Quy trình chuẩn bị và các kịch bản ứng dụng điển hình của vật liệu gốm in 3D

Các lộ trình kỹ thuật in 3D bằng gốm

Các quy trình in 3D bằng gốm phổ biến hiện nay bao gồm xử lý quang bằng bùn (có nguồn gốc SLA) và phun chất kết dính. Tuyến đường bùn sử dụng bột gốm lơ lửng trong nhựa cảm quang. Sau khi in thân màu xanh lá cây, nó được tẩy dầu mỡ rồi thiêu kết ở nhiệt độ cao; Đường bay phản lực trước tiên phun chất kết dính lên lớp bột để làm cứng lớp bột, sau đó tẩy dầu mỡ và thiêu kết nó. Sự khác biệt giữa hai tuyến nằm ở độ chính xác hình học và phạm vi loại bột có thể đạt được.

Kiểm soát độ co ngót khi tẩy dầu mỡ và thiêu kết

Độ co rút tuyến tính của các bộ phận gốm từ thân xanh đến thành phẩm thường nằm trong khoảng từ 12% đến 18%, được xác định bởi mật độ đóng gói bột và quá trình cô đặc ở nhiệt độ cao. Không thể bỏ qua độ co ngót và mô hình bù co ngót phải được thực hiện trong quá trình thiết kế. Nhiệt độ và thời gian thiêu kết được xác định tùy theo loại gốm - alumina có thể đạt tới trên 1600°C, và zirconia được thiêu kết ở khoảng 1400°C. Các thông số quy trình khác nhau có tác động đáng kể đến tính chất cơ học. Phần gia nhiệt nhanh đòi hỏi phải loại bỏ dần các chất kết dính hữu cơ trong giai đoạn tẩy dầu mỡ để tránh các vết nứt.

Các kịch bản ứng dụng chính của các bộ phận bằng gốm

Giá trị của in 3D bằng gốm nằm ở việc hiện thực hóa các cấu trúc bên trong phức tạp khó xử lý bằng phương pháp đúc và gia công truyền thống. Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, gốm sứ được sử dụng để chế tạo các bộ phận kênh làm mát động cơ; trong lĩnh vực y tế, zirconia được sử dụng để làm mão răng và trụ cấy ghép. Trong lĩnh vực sản xuất khuôn mẫu, khuôn gốm chính được nhúng với các kênh làm mát phù hợp có thể rút ngắn đáng kể chu kỳ ép phun. Gốm dẫn điện và gốm hoạt tính sinh học cũng cho thấy những lợi thế độc đáo trong lĩnh vực tương ứng của chúng.