中國粉體網(wǎng)訊  2021年2月26日，來自斯洛伐克科技大學的研究人員開發(fā)了一種新型陶瓷3D打印材料,，這種材料是專為低成本FFF 3D打印機而設計的。

他們開發(fā)的3D打印絲材由PVA粘結(jié)劑和莫來石基體組成,，可以從標準的0.4毫米噴嘴擠出,，而不需要增加粘性或系統(tǒng)調(diào)整,。打印完成之后還可以進行后處理，而無需使用昂貴的專業(yè)熔爐,，作為一種經(jīng)濟實惠的陶瓷,，為潛在的愛好者提供了巨大的潛力。

陶瓷3D打印測試件（左邊是600微米的噴嘴,，右邊是400微米）,，圖片來自《Applied Materials Today》雜志

3D打印陶瓷  

通過3D打印陶瓷,，而不是使用注射成型等傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行加工，可以制造出具有高度復雜內(nèi)部特征的零件,。然而,，這項技術(shù)只能使用戶進行短期的生產(chǎn)運行,，因為需要處理粉末和大量的后處理。

隨著RepRap項目的成功,，F(xiàn)FF系統(tǒng)現(xiàn)在更容易獲得,，成為新用戶的理想選擇,。

入門級機器的另一個優(yōu)勢是,，它們與ABS和PLA等越來越多的聚合物兼容,，這些聚合物都可以與陶瓷混合形成新型絲材。因此,，已經(jīng)開發(fā)出了許多陶瓷負載的混合物，但這些通常需要使用600μm直徑的噴嘴,，限制了它可能實現(xiàn)的細節(jié)水平,。

脫脂對團隊測試對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響不大（前后圖）,，圖片來自《Applied Materials Today》雜志

斯洛伐克科技大學的新型原料 

為了使陶瓷材料更容易加工，斯洛伐克科學家設計了一種新的配方,。通過將莫來石粉末,、脂肪族酸和熱塑性聚合物相結(jié)合,，團隊創(chuàng)造出直徑為1.75毫米的絲材，可使用0.4毫米的打印頭進行加工,，與商業(yè)替代品非常相似,。

在優(yōu)化了原料后，研究人員將600和400微米的打印頭連接到Leapfrog Creatr 3D打印機上,，并打印了一組圓柱體樣品,。每個部件都用迷你矩形進行圖案設計，以使打印錯誤變得明顯,，但團隊觀察到?jīng)]有明顯的裂縫或噴嘴堵塞 ,。 

然而,，科學家們也選擇在廉價陶窯中的條件下對他們的測試部件進行脫模，出現(xiàn)了顯著的收縮,，在1400℃時表現(xiàn)出高達41.5%的收縮,。最終,，研究人員確定了一個1250℃到1350℃之間的溫度，以及一個優(yōu)化的參數(shù)集,，得到比使用傳統(tǒng)方法制造的零件大17%的零件,。

團隊得出結(jié)論,，他們的原料不僅能與低成本系統(tǒng)兼容，而且能夠比現(xiàn)成的產(chǎn)品更有效地提供陶瓷材料的好處,。

研究人員的研究結(jié)果詳見他們題為 "Novel composite filament usable in low-cost 3D printers for fabrication of complex ceramic shapes"的論文,。" 該研究由Peter Veteška,、Zora Hajdúchová、Jozef Feranc,、Katarína Tomanová,、Ján Milde、Michaela Kritikos,、Ľuboš Bača和Marián Janek共同撰寫。 

參考資料：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352940721000147#

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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