作品名稱：陶瓷粉末3D打印成型設備及控制系統設計
學校名稱：山東理工大學
參賽隊伍：紅爐創新
參賽學生：張川 劉星 田芳銘
指導老師：馬立修 隋琦
隨著快速成型技術的發展，塑料、金屬材料快速成型技術已趨于成熟，由于陶瓷材料具有優良的各種性能，比如高溫、強度高、硬度高、密度低等。以及十分穩定的化學性能，使得其在汽車領域、生物領域、航空航天領域等得到廣泛應用。然而陶瓷成型比較困難，尤其是復雜陶瓷件均要使用復雜模具來加工。復雜模具的加工成本比較高、開發周期比較長、模具加工完就無法進行修改，現在產品更新換代很快，也就越來越不適應發展的需要。陶瓷粉末3D打印具有以下特點：制作精度高，制作周期短，可實現個性化生產，制作材料多樣性，成本相對較低?；谶@個原因，采用快速成型技術制備陶瓷制件可以克服上述缺點，將成為下一代陶瓷制造新工藝的發展趨勢。
本項目目的就是要在保證陶瓷優良性能的前提下實現陶瓷制件的低成本、個性化、便捷式生產。設計原理是由鋪粉機構預先鋪粉，壓電陶瓷打印頭打印粘結劑材料，逐層鋪粉逐層打印粘結，三維堆積成型。設計說明書主要分為設計結構、控制系統和粘合劑材料的選擇三大部分。在結構方面，送粉機構采用刮板鋪粉，主體結構由送粉缸、成型缸和余料收集缸三大部分，傳動采用滾軸絲杠傳動。打印頭結構主要選用壓電陶瓷打印頭，通過機械振動，實現粘結劑材料的噴出，結構參考噴墨式3D打印機。傳動方式采用皮帶傳動。在控制系統方面，使用MKS 2560 和Ramps1.4控制板的硬件系統和Pronterface和Slic3r的軟件系統，并寫出部分程序利用控制系統控制此打印機。陶瓷有機粘合劑主要有：環氧體系陶瓷、有機硅體系、丙烯酸體系粘合劑。陶瓷無機粘合劑主要包括：硅酸鹽類、鋁酸鹽、磷酸鹽類粘接劑等。
