Прорыв в 3D-печати керамики совершил аспирант швейцарского университета

Jun 07, 2023

В рамках докторского проекта в Университете SUPSI в Швейцарии Марко Пеланкони разработал гибридный процесс AM для сложных керамических структур.

Оливер Джонсон

24 мая 2023 г.

15:13

Университет СУПСИ

Коллектив Лаборатории гибридных материалов

Новый гибридный процесс 3D-печати для создания сложных керамических структур был разработан в рамках так называемого «новаторского» докторского проекта вУниверситет прикладных наук и искусств Южной Швейцарии (ДОБАВКА). Марко Пеланкони совершил прорыв, докторант профессора Альберто Ортона вУниверситет Падуи.

Лаборатория гибридных материалов (HM Lab) Университета SUPSI уже два десятилетия проводит исследования в области керамических материалов для 3D-печати. В 2019 году профессор Ортона продемонстрировал потенциал пористых 3D-печатей для керамических материалов. Пеланкони успешно защитил кандидатскую диссертацию в той же области исследований.

В качестве своего диссертационного проекта Пеланкони разработал оптимизированный процесс 3D-печати для создания сложных керамических архитектурных сооружений. Подход предполагает 3D-печать полимерных заготовок с высокой микропористостью с помощью SLS в сочетании с пропиткой прекерамическими полимерами. Затем используется пиролиз для превращения полимера в керамику при температуре около 1000°C. По данным университета, окончательное уплотнение выполняется посредством инфильтрации расплавленным кремнием для достижения керамических деталей высокой плотности.

В проекте использовался комплект Sintratec. По словам Пеланкони, открытые параметры комплекта были полезны для проекта. Он сказал: «Набор позволил нам изменить множество параметров печати, включая температуру поверхности порошка, толщину слоя, скорость лазера, расстояние между штриховками и многое другое, что позволяет легко контролировать пористость 3D-печатных деталей».

Варьируя эти факторы, говорит Пеланкони, он смог добиться идеальной пористости и высокого качества детали, что имеет решающее значение для дальнейшей инфильтрации.

Чтобы проиллюстрировать, как этот метод можно использовать для сложных форм, Пеланкони сосредоточил свои исследования на двух цилиндрических пористых структурах с различной топологией: повернутом кубе и гироиде. По словам инженера-механика, после печати из PA12 и последующего преобразования в керамику полученные детали продемонстрировали «выдающиеся механические и термические свойства».

Комплект Sintratec и одна из керамических деталей.

Пеланкони говорит, что отпечатки сохранили свою форму без искажений и макротрещин, несмотря на усадку -25%. Он также сказал, что двухосную прочность деталей в 165 МПа все еще можно увеличить за счет дальнейшей оптимизации процесса.

Говоря о потенциале сложной керамической архитектуры, Пеланкони добавил: «Эти классы материалов обладают непревзойденными термомеханическими свойствами, которые не могут быть обеспечены сталью, такими как высокая термостойкость, высокая стойкость к окислению, высокая термостойкость и высокая прочность».

Университет заявляет, что подход, предложенный Пеланкони в лаборатории HM, может быть использован в высокотехнологичной промышленности благодаря различным керамическим материалам, получаемым из ряда прекерамических полимеров.

Оливер Джонсон

24 мая 2023 г.

15:13

Хотите обсудить? Присоединяйтесь к обсуждению в Сети аддитивного производства TCT.

Получите БЕСПЛАТНУЮ подписку на печатную версию журнала TCT Magazine.

Примите участие в крупнейшем и наиболее влиятельном мероприятии Великобритании в области 3D-печати и аддитивного производства TCT 3Sixty.