沈阳自动化所在陶瓷增材制造技术新领域取得新进展

文章来源:沈阳自动化所 发布时间:2022/03/14

    近日,中国科学院沈阳自动化研究所在陶瓷增材制造技术新领域取得重要研究成果,提出了一种光固化数学模型,用于分析研究立体光刻(SLA)零件的成型质量;发现前驱体陶瓷浆料在增材制造过程中存在固化缺陷,并提出了改善方法。该研究成果于2022年发表在JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY

  陶瓷作为材料界的新秀,结构陶瓷和功能陶瓷广泛应用于军事、航空航天、电子科技、生物医疗等领域。增材制造技术使得陶瓷产品多样化、复杂化、多功能化和高性能化,但是增材制造过程中的光固化缺陷是影响最终产品的关键因素。以往的研究仅是局限于材料与激光之间的相互作用,而整体光固化的固化区域布局和缺陷分布规律未曾被研究,其中牵涉到陶瓷浆料的单点光固化数学模型更没有被提出。

  沈阳自动化研究所工艺装备与智能机器人研究室提出一种光固化数学模型,用于分析在不同点搭接率、线搭接率和面搭接率下,零件整体光固化中不同固化质量布局和缺陷形成规律;通过实验验证的方法,进一步提出结合浆料参数与设备参数相匹配的方法,从而改善陶瓷增材制造过程中的缺陷问题。

  目前,沈阳自动化所拥有了国内先进的陶瓷增材制造能力,具备高精度成型的立体光刻工艺(Stereo-lithography)、材料热重分析仪器、温控精准的1700度高温电炉和真空脱脂炉等设备,能够形成一条基于数字光固化成型的陶瓷产品制备的工艺链,能够自主研发和设计不同复杂形状的陶瓷零件,完全摆脱了传统陶瓷制备的束缚,引领了陶瓷增材制造技术的发展与进步。(工艺装备与智能机器人研究室)