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用途最廣的氧化物陶瓷材料之——升華三維3D打印材料氧化鋁顆粒

用途最廣的氧化物陶瓷材料之——升華三維3D打印材料氧化鋁顆粒
升華三維  2022-06-27  |  閱讀:943

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近些年來,憑借機(jī)械強(qiáng)度高、抗壓耐磨、硬度大等優(yōu)勢(shì),陶瓷材料在商業(yè)上的關(guān)注度越來越高,在工業(yè)生產(chǎn)、航空航天、生物制藥、醫(yī)療器械等領(lǐng)域都有大規(guī)模的應(yīng)用。不過由于陶瓷制備成形的成本較高,且加工燒結(jié)所需的時(shí)間長(zhǎng),不利于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的材料,因此在一定程度上阻礙了它在各領(lǐng)域的發(fā)展。這個(gè)時(shí)候有著成形精度高、工序周期短、無模個(gè)性化制作成本相對(duì)較低及材料多樣性等優(yōu)勢(shì)的3D打印成為了不錯(cuò)的選擇。

 

在常見的陶瓷材料中,氧化鋁具有機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣電阻大、硬度高、耐磨、耐腐蝕及耐高溫等一系列優(yōu)良性能,是目前氧化物陶瓷中用途最廣、產(chǎn)銷量最大的陶瓷新材料,在航空航天、模具、耐火材料、電池、生物醫(yī)療等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。憑借上述及顯著的成本優(yōu)勢(shì),氧化鋁在陶瓷3D打印領(lǐng)域中大受歡迎,是最受關(guān)注的打印材料之一。

 

材料圖.jpg 升華三維3D打印材料—氧化鋁顆粒料

 

升華三維推出的陶瓷3D打印材料——氧化鋁顆粒UPGM-AL2O3是一種陶瓷聚合物復(fù)合材料,呈白色,粒徑在8-14目的近球形顆粒,可用于生產(chǎn)氧化鋁的陶瓷部件。基于升華三維首創(chuàng)的粉末擠出打印技術(shù)(PEP),在無模具的情況下通過升華三維3D打印設(shè)備逐層快速打印氧化鋁顆粒使之成型,然后再結(jié)合傳統(tǒng)陶瓷粉末注射成型技術(shù)(CIM脫脂燒結(jié)等工藝進(jìn)行后處理,獲得最終致密的陶瓷部件。應(yīng)用于高溫坩堝 、耐火爐管及特殊耐磨材料,如陶瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等

 

圖片1.png 

氧化鋁陶瓷成型工藝流程

 

 

圖片2.png 

燒結(jié)件力學(xué)性能

 

陶瓷3D打印技術(shù)具備的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì),大幅提高了氧化鋁陶瓷的生產(chǎn)效率并降低了生產(chǎn)成本,目前氧化鋁陶瓷3D打印材料已經(jīng)在建筑、航空航天和電子產(chǎn)品等領(lǐng)域得到了推廣及應(yīng)用,具體如下:


1.醫(yī)療陶瓷


3D陶瓷打印采用氧化鋁制成的陶瓷支架,可廣泛用于臨床醫(yī)療和外科方面的骨折和關(guān)節(jié)軟組織損傷的修復(fù)。骨關(guān)節(jié)軟組織損傷修復(fù)工程采用陶瓷支架的設(shè)計(jì)和制造,使陶瓷支架流體力學(xué)的強(qiáng)度和尺寸的精準(zhǔn)度都得到了較大的提高,可廣泛用于醫(yī)療和關(guān)節(jié)周圍的骨折和軟組織缺損的填充和修復(fù)。

圖片3.png 陶瓷植入體(樣品來源:升華三維


可以說,3D打印在臨床醫(yī)學(xué)和外科領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用大大提高了醫(yī)療和外科關(guān)節(jié)修復(fù)治療的安全性和效率,為多孔生物學(xué)界面的設(shè)計(jì)制造和應(yīng)用提供了全新的技術(shù)解決方案。

 

2.航空航天


3D打印零部件技術(shù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的航天航空設(shè)備零部件產(chǎn)品具有設(shè)計(jì)精度高、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)規(guī)整、力學(xué)性能好等優(yōu)勢(shì),制造生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的光打印零配件,并且可以直接用于航空設(shè)備的修復(fù)和裝配,方便快捷。

 

圖片4.png 

氧化鋁零部件樣品來源:升華三維

 

3.化工陶瓷


氧化鋁陶瓷耐腐蝕、耐酸耐堿、耐高溫、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在化工應(yīng)用方面也有廣泛的應(yīng)用。3D打印的氧化鋁陶瓷能夠制作耐腐蝕的精密閥門、特殊催化精密零件等。

 

4.首飾/工藝品


3D打印可以根據(jù)所需打印出各種特定形狀的物體,同時(shí)又因?yàn)檠趸X陶瓷本身具有耐磨、硬度高,具有光澤性等特性,因此在珠寶首飾及工藝品領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。


圖片5.png 

打印飾品


陶瓷3D打印的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)其高效率、高品質(zhì)的生產(chǎn),同時(shí)高致密度的大型復(fù)雜零件的制造也是其亟待解決的問題。但在可觀的市場(chǎng)前景的驅(qū)使下,國(guó)內(nèi)對(duì)于陶瓷3D打印的研究已逐漸走向成熟,尤其是氧化鋁等常見材料,距離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用已不再遙遠(yuǎn)。一旦成功,陶瓷3D打印必能為航空航天、高端武器、電子等高精尖產(chǎn)業(yè)帶來無法估量的效益,值得期待!

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