セラミック 3D プリント量産: 3D セラムラピッドセラミックプロトタイピング (FCP)

セラミック 3D プリントは、ほぼ 20 年間 (AM が存在する期間とほぼ同じくらい) 研究されており、当初から大きな可能性を示してきましたが、セラミック 3D プリントの実用的かつ商業的なアプリケーションが登場し始めたのはごく最近のことです。このインタラクティブなセラミック 3D 印刷ガイドでは、1 つのインタラクティブな図から各セラミック AM プロセスにアクセスして学習することができます。

製造業において、セラミックほど幅広い用途に使用できる材料はほとんどありません。積層造形に関しては、セラミック製造において継続的に研究、検証、実装されているさまざまなセラミック積層造形プロセスによって、セラミックの用途と材料の種類の範囲がさらに広がります。

セラミック製造におけるすべてのデジタル積層製造プロセス、そして実際すべての従来のセラミック製造と同様に、印刷された部品は、望ましい機械的特性と化学的特性、および最終的な部品密度を実現するために、かなりの後処理を経る必要があります。基本的に、光重合プロセスでは、まずポリマーを除去するために脱結合が必要であり、その後、すべての技術で部品の焼結が必要になります。ただし、もちろん、砂型や金属鋳造用のコアを印刷する場合は除きます。

これらの追加手順により、セラミック 3D プリント (デジタルファイルから最終部品まで) は他の材料の AM 技術よりもわずかに遅くなりますが、従来の製造技術を使用する場合にも必要です。設計の自由度、複雑な形状、完全なカスタマイズ（特にバイオメディカル用途）、材料損失ゼロ、低コストなど、従来の技術と比較した AM の利点を検討してください。まず、3D Ceram の高速セラミック成形 (FCP) テクノロジーについて理解しましょう。

Fast Ceramics Production は、直接 3D プリントからセラミック部品を製造した最初の企業の 1 つである 3DCeram によって開発された独自の付加製造技術です。 FCP は SLA 光重合技術であり、感光性樹脂とセラミック材料 (アルミナ、酸化ジルコニウム、ハイドロキシアパタイト HA) で作られたスラリーをレーザーを使用して重合します。多くの工業用途において、FCP は、従来の製造プロセスで製造される部品と同じ化学的および機械的特性 (高強度、寸法安定性、耐腐食性、熱および電気絶縁性、化学的安定性) を備えた機能的な最終部品を製造します。

3DCeram が先駆的に取り組んでいる 3D プリントセラミックスの最も興味深い応用分野のひとつは、骨代替物と頭蓋インプラントです。この記事で説明されているように、従来のインプラント製造方法と比較して、積層造形法では多孔質構造の形状を完全に制御できます。これにより、骨結合が促進され、生体骨とインプラント間の圧縮機械的強度が増加し、炎症の変化やインプラント拒絶反応が減少します。
3DCeram は、Ceramaker システムを通じて FCP を提供するほか、設計および印刷サービスも提供しています。

Rapid Ceramic Forming はどのように機能しますか?
FCP は基本的に 3DCeram の SLA テクノロジーの独自名称であるため、他の SLA マシンとほぼ同じように機能します。UV レーザーを使用して、感光性材料の容器を 25 ～ 100 ミクロンの厚さで層ごとに選択的に重合します。すべてのセラミック部品と同様に、グリーン部品は樹脂を除去して、セラミック部品に化学的および機械的特性を与える最終密度を達成するために、脱バインダーおよび焼結する必要があります。
3DCeram が優れているのは、3DMIX セラミック材料です。同社は、ジルコニア、アルミナ、ハイドロキシアパタイト (HAP)、窒化ケイ素、コージェライト、ジルコン、シリカなど、すぐに使用できるスラリーを幅広く開発しました。彼らは、機械的特性と用途を説明するいくつかの便利なデータシートをまとめました。こちらに、ジルコニア、アルミナ、HAP へのリンクがあります。

FCP 3Dプリンター:
3DCeram は、Ceramaker C900 (下の写真) という 2 種類のマシンを製造しています。有効建築容積は300 x 300 x 100 mmです。

最近、3D Ceram ChinaのゼネラルマネージャーであるMa Tao氏はAntarctic Bearに対し、完全自動バッチ生産機能を実現する総合ソリューションをリリースする予定であり、これはセラミック製造における非常に重要な産業リンクとなるだろうと語った。また、2018年末までに、600×600mmの大型セラミック3Dプリンターと、さまざまな材料を印刷できるプリンターもリリースする予定である。

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