הרכיבים מבוססי קרמיקה חומר רב – כתוסף בייצור מרכיבים אסתטיים בשחור-לבן על-ידי הדפסת תלת-ממד תרמופלסטיים (CerAM - T3DP)

שיטה זו יכולה לעזור לפתוח את הדלת עבור רכיבים קרמיים ליישומים סעפת כגון כורי קרמיקה, כלי ניתוח, או מוצרי יוקרה מותאמים אישית. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא כי המיקום של חומר כלשהו קורה באופן סלקטיבי. וההסמכה של חומר מסוים מתרחשת ללא תלות במאפיינים חומריים מסוימים.

היה לנו לראשונה את הרעיון לשיטה זו כאשר חשבנו על התאמת הידע שלנו בתחום של גישות מרובות חומרים לייצור תוסף. כדי להפוך את ההשעיה תרמופלסטית, ראשית לבחור את האבקה. ייצור תוסף של חפצים בשחור לבן דורש שתי אבקות.

במקרה זה, האפשרויות הן זירקוניה שחור-1 זירקוניה לבן-1. שיש להם טמפרטורות מרכוג דומות. השג פליטות שדה סריקת תמונות מיקרוסקופ אלקטרונים של שתי האבקה כדי לאפיין כמה ביחס לצורת החלקיק ושטח הפנים.

כאן קוטר החלקיקים הממוצע של החלקיקים הלבנים זירקוניה הוא כ 4/10 של מיקרומטר. כפי שנמדד עם מד דם לייזר, החלקיקים השחורים זירקוניה יש קוטר ממוצע של 1/2 מיקרומטר. להמשיך הלאה כדי להכין את המתלים בממיס לחום.

מכינים כל השעיה בנפרד עם ממיס ב 100 מעלות צלזיוס על ידי המסת תערובת של פרפין ושוות דבורים. לפני שתמשיך לבדוק את כלי השיט כדי לבטח כי ההיתוך הושלם. לאחר ההמסה הושלמה, הומוגניזציה של תערובת הפולימרים.

לאחר מכן, הפחת את המהירות של דיסק פותר הבעיות. לאחר מכן, על פני כמה צעדים, לאט להוסיף את אחת אבקות זירקוניה, כך שהוא הופך 40% של התערובת על ידי נפח. לאחר המסת הפרפין, הכומתות ורכיבים כימיים אחרים, הופכים את תערובת הפולימרים להומוגנית.

לאחר מכן הפחת את המהירות של דיסק המסה. לאחר מכן, על פני כמה צעדים, לאט להוסיף את אחת אבקות זירקוניה, כך שהוא הופך 40% של התערובת על ידי נפח. הפסק כאשר תוכן האבקה הוא 40% לפי נפח.

ערך היעד עבור המתלים בשחור-לבן. לאחר מכן, מערבבים את תערובת אבקת פולימר במשך שעתיים ב 100 מעלות צלזיוס. לאחר ערבוב, ודא את התערובת הוא הומוגני לפני הקודם.

כפי שהם יצרו, לאפיין כל השעיה מותכת באמצעות rheometer. התווה את צמיגות הדינמית כפונקציה של קצב ההטיה לטמפרטורות שונות. נתונים אלה הם עבור זירקוניה שחור-1, זירקוניה לבן-1 בשתי טמפרטורות שונות.

עבור השעיה וטמפרטורה נתונות, ודאו שה צמיגות דינמית היא מתחת ל-100 שניות פסקל לקצב גיהום של 10 לשנייה. מתחת ל-20 שניות פסקל לקצב גיהה של 100 לשנייה. ומתחת לשנייה פסקל אחת לקצב גיהה של 5000 לשנייה.

במידת הצורך, לשנות את צמיגות דינמית על ידי הגדלת הטמפרטורה או הוספת תערובת פולימר. התחל לעבוד עם התקן הדפסה תלת-ממדי תרמופלסטי. ציור זה מתאר את ההתקנים שלוש מערכות חלוקה מיקרו.

אשר יכול לעבוד בו זמנית או בנפרד. כמו כן מתואר סורק הפרופיל המשמש לאפיון פלט ראש ההדפסה. זהו ראש ההדפסה התרמופלסטי בתלת-ממד כפי שהוא מופיע במערכת ההדפסה.

בחר שניים מהמתקןים לשימוש. עבור ייצור תוסף שחור ולבן, להוסיף את ההשעיה השחורה למתקן אחד, ואת ההשעיה הלבנה לשני. כאשר מוכן, להתנסות על ידי שינוי תדירות התצהיר, מהירויות הציר, ופרמטרים אחרים עבור טיפות בודדות ושרשראות טיפה.

השתמש בסורק הפרופילים, המשתמש בלייזר כחול כדי לאסוף נתונים כדי לאפיין את הפלט. זהה פרמטרים מחלקים כך טיפות של שני החומרים יש את אותם מאפיינים. התאימו את המרחק בין טיפות בודדות כדי למנוע הבדלים בגבהים עבור חומרים שונים.

הנה דוגמאות של טיפות בודדות ושרשראות טיפות, המיוצר עם פרמטרים שונים באמצעות מתלים שחור ולבן. סקור את הפלט של טווח פרמטרים עבור צורה, נפח והומוגניות. לאחר קביעת פרמטרי ההדפסה, החלט על החלק הרצוי.

השתמשו במודל תלת-ממד שנוצר של החלק, ושמור את קובץ הדגמים בתבנית ייצור תוסף. בתוכנת Slicer, הקצה את שני החומרים לאזורי הרכיבים השונים על-ידי הקצאת מערכת חלוקת המיקרו המתאימה. צור והעלה את קודי G למדפסת.

ודא שה הפרמטרים מוגדרים והתחל את המשימה. הדפסת יצירה זו תימשך כשעה בשמונה מילימטרים לשנייה. שחזר את הדגימה לאחר השלמת תהליך הבנייה.

בשלב זה, הדגימה מוכנה לפענוח. קח את הדגימה כדי להכין אותו לפענוח. מניחים את המדגם במסך גס למיטת אבקת אלומינה לתמיכה וחלוקת טמפרטורה.

לאחר מכן, לשים את מיטת האבקה עם המדגם לתוך תנור אוויר אוויר. ולהגדיר את תוכנית החימום והקירור כדי להבטיח מליטה ללא פגם. אחזר את הדגימה כאשר היא בטמפרטורת החדר.

ולהמשיך עם השלבים הבאים. מוציאים את הדגימה מאבקת המצעים. לאחר מכן, להסיר בזהירות כל אבקת מצעים עם מברשת עדין.

לקבלת debinding השני, מניחים את המדגם על ריהוט כבשן אלומינה. חזרו לתנור אווירת האוויר ולהשתמש בקצב חימום מהיר יותר ובקצב קירור זהה לדגימה. לאחר הקירור, קחו את הדגימה לאווירה שבמרכזה תנור.

מרכז את המדגם ב 1, 350 מעלות צלזיוס, במשך שעתיים. זוהי היצירה המיוצרת בסוף שלבי העידון והמרכז, יחד עם דגם ה-3D שלה. השתמש בסורק תלת-מימדי כדי לאפיין כיווץ רכיבים, שאמור להיות כ- 20% בכל כיוון.

בצע אפיון נוסף בדגימות מודפסות חתוכה ומלוטשת. שדה זה פליטות סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים תמונה היא של חתך רוחב בממשק המתכנן בין zirconia מרוכז לבן-1 וזירקוניה שחור-1. השג מידע נוסף באמצעות ניתוח ספקטרוסקופי של קרני רנטגן פיזור אנרגיה של שני האזורים.

על חיפוש פסגות הקשורות אלומינה, התוצאות מצביעות על כך יותר צלב אלומינה מתרחשת בזירקוניה שחור-1. נקודות מדידה אלה נמצאות באזור השחור של זירקוניה. ההרכב שלהם מתגלה עם ספקטרוסקופיית רנטגן פיזור אנרגיה.

הספקטרום מניתוח מפורט יותר זה, מראה את המיקרו-מבנה השחור של זירקוניה יש אלומינה תהום. לאחר השליטה, טכניקה זו יכולה לשנות את הדרך של עיצוב ושימוש ברכיבי קרמיקה. בעת השימוש בטכנולוגיה זו אתה צריך לזכור שזה רק טכנולוגיית עיצוב.

ואת הגופים הירוקים צריך להיות debinded ומרוכס כדי להשיג את המאפיינים הקרמיים הסופיים. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה צריך הבנה טובה כיצד לשלב, חומרים קרמיים על ידי ייצור תוסף.