欢迎加入深圳3D打印(DME)智能装备展-DME3D打印展会官网
DME3D打印智能装备展,DME增材制造技术展
位置: 首页 >> 展会概况>>  行业资讯
行业资讯
科学家使用新方法成功将陶瓷3D打印成本降低了 95%
工业应用3D打印展    2021-08-27 09:49:36
来自加拿大西部大学和意大利特伦托大学的一组研究人员开发了一种新的低成本 3D 打印全致密陶瓷结构的方法。

该方法仅使用经济实惠的桌面 FFF 3D 打印机和称为聚合物衍生陶瓷 (PDC) 的材料。从本质上讲,陶瓷前体结构可以以其聚合物状态打印并在熔炉中烧制以实现高分辨率陶瓷部件,所有这些都没有与直接 3D 打印陶瓷相关的麻烦和成本。

该国际团队认为,其工作可能对高温系统甚至骨组织再生等应用产生重大影响,为通常与高进入壁垒同义的领域提供可及性。

该研究的合著者 Joshua Pearce 博士表示:“在我们的方法中,陶瓷前体聚合物可以在聚合物状态下成型,然后热解以生产不同类型的陶瓷。可以使用这种技术制造蜂窝陶瓷。在我们的研究中,报道了使用 PDC 用两步法制造蜂窝陶瓷的新方法。”


高温稳定性测试期间 3D 打印陶瓷结构的 SEM 成像

陶瓷 3D 打印面临的挑战

在工业界和学术界,我们在全致密陶瓷的 3D 打印方面取得了重大进展,利用了大量增材制造技术,例如立体光刻、粘合剂喷射,甚至粉末床融合。不幸的是,陶瓷 3D 打印所需的许多系统和材料相对昂贵且难以操作,限制了对复杂陶瓷部件的访问。

PDCs——由陶瓷前体聚合物热解形成的陶瓷材料——为陶瓷 3D 打印提供了一种替代途径,没有许多障碍。这些材料可以在最终后处理阶段之前以其更易于加工的聚合物形式打印。尽管如此,根据 Pearce 和他的团队的说法,在将 FFF 3D 打印与 PDC 集成方面还缺乏研究。

TPU和聚硅氮烷

为了启动该项目,研究人员用预陶瓷聚合物(聚硅氮烷)浸渍基于热塑性聚氨酯 (TPU) 的长丝。然后将所得的浸渍材料用于 3D 打印一组蜂窝结构,这些结构被热解以产生完全致密的 SiOC(N)——最终的陶瓷材料。

发现打印的陶瓷结构能够承受高达 1500°C 的工作温度,同时在桌面机上使用现成的材料制造。研究人员计算出,他们可以 3D 打印这些复杂的陶瓷结构,其成本不到可比方法的 5%。

此外,SiOC(N) 部件被确定为具有生物相容性,可促进其表面上的快速细胞粘附。组件上的早期细胞活化甚至被证明可以通过调整材料的孔隙率进行调节,使团队能够模拟人体骨骼组织的几何形状,从而实现骨骼再生应用。

就未来的工作而言,Pearce 和他的团队打算通过添加纳米填料添加剂或微调基于 TPU 的长丝来修改打印方法。这可以将该技术的可能应用扩展到有源过滤器、催化转化器和导电组件等用例。

该研究的更多细节可以在题为“通过将熔融长丝制造 3D 打印与聚合物衍生陶瓷相结合来实现具有致密支柱的SiOC(N) 蜂窝结构”的论文中找到,它由 Joshua Pearce 等人合著。


3D 打印陶瓷结构上的细胞生长实验

下一页:DMP大湾区工博会,为什么移师深圳?

沪ICP备13025774号-4

Copyright © 上海讯展会议展览有限公司 版权所有

All rights reserved.



上海讯展会议展览有限公司(讯通展览公司全资附属公司)

上海市黄浦区打浦路1号金玉兰广场西楼805

邮编:200023
总机:021-63045419 邮箱:dmefair@xt-sh.com
传真:021-64181136 网址:http://www.dmefair.com

友情链接:大湾区工博会  大湾区工业博览会  讯通展览公司  中国医疗器械行业协会3D打印医疗器械专业委员会  沪ICP备13025774号-4