セラミック 3D プリントの固形分含有量は最大 87wt%、Qiyu Technology のデュアルシリンダーシンク直立型 DLP ソリューション

南極熊の紹介： 3Dプリント技術を使用して高性能セラミック部品の微細成形を実現することは、現在ホットな話題です。セラミック3Dプリンティングは、主に光硬化技術を用いて、セラミック粉末と感光性樹脂を含むスラリーを硬化させることで印刷・成形を実現します。既存の主流のセラミック 3D 印刷技術は、選択的レーザー硬化 (SLA) セラミック 3D 印刷技術に基づいており、もう 1 つはプル DLP セラミック 3D 印刷技術に基づいています。これらの技術は、3 つの技術的な困難に直面しています。 ● 1 つ目は、焼結効率を向上させ、ひび割れを減らすために、高固形分セラミックスラリーを準備して印刷する方法。 ● 2 つ目は、超複雑な構造の高精度成形を実現する方法。 ● 3 つ目は、ほとんどのセラミック 3D 印刷技術において、添加する材料の量を減らし、材料利用率を向上させる方法です。 ▲Adventure-3D-ZP-Printerで印刷したアルミナコアブランク
2022年5月31日、南極熊は、深センアドベンチャーテックが高性能セラミック3Dプリント用の高精度直立型デュアルシリンダーDLPセラミック3DプリンターAdventure-3D-ZP-Printerシリーズを発売したことを知りました。有効成形サイズは最小67.2×37.8×90 mm、最大192x108x150 mmに達し、光学精度は最大25μmです。この製品は、グローバル 3D プリント製品ライブラリ https://product.nanjixiong.com に追加されました。
▲Adventure-3D-ZP-Printerシリーズセラミック3Dプリンター
Adventure-3D-ZP-Printerの最大の特徴は、「デュアルシリンダー-沈み込み-削り取り」構造です。供給シリンダーと成形シリンダーの面積比は1：1です。この構造により、印刷モデルの実際のサイズに応じて、追加するセラミック感光性スラリーの量を選択できます。追加するスラリーの量は、成形シリンダーの面積に印刷されたサンプルの高さを掛けた値よりわずかに大きくなります。印刷を開始するには50mLのスラリーのみが必要で、新しい高精度セラミック3D印刷材料の開発に適しています。この構造は、昇降式セラミック3Dプリント装置と比較して、 「金型分離とフィルム除去プロセス」がないため、プリントの成功率を大幅に向上できます。屈折率の高いセラミック材料の成形では、ガラスや離型フィルムなどの異なる媒体を通過する紫外線の「二次反射」がなく、エッジのぼやけや精度の低下の影響を引き起こします。単筒沈降式や蠕動給餌沈降式セラミック3Dプリント装置と比較して、沈降の利点と高精度を維持しながら、1回の実験で供給される材料の量を最小限に抑えることができます。大学や研究機関でのセラミック材料開発実験に非常に適しています。
▲アドベンチャー3D ZPプリンター「デュアルバー・沈下・削り」構造
さらに重要なのは、この3Dプリンターと高性能セラミック3Dプリントのために、Adventure Tech.のR＆Dチームが、高性能セラミックスラリーの準備、超微細複雑構造の印刷ソリューションの設計、セラミック体の脱バインダーと焼結の推奨事項を含む完全なソリューションセットを立ち上げ、顧客に高精度セラミック部品の印刷のための完全なサービスを提供していることです。
高精度のセラミック 3D プリントを実現するには、まず固形分含有量の高いセラミックスラリーを準備する必要があります。固形分含有量の高いスラリーは通常、プリントしたセラミック本体が焼結しやすくなることを意味しますが、固形分含有量の高いセラミックスラリーはプリントがより困難になることも意味します。 Qiyu Technology の研究開発チームは、固形分含有量が最大 87wt% (体積分率 > 65vol%) のアルミナセラミックスラリー、固形分含有量が最大 85wt% (体積分率 > 50vol%) のジルコニアセラミックスラリーなど、数多くの高固形分 3D プリントセラミックスラリーを特別に開発しました。ソリューションを提供できるセラミック材料の種類には、アルミナ、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、ハイドロキシアパタイト、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素などがあります。
▲高固形分セラミックスラリー：87wt%アルミナスラリー ▲高固形分セラミックスラリー：85wt%ジルコニアスラリー▲ビデオ: Adventure-3D-ZP-Printer を使用したセラミックコアの印刷プロセス
南極熊によると、Qiyu Technologyが発売したAdventure-3D-ZP-Printerセラミック3Dプリンターは、波長405nm（オプションで385nm、365nm）のDLPデジタル投影光機を造形光源とし、独自の「二重円筒沈降掻き取り」システムと特別に設計された二重スクレーパー構造を開発しました。舗装工程でセラミックスラリーをスクレーパーの前方に均等に押し出すことができ、過度に蓄積することなく、スクレーパーが均等に広がるため、高粘度セラミックスラリーの極薄塗布舗装の問題を解決します。同時に、リターンシステムを搭載し、セラミックスラリーの無駄を回避し、セラミックスラリーの効率的な使用を実現します。さらに、Adventure-3D-ZP-Printer は、「リフトアンドプル構造」印刷装置における「二次反射による二次凝固」によって引き起こされる凝固体のエッジのぼやけや精度の低下の問題を効果的に回避し、セラミック印刷の精度と成功率を効果的に向上させます。また、本装置は上下に可動する光学機械を搭載しているため、精度調整が可能で、同一装置で多精度印刷を実現できます。このシリーズの設備はコストパフォーマンスが高く、すべての印刷パラメータがオープンであり、特殊な応力解放スキャンアルゴリズムは高粘度セラミック印刷材料の開発と成形に適していると報告されています。印刷フォーマットは、実験室での試作と工業生産モードの両方を考慮して調整可能です。この一連の設計は、高性能セラミックの高精度印刷を効果的に保証します。
▲「リフト型構造」における「二次反射」と「二次硬化」による精度問題
同時に、セラミックグリーン体の焼結を成功させることは、高性能セラミック製品を得るための重要なステップです。 Antarctic Bear は、Qiyu Technology の R&D チームが、スラリーの基本特性と製品の特殊構造に基づいて、さまざまなセラミック 3D プリント製品に対して個別の脱脂および焼結の提案を提供し、長年の経験の蓄積と組み合わせることで、可能な限り短時間で高性能セラミックのロスのない脱脂および焼結を実現できることを知りました。
▲Adventure-3D-ZP-Printerで印刷したアルミナ（左）とジルコニア（右）の完成した焼結セラミック（30時間以内に脱脂+焼結）
▲Adventure-3D-ZP-Printerでプリントしたセラミック製品の詳細 ▲Adventure-3D-ZP-Printerで印刷された陶器の十二支。Qiyu Technologyが開発したAdventure-3D-ZP-Printer印刷装置は、国内の有名な大学や企業で検証・採用され、バイオメディカル、航空宇宙などの分野のコア製品の研究開発と生産に役立っていると報告されています。
Qiyu Technologyについて<br /> 深センアドベンチャーテクノロジー株式会社は、高性能材料の3Dプリント技術とアプリケーションの開発に注力するハイテク企業です。清華大学の博士号取得者や海外から帰国した人材を擁する研究開発チームを有し、長年にわたりセラミック3Dプリントの分野に深く携わっており、深センと仏山に研究開発と生産拠点を置いています。これまで、Qiyu Technologyは、成形範囲が67.2mm x 37.8mm x 90mmから192mm x 108mm x 150mm、標準光学精度が最大25μm（10μmの高精度光学機械をカスタマイズして超高精度印刷を実現）のセラミック3Dプリンターを多数開発してきました。さまざまなセラミックスラリーの印刷と成形に適しており、国内の多くの大学、研究機関、企業ユーザーに採用され、顧客が新しい方向を模索し、新しいアプリケーションを開発し、新しい材料を活用し、新製品を開発するのを支援し、顧客の高性能セラミックの研究開発と生産が科学技術、デジタル化、インテリジェント化の方向に発展するのに役立ちます。

セラミック 3D プリントの固形分含有量は最大 87wt%、Qiyu Technology のデュアルシリンダーシンク直立型 DLP ソリューション

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