세라믹 3D 프린팅의 획기적인 발전

2023년 5월 15일 보고서

이 기사는 Science X의 편집 과정 및 정책에 따라 검토되었습니다. 편집자들은 콘텐츠의 신뢰성을 보장하면서 다음 특성을 강조했습니다.

사실 확인된

동료 검토 출판물

신뢰할 수 있는 출처

교정하다

작성자: Peter Grad, Tech Xplore

Jiangnan University의 중국 과학자들에게 앞으로 나올 사물의 형태는 세라믹 슬러리와 3D 프린팅에 달려 있습니다.

Liu Ren 교수가 이끄는 대학 과학자들은 기존의 3D 프린팅으로는 불가능했던 복잡한 모양의 구성을 허용하는 기술을 개발했습니다. 그들은 근적외선에 노출되면 거의 즉시 고체로 변하는 세라믹 혼합물을 만들어 이를 달성했습니다.

3D 프린팅에 사용된 초기 프로세스의 이점은 종종 정확성, 속도 및 경제성 문제로 인해 상쇄되었습니다.

예를 들어 레이저 빔을 사용하여 플라스틱, 금속, 유리 또는 세라믹 분말의 작은 입자를 고체 물체로 융합하는 광조형 기술에서는 일반적으로 구성 요소가 응고될 때까지 대규모 또는 이상한 모양의 구조물을 제 위치에 고정하기 위한 지지 구조물을 생산해야 합니다. . 이로 인해 대규모 프로젝트에 시간과 비용이 추가됩니다.

광조형술이든 기타 관련 접근 방식이든 지지 구조를 사용하려면 최종적으로 제거해야 합니다. 이로 인해 치수 정밀도 및 표면 매끄러움과 관련된 잠재적인 문제가 발생합니다. 또한 지지 구조물을 제거하면 미세 균열이 발생할 수 있으며 추가 중량 응력으로 인해 구조적 결함이 발생할 수도 있습니다.

부품을 경화시키기 위해 자외선을 사용하는 지지 구조를 사용하지 않고 생산을 가능하게 하는 대체 세라믹 생산 공정입니다. 이러한 공정은 경화 단계에서 더 큰 공간 제어를 통해 이점을 얻었습니다. 그러나 이러한 접근 방식은 자외선이 세라믹 슬러리를 투과하는 능력의 한계로 인해 어려움을 겪었습니다.

Jiangnan University의 과학자들은 해결 방법을 찾았습니다. 그들은 자외선이 아닌 근적외선을 기반으로 한 경화 공정을 갖춘 세라믹 페이스트를 사용함으로써 더 큰 내구성과 더 빠른 생산 시간을 가진 물체를 만들 수 있다는 것을 발견했습니다.

과학자들은 최근 Nature Communications 저널에 발표된 보고서에서 “조사 강도와 인쇄 속도를 조정함으로써 지지체를 사용하지 않고도 압출 중에 세라믹 슬러리를 현장에서 경화할 수 있다”고 밝혔습니다.

"압출된 필라멘트의 증가된 강도와 자체 지지 능력은 제조 정밀도를 향상시킵니다. 더 중요한 것은 3D 프린팅의 유연성으로 처짐이나 기울어짐 결함 없이 낮은 각도 또는 심지어 수평 돌출부까지 더 쉽게 프린팅할 수 있다는 것입니다."

그들은 프린터 노즐에서 압출된 직후 공중에서 모양과 안정성을 유지할 만큼 충분히 강한 복잡한 물체를 만들 수 있었습니다.