Alla kommersiella keramiska AM-teknologier i 3dpbm-kartan för Ceramic Additive Manufacturing (från 3dpbms nyss släppta Ceramic Additive Manufacturing Opportunities and Trends-rapport) är baserade på processen att binda keramiska partiklar till formen av ett 3D-objekt och sedan placera dem som pelare i Sintring i en ugn – bearbetningssteg. Till skillnad från metall AM, som är en relativt ny och oberoende familj av teknologier, kommer helkeramisk AM-hårdvaruteknik från familjen bundna material. Av denna anledning är tillväxten i detta segment mer begränsad , men det öppnar också möjligheter för framväxande metall AM-tekniker (bonded filament, metall binde jetting) som fungerar på ett liknande sätt. Även om de kräver sintring i en ugn, anses de flesta bondade materialteknologier producerabara processer. Så keramik föddes och fortsätter att utvecklas som en produktionsmetod, även för prototypframställning, snarare än en prototypmetod som utvecklas till produktion (som är fallet med många polymer- och metalltillverkningstekniker).
Ett annat till synes överraskande (och möjligen frustrerande) faktum är att det för närvarande inte finns någon kommersiellt tillgänglig pulverbäddsfusionsprocess för keramik. Försök har gjorts i det förflutna, och dussintals publicerade studier har försökt och fortsätter att försöka visa lönsamheten hos direkt laser sintring av keramik som produktionsmetod. Men utmaningarna förknippade med direkt lasersintring av keramik, främst på grund av de extremt höga temperaturer som krävs för att sintra eller smälta keramiska pulver, har hindrat dessa processer från att vara en gångbar kommersiell möjlighet.Hybridprocesser, i vilka lasrar som arbetar på material kombinerade med keramiska pulver i en enda process, har prövats, men har hittills haft begränsad kommersiell framgång.
Men eftersom industrin för metalltillsatstillverkning inser att bindemedelssprutning i slutändan kan ge de snabbaste produktionshastigheterna, har keramiska tillsatstillverkningstekniker (som visas i 3dpbm-kartan över keramiska additivtillverkning) gjort betydande framsteg på området. Likaså som metalltillsatstillverkning börjar acceptera att inkorporering av trådteknik kan ge de mest kostnadseffektiva och kontorsvänliga lösningarna, samma teknik kan enkelt (och används) på keramik. Slutligen, när tillverkningsindustrin för metalltillsatser upptäcker de högupplösta kapaciteterna i kombination med metallpasta stereolitografi, denna teknik har funnit en stor tillämpning i keramiska additiv tillverkning.
Även om stereolitografi (SLA)-processen i första hand förknippas med polymera 3D-utskriftsmaterial, är processen också lämplig för att producera keramiska delar.Som visas i Ceramic Additive Manufacturing Technology Map är stereolitografi den mest erkända och pålitliga tekniken för 3D-utskrift av keramiska material. I den keramiska stereolitografiprocessen härdas ett keramiskt uppslamningsskikt av ett monomerharts med högt keramiskt innehåll med en ljuskälla. Denna ljuskälla varierar beroende på teknologi. Till exempel kommer SLA-system att använda laser för att härda pastor, medan DLP-skrivare förlitar sig på på digitala mikrospegelprojektorer. Monomerhartset hårdnar när det utsätts för en ljuskälla (en fotopolymerisationsprocess), och binder de keramiska partiklarna inuti polymermatrisen. Eftersom den keramiska stereolitografiprocessen ger gröna tryckta delar åtföljs den ofta av efterbearbetning, bl.a. värmebehandling för att avlägsna bindemedel och sintring för att producera helt täta keramiska delar.
Binder jetting använder selektiv applicering av en bindevätska för att binda pulvermaterial i lager. Det liknar bläckstråleutskrift, men istället för att applicera bläck på ett pappersark för att skapa en tvådimensionell produkt, binder en binder jet-skrivare individuella pulverlager till skapa ett tredimensionellt objekt.I keramisk additiv tillverkningsteknik undviker bindemedelssprutning vanliga krympningsdefekter och tillåter skapandet av komplexa former.Andra fördelar inkluderar delstöd från omgivande pulver, relativ enkel avfettning och lämplighet för stora delar och delar av medicinsk kvalitet. material inkluderar sand och cement, teknisk keramik som kiselkarbid och borkarbid, och i mindre utsträckning oxidkeramik som aluminiumoxid och zirkoniumoxid. Binder jetting är utan tvekan den mest effektiva processen för keramiska verktyg, formar och gjutkärnor. Nyckelvariabler inkluderar keramik material, bindningsmetod och mekanism, och efterbearbetningssteg som pulverisering och förtätning.
Fused filament fabrication (FFF) är den vanligaste 3D-utskriftstekniken på grund av dess billiga skrivare och breda utbud av tillgängliga material. För att skriva ut keramiska komponenter via FFF har flera företag utvecklat högfyllda keramiska material (keramer i termoplastiska matriser) och introducerat en komplett process kedjor. Typiskt kan material med 50 % keramiskt innehåll tryckas med munstycksstorlekar så små som 150 mikron. Skikttjocklekar på 80 mikron och bandbredder på 160 mikron kan uppnås med den öppna demostrukturen. Emellertid kan delar tryckta med denna metod har ännu inte uppnått eftersintrade densiteter som är jämförbara med stereolitografi eller keramisk formsprutning, vilket begränsar utbudet av möjliga applikationer inom området för avancerade keramiska delar. intelligenta verktyg för väghantering. Tillhandahålls av företagen som visas i Ceramic AM Technology Map, FF F erbjuder för närvarande en lovande metod för att producera keramiska prototyper eller små serier av icke-tekniska keramiska föremål.
Den pneumatiska extruderingsprocessen använder lufttryck för att extrudera material i lager, och skrivhuvudsmekanismen liknar den som används i termoplastiska extruderingsprocesser. Kompatibla material inkluderar traditionell keramik som lera och keramik (liksom härdplast och biotryckmaterial som biobläck och hydrogeler). ). Vid tillverkning av keramiska tillsatser kan pneumatisk extrudering vara mer lämplig för konst- och designtillämpningar. Processen använder tryck som vanligtvis tillhandahålls av ett tryckluftssystem eller en spruta för att extrudera och selektivt avsätta den keramiska slammet. Denna pasta liknar den pasta som används i handgjord keramik, är en blandning av keramiskt pulver och vatten i en proportion som är tillräckligt flytande för att extrudera men tillräckligt tjock för att lagra i lager utan att kollapsa. Pneumatiska extruderingssystem kan vara fristående skrivare som är byggda speciellt för keramik (kartesiska eller, vanligare, triangulär), eller som tilläggssatser till standard 3D-skrivare med termoplastextrudering.
Materialsprutning kan anses vara den mest tekniskt avancerade typen av 3D-utskrift och den som möjliggör störst kontroll på voxelnivå. Materialutkastningssystem använder bläckstrålehuvuden för att mata ut material genom tusentals eller till och med miljontals digitalt styrda munstycken. I vissa fall kan materialet jettingprocessen kombineras med extrudering eller bindemedelssprutning. Den enda representanten för bindemedelsstråleteknik i keramik är det israeliska företaget XJet, som visas i 3dpbm-kartan över keramisk additiv tillverkningsteknologi. XJet NanoParticle jettingprocessen använder metallnanopartiklar blandade med vatten för att skapa en lösning som kan fungera som både fast och vätska. Lösningen sprayas på en uppvärmd plattform och stelnar när vattnet avdunstar och bildar den gröna delen. Tekniken kan också använda olika vattenlösliga material som underlag, vilket möjliggör produktion av komplexa geometrier. Den gröna delen sintras sedan i en ugn i en efterbearbetningsprocess, vilket resulterar i en del med hög densitet.
Denna marknadsstudie av 3dpbm Research ger en djupgående analys och prognos av keramiska tillsatser...
Vi använder cookies för att ge dig den bästa onlineupplevelsen. Godkänner att du accepterar användningen av cookies i enlighet med vår cookiepolicy.
När du besöker en webbplats kan den lagra eller hämta information i din webbläsare, främst i form av cookies. Styr din personliga cookietjänst här.
Posttid: Mar-18-2022