セラミック 3D プリンティングの技術ルート
現在主流のセラミック 3D プリンティング プロセスには、スラリー光硬化 (SLA 由来) とバインダー ジェッティングが含まれます。スラリールートでは、感光性樹脂に懸濁したセラミック粉末を使用します。グリーンボディを印刷した後、脱脂し、高温で焼結します。ジェット ルートでは、まず粉末層に結合剤をスプレーして粉末層を固化させ、次に脱脂して焼結します。 2 つのルートの違いは、幾何学的精度と達成可能な粉末タイプの範囲にあります。
脱脂および焼結収縮の制御
グリーンボディから完成品までのセラミック部品の線形収縮は通常 12% ～ 18% であり、これは粉末の充填密度と高温緻密化プロセスによって決まります。収縮は無視できないため、設計時に収縮補正モデリングを実行する必要があります。焼結の温度と時間はセラミックの種類によって決まります。アルミナは 1600°C 以上に達することがあり、ジルコニアは約 1400°C で焼結されます。さまざまなプロセスパラメータは機械的特性に大きな影響を与えます。急速加熱セクションでは、亀裂を避けるために、脱脂段階で有機結合剤を徐々に除去する必要があります。
セラミック部品の主な応用シナリオ
セラミック 3D プリンティングの価値は、従来の鋳造や機械加工では加工が困難な複雑な内部構造を実現できることにあります。航空宇宙分野では、セラミックはエンジン冷却管コンポーネントの製造に使用されます。医療分野では、ジルコニアは歯冠やインプラントの支台歯の製造に使用されます。金型製造の分野では、コンフォーマル冷却チャネルが埋め込まれたセラミックマスター金型により、射出成形サイクルを大幅に短縮できます。導電性セラミックスと生体活性セラミックスも、それぞれの分野で独特の利点を示します。