Мульти материала на керамической основе компонентов – добавка, изготовление черно-белых циркония компонентов термопластичных 3D-печати (CerAM - T3DP)

Engineering
 

Summary

Здесь мы описываем протокол для аддитивно Изготовление черно-белых циркония компоненты термопластичных 3D-печати (CerAM - T3DP) и совместно спекания дефектов.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Weingarten, S., Scheithauer, U., Johne, R., Abel, J., Schwarzer, E., Moritz, T., Michaelis, A. Multi-material Ceramic-Based Components – Additive Manufacturing of Black-and-white Zirconia Components by Thermoplastic 3D-Printing (CerAM - T3DP). J. Vis. Exp. (143), e57538, doi:10.3791/57538 (2019).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Чтобы объединить выгоды от производства добавка (AM) с преимуществами функционально градуированные материалы (КЖО) на керамической основе 4D компонентов (три измерения геометрии и одна степень свободы, относительно свойства материала в каждой позиции) Термопластичные 3D-печати (CerAM - T3DP) была разработана. Это прямой AM технология, которая позволяет утра мульти материальных компонентов. Чтобы продемонстрировать преимущества этой технологии компонентов черно-белые циркония аддитивно изготовлены и совместно спеченные дефектов.

Две разные пары черно-белые Цирконий порошки были использованы для подготовки различных термопластичных суспензий. Соответствующие параметры выдачи были расследованы производить компоненты теста сингл материал и приспособлены для аддитивного производства компонентов многоцветные циркония.

Introduction

Функционально градуированные материалы (КЖО) являются материалов с различными свойствами относительно переходы в микроструктуры или материала1. Эти переходы могут быть дискретными или непрерывными. Различные виды КЖПО, как известно, как компоненты с материала градиенты, градуированных пористость, а также разноцветные компонентов.

FGM-компоненты могут быть изготовлены путем одного обычного формирования технологий2,3,4,5,6,7 или сочетание этих технологий, для Например, в процессе формования маркировки как сочетание ленты литья и литья8,9.

Аддитивные производства (AM) позволяет для производства компонентов с пока беспрецедентной свободой дизайна. Это считается состояние искусства, формировании технологии металлов и полимеров. Первые коммерческие процессы для обработки керамики доступны10, и почти все известные AM технологии используются для AM керамики в лабораториях по всему миру11,12,13.

Чтобы объединить преимущества утра с преимущества КЖО на керамической основе 4D компонентов (три измерения геометрии и одна степень свободы, относительно свойства материала в каждой позиции) термопластичных 3D-печати (CerAM - T3DP) был разработан в Fraunhofer ИКЦ в Дрездене, Германия, как технология direct AM. Это позволяет AM компоненты различных материалов14,,1516,17. CerAM - T3DP на основе избирательного осаждения одной капли частиц заполнены термопластичных суспензий. Используя несколько дозирующие системы, различных термопластичных подвески могут быть зачислены рядом друг с другом слоя для получения массового материала, а также свойства градиенты в пределах аддитивно выпускаемой зеленые компоненты18. В отличие от косвенных AM процессов, в которых ранее депонируемые материалы затвердеть выборочно через весь слой, CerAM - T3DP процесс не требует дополнительных усилий удаления не затвердевших материала до осаждения следующего материала, что делает его более подходящим для утра мульти материальных компонентов.

Хотя использование CerAM - T3DP процесс позволяет AM КЖО и реализации на керамической основе компонентов с беспрецедентной свойствами, существуют проблемы преодолеть относительно необходимой термической обработки после процесса AM, чтобы получить мульти материала композита. В частности парных порошков в композитный материал нужно быть успешно совместно спеченные, для которого спекания компонентов должна выполняться на том же температуры и атмосферы. Таким образом это является необходимым условием для всех материалов иметь сопоставимые температуры спекания и поведение (начиная с температуры спекания, поведение усадки). Для того, чтобы избежать механического стресса во время охлаждения, коэффициент теплового расширения всех материалов должно быть примерно равно11.

Комбинация материалов с различными свойствами в одном компоненте открывает двери для компонентов с беспрецедентной свойствами для многочисленных приложений. Например из нержавеющей стали цирконий композиты могут использоваться как режущие инструменты, износостойких компонентов, энергетики и топливных компонентов или биполярного хирургические инструменты19,20,21,22, 23,24. Такие компоненты могут быть реализованы путем CerAM - T3DP14,,1516,17, тоже, после корректировки поведения спекания процесс фрезерные специальные16.

На керамической основе КЖО с градуированной пористость как плотных и пористых циркония сочетают очень хорошие механические свойства в условиях плотной застройки с высокой активной поверхности пористой районов. Такие как компоненты могут быть аддитивно изготовлены CerAM - T3DP18.

В этой статье мы исследуем AM циркония компонентов с двух разных цветов в одном компоненте, CerAM - T3DP. Мы выбрали белый и черный цирконий, потому что это сочетание в одной керамической составляющей интересен для украшения приложений. Спрос индивидуальной роскоши является очень высоким и продолжает расти. Технологии, которые позволяют AM на керамической основе компонентов мульти материала с высоким разрешением и очень хорошие свойства поверхности позволит удовлетворить этот спрос. Керамика, как цирконий используются, например, производить часы компонентов как часы дела и обрамление или кольца из-за специальных тактильной обратной связи, взгляд, твердости и меньший вес по сравнению с металлами.

Protocol

1. Термопластический подвеска для CerAM - T3DP

  1. Выбор порошков
    1. Для подготовки черный термопластичных суспензий использовать черный Цирконий порошки диоксида циркония черный - 1 и циркония черный - 2.
    2. Для приготовления белых термопластичных суспензий используйте циркония белый - 1 и цирконий белый - 2.
      Примечание: Производитель циркония черный - 2 использует пигменты (4.2 wt.-%) для окраски циркония и также говорится, что оба порошки имеют то же поведение спекания. Кроме того, высокий процент глинозема (20.43 wt.-%) способствует белый цвет циркония белый - 2. Порошки диоксида циркония черный - 1 и цирконий белый - 1 имеют разный состав и таким образом требуют различные температуры спекания для полной уплотнения. В отличие от циркония белый - 1 цирконий черный - 1 состоит в большинстве 5 wt.-% пигментов. Рекомендуемая температура спекания являются 1400 ° C для циркония черный - 1 и 1350 ° C для циркония белый - 1.
  2. Характеризуют порошки относительно формы, площадь поверхности и распределение частиц по размерам.
    Примечание: Сканирования изображения Микроскопия электрона используются для характеристики формы частиц. Гранулометрический состав используемых порошков был измерен методом лазерной дифракции (лазерный дифрактометр). Измерения для конкретных свойств поверхности используемых порошков были предоставлены производства.
  3. Для подготовки различных циркония суспензий расплава смесью парафина и воска при температуре 100 ° C в нагреваемые Диссольвер и гомогенизации смеси полимеров.
    1. Затем добавьте порошок в несколько шагов, чтобы достигнуть порошка содержание 40 vol.%.
    2. Однородный порошок полимерной смеси путем смешивания 2 ч при 100 ° C. Убедитесь, что все подвески имеют один и тот же контент порошка (40 vol.%).
  4. Характеристика суспензий
    1. Характеризуют реологических поведение расплавленного подвески с использованием Реометр для сдвига ставок в диапазоне от 0-5000/s для различных температур в диапазоне от 85 ° C и 110 ° C.
      Примечание: Мы использовали Реометр Регулируемая между 25 ° C до 200 ° C с табличкой/пластины, измерительные системы (диаметр 25 мм). Крутящий момент была измерена, и расчет динамической вязкости.
    2. Динамическая вязкость как функцию скорости сдвига участка и убедитесь, что динамическая вязкость ниже 100 Па·с для скорости сдвига 10/s, ниже 20 Па·с для сдвига скорости 100/с и ниже 1 ПА·с для скорости сдвига 5000/s или увеличения Температура в пределах допустимого диапазона.
    3. Изменение состава подвеска, добавив полимерная смесь, если динамическая вязкость слишком высока даже при температуре 110 ° c.

2. изготовление одного и нескольких материальных компонентов CerAM - T3DP

  1. Используемые устройства
    Рисунок 1 показывает CAD-рисунок используется CerAM - T3DP-устройство с одной профиль сканера и три различных микро дозирования систем, которые могут работать одновременно или попеременно. Используйте два из них для получения черно-белых компонентов.
    1. Установите осаждения капель с частотой до 100/s и осей двигаться с максимальной скоростью 20 мм/сек.
  2. Исследование параметров осаждения
    Исследовать влияние параметров осаждения (рабочие скорости микро системы дозирования; температура водохранилище подвеска и сопло; скорость оси) на свойства результате капельки (форма; объем однородности) или капли цепи (форма; объем однородности).
    1. Изменять параметры осаждения и хранение одной капли, а также капли цепи, используя различные частоты и скорости осей для осаждения.
      Примечание: Влияние параметров распылитель на свойства материалов был обсужден до25. Эпирически только были определены границы значение параметра.
    2. Убедитесь, что вариативность в капли цепи высота и ширина не должна превышать 3%. Изменять параметры импульса, капелька фьюжн фактор (ДФФ) и ширина экструзии (нарезки параметр) для компенсации диаметр различия до 100 мкм и высота различия до 50 мкм.
      Примечание: Это не является необходимым и вероятно не представляется возможным осуществить идеальными формами полушарий как одной капли, но вы должны убедиться, что однородность формирования капли очень высока, чтобы гарантировать однородное здание компонентов.
    3. Повторите этот шаг с различными начальными параметрами, чтобы найти набор параметров, который обеспечивает наиболее однородной формы капли отношении диаметр капель, ширина и высота.
  3. Изготовление компонентов теста сингл материал
    1. Используйте созданный 3D-модель желаемой части и сохраните файл в формате STL или AMF.
    2. Используйте программу нарезки (например среза 1 или 2 среза) для создания соответствующего G-кода. Задайте свойства для формы капли, приобретенных в шаге 2.2.
    3. Добавлено G-код и заполнить параметры процесса для CerAM - T3DP-устройства. Установите CerAM - T3DP-устройство для параметров, полученных на шаге 2.2, который соответствуют форме капли для среза. Запустите программное обеспечение устройства для запуска задания здания.
      Примечание: Это выгодно производить некоторые образцы перед построением нужную часть или с помощью новых суспензий.
  4. CerAM - T3DP компонентов нескольких материалов
    1. Для каждого материала выполните шаг 2.2.
    2. Выберите дозирования параметров для обоих материалов, которые имеют примерно те же характеристики капли.
    3. Отрегулируйте высоту слоя, изменяя расстояние между одной капли и результате дублирования избежать различий в высоты для различных материалов, которые могут привести к большим дефектов и неисправных компонентов.
      Примечание: Путем уменьшения расстояния между двумя каплями и связанные большего совпадения, ширина и высота капелька цепи увеличивается за счет почти постоянный объем одной капли. Можно отметить, что ширина цепи капли увеличивается быстрее, чем высота цепи капли.
    4. Используйте созданный 3D-модель желаемой части и сохраните файл как AMF файлы. Если поддерживается с Тесак несколько областей компонентов также могут быть сохранены в формате файла STL.
    5. Для печати нескольких компонентов, назначьте соответствующие области компонента связанный материал в нарезки программного обеспечения путем выделения соответствующей микро дозатор для каждого материала.
    6. Генерировать G-кодов для каждого материала с помощью программного обеспечения среза.
    7. Добавлено G-код и заполнить параметры процесса для CerAM - T3DP-устройства. Установите CerAM - T3DP-устройство для параметров, полученных на шаге 2.2, который соответствуют форме капли для среза. Запустите программное обеспечение устройства для запуска задания здания.

3. Co выжигание и совместно спекания из одно - и мульти - Material компоненты

  1. Debind зеленый образцов в следующих отдельных этапов.
    1. Во-первых поставьте образцы в сыпучих крупнозернистой глинозема порошка (порошок кровать) поддержать структурно образцы также обеспечивать распределение однородной температуры и способствовать удаления связующего материалов капиллярных сил.
    2. Выполнить, выжигание с скорость очень низкой нагрева в печи (выжигание печи) под воздуха атмосферы до 270 ° C. Установите скорость нагрева до 4 K/ч для обеспечения выжигание дефектов.
  2. После этого первого шага debinding осторожно удалите порошок постельные принадлежности к примеру с тонкой кистью. Поместите образцы на глинозема печи мебель.
  3. Применить второй debinding шаг под воздуха атмосферы до 900 ° C (12 K/ч) в том же печи.
    Примечание: Все остальные органических связующих материалов термически были отменены, в то время как в рамках в тот же самый шаг до спекания циркония частиц было начато для последующей передачи образцов агломерационная печь.
  4. Наконец аглофабрика образцы под воздуха атмосфера на 1350 ° C (180 K/ч) за 2 ч в печах (агломерационная печь). Характеризуют усадка компонентов путем измерения длины в трех измерениях и убедитесь, что он составляет около 20% для каждого направления.

4. характеристика одного и нескольких Material компонентов

  1. Вырезать образцы правильно и отполировать поверхность с помощью методов ceramographic.
  2. Примените исследования микроструктуры с помощью Автоэмиссионные сканирующий электронный микроскоп (FESEM).
  3. Осмотрите пористость двух этапов и на стыке границ используемых материалов. Для получения более подробных результатов выполнить анализ интерфейса, например, FESEM и последующие картину анализа расследовать пористости в пределах микроструктуры спеченных.
    Целевые пористость-менее 1%. При слишком высокой пористости, различаются параметр осаждения растет (2.2) и/или режима термической обработки (3).

Representative Results

Для производства компонентов для каждого компонента мульти материала были объединены только порошки того же производителя. Эксперименты с порошков различных производств в одном компоненте все еще продолжаются. Для этой цели показатели различных сжатия должны рассматриваться.

Результат измерения диаметра средний частиц (d50) циркония белый - 1 после рассеивания был 0.37 мкм. Производитель заявляет размер фактической частиц 0,04 мкм (один порядок величины меньше). Средний размер частиц (d50) циркония черный - 1 является 0,5 µm. рис. 2 (A) показывает анализ FESEM циркония белый - 1 и на рисунке 2 (B) FESEM-изображения поверхности гранулята в деталях. Рисунок 2 (C) и (D) Рисунок 2 показывают то же самое для циркония черный - 1. Обе необработанные порошком состоят из большой сферических гранул (диаметр до 100 мкм), которые типично для сухого прессования сырых материалов. FESEM-гранулята поверхностей снимках первичной частицы циркония белый - 1 (рис. 2 (B)) и циркон черный - 1 (рис. 2 (D)) с фактическим частиц размером почти 0,04 мкг м.

Рисунок 2 (E) 2 (H) показывают FESEM-изображения циркония белый - 2 и циркон черный - 2. Измеренное среднее частицы размеров (d50) Цирконий порошки диоксида циркония белый - 2 и циркон черный - 2 0,27 мкм и 0,25 мкм, соответственно, которой частицы присутствуют как сферических гранул диаметром до 100 мкм (Рисунок 2 (E) и 2 (G)). Размер белых порошков первичных частиц меньше 0,1 мкм (рис. 2 (F)). Черный порошок первичных частиц, до 0,5 мкм в диаметре (рис. 2 (H)).

Рисунок 3 (A) показана динамическая вязкость суспензии на основе циркония белый - 1 и черный цирконий - 1 как функцию скорости сдвига и в зависимости от температуры (85 ° C и 100 ° C). Обе подвески показывают ножниц прореживания поведение независимо от температуры.

В таблице 1 приведены измеренной вязкости суспензии различных сдвига ставкам и для различных температур.

Рисунок 3 (B) показывает реологических поведение суспензии на основе циркония белый - 2 и циркон черный - 2 (85 ° C и 100 ° C). Все графики показывают ножниц прореживания поведение. В таблице 2 резюмируются измеренной вязкости суспензии различных сдвига ставкам и для различных температур.

Помимо сдвига под контролем скорость измерений долгосрочные измерения проводились. Рисунок 3 (C) показывает ход динамической вязкости во время долгосрочных измерений для всех четырех суспензий постоянного сдвига со скоростью 10/s более 2 ч. В то время как динамическая вязкость суспензии белый циркон (цирконий белый - 1 и цирконий белый - 2) является почти постоянным (Таблица 3), динамическая вязкость, как правило, слегка уменьшить черный циркония (циркон черный - 1 и циркон черный - 2).

После эмпирических определение дозировки параметров производства одного компонента, три размерные структуры стали управляемым для каждого подвеска. Рисунок 4 (A) показывает комплекс спеченные тест структуры на основе подвеска из циркония белый - 1 и аддитивно выпускаемые CerAM - T3DP. То же проверить структуру аддитивно производимый CerAM - T3DP и циркон черный - 1-подвеска показан на рисунке 4 (B).

Рисунок 4 (C) показывает спеченные тест структуры, основанной на суспензий цирконий цирконий белый - 2, рис. 4 (D) спеченной тест структуры на основе циркония черный - 2. После изготовления компонентов одного цвета состоялась производство различных цветовых компонентов. На рисунке 4 (D) до 4 (F) показывают, что некоторые спекания циркония многоцветные аддитивного производства компонентов с помощью CerAM - T3DP.

Рисунок 5 (A) и (B) Рисунок 5 Показать FESEM-изображения микроструктуры нескольких цветовых компонентов с четко различимыми интерфейсом между двумя суспензии на основе Цирконий порошки диоксида циркония белый - 1 (вверху) и циркон черный - 1 (внизу).

Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопического анализа (EDX) показали, что в микроструктуры спеченных циркония черный - 1 более глинозема коры происходит (цифры 6 (A-C)). Для оценки состава и циркон черный - 1-микроструктура особенно в темных областях в более подробно далее EDX расследования имели место (цифры 6 D-G) который показал осадков глинозема (рис. 6 (E) ).

Figure 1
Рисунок 1: чертеж САПР используется CerAM - T3DP-устройство с тремя микро выдачи единиц и одной поверхности сканера. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2: FESEM-изображения используется циркония гранулята. (A) циркония белый - 1 грануляты - обзор и (B) поверхности; (C) Грануляты циркония черный - 1 - обзор и поверхности (D) ; (E) Грануляты циркония белый - 2 - обзор и (F) поверхности; (G) циркония черный - 2 грануляты - обзор и (H) поверхности.

Figure 3
Рисунок 3: реологических поведение термопластичных суспензий. (A) на основе Цирконий порошки диоксида циркония белый - 1 и циркон черный - 1; (B) на основе Цирконий порошки диоксида циркония белый - 2 и циркон черный - 2; (C) сравнение всех четырех подвесок во время долгосрочного измерения с постоянной наклона скорость 10/с.

Figure 4
Рисунок 4: спеченные одно - и мульти - material тест структуры аддитивно производимых T3DP. (A) на основе циркония белый - 1 -подвеска; (B) на основе циркония черный - 1 -подвеска; (C) на основе циркония белый - 2 -подвеска; (D) на основе циркония черный - 2 -подвеска; (E) на основе циркония белый - 1 - и циркон черный - 1 -подвеска; (F) на основе циркония белый - 2- и циркон черный - 2 - подвеска - кадр как структура и (G) кольцо подобную структуру.

Figure 5
Рисунок 5: образы FESEM. FESEM-изображений поперечного сечения на интерфейс между спеченные циркония белый - 1 (вверху) и циркон черный - 1 (внизу); Плоский интерфейс (A) и (B) переплетаются интерфейс

Figure 6
Рисунок 6: Результаты измерений EDX на спеченные циркония белый - 1 / циркон черный - 1 -интерфейс. (A) обзор о измерения поля 1 + 2 и (D) 3-5; Результаты измерения поля (B) 1, поле 2 (C) , (E) поле 3, поле 4 (F) и (G) поле 5.

Figure 7
Рисунок 7: изменение массы циркония белый - 1 - и циркон черный - 1 -суспензии во время термического разложения Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Table 1
Таблица 1: Динамическая вязкость термопластичных суспензий на основе Цирконий порошки диоксида циркония белый - 1 и черный цирконий - 1. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.

Table 2
Таблица 2: Динамическая вязкость термопластичных суспензий на основе Цирконий порошки диоксида циркония белый - 2 и черный цирконий - 2. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.

Table 3
Таблица 3: Динамическая вязкость всех четырех подвесок во время долгосрочного измерения постоянного сдвига со скоростью 10/s. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.

Discussion

Характеристика реологических поведение расплавленный подвеска скоростью высокого сдвига до 5000/s необходим после оценки условий в рамках используемых микро дозирования систем (геометрии поршня и сопло камеры, скорость поршня) показал, что показатели сдвига 5000/сек и выше генерируются в систему дозирования во время процесса осаждения25микро.

Исследование параметров печати должно быть сделано для помощи с калибровкой Диспенсер для изготовления компонентов мульти материала. Влияние параметров распылитель на свойства материалов был обсужден в25. Значение параметра границы были отсрочку только эмпирически. Опыт показывает, что вариативность в капли цепи высота и ширина не должна превышать 3%. Диаметр различия до 100 мкм и высота различия до 50 мкм могут быть компенсированы параметров импульса, капелька фьюжн фактор (ДФФ) и ширина экструзии (нарезки параметр).

Это имеет решающее значение для процесса печати, что высоты слоя различных материалов настраиваются друг с другом, изменяя расстояние между одной капли, так как это приведет к неравномерности в пределах слоя, если высот различных материалов не совпадают. Неровности приводит к большим дефектов и дефектных компонентов. За счет уменьшения расстояния между двумя каплями и связанные большего совпадения, ширина и высота капелька цепи увеличивается за счет почти постоянный объем одной капли. Можно отметить, что ширина цепи капли увеличивается быстрее, чем высота цепи капли. Это не является необходимым и вероятно не представляется возможным осуществить идеальными формами полушарий как одной капли, но вы должны убедиться, определяя установку параметров, что однородность формирования капли очень высока, чтобы гарантировать однородное дозирование Построение компонентов.

Измерения на 85 ° C имитирует реологических поведение суспензий в кормления картридж микро системой дозирования. Выше 90 ° C разложение компонентов связующего начинается (рис. 7). Все подвески Показать почти аналогичное поведение. Температура используется сопло микро дозирующие системы была 100 ° C. Эта температура способствует формированию капель из-за низкой вязкости, вызванные увеличения температуры суспензии во время прохождения сопла. Из-за короткой выдержки времени суспензий в сопло при этой температуре разложения является не влияющие на поведение материала значительно.

Многоцветные компоненты могут спеченные почти дефектов, но для циркония черный - 2 и цирконий белый - 2 порошки, цвет белый фазы превратился в розовый. Причиной для изменения цвета являются диффузионных процессов между различными материалами при спекании. Это только эффект на поверхности и могут быть удалены путем измельчения шаг. Но это очень сложным для сложных структур, сделанные AM технологий.

В рамках компонентов многоцветные, плоские и переплетаются границы интерфейсов разработан между двумя различными составами. Таким образом независимо от того, падение прыгните осаждения материала, расположение различных микроструктур может быть реализована очень точно. Кроме того капелька форма может быть использована для увеличить границы интерфейс между двумя материалами. Пока были произведены только дискретные материала переходы. Будущие исследования также может включать производство постепенного изменения между материалами.

Disclosures

Авторы не имеют ничего сообщать.

Acknowledgments

Этот проект получил финансирование от Европейского союза Horizon 2020 исследовательской и инновационной программы под Грант соглашение No 678503.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Material
Zirconia black - 1 TZ-3Y-Black Tosoh
Zirconia black - 2 ZirPro ColorYZ Black Saint Gobain
Zirconia white - 1 TZ-3Y-Black Tosoh
Zirconia white - 2 ZirPro ColorYZ Arctic White Saint Gobain
Equipment
laser diffractometer Mastersizer 2000 Malvern Instruments Ltd., United Kingdom
dissolver DISPERMAT CA 20-C VMA-Getzmann GmbH, Germany
rheometer Modular Compact Rheometer MCR 302  Anton Paar, Graz, Austria
micro dispensing system MDS 3250 Vermes, Germany  
T3DP-device  IKTS-T3DP-device "TRUDE", in-house development Fraunhofer IKTS, not commerzialized
profile scanner LJ-V7020 Keyence  
Slicer 1 Slic3r open source software
Slicer 2 Simplify3D Simplofy3D
debinding furnace NA120/45 Nabertherm, Germany
sintering furnace LH 15/12 Nabertherm, Germany 
FESEM Gemini 982  Zeiss, Germany 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kieback, B., Neubrand, A., Riedel, H. Processing techniques for functionally graded materials. Materials Science and Engineering - A. 362, (1-2), 81-106 (2003).
  2. Mortensen, A., Suresh, S. Functionally graded metals and metal-ceramic composites: Part 1 Processing. International Materials Reviews. 40, (6), 239-265 (1995).
  3. Moya, J. S., Sánchez-Herencia, A. J., Requena, J., Moreno, R. Functionally gradient ceramics by sequential slip casting. Materials Letters. 14, (5), 333-335 (1992).
  4. Moya, J. S., Sánchez-Herencia, J. A., Bartolomé, J. F., Tanimoto, T. Elastic modulus in rigid Al2O3/ZrO2 ceramic laminates. Scripta Materialia. 37, (7), 1095-1103 (1997).
  5. Zschippang, E., Mannschatz, A., Klemm, H., Moritz, T., Martin, H. -P. Charakterisierung und Verarbeitung von Si3N4-SiC-MoSi2-Kompositen für Heizleiteranwendungen. Keramische Zeitschrift. 65, (5), 294-297 (2013).
  6. Scheithauer, U., Haderk, K., Richter, H. -J., Petasch, U., Michaelis, A. Influence of the kind and amount of pore forming agents on the thermal shock behaviour of carbon-free refractory components produced by multilayer technology. refractories WORLDFORUM. 4, (1), 130-136 (2011).
  7. Scheithauer, U., Schwarzer, E., Slawik, T., Richter, H. -J., Moritz, T., Michaelis, A. Functionally Graded Materials Made by Water-Based Multilayer Technology. Refractories Worldforum. 8, (2), 95-101 (2016).
  8. Mannschatz, A., Härtel, A., Müller-Köhn, A., Moritz, T., Michaelis, A., Wilde, M. Manufacturing of Two-colored Co-sintered Zirconia Components by Inmold-labelling and 2C-Injection Molding, cfi/Ber. DKG. 91, (8), (2014).
  9. Moritz, T., Scheithauer, U., Mannschatz, A., Ahlhelm, M., Abel, J., Schwarzer, E., Pohl, M., Müller-Köhn, A. Material- and process hybridization for multifunctional ceramic and glass components. Ceramic Applications. 5, (2), 66-71 (2017).
  10. Homa, J. Rapid Prototyping of high-performance ceramics opens new opportunities for the CIM industry. Powder Injection Moulding International. 6, (3), 65-68 (2012).
  11. Chartier, T., Badev, A. Rapid Prototyping of Ceramics. Handbook of Advanced Ceramics Elsevier. Oxford, UK. (2013).
  12. Travitzky, N., et al. Additive Manufacturing of ceramic-based materials. Advanced Engineering Materials. 16, 729-754 (2014).
  13. Zocca, A., Colombo, P., Gomes, C. M., Günster, J. Additive Manufacturing of Ceramics: Issues, Potentialities, and Opportunities. Journal of the American Ceramic Society. 98, (7), 1983-2001 (2015).
  14. Scheithauer, U., Schwarzer, E., Richter, H. J., Moritz, T. Thermoplastic 3D Printing - An Additive Manufacturing Method for Producing Dense Ceramics. JACT. 12, (1), 26-31 (2014).
  15. Scheithauer, U., Bergner, A., Schwarzer, E., Richter, H. -J., Moritz, T. Studies on thermoplastic 3D printing of steel-zirconia composites. J Mat Res. 29, (17), 1931-1940 (1931).
  16. Scheithauer, U., Slawik, T., Schwarzer, E., Richter, H. -J., Moritz, T., Michaelis, A. Additive Manufacturing of Metal-Ceramic-Composites by Thermoplastic 3D-Printing. J. Ceram. Sci. Tech. 06, (02), 125-132 (2015).
  17. Scheithauer, U., Schwarzer, E., Haertel, A., Richter, H. J., Moritz, T., Michaelis, A. Processing of thermoplastic suspensions for Additive Manufacturing of Ceramic- and Metal-Ceramic-Composites by Thermoplastic 3D-Printing (T3DP), 11th International Conference on Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Applications. Ceramic Transactions. 256, (2016).
  18. Scheithauer, U., Weingarten, S., Johne, R., Schwarzer, E., Abel, J., Richter, H., Moritz, T., Michaelis, A. Ceramic-Based 4D-Components: Additive Manufacturing (AM) of Ceramic-Based Functionally Graded Materials (FGM) by Thermoplastic 3D-Printing (T3DP). Preprints. 2017100057 (2017).
  19. Lee, H. C., Potapova, Y., Lee, D. A core-shell structured, metal-ceramic composite supported Ru catalyst for methane steam reforming. J of Power Sources. 216, 256-260 (2012).
  20. Molin, S., Tolczyk, M., Gazda, M., Jasinski, P. Stainless steel/yttria stabilized zirconia composite supported solid oxide fuel cell. J. Fuel Cell Sci. Technol. 8, 1-5 (2011).
  21. Roberts, H. W., Berzins, D. W., Moore, B. K., Charlton, D. G. Metal-Ceramic Alloys in Dentistry: A Review. Journal of Prosthodontics. 18, (2), 188-194 (2009).
  22. Largiller, G., Bouvard, D., Carry, C. P., Gabriel, A., Müller, J., Staab, C. Deformation and cracking during sintering of bimaterial components processed from ceramic and metal powder mixes. Part I: Experimental investigation. Mechanics of Materials. 53, 123-131 (2012).
  23. Meulenberg, W. A., Mertens, J., Bram, M., Buchkremer, H. -P., Stöver, D. Graded porous TiO2 membranes for micro-filtration. Journal European Ceramic Society. 26, 449-454 (2006).
  24. Baumann, A., Moritz, T., Lenk, R. Multi component powder injection moulding of metal-ceramic-composites. Proceedings of the Euro International Powder Metallurgy Congress and Exhibition. (2009).
  25. Scheithauer, U., Johne, R., Weingarten, S., Schwarzer, E., Abel, J., Richter, H., Moritz, T., Michaelis, A. Investigation of Droplet Deposition for Suspensions Usable for Thermoplastic 3D Printing (T3DP). Journal of Materials Engineering and Performance. (2017).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics