3D-печать керамики Lithoz: прорыв в экстремально-температурной керамике

Австрийский специалист по 3D-печати керамики Lithoz и Окриджская национальная лаборатория Министерства энергетики США (ORNL) заключили соглашение о совместных исследованиях и разработках (CRADA) для изучения применения технологии 3D-печати Lithoz.

Это партнерство демонстрирует коллективное стремление к прогрессу в области аддитивного производства с особым акцентом на безоксидную керамику. По мере развития совместного проекта он может дать представление о возможности и масштабируемости использования 3D-печати для керамики с высокими показателями преломления. Это исследование имеет потенциал для расширения диапазона применения этой технологии.

«Этот проект будет основан на многолетних исследованиях ORNL в области разработки и тестирования высокотемпературных материалов и керамики», — сказал Корсон Крамер, научный сотрудник группы обработки материалов для экстремальных условий в ORNL. «Объединив наш опыт с возможностями 3D-печати Lithoz, мы можем изменить концепцию высокотемпературной обработки керамики для теплообменных, аэрокосмических и оборонных применений».

Используя технологию лазерно-индуцированного шликерного литья (LIS), 3D-принтер Lithoz CeraMax Vario V900 использует лазерную сушку суспензии для формирования сетки. В этом процессе используется управляемое компьютером усиление света за счет стимулированного излучения радиации для высыхания контролируемых слоев твердых веществ, взвешенных в жидкости. Основной целью соглашения о сотрудничестве является продвижение этой технологии для формирования неоксидной керамики с высоким показателем преломления, такой как карбид кремния, предназначенной для применения при экстремальных температурах.

По данным компании, технология LIS превосходит обычное литье, позволяя производить более крупные детали сложной конструкции. Благодаря сложным внутренним каналам и конструкциям, пригодным для 3D-печати, он позволяет получать более легкие и эффективные детали. Технология расширяет возможности материалов за счет обработки темной керамики, такой как карбид кремния и нитрид кремния, что невозможно достичь с помощью альтернативных процессов.

Индустриализация производства сверхвысокотемпературных керамических деталей является основной целью этого проекта. Команда планирует оценить возможности технологии, используя обычный оксидно-керамический материал. Это включает в себя печать и удаление ключевых веществ, таких как нитрид кремния и карбид кремния, из формованного компонента, которые считаются необходимыми для аэрокосмического применения. Затем материал подвергается спеканию — процессу, основанному на нагревании, для преобразования его в твердую форму. Последуют строгие испытания для оценки производительности и свойств печатных материалов.

В июле этого года компания Lithoz и специалист по биоматериалам Himed заключили долгосрочное партнерство для разработки 3D-печати биокерамики медицинского назначения, сосредоточив внимание на биосовместимых фосфатах кальция для медицинских имплантатов. После запуска материала Lithoz LithaBone HA 480 компания Himed приобрела медицинский 3D-принтер Lithoz CeraFab S65. Ожидается, что в результате сотрудничества будет создан межконтинентальный пул исследователей биокерамики для 3D-печати. Обе компании планируют продолжить исследования материалов CaP для оптимизации характеристик имплантатов, напечатанных на 3D-принтере, что станет важным шагом в коммерциализации медицинской биокерамики.