التصنيع المضافة من مواد خزفية وظيفيا متدرج المجسمة

يمكن أن تساعد التصنيع المضافة لمكونات السيراميك متدرج وظيفيا باستخدام الطباعة الحجرية الحرة تقنيات تصنيع السيراميك على تطوير وظائف مبتكرة الأمثل هياكل زرع الطبية. والميزة الرئيسية لهذه التقنية المضافة التصنيع هو انها عالية الدقة. تصنيع المكونات السيراميك باستخدام أساليب stereolithography القائمة على توفير عالية الدقة والأجزاء عالية الكثافة.

لهذا الإجراء، استخدم مساحيق خزفية عالية النقاء بحجم جسيمات أمين أقل من 0.5 ميكرومتر، وتوزيع ضيق لحجم الجسيمات، ومساحة سطحية محددة تبلغ حوالي سبعة أمتار مربعة لكل غرام. في وعاء طحن، والجمع بين مسحوق والإيثانول المطلق في نسبة كتلة 80 إلى 20. إضافة واحد إلى اثنين من الكرات ملليمتر مطحنة قطرها في كتلة متساوية إلى مسحوق.

ثم، إضافة حوالي 0.5 إلى 2٪ من الوزن من عامل تفريق، اعتمادا على كمية من مسحوق. طحن الخليط لمدة 2 ساعة في 250 دورة في الدقيقة في مطحنة الكرة الكوكبية. بعد ذلك، إزالة الكرات طاحونة باستخدام siv، مع فتحات ميكرومتر 500.

اتركي التعليق يجف في درجة حرارة الغرفة في غطاء دخن لمدة 12 ساعة، ثم جففه أكثر عند 110 درجة مئوية، لمدة 24 ساعة. طحن المواد الجافة من خلال siv مع فتحات شبكة من 100 إلى 500 ميكرومتر للحصول على مسحوق وظيفية deagglomerated. المقبل، في علبة من مطحنة الكرة الكوكبية عالية السرعة، مزيج معا الضوئية تنشيط في طول الموجة المستخدمة في جهاز الطباعة، والربط عبر العضوية وال binders، وملدن.

إضافة خمسة إلى 10 مطحنة كرات مصنوعة من مادة السيراميك مع أقطار من خمسة إلى 10 ملليمترات. التجانس الخليط لمدة أربع دقائق في 1000 دورة في الدقيقة. ثم، أدخل المسحوق إلى الخليط وتجانسه أربع دقائق في 1000 دورة في الدقيقة، 45 ثانية في 1500 دورة في الدقيقة، و 30 ثانية في 2000 دورة في الدقيقة.

تبريد علبة بالماء بعد ذلك. إذا كان الخليط يبدو غير متجانس، كرر العملية. المقبل، مكان حوالي 1 ملليلتر من الطين الراتنج السيراميك شغل على لوحة من rheometer، تكوين لاختبار التناوب.

زيادة معدل القص من 0.1 إلى 1000 ثانية متبادلة في درجة حرارة ثابتة من 20 درجة مئوية في حين قياس عزم الدوران. تأكد من أن التعليق يظهر سلوك القص رقيق مع لزوجة ديناميكية أقل من 600 باسكال ثانية، لمعدل القص من 0.1 ثانية متبادلة، وأقل من 10 باسكال ثانية لمعدلات القص من 10 إلى 300 ثانية متبادلة. وأخيرا، تقييم السلوك علاج عن طريق اتخاذ القياسات المتذبذبة قبل وأثناء وبعد العلاج عن طريق التعرض للأشعة فوق البنفسجية.

قم بإعداد جهاز طباعة طباعة طباعة ضوئية ضوئية رقمية. تأكد من أن عمق المعالجة هو على الأقل نفس طبقات البناء المختارة ، ويفضل أن يكون أكثر سمكًا عدة مرات. ثم، قم بإنشاء ملف نموذج ثلاثي الأبعاد للمكون باستخدام برنامج تصميم بمساعدة الكمبيوتر.

اقطع نموذج المكون إلى طبقات من سمك مناسب، واحفظ الملف بتنسيق كفاف sereolithography. نقل هذا الملف إلى جهاز الطباعة حسب الشبكة أو USB. إنشاء برنامج الطباعة وتعيين وقت المعالجة لكل طبقة، وسرعة الصب، وسرعة منصة البناء، وغيرها من المعلمات.

ثم، ملء خزان جهاز الطباعة حوالي منتصف الطريق مع الطين الراتنج السيراميك المعدة. ضخ الطين من خلال النظام حتى يبدأ إعادة ملء الخزان. نعلق لوحة الطباعة المعدنية إلى منصة المبنى عن طريق شفط فراغ، وبدء برنامج الطباعة.

إعادة ملء الخزان حسب الحاجة أثناء عملية الطباعة. عند الانتهاء، قم بإيقاف تشغيل الفراغ أثناء حمل لوحة الطباعة لاسترداد المكون. استخدام الكحول الايزوبروبيل، أو آخر المذيبات العضوية خفيفة، لتنظيف بعيدا أي الطين المتبقية، ومن ثم السماح للمكون الجافة في درجة حرارة الغرفة في منطقة التهوية.

إزالة الربط وفك المكون بعد ذلك، لإنهاء تلفيق. وكان هذا مسحوق الألومينا عالية النقاء deagglomerated وظيفية مع disperant. عند التجفيف، ومسحوق وظيفية reagglomerated، ولكن كان بالتساوي إعادة تفريق في راتنج البوليمرية.

بالنسبة للتراكيب المعلقة ذات محتويات مسحوق مختلفة، تم تقييم نسب الرابطات المتقاطعة ذات الوظائف الرباعية ونسب الرابطات المشتركة الشاملة. وكان جميع التعليقات الأربعة المطلوب القص رقيق السلوك، ولكن تكوين واحد فقط أظهرت سلوك تدفق التعليق الأمثل. إذا كانت اللزوجة الديناميكية مرتفعة للغاية ، فقد تعيق طبقات الطين الرقيقة ، بسبب نقص التدفق.

يمكن أن يؤدي اللزوجة الديناميكية المنخفضة جدًا إلى تدفق الملاط بحرية تحت شفرة الصب ، أو في تعليق غير مستقر. قبل تعريض تعليق الراتنج السيراميك للضوء ، ظل معامل تخزين القص ثابتًا تقريبًا. كان وقت المعالجة الأمثل لتحقيق الحد الأدنى من القوة اللازمة دون علاج أكثر من ثانيتين إلى ثلاث ثوان.

التعرض لأكثر من أربع ثوان يمكن أن يؤدي إلى هشاشة من أكثر من علاج. باستخدام تكوين الطين الألومنيوس الأمثل وأوقات التعرض، هذا العنصر اختبار، مع قذيفة خارجية كثيفة، والعظام شبه مسامية المركزية الأساسية، كان ملفقة عيب خال، مع مسامية منخفضة للغاية وكثافة عالية في المناطق السائبة. تم تصميم تقنية المقدمة في هذه المقالة للتعامل مع خليط الراتنج السيراميك الفسكوز من أجل التوصل إلى دقة عالية ضرورية في تصنيع المواد متدرج وظيفيا.

التقنية الحالية يمهد الطريق للنتائج في صناعة السيراميك لتطوير تعليق السيراميك رد الفعل الصورة. ويمكن استخدامها في تصنيع مواد السيراميك الحرة Lyrica لإنتاج مكونات عالية الجودة من السيراميك.