23.10.2018
3D-принтер и керамика

3D-принтер научился печатать с помощью прочной керамики

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

Разработана технология изготовления сложных объектов из необычайно прочной керамики. Для этого нужен ЗD-принтер и печь.

Методом 3D-печати можно создавать объекты практически любой формы из широкого спектра материалов - за исключением керамики. Керамические материалы, как правило, получают за счет высокотемпературного спекания зерен исходного вещества.

В 3D-принтере такие температуры недостижимы. Изготовление изделий из керамики сопряжено с рядом трудностей: она плохо поддается машинной обработке, ее нельзя отлить в форму, как металл, а зернистость структуры приводит к снижению прочностных характеристик. Отчасти эти проблемы решают прекерамические полимеры - группа материалов, известная еще с 1960-х.

Под действием высоких температур (как правило, в атмосфере инертного газа) такие полимеры превращаются в керамику. Введение различных добавок в состав позволяет контролировать их физико-химические свойства. Ученым из исследовательского центра HRL Laboratories (США) удалось получить прекерамический полимер, представляющий собой отличные «чернила» для 3D-принтера. Это смола, отвердевающая под действием УФ-излучения. Лазерная стереолито-графическая печать дает возможность выращивать смоделированные объекты слой за слоем, а использование маски вместо 3D-принтера позволяет ускорить изготовление более простых повторяющихся структур.

Последующий пиролиз превращает смолу в керамический оксикарбид кремния. При этом объем изделия уменьшается, но незначительно и равномерно, без искажения формы. Такую «усушку» можно учесть при проектировании. Подобные разработки ведутся и в Томском государственном университете, где экспериментируют с суспензиями из керамических порошков для послойного нанесения с помощью 3D-принтера. Полученный полуфабрикат после спекания образует твердую керамическую деталь с заданными свойствами и формой. Этот подход пригодится при изготовлении самых разнообразных изделий: от крупных деталей реактивных двигателей и сверхзвуковых самолетов до крошечных фрагментов микроэлектромеханических систем.

  1. Последние
  2. Популярные
Загрузка...

Новости технологий сегодня

Самые популярные метки