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结构复杂的高级陶瓷加工难度大吗?沈教授:3D打印的解决方案有10多个

发布时间:2022-07-21  分类:深圳娱乐  作者:admin  浏览:2625

“陶瓷3D打印的应用非常广泛。”3354陈深圳大学长期教授、增材制造研究所所长“先进陶瓷应用广泛,产值逐年增加。”7月18日,在由新材料在线主办、新材料企业家成长营协办的“百名名师”系列网络课程中,深大长期教授、增材制造研究所所长陈围绕《陶瓷3D打印技术》主题,围绕陶瓷材料及成型加工的发展与瓶颈、陶瓷3D打印技术的类别与原理、陶瓷3D打印技术在装备上的应用等内容进行了精彩演讲。据介绍,经过脱脂和烧结后,陶瓷材料的硬度和脆性变大,加工难度更高。为了解决加工问题,工业上采用了各种加工技术,如力学、化学、光化学、电子光学等。但仍面临刀具磨损大、样件容易开裂、无法加工复杂零件、工艺复杂、成本高等困难和挑战。对于先进的陶瓷坯体成型,业界推出了许多不同的方法,包括干压成型、塑料成型、浆料成型和近年来发展的3D打印成型。“其中,3D打印的优点是精度高,设计自由,不需要使用模具,可以制造任何复杂的结构。”陈教授说,的3D打印方法包括立体光刻设备,喷墨打印,直接写入,激光选择性烧结,熔融沉积和其他过程。"根据打印技术,陶瓷3D打印可以有10多个类别."据介绍,SL陶瓷3D打印技术又称立体光固化3D打印,包括深圳旅游级和工业级3D打印机,采用光敏树脂加陶瓷粉末/前驱陶瓷等材料。具有印刷精度高、成型尺寸大、用料量大的特点。难点在于陶瓷粉对光的吸收和散射。“2007年左右,我所在的交大团队与航空公司合作,在航空发动机涡轮叶片陶瓷芯壳一体化制备方面做了一些探索。“DLP数字光处理光固化陶瓷3D打印技术是SL技术的衍生物。使用的材料类似于SL技术。但与SL不同的是,SL采用点线面扫描成型,DLP采用面曝光成型。它具有精度高、速度快、节省材料等优点。难点在于成形宽度尺寸有限,精度提升空间不足。TPP双光子聚合陶瓷3D打印技术的材料使用前驱陶瓷树脂。这种技术的特点是精度高,可以达到亚微米级,但是印刷速度慢,成型尺寸小。难点在于尺寸和速度的提升。IJP喷墨陶瓷3D打印技术使用溶剂和陶瓷粉末作为材料,其特点是打印定位精度高,但速度低,厚度薄。难点在于无法制作悬臂梁或天线部分。现场,陈教授还介绍了、3DP、SLS、SLM、LOM、等印刷方式的特点和难点。”陶瓷3D打印的应用非常广泛。“陈教授说,在工业制造中,陶瓷3D打印可以用来直接制造模具、芯壳等零件。在航空航天领域,可应用于发动机整体叶盘、鼻罩、导弹喷管、导弹、卫星、航天器天线罩、天线窗口、隔热瓦等。”在生物医药、文化创意、消费品等方面也有很好的应用前景。“据了解,基于陶瓷3D打印技术,深圳大学增材制造研究院在制造结构复杂的董青石蜂窝陶瓷载体、核聚变反应堆产氚陶瓷单元、轻量化高强度前驱体转换陶瓷组件、喷墨打印燃料电池组件、低温直写锂电池多孔电极等项目上取得了丰硕成果。Q1陶瓷印刷的最低孔隙率是多少?能低于0.1%吗?陈教授:密度和孔隙度加起来是100%。如果孔隙度低于0.1%,也就是说,密度达到99.9%,这将更容易实现 但是,有时候我们更关注打印件的功能性。在非负载应用中,在机械强度满足基本保证的前提下,高密度有时并不是核心指标,适当的人工或天然孔隙可能会增加零件的易用性,如生物医学、能源催化或铸造等。Q2:你如何看待民用陶瓷的3D打印?会有大发展吗?陈教授:从个人角度来说,3D打印可以用于复杂结构的模型验证,可以解放设计师的思想和双手,直接设计和打印无约束的形状,摆脱传统的从设计到验证的模具制造流程,大大缩短验证周期。比如首饰、可穿戴设备、马桶等日常用品等。可以打印出来验证它们的设计使用效果。省去了模具,节省了大量的人力、物力和财力,有利于造型和功能的创新和迭代。Q3纳米二氧化硅和氮化硅在打印材料中有哪些应用?陈教授:纳米二氧化硅适用于隔热、绝缘等精细电子结构。氮化硅具有优异的力学性能、热性能和化学稳定性,因此可用于国防和军事工业中高温加热点火器、航天器反天线罩等部件的3D打印。在2分钟内了解10种潜在的新材料