热门标签-网站地图-注册-登陆 手机版:m.3ddayin.net 3D打印网,中国3D打印行业门户网!
当前位置:主页 > 3D打印百科 > 正文

深度、全面 解析陶瓷3D打印工艺与装备

时间:2019-05-14 15:18 来源:南极熊 作者:中国3D打印网 阅读:
极光尔沃
先进陶瓷材料与成型加工
先进陶瓷材料

 
应用方向
高温陶瓷
半导体陶瓷
绝缘陶瓷
介电陶瓷
发光陶瓷
感光陶瓷
吸波陶瓷
激光陶瓷
核能陶瓷
推进剂陶瓷
储能陶瓷
电池电极陶瓷 
阻尼陶瓷
生物支架陶瓷
催化载体陶瓷 
功能薄膜陶瓷

 
我等国先进陶瓷产值及预测

先进陶瓷成型与加工


 
陶瓷3D打印技术发展与现状
制造业的大变革
• ΔM=0(等材) 材料成形(铸、锻、焊等) 3000多年前
• ΔM<0(减材) 材料去除(车、铣、磨等) 300多年前
• ΔM>0(增材) 材料累加(3D打印技术等) 30多年前
 
3D打印技术原理
 
3D打印:又称为增材制造(Additive Manufacturing)、快速成型(Rapid Prototyping)、无模成型(Freeform Fabrication)等,以智能化处理后的3D数 字模型文件为基础,通过逐层增加材料的方式来构造任意复杂的3D实体形状

3D打印应用优势分析
3D打印具有实现超复杂结构制造、定制化设计制造 两大绝对优势,同时具有:成本低、周期短两大相对优势。

定制化设计制造超复杂跨尺度结构
 设计自由度更大,开创基 于功能设计的新时代
 通过原型快速验证,反复 迭代,加快产品设计开发

成本低 
 提高材料利用率,近100%, 特别是战略昂贵资源
 无需模具,降低原型制造与 模型开发的成本

周期短
 直接由设计数据转化为三维实体,所想即所得
 一体化制造,减少或无需 组装环节,提高生产效率

3D打印技术发展历程
 
陶瓷3D打印流程图
 

陶瓷3D打印技术分类
 
SL陶瓷3D打印技术
设备:桌面级、工业级3D打印机
材料:聚合光敏树脂+陶瓷粉末/前驱体陶瓷 
特点:精度高,成型尺寸大,材料用量较多
难点:陶瓷粉末对光的吸收和散射
 
 

DLP陶瓷3D打印技术
◼设备:桌面级、工业级,也有CLIP 3D打印机
◼ 材料:聚合光敏树脂+陶瓷粉末/前驱体陶瓷 
◼ 特点:精度高,速度快,节约材料
◼ 难点:尺寸有限,精度提升空间不够
 
 
TPP陶瓷3D打印技术
◼ 设备:桌面级、工业级
◼ 材料:前驱体陶瓷(透明)
◼ 特点:精度高,速度慢,尺寸小 ◼ 难点:尺寸,速度

 
 


IJP陶瓷3D打印技术

◼ 设备:桌面级、工业级
◼ 材料:溶剂+陶瓷粉末
◼ 特点:定位精度高,速度慢,厚度薄 ◼ 难点:无法制作悬臂梁或中空件

 
 
DIW陶瓷3D打印技术

◼ 设备:桌面级,自制
◼ 材料:溶剂+陶瓷粉末/前驱体陶瓷
◼ 特点:精度低,速度慢,厚度小,艺术创作 ◼ 难点:无法制作悬臂梁

 
 
3DP陶瓷3D打印技术

◼ 设备:桌面级,工业级
◼ 材料:溶剂+陶瓷粉床/前驱体陶瓷
◼ 特点:用料较多,精度低,粗糙度大,致密度低 ◼ 难点:粗糙度大,致密度较低
 
 

SLS陶瓷3D打印技术
◼ 设备:工业级3D打印机
◼ 材料:陶瓷粉床+低熔点粘接材料
◼ 特点:精度高,近乎无限复杂结构 
◼ 难点:致密度的提高需更多后处理
 
 
SLM陶瓷3D打印技术
◼ 设备:工业级3D打印机
◼ 材料:陶瓷粉床
◼ 特点:设备贵,精度低,表面粗糙度大,致密度低 
◼ 难点:应力集中导致的缺陷
 
 

LOM陶瓷3D打印技术
◼ 设备:工业级3D打印机
◼ 材料:陶瓷薄板
◼ 特点:精度高,速度快,材料利用率低 
◼难点:层间粘接差,各向异性
 
 

FDM陶瓷3D打印技术
◼ 设备:工业级3D打印机
◼ 材料:陶瓷丝材
◼ 特点:精度低,表面粗糙度大 
◼ 难点:层间控制
 
 
陶瓷3D打印技术对比

 
陶瓷3D打印技术发展
 
陶瓷3D打印应用与设备
主流3D打印用先进陶瓷材料


3D打印技术应用概述

陶瓷3D打印装备-光固化




陶瓷3D打印装备-其他原理




陶瓷3D打印装备-挤出直写



结论与展望
陶瓷3D打印产值预测


有机物前驱体陶瓷用于3D打印
2016年美国HRL实验室采用光固化3D打印技术制备出任意形 状超强前驱体转化陶瓷SiOC等结构件,论文发表在Science上



CLIP连续光固化3D打印技术
连续打印,速度提升100倍,表面无台阶现象,制造微结构


真正的一次性成形3D打印技术


总结与展望
◼ 工业级陶瓷3D打印技术和设备门槛较高,成本也较高,需要从设备、原材料、烧结、 后处理等多方紧密配合研究;
◼ 打印效率还需进一步提升,生产流程更加简单化、自动化和一体化;
◼ 光固化和粘接剂喷射3D打印工艺为目前较优的陶瓷打印工艺,特别是光固化工艺具 有较好的成型效果;
◼ 目前3D打印陶瓷还存在表面质量不够理想,精度较低等问题。可从陶瓷材料成型理 化规律入手,研究新型陶瓷3D打印工艺予以解决;
◼ 针对新兴应用,研发新型3D打印用高性能陶瓷材料。

解决方案
陶瓷DLP光固化、高分子、金属等工业级3D打印机; 

陶瓷材料:ZrO2/Al2O3/SiO2/羟基磷灰石/陶瓷电极浆料及前驱体材料等
成型幅面:57.632.4-14481mm,像素30-75μm 
成型精度:10μm,达到与国际领先产品相当的水平 
产品优势:自动智能支撑/亚像素曝光算法/尺寸收缩补偿 

高性价比FDM/LCD光固化消费级3D打印机;
航空航天/生物医疗/汽车模具/珠宝首饰等应用。

技术优势
金属、陶瓷、高分子等低成本高速批量化3D打印; 材料、软件、控制、设备协同优化。

(责任编辑:中国3D打印网)

weixin
评论
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
用户名: 验证码: 点击我更换图片