bornapart logo

پرینت سه بعدی سرامیک

توضیحات

چاپ سه بعدی برای سرامیک

 

در این مقاله به بررسی مبحث پرینت سه بعدی سرامیک خواهیم پرداخت. با وجود اینکه صدها فلز و پلاستیک برای چاپ سه بعدی وجود دارد، مواد سرامیکی دارای ویژگی های منحصر به فردی هستند که هم در تولید فناوری پیشرفته و هم در هنر بسیار ارزشمند هستند. چاپ سه بعدی جذابیت این ماده را افزایش می دهد، زیرا نه تنها شما را قادر می سازد تا قطعاتی با اشکال خاص ایجاد کنید، بلکه بسیار مقرون به صرفه تر و سریعتر از تولید قطعات سرامیکی به روش سنتی به ویژه برای کاربردهای صنعتی است.

ابتدا نگاهی خواهیم انداخت که چگونه پرینترها و مواد جدید در حال توسعه سرامیک های چاپ شده سه بعدی در هنر، مجسمه سازی و معماری هستند.

چاپ سرامیکی سه بعدی برای برنامه های کاربردی طراحی

سرامیک های پرینت سه بعدی الهام بخش نسل جدیدی از هنرمندان، مجسمه سازان و معماران است که جذب اشکال مجلل و فوق العاده دقیق شده اند که با استفاده از فرایندهای سرامیکی سنتی غیرممکن یا بسیار زیاد است. از سفالگری تا کاربردهای معماری، طراحان در حال یافتن روش های جدیدی برای ساخت سرامیک هستند.

هنرمندان سرامیک، مانند Jonathon Keep ، Kate Blacklock و Emre Can از فرایندهای چاپ سه بعدی برای ایجاد قطعات سرامیکی برای موزه ها با نتایج خیره کننده و منحصر به فرد استفاده کرده اند.

Keep کار خود را با نرم افزارهای طراحی رایانه ایجاد می کند و سپس آنها را به صورت سه بعدی روی یک پرینتر سه بعدی چاپ می کند.

در سال های اخیر از پرینترهای سه بعدی برای تولید سفال برای ایجاد کاشی های منحصر به فرد سقف، صخره های مصنوعی و  حتی برای چاپ نمای ساختمان استفاده شده است، از جمله طاق سرامیکی آبی در شهر تاریخی دلفت هلند، که به دلیل داشتن سرامیک های سفید و آبی در جهان شهرت دارد و یک غرفه سرامیکی چاپ سه بعدی توسط سرامیک مورفولوژی که فرصت های طراحی و گرافیکی را بررسی می کند.

 

پرینتر های سه بعدی برنا پارت

 

مواد و روش ها برای هنر سرامیک

اصطلاح سرامیک و خاک رس اغلب به جای یکدیگر در محافل هنری برای ساخت سفال استفاده می شود. البته خاک رس نوعی سرامیک است، اما مطمئناً همه سرامیک ها از خاک ساخته نمی شوند. خاک رس یک ماده طبیعی است که از زمین می آید و سرامیک ها مواد مختلفی هستند که هنگام گرم شدن سفت می شوند، از جمله خاک رس. وقتی صحبت از چاپ سه بعدی به میان می آید، می توان طیف وسیعی از مواد رس، از جمله سرامیک و سفال را از طریق یک نازل برای تولید اشکال نهایی استفاده کرد.

پرینترهای سه بعدی می توانند همه چیز را از کائولن و رس چینی گرفته تا ظروف سنگی و سفالی، حتی بتونی تولید کنند.

اکستروژن یا مدل سازی رسوب جوش داده شده (FDM) به هیچ وجه تنها روش پرینت سه بعدی سرامیک نیست. طراحان با استفاده از ضربات اتصال دهنده و تا حدی استریولیتوگرافی و پردازش نور دیجیتال (DLP) قطعات سرامیکی پیچیده ای را از دوغاب سرامیک مایع تولید می کنند.

در زیر پنج پرینتر سه بعدی مورد علاقه ما برای هنر سرامیک و خاک رس آورده شده است:

سری 3D PotterBot یکی از اولین پرینترهای سه بعدی سرامیکی است که به طور خاص برای صنعت سفال طراحی شده است. حجم زیادی از مواد سرامیکی رقیق نشده را از طریق اکسترودر با ظرفیت قابل توجهی خروجی می دهد و جریان مداوم و چاپ های دقیق را امکان پذیر می کند.

تولید کننده پرینترهای سه بعدی ایتالیایی WASP به دلیل تولید چاپگرهای سه بعدی بزرگ دلتا معروف است. آنها با استفاده از سیستم های بزرگ خود برای ساختن خانه در کشورهای در حال توسعه خبرساز شدند.

این شرکت در نهایت تشخیص داد که برخی از کاربران ترجیح می دهند یک پرینتر سه بعدی سرامیکی اصلی داشته باشد و این همان کاری است که آنها انجام دادند. WASP 2040 Clay و نمونه بزرگ تر آن WASP 40100 Clay هر دو دستگاه دلتا بر اساس اکستروژن هستند که مخصوص چاپ سه بعدی خاک رس طراحی شده اند.

بسته به خاک رس انتخابی، اندازه نازل ها از 0.8 میلی متر تا 7 میلی متر  و ارتفاع لایه از 0.5 میلی متر تا 3 میلی متر متغیر است. محدوده مطلوب چاپ برای خاک رس متوسط ​​1 میلی متر ضخامت لایه با نازل 3 میلی متر است.

هوافضا، دفاع و مراقبت های بهداشتی سبب استقبال سریع در مصارف صنعتی سرامیک های پرینت سه بعدی شده است. در واقع بازار سرامیک پرینت سه بعدی با سرعتی چشمگیر در حال رشد است. تا سال 2025، پیش بینی می شود که این بازار 384 میلیون دلار باشد، بیش از دو برابر حجم بازار از سال 2020.

سرامیک های صنعتی به عنوان سخت ترین فلز، مقاوم در برابر حرارت برای کاربردهای فضایی، برای رشد سلولی در بدن انسان، مقاوم در برابر سایش برای سخت ترین کاربردهای صنعت نفت و گاز و ایده آل برای عایق الکتریکی کاربرد دارند. امروزه تولیدکنندگان از سرامیک های فنی پرینت سه بعدی در همه چیز از قطعات خودرو و هیدرولیک گرفته تا ماهواره ها و ریخته گری استفاده می کنند.

برخلاف سرامیک های طراحی شده، به ندرت سرامیک های فنی مورد استفاده با فناوری اکستروژن را خواهید یافت. رایج ترین روش استریولیتوگرافی (SLA)، و پردازش نور دیجیتال (DLP) و پخت پودر سرامیکی انتخابی بر اساس لیزر و ذوب لیزری انتخابی است.

 

پرینتر های سه بعدی برنا پارت

 

در زیر شش چاپگر برتر صنعتی سه بعدی برای قطعات سرامیکی فنی آورده شده است:

با بیش از 15 سال تخصص در زمینه چاپ سه بعدی سرامیک، شرکت فرانسوی 3DCeram ممکن است شریک ایده آل شما برای خدمات حرفه ای باشد. این شرکت خدمات تولید درخواستی و سریال، از جمله مشاوره مواد و تحقیق و توسعه برای قطعات و اجزای جدید را ارائه می دهد.

3DCeram چاپگرهای سه بعدی سرامیکی خود را توسعه داد که از آنها برای ارائه خدمات نیز استفاده می شود.

شرکت تولید کننده مواد افزودنی اتریشی Lithoz بر روی چاپگرهای سه بعدی برای سرامیک های با کارایی بالا و قابلیت جذب زیستی متمرکز شده است. این شرکت به تازگی خانواده جدید پرینترهای سه بعدی سرامیکی خود، سیستم CeraFab را معرفی کرده است. این دستگاه در سه مدل (S25 ، S65 و S230) عرضه می شود که از نظر وضوح و حجم ساخت متفاوت هستند.

 

 

سیستم های CeraFab چاپگرهای DLP هستند که دارای پروژکتورهای با وضوح بالا (2560 16 1600 پیکسل) هستند. اما شاید جالب ترین ویژگی آنها طراحی مدولار باشد که امکان ترکیب تا چهار واحد تولیدی را فراهم می آورد و خروجی تولید را به شدت افزایش می دهد.

Lithoz CeraFab Control پلت فرم نرم افزاری این شرکت است که قابلیت ردیابی کامل، تجزیه و تحلیل داده های هوشمند مربوط به تولید و بهره وری بیشتر در تولید را ارتقا می بخشد. به این دلایل و دلایل دیگر، این سیستم ها به ویژه برای تولید اجزای با کیفیت بالای مورد نیاز در صنایع پزشکی و هوافضا مناسب هستند.

Tethon 3D مستقر در ایالات متحده با چاپگر Bison 1000 DLP مرز بین طراحی و قطعات سرامیکی صنعتی را متصل می کند، اما با قیمت پایه آن در حدود 17000 دلار.

Tethon 3D پودرهای سرامیکی را برای جوشکاری اتصال دهنده و پلیمرهای سرامیکی قابل پخت برای پرینت سه بعدی تولید می کند و دارای چندین اختراع مربوط به پرینت سه بعدی سرامیکی است.

بیسون 1000 می تواند با رزین های سرامیکی، سرامیک شیشه ای و حتی سرامیک انعطاف پذیر چاپ کند.

 

پرینتر های سه بعدی برنا پارت

Admatec مستقر در هلند بر توسعه تکنیک های جدید چاپ سه بعدی برای مواد فلزی و سرامیکی تمرکز دارد.

پس از انتشار اولین پرینتر سه بعدی خود، Adamflex 130، در اواخر سال 2019، شرکت هلندی از چاپگر سرامیکی جدید خود به نام Admaflex 300 رونمایی کرد که قادر به  تولید قطعات در مقیاس بزرگ با حجم ساخت ( 200 200 200 300 300 ) میلی متر است.

 مواد اولیه AdmaPrint به طور خاص با مخلوطی از رزین های حساس به نور و بار جامد پودر (سرامیکی یا فلزی)، به نام دوغاب، فرموله شده است. استفاده از پخت و دوغاب باعث تولید قطعاتی با وضوح بالا و زبری سطح بسیار خوب در محصولات چاپی می شود.

تولید کننده آلمانی ExOne شاید بیشتر بخاطر سیستم های چاپ سه بعدی فلزی شناخته شده باشد و در حالی که دستگاه جفت گیر اتصال دهنده X1 160Pro نزدیک به ده فلز چاپ می کند. همچنین در شش سرامیک شامل آلومینا، کربن، ماسه های طبیعی و کاربید سیلیکونی، موادی که اغلب در آنها استفاده می شود چاپ می کند. (صنایع پزشکی (ایمپلنت) و صنایع هوافضا.)

 

پرینتر های سه بعدی برنا پارت

160 Pro دارای حجم ساخت بزرگ ( 800 500 500 400 400 ) میلی متر است که برای تولید قطعات ریخته گری به اندازه کافی بزرگ است. تمام قطعات جت گیرنده اتصال دهنده نیاز به مراحل پس از پردازش دارند، از جمله پخت برای افزایش مقاومت، درست مانند هر سرامیک.

ExOne چندین دستگاه چاپ سه بعدی تولید می کند که قادر به چاپ با پودرهای سرامیک هستند، از جمله Rapidia، که از خمیر سرامیک آلومینا-سیلیس استفاده می کند.

مقیاس و اندازه تجهیزات ExOne باعث می شود که اتصال دهنده به یک فناوری تجاری مناسب برای تولید مواد سرامیکی اضافی تبدیل شود.

شرکت آلمانی Voxeljet دو چاپگر سرامیکی صنعتی را بر اساس فناوری bindting jetting ارائه می دهد.

VX200 قادر به پردازش پلاستیک و سرامیک است، در حالی که VX1000 می تواند پلاستیک، ماسه و سرامیک را از قالب ها و هسته های متوسط برای ریخته گری فلز، تا اجزای سرامیکی پردازش کند.

 

منبع: all3dp

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *