陶瓷3D打印指南:3D Ceram快速陶瓷成型(FCP)



陶瓷3D打印已经研究了近二十年(几乎与AM一直存在)并且从一开始就表现出很大的潜力,但最近才开始出现陶瓷3D打印实用和商业应用。在这个交互式陶瓷3D打印指南中,您将能够从单个交互式图表访问和了解每个陶瓷AM工艺。

制造业中很少有材料可以提供与陶瓷一样广泛的应用。在增材制造方面,广泛的陶瓷应用和材料类型通过更广泛的不同陶瓷增材制造工艺得到进一步扩展,这些工艺已经并且在陶瓷制造中不断研究,验证和实施。

对于陶瓷生产的所有数字增材制造工艺,实际上与所有传统陶瓷生产一样,打印部件必须经过相当大的后处理才能达到其所需的机械和化学性能以及最终部件密度。实质上,光聚合过程首先需要脱脂以去除聚合物,然后所有技术都需要烧结零件 - 当然,除非您正在打印砂模和金属铸件的芯。

 

虽然这些额外的步骤使得陶瓷3D打印 - 从数字文件到最终部件 - 比其他材料的其他AM技术稍慢,但在使用传统制造技术时也需要这些步骤。考虑到AM与传统技术相比的优势 - 例如设计自由度,复杂的几何形状,完全定制(特别是在生物医学应用中),材料零损耗,以及低成本。首先我们先了解一下3D Ceram快速陶瓷成型(FCP)技术。

 Fast Ceramics Production是由3DCeram开发的专有增材制造技术,3DCeram是最早从直接3D打印生产陶瓷部件的企业。FCP是一种SLA光聚合技术 - 其中使用激光聚合由光敏树脂和陶瓷材料(氧化铝,氧化锆和羟基磷灰石HA)制成的浆料。在许多工业应用中,FCP生产具有相同化学和机械性能的功能性最终部件 - 高强度,尺寸稳定性和耐腐蚀性; 隔热和电绝缘; 和化学稳定性 - 作为传统制造工艺生产的零件。

3DCeram开创3D打印陶瓷应用的最有趣领域之一是骨替代品和颅骨植入物。正如 本文所 解释的,与传统的植入物生产方法相比,增材制造可以完全控制多孔结构的几何形状。这促进骨整合并增加活骨与植入物之间的压缩机械强度; 减少炎症和植入物排斥的变化。

3DCeram通过其Ceramaker系统以及设计和打印服务提供FCP。

快速陶瓷成型如何运作?

FCP基本上是3DCeram的SLA技术的专有名称,因此很像其他SLA机器的工作原理:紫外激光用于选择性地聚合一桶光敏材料,逐层厚度为25到100微米。与所有陶瓷部件一样,需要对生坯部件进行脱脂和烧结以除去树脂并达到最终密度,从而使陶瓷部件具有化学和机械性能。

3DCeram擅长的地方是3DMIX陶瓷材料。他们开发了一系列即用型浆料,包括氧化锆,氧化铝,羟基磷灰石(HAP),氮化硅,堇青石,锆石和二氧化硅。他们汇总了一些有用的数据表,说明了机械性能和应用:这里是氧化锆, 氧化铝 和 HAP的链接 。

FCP 3D打印机

3DCeram生产两台机器:Ceramaker C900(下图)和较小的Ceramaker C100。它们的有效建筑体积分别为300 x 300 x 100 mm和100 x 100 x 100 mm。

3D Ceram最大的Ceramaker

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