멀티 소재 세라믹 기반 구성 요소-열가 소성 3D 인쇄 (CerAM-T3DP)에 의해 흑백 지 르 코니 아 부품의 제조 첨가물

1. 열가 소성 정지 CerAM-T3DP에 대 한 분말의 선택 검은 열가 소성 정지의 준비에 대 한 블랙 지 르 코니 아 파우더 지 르 코니 아 블랙-1 사용 하 고 블랙-지 르 코니 아 2. 흰색 열가 소성 정지의 준비에 대 한 지 르 코니 아 화이트-1과 흰색-지 르 코니 아 2사용 합니다.참고: 블랙-지 르 코니 아 2의 제조 업체는 지 르 코니 아의 착 색에 대 한 안료 (4.2 wt.-%)를 사용 하 고 또한 두 파우더 같은 소 동작을가지고 상태. 또한, 알 루미나 (20.43 wt.-%)의 높은 비율의 화이트 색상에 기여 화이트-지 르 코니 아 2. 분말 지 르 코니 아 블랙-1과 지 르 코니 아 화이트-1 다른 구성 있고 따라서 다른 소 결 온도 완전 densification 필요. 지 르 코니 아 화이트-1, 달리 지 르 코니 아 블랙-1 최대 5 wt.-% 안료 구성 되어 있습니다. 권장된 소 결 온도 1400 ° C 블랙-지 르 코니 아 1 및 지 르 코니 아 화이트-1대 한 1350 ° C. 분말 모양, 표면적 및 입자 크기 분포에 관한 특징.참고: 전자 현미경 이미지를 스캔 하는 입자의 모양 사용 되었습니다. 사용된 분말의 입자 크기 분포는 레이저 회절 방법 (레이저 diffractometer)에 의해 측정 되었다. 사용 되는 분말의 특정 표면 특성에 대 한 측정 제조에 의해 제공 되었다. 다른 지 르 코니 아 정지의 준비를 위해 파라핀과 밀랍 heatable 강력 에 100 ° C의 온도에서 혼합물을 용 해 하 고 폴리머 혼합 균질. 40 vol.%의 분말 내용에 도달 하기 위해 여러 단계에서 파우더를 추가 합니다. 100 ° c.에서 2 h 교 반에 의해 분말 폴리머 혼합 균질 모든 정지 같은 분말 콘텐츠 (40 vol.%) 있는지 확인 합니다. 정지의 특성 전단 속도 범위 0-5000/s 85 ° C 및 110 ° C. 사이의 범위에 다른 온도 대 한 사이에서 고분자 를 사용 하 여 녹은 현 탁 액의 유 변 학적 동작참고: 우리는-25 ° C ~ 200 ° C 측정 시스템 (25 m m 직경) 접시/접시 사이 조정 가능한 고분자 를 사용. 토크 측정 되었다, 그리고 동적 점도 계산 되었다. 전단 속도의 기능으로 동적 점도 플롯 및 동적 점도 100 Pa·s 10/s의 전단 속도 대 한 아래, 20 Pa·s 100/s의 전단 속도 대 한 아래와 5000/s 또는 증가의 전단 속도 대 한 1 Pa·s 아래는 온도 허용 범위 내입니다. 동적 점성도 110 ° c.의 온도 대 한 너무 높은 경우 고분자 혼합물을 추가 하 여 서 스 펜 션 구성 변경 2. CerAM-T3DP에 의해 단일 및 다중 소재 부품의 제조 사용 된 장치그림 1 의 사용된 CerAM- T3DP-장치 한 프로 파일 스캐너 와 3 개의 다른 마이크로 디스 펜스 시스템, 동시에 또는 교대로 일할 수 있는 CAD 드로잉을 보여준다. 그들의 2를 사용 하 여 흑백 부품 생산. 100/s 및 20 m m/s의 최대 속도와 이동 축 주파수로 작은 물방울의 증 착을 설정 합니다. 증 착 매개 변수의 조사(모양, 볼륨, 동질성) 결과 물방울 이나 물방울의 속성에 증 착 매개 변수 (마이크로 디스 펜싱 시스템의 속도, 정지 저수지와 노즐의 온도, 축 속도 작업)의 영향을 조사 사슬 (모양, 볼륨, 동질성)입니다. 증 착 매개 변수를 변화 하 고 증 착에 대 한 서로 다른 주파수 및 축 속도 사용 하 여 단일 물방울으로 방울 체인을 입금.참고: 자료의 속성에 디스펜서 매개 변수의 영향25전에 논의 되었습니다. 매개 변수 값 경계는 경험적으로 결정 되었습니다만. 물방울에 대 한 분산 체인 높이 너비는 3% 초과 하지 않아야 합니다 다는 것을 확인 하십시오. 매개 변수 펄스 폭, 방울 퓨전 요소 (DFF) 다양 및 압출 폭 (조각화 매개 변수) 직경 보상 차이 최대 100 미크론 높이 차이 최대 50 미크론.참고: 그것은 아닙니다 필요 하 고 단일 방울으로 완벽 하 게 모양의 반구를 실현 하는 아마 불가능 하지만 방울 형성의 동질성은 부품의 균질 성 건물을 보장 하기 위해 매우 높은 있는지 확인 해야 합니다. 다른 초기 매개 변수로 가장 동질적인 물방울 모양 방울 직경, 너비 및 높이 제공 하는 매개 변수 세트를 찾아내기 위하여이 단계를 반복 합니다. 단일 소재 테스트 부품의 제조 원하는 부분의 생성 된 3D 모델을 사용 하 고 STL 또는 AMF 파일 형식으로 저장 합니다. 조각화 프로그램 (예: 슬라이서 1 또는 슬라이서 2)를 사용 하 여 해당 G-코드 생성. 2.2 단계에서 인수 물방울 모양에 대 한 속성을 설정 합니다. G-코드를 업로드 하 고 CerAM-T3DP-장치를 프로세스 매개 변수를 채울. CerAM-T3DP-장치 단계에서 얻은 2.2 해당 않았다 물방울 모양 슬라이서를 제공 하는 매개 변수를 설정 합니다. 건축 작업을 시작 하려면 장치 소프트웨어를 시작 합니다.참고: 원하는 부분을 구축 하거나 새로운 정지를 사용 하기 전에 특정 테스트 샘플을 제조에 유리 하다. CerAM-멀티 소재 부품의 T3DP 관련 된 각 자료에 대 한 단계 2.2을 실행 합니다. 약 같은 물방울 특성 있는 두 자료에 대 한 분배 매개 변수를 선택 합니다. 하나의 물방울과 큰 결함과 오류가 구성 요소에서 발생할 수 있는 다른 물질에 대 한 높이에 차이 피하기 위해 결과 중복 사이의 거리를 변경 하 여 레이어 높이 조정 합니다.참고: 두 방울과 관련 된 더 큰 오버랩 사이의 거리를 줄여, 너비와 높이 물방울 체인의 증가 한 방울의 거의 지속적인 볼륨 때문에. 그것은 작은 물방울 체인 폭 방울 체인 높이 보다 더 빨리 증가 관찰할 수 있습니다. 원하는 부분의 생성 된 3D 모델을 사용 하 고 AMF 파일으로 저장 합니다. 슬라이서를 지 원하는 경우 여러 구성 요소 영역 또한 STL 파일 형식으로 저장할 수 있습니다. 멀티 소재 구성 요소를 인쇄 하려면 각 자료에 대 한 해당 마이크로 디스 펜스 시스템 을 할당 하 여 사용 조각화 소프트웨어에 관련 된 자료를 해당 구성 요소 영역을 할당 합니다. 슬라이서 소프트웨어를 사용 하 여 각 재료에 대 한 G-코드를 생성 합니다. G-코드를 업로드 하 고 CerAM-T3DP-장치를 프로세스 매개 변수를 채울. CerAM-T3DP-장치 단계에서 얻은 2.2 해당 않았다 물방울 모양 슬라이서를 제공 하는 매개 변수를 설정 합니다. 건축 작업을 시작 하려면 장치 소프트웨어를 시작 합니다. 3. 공동 디 바인딩 및 공동 소의 단일-및 멀티-Material 구성 요소 다음 별도 단계에서 녹색 샘플을 debind. 첫째, 모 세관 힘에 의해 바인더 재료의 제거를 촉진 하 고 균질 온도 분포를 보장 구조적 뿐만 샘플을 지원 하기 위해 정교 알 루미나 분말 (분말 침대)의 느슨한 대량 샘플을 넣어. 공기 분위기에서 (로 디 바인딩)로 매우 낮은 난방 속도 디 바인딩 수행 270 ° c.까지 4 K/h는 결함이 없는 디 바인딩 되도록가 열 속도 설정 합니다. 이 첫 번째 debinding 단계 후 조심 스럽게 예 좋은 브러시로 침구 분말 제거. 알 루미나가 마 가구에 샘플을 놓습니다. 공기 분위기에서 두 번째 debinding 단계 적용 최대 900 ° C (12 K/h)에서 동일한.참고: 모든 나머지 유기 바인더 재료 열 제거 되었습니다, 내 같은 단계에서 지 르 코니 아 입자의 전 소로 시작 된가 마 소에 샘플의 후속 전송을 활성화 하는 동안. 마지막으로 적당 한 보일 러 (소 노)에서 2 h 1350 ° C (180 K/h)에서 공기 분위기에서 샘플을 sinter. 구성 요소의 수축 길이 측정 3 차원에 의해 특성화 고 그것은 각 방향에 대 한 약 20% 다는 것을 확인 한다. 4. 단일 및 다중 Material 부품의 특성 샘플을 제대로 잘라내어 ceramographic 메서드를 사용 하 여 표면 폴란드어. 필드 방출 스캐닝 전자 현미경 (FESEM)를 사용 하 여 조사는 미세에 적용 됩니다. 시각의 두 단계 및 사용된 재료의 경계 인터페이스에서 다공성을 검사 합니다. 더 자세한 결과 FESEM 및 후속 그림 분석 내에서 소 결 된 미세 다공성을 조사 하 여 예를 들어 인터페이스 분석을 수행 합니다.타겟된 다공성 1% 미만 이다입니다. 다공성이 너무 높은 경우, 증 착 매개 변수 상승 (2.2) 또는 열 처리 (3)의 정권이 다.