3D 프린팅용 세라믹 슬러리 조성물 및 이를 이용한 고강도 세라믹 구조체 제조방법
CERAMIC SLURRY COMPOSITION FOR 3D PRINTING AND MANUFACTURING METHOD HIGH-STRENGTH CERAMIC STRUCTURE USING THE SAME
특허 요약
본 발명은 3D 프린팅용 세라믹 슬러리 조성물 및 이를 이용한 고강도 세라믹 구조체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나트륨(Na)을 포함하는 무기 바인더 전구체 용액으로 코팅된 세라믹 입자 60 내지 80 중량부; 광경화성 수지 15 내지 35 중량부; 및 분산제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 세라믹 슬러리 조성물로, 상기 광경화성 수지는 광중합성 단량체 80 내지 90 중량부, 광개시제 1 내지 10 중량부, 및 기타 첨가제로 이루어지며, 상기 조성물에 광을 조사하여 광중합 후, 50 내지 200℃에서 1 내지 3 시간 에이징(aging)하여 강도를 향상시킨 것을 특징으로 하는, 3D 프린팅용 세라믹 슬러리 조성물 및 이를 이용한 고강도 세라믹 구조체의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 세라믹 슬러리 조성물은 종래의 소결 공정 대신 무기 바인더로 개질된 세라믹 입자를 이용하여 높은 강도를 가지고 열처리 과정에서 발생할 수 있는 변형을 최소화할 수 있어, 광중합을 이용한 3D 프린팅에서 복잡한 형상의 세라믹 제품을 생산하기 위해 사용될 수 있다.
청구항
번호청구항
9

제 8 항에 있어서,상기 고강도 세라믹 구조체는,성형강도 및 소성강도가 향상된 것을 특징으로 하는, 고강도 세라믹 구조체.

10

제 8 항에 있어서,상기 고강도 세라믹 구조체는,3D 프린터를 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 고강도 세라믹 구조체.

7

제 4 항에 있어서,상기 소성체를 제조하는 단계는,상기 에이징된 성형체를 900 내지 1,100℃에서 1 내지 3 시간 동안 열처리하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 고강도 세라믹 구조체 제조방법.

8

제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따라 제조된, 고강도 세라믹 구조체.

1

나트륨(Na)을 포함하는 무기 바인더 전구체 용액으로 코팅된 세라믹 입자 60 내지 80 중량부;광경화성 수지 15 내지 35 중량부; 및분산제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 세라믹 슬러리 조성물로,상기 광경화성 수지는 광중합성 단량체 80 내지 90 중량부, 광개시제 1 내지 10 중량부, 및 첨가제로 이루어지며,상기 조성물에 광을 조사하여 광중합 후, 50 내지 200℃에서 1 내지 3 시간 에이징(aging)하여 강도를 향상시킨 것을 특징으로 하는, 3D 프린팅용 세라믹 슬러리 조성물.

2

제 1 항에 있어서,상기 무기 바인더 전구체 용액은,나트륨 전구체, 실리카 전구체 및 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는, 3D 프린팅용 세라믹 슬러리 조성물.

3

제 1 항에 있어서,상기 조성물은,광경화성 수지 투사(Digital light processing, DLP) 방식 또는 광경화성 수지 적층 조형(Stereolithography apparatus, SLA) 방식의 3D 프린터에 사용되는 것을 특징으로 하는, 3D 프린팅용 세라믹 슬러리 조성물.

4

세라믹 분말 입자를 무기 바인더 전구체 용액에 침지하여 상기 세라믹 분말 입자를 무기 바인더 전구체로 코팅시키는 단계;상기 무기 바인더 전구체로 코팅된 세라믹 분말 입자를 광중합성 단량체, 광개시제 및 분산제와 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계;상기 제조된 슬러리에 광을 조사하여 성형체를 제조하는 단계;상기 제조된 성형체를 에이징(aging)하는 단계; 및상기 에이징된 성형체를 열처리하여 소성체를 제조하는 단계를 포함하는, 고강도 세라믹 구조체 제조방법.

5

제 4 항에 있어서,상기 무기 바인더 전구체 용액은,나트륨 전구체 50 내지 60 중량부, 실리카 전구체 30 내지 40 중량부 및 나머지 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고강도 세라믹 구조체 제조방법.

6

제 4 항에 있어서,상기 에이징(aging)하는 단계는,50 내지 200℃에서 1 내지 3 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 고강도 세라믹 구조체 제조방법.