燒結(jié)得到所需的陶瓷零件。本發(fā)明使用可溶于水的粉末材料作為填充，利用熱壓鑄蠟漿一次性注入制成陶瓷零件，沒有層間的過渡，提高了材料強(qiáng)度。
文檔編號(hào)B28B7/34GK101550007SQ20091002225
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者于成龍, 徐文杰, 江紅濤, 王秀峰 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)