Stato di post-elaborazione della produzione ceramica
Con il rapido avanzamento del “Made in China 2025”, anche l'industria manifatturiera ceramica ha subito profondi cambiamenti e si sta trasformando nella direzione di “intelligenza e digitalizzazione”. Dopo anni di sviluppo, la tecnologia di stampa 3D ha svolto un ruolo sempre più importante nel processo di produzione della ceramica e la tecnologia di stampa su ceramica basata su vari schemi ha fatto grandi progressi. Tuttavia, a causa della particolarità dei materiali ceramici, non possono essere sinterizzati direttamente come i metalli nel processo di stampa 3D. Il processo di produzione generale è la stampa 3D, seguita dallo sgrassaggio e dalla sinterizzazione post-elaborazione. Di seguito elenca e analizza lo status quo del mercato della post-elaborazione per la stampa 3D in ceramica.
Con il rapido sviluppo della tecnologia dei materiali, della progettazione assistita da computer (CAD), della produzione assistita da computer (CAM) e di altre tecnologie applicative, anche la tecnologia di stampa 3D in ceramica è in costante miglioramento. Tuttavia, in base alla particolarità dei materiali ceramici, con gli attuali mezzi scientifici e tecnologici, le parti ceramiche prodotte mediante PDM, SLA o altri metodi dovrebbero essere definite "corpi ceramici". La tecnologia di stampa 3D in ceramica sostituisce effettivamente la ceramica nel processo ceramico. Nel tradizionale "processo di formatura", dopo il "processo di formatura", sono ancora richiesti processi come lo "sgrassaggio" e la "sinterizzazione". Solo dopo che il "processo di sinterizzazione" è stato completato, le particelle di polvere ceramica possono essere densificate per soddisfare i requisiti prestazionali.
Nel processo di stampa 3D in ceramica, prendendo come esempio l'attuale tipico materiale di stampa in allumina, la resina fotosensibile viene aggiunta all'impasto ceramico come mezzo di indurimento e viene indurita mediante irradiazione laser con una specifica lunghezza d'onda e potenza, realizzando così la stampa 3D (stampaggio ) processo di ceramica.
La resina fotosensibile come additivo rappresenta oltre il 25 percento in massa e il 45-50 percento del volume nell'intero materiale di stampa. Dopo il test, il tasso di restringimento delle parti in ceramica stampate in 3D è generalmente di circa il 20 percento o superiore. Tuttavia, il rapporto di massa dopo lo stampaggio mediante processi di stampaggio tradizionali come lo stampaggio a iniezione e la pressatura è generalmente di circa il 3% e il tasso di restringimento è generalmente di circa il 10% (prendendo l'allumina come esempio). Un ritiro eccessivo rende più elevati i requisiti per il controllo dimensionale e la caratterizzazione del costo della ceramica. Pertanto, è necessario apportare modifiche corrispondenti al processo di post-trattamento dei prodotti ceramici stampati in 3D.
Al momento, poiché la tecnologia di stampa 3D in ceramica è ancora in ricerca e sviluppo, produzione di prova su piccola scala e applicazioni industriali speciali, non esiste una situazione di produzione su larga scala. Pertanto, gli utenti finali delle stampanti 3D per ceramica generalmente supportano piccoli forni di riscaldamento elettrico sperimentali come apparecchiature termiche per la post-elaborazione della ceramica. La maggior parte di questi dispositivi è progettata e realizzata utilizzando tecniche tradizionali di preparazione della ceramica, con strutture semplici, e potrebbe non avere la capacità di raccogliere e analizzare i dati; la maggior parte degli implementatori post-processo si concentra principalmente sulla ricerca e lo sviluppo dei materiali. Per la tecnologia di stampa 3D in ceramica, la tecnologia di sinterizzazione ceramica L'attesa non è abile. A giudicare dall'attuale feedback del mercato, l'"effetto barile" della stampa 3D in ceramica è bloccato nel processo di post-elaborazione. Con l'uso di additivi elevati, l'elevato tasso di restringimento porta direttamente a fessurazioni, resistenza strutturale irregolare e scolorimento. In termini di problemi di post-elaborazione, ciò ha anche portato al ritardo nell'ingresso della tecnologia di stampa 3D in ceramica nella produzione di massa.
Si può vedere l'importanza della sinterizzazione della protezione dell'atmosfera inerte nel processo di post-elaborazione della stampa 3D ceramica. Dopo i test, abbiamo scoperto che se si utilizza il processo di sinterizzazione tradizionale per sinterizzare parti stampate in ceramica 3D, non importa quanto sia lenta la velocità di riscaldamento, il prodotto presenterà più o meno crepe e si possono osservare crepe in tutto il corpo sotto l'elettrone microscopio.
Dopo aver utilizzato la protezione con gas inerte, l'attuale velocità di aumento della temperatura controllabile è di circa 0,8~1 gradi al minuto ed è necessaria un'atmosfera di aria/inerte. Nella fase successiva, la velocità complessiva di sinterizzazione verrà gradualmente aumentata e il forno integrato per l'atmosfera di sgrassaggio e sinterizzazione verrà utilizzato come attrezzatura di produzione speciale per le parti di stampa 3D in ceramica per ridurre al minimo i tempi di lavorazione e ridurre la complessità dell'operazione.
Un piano per lo status quo
Nel processo di post-lavorazione, la rimozione del grasso organico è particolarmente importante. Lo sgrassaggio incompleto porterà direttamente a problemi come screpolature del prodotto, tinture e danni alla resistenza. Per questo, verranno utilizzate apparecchiature di sgrassaggio con capacità di vuoto per ridurre l'ossidazione della materia organica nel tradizionale processo di sgrassaggio. La reazione è stata modificata in una reazione di cracking termico, utilizzando un gas inerte per creare un'atmosfera protettiva nella camera durante il processo di sgrassaggio. E utilizzare apparecchiature di prova per monitorare la temperatura, la pressione, il contenuto di ossigeno, ecc. in tempo reale e infine formare un rapporto di analisi per fissare il processo di sgrassaggio dello stesso tipo di prodotti.
In considerazione dell'attuale situazione del mercato della post-elaborazione della stampa 3D in ceramica, sulla base delle capacità di stampa 3D in ceramica, è stato sviluppato un sistema di servizi che integra sgrassaggio, sinterizzazione, registrazione dei dati, analisi dei dati e test di corpi verdi in ceramica ad alto contenuto di grassi istituito per fornire ai clienti finali della stampa 3D in ceramica e agli sviluppatori di materiali forniscono sgrassaggio integrato, processo di sinterizzazione, rettifica superficiale, verifica del processo e altri servizi dopo la stampa, in modo da promuovere la realizzazione del processo di produzione di massa della stampa 3D in ceramica.