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3D打印陶瓷新材料

发布时间: 2022-11-15

来源: 科创项目库

基本信息

合作方式:
成果类型: 发明专利
行业领域:
新材料技术
成果介绍
陶瓷材料在耐热性、绝缘性和耐磨性方面表现出色。佳能在2021年开发了用于3D打印机的陶瓷材料,抑制了烧制过程中业界难题的“收缩”问题。 传统上,高性能陶瓷部件的生产都是使用模具。然而,制作模具需要几个月的时间和巨大的成本,不进行大规模生产则无法覆盖成本,而且需要在适当的温度和湿度下进行管理和储存,这也带来了仓储和管理成本的负担。因此,作为维修和更换部件,或开发试制时使用3D打印机在短时间内小批量地生产陶瓷部件有很大的需求。然而,因为需要精确地控制在3D打印机塑形后施加热量使材料硬化的"烧制"过程中发生的 "收缩",而使得目前陶瓷的制造很困难。 佳能开发出的新陶瓷材料,解决了这些问题。它应用了佳能多年积累的材料开发技术,以及激光打印机墨粉混合技术和粉末控制技术。它不含树脂,将烧制过程中的变形量减少到2%以下,达到了理想的尺寸精度。使200小时的烧制过程大大减少至四分之一,并在抗破损和抗开裂方面有明显改进。
成果亮点
① 与传统3D打印机的陶瓷部件,交货时间大大缩短。② 可以直接使用激光熔化法进行熔化,如带有螺旋孔的多孔结构、带有栅栏等嵌入式晶格结构的空心形状以及迷宫一样的流道结构等具有复杂形状的部件,都可以高精度地制造出来。 目前,用3D打印机生产陶瓷部件的主流方法包括“粘合剂喷射法”和“光刻法”,前者是将粉末状的陶瓷材料与树脂的喷射物叠加在一起,后者是将含有树脂的糊状的陶瓷材料暴露在紫外线下进行成型。然而,这些需使用树脂的方法,需要以模塑物体在烧制过程中会收缩为前提进行设计,因此很难创造出精确的形状和复杂的结构。另一方面,“选择性激光熔化法”是使用金属生产3D打印机部件的主流方法,它用狭窄的激光束熔化和分层材料,能够生产高精细度的部件,但直到现在还没有适合生产陶瓷部件的材料,实际应用没有进展。
团队介绍
佳能(中国)有限公司是日本佳能的全资子公司,是佳能集团的中国总部。负责在中国的投资和其他相关活动,以光学技术为核心涵盖成像系统产品、办公产品和工业设备等广泛领域。
成果资料
路演文件