3D-друк кераміки Lithoz: прорив в екстремально-температурній кераміці

Австрійський спеціаліст з 3D-друку кераміки Lithoz та Окріджська національна лабораторія Міністерства енергетики США (ORNL) уклали угоду про спільні дослідження та розробки (CRADA) для вивчення застосування технології 3D-друку Lithoz.

Це партнерство демонструє колективне прагнення прогресу в галузі адитивного виробництва з особливим акцентом на безоксидну кераміку. У міру розвитку спільного проєкту він може дати уявлення про можливість та масштабованість використання 3D-друку для кераміки з високими показниками заломлення. Це дослідження має потенціал для розширення діапазону застосування цієї технології.

"Цей проєкт буде заснований на багаторічних дослідженнях ORNL в галузі розробки та тестування високотемпературних матеріалів та кераміки", - сказав Корсон Крамер, науковий співробітник групи обробки матеріалів для екстремальних умов в ORNL. «Об'єднавши наш досвід із можливостями 3D-друку Lithoz, ми можемо змінити концепцію високотемпературної обробки кераміки для теплообмінних, аерокосмічних та оборонних застосувань».

Використовуючи технологію лазерно-індукованого шлікерного лиття (LIS), 3D-принтер Lithoz CeraMax Vario V900 використовує лазерне сушіння суспензії для формування сітки. У цьому всьому процесі використовується кероване комп'ютером посилення світла з допомогою стимульованого випромінювання радіації для висихання контрольованих шарів твердих речовин, зважених рідини. Основною метою угоди про співробітництво є просування цієї технології для формування неоксидної кераміки з високим показником заломлення, такий як карбід кремнію, призначеної для застосування при екстремальних температурах.

За даними компанії, технологія LIS перевершує звичайне лиття, дозволяючи виробляти більші деталі складної конструкції. Завдяки складним внутрішнім каналам та конструкціям, придатним для 3D-друку, він дозволяє отримувати легші та ефективні деталі. Технологія розширює можливості матеріалів шляхом обробки темної кераміки, такої як карбід кремнію та нітрид кремнію, що неможливо досягти за допомогою альтернативних процесів.

Індустріалізація виробництва надвисокотемпературних керамічних деталей є основною метою цього проєкту. Команда планує оцінити можливості технології за допомогою звичайного оксидно-керамічного матеріалу. Це включає друк і видалення ключових речовин, таких як нітрид кремнію і карбід кремнію, з формованого компонента, які вважаються необхідними для аерокосмічного застосування. Потім матеріал піддається спіканню - процесу, заснованому на нагріванні, для перетворення його на тверду форму. Пройдуть строгі випробування для оцінки продуктивності та властивостей друкованих матеріалів.

У липні цього року компанія Lithoz та спеціаліст з біоматеріалів Himed уклали довгострокове партнерство для розробки 3D-друку біокераміки медичного призначення, зосередивши увагу на біосумісних фосфатах кальцію для медичних імплантатів. Після запуску матеріалу Lithoz LithaBone HA 480 компанія Himed придбала медичний 3D-принтер Lithoz CeraFab S65. Очікується, що в результаті співпраці буде створено міжконтинентальний пул дослідників біокераміки для 3D-друку. Обидві компанії планують продовжити дослідження матеріалів CaP для оптимізації характеристик імплантатів надрукованих на 3D-принтері, що стане важливим кроком у комерціалізації медичної біокераміки.