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机电工程与自动化学院青年教师伍言龙博士和陈旭博士在增材制造领域国际知名期刊发表论文

发表时间：2024-12-19

近日，我校机电工程与自动化学院青年教师伍言龙博士和陈旭博士与季华实验室、西安交通大学共同合作，以JN江南官方为第一署名单位在增材制造领域国际知名期刊《Additive Manufacturing》上发表题为“Development of thick-walled ceramic parts via vat photopolymerization using low-viscosity non-reactive diluent as an additive”文章，伍言龙博士为第一作者，陈旭博士为共同第一作者，我校乔健教授为第一通讯作者，刘亚雄教授为共同通讯作者。该论文提出将一种绿色惰性稀释剂γ-戊内酯引入到光固化陶瓷浆料体系中，可有效控制陶瓷制件在光固化成形和后处理脱脂过程中缺陷的形成，实现了复杂厚壁结构陶瓷的无缺陷制造，该方法可拓展陶瓷光固化3D打印技术在航空航天、半导体与新型显示及医疗等领域进一步应用，有力支撑了机械工程学科“激光增材与绿色再制造”方向发展。

光固化3D打印技术因其高成形效率和分辨率在复杂结构陶瓷制造方面备受关注，然而陶瓷制件在成形和脱脂过程中收缩/膨胀应力作用下极易产生裂纹等缺陷，尤其是具有厚壁结构（＞10mm）的陶瓷，成为目前陶瓷光固化3D打印的共性技术难题。为此，本文提出了通过引入绿色惰性稀释剂调控光固化成形调控陶瓷制件在成形和脱脂过程中的应力，实现无缺陷厚壁机构陶瓷的可控制造。研究结果表明在绿色惰性稀释剂的作用下，高固相陶瓷浆料粘度降低了38%～48%，有效消除了成形过程中气泡孔缺陷的形成；成形过程中体积收缩率降低了40%，显著减轻了残余收缩应力；调控了脱脂过程中气体释放温度区间，有效减轻了气体膨胀应力。基于本文提出的绿色惰性稀释剂在陶瓷光固化3D打印应用的新方法，可实现多种厚壁结构陶瓷零件的可控制造，最大壁厚可达30mm。