Ученые разрабатывают 3D-печать керамики без поддержки

Sep 21, 2023

Университет Цзяннань, через SCMP

Подписываясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и политикой. Вы можете отказаться от подписки в любое время.

Ученые из Университета Цзяннань в Китае разработали новую технику 3D-печати керамики, сообщает South China Morning Post. Новая технология позволит печатать керамику в воздухе без каких-либо опорных конструкций. С помощью этого новаторского метода керамические детали можно изготавливать под разными углами, что позволяет создавать ранее невозможные формы в методах 3D-печати.

Керамика широко используется в области электроники, машиностроения и аэрокосмической промышленности из-за ее структурной целостности. Они также распространены, потому что устойчивы к износу, а также выдерживают высокие температуры. Тем не менее, из-за их хрупкости и твердости при проектировании и производстве некоторых керамических деталей.

При традиционной 3D-печати керамики часто необходимы дополнительные поддерживающие конструкции, чтобы предотвратить разрушение неподдерживаемых деталей. Этот дополнительный каркас не только влияет на эффективность печати, но и вызывает проблемы, связанные с удалением этих опор.

Чтобы решить эти проблемы, профессор Лю Жэнь и его команда из Университета Цзяннань в Китае разработали новую пасту для печати и улучшенную технику отверждения, которая обеспечивает быстрое затвердевание материала. В свете этого 3D-печать керамики станет более эффективной, а также устранит необходимость в опорных конструкциях.

Фредфроссе/iStock

С помощью этой новой технологии они смогли почти мгновенно затвердевать многомасштабные нити диаметром от 0,41 мм до 3,5 мм. Они смогли построить различные керамические конструкции, такие как кантилеверы и торсионные пружины.

Новая паста профессора Лю Рена представляет собой светочувствительную керамическую суспензию, которая быстро укрепляется и затвердевает под воздействием ближнего инфракрасного (NIR) света. «Напечатанные кривые можно свободно растягивать в пространстве без какой-либо поддержки. Процесс печати является плавным и непрерывным, без необходимости нагревания или охлаждения», — сказал Лю в рецензируемом журнале Nature Communications, опубликованном 25 апреля.

Согласно исследованию, они также смогли доказать, что ближний ИК-свет способен достичь лучшего эффекта, чем популярный ультрафиолетовый свет.

Кроме того, профессор и его команда могли печатать смешанную керамику, используя такие добавки, как красный железо, зеленый хром или диоксид циркония, стабилизированный иттрием. Это помогло унифицировать температуры спекания керамики с разными свойствами.