第888期：【聚焦3D打印】新型3D打印技術可為航天器打印繁雜陶瓷部件

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3D打印明星企業揭發

昕健醫療做為江蘇省3D打印科研中心的支柱企業之一，是銜接國際醫療3D打印研發應用的典范機構，機構持有醫療3D打印核心科技制品的多項自主知識產權，能供給完善的個性化、精細醫療處理方法，是國際率先倡導并實施醫療3D打印整套處理方法的機構。

新型3D打印技術可為航天器打印繁雜陶瓷部件

陶瓷是一種強度高、重量輕的材料，耐熱性比許多金屬都好，非常適合制造飛機或火箭零部件。如今，有一種新型3D打印技術，使她們能夠克服傳統陶瓷工藝的限制，打造高強度的完美陶瓷部件。例如航天飛機上額度隔熱磚便是用陶瓷制造的。

科研人員們說，她們的技術將使任何人都能3D打印幾乎無裂紋傾向的陶瓷部件。這些3D打印的陶瓷部件能夠是任何繁雜的形狀，例如彎曲的和多孔的等。這些陶瓷部件的一個重點好處是其在高溫環境中非常穩定，并且擁有優良的環境抗性及強度。

這里之前，盡管科研人員始終在3D打印陶瓷方面進行探索，然則面臨的重點阻礙之一便是其本身的屬性，由于當加熱時，陶瓷顆粒常常傾向于不融合在一塊。因此呢，有些已然研發的陶瓷3D打印技術速度很慢，況且其中的有些添加劑會增多材料裂紋的可能性。

HRL的高級化學工程師Zak Eckel和高級化學家Chaoyin Zhou博士能夠經過運用硅基和氧基聚合物改進這些工藝。這些聚合物會能夠捕捉UV光，因此呢在UV固化環節聚合時就不需要哪些可能引起裂紋的添加劑了。據認識，該發明是一個基本的樹脂配方，這種配方的材料能夠3D打印成幾乎任何形狀和尺寸的零部件。

當該聚合物被打印后，這些部件會被加熱到很高的溫度燃燒氧原子，從而形成一個高密度、高強度的碳化硅制品，可承受超過1700攝氏度的高溫，況且強度亦是同類材料的10倍。

“從噴氣式發動機的大型部件到高超聲速飛行系、到微機電系統中繁雜部件，乃至封裝電子安裝都能夠制造。”HRL感應器和材料實驗室的高級專家Schaedler叫作。

該科研得到了HRL和DARPA的幫助，其進一步的信息已然包括在本月《Science》雜志的一份報告里（Vol. 351 no. 6268 pp. 58-62.）。

“與金屬和聚合物相比，許多陶瓷的熔點極高，因此呢增多了增材制造面臨的挑戰。由于陶瓷無論鑄造或加工都不是那樣容易，因此3D打印將有助于大大擴展其可實現的幾何形狀范圍。咱們已然得到那種能夠在光固化3D打印機中被紫外光固化的有機單體，它能夠形成擁有繁雜形狀和蜂窩結構的3D聚合物對象。這些聚合物結構能夠經過熱解變成一種均勻收縮、幾乎無孔的陶瓷。運用這種辦法制造的碳氧化硅晶陣和蜂窩材料比一樣密度的泡泡陶瓷擁有更高的強度。”該項目經理Tobias Schaedler博士說。“咱們新的3D打印工藝能夠充分利用這種碳氧化硅陶瓷的許多優良性能，例如高硬度、強度及耐高溫、抗磨損和腐蝕性等。”

在大都數狀況下，耐熱陶瓷是很難3D打印的，由于她們必須暴露在極高的高溫才可融化，因此呢當先許多運用增材制造生產陶瓷的技術常常是有限的。

為此Eckel和他的同事們發明了一種材料，它最早被制成后類似于塑料，然則當在爐內加熱時就轉變成為了陶瓷。該材料一起始是液態的樹脂，而后可經過普通的光固化3D打印轉化成100微米層厚的類塑料物質，最后還需要在氬氣環境中加熱到1000攝氏度，她們說。

編譯自Albany Daily Star Gazette

源自：天工社