Page 56 - 《橡塑技术与装备》2022年1期
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橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
图 2 DLP 打印原理示意图
性化的设计，为陶瓷材料的精加工提供了较好的技术 能的陶瓷浆料提供了指导。ZrO 2 作为一种惰性陶瓷，
手段，将该技术引入高科技陶瓷制造将解决模具依赖、 由于力学性能优异、生物相容性良好，在口腔修复体
复杂形状及多种功能变化的零件制造困难等问题 [9] ， 方面展示出很大的潜力。Chen 等 [11] 通过筛选分散剂
所以将陶瓷材料与 3D 打印技术结合必定是今后发展 的浓度发现当分散剂浓度 ω(solsperse 41000)=5% 时，
的趋势。目前，与金属和高分子材料相比，陶瓷材料 浆料黏度最低图 3(a)。在此分散剂浓度下，固含量最
在 3D 打印方面的应用稍显滞后，陶瓷件的性能与陶 高可达到 42%( 体积分数 ) 并利用 DLP 技术成功打印
瓷浆料配方与后期处理工艺息息相关。 出 ZrO 2 全瓷牙图 3(b)。
本综述主要对影响光固化陶瓷浆料性能的因素、 Zhang 等 [12] 通过探究分散剂种类、浓度、浆料
热处理工艺对陶瓷件机械性能的影响及陶瓷材料在牙 固含量对流变性能的影响，发现在分散剂 KOS110、
科和骨科领域的应用进行总结。 KOS163 和 Solsperse17000 中，剪切速率为 200 S -1 时，
添加 KOS110 后浆料黏度最低，为 0.136 Pa . S，随后
1 影响光固化陶瓷浆料配制的因素 探究出 KOS110 的最佳浓度为 ω(kos110)=2%，浆料
光固化 3D 打印主要是对陶瓷颗粒和光敏树脂的 黏度最小为 120 mPa . S，在此最佳浓度基础上浆料可
混合浆料进行固化成形，打印结束后再对打印件进行 达到的最大固含量为 55%( 体积分数 )，黏度值低于 1.5
脱脂、热处理，得到具有最终性能和尺寸的致密陶瓷 Pa . S，满足 SLA 打印中黏度低于 3 Pa . S 的条件 [13] 。
件。制备高固含、低黏度的光固化陶瓷浆料是光固化 Liu 等 [14] 制备了可用于 DLP 打印的丙烯酸酯 / 陶瓷
3D 打印陶瓷成型的第一步，高固含可减小素坯后期热 复合浆料的 β-TCP 支架，通过硅烷偶联剂 KH570 对
处理过程中的体积收缩，提高机械强度，但同时也会 β-TCP 粉体进行改性后获得了低黏度的陶瓷浆料，最
导致浆料黏度增大，无法确保打印顺利进行。因此， 高固含量可达到 60%，打印得到了尺寸可控的方孔和
获得高固含量、低黏度的浆料是科研工作者的目标。 圆孔陶瓷支架。Xing 等 [15] 利用硅烷偶联剂（KH560、
在自下而上的 DLP 打印中，要求打印首层与平台 KH570）与硬脂酸分别对 Al 2 O 3 粉体进行改性研究，
之间具有一定的黏接性，才能够保证在打印过程中模 结果发现当使用 KH560 时浆料表现出更好的流动性，
型 不会 脱离 打印 平台。Xu 等 [10] 以 Al 2 O 3 作 为固 相， 固含量可达到 44.2 %( 体积分数 )，最终打印出致密度
研究了不同丙烯酸酯类单体的结构对浆料悬浮液黏接 为 99.5% 的陶瓷元件。聂等 [16] 利用油酸对 Al 2 O 3 粉
性及固化性能的影响。结果发现提高单官能度单体的 体改性后有效的降低了浆料的黏度，而且最终烧结体
比例，降低了体积收缩，使悬浮液与平台之间的黏附 的弯曲强度较未改性前提高了 16.37%。
性能增加。但是，导致双键密度相对减少，所以并没 综上所述，通过选择合适的分散剂、树脂种类及
有改善固化性能。通过一系列单体的组合实验，最终 改性粉体都可得到低黏度、高固含及优异流变性能的
发现当单体选用 IBOA、HDDA 与 PPTTA 时，表现出 陶瓷浆料。
优异的黏附性能以及固化性能，这为制备出高固化性
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