【设计】3D打印陶瓷

发布时间:
2018-12-20
来源:
云3D打印


在一篇题为“3D printing dielectric ceramic without a sintering stage”的论文中,研究人员描述了他们如何通过3D打印创建陶瓷部件,而这种方法也避开了必要的烧结阶段。他们解释说,传统烧结过程既耗时又耗能。通常,3D打印陶瓷粉末在压缩下填充有机添加剂,然后在高温下烧结粘合。由于热辅助质量的传递,该方法导致粉末致密化成固体块。该过程消耗的时间和能量导致3D打印物件成型困难。

粉末床熔合是3D打印陶瓷的唯一工艺步骤。在论文中,研究人员通过水溶性材料钼酸锂(Li2MoO4)与水混合制造3D打印材料。钼酸锂是一种无毒的介电陶瓷材料,用于腐蚀抑制和湿度传感,以及用于检测一些闪烁体材料,也可以用于改进锂离子电池的阳极材料和甲烷的氧化催化剂。研究人员也补充道,对于微波器件,Li2MoO4除了540°C的低烧结温度之外,它还具有有利的低介电损耗。

在室温下,钼酸锂粉末用水润湿,并且材料的部分溶解形成水相,这有助于在压缩过程中颗粒堆积和致密化并避免收缩。溶解的钼酸锂在干燥过程中由于水分蒸发而重结晶,可通过热处理加速。因为不需要烧结,所以不会形成额外的相。一旦形成固体陶瓷颗粒和饱和水相的粘性混合物,使用低成本的注射式3D打印机便可以将物品打印出来。由于挤出压力、毛细管张力和溶解的Li2MoO4结晶,在打印和干燥过程中,3D打印部件将会致密化,最后消除打印的分层,获得密度相对较高的陶瓷材料。