机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (19): 386-396.doi: 10.3901/JME.2025.19.386
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刘富初1,2, 王妙1,2, 张驰1, 林学雄3
LIU Fuchu1,2, WANG Miao1,2, ZHANG Chi1, LIN Xuexiong3
摘要: 氧化铝多孔陶瓷在过滤领域具有广泛应用,其气孔率和抗弯强度通常呈负相关性,而高效过滤材料需兼具高气孔率与高强度。采用浆料挤出3D打印技术,以填充率、打印层高和打印速度三个关键工艺参数进行响应面试验,分析打印参数间交互作用对氧化铝多孔陶瓷气孔率和抗弯强度的影响,并建立二阶非线性数学关联方程。结果表明,填充率与其他工艺参数的交互作用对气孔率和抗弯强度影响最显著,其次为打印速度和打印层高。当挤出头内径为0.41 mm、填充率为50%、层高为挤出头内径的67%、打印速度为1 100 mm/min时,氧化铝多孔陶瓷的气孔率为69.28%,抗弯强度为9.04 MPa,在X、Y和Z方向的收缩率分别为3.86%、4.21%、5.63%,侧面粗糙度为18.16 μm。研究结果可为优化3D打印多孔陶瓷的成形工艺提供理论依据,并为高气孔率、高强度过滤陶瓷的设计与制备提供参考。
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