Percorsi tecnici per la stampa 3D ceramica
Gli attuali processi tradizionali di stampa 3D ceramica includono la fotoindurimento dei liquami (derivato da SLA) e il getto di legante. Il percorso dei liquami utilizza polvere ceramica sospesa in resina fotosensibile. Dopo aver stampato il corpo verde, questo viene sgrassato e poi sinterizzato ad alta temperatura; il percorso del getto spruzza prima un legante sul letto di polvere per solidificare lo strato di polvere, quindi lo sgrassa e lo sinterizza. La differenza tra i due percorsi risiede nella precisione geometrica e nella gamma di tipologie di polvere ottenibili.
Controllo del ritiro da sgrassaggio e sinterizzazione
Il ritiro lineare delle parti in ceramica dal corpo grezzo al prodotto finito è solitamente compreso tra il 12% e il 18%, ed è determinato dalla densità dell'impaccamento della polvere e dal processo di densificazione ad alta temperatura. Il ritiro non può essere ignorato e la modellazione della compensazione del ritiro deve essere eseguita durante la progettazione. La temperatura e il tempo di sinterizzazione sono determinati dal tipo di ceramica: l'allumina può raggiungere oltre 1600°C e la zirconia viene sinterizzata a circa 1400°C. Diversi parametri di processo hanno un impatto significativo sulle proprietà meccaniche. La sezione di riscaldamento rapido prevede la graduale eliminazione dei leganti organici durante la fase di sgrassaggio per evitare fessurazioni.
Principali scenari applicativi delle parti in ceramica
Il valore della stampa 3D ceramica risiede nella realizzazione di strutture interne complesse che sono difficili da elaborare mediante fusione e lavorazione tradizionali. Nel campo aerospaziale la ceramica viene utilizzata per realizzare componenti dei canali di raffreddamento del motore; in campo medico la zirconia viene utilizzata per realizzare corone dentali e monconi su impianti. Nel campo della produzione di stampi, gli stampi master in ceramica incorporati con canali di raffreddamento conformati possono abbreviare significativamente il ciclo di stampaggio a iniezione. Anche le ceramiche conduttive e le ceramiche bioattive mostrano vantaggi unici nei rispettivi campi.
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