作为一种重要的结构陶瓷，氧化锆（ZrO2）具有高强度和韧性、低导热性，良好的化学稳定性和耐腐蚀性。由于其生物相容性较好，ZrO2已被广泛用作牙齿和骨骼的替代材料。但是，传统的干压成型、凝胶注射成型和凝胶浇铸工艺仅适用于生产相对简单的陶瓷件，从而限制了ZrO2陶瓷在医学等领域的应用。
图1
立体光固化增材制造（AM）是一种新的陶瓷成型技术，由于其具有打印精度高和打印速度快的特点，被广泛用于制造几何复杂的陶瓷。但是仍然存在一些挑战限制了该技术的实际应用。当大量的纳米陶瓷粉末添加到光敏树脂体系中，由于静电力和范德华力，陶瓷颗粒的团聚是不可避免的，颗粒团聚将显著增加粘度并降低陶瓷浆料的稳定性。为了解决上述技术问题，我们提供了用TRILOS三辊机均匀分散高固含量3Y-TZP陶瓷浆料的方法。三辊机的主要作用是依靠压力和剪切力来克服浆料的内聚力，达到粉碎和分散浆料的目的。
图2
展开剩余76%图2显示了3Y-TZP陶瓷浆料的制备过程。
1. 将不同种类的分散剂（PVP、Triton X-100、BYK-103和KOS110）分别加入到3Y-TZP粉末中，并磁力搅拌10h。
2. 将搅拌后的物料倒入玻璃盘中，在80°C下干燥6h。然后过100目筛制得改性3Y-TZP陶瓷粉末。
3. 改性3Y-TZP陶瓷粉末与80 vol%的光敏树脂（HDDA、Di-TMPTA和TPO的混合物，重量比为40:10:1）混合后，采用TRILOS三辊机处理3h，制得改性3Y-TZP陶瓷浆料。
4. 采用基于DLP的3D打印机制备陶瓷生胚。将改性3Y-TZP陶瓷浆料加入到打印机槽中，用刀片均匀地涂覆浆料在底面上；然后将陶瓷浆料暴露在405nm UV光中，产生交联反应形成陶瓷生坯。
5. 将陶瓷生胚放在管式炉中进行脱脂和烧结，去除树脂。
图3a为陶瓷浆料的粘度随三辊研磨时间的变化曲线。如图所示，随着研磨时间从1h增加到2h，浆料的粘度从7.1 Pa s急剧减小到4.4 Pa s；继续研磨，发现粘度略有降低。因此，我们选择3h作为制备3Y-TZP陶瓷浆料的三辊研磨时间。图3b为四种分散剂改性3Y-TZP陶瓷浆料自然沉降60天后的照片。发现没有发生沉淀现象，表明浆料具有很好的分散稳定性。通过LUMiSizer稳定性分析仪（图4）离心加速测试得知，采用KOS110分散剂制备的3Y-TZP陶瓷浆料的稳定性好。
图3
图4
此外，三辊研磨过程也可以消除浆料中的气泡，有利于制备出致密和结构复杂的陶瓷件（图5）。
图5
TRILOS公司介绍
TRILOS（泰洛思）是精密设备制造商，视客户满意为终极目标，力求将出色的工艺技术结合客户的需求，设计出贴近客户需求的优质产品。
泰洛思正在积极开拓全球市场，目前产品已经在美国、中国、欧洲、韩国、日本和台湾等地区获得广泛应用，把优质的产品分享给优秀的使用者。
TRILOS三辊机优点：
① TRILOS三辊机采用一次循环，有可能完全实现物质的均质化与分散，减少颗粒尺寸，打破团聚粒子。其结果是均质化的浆料，可为物料的进一步加工打下坚实的基础。
② 可用触摸屏实现每个辊间距离调节，确保辊子平行度。弹性张紧的刮刀插口确保刮刀恒压，在操作过程中不需要重新调节。
③ 不同材质的辊子都可以使用，辊子及刮刀材质的选择-从不锈钢到氧化铝，碳化硅及氧化锆-满足各种不同需要。
④ 三辊机上的安全装置确保操作人员的安全，机器可简易而及其快速的清洗。
⑤ TRILOS 的物联网、智能化三辊机解决方案，解决了客户在使用中遇到的数据无法量化分析，数据丢失，设备互相独立，无法联网进行管理和控制等等方面的问题。让客户可以对设备进行数据分析，对员工进行权限分配和管理，设备运行过程保持全程记录和备份，利于加工过程参数的研究和设计开发。此外，智能物联平台还可以接入混料机、三辊机、上料机、均质机等设备平台，同时可以接入在线粘度计、在线粒度仪、在线近红外分析仪等仪器进行实时监控。
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