8 (495) 374-60-07
 

3D Ceram и керамические принтеры

Лазерная стереолитография является старейшей технологией 3д-печати, недавно разменявшей четвёртый десяток. За время своего существования она породила несколько достаточно интересных ответвлений, например очень популярную сейчас технологию DLP-печати, где вместо лазера для отверждения жидкого фотополимерного материала используется проектор с УФ-лампой, или технологию CLIP, использующую проницаемую для кислорода оптику. Самой же новой разновидностью стереолитографии можно назвать технологию печати керамикой.

Оптимизацией процесса стереолитографии под печать керамикой занимался Научный центр керамических процессов и обработки поверхностей (SPCTS) в Лимож, Франция. А французская компания 3DCeramпревратила эти разработки в готовый коммерческий продукт — первую промышленную установки печати керамикой Ceramaker.

Принцип её работы очень близок к SLA-установкам: материал полимеризуется под действием УФ-излучения, источником которого служит лазер. Ключевым же отличием является то, что материал тут не жидкий, а представляет из себя достаточно густую пасту. Из-за того, что паста не может достаточно быстро растекаться ровным слоем исключительно под действием силы тяжести, внутри зоны построения установлено лезвие, которое намазывает новый слой пасты и разравнивает его до идеально плоского состояния.

В целом же процесс производства керамического изделия аддитивным методом выглядит следующим образом:

После процесса печати все изделия отмываются от остатков пасты на поверхности струёй воды, после чего помещаются в печь, где при высокой температуре (до 2000oC) фотополимерное связующее вещество выгорает, а частицы керамики спекаются между собой.

Напечатанная модель из керамики (Al2O3) под электронным микроскопом

Теоретически таким методом можно печатать практически любым керамическим порошком и производитель оборудования предлагает свои услуги в подборе режимов печати и связующего вещества под именно тот порошок, который требуется потребителю. Из самых же популярных видов керамики для 3д-печати можно отметить следующие:

Оксид алюминия Al2O3

  • Высокая твёрдость
  • Жаростойкость
  • Износостойкость
  • Коррозионная стойкость
  • Относительно невысокая стоимость

Диоксид циркония ZrO2

  • Отличные механические свойства при высоких температурах
  • Низкая теплопроводность
  • Химическая стабильность
  • Высокая сопротивляемость диффузии с металлами

Гидроксиапатит HAP

  • Биосовместимость
  • Остеокондуктивность

Даже эти три материала обеспечивают технологии аддитивного производства керамических моделей широчайшую область применения. Гидроксиапатит подходит для производства имплантантов, применяемых в челюстно-лицевой хирургии, протезировании черепной и других костей, так как данный материал ближе всего к естественной костной ткани и гарантирует минимальный риск отторжения. Кроме того, этот материал имеет европейские сертификаты для медицинского применения.

Оксид алюминия и диоксид циркония могут применяться в литье, для создания выщелачиваемых стержней, например при производстве турбинных лопаток с внутренними охладительными каналами, в приборостроении и электронике (изоляторы сложной формы).

Точность 3д-принтера CeraMakerсоставляет порядка 30 мкм по всей поверхности изделия. Толщина слоя — 10 мкм. Поэтому как маленькие, так и крупногабаритные изделия будут обладать высочайшей точностью и отличным качеством поверхности даже без обработки.

А возможность добавить краситель в материал и отполировать поверхность изделия до глянца открывает технологии 3д-печати керамикой в ювелирную промышленность.

14 Сентября 2017

Найдите много интересного