3D-печать керамикой
Керамическая 3D-печать стала предпочтительнее традиционных методик создания керамических изделий благодаря возможности оперативно вносить конструктивные поправки, а добавление в сырье различных добавок позволяет добиваться уникальных характеристик готового объекта.
3D-печать керамикой – разработка будущего
Технология создания объемных керамических предметов востребована в промышленности, биомедицине, дизайне, поскольку имеет значимые преимуществ:
- возможность воссоздания сложных форм;
- высокая прочность и износостойкость изготавливаемых объектов;
- малый вес деталей;
- неуязвимость элементов к экстремальным температурам;
- безупречные диэлектрические возможности керамики;
- неподверженность готовой продукции разрушению агрессивными химическими составами;
- биосовместимость сырья и существенная радиационная устойчивость.
Отрасли применения
Сферы использования материала расширяются, благодаря возможности внедрения керамики в аддитивное производство. 3D-печать керамикой востребована:
- в аэрокосмическом секторе: элементы спутников, детали для двигателей самолетов, стержни для лопаток турбин двигателей самолетов;
- в литейной промышленности: формирование точных заготовок объектов сложной конструкции;
- в машиностроении: форсунки, подшипники, запчасти, функционирующих при значительных нагрузках и в агрессивной среде;
- в области электроники: подложки, системы отвода тепла и охлаждения;
- в стоматологии и медицине: коронки, имплантаты костей, инструменты, лицевые имплататы;
- в химической промышленности: детекторы, мембраны, катализаторы;
- в атомной промышленности: катализаторы, изоляторы
Объемная печать керамикой также применяется в химической и атомной промышленностях, в ювелирном деле и при проработке неординарных дизайнерских решений.
Применяемые технологии
Разработано несколько вариантов керамической 3D-печати, но наибольшее распространение получила SLA-методология. В основе лежит способ послойного отвердевания подготовленной керамической пасты ультрафиолетовым лазером. После выращивания элемента в принтере поверхность очищается от фрагментов пасты, шлифуется и промывается в спецустановке. Затем проводится выжигание фотополимера и финальное спекание керамики.
3D-принтеры серии Ceramaker подходят для серийного производства и создают предметы с гладкой поверхностью, а механическая обработка возможна на любой промежуточной стадии.
Используемые материалы
Для 3D-печати из керамики применяются базовые порошки:
- оксид алюминия, отличающийся высокой теплопроводностью, прочностью, устойчивостью к механическому воздействию, химической инертностью;
- оксид циркония, необходимый в топливных элементах;
- гидроксиапатит, востребованный в медицине, поскольку по химическому составу близок к элементам кости;
- нитрид алюминия, известный хорошими электроизоляционными показателями;
- нитрид кремния, популярный благодаря неуязвимости к тепловому удару и коррозии;
- двуокись кремния, подходящая для литейного производства;
- кордиерит с небольшим коэффициентом теплового расширения, что важно в вакуумной среде.
Нужный оттенок поверхности получается путем добавления специальных красящих веществ.