3D打印具有很大的潜力,但受可打印材料数量的限制。研究人员已将耐热陶瓷添加到列表中,但是,为增材制造提供了更多的可能性。
在发表在《杂志》上的一项研究中科学来自HRL实验室的研究人员表明,现在不仅可以建造,而且可以使陶瓷零件复杂地定制,同时融合了强度和对摩擦,化学降解和热量的抗性。
陶瓷以其耐用性,尤其是具有复杂形状的陶瓷而闻名,并且与传统的制造方法兼容,例如铸造和加工。尽管需要加热来结合粉末并创建固体形式,但它还负责将缺陷(如裂缝和裂缝)引入成品。
为了解决这个问题,HRL实验室的研究人员转向了由磨损前聚合物制成的可打印树脂,当施加高热量时,它们会变成陶瓷。具体而言,他们表明该树脂与立体光刻兼容,这是一种流行的3D打印技术,它利用激光逐层从液体聚合物中创建结构,并且是用图案化的面具和紫外线光构建Lattices的Stereolithography的专业方法比立体信誉快的速度快100至1000倍。
印刷后,将树脂受到加热,以将其转动陶瓷,以证明材料令人印象深刻的机械性能。
据高级HRL实验室科学家Tobias Schaedler称,该研究使得可以打印两类有用的陶瓷零件:一个用于火箭,喷气发动机和机电系统的小型和复杂的组件,以及另一个大型但很大但很轻的晶格结构,用于空气和航天器外部。
“通过我们的新3D打印过程,我们可以充分利用这种硅氧陶瓷的许多理想特性,包括高硬度,强度和温度能力以及对磨损和腐蚀的抵抗力,”他说。
HRL Labs还从研究的支持者那里获得了国防高级研究项目局(DARPA)的资金,以利用新的3D打印技术来提出一种陶瓷Aeroshell,该技术可用作抗碎屑,压力和热量的屏蔽,用于高音飞机或航天器。
根据DARPA的国防科学办公室主任Stefanie Tompkins的说法,陶瓷泡沫非常适合Aeroshells,但该材料的机械性能差使它们与负载结构不相容。但是,HRL实验室的陶瓷晶格结构的强度是商业上可用的泡沫的10倍。
Schaedler与Zak Eckel,William Carter,Chaoyin Zhou,Alan Jacobsen和John Martin一起加入学习。