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    TRILOS三輥機和混料脫泡機在3D打印用鈦酸鋇壓電陶瓷漿料的應用
    發(fā)布時間:2025/5/12   點擊:787

    關鍵詞:分散均質穩(wěn)定性

    概述:當大量的陶瓷粉末添加到光敏樹脂體系中,由于靜電力和范德華力,陶瓷顆粒的團聚是不可避免的。為了解決上述技術問題,我們提供了用TRILOS三輥機和混料脫泡機均勻分散BaTiO3壓電陶瓷漿料的方法。

    壓電陶瓷是一類基于力電耦合效應的功能電子陶瓷,可以將機械力與電場進行相互轉換,成為應用于超聲、能量收集和執(zhí)行器等領域的關鍵材料。目前常用的壓電材料有聚合物壓電材料和陶瓷類壓電材料,其中陶瓷類壓電材料憑借價格低廉、生產工藝成熟、性能穩(wěn)定等優(yōu)點,占據(jù)了較大的份額。其中,鈦酸鋇(BaTiO3陶瓷因介電常數(shù)高、壓電系數(shù)和機電耦合系數(shù)良好而被廣泛研究,是商業(yè)潛力較大的一種無鉛壓電陶瓷。

    陶瓷具有硬且脆的特性,因此制備復雜結構的異形陶瓷具有較大難度。注射成型、機械加工等傳統(tǒng)的陶瓷成型方法成本高,加工精度及加工形狀有限,且制備的陶瓷存在內在缺陷。3D 打印又被稱為增材制造,是集計算機輔助設計、數(shù)控技術、激光技術及高分子材料等先進技術為一體的現(xiàn)代工業(yè)制造技術。3D 打印技術是通過點到線、線到面、面到體的加工方式,層層堆積得到三維物體,優(yōu)點在于材料利用率高、浪費少,生產制造過程中無需模具,這可以提高生產效率,大幅度節(jié)約成本。此外,3D 打印可加工形狀多變、復雜、尺寸可調的物體。

    img1

    1 陶瓷3D打印

    近年來,3D 打印是制備小尺寸高精度異形壓電陶瓷的優(yōu)技術。但當大量的陶瓷粉末添加到光敏樹脂體系中,由于靜電力和范德華力,陶瓷顆粒的團聚是不可避免的。為了解決上述技術問題,我們提供了用TRILOS三輥機混料脫泡機均勻分散BaTiO3壓電陶瓷漿料的方法。三輥機的主要作用是依靠壓力和剪切力來克服漿料的內聚力,達到粉碎和分散漿料的目的混料脫泡機原理是樣品放入高速旋轉的容器內,采用公自轉離心設計結構,可以有效去除漿料中的亞微米級氣泡。

    TRILOS TR80A三輥機實驗室型三輥機的中間型號。其0.02L/hour至最高20L/hour的處理量解決了用戶從實驗室測試到中小規(guī)模試產的跨越銜接問題。高度創(chuàng)意化的設計令設備結構更為緊湊小巧,可便于安置在實驗室桌面使用。極富親和力的人機界面由全觸控工業(yè)控制屏來實現(xiàn)。他的在線間隙修正和配方菜單功能使設備使用操作更為輕松,令用戶不再面對冰冷的設備,而是以交互式的操作方式來進行控制。

    img2

    2 TRILOS TR80A 三輥機

    實驗步驟:

    首先將分散劑、光引發(fā)劑依次加入光敏樹脂中,并通過超聲分散的方式使其溶解并分散均勻。然后將BaTiO3粉體與樹脂混合,使用TRILOS TR80A三輥機(圖2對漿料進行分散處理。使用TRILOS PM300V混料脫泡(圖3左)排出漿料內部的氣泡,以減少打印后坯體內部缺陷。最后,使用SZ-800 DLP 光固化陶瓷3D 打印機(圖3右)進行打印,得到BaTiO3胚體

       

    image010.png


    3 TRILOS PM300V混料脫泡機(左)和SZ-800 DLP 光固化陶瓷3D 打印機(右)

    結果與討論:


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