3D打印材料對(duì)于3D打印的重要性,相當(dāng)于水之于魚。而推動(dòng)專業(yè)的3D打印應(yīng)用進(jìn)步的關(guān)鍵之一,特別是涉及到這種技術(shù)的終端級(jí)應(yīng)用的時(shí)候,就是基于材料解決方案的開發(fā)。
在過去五年里對(duì)于可3D打印材料的開發(fā)已經(jīng)導(dǎo)致越來越多的材料被納入不同行業(yè)的3D打印應(yīng)用。由于諸如鈦合金、鎳合金、碳和玻璃填充尼龍粉末和樹脂等材料方面的創(chuàng)新,使得相關(guān)的3D打印技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)迅速擴(kuò)大。
首先,也可能是這些趨勢(shì)中最有趣的——高粘度陶瓷膏料可以在光聚合技術(shù)中使用。目前在尋找可行的陶瓷3D打印解決方案過程中,研究人員正在改進(jìn)陶瓷粉末使其可用于桶式光聚合系統(tǒng),并在光固化樹脂中加入陶瓷粉末以聲稱完全致密的陶瓷部件。
不過目前只有少數(shù)人使用該工藝獲得了成功,這一最新工藝涉及到膏狀的高粘度UV固化材料,而不是更傳統(tǒng)的光敏樹脂配方。
Predawns和3DCeram等公司處于這種材料和系統(tǒng)開發(fā)的前沿,該工藝的目的創(chuàng)造出可增材制造的陶瓷部件,在短期內(nèi)有可能會(huì)影響到牙齒和航空市場(chǎng)。而該工藝最終會(huì)在生物醫(yī)學(xué)和制造業(yè)中使用,而相應(yīng)地陶瓷材料表現(xiàn)出來的熱性能、導(dǎo)電性和強(qiáng)度將最終改變這些市場(chǎng)。
此類陶瓷膏料的產(chǎn)品范圍包括使用了鎳漿(nickel slurry)粉末用以形成電子部件內(nèi)部電極層的導(dǎo)電材料,到那些類似于3DCeram的技術(shù)的那種通過激光光固化實(shí)現(xiàn)陶瓷部件的制造。目前3DCeram已經(jīng)把這項(xiàng)工藝和材料轉(zhuǎn)化為制造技術(shù)。
在這一工藝中,一個(gè)激光器被用來固化由光敏樹脂和陶瓷組成的糊狀物。在3D打印完成后還需要對(duì)零部件進(jìn)行熱處理,并通過燒結(jié)實(shí)現(xiàn)脫膠,消除樹脂,并使陶瓷實(shí)現(xiàn)100%的致密,這樣得到的陶瓷結(jié)構(gòu)可以直接用于最終應(yīng)用,而且其屬性與通過壓制或者澆鑄工藝制造的部件類似。
3D打印材料的第二大趨勢(shì)涉及到在粉末床熔融工藝中使用的金屬鉑制劑的制造。由于其優(yōu)良的耐腐蝕性、導(dǎo)電性以及耐高溫等特點(diǎn),金屬鉑處于基于貴金屬的3D打印技術(shù)的前沿,其在航空航天和醫(yī)療方面有很好的應(yīng)用前景。
3D打印材料的第三個(gè)主要趨勢(shì)在與選擇性激光燒結(jié)(SLS)技術(shù)中使用的碳強(qiáng)化聚合物的開發(fā)上。在這一領(lǐng)域的關(guān)鍵推動(dòng)者是Oxford Performance Materials,該公司的OXFAB-ESD碳強(qiáng)化粉末材料,可用于航空航天方面應(yīng)用。與之類似的石墨強(qiáng)化聚合物產(chǎn)品正被用于汽車方面的應(yīng)用。
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