CN108395204B - 一种用于3d打印的瓷泥及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于3D打印的瓷泥，由以下重量配比的原料组成：高岭土100份，镁胶0.5‑1份，皂土0.5‑5份。本发明还公开了一种制备上述瓷泥的制作方法，包括下料、对打、细磨、软化、轻混、深混、练泥和封存等步骤。本发明制备而成的用于3D打印的瓷泥柔软度好，稳定性强，在3D打印机上打印时不易发生断裂，瓷泥打印成的陶瓷制品经烧成后颜色鲜艳，富有光泽，陶瓷制品收成率高，原材料易于获得，整体成本大幅度降低。

Description

一种用于3D打印的瓷泥及其制作方法

技术领域

本发明属于陶瓷智能化生产技术领域，具体地说，涉及一种用于3D打印的瓷泥及其制作方法。

背景技术

从古至今，陶瓷制品生产过程中，产品成型后，经素烧，检选，打磨，水洗，干燥，施釉，釉烧等多道工艺流程方成为陶瓷成品。其中，素烧，制釉，施釉更是一道必不可少的工艺流程。高岭土占40-55%，消耗优质资源多，二次烧成能耗大，制釉过程中环境污染“三废高”，铅镉等重金属溶出量不易控制，其生产工序多、能耗高。而今3D打印技术的出现，为陶瓷制品的生产提供了一种新的渠道，即3D打印陶瓷制品。

3D打印陶瓷制品以其可控程度高，机械自动化生产，打印后纹理层次分明，为陶瓷制品提供的一种仿佛天生纹路一般的花纹等诸多优点，收到大众的喜爱。而相对应的陶瓷用3D打印机也匹配生产，大幅度投入使用，但可用于3D打印的瓷泥制作成本高，加大了投入成本，同时现有的3D打印瓷泥打印出来的陶瓷制品通过微波干燥机烧成后缺乏光泽，表象较差。此外，该瓷泥除了制作成本高以外，通过微波干燥机烧成后，容易发生开裂的现象，而且打印过程中如果瓷泥存放过久会导致打印时的泥条断裂，导致打印失败，废品率较高。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题在于提供一种成本低廉，不易开裂、断裂，成品率高的用于3D打印的瓷泥及其制作方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：

一种用于3D打印的瓷泥，由以下重量配比的原料组成：高岭土100份，镁胶0.5-1份，皂土0.5-5份。

具体的，还包括原料：色釉0.5~5份。

一种制备上述瓷泥的制作方法，包括如下步骤：

下料，选取软质料的高岭土；

对打，将高岭土进行粉碎至50~100目；

细磨，将对打后的高岭土投入球磨机中，球磨成300~1000目的细粉；

软化，往细粉中加入水，混合形成泥团；

轻混，在泥团中加入镁胶，进行轻度混合，使镁胶均匀分布在泥团中；

深混，在轻混后的泥团中加入皂土，进行深度混合，使皂土完全融合进泥团中，形成半成品瓷泥；

练泥，对半成品瓷泥进行摔打、锻炼，抽干其中空气，加强半成品瓷泥的密度，生成成品瓷泥；

封存，将成品瓷泥进行密封保存。

具体的，所述练泥步骤之前还包括步骤：

压滤，对半成品瓷泥进行压滤，降低半成品瓷泥的含水量，使其含水量保持在17%~30%。

具体的，还包括如下步骤：

选釉，按照颜色的需求，挑选对应颜色的色釉；

粉碎，将所述色釉进行粉碎至50~100目；

配比，与对打后的高岭土按比例配比后进入细磨步骤。

具体的，所述深混包括如下步骤；

加料，将皂土加入轻混后的泥团中；

一次加工，将加料后的泥团进行人工长时间混合和/或采用高速搅拌机进行高速搅拌；

再次加工，重复一次加工步骤1~10次。

优选的，所述对打步骤与所述粉碎步骤为人工使用木棍捶打和/或通过带木棍的凹凸模具进行。

具体的，所述轻混步骤为人工混合和/或采用低速搅拌机进行低速搅拌。

优选的，所述搅拌机进行低速搅拌为50~100转每分钟，所述人工混合的时间为10~20分钟。

优选的，所述高速搅拌机进行高速搅拌的搅拌转速为1000~2000转每分钟，所述人工长时间混合的时间为0.5~1.5小时。

本发明的具有以下有益效果：本发明提供的一种用于3D打印的瓷泥制作方法制作的用于3D打印的瓷泥柔软度好，稳定性强，在3D打印机上打印时不易发生断裂，瓷泥打印成的陶瓷制品经烧成后颜色鲜艳，富有光泽，陶瓷制品收成率高，原材料易于获得，整体成本大幅度降低。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做详细说明。

实施例1：

本发明实施例1的一种用于3D打印的瓷泥，由如下制作方法制备而成，包括：

下料，选取100kg软质料的高岭土。

对打，将高岭土进行粉碎至50目；本实施例中，对打的方式采用人工使用木棍捶打，对高岭土进行反复捶打，然后过50目筛，直至所有的高岭土均粉碎至50目的大小。

细磨，将对打后的高岭土投入球磨机中，球磨成300~600目的细粉；该操作主要保证细磨后的高岭土细粉足够细腻，进而能够被3D打印机所使用，若颗粒过大，将无法通过3D打印机的打印头挤出，因此无法实现3D打印。

软化，往细粉中加入水，混合形成泥团；一般采用软化池，将细粉倒入后，均匀加水，同时对细粉进行搅拌，使其成为黏糊装的泥团，以供后续加工。

轻混，在泥团中加入0.5kg的镁胶，进行轻度混合，使镁胶均匀分布在泥团中；镁胶也就是镁质胶结料，是一种气硬性胶凝材料，其具有良好的可塑性，加入镁胶的泥团，能够具备更好的挤压性，能够保证泥团在3D打印机打印时，挤压出来的泥线不会断裂，持续不断，保证3D打印瓷器的正常运作。本实施例中采用的为人工混合，通过人工对加入镁胶的泥团进行揉、压、拍、挤、打等操作，使镁胶均匀融入到泥团中，该人工混合的时长为10~20分钟，充分保证镁胶的融入，与泥团进行反应，保证泥团具备一定的可塑性。

深混，在轻混后的泥团中加入0.5kg的皂土，进行深度混合，使皂土完全融合进泥团中，形成半成品瓷泥；具体的，该步骤中首先需要进行加料，将0.5kg的皂土加入上述轻混步骤之后的泥团中，其次，对该泥团进行一次加工，一次加工具体为对加料后的泥团进行人工长时间混合，混合时间为0.5~1小时，最后，在一小段时间静置后，对一次加工后的泥团进行再次加工，即重复上述一次加工的步骤，直至泥团表象细腻，富有光泽为止，本实施例中重复加工次数为5次，5次后，泥团达到用于3d打印用的半成品瓷泥的要求。在泥团中添加入皂土，可以使成品后的瓷泥稳定性更强，同时更具有吸附性，3D打印后的瓷器原胚能够完全吸附在一起，使瓷器原胚整体结构紧密，烧成后整体性更强。

压滤，对半成品瓷泥进行压滤，降低半成品瓷泥的含水量，使其含水量保持在17%~30%。该步骤为可选步骤，在深混完成后，对半成品瓷泥进行含水量测试，若含水量在17%~30%之间，则可跳过该步骤，若超过，则需要进行压滤，减少水分，含水量过低会导致瓷泥结块，无法被打印，一般刚制造完成的瓷泥不会出现结块的现象，只有当成品瓷泥因密封保存不良，才会出现的情况，在此主要关注含水量过高，含水量过高会使打印后的瓷器发生塌陷，无法维持打印时的形状，无法正常生产。本实施例中深混后的本成品瓷泥的含水量为17%~25%，符合要求，无需进行压滤。

练泥，对半成品瓷泥进行摔打、锻炼，抽干其中空气，加强半成品瓷泥的密度，生成成品瓷泥；因为3d打印机打印出来的瓷器将直接进入微波干燥机进行烧成，因此对瓷泥的密度要求较高，同时也不允许瓷泥中存在空气，防止烧成过程中空气热胀冷缩，导致瓷器烧成后开裂，成为废品。该步骤中的练泥采用人工练泥，通过对半成品瓷泥不断的摔打，即举高，进行自由落体，将本成品瓷泥内存在的空气全部排挤出去，即为抽干内部的空气。

封存，将成品瓷泥进行密封保存。制成的成品瓷泥在上机打印之前，需要密封保存，减少瓷泥与外界的接触，保证其的各参数相对稳定，直至上机打印。

实施例2：

本发明实施例2的一种用于3D打印的瓷泥，由如下制作方法制备而成，包括：

下料，选取100kg软质料的高岭土。

对打，将高岭土进行粉碎至80目；本实施例中，对打的方式采用带木棍的凹凸磨具进行，通过对高岭土进行反复捶打，然后过80目筛，直至所有的高岭土均粉碎至80目的大小。

选釉，按照颜色的需求，挑选对应颜色的色釉；色釉是陶瓷制品最常见也最直观的染色剂，一般白色釉为瓷器的本色釉，无需添加，但其他颜色则需进行对应颜色的添加，进而使陶瓷制品呈缤纷多彩的颜色，一般陶瓷制品上釉是在陶瓷制品烧成后或至少素胎烧成后进行的，本发明的瓷泥将色釉直接糅合到瓷泥中，使瓷泥本身即带有对应颜色的色釉，进而在打印之后，无需上色，在烧成之后直接显示出对应的颜色。通过本发明提供的带了色釉的用于3D打印的瓷泥打印而成的陶瓷制品，颜色均匀，整体过度自然，是传统陶瓷制品无法具备的效果。

粉碎，将所述色釉进行粉碎至50~80目；一般采用粉碎机对其进行粉碎，粉碎到足够微笑的颗粒后备用。

配比，与对打后的高岭土按比例配比后进入细磨步骤。即为选择0.5~2.5 kg的色釉粉末加入到对打后的高岭土中，与高磷土同时进入细磨阶段。

细磨，将加入色釉粉末后的高岭土投入球磨机中，球磨成500~800目的细粉；该操作主要保证细磨后的高岭土细粉足够细腻，进而能够被3D打印机所使用，若颗粒过大，将无法通过3D打印机的打印头挤出，因此无法实现3D打印。

软化，往细粉中加入水，混合形成泥团；一般采用软化池，将细粉倒入后，均匀加水，同时对细粉进行搅拌，使其成为黏糊装的泥团，以供后续加工。

轻混，在泥团中加入0.8kg的镁胶，进行轻度混合，使镁胶均匀分布在泥团中；镁胶也就是镁质胶结料，是一种气硬性胶凝材料，其具有良好的可塑性，加入镁胶的泥团，能够具备更好的挤压性，能够保证泥团在3D打印机打印时，挤压出来的泥线不会断裂，持续不断，保证3D打印瓷器的正常运作。本实施例中采用的为人工混合，通过人工对加入镁胶的泥团进行揉、压、拍、挤、打等操作，使镁胶均匀融入到泥团中，该人工混合的时长为10~20分钟，充分保证镁胶的融入，与泥团进行反应，保证泥团具备一定的可塑性。

深混，在轻混后的泥团中加入1kg的皂土，进行深度混合，使皂土完全融合进泥团中，形成半成品瓷泥；具体的，该步骤中首先需要进行加料，将1kg的皂土加入上述轻混步骤之后的泥团中，其次，对该泥团进行一次加工，一次加工具体为对加料后的泥团投入到高速搅拌机中进行高速搅拌，搅拌速率为1000~2000转每分钟，搅拌时间为0.2~0.6小时，本实施例中采用的高速搅拌机为真空搅拌机，最后，在一小段时间静置后，对一次加工后的泥团进行再次加工，即重复上述一次加工的步骤，直至泥团表象细腻，富有光泽为止，本实施例中重复加工次数为1次，1次后，泥团达到用于3d打印用的半成品瓷泥的要求。在泥团中添加入皂土，可以使成品后的瓷泥稳定性更强，同时更具有吸附性，3D打印后的瓷器原胚能够完全吸附在一起，使瓷器原胚整体结构紧密，烧成后整体性更强。

压滤，对半成品瓷泥进行压滤，降低半成品瓷泥的含水量，使其含水量保持在17%~30%。该步骤为可选步骤，在深混完成后，对半成品瓷泥进行含水量测试，若含水量在17%~30%之间，则可跳过该步骤，若超过，则需要进行压滤，减少水分，含水量过低会导致瓷泥结块，无法被打印，一般刚制造完成的瓷泥不会出现结块的现象，只有当成品瓷泥因密封保存不良，才会出现的情况，在此主要关注含水量过高，含水量过高会使打印后的瓷器发生塌陷，无法维持打印时的形状，无法正常生产。本实施例中深混后的本成品瓷泥的含水量为超过30%，因此需要进行压滤，通过压滤机进行压滤，使其含水量维持在19%~28%。

练泥，对半成品瓷泥进行摔打、锻炼，抽干其中空气，加强半成品瓷泥的密度，生成成品瓷泥；因为3d打印机打印出来的瓷器将直接进入微波干燥机进行烧成，因此对瓷泥的密度要求较高，同时也不允许瓷泥中存在空气，防止烧成过程中空气热胀冷缩，导致瓷器烧成后开裂，成为废品。该步骤中的真空练泥机进行练泥，真空练泥机能够直接抽干半成品瓷泥内部的空气，使其密度符合打印要求。

封存，将成品瓷泥进行密封保存。制成的成品瓷泥在上机打印之前，需要密封保存，减少瓷泥与外界的接触，保证其的各参数相对稳定，直至上机打印。

实施例3：

本发明实施例3的一种用于3D打印的瓷泥，由如下制作方法制备而成，包括：

下料，选取100kg软质料的高岭土。

对打，将高岭土进行粉碎至100目；本实施例中，对打的方式采用带木棍的凹凸磨具进行，通过对高岭土进行反复捶打，然后过100目筛，直至所有的高岭土均粉碎至100目的大小。

选釉，按照颜色的需求，挑选对应颜色的色釉；色釉是陶瓷制品最常见也最直观的染色剂，一般白色釉为瓷器的本色釉，无需添加，但其他颜色则需进行对应颜色的添加，进而使陶瓷制品呈缤纷多彩的颜色，一般陶瓷制品上釉是在陶瓷制品烧成后或至少素胎烧成后进行的，本发明的瓷泥将色釉直接糅合到瓷泥中，使瓷泥本身即带有对应颜色的色釉，进而在打印之后，无需上色，在烧成之后直接显示出对应的颜色。通过本发明提供的带了色釉的用于3D打印的瓷泥打印而成的陶瓷制品，颜色均匀，整体过度自然，是传统陶瓷制品无法具备的效果。

粉碎，将所述色釉进行粉碎至70~100目；一般采用粉碎机对其进行粉碎，粉碎到足够微笑的颗粒后备用。

配比，与对打后的高岭土按比例配比后进入细磨步骤。即为选择2~5kg的色釉粉末加入到对打后的高岭土中，与高磷土同时进入细磨阶段。

细磨，将加入色釉粉末后的高岭土投入球磨机中，球磨成700~1000目的细粉；该操作主要保证细磨后的高岭土细粉足够细腻，进而能够被3D打印机所使用，若颗粒过大，将无法通过3D打印机的打印头挤出，因此无法实现3D打印。

软化，往细粉中加入水，混合形成泥团；一般采用软化池，将细粉倒入后，均匀加水，同时对细粉进行搅拌，使其成为黏糊装的泥团，以供后续加工。

轻混，在泥团中加入1kg的镁胶，进行轻度混合，使镁胶均匀分布在泥团中；镁胶也就是镁质胶结料，是一种气硬性胶凝材料，其具有良好的可塑性，加入镁胶的泥团，能够具备更好的挤压性，能够保证泥团在3D打印机打印时，挤压出来的泥线不会断裂，持续不断，保证3D打印瓷器的正常运作。本实施例中采用低速搅拌机进行低速搅拌，搅拌速率保持在50~100转每分钟，搅拌时间为5~15分钟，通过低速搅拌，能够使镁胶与泥团充分反应，使泥团具备良好的可塑性。

深混，在轻混后的泥团中加入1.5kg的皂土，进行深度混合，使皂土完全融合进泥团中，形成半成品瓷泥；具体的，该步骤中首先需要进行加料，将1.5kg的皂土加入上述轻混步骤之后的泥团中，其次，对该泥团进行一次加工，一次加工具体为对加料后的泥团投入到高速搅拌机中进行高速搅拌，搅拌速率为1000~2000转每分钟，搅拌时间为0.1~0.3小时，本实施例中采用的高速搅拌机为真空搅拌机，最后，在一小段时间静置后，对一次加工后的泥团进行再次加工，即重复上述一次加工的步骤，直至泥团表象细腻，富有光泽为止，本实施例中重复加工次数为10次，10次后，泥团达到用于3d打印用的半成品瓷泥的要求。在泥团中添加入皂土，可以使成品后的瓷泥稳定性更强，同时更具有吸附性，3D打印后的瓷器原胚能够完全吸附在一起，使瓷器原胚整体结构紧密，烧成后整体性更强。

压滤，对半成品瓷泥进行压滤，降低半成品瓷泥的含水量，使其含水量保持在17%~30%。该步骤为可选步骤，在深混完成后，对半成品瓷泥进行含水量测试，若含水量在17%~30%之间，则可跳过该步骤，若超过，则需要进行压滤，减少水分，含水量过低会导致瓷泥结块，无法被打印，一般刚制造完成的瓷泥不会出现结块的现象，只有当成品瓷泥因密封保存不良，才会出现的情况，在此主要关注含水量过高，含水量过高会使打印后的瓷器发生塌陷，无法维持打印时的形状，无法正常生产。本实施例中深混后的本成品瓷泥的含水量为超过30%，因此需要进行压滤，通过压滤机进行压滤，使其含水量维持在22%~30%。

练泥，对半成品瓷泥进行摔打、锻炼，抽干其中空气，加强半成品瓷泥的密度，生成成品瓷泥；因为3d打印机打印出来的瓷器将直接进入微波干燥机进行烧成，因此对瓷泥的密度要求较高，同时也不允许瓷泥中存在空气，防止烧成过程中空气热胀冷缩，导致瓷器烧成后开裂，成为废品。该步骤中的真空练泥机进行练泥，真空练泥机能够直接抽干半成品瓷泥内部的空气，使其密度符合打印要求。

封存，将成品瓷泥进行密封保存。制成的成品瓷泥在上机打印之前，需要密封保存，减少瓷泥与外界的接触，保证其的各参数相对稳定，直至上机打印。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种制备用于3D打印的瓷泥的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

下料，按重量配比选取100份软质料的高岭土；

对打，将高岭土进行粉碎至50~100目；

细磨，将对打后的高岭土投入球磨机中，球磨成300~1000目的细粉；

软化，往细粉中加入水，混合形成泥团；

轻混，在泥团中加入按重量配比为0.5-1份镁胶，进行轻度混合，使镁胶均匀分布在泥团中；

深混，在轻混后的泥团中加入按重量配比为0.5-5份皂土，进行深度混合，使皂土完全融合进泥团中，形成半成品瓷泥；

练泥，对半成品瓷泥进行摔打、锻炼，抽干其中空气，加强半成品瓷泥的密度，生成成品瓷泥；

封存，将成品瓷泥进行密封保存；

其中，所述轻混步骤为人工混合和/或采用低速搅拌机进行低速搅拌。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述练泥步骤之前还包括步骤：

压滤，对半成品瓷泥进行压滤，降低半成品瓷泥的含水量，使其含水量保持在17%~30%。

3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，还包括如下步骤：

选釉，按照颜色的需求，挑选按重量配比为0.5-1份对应颜色的色釉；

粉碎，将所述色釉进行粉碎至50~100目；

配比，与对打后的高岭土按比例配比后进入细磨步骤。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的制作方法，其特征在于：所述深混包括如下步骤；

加料，将皂土加入轻混后的泥团中；

一次加工，将加料后的泥团进行人工长时间混合和/或采用高速搅拌机进行高速搅拌；

再次加工，重复一次加工步骤1~10次。

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于：所述对打步骤与所述粉碎步骤为人工使用木棍捶打和/或通过带木棍的凹凸模具进行。

6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于：所述搅拌机进行低速搅拌为50~100转每分钟，所述人工混合的时间为10~20分钟。

7.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于：所述高速搅拌机进行高速搅拌的搅拌转速为1000~2000转每分钟，所述人工长时间混合的时间为0.5~1.5小时。