複雑な構造の3Dプリントセラミックの焼結のための新しいソリューション：Guohong Tianyiの「形状ベースの制限+マイクロ変形補正」

南極熊の紹介：西安国宏天一は、「形状フィット制限+マイクロ変形補正」という新しいソリューションを使用して、複雑な構造の3Dプリントセラミック製品の焼結変形制御の難しさを克服しました。

セラミック材料は、その優れた機械的、光学的、電気的、熱的特性により、航空宇宙、ヘルスケア、自動車製造、太陽光発電、半導体などの産業で重要な役割を果たしています。乾式プレス、静水圧プレス、射出成形、ゲルキャスティングなどの従来のセラミック成形技術は成熟していますが、複雑な構造と統合された機能を備えたセラミック製品の需要、特にこれらの需要が従来の金型製造の範囲を超える場合は、それらに対応することができません。

産業技術の急速な発展に伴い、3D プリント技術の登場により、複雑な構造のセラミックを製造するための新しい柔軟かつ効率的な方法が提供されました。光硬化セラミック 3D プリント技術は、航空宇宙、医療機器、半導体、ファインケミカルなどの業界における精密で複雑なセラミック部品の製造において大きな可能性を示しています。

△Guohong Tianyiセラミック3Dプリント：ニアネットサイズで焼結したY型チャック（左）、ニアネットサイズで焼結した真空吸引カップ（右）
複雑な構造の3Dプリントセラミック製品の焼結プロセスにおける課題

しかし、複雑な構造を持つセラミックの 3D プリントには依然として課題が残っています。焼結は、複雑な構造の 3D プリントセラミック製品の製造における重要なステップであり、製品の性能、形状、寸法精度の制御に直接影響します。焼結プロセス中、セラミック材料は材料の移動と気孔の閉鎖により収縮します。焼結収縮が適切に制御されない場合、製品の変形や割れを引き起こしたり、材料の性能が低下したりする可能性があります。したがって、製品サイズの一貫性と性能の安定性を確保するには、焼結収縮の制御が重要です。特に航空宇宙や医療などのハイテク分野では、セラミック製品の精度が機器の安全性や信頼性に直接関係します。形状制御精度の向上により、後工程の削減だけでなく、生産効率の向上やコスト削減にもつながります。

△セラミック3Dプリンター JH-C250
△雰囲気焼結炉
焼結製造の限界を突破し、複雑な構造の3Dプリントセラミック製品の形状制御精度を実現

西安国宏天一智能科技有限公司は、西安交通大学の劉栄珍チームと協力し、複雑な構造の3Dプリントセラミック製品の焼結変形制御の問題を克服しました。両者は統合されたネットサイズ成形と焼結技術を開発し、「形状に基づく制限+マイクロ変形補正」ソリューションを先駆的に開発し、高温でのセラミック収縮の精密制御を実現しました。この技術により、製品精度が大幅に向上し、表面精度は±0.05mm以下、寸法精度は±0.03mmまで向上しました。現在、初期の量産能力を備えています。

△国宏天一は0.3mmの微細小穴部品を製造しています
3Dプリントセラミック製品の高精度焼結技術により、より複雑で洗練されたセラミック部品の製造が可能になり、技術革新と製品のアップグレードが促進されます。同時に、3Dプリントセラミック製品の製造効率が大幅に向上し、生産コストが効果的に削減され、複雑な部品の製造サイクルが短縮されます。上記の技術は、熱交換器、フィルター、マイクロリアクター、精密キャリア基板、半導体構造部品などの精密セラミック部品の製造に技術的サポートを提供します。この技術は、これらの部品の耐久性と信頼性を向上させるだけでなく、複雑な内部構造の設計を可能にし、部品の効率を最適化し、製品のパフォーマンスを向上させます。技術の継続的な発展と成熟により、将来的には光硬化型3Dプリントセラミックスが航空宇宙、医療、電子機器、半導体などの高精度分野で重要な役割を果たすことが期待されています。

3Dプリントセラミックコア鋳造高圧タービンガイドブレードが正式に生産・応用され、国宏天一は画期的な成果を達成した。

西安国宏天一智能科技有限公司は、2024年3月、シリコンベースの3Dプリントセラミックコアで再び大きな進歩を遂げました。スラリーの固形分は87wt％で、3Dプリント、脱脂、含浸、焼結などのプロセスを経て、合格のセラミックコアを製造するのにわずか1週間しかかかりませんでした。また、ワックスプレス、注入、シェルリング、コア除去、テストなどの一連の鋳造プロセスも実行しました。最終的に、ある機械の高圧タービンガイドブレード用の積層製造セラミックコアの鋳造が完了しました。その効果は製品要件を完全に満たし、製品は正式な生産と応用を開始しました。

△ セラミックコア3Dプリントとブレードの精密鋳造プロセス
郭紅天一について

西安国宏天一智能科技有限公司は2017年10月に設立され、西安市維陽区に位置し、生産面積は8,800平方メートルを超えています。西安交通大学の産学研協力企業であり、陝西省急速製造工程技術センターの共同建設者でもある同社は、セラミック付加製造サービス、セラミック付加製造装置の研究開発、金属付加製造サービス、PEEK付加製造サービスの4つの中核事業を有し、設計最適化、プロセス開発、装置の研究開発、生産サービスから特殊試験まで、幅広いサービスを提供しています。

同社は、「双一流」大学を卒業した博士や修士を中核チームとするハイレベルな専門人材チームを構築し、最適化設計と3Dプリントの複合応用の深化に注力し、エンジニアリングの最前線と複雑な専門分野の問題に焦点を当て、複数の分野で徹底した設計最適化と総合的なソリューションサービスを顧客に提供しています。国宏天一智能科技有限公司は、その努力を通じて、高性能セラミック製造分野における 3D プリント技術の革新と開発の推進に取り組んでいます。

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