俄罗斯科学家开发出新型陶瓷3D打印技术

日前,俄罗斯托木斯克国立大学(TSU)的科学家宣布他们开发出了一种独一无二的3D打印机。该机器可以3D打印陶瓷,而且该陶瓷的属性可以与坚硬的合金相媲美。如今科学家们已经完成对该技术的测试,未来它将可能被用于制造能源、无线通信、机械工程、化工、石油天然气和国防等领域里的3D产品。

“陶瓷在新材料中间占有特殊的地位。由于结构方面的特点,它们具有各种热导率、强度和硬度,应用范围也很多。”TSU的研究员Vladimir Promahov说:“不过,由于制造形状复杂的陶瓷产品难度很大,所以它们实际上并没有得到很广泛的应用。”

据Promahov介绍,直到现在,陶瓷产品的主要制造方法还是压铸,因此就无法获得具有复杂形状的陶瓷产品。目前,尽管有3D打印技术可以打印出形状,但是只能获得低强度的多孔产品,而且其内部还有一些粘结材料。

“我们的3D打印机是世界上第一款可以打印此类陶瓷——结构致密、配置复杂、打印精度可达数十微米——的机器。”Vladimir Promahov说:“使用它你可以制造出诸如空心球、蜂窝结构等无法通过常规铸造技术实现的3D产品。”

据天工社了解,TSU科学家的这项研究成果的优点是全面的:他们不仅使用该技术打印产品,还能为它合成材料。尤其是,使用一种“固体火焰”的方法——即基于放热燃烧反应的-自蔓延高温合成(SHS),科学家获得了一种陶瓷粉末(含有碳化物、氮化物和金属硼化物)。

“然后我们用这些粉末制造出浆料,这种材料在特定温度下具有类似于酸奶油的性质,很适合作为3D打印机的原料。”科学家解释说:“在一定的工艺条件下使用FDM技术3D打印出来后,我们就获得了半成品,然后通过烧结形成拥有我们期望的属性和形状的固体产物品。”

得到的产品可以用作太空装置的防护板、推进系统的不同部件、微电路的基板等。

除此之外,Vladimir Promahov强调称TSU的这种使用3D打印机制造3D陶瓷产品的方法已经获得专利。该项目得到了俄罗斯基础研究基金会的资金支持。

详解高精度高性能陶瓷3D打印机Ceramaker》

(编译自TSU)

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