不同颜色Al₂O₃陶瓷件的激光近净成形方法

摘要

本发明公布了激光近净成形不同颜色Al₂O₃陶瓷件的工艺方法。本发明利用激光立体成形系统，采用同轴送粉方式，在基底上逐层累积成形样件，通过调整离焦量，变换成形扫描轨迹，选择性成形复合陶瓷基体，结合工艺参数的优化成形不同颜色的Al₂O₃陶瓷件。本发明无需添加着色元素或化合物，仅通过工艺方法的改变可直接成形结构致密、组织均匀的黑色、灰色和白色Al₂O₃陶瓷件。

主权项

一种不同颜色Al₂O₃陶瓷件的激光近净成形方法，其特征在于该方法包含以下几个步骤：A.选择直径为20～100μm的球形高纯Al₂O₃和ZrO₂粉末，进行干燥处理；调整激光束光斑与粉末流焦点位置重合处的直径相同；所述的高纯Al₂O₃质量分数为99.73%；B.选定参数Z轴提升速度为1000～1200mm/min；C.针对不同的颜色，调整工艺参数在基体上成形陶瓷件：黑色Al₂O₃样件：离焦量为0mm，激光功率在170～298W之间，扫描速度为300～500mm/min，送粉量选择区间是2.0～3.2g/min，Z轴提升量为0.15～0.2mm；灰色Al₂O₃样件：离焦量为8～9mm，送粉量选择区间是1.2～1.61g/min，第1～6层激光功率在520～566W之间，扫描速度为800～1000mm/min，Z轴提升量为0mm，第7层至成形结束，激光功率在250～454W之间,扫描速度为200～500mm/min，Z轴提升量为0.15～0.2mm；白色Al₂O₃样件：离焦量为8～9mm，成形白色样件需预先成形ZrO₂和Al₂O₃复合陶瓷基体，其成形工艺参数为：激光功率在318～466W之间，扫描速度为400～500mm/min，送粉量Q_ZrO2和Q_Al2O3选择区间分别是1.85～2.1g/min和0.6～0.62g/min，Z轴提升量为0.15～0.3mm；白色Al₂O₃样件成形工艺参数：激光功率在398～520W之间，送粉量Q_Al2O3的合理范围是1.0～1.6g/min，Z轴提升量为0.05～0.15mm，第1层扫描速度为400～520mm/min，第2、3层扫描速度则为1100～1300mm/min，每三层为一个循环周期；D.调整送粉气压为0.15～0.25MPa，流量是4～7L/min，保护气压为0.08～0.15MPa，流量是12～20L/min，启动送粉器和激光器，激光头按照预先编程的路径移动完成成形。