La stampa 3D di ceramiche con diversi colori o strutture a pori e ceramiche con acciaio inossidabile aggiunto

La stampa 3D della ceramica è progredita rapidamente negli ultimi anni e ora è possibile combinare materiali ceramici con proprietà diverse. Un documento intitolato ” Ibridazione di materiali e processi mediante produzione additiva ” dà uno sguardo alla stampa 3D di ceramiche con diversi colori o strutture a pori e persino ceramiche con acciaio inossidabile aggiunto.

Nello studio, i ricercatori hanno scelto due metodi di stampa 3D a base di materie prime per combinare componenti ceramici porosi e densi, zirconia bianca e nera o acciaio inossidabile e zirconia. Per il primo metodo, la stampa 3D FFF, è stata utilizzata una stampante 3D a doppio ugello; la prima testina di stampa è stata caricata con un filamento di zirconia e il secondo è stato caricato con un filamento in acciaio inossidabile 17-4PH. Gli stessi parametri sono stati usati per stampare entrambi i materiali, anche se le temperature della testina di stampa erano leggermente diverse.

I campioni cuboidi sono stati stampati in 3D, alternando i materiali ogni due o tre strati. I campioni sono stati quindi debindati e sinterizzati, portando a parti dense e ben legate.

In un’altra procedura, i ricercatori hanno utilizzato la stampa 3D termoplastica, che combina i vantaggi di FFF, robocasting e stampa a getto d’inchiostro, utilizzando una deposizione a goccia di un materiale termoplastico viscoso per la costruzione di un componente ceramico. Questo metodo ha una serie di vantaggi, tra cui:

Non ci sono quasi restrizioni riguardo al materiale in polvere applicato, poiché il consolidamento delle goccioline avviene aumentando la viscosità durante il raffreddamento
Gli oggetti compositi o multi-materiale possono essere stampati utilizzando due o più testine di stampa
Utilizzando un legante termoplastico puro in una testina di stampa, le strutture di supporto possono essere costruite parallelamente al componente
Componenti ceramici completamente densi possono essere prodotti grazie all’elevata densità di impaccamento nel componente verde
Le piccole goccioline consentono un’alta risoluzione nei volumi critici
La deposizione precisa di piccole gocce può essere combinata con il getto veloce di sospensioni fuse
Per i loro esperimenti i ricercatori hanno preparato le sospensioni di zirconio usando polvere di zirconio su scala nanometrica. Per produrre componenti in bianco e nero, è stata preparata un’altra sospensione utilizzando una polvere TZ-Black. Come sistema legante veniva usata una miscela di paraffina e cera d’api.

“Il sistema legante e un agente disperdente sono stati riscaldati fino a 100 ° C e omogeneizzati per 30 minuti in un dissolutore riscaldabile”, spiegano i ricercatori. “Quindi sono stati aggiunti polvere e, se necessario, agenti di formatura dei pori (PFA) come polisaccaride e le sospensioni sono state omogeneizzate mediante agitazione per 2 ore a 100 ° C.”

I campioni sono stati stampati, debindati e sinterizzati. Dopo la sinterizzazione, i volumi quasi densi e porosi sono stati combinati in un unico componente. Per illustrare le diverse porosità, i campioni sono stati posizionati di fronte a una luce, con le sezioni più porose che appaiono più scure. Entrambi gli approcci, la stampa 3D FFF e termoplastica, hanno consentito ai ricercatori di creare componenti con proprietà diverse, che si tratti di materiale, porosità o colore.

Gli autori del documento includono Tassilo Moritz, Uwe Scheithauer, Steven Weingarten, Johannes Abel, Robert Johne, Alexander Michaelis, Stefan Hampel e Santiago Cano Cano.

Be the first to comment on "La stampa 3D di ceramiche con diversi colori o strutture a pori e ceramiche con acciaio inossidabile aggiunto"

Leave a comment