3D陶瓷打印技術的發(fā)展使復雜陶瓷產(chǎn)品制作成為可能
更新時間:2022-08-08 點擊次數(shù):3038
陶瓷是一種傳統(tǒng)的無機材料,精美實用,已經(jīng)有了上千年的歷史。硬而脆的特點使陶瓷材料加工成形尤其困難,傳統(tǒng)陶瓷制作工藝只能制造簡單三維形狀的產(chǎn)品,而且成本高、周期長。
3D陶瓷打印技術的發(fā)展使復雜陶瓷產(chǎn)品制作成為可能,3D打印技術所具有的操作簡單、速度快、精度高等優(yōu)點給陶瓷注入了新的活力。
國外已有很多研究,出現(xiàn)了3DCeram、Lithoz等專注陶瓷3D打印的公司?,F(xiàn)在國內(nèi)陶瓷3D打印技術還不夠成熟,清華大學、西安交通大學等科研單位正在鉆研,也涌現(xiàn)出了十維科技等敢于探索的企業(yè)。
陶瓷材料具有高強度、高硬度、耐高溫、低密度、化學穩(wěn)定性好、耐腐蝕等特點,是三大固體材料之一。現(xiàn)在陶瓷3D打印制作的主要有氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、磷酸鈣陶瓷等。
下面讓我們來了解一下3D陶瓷打印的運行流程吧:
陶瓷3D打印可以制作結構復雜、高精度的多功能陶瓷,在建筑、工業(yè)、醫(yī)學、航天航空等領域?qū)玫綇V泛的使用,在陶瓷形芯、骨科替代物、催化器等方向具有很好的使用未來,將給我們的生活帶來巨大改變。
1、配料
根據(jù)成形技術和終的性能要求,選擇合適的原材料,一般包括陶瓷粉末、粘結劑、添加劑,按一定比例混合均勻。
2、用于3D打印的陶瓷材料形態(tài)包括:
漿料,陶瓷成分與其他溶劑及添加劑的混合物,通過物理、化學的方式成形;
陶瓷絲材,用于熔融堆積工藝;
陶瓷粉末,陶瓷粉末、礦化物、粘結劑等的混合物,用于激光燒結、粘接等;
陶瓷薄片,片壓成形、粘接。
3、3D打印成形
運用3D打印技術實現(xiàn)陶瓷零件成形,得到特定形狀結構的陶瓷坯體。
4、坯體后處理
對陶瓷坯體進行清洗、表面增強、修復、干燥等后處理,使坯體的強度、精度等性能達到要求,有利于之后的熱處理環(huán)節(jié)。
5、脫脂和燒結
將完好的坯體放入爐子中,按照設定好的溫度制度、焙燒氣氛和壓力進行熱處理。這個過程分為兩個階段:加熱到600多℃脫去坯體中的有機物,這是十分敏感容易出現(xiàn)缺陷的階段;加熱到1000多℃實現(xiàn)致密化、形成陶瓷,這是晶粒長大、晶界形成、實現(xiàn)陶瓷強度的過程,決定著制品的終性能。燒結完成等冷卻后便可得到終的陶瓷產(chǎn)品了。