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几秒烧结完毕 3D打印陶瓷新技术登科学杂志封面

打印派   2020-05-12 08:36:18

目前高温烧结陶瓷3D打印的技术已经比较成熟了,不过打印后处理的过程还算不上快,总需要几小时到十几个小时不等。现在马里兰大学(UMD)材料科学与工程系的团队提出了一种创新方法来加快后处理中的烧结过程,这可能会极大地提升陶瓷材料的生产效率。

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超快速陶瓷烧结新方法

烧结工艺已经存在了数千年,是陶瓷制造不可或缺的一部分,因为它将生坯转化为致密而坚固的最终产品。然而传统的烧结带来了一定的挑战,可能要花费数小时,因为加热炉子和烘烤阶段可能要花费数小时。后来出现了一些新的烧结方法,例如微波辅助烧结、火花等离子烧结和闪速烧结等等,不过它们要么价格昂贵,要么仅与特定材料兼容,应用并不广泛。

考虑到这些障碍,UMD的团队着手开发一种新的烧结方法,可以加快陶瓷的后处理速度,并促进陶瓷增材制造和其他工艺的生产。该工艺是一种超快的高温烧结技术,可以比传统的熔炉烧结速度快1000倍以上。该工艺具有较高的加热和冷却速率、良好的温度分布,并且可以达到高达3,000摄氏度的高温。据研究团队的说法,在不到10秒的时间内就能完成陶瓷零件的烧结后处理。

研究人员解释说:“通过这项发明,我们将压制的陶瓷前驱体粉末生坯夹在两个炭条之间,通过辐射和传导迅速加热粒料,从而形成一致的高温环境,使陶生坯末快速固化,并且温度高到足以烧结任何陶瓷材料。这种专利的方法可以扩展到陶瓷以外的其他类似材料。”

烧结的陶瓷颗粒

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论文登上5月1日《科学》杂志封面

目前这一项完整的研究报告已作为封面文章,发表在《科学》杂志上。烧结后处理的过程从几个小时的时间缩短到仅仅几秒钟,并且依旧良好地保存了3D打印的结构和表面细腻度。


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