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新型多材料3D打印将不同的金属和陶瓷组合成一个零件

         中国3D打印网9月16日讯,德国研究机构的弗劳恩霍夫家族不断发明新颖的制造方法和辅助技术。这次是弗劳恩霍夫陶瓷技术与系统研究所(IKTS)的最新产品,是一种多材料喷墨系统,能够在单一结构中3D打印多种金属或陶瓷。为了证明这一过程,Fraunhofer IKTS研究人员3D打印了带有内置点火装置的陶瓷卫星。
Fraunhofer IKTS开发的多材料喷射系统
  Fraunhofer IKTS开发的多材料喷射系统
     该技术类似于现有的聚合物喷墨3D打印技术,例如Stratasys的PolyJet。然而,它始于将陶瓷或金属粉末混入热塑性粘合剂中。然后在大约100°C的温度下在微剂量系统中将这种浆液融化,然后以高达60 mm的速率沉积,每秒沉积1,000滴,液滴的大小范围为300至1,000μm,形成的层数为100高度为200μm。零件尺寸可以达到20×20×18厘米(7.87英寸x 7.87英寸x 7.09英寸)。
         弗劳恩霍夫(Fraunhofer)IKTS研究人员Uwe Scheithauer解释说:“这里的关键因素是金属或陶瓷浆料的定制配料。正确确定剂量是确保增材制造的最终产品在随后的熔炉烧结过程中具有所需性能和功能的关键,包括强度,导热率和导电率等性能。”团队开发的软件可确保达到这种精度,以确保在打印过程中液滴的精确定位。
微剂量系统的渲染

  微剂量系统的渲染。 

         根据Scheithauer的说法,一次最多可以印刷四种不同的材料,从而可以生产具有特定物理特性的多功能零件。这包括用于陶瓷卫星推进发动机的点火系统。 Fraunhofer团队选择了陶瓷来承受卫星发动机燃烧室所承受的高温,从而打印出了一种点火系统,该点火系统由三种不同的材料构成:一种导电陶瓷,一种电绝缘陶瓷以及一种在后置过程中会分解的支撑材料。炉中进行印刷烧结。

       德国研究所设想该技术的其他应用,包括消费品,例如团队为个人客户制作的两音陶瓷表或工业零件。 “例如,我们还可以使用它来制造硬质合金零件的毛坯。由于配料系统具有极高的精度,因此毛坯的轮廓已经非常接近最终产品的轮廓。因此,与常规方法相比,它们将需要很少的后续研磨。当您使用硬质合金时,这是一个很大的优势。”
         现在已经实现了该技术并展示了其可扩展性,Fraunhofer IKTS团队将对其进行工业验证。这意味着与工业客户合作,弗劳恩霍夫(Fraunhofer)可能会帮助他们开发材料以及用于过程监控和自动化的软件。德国研究院将在2020年9月16日至17日在线举行的CERAMITEC会议上讨论该技术。

          中国3D打印网点评:在单个制造过程中实现3D打印完整功能对象的能力还有很长的路要走,但是Fraunhofer使我们更接近实现这一目标。与之相伴的还有像Optomec这样的公司,其Aerosol Jet 5X系统用于手机的批量生产,以及像InkBit这样的初创公司,它们可能预示着仅用一台机器就可以制造定制电子产品的未来。

      中国3D打印网编译文章!

(责任编辑:中国3D打印网)