基于球形粉末的光聚合Vat 3D打印陶瓷核心的流变和固化行为调控

由于其几何多样性，光聚合Vat（VPP）3D打印技术是一种从高质量陶瓷浆料制造陶瓷核心的复杂方法。本研究系统地考察了VPP-3D打印陶瓷浆料中球形二氧化硅粉末浓度（0-8 wt.%）如何影响陶瓷核心的流变学、固化和效果。结果表明，球形粉末降低了浆料的粘度，提高了流动性和颗粒分布。然而，高浓度（>6 wt.%）增加了孔隙率并降低了机械性能，原因在于烧结不足。球形颗粒的几何对称性减少了紫外光散射，提高了光聚合传输，随着球形颗粒数量的增加，固化效果更深。为了说明在光聚合过程中控制球形颗粒的机制，提出了一个形状因子k来说明折射率。完整的性能分析显示，6 wt.%的球形粉末能够保持表面质量、收缩率低于3%以及常温下的机械强度为12 MPa，高温下为18 MPa。这些经验数据为改善陶瓷核心VPP-3D打印提供了理论基础和实践指导。它还表明，适量的球形粉末在打印精度、烧结密度和高温效能之间取得平衡，利于精密铸造。它在这一特定领域内起到了重要的参考作用。