立體光刻3D列印技術憑藉其列印質量高和針對複雜結構的優異成型能力，在高效能陶瓷構件的增材製造領域應用越來越廣泛。其中，陶瓷立體光刻坯體清洗是整個技術鏈中尤為重要的一環，優異的清洗質量是最終實現高列印精度和良好效能的基礎。對於高靜止粘度的粘彈膏體列印而言，當應用於含有內部孔隙和精細支桿的陶瓷複雜結構時，尋求高效的清洗方法以匹配列印原料的流變學特性和坯體的結構特徵成為亟待解決的問題之一。
圖1 基於粘彈膏體的陶瓷立體光刻3D列印坯體清洗機制示意圖。
近日，蘇州大學機電工程學院先進材料成形研究所邢佔文副教授(第一作者)和李文利副教授(通訊作者)在3D列印複雜結構陶瓷的後處理技術方面取得創新研究進展，提出了一種新穎的針對粘彈膏體的清洗劑設計方法，該方法基於特定分散劑對列印坯體表面殘留的粘彈膏體陶瓷顆粒表面競爭性吸附作用，同時藉助清洗輔助手段實現高效清洗。作者透過表面共聚焦三維成像和CT三維重構評價超聲及壓力噴淋清洗效果，並透過設計驗證模型分析明確其應用場景，最終實現複雜結構陶瓷可控列印。
圖2 精細多孔支桿結構列印清洗效果對比。
圖3 不同尺寸方孔與圓孔結構列印清洗效果對比。
該工作對完善新型列印/清洗一體化的立體光刻3D列印技術鏈起到了重要推動作用，相關研究成果以“Efficient cleaning of ceramic green bodies with complex architectures fabricated by stereolithography-based additive manufacturing via high viscoelastic paste”為題發表於Additive Manufacturing (JCR一區，IF 10.998，製造工程類TOP期刊)，同時授權發明專利2項 (ZL2021104924155、ZL2021104923970)。後續研究工作將持續圍繞結構最佳化、列印配方設計、列印策略改進、列印過程模擬等關鍵問題展開探索與應用推廣。
相關工作得到了江蘇省三維列印裝備與製造重點實驗室、蘇州市重點產業技術創新等專案的資助。
來源：蘇州大學
原文連結：
https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.102809
