总部位于加利福尼亚的公司开发高强度陶瓷3D打印技术

私营公司HRL Laboratories的研究 人员已经开发并演示了一种新的增材制造方法（3D打印），该方法可以使用高强度的陶瓷材料制造产品。所得材料可承受创纪录的温度和载荷。

与金属或塑料不同，陶瓷产品很难制成所需的形状。 3D打印允许您创建几乎任何形状的产品，但借助其帮助，尚无法制造陶瓷。



“ 3D打印是一项非常重要的新技术，但到目前为止，借助它来制造适合工程开发的高强度产品是不可能的，” 合著者说，Tobias Schaedler。 “我们希望调整3D打印以制造高强度和耐热陶瓷。”

Tobias不太正确-例如，已经使用3D打印来制造可以承受高达3000摄氏度温度的火箭发动机。但是，打印机上的陶瓷确实尚未打印。



一种特殊的聚合物充当该材料的半成品。在为产品提供所需的形状后，将其进行高温处理，然后变成陶瓷。结果，它具有承受至少2000 K的温度的能力（作者根本没有能力在更高的温度下测试样品）。

技术的基础并不新鲜-早在1960年代，就发明了聚合物衍生的陶瓷。在这种聚合物中，存在陶瓷的主要成分（硅，氮）。加热后，甲烷，二氧化碳等从聚合物中蒸发，剩下由硅，碳和氮组成的陶瓷结构。所得产品尺寸减小，但保持其形状。

该方法的新颖之处在于使用了通过暴露于紫外线而聚合的物质。这意味着您几乎可以在任何串行3D打印机上打印所需的产品（作者就是这样做的：他们只是订购了现成的打印机）。



除了将聚合物逐层挤出到基材上的传统添加技术之外，作者还尝试了一种称为“自蔓延波导技术”的方法。最重要的是，成品聚合物能够透射紫外线，而半成品则不能。结果，当使用精心设计的模板时，与在3D打印机上“打印”工件相比，可以更快地聚合相当大的工件区域。

然后将聚合的预成型坯在烘箱中加热，获得包含36％的氧气，26％的硅，33％的碳和4％的硫的陶瓷产品。

除了高耐热性，产品还非常耐用-作者将其强度与铝合金制成的“蜂窝”结构进行了比较。根据科学家的说法，由于其高强度和低重量，晶格结构可用于制造“超音速飞机和喷气发动机”。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN388745/