第888期：【聚焦3D打印】新型3D打印技术可为航天器打印繁杂陶瓷部件

 

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3D打印明星企业揭发

昕健医疗做为江苏省3D打印科研中心的支柱企业之一，是衔接国际医疗3D打印研发应用的典范机构，机构持有医疗3D打印核心科技制品的多项自主知识产权，能供给完善的个性化、精细医疗处理方法，是国际率先倡导并实施医疗3D打印整套处理方法的机构。

新型3D打印技术可为航天器打印繁杂陶瓷部件

陶瓷是一种强度高、重量轻的材料，耐热性比许多金属都好，非常适合制造飞机或火箭零部件。如今，有一种新型3D打印技术，使她们能够克服传统陶瓷工艺的限制，打造高强度的完美陶瓷部件。例如航天飞机上额度隔热砖便是用陶瓷制造的。

科研人员们说，她们的技术将使任何人都能3D打印几乎无裂纹倾向的陶瓷部件。这些3D打印的陶瓷部件能够是任何繁杂的形状，例如弯曲的和多孔的等。这些陶瓷部件的一个重点好处是其在高温环境中非常稳定，并且拥有优良的环境抗性及强度。

这里之前，尽管科研人员始终在3D打印陶瓷方面进行探索，然则面临的重点阻碍之一便是其本身的属性，由于当加热时，陶瓷颗粒常常倾向于不融合在一块。因此呢，有些已然研发的陶瓷3D打印技术速度很慢，况且其中的有些添加剂会增多材料裂纹的可能性。

HRL的高级化学工程师Zak Eckel和高级化学家Chaoyin Zhou博士能够经过运用硅基和氧基聚合物改进这些工艺。这些聚合物会能够捕捉UV光，因此呢在UV固化环节聚合时就不需要哪些可能引起裂纹的添加剂了。据认识，该发明是一个基本的树脂配方，这种配方的材料能够3D打印成几乎任何形状和尺寸的零部件。

当该聚合物被打印后，这些部件会被加热到很高的温度燃烧氧原子，从而形成一个高密度、高强度的碳化硅制品，可承受超过1700摄氏度的高温，况且强度亦是同类材料的10倍。

“从喷气式发动机的大型部件到高超声速飞行系、到微机电系统中繁杂部件，乃至封装电子安装都能够制造。”HRL感应器和材料实验室的高级专家Schaedler叫作。

该科研得到了HRL和DARPA的帮助，其进一步的信息已然包括在本月《Science》杂志的一份报告里（Vol. 351 no. 6268 pp. 58-62.）。

“与金属和聚合物相比，许多陶瓷的熔点极高，因此呢增多了增材制造面临的挑战。由于陶瓷无论铸造或加工都不是那样容易，因此3D打印将有助于大大扩展其可实现的几何形状范围。咱们已然得到那种能够在光固化3D打印机中被紫外光固化的有机单体，它能够形成拥有繁杂形状和蜂窝结构的3D聚合物对象。这些聚合物结构能够经过热解变成一种均匀收缩、几乎无孔的陶瓷。运用这种办法制造的碳氧化硅晶阵和蜂窝材料比一样密度的泡泡陶瓷拥有更高的强度。”该项目经理Tobias Schaedler博士说。“咱们新的3D打印工艺能够充分利用这种碳氧化硅陶瓷的许多优良性能，例如高硬度、强度及耐高温、抗磨损和腐蚀性等。”

在大都数状况下，耐热陶瓷是很难3D打印的，由于她们必须暴露在极高的高温才可融化，因此呢当先许多运用增材制造生产陶瓷的技术常常是有限的。

为此Eckel和他的同事们发明了一种材料，它最早被制成后类似于塑料，然则当在炉内加热时就转变成为了陶瓷。该材料一起始是液态的树脂，而后可经过普通的光固化3D打印转化成100微米层厚的类塑料物质，最后还需要在氩气环境中加热到1000摄氏度，她们说。

编译自Albany Daily Star Gazette

源自：天工社