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陶瓷3D打印

更新时间: 2024-12-13 16:25:15  查看次数: 289    
3D 打印技术的诞生,让复杂陶瓷结构的成型和制备难题得到了解决。用陶瓷 3D 打印的话,不用花大价钱去做模具,差不多啥几何形状都能做出来,还能根据需求定制,在工程技术领域有好多用处,像陶瓷种植体、生物医学支架、热交换器这些。数字光处理是一种依据掩模的立体光刻技术,只要把图案化掩模对着光源曝光一次,就能把完整的图像转移到可以光聚合的悬浮液表面,这样就能成型了。这种稳定均匀的悬浮液是由光敏树脂单体、光引发剂、光吸收剂、分散剂和氧化锆颗粒组成的。要想得到没有缺陷和裂纹、比较致密的烧结样品,陶瓷浆料里固体的含量得高于 40%(按体积算)。对于特定的浆料,固化的深度会随着曝光时间变长而增加,不过到了一定程度就不会再增加了。要是超过这个限度,样品就会过度曝光,出现卷曲和弯曲的情况。实际上,曝光后样品的性能也和曝光的模式有关系。以前的资料里提到过五种曝光模式,分别是脉冲、倾斜、软启动、脉冲延迟和恒定曝光,这些研究结果显示,这些曝光模式能让聚合收缩应力变小。
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Nicoleta 等人研究了软启动曝光对收缩应力、固化深度和机械性能的影响。结果发现,虽然固化深度减少了 10%,但机械性能没啥变化,收缩应力却降低了。Wu 等人的研究结果表明,软启动曝光模式有助于减少因为光散射产生的尺寸误差,还能让打印更稳定。Mario Borlaf 等人的研究显示,在 DLP 过程中,各层之间存在一种补偿机制,这个机制会决定最终的机械性能。要是表面有气泡,在烧结的时候,有机树脂会顺着气泡跑掉,这样应力就容易集中,陶瓷样品的烧结性能就变差了。通过观察烧结陶瓷样品的扫描电镜(SEM)图像,Xing 等人发现,晶粒大小均匀、晶界连接紧密的样品,机械性能会更好。