机械工程学报

作者：刘富初, 王妙, 张驰, 林学雄

单位：1. 中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院 武汉 430074;2. 中国地质大学深圳研究院 深圳 518057;3. 湖北文理学院理工学院机械与汽车工程学院 襄阳 441025

关键词：氧化铝多孔陶瓷,浆料挤出3D打印,响应面试验,抗弯强度,气孔率；

基金：国家重点研发计划(2023YFB4605603, 2022YFB4602502)、广东省基础与应用基础研究基金自然科学基金(2024A1515013258)、深圳市科技计划(JCYJ20240813114009013)、国家自然科学基金(52375395)、深圳市基础研究重点(JCYJ20220818102601004)、中国地质大学(武汉)教学实验室开放基金(SKJ2023125, SKJ2024121)、中国地质大学(武汉)中央高校基本科研业务费(2024XLB25, 2024XLB26)和

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。

来源：2025年第19期

《机械工程学报》期刊编辑部

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