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原文传递一种SLS-FDM复合制备陶瓷基复合材料的方法及装置

专利名称：	一种SLS-FDM复合制备陶瓷基复合材料的方法及装置
摘要：	本发明公开了一种SLS‑FDM复合制备陶瓷基复合材料的方法及装置，该方法包括步骤1，打印图形并规划路径；步骤2，将长纤维材料挤出并在工作台上以规划路径来回铺满第一个规划加工面；步骤3，陶瓷基体粉末均匀地铺满当前的规划加工面的长纤维材料上；步骤4，通过激光将挤出的长纤维材料与陶瓷基体粉末进行烧结；步骤5，以垂直上一个加工面的加工方向以规划路径将长纤维材料来回铺满下一个规划加工面，重复步骤3和步骤4；重复步骤5，直至加工完成。该装置适用该方法制备陶瓷基复合材料。该方法制备的陶瓷基复合材料的纤维直径小、连续性好、长度大并且在高温高压下具有较高抗拉强度和刚度，最终得到高质量的陶瓷基复合材料。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	福建;35
申请人：	华侨大学
发明人：	颜丙功;江开勇;吕培杰;靳玲;胡奔;康磊;张炳威;路平
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910549043.8
公开号：	CN110202688A
代理机构：	厦门市首创君合专利事务所有限公司
代理人：	张松亭;吴晓梅
分类号：	B28B23/02(2006.01);B;B28;B28B;B28B23
申请人地址：	362000 福建省泉州市丰泽区城东城华北路269号
主权项：	1.一种SLS-FDM复合制备陶瓷基复合材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，打印图形并规划路径；步骤2，将长纤维材料挤出并在工作台上以规划路径来回铺满第一个规划加工面；步骤3，陶瓷基体粉末均匀地铺满当前的规划加工面的长纤维材料上；步骤4，通过激光将挤出的长纤维材料与陶瓷基体粉末进行烧结；步骤5，以垂直上一个加工面的加工方向以规划路径将长纤维材料来回铺满下一个规划加工面，重复步骤3和步骤4；重复步骤5，直至加工完成。 2.根据权利要求1所述的一种SLS-FDM复合制备陶瓷基复合材料的方法，其特征在于：该长纤维材料包括长纤维和粘结剂。 3.根据权利要求2所述的一种SLS-FDM复合制备陶瓷基复合材料的方法，其特征在于：该长纤维材料包括SIC纤维和硅基粘结剂。 4.根据权利要求3所述的一种SLS-FDM复合制备陶瓷基复合材料的方法，其特征在于：该陶瓷基体粉末为SIC粉末。 5.根据权利要求3所述的一种SLS-FDM复合制备陶瓷基复合材料的方法，其特征在于：该SIC纤维表面具有掺硅BN涂层。 6.根据权利要求5所述的一种SLS-FDM复合制备陶瓷基复合材料的方法，其特征在于：该掺硅BN涂层的厚度在0.1～0.5μm，Si的质量比例为0.1％～0.5％。 7.根据权利要求3所述的一种SLS-FDM复合制备陶瓷基复合材料的方法，其特征在于：该硅基粘结剂为含有Si、C的有机溶剂，并带有烧结辅助剂，该硅基粘结剂在高温加热以后转化为无机硅并在烧结辅助剂作用下与C反应生成β-SiC相。 8.根据权利要求4所述的一种SLS-FDM复合制备陶瓷基复合材料的方法，其特征在于：该SIC粉末表面包裹硅基有机物。 9.一种用于如权利要求1所述的SLS-FDM复合制备陶瓷基复合材料的装置，其特征在于：包括：总控制器及与该总控制器电连接的电机控制器、激光器和激光传导装置，该激光器发出的激光束通过激光传导装置实现二维扫描出射；工作台、用于挤出长纤维材料的FDM工作头、用于铺陶瓷基体粉末的铺粉装置、X轴驱动装置、Y轴驱动装置、Z轴驱动装置及铺粉驱动装置，该工作台与X轴驱动装置相连实现工作台在X轴方向的来回移动，该FDM工作头与Y轴驱动装置和Z轴驱动装置相连实现FDM工作头在Y轴和Z轴方向上的来回移动，该铺粉装置与铺粉驱动装置相连实现铺粉装置在工作台面上的平铺铺粉；该X轴、Y轴和Z轴两两相互垂直。 10.根据权利要求9所述的SLS-FDM复合制备陶瓷基复合材料的装置，其特征在于：该激光传导装置包括准直镜、聚焦镜、振镜和F-θ镜，该激光器发出的激光束依次经过该准直镜、聚焦镜、振镜和F-θ镜后聚焦到工作台上，通过控制振镜的偏转，控制激光束在工作台上的移动。 11.根据权利要求9所述的SLS-FDM复合制备陶瓷基复合材料的装置，其特征在于：该X轴驱动装置包括第一电机和第一丝杆，该第一丝杆与工作台螺纹传动连接；该Y轴驱动装置包括第二电机和第二丝杆，该第二丝杆与FDM工作头螺纹传动连接；该Z轴驱动装置包括第三电机和第三丝杆，该第三丝杆与FDM工作头传动连接；该铺粉驱动装置包括第四电机和第四丝杆，该第四丝杆与铺粉装置螺纹传动连接；该电机控制器与第一电机、第二电机、第三电机和第四电机电连接。 12.根据权利要求9所述的SLS-FDM复合制备陶瓷基复合材料的装置，其特征在于：该铺粉装置设于工作台上方，包括储粉槽和用于铺平陶瓷基粉末层的刮刀。
所属类别：	发明专利