溶劑型氧化鋯漿料光成型內鋪層系統開發

The Development of in Tank Tape Casting Used in Solvent-based Zirconia Slurry Stereolithography System

黃晨軒(Chen-Hsuan Huang)

指導教授 ： 汪家昌

國立臺北科技大學/機電學院/機電整合研究所/碩士(2013年)

https://doi.org/10.6841/NTUT.2013.00753

摘要

本文主要在於改良溶劑型光硬化成型（solvent-based slurry stereolithography，3S）系統技術之缺點，之前的研究中所架設的機台已可以成功的製作出陶瓷工件，雖然以供料槽式刮刀作鋪層，讓漿料在鋪層時一直保持在供料槽內，使漿料得到最大利用，但由於移動刮刀為軟材料，過大的下壓力會使得矽膠刮刀產生變形，使得鋪層面產生刮痕較不平整，且供料槽升降機構不易調整，前後刮刀容易有高低差，漿料容易由供料槽內漏出，使製程較不穩定。
在鋪層系統上，本研究以新式供料槽式刮刀作鋪層，讓漿料能夠完全的利用；在供料槽之升降機構，利用內六角螺絲搭配壓克力圓棒，讓升降機構較為準確；將儲料槽改以不銹鋼材料代替，延長儲料槽的使用壽命；在乾燥系統上，架設熱風槍、遠紅外線燈及風扇來增加工作區域溫度及對流性，使等待乾燥時間降低，縮短其製程時間，與原機台相比，節省了1.6倍的時間。
本研究主要目的為對上述原先機台所遇到的問題加以改良及開發氧化鋯配方來製作高強度、高緻密度之積層製造陶瓷工件。利用氧化鋯粉製作出來之工件，經高溫燒結1450℃，其氧化鋯陶瓷工件所得到的體積收縮率平均為53.5％，平均緻密度約為94.58％，抗彎強度平均為701.29 MPa。

關鍵字

溶劑型漿料 ； 積層製造 ； 陶瓷粉末

並列摘要

This research is focusing on the improvement the slurry coating performance of the Solvent-based Slurry Stereolithography (3S) system. The existing machine set up has been proved to be able to produce ceramic parts automatically. The in-tank slurry coating mechanism has been developed, but the silicone scraper on coating mechanism will be deformed under paving process. Deformed scraper will scratch the top surface of the platforms when moving. The existing machine’s scraper is not only difficult to adjust the suitable height, but also having leakage problem.
The new scraper mechanism adds hexagonal screws and rod to adjust the expertise height. The material of the slurry tank has also been replaced to stainless steel to bring the strength. New drying system contains the heat gun, infrared lamp and fan, is used to increase the build platform’s temperature and air convection. As the result, it can save 36% process time compare with the old 3S machine.
In this research, the zirconia slurry formula has been developed. The zirconia slurry formula can produce high strength, high density ceramic parts. The fabricated part, after sintering at 1450℃, has averaged volume shrinkage rate 53.5%, average density is about 94.58%, and average flexural strength is 701.29 MPa.

並列關鍵字

slurry ； Additive Manufacturing ； ceramic

參考文獻

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