קבוצת חוקרים מאוניברסיטת מערב קנדה ומאוניברסיטת טרנטו באיטליה פיתחה שיטה חדשה בעלות נמוכה להדפסת מבנים קרמיים בתלת מימד.
שיטה זו משתמשת רק במדפסות תלת מימד FFF במחירים נוחים וחומרים הנקראים קרמיקה שמקורה בפולימר (PDC). בעיקרו של דבר, ניתן להדפיס את מבנה המבשר הקרמי במצב הפולימרי שלו וניתן לשריפה בכבשן כדי להשיג חלקים קרמיים ברזולוציה גבוהה.
לשיטה זו עשויה להיות השפעה משמעותית על יישומים כגון מערכות בטמפרטורה גבוהה ואפילו התחדשות רקמת העצם.
ניתן לעצב את הפולימר המבשר הקרמי במצב פולימרי ולאחר מכן לבצע פירוליזה לייצור סוגים שונים של קרמיקה. ניתן להשתמש בטכניקה זו לייצור קרמיקה חלת דבש.
אתגרים העומדים בפני הדפסת תלת מימד קרמית
רבים מהמערכות והחומרים הנדרשים להדפסת תלת מימד קרמית הם יקרים יחסית וקשים לתפעול, ומגבילים את הגישה לחלקי קרמיקה מורכבים.
PDCs הם חומרים קרמיים שנוצרו על ידי פירוליזה של פולימרים מקדימים קרמיים, המספקים דרך חלופית להדפסת תלת מימד קרמית ללא מכשולים רבים. ניתן להדפיס חומרים אלו בצורתם הפולימרית המעובדת בקלות רבה יותר לפני השלב הסופי שלאחר העיבוד. עם זאת, על פי פירס וצוותו, עדיין קיים חוסר במחקר על שילוב הדפסה תלת מימדית של FFF עם PDC.
כדי להתחיל את הפרויקט, החוקרים הספגו חוטים מבוססי פוליאוריטן תרמופלסטיים (TPU) עם פולימרים פרה-קרמיים. החומר הספוג המתקבל משמש לאחר מכן להדפסת תלת מימד של קבוצה של מבני חלת דבש, אשר עוברים פירוליזה כדי לייצר SiOC(N) צפוף לחלוטין, החומר הקרמי הסופי.
נמצא שהמבנה הקרמי המודפס יכול לעמוד בטמפרטורות עבודה של עד 1500 מעלות צלזיוס, והוא עשוי מחומרים מוכנים במדפסת תלת מימד של Lulzbot שולחנית. החוקרים חישבו שהם יכולים להדפיס בתלת מימד את המבנים הקרמיים המורכבים הללו בפחות מ-3% מהעלות של שיטות אחרות.
בנוסף, רכיבי SiOC(N) נקבעים כתואמים ביולוגיים, מה שיכול לקדם הידבקות מהירה של תאים על פני השטח שלהם. הפעלת תאים מוקדמת על הרכיבים אף הוכחה כמתכווננת על ידי התאמת נקבוביות החומר, מה שמאפשר לצוות לדמות את הגיאומטריה של רקמת העצם האנושית, ובכך להשיג יישומים של התחדשות עצם.
במונחים של עבודה עתידית, פירס והצוות שלו מתכוונים לשנות את שיטת ההדפסה על ידי הוספת תוספי ננו-מייל או כוונון עדין של חוטים מבוססי TPU. זה יכול להרחיב את היישומים האפשריים של הטכנולוגיה לשימוש במקרים כגון מסננים פעילים, ממירים קטליטיים ורכיבים מוליכים.
קישור למאמר זה: הורד בהצלחה את העלות של הדפסת תלת מימד קרמית ב-3%
הצהרה מחודשת: אם אין הוראות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. אנא ציין את המקור להדפסה חוזרת: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！
PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית