利用浆料直写技术可实现陶瓷3D打印的无模常温成型,基于螺杆挤出机在食品加工等领域的广泛应用,提出一种螺杆挤出结构代替原有的针筒式挤出结构,为了理解陶瓷浆体在螺杆螺道内的流动情况,首先通过流变仪测定了浆体的流变特征并采用MATLAB拟合了浆体的本构方程,最后利用格子Boltzmann方法(LBM)对流动过程进行了分析,获得了流线图及速度场分布情况,由数值模拟的结果可以发现,浆体的流动主要集中在螺道的中部,而在靠近壁面的部分速度较小。

利用浆料直写技术对SiO2粉末进行成型时,将受到诸多因素的影响,其中颗粒大小即为其中重要因素之一。利用不同颗粒大小SiO2粉末制备对应的陶瓷浆体,针对流变实验中浆体呈现的典型非牛顿特征,提出一种修正格子Boltzmann方法(LBM)对浆体在挤出机中的流动进行分析,从流体力学角度探究颗粒大小对浆体流动性的影响,结果表明不同颗粒大小导致了流线中心位置及流速大小的差异,较小粒径的陶瓷粉末将有助于浆体的流动。对于不同颗粒大小制成的浆体,其在挤出机中的流动均主要集中在中部位置,在后期设计挤出机结构时可考虑增加螺距,增大有效流动区域。