Аддитивные производственные процессы с использованием пластмасс и металлов в качестве материала являются современными. Однако, если керамика должна обрабатываться аддитивно, есть только несколько методов на выбор. Это уже в природе материала керамики. Например, способ требует высоких температур, чтобы сплавить керамический порошок в монолитный компонент, то есть компонент из единого литого материала. Керамика также не может быть сшита подобно смолам или, как большинство полимеров и металлов, пластически деформирована под воздействием тепла.
Производство добавок
Первый электрический мотоцикл от 3D-принтера
Профессор доктор Йенс Гюнстер, руководитель отдела 5.4 Технологии керамических процессов и биоматериалов в BAM и его команда, поэтому полагаются на прекерамические полимеры в 3D порошковой печати. Докерамические полимеры - это специальные полимеры, которые можно превратить в керамику. Они могут быть сшиты, пластически деформированы, расплавлены или растворены во многих растворителях. Это умный способ решения проблем с керамикой.
Картинная галерея
«Мы используем коммерческий, очень недорогой порошок, который используется в производственных процессах, а также в производстве косметики. Мы наносим этот слой слой за слоем и локально клеим его растворителем до тех пор, пока не будет получена желаемая структура », - объясняет Гюнстер. В этом процессе 3D-печати растворитель печатается на слоях с использованием печатающей головки, как при струйной печати. Полученный таким образом полимер затем обжигают в отсутствие кислорода при температурах выше 1200 градусов Цельсия: образуется керамика из стеклообразного оксикарбида кремния (SiOC).
3D печать
Прототип всего за несколько часов
Трюк с сшивателем
Тем не менее, этот процесс не работает без хитрости, что, однако, привело исследовательскую группу к дальнейшему развитию. Проблема заключалась в том, что напечатанный полимер плавился от 60 градусов по Цельсию, и его невозможно сжечь. Тем не менее, чтобы получить керамический компонент, ученые добавили «сшиватель» к растворенному порошку. Этот сшиватель затем вводится в полимер с растворителем во время печати. При срабатывании печатная структура сохраняет свою форму.
«Вдохновленные свойствами сшивателя, мы доработали этот процесс. Теперь мы используем две печатающие головки, такие как цветная печать на бумаге. Растворитель с сшивателем оставляет одну печатающую головку, а чистый растворитель без сшивателя покидает 3D печатающую головку через другую печатающую головку. Этими двумя жидкостями мы печатаем каркас конструкции и оболочку над ним в одном процессе. Скелет сохраняет свою структуру при сгорании, поскольку содержит сшиватель. Оболочка, нанесенная выше, плавится без сшивателя. Он смачивает скелет и, благодаря взаимодействию вязкости, поверхностного натяжения и силы тяжести, также входит в его решетчатую структуру. В результате мы получаем керамику, поверхность которой не содержит пор и является гладкой, то есть без острых краев. Структура была оптимизирована за счет самоорганизации и, следовательно, более устойчива к давлению », - продолжает Гюнстер.
Передача технологии: керамический дизайн благодаря аддитивному производству
Исследовательская группа в BAM разработала этот процесс вместе с Voxeljet AG, лидером рынка в Германии по производству платформ для порошковой 3D-печати. При использовании 3D-печати в качестве процесса аддитивного производства материал для производства компонента добавляется слоями. С этим принципом построения слоя могут быть получены геометрически сложные структуры, которые не могут быть реализованы с помощью обычных производственных процессов или только с большими усилиями. Однако необходимо учитывать ограничения и связанную с этим техническую надежность этих материалов: это задача компании BAM, которая имеет многолетний опыт в области исследований и испытаний материалов. Вопросы характеристики, срока полезного использования, надежности и устойчивости материалов,БАМ объединяет вещества и материалы в своей предметной области материалов. (Qui)
3D печать
Как 3D-печать может улучшить легкое хранение
3D печать
Немецкие компании являются лидерами в использовании 3D-печати
3D печать
Производство аддитивно или субтрактивно - решите цену и материал
Файлы статей и ссылки на статьи
Ссылка: Больше новостей о 3D печати