TRILOS三辊机和混料脱泡机在3D打印用钛酸钡压电陶瓷浆料的应用

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压电陶瓷是一类基于力电耦合效应的功能电子陶瓷，可以将机械力与电场进行相互转换，成为应用于超声、能量收集和执行器等领域的关键材料。目前常用的压电材料有聚合物压电材料和陶瓷类压电材料，其中陶瓷类压电材料凭借价格低廉、生产工艺成熟、性能稳定等优点，占据了较大的市场份额。其中，钛酸钡（BaTiO3）陶瓷因介电常数高、压电系数和机电耦合系数良好而被广泛研究，是商业潜力较大的一种无铅压电陶瓷。 陶瓷具有硬且脆的特性，因此制备复杂结构的异形陶瓷具有较大难度。注射成型、机械加工等传统的陶瓷成型方法成本高，加工精度及加工形状有限，且制备的陶瓷存在内在缺陷。3D 打印又被称为增材制造，是集计算机辅助设计、数控技术、激光技术及高分子材料等先进技术为一体的现代工业制造技术。3D 打印技术是通过点到线、线到面、面到体的加工方式，层层堆积得到三维物体，优点在于材料利用率高、浪费少，生产制造过程中无需模具，这可以提高生产效率，大幅度节约成本。此外，3D 打印可加工形状多变、复杂、尺寸可调的物体。图1 陶瓷3D打印近年来，3D 打印是制备小尺寸高精度异形压电陶瓷的较优技术。但当大量的陶瓷粉末添加到光敏树脂体系中，由于静电力和范德华力，陶瓷颗粒的团聚是不可避免的。为了解决上述技术问题，我们提供了用TRILOS三辊机和混料脱泡机均匀分散BaTiO3压电陶瓷浆料的方法。三辊机的主要作用是依靠压力和剪切力来克服浆料的内聚力，达到粉碎和分散浆料的目的。混料脱泡机的原理是样品放入高速旋转的容器内，采用公自转离心设计结构，可以有效去除浆料中的亚微米级气泡。TRILOS TR80A型三辊机为实验室型三辊机的中间型号。其最低0.02L/hour至最高20L/hour的处理量完美的解决了用户从实验室测试到中小规模试产的跨越衔接问题。高度创意化的设计令设备结构更为紧凑小巧，可便于安置在实验室桌面使用。极富亲和力的人机界面由全触控工业控制屏来实现。独特的在线间隙修正和配方菜单功能使设备使用操作更为轻松，令用户不再面对冰冷的设备，而是以交互式的操作方式来进行控制。图2 TRILOS TR80A 三辊机实验步骤：首先将分散剂、光引发剂依次加入光敏树脂中，并通过超声分散的方式使其溶解并分散均匀。然后将BaTiO3粉体与树脂混合，使用TRILOS TR80A三辊机（图2）对浆料进行分散处理。使用TRILOS PM300V混料脱泡机（图3左）排出浆料内部的气泡，以减少打印后坯体内部缺陷。最后，使用SZ-800 DLP 光固化陶瓷3D 打印机（图3右）进行打印，得到BaTiO3胚体。     图3 TRILOS PM300V混料脱泡机（左）和SZ-800 DLP 光固化陶瓷3D 打印机（右）结果与讨论：……（下载阅读全文）想要了解更多行业解决方案及产品信息，欢迎联系上海人和科学仪器有限公司