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新型3D打印陶瓷材料耐1700度高温

2016年01月05日 11:23中国机床商务网点击:4366

  【中国机床商务网 机床上下游】美国HRL实验室报道称,该实验室研究人员在3D打印技术领域取得重大突破。他们开发出一种新技术,使用3D打印方法制造出的超强陶瓷材料不仅可拥有复杂的形状,还能耐受超过1700摄氏度的高温,未来有望在航空航天和微机电领域大显身手。
  
  陶瓷拥有很多有用特性,如高强度、高硬度以及耐腐蚀、耐磨损等,但也有一个“阿喀琉斯之踵”——无法轻易制成复杂形状。3D打印技术能使陶瓷拥有复杂的形状,但陶瓷极高的熔点又限制了这一方法的使用。目前几项陶瓷的3D打印技术不仅效率低下,且打印出来的产品往往有裂缝。不过现在,得益于精密的光固化快速成形工艺,HRL实验室研究人员3D打印出了致密而耐用耐高温且拥有多种形状的陶瓷部件。
  

3D打印(图片来自百度图片)
 
  在新研究中,化学工程师扎克·埃克尔和化学家周朝音(音译)发明了一种由硅、氮和氧组成的树脂配方,在一台3D打印机内用一束紫外线照射这种树脂,会使其变硬。这种被称为陶瓷前体的树脂能被3D打印成各种形状和大小的零件,打印出来的材料过火后会转化为一种高强度、完全致密的陶瓷。
  
  HRL实验室的材料学家托拜厄斯·舍德勒表示,新方法的效率是以前3D陶瓷打印技术的100到1000倍,强度为同类材料的10倍。
  
  研究人员认为,这种超强、耐高温的陶瓷有望用于制造喷气发动机和极超音速飞机上的大型零件、微机电系统(例如微型传感器)内的复杂部件等诸多领域。
  
  专家指出,相比消费级3D打印,其更看好工业级3D打印的发展,尤其是其在航空航天、工业制造、医疗与器械等高端制造领域的应用拓展。3D打印技术在高端制造领域有着得天独厚的优势,且技术前沿、价值量高、深得政策支持,预计将成为3D打印市场规模的主要来源。未来向这一领域的拓展将持续受到政策支持与行业促进。此外,生物领域医疗应用将是3D打印工业应用的重要发展方向之一。根据3D工业级打印机应用的特点和现实情况,医疗能够有效解决患者的疾病困扰,从体外模型到体内植入,从骨科、牙科到内脏器官,3D打印的医疗应用的生物活性逐渐提高。
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